鱼糜制品真空冷冻干燥工艺优化

郑晓杰 李 燕 卢 杰 王海棠

（温州科技职业学院，浙江 温州 325006）

鱼糜制品中蛋白质和水分含量较高，脂肪含量低，易腐败变质，对加工、保藏和流通带来诸多不便。目前，广泛使用的贮藏方法是低温冷冻保藏［1］。冷冻虽然能延长货架期，但在冻藏和解冻过程中易发生变性而导致其物化特性发生改变［2］，使鱼糜制品质量下降，不利于贮藏运输。因此急需寻找一种安全、高效且最大程度保持鱼糜品质的贮藏技术。

随着高新技术的发展，近年来已有将茶多酚保鲜［3］、气调保鲜［4］、发酵技术［5］、臭氧处理［6］、高压处理［7］等应用到鱼糜贮藏保鲜方面的研究报道，也取得了一定的成绩。而关于真空冷冻干燥鱼糜制品的研究报道较少。由于真空冷冻干燥技术的特点，冻干产品具有复水性能佳，色泽保持好，营养成分损失少，便于运输易于长期保存等优点［8］，同时可使产品的加工品种多样化。目前针对海参、银鱼、虾仁、鱼片、甲鱼等水产品冻干已有试验性开发，并取得了较为满意的结果［9］。

本试验以鱼糜制品中的鱼丸（马鲛鱼）为原料，研究其真空冷冻干燥技术工艺对鱼糜制品品质的影响，旨在找到能最大限度保证品质的冻干参数，为今后冻干鱼糜加工产业化提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

马鲛鱼：购于温州浙南农贸市场；

白糖：温州市和盛贸易有限公司；

食盐：浙江绿海食盐有限责任公司；

味精：温州快鹿集团；

淀粉：青海湟中威思顿精淀粉有限公司；

三聚磷酸钠、焦磷酸钠、大豆蛋白等：市售。

1.2 仪器

食品加工搅拌机：HR7625，飞利浦有限公司；

快速水分测定仪：MA150，北京赛多利斯仪器系统有限公司；

电子天平：AR522C，梅特勒－托利多（上海）有限公司；

低温冰箱：MDF－U5411，日本三洋电器集团；

真空包装机：DZQ－6002SB，德国西门子电器有限公司；

冰箱：KK25E73TI，德国西门子公司；

冷冻干燥机：ALPHA 2－4LSC，德国Christ公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

原料选择→马鲛鱼去头、去鱼鳞、去内脏→清洗→采肉→漂洗→精滤→擂溃→成型→加热→切分整形→预冻结→真空冷冻干燥→包装

1.3.2 工艺参数优化试验设计

（1）物料厚度对试验指标的影响：设绝对压力为85Pa，升华温度为20℃，解吸温度为30℃，物料厚度分别为3，5，7，9，11mm。考察物料厚度对物料干燥速率和复水值的影响。

（2）绝对压力对试验指标的影响：设定升华温度为20℃，解吸温度为30℃，物料厚度为5mm，干燥室内绝对压力的取值为69，77，85，93，101Pa。考察干燥室绝对压力对物料干燥速率和复水值的影响。

（3）升华温度对试验指标的影响：设物料厚度为5mm，绝对压力为85Pa，解吸温度为30℃，升华温度设置梯度值分别为5，10，15，20，25℃。考察升华温度对物料干燥速率和复水值的影响。

（4）鱼糜冻干最佳条件正交试验的设计方案：在单因素冻干条件的基础上，以物料厚度、绝对压力、升华温度为综合因素，设计三因素三水平正交试验。

1.3.3 干燥速率的测定 参照文献［10］按式（1）计算干燥速率。

式中：

Vd—— 干燥速率，g／（g·h）；

mw—— 干燥前物料质量，g；

md—— 干燥后物料质量，g；

td—— 干燥时间，h。

1.3.4 复水值的测定 复水性好坏是冻干样品的重要特点之一，冻干食品复水性能的指标包括复水后恢复的体积、质构、质量及所需时间。复水比是复水性能最常用的指标。物料的复水能力既包括物料吸收水分的能力，还包括干物料吸收水分达到平衡值时间的长短。从复水比和复水时间来综合衡量物料的复水能力［11］。故引出复水值的定义式：

式中：

IRh—— 复水值，g／（g·min）；

mRh——复水后物料的质量，g；

md—— 干物料的质量，g；

tRh—— 复水时间，min。

将干燥后的几组物料称重，并浸泡在80℃的水中10min，取出用吸水纸滤干物料表面水分，称量，再次复水，使物料吸水后的重量达到稳定，此时的时间即为所求的复水时间，再结合复水后的物料质量计算出物料的复水值。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 物料厚度对鱼糜制品的影响 由图1可知，鱼糜制品的干燥速率随着物料厚度增加而缓慢下降，在物料厚度为9～11mm时下降比较明显，而复水值随着物料厚度增加而增加，在物料厚度为5mm以上时，复水值增加较缓慢，综合物料厚度对干燥速率和复水值的影响，选择物料厚度为5～9mm。

图1 物料厚度对鱼糜制品的影响Figure 1 Effect of material thickness on surimi product quality

2.1.2 绝对压力对鱼糜制品的影响 由图2可知，在69Pa左右时，干燥速率和复水值最大，但物料的温度很难降低，并且很容易变坏。在77Pa以上时，绝对压力对复水值的影响不大。但随着绝对压力的增大，干燥速率加快。

图2 绝对压力对鱼糜制品的影响Figure 2 Effect of absolute pressure on surimi product quality

2.1.3 升华温度对鱼糜制品的影响 升华温度的高低直接影响冻干时间的长短及冻干鱼糜制品的质量。由图3可知，在10℃以下时，复水值较好，但从冻干成本上算，能耗会增加更多。10～20℃时，干燥速率和复水值综合指标较好。在15℃时，物料干燥速率是最大的，但是温度过高会使与加热板接触的物料水分升华过快，造成物料向上弯曲从而减慢物料另一面的水分升华速度，降低干燥速率。

2.2 正交试验条件优化

通过单因素试验结果确定的因素水平见表1。试验设计及结果见表2。

图3 升华加热温度对鱼糜制品的影响Figure 3 Effect of sublimation temperature on surimi product quality

表1 正交组合设计因子水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

表2 冻干正交试验结果Table 2 Results of orthogonal experiment

由表2可知，对干燥速率影响的程度从大到小依次是升华温度、物料厚度和绝对压力。最佳工艺条件为A2B2C3，即物料厚度7mm，绝对压力85Pa，升华温度20℃；对复水值影响的程度从大到小依次是升华温度、绝对压力和物料厚度。由于kB1＝kB2，考虑到减少能耗，得出最佳工艺条件为A2B2C1，即物料厚度7mm，绝对压力85Pa，升华温度10℃。升华温度对干燥速率和复水值的影响程度均为最大，随着升华温度的升高，干燥速率加快，复水值减小，但干燥速率过慢，增加了耗电量。

最终确定鱼糜制品冻干的最佳工艺：物料厚度为7mm，绝对压力为85Pa，升华温度为20℃。

3 结论

本试验对鱼糜制品（鱼丸）进行真空冷冻干燥，确定了最佳工艺参数：物料厚度为7mm，绝对压力为85Pa，升华温度为20℃。该条件下鱼糜制品含水量大大减少，干燥程度得以提高，复水性较好，与冷冻鱼糜制品相比，更有利于保存、运输，为今后鱼糜制品真空冷冻干燥加工的优化设计提供了参考。据报道［12］，用冻干工艺加工的产品含水量低，常温下保存，3～5年内不变质，因此有着广阔的发展前景。

1 张娅楠，赵利，刘华，等.水产品的冷冻变性及鱼糜抗冻剂研究进展［J］.河南工业大学学报（自然科学版），2011，32（6）：88～92.

2 周爱梅，曾庆孝，刘欣，等.冷冻鱼糜蛋白在冻藏中的物理化学变化及其影响因素［J］.食品科学，2003，24（3）：153～157.

3 刘焱，梅译丹，陈涛，等.茶多酚对鱼糜保藏效果的研究［J］.食品与机械，2008，24（6）：131～134.

4 刘永吉.鱼糜制品冷藏气调保鲜技术研究［D］.浙江：浙江工商大学，2011.

5 许艳顺.发酵鲢鱼鱼糜凝胶形成及其机理研究［D］.江苏：江南大学，2010.

6 谢三都.提高鲢鱼鱼丸品质技术的研究［D］.福建：福建农林大学，2010.

7 罗晓玲，杨瑞金，赵伟，等.超高压处理复合鱼糜凝胶性能研究［J］.食品与机械，2010，26（4）：15～18，38.

8 邹兴华，过世东，银红娟，等.银鱼冷冻干燥的工艺［J］.食品与生物技术学报，2005，24（5）：89～93.

9 徐瑛，陈天及，谢堃，等.真空冷冻干燥水产品的技术分析［J］.渔业现代化，2007，34（3）：44～46.

10 郭树国，李成华，王丽艳.基于正交设计与BP网络优化人参真空冷冻干燥工艺参数［J］.食品工业，2011（11）：26～29.

11 张愍.特种蔬菜储藏与复水学专论［M］.北京：中国轻工业出版社，1990.

12 李凤丽.浅谈冻干鱼片的生产工艺及发展前景［J］.河北渔业，2010（11）：47～48.