熱風(fēng)溫度對鹽焗雞干燥動力學(xué)及品質(zhì)的影響

李秋庭，吳建文，曲 正

（廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，廣西南寧530004）

皮爽肉滑骨香的鹽焗雞一直以來深受消費(fèi)者的青睞。鹽焗雞經(jīng)過數(shù)百年的演變，其制作方法主要有三種：鹽焗法、汽焗法和水焗法。汽焗法和水焗法有別于鹽焗法，它們是為了適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)而改良的兩種方法，這兩種方法都保留了鹽焗雞固有的特色，但是，水分含量偏高是這兩種方法所帶來的弊端。水分是影響鹽焗雞口感和品質(zhì)的一個重要因素，因此，適當(dāng)?shù)慕档推渌趾孔兊糜葹橹匾犸L(fēng)干燥是降低食品水分含量行之有效的一種方法，它是水分在物料基質(zhì)內(nèi)遷移的一個復(fù)雜過程，由于物料形狀的迥異以及干燥過程中物料體積的變化等，使得不同物料的干燥機(jī)理變得更加復(fù)雜[1]。目前，國內(nèi)外許多學(xué)者基于菲克第二定律針對不同物料的脫水干燥過程已經(jīng)總結(jié)出了許多干燥模型，如Page，Nowton，Henderson and Pabis等[2]。在肉制品方面，許多學(xué)者已經(jīng)分別對白鰱魚肉粒[3]、豬后腿肉[4]、羅非魚肉[5]、雞翅[2]、臘腸[6]的干燥模型進(jìn)行了研究，然而對鹽焗雞整雞的干燥模型研究卻未見報道。本文通過熱風(fēng)對鹽焗雞進(jìn)行干燥，探討不同溫度對其干燥特性的影響，擬合出最佳的干燥數(shù)學(xué)模型，并對不同溫度下鹽焗雞的質(zhì)構(gòu)（TPA）及色差進(jìn)行了測定，為鹽焗雞的加工提供基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

廣西巨東種養(yǎng)集團(tuán)有限公司的巨東茴香雞（凈雞1000～1200g）購于廣西南寧市五里亭菜市；鹵水配比：15g鹽焗雞粉，200g食鹽，50g冰糖，5g沙姜，7.5L水，30g雞膏，鹽焗雞粉和雞膏 購于南寧市味典生物科技有限公司；其余配料 購于南寧市華聯(lián)超市。

TA-XTplus型質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micvo公司；CM-3600d型分光測色計(jì) 日本柯尼卡美達(dá)能公司；DHG-9146A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；BCD-206KTMJ型海爾冰箱、AZ8852型熱電偶電子溫度計(jì) 衡欣科技股份有限公司；CP64C型分析天平 奧豪斯儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

活雞→宰殺→放血→燙毛→開膛→清除內(nèi)臟→清洗→腌制→焗制→瀝干→干燥。

腌制：將食鹽（凈雞質(zhì)量的2.5%）均勻的涂抹于雞身，然后將腌好的雞置于4℃冰箱中腌制10h。焗制：將腌制好的雞置于燒開的鹵水中煮20min即可。將烘箱溫度設(shè)定至65、75、85、95℃，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度時，將瀝干的樣品置于烘箱內(nèi)的篩網(wǎng)上并開始計(jì)時，每間隔1h測一次含水率，在干燥的同時記錄樣品的溫度、質(zhì)構(gòu)和顏色的變化情況。最后將鹽焗雞的干燥曲線和已有的干燥數(shù)學(xué)模型進(jìn)行擬合，找出擬合度最佳的匹配模型并建立模型方程。

1.3 實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的測定

1.3.1 含水率的測定 含水率：根據(jù)GB/T 9695.15-2008[7]計(jì)算，公式如下：

式中，W1、W2、W分別表示雞腿肉、雞胸肉、整雞的濕基含水率，%；m1、m2則分別表示雞腿肉和胸脯肉的濕基質(zhì)量，g；M表示整雞的干基含水率，%。

1.3.2 干燥速率的測定[2]

式中：vi為i時刻樣品的干燥速率，g/（gh）；Mi為i時刻物料的干基含水率，%；Mt為t時刻物料的干基含水率，%；t-i為i至t的干燥時間差，h。

1.3.3 水分比（MR）的測定 MR表示在一定干燥條件下樣品中剩余的含水率，其可以用來反映物料干燥速率的快慢，其計(jì)算公式[8]：

式中：MR為水分比，無量綱，Mt為t時刻樣品的干基含水率，%；Me為樣品干燥達(dá)到平衡時的干基含水率，%；M0為樣品初始的干基含水率，%。相對于Mt和M0來講Me非常小，因此，無量綱MR可以簡化為[9]：

1.3.4 溫度的測定 將熱電偶溫度計(jì)探頭刺入雞腿內(nèi)部，每五分鐘記錄一次溫度。

1.3.5 質(zhì)構(gòu)TPA測定 取不同溫度處理下的雞腿肉和雞胸肉各三塊，并將其切成1.5cm×1.0cm×1.0cm規(guī)格的長方體小塊，采用TA-XTplus型質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測定。選用TPA模式，探頭類型為p/100，測試參數(shù)：測前速度：1.0mm/s，測中速度：1.0mm/s，測后速度：1.0mm/s，壓縮比為75%，兩次下壓間隔時間：3.0s，觸發(fā)力：5.0g。

1.3.6 色差的測定 取不同熱風(fēng)溫度處理的鹽焗雞雞皮，每個處理溫度取三塊2.0cm×2.0cm的雞皮進(jìn)行測量，每塊雞皮測量三次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用spss19.0和Origin7.5進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽焗雞干燥特性

2.1.1 不同干燥溫度下鹽焗雞濕基含水率 圖1為鹽焗雞整雞在四個干燥溫度下（65、75、85、95℃）濕基含水率隨時間的變化曲線。鹽焗雞的初始濕基含水率為71%，從圖1中可以直觀的看出，鹽焗雞的干燥特性受溫度的影響較大，隨著溫度升高，干燥曲線變得越來越陡，達(dá)到同一濕基含水率所需要的時間也變得越來越少。在85℃和95℃條件下干燥的鹽焗雞，其顏色加深并且在表皮出現(xiàn)硬化的現(xiàn)象，導(dǎo)致整個產(chǎn)品的品質(zhì)下降。但是，在65℃和75℃條件下干燥的鹽焗雞，達(dá)到相同的濕基含水量時，其產(chǎn)品的品質(zhì)都較前者好。這可能是因?yàn)楦稍飿悠吩诟邷氐沫h(huán)境下，其表皮的蛋白由于變性而形成硬殼。

圖1 不同熱風(fēng)溫度干燥條件下鹽焗雞濕基含水率的變化Fig.1 Drying curves of Salt baked chicken at different hot air temperatures

2.1.2 不同干燥溫度下鹽焗雞的干燥速率 圖2為鹽焗雞在不同溫度下的干燥速率變化曲線。從圖2中可以看出，溫度越高，干燥速率越大。干燥速率在初始階段迅速上升，達(dá)到最大干燥速率后，便迅速開始下降，除了65℃外，其余三個溫度下的干燥速率曲線都沒有出現(xiàn)明顯的恒速干燥階段，在玉米[10]的真空和熱風(fēng)干燥中出現(xiàn)類似的規(guī)律。95℃下的干燥速率上升到最大值以后開始迅速下降，其下降速率明顯大于其余三個溫度的下降速率。這可能是因?yàn)檫^高的溫度使雞肉表皮的水分迅速遷移，表皮水分迅速喪失后，由于內(nèi)部水分不能及時擴(kuò)散補(bǔ)充到表皮，這個時候表皮開始硬化，從而增加了內(nèi)部水分遷移的阻力。

圖2 不同溫度鹽焗雞干燥速率的變化Fig.2 Hot-air drying velocity curves of Salt baked chicken at different temperatures

2.1.3 不同干燥溫度下鹽焗雞的溫度變化 圖3為鹽焗雞在不同干燥溫度條件下的溫度變化曲線。隨著干燥的進(jìn)行，鹽焗雞的溫度在不斷的升高，最終趨于平衡。在65、75、85、95℃四個干燥條件下最終趨于穩(wěn)定的溫度分別為57、66、78、87℃。干燥溫度越低，達(dá)到平衡溫度所需的時間越少，最大的干燥速率所對應(yīng)的水分含量也就越高。65℃和75℃初始升溫過程較為接近，60min之后開始產(chǎn)生差異。85℃和95℃的初始升溫過程也就為相近，在50min之后開始變化。

2.2 實(shí)驗(yàn)干燥模型的建立

2.2.1 干燥模型的確定 食品干燥是傳熱傳質(zhì)同時進(jìn)行的過程，其變化規(guī)律受物料的特性以及干燥介質(zhì)影響[6]。通過研究食品的干燥動力學(xué)，能夠更好的掌握食品在干燥過程中動力學(xué)特征的變化動態(tài)。經(jīng)過大量的科研和實(shí)踐活動，人們已經(jīng)總結(jié)出三類干燥數(shù)學(xué)模型[11]，即：a.指數(shù)模型：MR=exp（-Kt），b.單項(xiàng)擴(kuò)散模型：MR=Aexp（-Kt），c.Page方程模型：MR=exp（-Ktn）。其中：K為干燥速率常數(shù)；t為干燥持續(xù)時間（h）；n為冪指數(shù)，與干燥條件有關(guān)的常數(shù)。為了確定鹽焗雞熱風(fēng)干燥模型，將已有的三類模型線性化，計(jì)算鹽焗雞在熱風(fēng)條件下不同時刻的ln（-lnMR）、lnt的值，繪制-lnMR-t曲線圖（圖4）和ln（-lnMR）-lnt曲線圖（圖5）。

圖4 不同溫度下-lnMR-t曲線Fig.4 The-lnMR-t curves at different temperatures

圖5 不同溫度下ln（-lnMR）-lnt曲線Fig.5 The ln（-lnMR）-lnt curves at different temperatures

從圖4和圖5中可以看出，ln（-lnMR）-lnt曲線更接近線性關(guān)系，因此，鹽焗雞的干燥數(shù)學(xué)模型選擇Page方程更合理。

表1 不同溫度下Page模型的參數(shù)Table 1 Parameters of Page model in different temperature

在Page方程中有兩個未知數(shù)，他們分別是K和n。從表一中可以看出，溫度的改變對n值的影響并不大，n值的計(jì)算取平均值。而干燥常數(shù)K隨溫度的升高不斷變大，表明K值與溫度關(guān)系密切，干燥常數(shù)K越大表明干燥效果越好。對lnK和T（溫度）進(jìn)行回歸分析得到如下方程：lnK=0.051T-7.046，R2=0.917，可以求出K對T的表達(dá)式：K=e（0.051T-7.046），n取四個溫度下的平均值。因此，鹽焗雞在熱風(fēng)65 ～95℃干燥下的干燥動力學(xué)模型的表達(dá)式為：MR=exp（-Kt1.0309），其中K=。

2.2.2 模型的驗(yàn)證 推導(dǎo)出的鹽焗雞熱風(fēng)干燥模型是否與實(shí)際相符，還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。選取75℃熱風(fēng)干燥條件下的實(shí)際MR值與Page方程曲線所預(yù)測的值進(jìn)行檢驗(yàn)。如圖6中Page方程曲線和實(shí)際值能夠基本吻合，這說明Page方程比較正確反映了鹽焗雞的熱風(fēng)干燥規(guī)律，對鹽焗雞在熱風(fēng)干燥過程中水分含量的變化能夠起到預(yù)測和參考作用。

表2 不同熱風(fēng)溫度對鹽焗雞TPA的影響Table 2 Values of TPA of Salt baked chicken at different hot air temperatures

圖6 干燥數(shù)學(xué)模型檢驗(yàn)曲線Fig.6 Good agreement between experimental values and predictive values obtained from the Page model

2.3 熱風(fēng)干燥溫度對鹽焗雞TPA的影響

質(zhì)構(gòu)分析是感官分析的一個重要方法，它能在一定程度上反映食品的特性。表2是鹽焗雞在不同干燥溫度下濕基含水率達(dá)到60%時所測的TPA值。從表2中可以看出，隨著干燥溫度的升高，各指標(biāo)參數(shù)值也有所增加，65℃與75℃熱風(fēng)干燥的鹽焗雞在彈性、內(nèi)聚力、回復(fù)性三個方面存在顯著差異（p＜0.05），而75、85、95℃之間的彈性、內(nèi)聚力、回復(fù)性沒有顯著的差異（p＞0.05）；在硬度和咀嚼性方面，65℃與75℃沒有顯著差異（p＞0.05），而85℃與75℃之間差異顯著（p＜0.05），85℃與95℃之間差異不顯著（p＞0.05）。說明熱風(fēng)干燥達(dá)到一定的溫度后，鹽焗雞的硬度、彈性、內(nèi)聚力、咀嚼性、回復(fù)性等發(fā)生顯著變化。主要受由膠原纖維和彈性纖維構(gòu)成的結(jié)締組織所影響，其在肉中的含量越高、交聯(lián)度越大，肉的口感就越硬[12]。熱風(fēng)干燥使得雞肉變硬是因?yàn)榈鞍资軣嶙冃援a(chǎn)生收縮，導(dǎo)致肌纖維之間的空隙減小[13]。

2.4 熱風(fēng)溫度對鹽焗雞色差的影響

色澤對一個產(chǎn)品來說是至關(guān)重要的，它直接影響到消費(fèi)者對該產(chǎn)品的購買欲望。物料的色澤參數(shù)L*（亮度值）、a*（紅綠色度）、b*（黃藍(lán)色度）是反映顏色的重要指標(biāo)，其中L*值越大，說明鹽焗雞的明度就越大；a*正值代表的是紅色程度，負(fù)值代表的是綠色程度；b*正值表示的是黃色程度，負(fù)值表示的是藍(lán)色程度。如表3所示，為在濕基含水率為60%時分別測定了不同干燥溫度條件下鹽焗雞的L*、a*、b*三個值，從表3中可以看出，65～85℃之間L*值差異不顯著，而溫度為95℃時的L*有顯著的差異，說明溫度過高時，鹽焗雞的L*顯著降低。而溫度對于a*和b*值的影響差異顯著（p＜0.05），溫度越高，a*值越小，b*值越大。

表3 不同熱風(fēng)溫度對鹽焗雞色差的影響Table 3 Values of chromatic aberration of Salt baked chicken at different hot air temperatures

3 結(jié)論

通過分析四種不同的熱風(fēng)干燥溫度（65、75、85、95℃）對鹽焗雞的干燥特性、干燥數(shù)學(xué)模型、質(zhì)構(gòu)（TPA）以及色差的影響，得出結(jié)論如下：

3.1 鹽焗雞的熱風(fēng)干燥包括升速和降速兩個過程，沒有出現(xiàn)明顯的恒速階段，溫度越高，干燥速率越大。

3.2 鹽焗雞熱風(fēng)干燥的最佳數(shù)學(xué)模型是Page方程模型，表達(dá)式為MR=exp（-Kt1.0309），其中K=e（0.051T-7.046），經(jīng)過驗(yàn)證該方程能夠較好的預(yù)測其干燥過程中的水分含量。

3.3 對鹽焗雞的質(zhì)構(gòu)（TPA）分析表明，65℃與75℃熱風(fēng)干燥的鹽焗雞在彈性、內(nèi)聚力、回復(fù)性三個方面存在顯著差異（p＜0.05），而75、85、95℃之間的彈性、內(nèi)聚力、回復(fù)性沒有顯著的差異（p＞0.05）；在硬度和咀嚼性方面，65℃與75℃沒有顯著差異（p＞0.05），而85℃與75℃之間差異顯著（p＜0.05），85℃與95℃之間差異不顯著（p＞0.05）。熱風(fēng)干燥達(dá)到一定的溫度后，鹽焗雞的硬度、彈性、內(nèi)聚力、咀嚼性、回復(fù)性等發(fā)生顯著變化。

3.4 對鹽焗雞的色差分析表明，65～85℃之間L*（亮度值）差異不顯著，而都與95℃的L*值有顯著的差異，溫度對a*（紅綠色度）和b*（黃藍(lán)色度）的影響差異顯著（p＜0.05），溫度越高，a*值變得越小，相反b*值變得越大。

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