蒜泥海鲜酱的研制及生产车间设计

2018-11-15王帅贺羽李慧陈宏昊

中国调味品 2018年11期

王帅，贺羽*，李慧，陈宏昊

(1.徐州工程学院食品(生物)工程学院，江苏徐州 221018；2.徐州工程学院江苏省食品资源开发与质量安全重点建设实验室，江苏徐州 221018)

大蒜作为一种料理食物广受大众的喜爱，不仅因为它独特的风味，而且更为突出的是它的营养价值与药理作用，可以阻断致癌物质物的合成，具有延缓衰老的功能等[1,2]。大蒜具有多种氨基酸，如S-丙烯基-半胱氨酸亚砜、S-丙基-半胱氨酸亚砜等，赋予其独特的风味[3,4]。

市场上海鲜酱制作原料多样，包括贝类、海带、紫菜系列等，具有较好的发展前景[5]。随着人们对食品品质要求的不断攀升，不同系列和风味的调味酱也相继在市面上销售。不同风味海鲜酱的研究一直是海鲜类新产品开发和资源利用的焦点，海鲜酱的需求种类也不断提高[6,7]。蒜泥海鲜酱的研制将大蒜独特的风味和海鲜特有的鲜味相结合，以满足消费者在挑选调味酱时提供更多的口味选择。因此，本课题将大蒜、海鲜作为主要原料再加上一些辅料进行复配，开发一种既能满足消费者口味需求又能满足营养需求的便捷口味酱，也可以作为早餐食用。在此基础上，针对产品的工艺流程分别绘制工艺流程图、车间平面布置图和车间立剖图，完成徐州本地年产1000吨蒜泥海鲜酱生产车间的设计。

1 蒜泥海鲜酱研制

1.1 材料与设备

材料：生大蒜、小黄鱼干、蛤蜊干、小虾米、紫菜、盐、糖、味精、辣椒粉、料酒、生姜、桂皮、八角。

设备：电子温度计(上海卓卉科技有限公司)；电子天平(梅特勒-托利多)、料理机(飞利浦)。

1.2 实验方法

蒜泥海鲜酱制备的工艺参考王晓茹等的方法并稍作改进[7]，流程如下：

注意事项：海鲜除杂去除小黄鱼干的头部；去皮除杂后的大蒜打碎时加入10%的水量；炒制时温度不宜过高。

1.3 蒜泥海鲜酱单因素试验

根据预试验的结果，选择大蒜、海鲜(小黄鱼干、蛤蜊干、小虾米)、糖、盐、温度、时间为主要因素，基础数据见表1。

表1 基础配料表

称取大蒜10，30，50，70，90 g，海鲜10，20，40，60，80 g，盐0，2，4，6，8 g，糖2，4，6，8，10 g，时间5，10，15，20，25 min，温度80，100，120，140，160 ℃分别进行试验，邀请30人分别对色泽、香味、口感进行感官评价[8]。

1.4 蒜蓉海鲜酱配方正交试验

在单因素试验的基础上，在6个因素中选择3个较好水平的因素，采用正交试验设计来研究盐、大蒜、海鲜的用量对于蒜蓉海鲜酱口感的影响，从中筛选出最优配方。

1.5 感官评定

参照《食品感官评定》的有关方法，由8人组成评审小组对产品进行综合评分，评分的指标为蒜蓉海鲜酱的口感、色泽和香气，香气和色泽各为30分，口感为40分。评分指标体系及评分标准见表2[9]。

1.6 结果与分析

1.6.1 蒜蓉海鲜酱配方单因素试验与结果

将10，30，50，70，90 g蒜泥分别与海鲜10 g，盐0 g，糖2 g，时间5 min，温度80 ℃进行组合试验，炒制后邀请30人分别对色泽、香味、口感进行感官评定，最后取得平均分，见图1。

图1 大蒜对蒜蓉海鲜酱的影响

由图1可知，大蒜对蒜蓉海鲜酱的影响随着大蒜含量的增加，评分由低到高再由高到低，大蒜为50 g时，评分最高，效果最佳。

称取海鲜10，20，40，60，80 g分别与蒜泥50 g，盐0 g，糖2 g，时间5 min，温度80 ℃进行组合试验，炒制后邀请30人分别对色泽、香味、口感进行感官评定，最后取得平均分，见图2。

图2 海鲜对蒜蓉海鲜酱的影响

由图2可知，海鲜对蒜蓉海鲜酱的影响随着海鲜量的增加，评分由低到高再由高到低，当海鲜量为40 g时，评分最高，效果最佳。

称取盐0，2，4，6，8 g分别与海鲜40 g，蒜泥50 g，温度80 ℃，时间5 min，糖2 g进行组合试验，邀请30人分别对色泽、香味、口感进行感官评定，最后取得平均分，见图3。

图3 盐对蒜蓉海鲜酱的影响

由图3可知，盐对蒜蓉海鲜酱的影响随着盐含量的增加，评分由低到高再由高到底，当盐为2 g时，评分最高，效果最佳。

称取糖2，4，6，8，10 g分别与蒜泥50 g 海鲜40 g，盐2 g，温度80 ℃，时间5 min进行组合试验，邀请30人分别对色泽、香味、口感进行感官评定，最后取得平均分，见图4。

图4 糖的添加量对蒜泥海鲜酱的影响

由图4可知，糖对蒜蓉海鲜酱的影响随着糖量的增加，评分由低到高再由高到低，当糖为4 g时，评分最高，效果最佳。

设置温度80，100，120，140，160 ℃分别与蒜泥50 g，海鲜40 g，盐2 g，糖4 g，时间5 min进行组合试验，邀请30人分别对色泽、香味、口感进行感官评定，最后取得平均分，见图5。

图5 温度变化对蒜泥海鲜酱的影响

由图5可知，温度对蒜蓉海鲜酱的影响随着温度的提高，评分由低到高再由高到低，当温度为120 ℃时，评分最高，效果最佳。

调整时间为5，10，15，20，25 min，分别与蒜泥50 g，海鲜40 g，盐2 g，糖4 g，温度120 ℃进行组合试验，邀请30人分别对色泽、香气、口感进行感官评定，最后取得平均分，见图6。

图6 时间变化对蒜泥海鲜酱的影响

由图6可知，时间对蒜蓉海鲜酱的影响随着时间的增加，评分由低到高再由高到低，当时间为10 min时，评分最高，效果最佳。

根据单因素试验结果分析可知，当大蒜为50 g，海鲜为40 g，盐为2 g，糖为4 g，温度120 ℃，时间为10 min时，效果最佳。

1.6.2 蒜蓉海鲜酱正交试验设计

蒜蓉海鲜酱的研究对产品的脆度具有较高的要求，结合单因素试验结果，选取大蒜、海鲜、盐3个因素进行正交试验设计，采用Box-Behnken试验设计分析法[10]，见表3。

表3 正交试验设计水平因素表

1.6.3 数据统计分析

本试验所有结果均采用平均值进行表示，小数则取整，感官评分采用30人的平均值表示。采用Excel 2016对单因素数据进行分析和绘图。正交试验则采用Design Expert 10.0软件进行Box-Behnken设计，得到方差分析表，得到最优参数的数据。

1.6.4 Box-Beknken试验设计

根据单因素试验结果，选择大蒜、海鲜和盐3个对感官评分影响较大的因素，取之前单因素最优点两侧的数值得到3因素3水平，通过软件分析得到所需要的17组试验，分别对其打分，得到表4。

表4 产品响应指标结果

1.6.5 方差分析结果

表5 方差分析结果

由表5可知，海鲜添加量对蒜泥海鲜酱的影响最为显著，食盐、蒜的添加量最为显著，根据软件得出，当大蒜为55.9 g，海鲜为45.8 g，盐为2.21 g时，为最优配方。

2 车间设计

2.1 工艺流程及论证

2.1.1 产品方案调节表

产品方案调节表见表6。

表6 产品方案调节表

2.1.2 工艺流程

蒜蓉海鲜酱生产的工艺流程如下[11]：

2.1.3 工艺论证

2.1.3.1 原料精选除杂

大蒜预处理时，经过操作平台由工作人员挑拣质量不符合的原材料，将质量合格的原材料送入全自动打蒜机。紫菜预处理时，由工作人员在水池中清洗过滤网滤水，送入粉碎机粉碎成浆。

2.1.3.2 蒜的处理

在精选除杂后得到的大蒜放入蒜蓉机中绞成蒜泥，在此过程中要严格控制水的用量，因为水的量会影响到蒜的味道。经过多次重复预试验，发现在水分含量为30%时效果最佳。

2.1.3.3 汤底的制作与处理

选用八角、桂皮作为汤底的主要原料，不仅含有很好的营养价值，而且作为一种调料能起到很好的调节作用。八角、桂皮预处理，通过清洗机清洗后，经过操作平台去除杂质，最后运送到蒸煮锅。

2.1.3.4 海鲜的处理

小黄鱼干头部、眼睛处的白色物质会影响到蒜蓉海鲜酱的色泽效果，而且多次试验后发现会影响到受试者的食欲，投入生产后，通过清洗机清洗后，经过操作平台去除杂质，将质量合格的原料送入粉碎机，打成浆。

2.1.3.5 炒制

炒制时，炒锅温度由低到高，缓缓增加，以免糊底。

2.1.3.6 罐装、封盖

通过冷却后的产品罐装封盖，本次采用六角玻璃品罐装产品，外形美观大方，方便实用。

2.1.3.7 杀菌、冷却

本次设计采用超高温杀菌，杀菌率达99%。杀菌过后的产品经过冷却机冷却。

2.1.3.8 封箱、包装

罐装过后的产品通过封箱机进行封箱，封箱后，传送带送入成品仓库，成品仓库温度调至20 ℃左右[12]。

2.2 物料衡算

2.2.1 产品方案和班产量的确定

本设计为年产1000吨蒜蓉海鲜酱的车间设计，每年工作时间按280天计算，采用每天2班制，每班8 h，其中0.5 h为上班准备时间，另外0.5 h为清洗时间，因此每班的实际工作时间为7 h，物料衡算以每班7 h为基准。

根据年产量计算，生产能力为1000×1000/(280×7)=510.20 kg/h。

产品含水分30%，所以蒜蓉海鲜酱中干物质量为510.20×(1-30%)=357.14 kg/h，炒制前大蒜、海鲜、盐、糖量的比例为30∶25∶1∶1，经过多次试验发现每组试验的最终重量较各干原料多出20 g左右，所以，经过计算可以得到大蒜含量187.9 kg/h，海鲜含量156.6 kg/h，盐含量6.3 kg/h，糖含量6.3 kg/h，辣椒粉含量122.50 kg/h,紫菜含量10 kg/h。其中包装损失为0.5%，大蒜损失为1%，杀菌、平台操作损失为0.2%。

2.2.2 配方

根据正交试验数据分析得最佳配方比例，见表7。

表7 配方表

2.2.3 物料衡算和包装材料计算

设计每1 h处理大蒜114.3 kg；

(1)大蒜除杂脱皮去重2%后重量为：114.3×(1-2%)=112.0 kg/h。

(2)海鲜除杂去重10%后重量为：116.7×(1-10%)=105.3 kg/h。

(3)水分占产品的30%，重量为： 357.9×30%=107.1 kg/h。

实际产量为427.7 kg/h。

(1)包装损失为10%，则包装后的重量为384.93 kg/h。

(2)全年实际生产蒜蓉海鲜酱总量：384.9×7×2×280=1508.9吨。

要求成品年产量为1000吨，超过年产量500余吨。

2.3 每年原辅材料消耗表

由以上物料衡算结合产品配方可算出每年原辅材料消耗量，各种原辅材料消耗见表8。

表8 年原辅材料消耗表

2.4 设备选型

设备选型具体见表9[14，15]。

表9 车间设备选型表

续表

2.5 水、电、气估算及劳动力计算

2.5.1 水、电、气估算

本工厂设计中，每生产1吨蒜蓉海鲜酱消耗水为1吨，每日生活水等消耗水为40吨，而每生产1吨蒜蓉海鲜酱所要消耗的气约为0.2吨，大概估算每1吨煤可产6吨蒸汽。那么水消耗量：日消耗水量为41吨，年耗水量为14965吨，生产日耗水量=7×0.6×1×3=12.6吨，每日总耗水量=12.6+40=52.6吨。气消耗量：日耗气量约为7吨，年耗气量约为2555吨[16-18]。

2.5.2 劳动力计算

全场定员一共45人，其中生产管理人员19人，辅助人员13人，厂区管理人员13人。

2.6 厂址选择及总平面设计

2.6.1 厂址选择

经过分析后，工厂厂址拟定于江苏省徐州市经济开发区。位于徐州市铜山县，区划面积152.8 km2，目前已开发10 km2左右，位于徐州市的东北方向，是江苏北部经济规模最大的工业基地和高新技术产业开发区。距离市中心彭城广场5.8 km，距离中国第二大铁路编组站1.8 km，距离中国徐州观音机场40 km，距离欧亚大陆桥东桥头堡连云港港口1.5 h车程，104国道、310国道、京福高速公路、连霍高速公路、京杭大运河以及规划建设的京沪高速铁路均从区内穿过，3 h经济圈内有32个地级以上大中城市，区位交通条件十分优越，市场腹地非常广阔。目前区内已建成伟世通、上好佳等大型企业，符合在新区建厂。

2.6.2 总平面设计

总平面设计是将全厂中具有不同使用功能的建筑物按照生产流程并且结合地理、风向等条件进行布置设计，这样更加方便生产管理。

设计全厂平面布置见表10。