膨化魚片的熱風-微波干燥工藝研究

李 艷，郇延軍，李培紅，邵利君，甘春生

（江南大學食品學院，江蘇無錫214122）

膨化魚片的熱風-微波干燥工藝研究

李 艷，郇延軍*，李培紅，邵利君，甘春生

（江南大學食品學院，江蘇無錫214122）

研究草魚魚片的干燥工藝，探討了熱風預(yù)脫水魚片的含水量以及降溫、升溫和恒溫三種預(yù)脫水熱風干燥模式，微波間歇加熱工藝對魚片品質(zhì)的影響，并對不同干燥條件下的產(chǎn)品進行了感官、質(zhì)構(gòu)和膨化效果分析。結(jié)果表明，熱風預(yù)脫水魚片含水量控制在35%～50%，選擇降溫熱風干燥模式，微波功率設(shè)定中高火檔（418±2.5W），加熱60s，間歇30s的干燥工藝條件是最佳的。

魚片，熱風微波干燥，質(zhì)構(gòu)

魚肉營養(yǎng)成分含量豐富，不僅含有蛋白、脂肪、鈣、磷、鐵等，并含有多種維生素。但是我國淡水魚加工起步較晚，加工水平相對落后，草魚等低值淡水魚還沒有多少加工的定型產(chǎn)品［1］，基本以鮮活、冷凍方式進入市場［2］。因此拓寬淡水魚的加工途徑和改進加工工藝是現(xiàn)在重要的研究方向。當前市場隨著休閑食品的不斷涌現(xiàn)，休閑肉類制品也得到很大發(fā)展，并越來越受到消費者的青睞，風味魚片生產(chǎn)作為開發(fā)魚類休閑食品的主要形式不失為一個有效的加工途徑。微波膨化是利用微波的內(nèi)部加熱特性，使物料內(nèi)部迅速受熱升溫產(chǎn)生大量的蒸汽，內(nèi)部大量的蒸汽向物料外部蒸騰，形成大量的微小孔道，使物料組織膨化［3］。國內(nèi)外對微波膨化工藝進行了不少研究，一些成熟的技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于方便食品和點心加工工藝中［4-6］。遲玉森等［7］報道了大馬哈魚切片烘干后微波膨化制取休閑食品工藝：鮮魚肉切片控制厚度在1.5～2.0mm之間，微波膨化90～120s，制得入口即酥的高蛋白風味小食品。李應(yīng)彪等［8］對大馬哈魚的膨化技術(shù)也進行了研究。微波膨化過程中，魚片的厚度、膨化前的水分含量、微波處理功率和時間是影響制品品質(zhì)的主要因素，膨化前的魚片的水分含量對膨化效果具有重要影響。但是微波膨化若控制不當，會使魚片受熱不均勻，制品產(chǎn)生焦黑點，干燥過度，制品質(zhì)構(gòu)和口感不好，易有顆粒感。針對微波加熱的特點，一般是先用熱風除去物料中的部分水分，然后進行微波干燥，既可以節(jié)能還能夠使產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)如膨化度等得到良好控制。本文以草魚為原料，進行了熱風—微波處理時轉(zhuǎn)化點水分含量的確定，對熱風干燥模式和微波干燥膨化參數(shù)進行了優(yōu)化，以期為魚片的熱風—微波生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)提供理論支持，得到優(yōu)化的熱風—微波魚片生產(chǎn)工藝，制備口感脆香、食用方便的膨化魚片休閑食品。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

新鮮草魚Grass Carp（Ctenopharyngodon idellus）尾重約1～1.5kg，初始含水率（濕基）為84.6% ± 0.4%，購于集貿(mào)市場；食鹽、白糖、黃酒等調(diào)味料 購于超市；所有化學試劑 均為分析純，上海化學試劑公司。

NJ07-3實驗專用微波爐、101-2-BS型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海躍進醫(yī)療器械廠；TA-XT plus型質(zhì)構(gòu)分析儀 英國Stable Micro Systems公司；其它為實驗室常規(guī)儀器。

1.2 工藝流程

表1 調(diào)味液配方（按每100g魚片計）

草魚→三去（去頭、去鱗、去內(nèi)臟）→漂洗→剖塊（魚塊尺寸大約30×40mm）→速凍→切片（魚片厚度2～3mm）→脫腥→調(diào)味→瀝干→熱風脫水→微波膨化→成品

速凍：將剖好的魚塊放入-20℃低溫冷凍至魚肉-2～-3℃，使魚體變硬，便于進行切片操作；脫腥：魚片和脫腥液（0.4%NaCl+1%NaHCO3溶液）質(zhì)量比1∶4，室溫浸泡1h，用清水沖凈；調(diào)味：輔料調(diào)配完后（調(diào)味液配方見表1）靜置0.5～1h，然后紗布過濾制得清液，澆在魚片上攪拌均勻腌制0.5h，為了調(diào)味均勻及魚片完整，腌制調(diào)味時單向攪拌，清水沖凈魚片表面。

1.3 轉(zhuǎn)換點含水量的確定

轉(zhuǎn)換點含水量是指魚片熱風脫水結(jié)束轉(zhuǎn)由微波干燥膨化前的魚片水分含量。魚片去腥調(diào)味后置50℃的烘箱熱風干燥不同的時間（1、1.5、2、2.5、3、3.5、4h）測定其水分含量。將微波功率設(shè)定為534± 2.5W，對熱風干燥完的魚片微波處理2min進行膨化，然后通過感官評定（感官評分標準見表2）、質(zhì)構(gòu)測定、膨化率測定來分析水分含量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響，確定轉(zhuǎn)化點含水量。

表2 感官評分標準

采用九點標度法［9］（9分：極好；8分：良好；7分：好；6分：次好；5分：一般；4分：一般以下；3分：差；2分：很差；1分：極差），選取外觀（15%）、色澤（15%）、口感（30%）和風味（40%）四個感官指標進行評定，并利用模糊數(shù)學環(huán)比法［10］對其進行感官加權(quán)，滿分9分。

1.4 熱風脫水干燥方式的確定

微波膨化前的熱風脫水魚片的品質(zhì)（色澤、形狀、干燥均勻否）會對成品的品質(zhì)有影響。因此，在實驗方法1.3的基礎(chǔ)上，魚片轉(zhuǎn)換點含水量控制在35%～50%，設(shè)計升溫、降溫、恒溫三種熱風干燥模式（見表3）進行熱風脫水干燥實驗，對熱風脫水魚片的外觀品質(zhì)進行初步評定，將微波功率設(shè)定為534± 2.5W，對熱風干燥完的魚片微波處理2min進行膨化，然后感官評定和質(zhì)構(gòu)測定，確定最佳的熱風干燥模式。

表3 熱風干燥模式方案

1.5 微波干燥膨化參數(shù)的優(yōu)化

在實驗中發(fā)現(xiàn)，后期的微波膨化采用“加熱-間歇”工藝可使魚片得到更均勻的加熱，從而獲得更佳質(zhì)量的香脆魚片，否則產(chǎn)品易焦化并存在受熱不均勻現(xiàn)象。因此，在單因素實驗的基礎(chǔ)上，我們采用三因素三水平（表4）正交實驗設(shè)計安排了微波加熱的優(yōu)化實驗，考察微波功率、微波時間、間歇時間三個因素對魚片品質(zhì)的影響。實驗具體工藝操作是將微波功率設(shè)定為需要的功率檔位，然后對熱風脫水魚片進行微波“加熱-間歇”循環(huán)處理，每一個循環(huán)周期結(jié)束時，記錄魚片的總重量并取樣測水分含量，至魚片重量基本恒定，含水量在15%±3%為止，以感官評分為指標對微波處理參數(shù)進行優(yōu)化。

表4 正交實驗L9（33）因素水平表

1.6 魚片分析指標測定方法

1.6.1 質(zhì)構(gòu)測定 采用TA-XT2i物性測定儀，選用TPA測試模型，實驗重復(fù)3次。測定條件為：P/0.25S型不銹鋼球形探頭，下行速度、測試速度和返回速度分別為8.0、5.0、8.0mm/s。

1.6.2 膨化率的測定 采用小米排除法［11］測定魚片體積：魚片體積（cm3）=小米加魚片的體積（cm3）-小米的體積（cm3）；然后計算膨化率：膨化率=膨化后體積/膨化前體積

1.6.3 水分測定 按照GB5009.3-85進行測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 轉(zhuǎn)化點含水量對魚片品質(zhì)的影響

微波加熱是利用物料中的極性分子在微波場作用下高速擺振產(chǎn)生熱效應(yīng)實現(xiàn)的［12］。在食品體系中水是最易極化的分子，可以快速、有效地吸收微波能量，蛋白質(zhì)、油脂和其他成分也可以吸收微波能量，但吸收率較低，可以說物料在微波加熱過程中能量的吸收與殘存的水分含量成正比［13］。但是如果水分含量很高，微波加熱過程中，物料內(nèi)部水分吸收大量的微波能而瞬間汽化，而短時間內(nèi)形成過高的蒸汽壓，易出現(xiàn)物料的破裂和漿液溢出等現(xiàn)象。不同熱風干燥時間制得魚片的含水量如表5所示，實驗結(jié)果如圖1所示。由圖1可見，總體趨勢是膨化率隨著魚片含水量的降低而降低，熱風脫水干燥1h的魚片的膨化率最大。這是因為食品中在含有較多水分的情況下，可以較快地吸收微波能量，達到瞬間內(nèi)部受熱，導(dǎo)致物料內(nèi)部水分的迅速汽化和遷移，并形成無數(shù)微孔通道，達到膨化的效果［14］。熱風脫水干燥2～3.5h的魚片膨化率在較小的范圍內(nèi)變化，熱風脫水干燥4h的魚片膨化率最低，膨化效果不顯著。這是因為物料的含水量較低的情況下，物料內(nèi)部不能短時間內(nèi)形成足夠蒸汽壓的緣故［15］。

表5 不同熱風干燥時間制得魚片的含水量

表6 不同的熱風干燥模式對魚片品質(zhì)的影響

圖1顯示熱風干燥1～2h的預(yù)脫水魚片的脆度均較小，因此，即使其有較大的膨化率，但感官評分也較低。熱風干燥2.5～3.5h的預(yù)脫水魚片的脆度均較高，且在較小的范圍內(nèi)變化，它們的感官評分也相對較高，膨化率也較理想。而干燥4h的預(yù)脫水魚片雖然擁有較好的脆度，但是膨化率最小，因此感官評分也較低。這是因為微波工藝制得的魚片受其最終含水量的影響很大，當魚片的含水量較高時，微波加熱未能脫去足夠多的水分，因而脆度較低，且易有顆粒感而影響感官評分。因此，在兼顧膨化率和脆度這兩項指標的基礎(chǔ)上，結(jié)合感官評分，得出魚片熱風干燥2.5～3.5h后的含水量是較佳的工藝含水量，此時魚片最佳的轉(zhuǎn)換點含水量為35%～50%。

圖1 水分含量對膨化率、脆度和感官分值的影響

2.2 不同的熱風干燥模式對魚片品質(zhì)的影響

魚片熱風脫水過程中，不同的溫度和時間分配會對魚片品質(zhì)有不同的影響，如表6。從表中可以看出，實驗所設(shè)計的升溫、降溫、恒溫三種熱風干燥曲線中，在理論能耗相同的情況下（表3中方案編號1-1、2-2和3-2；2-1和3-1），降溫干燥的去水率最高，升溫干燥的去水率次之，恒溫干燥的去水率最低。降溫干燥和升溫干燥的去水率較恒溫干燥高，原因是變溫干燥增加了水分子的活性，加快了物料內(nèi)部水分子的遷徙速度，水分更易到達物料表面而被干燥［16］。降溫干燥的去水率比升溫干燥稍高，這是由于在降溫干燥過程中，物料內(nèi)部的溫度高于表面溫度，因而在干燥過程中，溫度梯度與濕度梯度的方向一致，有利于內(nèi)部水分向表面遷徙，使得干燥速度相對較快。

另外從表中熱風脫水魚片外觀評定指標分析，相比于恒溫干燥，可能由于降溫和升溫干燥中所用的高溫段使得有少許脂肪滲出氧化變色，魚片顏色加深；在降溫干燥中干燥初期的高溫段易使可溶性蛋白隨水分遷移到表面，如果干燥早期翻片不及時，易出現(xiàn)粘紗網(wǎng)現(xiàn)象。但是實驗也觀察到，降溫干燥所得的魚片具有更均勻的水分分布質(zhì)地，因而在后期的微波膨化中不易出現(xiàn)大的氣泡，能獲得更好的感官評分和脆度，如表中所示，方案編號2-1的感官評分和脆度都是最高的。

在理論能耗相同的情況下，在魚片熱風脫水過程中應(yīng)用變溫干燥是可行的，能提高干燥速度，降低能耗，并同樣獲得較好品質(zhì)的膨化魚片。所以本文確定方案編號2-1為膨化魚片的熱風干燥模式。

2.3 微波干燥膨化參數(shù)的優(yōu)化實驗結(jié)果與分析

微波干燥技術(shù)的優(yōu)化實驗結(jié)果如表7，從表中可以看出，因素的主次順序為：微波功率＞微波時間＞間歇時間，最佳的微波“加熱-間歇”條件為A2B2C1，即各因素的最佳水平分別為微波功率418±2.5W（中高火檔），微波時間60s，間歇時間30s。同時實驗中還觀察到，采用微波間歇法加熱魚片，直至魚片恒重這一操作，魚片均在累計加熱時間不超過4min達到恒重，而且相比于之前的微波連續(xù)加熱法，加熱間歇法得到的魚片色澤外觀更佳，我們也可以更好地掌控微波時間，避免魚片溫度過高焦化影響口感。綜上所述，通過采用微波“加熱-間歇”工藝，較大程度地避免由于干燥過度使得制品的質(zhì)構(gòu)和口感不好易有顆粒感，以及受熱不均溫度過高產(chǎn)生焦黑點的現(xiàn)象，魚片的品質(zhì)均有較大的提高，這點在表中的感官評分中也有所體現(xiàn)。

表7 L9（33）正交實驗設(shè)計實驗結(jié)果

3 結(jié)論

3.1 魚片轉(zhuǎn)換點含水量控制在35%～50%所制得的膨化魚片膨化效果、脆度及感官分值較好，即魚片微波膨化前最適宜的含水量為35%～50%。

3.2 在理論能耗和時間相同的情況下，在魚片熱風脫水過程中應(yīng)用變溫干燥是可行的，降溫干燥曲線所得的魚片具有更均勻的水分分布質(zhì)地，因而在后期的微波膨化中能獲得更好的感官評分和脆度。

3.3 合適的微波間歇比，能較好地解決微波加熱不均及魚片口感問題。正交實驗結(jié)果得到本實驗的最佳間歇微波加熱條件是微波功率418±2.5W（中高火檔），微波時間60s，間歇時間30s。極差分析得出的因素主次順序為：微波功率＞微波時間＞間歇時間。

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Study on hot air-microwave drying technology of puffing fillets

LI Yan，HUAN Yan-jun*，LI Pei-hong，SHAO Li-jun，GAN Chun-sheng
（School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China）

The drying processing of grass carp slices was studied，including the effect of the moisture content of the pre-dehydrating fish slices，three kinds of hot air drying curves（temperature dropping，temperature heating and constant temperature），intermittent microwave drying process on the quality of fish slices.lts texture and sensory were analyzed.The optimum microwave heating conditions were determined as that the moisture content of the pre -dehydrating fish slices controlled during 35%～45%，microwave power selecting at medium high fire（418±2.5W），hot air drying curve of temperature dropping，and microwave heating for 60s per stopping heating for 30s.

fish slices；hot air-microwave drying；texture

TS254.4

B

1002-0306（2011）01-0225-04

2010-01-21 *通訊聯(lián)系人

李艷（1985-），女，碩士研究生，研究方向：食品科學與工程。

安徽省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣項目。