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四環(huán)凍干機(jī)—紅蝦蝦仁的凍干

更新時(shí)間:2024-02-28 點(diǎn)擊次數(shù):344

紅蝦蝦仁的凍干

以紅蝦蝦仁為研究對象,以干燥蝦仁的復(fù)水比、復(fù)水前后體表彩度C1、C2和復(fù)水后硬度、彈性、咀嚼性為基礎(chǔ)的綜合值作為產(chǎn)品的工藝指標(biāo),研究紅蝦蝦仁的真空冷凍干燥工藝。

紅蝦(solenoceramelantho),學(xué)名中華管鞭蝦,一年生的底棲甲殼動物,分布于中國東海、馬來西亞等海域,是桁桿拖蝦作業(yè)及沿海定置張網(wǎng)的重要捕撈對象。蝦仁水分含量較多、肌纖維較細(xì)、組織蛋白結(jié)構(gòu)松軟、營養(yǎng)價(jià)值高、脂肪含量低、肉質(zhì)鮮嫩。

新鮮魚蝦含水量高,有的可達(dá)80%以上,極易發(fā)生腐敗變質(zhì),因此水產(chǎn)品原料必須及時(shí)采取有效的加工措施。干燥是水產(chǎn)品加工的重要方法之一,可提高制品保藏性,同時(shí)又可使產(chǎn)品重量減少,從面降低包裝、儲存和運(yùn)輸成本。

真空冷凍干燥是將含水物料凍結(jié)后,保持冰凍狀態(tài),在真空環(huán)境下加熱,使冰升華成蒸汽并排出,從而脫出物料中水分獲得凍干制品的過程。通過對紅蝦蝦仁的真空冷凍干燥參數(shù)的研究,確定最佳的蝦仁真空冷凍干燥工藝(表2.7)。

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1.1 紅蝦蝦仁干燥產(chǎn)品的制備流程




原料→解凍→清洗→挑選→燙漂→瀝水→預(yù)凍→真空冷凍干燥→檢測。

解凍:將蝦仁放在5℃冰箱中緩慢解凍。

挑選:解凍清洗后,先剔除殘缺斷損的蝦仁,再挑選個(gè)體完整、長度在3cm左右、大小相近的蝦仁。

燙漂:將預(yù)處理好的蝦仁放在一定濃度的NaCl溶液中燙漂,燙漂溫度100℃,燙漂時(shí)間取 0min、0.5min、1.0min、2.0min、4.0min、6.0min,從失重率、硬度、彈性、咀嚼性4個(gè)指標(biāo)中選取3個(gè)最佳參數(shù)。燙漂失重率公式:

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式中,W為燙漂失重率,%;m1為燙漂前蝦仁的質(zhì)量,g;m2為燙漂后蝦仁的質(zhì)量,g。

預(yù)凍:將燙漂好的紅蝦蝦仁放在-30℃冰箱中預(yù)凍2.0h。

真空冷凍干燥:開啟冷阱并設(shè)定加熱板溫度,待冷阱溫度達(dá)到-86℃后打開真空泵,直到原料的濕基含水率降到3.0%左右,真空冷凍干燥操作結(jié)束,取出凍干制品。

1.2 燙漂工藝對蝦仁干燥的影響




在燙漂時(shí)適當(dāng)添加NaCl,可以使?fàn)C漂液滲透壓增加,加快燙漂原料的水分流失,從而縮短燙漂的時(shí)間;同時(shí),NaCl也是食品中重要的添加劑和調(diào)味劑,對產(chǎn)品的風(fēng)味具有重要影響,本試驗(yàn)選用NaCl濃度為1.0%。在燙漂過程中,肌肉脫水且氫鍵斷裂,蛋白質(zhì)發(fā)生熱變性,對蝦仁蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,持水力不斷降低,使得肌肉組織中的吸附水與部分結(jié)合水被釋放出來。

(1)燙漂時(shí)間對失重率的影響    燙漂時(shí)間對失重率的影響如圖2.23所示。由圖2.23可以看出,隨著燙漂時(shí)間增加,蝦仁的失重率在不斷增加;其中在0~2.0min內(nèi)變化速率較快,2.0min之后速率增加較平緩。

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(2) 燙漂時(shí)間對質(zhì)構(gòu)的影響   燙漂時(shí)間對紅蝦蝦仁干燥產(chǎn)品復(fù)水后硬度、彈性、咀嚼性的影響如圖2.24所示。由圖2.24可以看出,隨著燙漂時(shí)間增加,蝦仁的硬度在不斷增加,而彈性和咀嚼性則先增大后減小,0~2.0min內(nèi)變化速率快。

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1.3 加熱板溫度對蝦仁干燥的影響





(1)不同加熱板溫度下蝦仁干燥曲線和干燥速率曲線    蝦仁在不同的加熱板溫度下的干燥曲線如圖2.25所示。樣品含水率隨干燥時(shí)間增加而降低,隨著加熱板溫度升高,所需干燥時(shí)間顯著減少。在加熱板溫度分別為10℃、20℃、30℃、40℃和50℃下將相同質(zhì)量的蝦仁干燥至最終水分含量3.0%左右所需的時(shí)間分別為11.1h、9.2h、7.4h、6.5h、6.0h。

在不同的加熱板溫度下的干燥速率曲線如圖2.26所示。干燥速率隨干燥時(shí)間的增加而先增大后減小,隨著加熱板溫度升高,峰高越來越高,曲線也越來越陡峭。

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       (2)不同加熱板溫度下仁干制品的復(fù)水性、質(zhì)構(gòu)和體表彩度     如表 2.8所列,在復(fù)水性方面,隨著加熱板溫度增加,蝦仁的復(fù)水性越來越好。在復(fù)水前體表彩度方面,隨著加熱板溫度的增加,蝦仁的復(fù)水前體表彩度先增大后減小,在30℃時(shí)達(dá)到最大值。在復(fù)水后體表彩度方面,隨著加熱板溫度增加,蝦仁的復(fù)水后體表彩度先增大后減小,也在30℃時(shí)達(dá)到最大值。在硬度方面,隨著加熱板溫度增加,復(fù)水后蝦仁的硬度不斷減小。在彈性和咀嚼性方面,隨著加熱板溫度增加,蝦仁的復(fù)水后彈性和咀嚼性都先增大后減小。

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1.4 真空度對蝦仁干燥的影響





(1)不同真空度下蝦仁干燥曲線和干燥速率曲線     蝦仁在不同的真空度下的干燥曲線如圖2.27所示。樣品含水率隨干燥時(shí)間的增加而降低,隨著真空度升高,干燥時(shí)間顯著減少。在真空度分別為10Pa、20Pa、30Pa、40Pa、50Pa下將等量蝦仁干燥至最終水分含量3.0%左右,所需的時(shí)間分別為5.3h、6.0h、6.6h、7.2h、8.0h.

在不同的真空度下蝦仁的干燥速率曲線如圖2.28所示。干燥速率隨干燥時(shí)間的增加而先增大后減小,隨著真空度升高,峰高越來越高,曲線也越來越陡峭。

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(2) 不同真空度下蝦仁干制品的復(fù)水性、質(zhì)構(gòu)和體表彩度     不同的真空度對蝦仁干燥產(chǎn)品品質(zhì)的影響如表2.9所列,在復(fù)水性方面,隨著真空度的減小,蝦仁的復(fù)水性先增大后減小。在復(fù)水前體表彩度方面,隨著真空度的減小,蝦仁的復(fù)水前體表彩度先增大后減小,在20Pa時(shí)達(dá)到最大值。在復(fù)水后體表彩度方面,隨著真空度的減小,蝦仁的復(fù)水后體表彩度先增大后減小,也在20Pa時(shí)達(dá)到最大值。硬度方面,隨著真空度的減小,復(fù)水后蝦仁的硬度先減小后增大,在20Pa時(shí)達(dá)到最小值。在彈性方面,隨著真空度的增大,蝦仁的復(fù)水后彈性先減小后增大,在30Pa時(shí)達(dá)到最小值。在咀嚼性方面,隨著真空度的增大,蝦仁的復(fù)水后咀嚼性先增大后減小,在30Pa時(shí)達(dá)到最大值。

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1.5 冷凍干燥工藝響應(yīng)面分析




根據(jù)Box-benhnken中心組合設(shè)計(jì)原理,綜合分析單因素試驗(yàn),選取對紅蝦蝦仁干燥工藝影響顯著的3個(gè)因素:加熱板溫度、真空度和燙漂時(shí)間,設(shè)計(jì)了3因素3水平的響應(yīng)面分析試驗(yàn),響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素與水平表見表2.10。

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采用 Design-Expert7.0軟件,以加熱板溫度、真空度和燙漂時(shí)間為自變量,綜合值為響應(yīng)值,對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,得到回歸方程預(yù)測模型為綜合值:

Y=﹣233.73475+11.48897A+6.89725B+47.05700C-0.026750AB+0.10600AC+0.36600BC-0.17650A2-0.1443982-20.48900C2


此方程的方差分析情況表見表2.11

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回歸方程方差分析顯著性檢驗(yàn)表明,關(guān)于紅蝦蝦仁綜合值回歸出的模型極顯P<0.0001,失擬度不顯著P>0.05。而且還可以得出R2和校正R2分別是0.9999、0.9998,信噪比遠(yuǎn)大于臨界值4,其值為247.800,由此可知該模型的擬合程度良好。其中一次項(xiàng)A、B、C,二次項(xiàng)A2、B2C2以及交互項(xiàng) AC、AB、BC對紅蝦蝦仁綜合值都有顯著性的影響(P<0.05),所以該模型是非常可信的,可以用來預(yù)測最佳凍干工藝條件。

根據(jù)回歸方程,做出響應(yīng)面分析圖(圖2.29~圖2.31)

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為進(jìn)一步確定最佳點(diǎn),在模型數(shù)值范圍內(nèi)選擇出發(fā)點(diǎn),使用快速上升法進(jìn)行優(yōu)化得到的紅蝦蝦仁干燥工藝的最佳方案為:加熱板溫度31.25℃、真空度22.81Pa、燙漂時(shí)間1.43min。在此條件下紅蝦蝦仁干燥產(chǎn)品的綜合值為57.43分,與理論預(yù)測值58.1368分相比,其相對誤差約為1.2%,說明通過響應(yīng)面優(yōu)化后得到的方程具有實(shí)踐指導(dǎo)意義。


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