自熱烤魚制品的加熱效果分析

郭思亞，熊偉，張龍翼，薛峰，陳浩，張崟＊

（1.成都大學(xué)肉類加工四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610106；2.成都通威魚有限公司，成都 610000；3.四川欣康綠食品有限公司，成都 611900）

食品自加熱技術(shù)是一種不產(chǎn)生明火的無(wú)火焰加熱 方式［1］。早在二戰(zhàn)時(shí)期，自熱技術(shù)曾運(yùn)用于軍用罐頭加熱［2］，之后在食品中的應(yīng)用較少［3］。近年來(lái)，隨著人們外出旅游、野營(yíng)、垂釣等戶外運(yùn)動(dòng)的增加，自加熱技術(shù)又被重新應(yīng)用于食品的加熱［4］，并逐漸受到國(guó)內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注。孫紅旗等對(duì)自加熱食品的加熱效果進(jìn)行了研究，得出50～70℃是自加熱食品的適宜溫度。李陽(yáng)研究了自加熱方便米飯熱源放熱量和加熱效果，得出與熱源直接接觸處溫度最高［5］。在日本還有采用自加熱技術(shù)加熱清酒的應(yīng)用，只需3min就能使清酒溫度升至58℃［6］。盡管國(guó)內(nèi)外對(duì)自加熱技術(shù)在食品中的應(yīng)用進(jìn)行了一些探索，但鮮見采用自加熱方式制作自熱烤魚的報(bào)道。

烤魚是深受消費(fèi)者喜愛(ài)的一種傳統(tǒng)菜肴，但目前主要在燒烤店消費(fèi)。在四川，萬(wàn)州烤魚已經(jīng)受到消費(fèi)者的廣泛接受，并成為本地特色小吃。但是，由于傳統(tǒng)烤魚的烤制過(guò)程粗放，烤制工藝隨意性大，導(dǎo)致制作的烤魚制品存在苯并芘、雜環(huán)胺等有害物質(zhì)含量超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)［7］。因此，對(duì)傳統(tǒng)烤魚制品進(jìn)行工業(yè)化改造，以使其烤制工藝穩(wěn)定，進(jìn)而達(dá)到控制其中有害物質(zhì)含量的效果，這不僅有利于滿足消費(fèi)者的食用需求，而且可以確保食用安全性。為此，本文以鯽魚為原料，應(yīng)用自加熱技術(shù)，在前期建立烤制溫度和風(fēng)味調(diào)制基礎(chǔ)上，對(duì)鯽魚、配菜在自熱過(guò)程中的溫度變化進(jìn)行了分析。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

新鮮鯽魚、萵筍、土豆、黃瓜、花菜：購(gòu)自成都十陵綜合市場(chǎng)；金龍魚純香菜籽油、食鹽、孜然粉、燒烤粉：購(gòu)自成都好樂(lè)購(gòu)購(gòu)物中心；超純水：實(shí)驗(yàn)室制備。

PCD－E3000恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上?，槇U股份有限公司；KWS1530X電熱烤箱 格蘭仕電器股份有限公司；BCD－649WDCE智能冰箱 青島海爾股份有限公司；CENTER－304四通道溫度計(jì) 群特科技股份有限公司；70.00g食品專用發(fā)熱包 博通塑料制品有限公司；PP材質(zhì)加熱盒 三杯茶紙杯廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 魚肉前處理

新鮮鯽魚宰殺后去除魚頭、魚尾、魚鰭、魚排，抽出魚腥線，洗凈后用7%食鹽水浸泡30.00min，腌制入味，分為3組備用。第1組直接進(jìn)行自熱實(shí)驗(yàn)；第2組分別在40.00，50.00℃連續(xù)烘干60.00min后，在魚肉表面涂油，撒上孜然粉，在210.00℃烤制20.00min，待冷卻至與新鮮魚溫度相同時(shí)進(jìn)行自熱實(shí)驗(yàn)；第3組在冰箱充分凍結(jié)后，解凍至與新鮮魚溫度相同時(shí)進(jìn)行自熱實(shí)驗(yàn)。

1.2.2 配菜制作

新鮮土豆、黃瓜和萵筍去皮，切成條狀，長(zhǎng)、厚、寬分別為3.0，0.5，0.5cm，花菜切成長(zhǎng)約3.0cm 的小朵。所有配菜在沸水中加熱3.00min。其中薯?xiàng)l煮后于80.00℃烘干10.00min，并高溫油炸3.00min。所有配菜冷卻到與新鮮魚溫度相同后做自加熱溫度研究。

1.2.3 介質(zhì)自熱效果評(píng)價(jià)

向3個(gè)自熱盒上層分別加入150.0mL水、150.0mL油、150.0mL油水混合物（水和油各75.0mL，在油水混合物中添加0.75g蒸餾單硬脂酸甘油酯促溶）。將測(cè)溫探頭固定到液面中心后連接到溫度計(jì)上。分別向3個(gè)自熱盒底層加入100.0mL純水，放入70.00g發(fā)熱包，迅速裝好上層，蓋好蓋子，每0.50min記錄1次溫度，重復(fù)3次。

1.2.4 魚肉自熱效果評(píng)價(jià)

分別稱取70.00g新鮮魚、烤魚、凍魚（初始溫度保持一致，厚度保持一致），準(zhǔn)備好9個(gè)自熱盒，分為編號(hào)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ組，每組3個(gè)。向這3組自熱盒上層定量加入水150.0mL、油150.0mL、油水混合物150.0mL，分別加入稱取好的新鮮魚、烤魚和凍魚，自熱盒下層分別加入100.0mL純水，放入70.00g發(fā)熱包。將溫度計(jì)探頭插入到魚肉片中心，每0.50min記錄1次溫度，重復(fù)3次。

1.2.5 配菜自熱效果評(píng)價(jià)

準(zhǔn)備好12個(gè)自熱盒，分為編號(hào)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ組，每組4個(gè)，向這3組自熱盒上層分別放入已經(jīng)前處理好的萵筍、薯?xiàng)l、黃瓜、花菜各35.00g，溫度計(jì)探頭連接到配菜的中心，分別測(cè)定在150.0mL水、150.0mL油、150.0mL油水混合物中加熱的溫度，每0.50min記錄1次溫度，重復(fù)3次。

1.2.6 烤魚及配菜整體自熱效果評(píng)價(jià)

準(zhǔn)備3個(gè)自熱盒，向這3組自熱盒上層放入已經(jīng)稱取好的烤魚70.00g，萵筍、薯?xiàng)l、黃瓜、花菜各35.00g，溫度計(jì)探頭同時(shí)連接到烤魚、萵筍和薯?xiàng)l的中心，加入150.00mL油水混合物，底層加入100.0mL純水，放入70.00g發(fā)熱包，每0.50min記錄1次溫度，重復(fù)3次。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并繪圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 介質(zhì)的傳熱效果比較

在發(fā)熱包與水反應(yīng)產(chǎn)生熱的作用下，3種傳熱介質(zhì)（水、油水混合物、油）的溫度變化見圖1。

圖1 介質(zhì)的自熱溫度變化

由圖1可知，隨著加熱時(shí)間增加，3種介質(zhì)的溫度均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。通過(guò)局部回歸分析，并對(duì)回歸曲線求極值，得出水、油水混合物、油分別在6.28，7.65，6.25min時(shí)溫度達(dá)到極值，分別為93.73，92.20，90.46℃。加熱30.00min后，油水混合物的溫度為60.46℃＞油49.86℃＞水47.07℃，加熱到極值后介質(zhì)的溫度下降速率為純水＞油＞油水混合物。

水、油水混合物、油的導(dǎo)熱系數(shù)關(guān)系為λ水＞λ油水混合物＞λ油。導(dǎo)熱系數(shù)越大，導(dǎo)熱效率越高，介質(zhì)的溫度變化就越快，這可能是導(dǎo)致圖1中純水的溫度較油水混合物和油的溫度升高更快的主要原因。相反，在加熱包結(jié)束放熱后，由于水的導(dǎo)熱系數(shù)較油水混合物和油的高，所以水對(duì)熱量的耗散較油水混合物和油的都快，這可能是導(dǎo)致圖1中水、油水混合物和油的溫度達(dá)到極值后，水的溫度下降速率較油水混合物和油的快的主要原因。由此可見，在采用自熱方式加熱食品時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整傳熱介質(zhì)的成分達(dá)到預(yù)定加熱溫度和加熱效果的目的。

2.2 不同處理方式對(duì)魚在介質(zhì)中傳熱效果的影響

為了分析處理方式對(duì)魚在介質(zhì)中傳熱效果的影響，比較了新鮮魚、烤魚、凍魚在水、油水混合物、油中的自熱效果，結(jié)果見圖2。

圖2 不同狀態(tài)魚的加熱溫度變化

由圖2可知，隨著加熱時(shí)間的增加，新鮮魚、烤魚和凍魚在介質(zhì)中的溫度變化都呈先上升后下降的趨勢(shì)。通過(guò)局部回歸分析，并對(duì)回歸曲線求極值，得出用水、油水混合物、油煮新鮮魚的溫度分別在9.37，11.61，10.75min時(shí)達(dá)到極值，分別為90.73，86.69，85.23℃，加熱30.00min后，新鮮魚的溫度為油水混合物69.59℃＞水64.57℃＞油64.31℃。用水、油水混合物、油煮烤魚的溫度分別在7.93，7.67，8.28min達(dá)到極值，分別為88.40，84.19，76.01℃，加熱30.00min后，烤魚的溫度為油水混合物68.42℃＞水66.08℃＞油61.20℃。用水、油水混合物、油煮凍魚的溫度分別在8.95，10.08，9.82min達(dá)到極值，分別為87.84，84.33，83.42 ℃，加熱30.00min后，凍魚的溫度為水68.77℃＞油水混合物68.74℃＞油67.07℃。

比較圖2中不同處理魚的溫度變化，發(fā)現(xiàn)在水中，新鮮魚在加熱9.37min后溫度達(dá)最大值90.73℃；烤魚在加熱7.93min后溫度達(dá)最大值88.40℃；凍魚在加熱8.95min后溫度達(dá)最大值87.84℃。在油水混合物中，新鮮魚在加熱11.61min后溫度達(dá)最大值86.69℃；烤魚在加熱7.67min后溫度達(dá)最大值84.19℃；凍魚在加熱10.08min后溫度達(dá)最大值84.33℃。在油中，新鮮魚在加熱10.75min后溫度達(dá)最大值85.23℃；烤魚在加熱8.28min后溫度達(dá)最大值76.01℃；凍魚在加熱9.82min后溫度達(dá)最大值83.42℃。由此可見，3種處理的魚在加熱介質(zhì)中，其溫度均能達(dá)到

2.3 配菜在傳熱介質(zhì)中的溫度變化

由于單純的魚肉難以滿足營(yíng)養(yǎng)平衡的需要，所以在烤魚制品中應(yīng)該包含一定量的蔬菜。為此，參照市場(chǎng)上現(xiàn)有產(chǎn)品的配菜，選擇了萵筍、黃瓜、薯?xiàng)l、花菜等配菜作為烤魚制品的候選配菜。比較這幾種蔬菜在水、油水混合物、油中的自熱效果，所得結(jié)果見圖3。

圖3 配菜的加熱效果

由圖3可知，隨著加熱時(shí)間的增加，4種配菜在3種傳熱介質(zhì)中的溫度變化都呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。通過(guò)局部回歸分析，并對(duì)回歸曲線求極值，得出水、油水混合物、油煮萵筍的溫度分別在7.24，8.48，7.92min時(shí)達(dá)到極值，分別為88.72，78.96，77.36℃，加熱30.00min后，萵筍的溫度為水62.90℃＞油水混合物60.73℃＞油58.37℃。用水、油水混合物、油煮黃瓜的溫度分別在7.92，6.10，8.01min時(shí)達(dá)到極值，分別為86.90，80.20，81.70℃，加熱30.00min后，黃瓜的溫度為水61.60℃＞油61.10℃＞油水混合物57.10℃。用水、油水混合物、油煮薯?xiàng)l的溫度分別在6.70，8.50，8.32min 時(shí)達(dá)到極值，分別為92.13，87.41，84.33℃，加熱30.00min后，薯?xiàng)l的溫度為油水混合物66.80℃＞水64.02℃＞油60.28℃。用水、油水混合物、油煮花菜的溫度分別在6.89，8.42，5.28min時(shí)達(dá)到極值，分別為91.74，85.55，87.46℃，加熱30.00min后，花菜的溫度為水64.06℃＞油水混合物61.97℃＞油54.41℃。

比較圖3中不同蔬菜的溫度變化，發(fā)現(xiàn)在水中，萵筍在加熱7.24min后溫度達(dá)最大值88.72℃；黃瓜在加熱7.92min后溫度達(dá)最大值86.90℃；薯?xiàng)l在加熱6.70min后溫度達(dá)最大值92.13℃；花菜在加熱6.89min后溫度達(dá)最大值91.74℃。在油水混合物中，萵筍在加熱8.48min后溫度達(dá)最大值78.96℃；黃瓜在加熱6.10min后溫度達(dá)最大值80.20℃；薯?xiàng)l在加熱8.50min后溫度達(dá)最大值87.41℃；花菜在加熱8.42min后溫度達(dá)最大值85.55℃。在油中，萵筍在加熱7.92min后溫度達(dá)最大值77.36℃；黃瓜在加熱8.01min后溫度達(dá)最大值81.70℃；薯?xiàng)l在加熱8.32min后溫度達(dá)最大值84.33℃；花菜在加熱5.28min后溫度達(dá)最大值87.46℃。由此可見，4種蔬菜在加熱介質(zhì)中，其溫度均能達(dá)到70.00℃以上。該溫度已經(jīng)足以滿足熟制和加熱的效果。因此，采用自熱方式可以使蔬菜的溫度達(dá)到制作方便烤魚制品的效果。

在4種蔬菜中，除了薯?xiàng)l經(jīng)過(guò)加熱、烘烤和油炸之外，其他3種蔬菜均是簡(jiǎn)單蒸煮和切割。影響蔬菜溫度變化的因素除了水分含量之外，還有蔬菜本身的接觸面積、密度及質(zhì)地的緊密程度。這些因素的綜合結(jié)果可能是導(dǎo)致4種蔬菜在不同介質(zhì)中出現(xiàn)溫度變化差異的主要原因。

2.4 自熱烤魚制品加熱過(guò)程中魚肉及配菜的溫度變化

綜合比較4種蔬菜的溫度變化，并根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最終選擇萵筍和薯?xiàng)l進(jìn)行溫度測(cè)定，進(jìn)一步分析自熱烤魚制品在自熱過(guò)程中，烤魚和配菜的溫度變化，見圖4。

圖4 烤魚制品中各成分的自熱效果

由圖4可知，在加熱過(guò)程中，烤魚的升溫速度＞薯?xiàng)l＞萵筍。通過(guò)局部回歸分析，并對(duì)回歸曲線求極值，得出烤魚、萵筍和薯?xiàng)l的溫度分別在6.35，17.61，12.46min達(dá)到極值，分別為76.10，75.79，74.55℃。在加熱30.00min后，從最高溫度開始分別下降了12.65，4.49，10.00℃。由此可見，烤魚制品中的魚肉及配菜溫度均可以達(dá)到70.00℃以上，而且在經(jīng)過(guò)30.00min后，烤魚和配菜的溫度均在60.00℃以上。因此，通過(guò)自熱方式制作的烤魚制品，其加熱溫度能夠滿足對(duì)食材熟制和加熱的目的。

3 結(jié)論

通過(guò)比較水、油水混合物及油的自熱效果，發(fā)現(xiàn)水、油水混合物、油分別在6.28，7.65，6.25min時(shí)溫度達(dá)到極值，分別為93.73，92.20，90.46 ℃。加熱30.00min后，油水混合物溫度為60.46℃＞油49.86℃＞水47.07℃，加熱到極值后下降速率為純水＞油＞油水混合物。通過(guò)比較新鮮魚、烤魚和凍魚、不同蔬菜以及烤魚制品的自熱效果，發(fā)現(xiàn)魚肉、配菜以及最終的烤魚制品的最高溫度均可以達(dá)到70.00℃以上。因此，通過(guò)自熱方式制作的烤魚制品，其加熱溫度均能夠滿足對(duì)食材熟制和加熱的目的。