液熏鲍冷风干燥工艺优化及贮藏期的研究

吴靖娜， 陈晓婷， 位绍红， 乔　琨， 王　茵， 刘智禹

(1 福建省水产研究所，福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室，福建省海洋生物资源开发利用协同创新中心，福建 厦门 361013；2 福建农林大学食品科学学院，福建 福州 350002)



液熏鲍冷风干燥工艺优化及贮藏期的研究

吴靖娜1， 陈晓婷2， 位绍红1， 乔琨1， 王茵1， 刘智禹1

(1 福建省水产研究所，福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室，福建省海洋生物资源开发利用协同创新中心，福建 厦门 361013；2 福建农林大学食品科学学院，福建 福州 350002)

为提高鲍鱼的附加值，研发干制液熏鲍新产品，以确定液熏鲍干燥最优工艺参数及贮藏时间。以液熏鲍为研究对象，采用冷风干燥技术干制液熏鲍。在单因素试验基础上，通过响应面设计试验，以冷风干燥温度、干燥风速和干燥时间为因素，对干制熏鲍的硬度和弹性变化情况进行研究并建立相关数学模型，确定液熏鲍冷风干燥的加工工艺；同时探讨干制熏鲍的安全指标及保藏性。结果显示，由模型方程确定液熏鲍鱼冷风干燥工艺的最优参数为：温度26℃，风速4 m/s，时间23 h。在此条件下干制熏鲍的硬度为(22 845.05±1 098.71)N，弹性为(-0.13±0.03)mm。经该工艺生产的干制熏鲍，各项指标均符合国家食品安全标准和商业无菌要求，并且具有较好的风味和品质。

液熏鲍；冷风干燥；质构特性；干燥速率；商业无菌

鲍鱼(Haliotisdiscus)是一种高蛋白、低脂肪的健康海洋食品[1-2]。当前，市场上鲍鱼的产品形式主要有鲜鲍、冻鲍、罐头鲍(亦称汤鲍)和干鲍等[3]，大部分属于粗放式加工，在生产成本、风味上没有形成优势，产品附加值较低[4]。为提升鲍鱼加工新技术，增加鲍鱼的附加值，前期研究采用烟熏液替代传统的烟熏处理开发出液熏鲍[5]，然而，所研制的液熏鲍含水量高达90%以上，保质困难。干制是延长保质期最有效的方法之一，适宜的干燥方法是提高其干制品质重要保障。传统的干燥方式有自然晾干和热风干燥。自然晾干易受天气影响，可控性较差，卫生条件难以保证[6-7]。热风干燥温度相对较高(40℃～60℃)，物料表面易出现表面干燥效应和热敏性物质损失，油脂易发生氧化，从而导致物料品质和风味下降[8]。

冷风干燥是一种新型的干燥方法，主要是在低温、低湿及高风速的环境中快速脱除水分、干燥物料[9]，不仅克服了自然晾晒和热风干燥的缺点，较好地保持物料的品质，且可降低能耗[10-11]。冷风干燥技术现已广泛应用于蔬菜、水产品和肉制品食品的干燥生产中。本研究采用冷风干燥技术对液熏鲍进行干制，以水分含量、质构变化等为考核指标，研究冷风干燥温度、风速、时间等因素对液熏鲍干制工艺的影响，从而确定最优的加工工艺，同时探究其食用安全和贮藏期，旨在提高鲍鱼加工技术水平以及产品附加值。

1　材料与方法

1.1试验材料与设备

皱纹盘鲍(Haliotisdiscushannai)，购于厦门岛之原生物科技有限公司；山楂核液熏香味料Ⅱ号，购于济南华鲁食品有限公司。HFD-2型冷风干燥箱，大连乐乐家机械有限公司；质构仪，英国Stable Micro Systems公司；DZQ4001-2D型真空包装机，杭州永创机械有限公司；GI54DWS型立式自动压力蒸汽灭菌器，厦门仪器有限公司。

1.2试验方法

1.2.1干制熏鲍的制作工艺流程

干制熏鲍制作工艺流程：新鲜鲍鱼→预处理→调味液配制→液熏浸泡→沥干→烤制→冷风干燥→真空包装→灭菌→成品。操作要点：预处理，将新鲜鲍鱼去壳去内脏，用流水充分淘洗，去除腹足及边缘泥沙等杂质，漂洗干净后沥水5 min；液熏浸泡，将鲍鱼按料液比(1∶1)恒温浸泡于以下配方的调味液中：料酒10%，白砂糖2%，食盐4%，酱油8%，Ⅱ-2008着色烟熏液3%；灭菌，121 ℃高压灭菌20 min。

1.2.2液熏鲍冷风干燥工艺优化

(1)温度单因素试验控制干燥风速(6 m/s)和相对湿度(60%)，选取温度(℃)为10、15、20、25和30，每隔1 h测水分含量，干燥48 h后进行质构分析。(2)时间单因素试验控制干燥温度(25℃)，干燥风速(6 m/s)和相对湿度(60%)，测定烘干(h)20、21、22、23、24、25、26、27、28后的水分含量，并进行质构分析。(3)风速单因素试验控制干燥温度(25℃)、相对湿度(60%)和时间(25 h)，选取风速(m/s)为2、4、6、8、10，每隔1 h测水分含量，干燥25 h后进行质构分析。

响应面法优化试验根据Box-Benhnken的中心组合试验设计原理，以鲍鱼的硬度和弹性为响应值，在单因素试验的基础上，选取时间、温度、风速进行响应面设计(表1)。

表1　试验因素水平表

1.2.3测定方法

含水率：根据GB /T 5009. 3-2010[12]；质构分析：参照文献[13-14]的试验方法，测试条件，P/1S球形探头，测试前速1 mm/s，测试速度5 mm/s，测试距离10 mm，触发力5 g；产品安全指标：根据GB 2762-2012食品中污染物限量[15]。同时，检测产品的苯并(α)芘、无机砷、铅、镉和甲基汞；产品的商业无菌检测方法根据GB 4789.26-2013[16]。

1.3数据统计与分析

采用 SPSS13.0 统计分析软件对试验组各项平行测定数据进行单因素方差分析，显著性水平(P<0.01)。

2　结果与分析

2.1液熏鲍鱼冷风干燥工艺的确定

2.1.1冷风干燥温度单因素试验

图1-A为不同温度下的液熏鲍鱼冷风干燥曲线。随温度的升高，液熏鲍的干燥速率也随之加快。在风速6 m/s、相对湿度60%，温度10℃、15℃、20℃、25℃、30℃的条件下分别干燥48 h后，液熏鲍的含水率分别为28.37%、22.19%、15.94%、11.42%和7.65%，经单因素方差分析得出，各组之间的含水率均达到极显著差异水平(P<0.01)。

根据含水率与时间关系曲线上在每个数据点分别求其斜率[17]，得干燥速率。图1-B为干燥速率与含水率关系曲线。随样品含水率的降低，所有曲线总体上呈上升趋势，但仍有部分起伏波动。这说明液熏鲍在干燥过程中，其干燥特性主要取决于内部水分的扩散，这与大多数干燥原料的特性一致[18-19]。

图1-C为干燥速率与干燥时间的关系曲线。不同温度干燥速率的变化趋势基本相同，均呈逐渐下降的趋势。20℃、25℃和30℃初期的干燥速率明显高于10℃和15℃，干燥20 h后，干燥速率基本趋于平缓，各个温度干燥速率曲线有明显的交叉，10℃和15℃干燥速率出现反超。这可能是因为此时其含水率相对较高。

传统的方法一般采用感官评价反映食品加工处理后的食用口感，然而评价结果易受主观因素的影响，难以对产品进行客观准确的评价。因此，借助质构仪对液熏鲍干燥前后的硬度和弹性进行分析(图2)。硬度是表现液熏鲍软硬程度的一项重要性能指标[20]，由图2可知，干燥48 h后，虽然25℃和30℃干燥条件下鲍鱼的含水率不同(图1-A)，但其硬度和弹性的变化差异不显著(P>0.01)，可认为在风速6 m/s、相对湿度60%的条件下，25℃和30℃冷风干燥处理后得到的产品无差异。因此，为降低生产成本，考虑采用25℃进行冷风干燥。

图1　干燥温度对液熏鲍干燥曲线的影响

图2　干燥温度对液熏鲍质构的影响

2.1.2冷风干燥时间单因素试验

冷风干燥过程中，时间是影响产品感官品质的一个重要条件。

图3　干燥时间对液熏鲍含水率的影响

为了在节约成本的前提下研制出消费者接受的产品，在温度25℃、风速6 m/s、相对湿度60%，选择20～28 h进行单因素试验。由图3可知，20～25 h含水率下降缓慢，分别为26.26%、25.65%、24.53%、23.63%、23.65%和21.51%，数值间差异性不显著(P>0.01)；干燥26 h时含水率为20.29%，与20 h、21 h和22 h的含水率差异达到显著水平(P<0.01)，但与23 h、24 h、25 h、26 h、27 h和28 h差异不显著(P>0.01)。

由图4可知，干燥25 h，其干燥前后的硬度变化值与24 h和26 h的变化值未达到显著性差异(P>0.01)，但与其他干燥时间具有显著性差异(P<0.01)，24 h和26 h的硬度变化值具有显著差异(P<0.01)。不同干燥时间下产品的弹性变化值差异性较小(P>0.01)，说明20～28 h范围内，干燥时间对产品的影响不大。当冷风干燥时间过长，会产生不良风味，色泽比较深；当冷风干燥时间过短，产品风味没有充分的形成，肉质比较松软，没有嚼劲，色泽比较浅。因此，综合考虑干燥时间对液熏鲍含水率和质构的影响，选择冷风干燥25 h。

图4　干燥时间对液熏鲍鱼质构的影响

2.1.3冷风干燥风速单因素试验

图5-A为不同风速下的液熏鲍鱼冷风干燥曲线。随风速的升高，液熏鲍的干燥速率也随之加快。在温度25℃、相对湿度60%，风速2、4、6和8 m/s条件下分别干燥25 h后，含水率分别为28.84%(a)、23.97%(b)、22.70%(b)和23.80%(b)。经单因素方差分析得出，4、6和8 m/s风速下样品的含水率无显著性差异(P>0.01)，而极显著高于2 m/s风速下干燥的样品(P<0.01)。

图5-B为干燥速率与含水率关系曲线。不同风速下的干燥速率随样品含水率的降低而减少，其中4、6和8 m/s风速下干燥速率与含水率的关系曲线基本重叠，差异较小。

图5-C为干燥速率与干燥时间的关系。随时间的延长，不同风速下的干燥速率均呈降低趋势，其中风速4、6和8 m/s初期的干燥速率明显高于2 m/s。这可能是因为风速较大，样品表面的水分挥发较快，表面组织更加密集，减少了内部水分的向外扩散，进而导致后期样品的含水率和干燥速率下降。

由图6可知，2、4和6 m/s风速下干燥样品的硬度和弹性变化差异均不显著(P>0.01)，4和6 m/s下的硬度差异不显著(P>0.01)。因此，综合风速对样品含水率、干燥速率、食用品质和节能等方面因素，考虑采用4 m/s的干燥风速进行冷风干燥。

2.1.4响应面法优化冷风干燥工艺

在单因素试验的基础上，以温度(A)、时间(B)、风速(C)为自变量，以硬度和弹性为响应值，优化液熏鲍冷风干燥工艺条件。试验设计方案及结果见表2。

图5　干燥风速对液熏鲍干燥曲线的影响

图6　燥风速对液熏鲍质构的影响

表2　响应面设计方案及试验结果

分析表2数据，得到Y1(硬度)为目标函数的二次回归方程：

Y1=1.060 09×106-45 584.333 92A+52 944.77 058B-512 83.51 142C-2 882.67 383AB+1 099.30 808AC-551.55 079BC+669.21 013A2+4 025.35 521B2+548.39 730C2

表3　硬度回归模型显著性检验

注： **表示极显著(P<0.01)；*表示显著(P<0.05)。下同

分析表2数据，得到Y2(弹性)为目标函数的二次回归方程：

Y2=-0.66 468+0.092 042A-0.60 512B+0.038 333C+9.08 333×10-3AB-4.54 167×10-3AC+0.015 708BC

表4　弹性回归模型显著性检验

2.1.5最优工艺条件的确定及结果验证

通过数学模型优化液熏鲍冷风干燥工艺，得到最优工艺条件为：温度26℃，时间23 h，风速4 m/s；预测响应值为：硬度20 513.60 N，弹性-0.14 mm。采用响应面优化工艺条件进行验证试验，所测得的指标为：硬度(22 845.05±1 098.71)N，弹性(-0.13±0.03)mm。实测值与模型预测值基本一致。可见该模型能较好地预测实际冷风干燥过程中液熏鲍质构的变化。

2.2产品安全指标

结合《GB2762—2012食品安全国家标准食品中污染物限量》的规定，对本产品各指标进行分析，产品中未检出苯并(α)芘和甲基汞。无机砷(0.23mg/kg)、铅(0.35mg/kg)和镉(0.02mg/kg)的含量均低于国家标准。因此，产品符合相关卫生标准的要求。

2.3鲍鱼贮藏

按照GB 4789.26-2013对灭菌的液熏鲍进行检测。取一个样品置于2℃～5℃冰箱保存作为对照，将其他样品在(36± 1) ℃下保温10 d。检验结果表明(表5)，保温前后样品的重量无变化，说明样品无发生泄露或膨胀现象；鲍鱼表面完整，无多余液体，有烟熏香气，颜色为深灰色；经过pH测定和涂片染色镜检，对照样与测试样无明显差异，测试样也无明显的微生物增殖现象，因此该测试样符合商业无菌要求。

表5　商业无菌检验结果

3　结论

通过研究液熏鲍冷风干燥加工工艺，探讨了冷风干燥不同的温度、风速和时间对鲍鱼含水率和质地特性的影响，并应用响应面设计确定了液熏鲍的最佳加工工艺，其参数为：温度26℃，风速4 m/s，时间23 h。通过该工艺制得的鲍鱼，其含水率和理化性质均符合产品要求，并且产品风味较佳，安全卫生。样品鲍鱼经商业杀菌、检测，符合商业无菌要求，初步判断该产品能在常温下贮藏12个月。

[1]高智春.鲍鱼干制工艺及产品特性的研究[D].福州:福建农林大学,2011.

[2]高立娟.不同加工条件下鲍鱼肌肉质构变化[D].青岛:中国海洋大学,2011.

[3]叶倩倩.鲍鱼罐头关键技术及传热数学模型的研究[D].福州:福建农林大学, 2010.

[4]席庆.栅栏技术在即食鲍鱼研制中的应用[D].湛江:广东海洋大学,2013.

[5]吴靖娜,路海霞,蔡水淋,等.基于模糊数学感官评价法优化液熏鲍生产工艺[J].食品安全质量检测学报, 2015,6(12):4932-4941.

[6]岑琦琼,张燕平,戴志远,等.水产品加工干燥技术的研究进展[J].食品研究与开发, 2011, 32(11): 156-160.

[7]刘倩,高澄宇,黄金发,等.鲍鱼冷风干燥和自然晾晒试验的比较分析[J].渔业现代化,2012,39(4):42-46.

[8]张亚琦,高昕,许加超,等.鲍鱼热风、晾晒干燥的比较试验[J].农业工程学报, 2008,24(1):296-299.

[9]孙丽雯,刘倩,侯丽丽,等.冷风干燥对扇贝柱品质及结构的影响[J].农产品加工(学刊),2013,(12):1-3.

[10]张国琛,毛志怀.水产品干燥技术的研究进展[J].农业工程学报,2004,20(4):297-300.

[11]张绪坤,毛志怀,熊康明,等.热泵干燥技术在食品工业中的应用[J].食品科技,2004,(11):10-13.

[12]GB /T 5009. 3-2010.食品安全国家标准食品中水分的测定[S].

[13]郑瑞生,王则金.腌制条件对即食鲍鱼产品感官品质的影响[J]. 食品工业科技,2012,24(33):347-249.

[14]曹荣. 对虾生物保鲜与其熟制品保藏技术的研究[D]. 青岛:中国海洋大学,2009.

[15]GB 2762-2012.食品安全国家标准食品中污染物限量[S].

[16]GB 4789.26-2013.食品安全国家标准食品微生物学检验商业无菌检验[S].

[17]MASKAN A, KAYA S, MASKAN M. Hot air and sun drying of grape leather (pestil) [J]. Journal of Food Engineering, 2002, 54(1): 81-88.

[18]GIRI S K, PRASAD S. Drying kinetics and rehydration characteristics of microwave-vacuum and convective hot-air dried mushrooms[J]. Journal of food engineering, 2007, 78(2): 512-521.

[19]ERTEKIN C, YALDIZ O. Drying of eggplant and selection of a suitable thin layer drying model[J]. Journal of food engineering, 2004, 63(3): 349-359.

[20]吴靖娜,许永安,刘智禹,等.养殖大黄鱼鱼片脱脂工艺研究[J].河南工业大学学报:自然科学版,2013,34(6):27-31.

Study on the optimization of cold wind drying processing and storage period of liquid-smoked abalone

WU Jingna1, CHEN Xiaoting2，WEI Shaohong1，QIAO Kun1，WANG Yin1，LIU ZhiYu1

(1FisheriesReasearchInstiuteofFujian,KeyLaboratoryofCultivationandHigh-valueUtilizationofMarineOrganismsinFujianProvince,FujianCollaborativeInnovationCenterforExploitationandUtilizationofMarineBiologicalResources,Xiamen361013，China;2FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou350002,China)

In the present study, the optimum drying processing and storage period were determined to improve the added value and shelf life of liquid-smoked abalone. The cold wind drying technology was used to dry the liquid-smoked abalone. Based on the single factor experiments, response surface method was used to investigate the effects of different drying temperature, speed and periods on the hardness and springiness changes of dried liquid-smoked abalone, and the mathematical models were established to determine the optimum processing technology; meanwhile the safety index and storage period were evaluated. The results indicated that the drying condition was optimal when temperature was 26 °C, wind speed 4 m/s, and time 23 h. Under such processing conditions, the hardness and springiness values of the dried liquid-smoked abalone were (22 845.05±1 098.71)N and (-0.13±0.03)mm respectively, all the various indicators met the requirements of national food safety standard and commercial sterilization, and moreover the abalone products had better flavor and quality.

liquid-smoked abalone; cold wind drying; textural properties; the drying rate; commercial sterilization

10.3969/j.issn.1007-9580.2016.04.010

2016-05-08

2016-07-26

国家海洋公益性科研专项(201405016)；福建省科技重大专项(2014NZ0001-1)；福建省海洋高新产业发展专项([2013] 011号)；福建省海洋经济创新发展区域示范项目(2014FJPT01)；厦门南方海洋研究中心项目(14PZY017NF17)

吴靖娜(1984—)，女，助理研究员，硕士，研究方向：水产品加工与综合利用，E-mail:31301863@qq.com

刘智禹(1972—)，男，教授级高级工程师，博士，研究方向：水产品加工与综合利用，E-mail:13906008638@163.com

TS254.4

A

1007-9580(2016)04-051-08