南灣魚片熱泵干燥工藝探究

柳誠剛 黃卉卉 劉 濤

信陽農(nóng)林學(xué)院 河南信陽 464000

南灣魚，是河南省唯一在國家工商總局注冊過的天然野生魚類品牌[1]。南灣花鰱魚是南灣魚之一，蛋白質(zhì)含量高，脂肪含量低，且富含多種維生素及人體所需的稀有元素，尤其是有“抗癌元素”之稱的硒元素含量是普通魚類的3～5倍以上。

熱泵干燥技術(shù)有能源消耗較少、無環(huán)境污染，干燥產(chǎn)品品質(zhì)高、實(shí)用規(guī)模廣等優(yōu)點(diǎn)，且具備在一定程度上能夠降低水產(chǎn)品的脂肪氧化程度，減少蛋白質(zhì)的受熱變形、物料變形和風(fēng)味物質(zhì)損失的優(yōu)點(diǎn)[2,3]。因此，將南灣魚通過熱泵干燥做成干魚片，不僅可以提高魚肉的儲藏期，減少因腐敗變質(zhì)造成的浪費(fèi)，還可以促進(jìn)當(dāng)?shù)貪O業(yè)養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

本試驗(yàn)從實(shí)用可操作的角度出發(fā)，采用熱泵干燥方式烘干南灣魚片，以復(fù)水率、質(zhì)構(gòu)、蛋白質(zhì)含量和感官評分為試驗(yàn)指標(biāo)，為熱泵干燥技術(shù)在南灣魚加工中的應(yīng)用提供有效的理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與主要儀器設(shè)備

1.1.1 試驗(yàn)材料

南灣花鰱魚，購于西亞超市。

1.1.2 試驗(yàn)試劑

試驗(yàn)試劑詳見表1。

表1 試驗(yàn)試劑表Table 1 Test reagent table

1.1.3 試驗(yàn)儀器與設(shè)備

試驗(yàn)儀器與設(shè)備詳見表2。

表2 試驗(yàn)儀器與設(shè)備表Table 2 Test instrument table

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

新鮮南灣魚→去頭尾、去內(nèi)臟、去魚鱗→去魚皮→取魚片→漂洗→用濾紙吸干表面水分→熱泵干燥→復(fù)水率的測定→質(zhì)構(gòu)分析→蛋白質(zhì)含量的測定→感官評價(jià)→成品包裝。

1.2.2 樣品制備

為迎合不同的烹飪方式，將新鮮南灣魚經(jīng)預(yù)處理后制成三種不同規(guī)格的魚片：30mm×20mm×3mm，每片重量1.5～2.5g；50mm×20mm×5mm，每片重量5～7g；70mm×30mm×7mm，每片重量10～12g[4]，密封冷藏備用。

1.2.3 熱泵干燥

以35、50、65、80℃這四種溫度進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)。預(yù)試驗(yàn)中以復(fù)水率和感官評分作為評價(jià)指標(biāo)，在四種溫度的熱泵中，選出復(fù)水率和感官評價(jià)最高的進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。在預(yù)試驗(yàn)中，50℃干燥的魚片復(fù)水率最高，此后的試驗(yàn)中在50℃上下，再設(shè)五種溫度(40、45、50、55、60℃)進(jìn)行熱泵干燥。當(dāng)魚片水分含量降低到13%左右時(shí)，干燥到達(dá)一個(gè)平衡階段，魚片重量不再減小，此時(shí)停止干燥。

1.2.4 復(fù)水率的測定

復(fù)水率是指干制產(chǎn)品復(fù)水后恢復(fù)至其原始新鮮狀態(tài)的程度，是衡量干制產(chǎn)品品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

取干燥好的魚片稱重后，置于40℃水浴鍋中恒溫復(fù)水90min，取出用濾紙吸干魚片表面多余水分再稱重[5]。按照公式(1)計(jì)算。

(1)

公式中：

Wf為復(fù)水率(%)；

M前為干燥物料復(fù)水前重量(g)；

M后為干燥物料復(fù)水后重量(g)。

1.2.5 質(zhì)構(gòu)分析

選用P/36R型平底圓柱探頭對復(fù)水后的魚片進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析。設(shè)計(jì)力量感1 000N，探頭測試速度60mm/min，力臂的回升高度10mm，起始力0.5N，樣品形變量70%，兩次下壓時(shí)間相差2s。每組樣品平行測定3次并取平均值，對應(yīng)3個(gè)指標(biāo)分別為彈性、硬度、咀嚼性[6]。

1.2.6 蛋白質(zhì)含量的測定

參照GB 5009.5-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》[7]中的自動凱氏定氮法，測定干魚片中的蛋白質(zhì)含量。稱取2g左右的樣品，精確至0.001g，放入消化管中，加入0.4g硫酸銅、6g硫酸鉀及20mL濃硫酸于消化爐中進(jìn)行消化，當(dāng)消化爐溫度升至420℃，再消化1h左右，消化管中的樣品呈綠色透明為止，冷卻后加入50mL水于自動凱氏定氮儀上自動滴定。

1.2.7 感官評價(jià)

參照蔡潔[8](2020)等的方法并做修改，并由20名專業(yè)人員進(jìn)行感官評定。南灣魚片感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 南灣魚片感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Sensory evaluation criteria of Nanwan fillet

2 結(jié)果與分析

2.1 南灣魚片的感官評價(jià)

熱泵干燥溫度對南灣魚片感官評價(jià)的影響結(jié)果見圖1。

圖1 感官評價(jià)得分Fig. 1 Sensory evaluation score

如圖1所示，隨著干燥溫度的提高，組織質(zhì)地和形態(tài)評分下降，氣味評分增加，色澤感官評分先增后降趨勢。干燥溫度高于55℃時(shí)，南灣魚片在組織質(zhì)地、形態(tài)、色澤等方面的感官評分會隨干燥溫度升高而下降。60℃時(shí)由于干燥溫度較高，魚片干燥后顏色較深[9]，感官評分中色澤方面得分也較低。

2.2 熱泵干燥溫度對南灣魚片復(fù)水率的影響

熱泵干燥溫度對南灣魚片復(fù)水率的影響結(jié)果見圖2。

圖2 南灣魚片的復(fù)水率Fig. 2 The rehydration rate of Nanwan fillet

如圖2中所示，熱泵干燥溫度對魚片的復(fù)水率有一定的影響，但不明顯。在同樣的干燥溫度下，魚片的復(fù)水率是3mm>5mm>7mm。隨著復(fù)水時(shí)間增加，魚片的復(fù)水率會逐漸增大，但到達(dá)一定的時(shí)間后復(fù)水率將不再發(fā)生變化[10]。可能由于干燥后期水分分布不均，內(nèi)部含水量大于外部含水量，導(dǎo)致干燥變得非常緩慢，進(jìn)入一個(gè)平衡階段，且南灣魚片蛋白質(zhì)含量豐富，表面易形成硬殼[11]。此時(shí)魚片內(nèi)部水分難析出，外部水分也難以進(jìn)入。

2.3 干魚片復(fù)水后的質(zhì)構(gòu)分析

熱泵干燥溫度對南灣魚干魚片復(fù)水后的魚片彈性影響結(jié)果見圖3。

圖3 南灣魚片的彈性Fig. 3 Elasticity of Nanwan fillet

熱泵干燥溫度對南灣魚干魚片復(fù)水后的魚片硬度影響結(jié)果見圖4。

圖4 南灣魚片的硬度Fig. 4 Hardness of Nanwan fillet

熱泵干燥溫度對南灣魚干魚片復(fù)水后的魚片咀嚼性影響結(jié)果見圖5。

圖5 南灣魚片的咀嚼性Fig. 5 Masticability of Nanwan fillets

如圖3至圖5所示，隨著干燥溫度的升高，魚片的硬度與咀嚼性都有所上升，但彈性在60℃才發(fā)生明顯的變化。隨著熱泵溫度的逐漸升高，干燥過程水分不斷流失，魚肉的蛋白質(zhì)發(fā)生不同程度的變性，肌原纖維緊縮，使得內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得致密，表面易形成硬殼，所以魚片的硬度和咀嚼性均增大，而彈性減小。60℃干燥的魚片，因溫度較高表面水分比內(nèi)部水分散失的快，導(dǎo)致干燥后物料的內(nèi)外水分分布不平衡，容易出現(xiàn)內(nèi)軟外硬的不良質(zhì)構(gòu)特性，進(jìn)而影響其口感。

2.4 干燥后南灣魚片中蛋白質(zhì)含量變化

熱泵干燥溫度對南灣魚片中蛋白質(zhì)含量的影響結(jié)果見圖6。

圖6 南灣魚片的蛋白質(zhì)含量Fig. 6 Protein content of Nanwan fillet

如圖6所示，隨著干燥溫度的升高，魚片中蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)先趨于平穩(wěn)再逐漸減小的變化趨勢。在55℃干燥的魚片，3mm魚片蛋白質(zhì)含量為9.11%，5mm魚片蛋白質(zhì)含量為10.00%，7mm魚片蛋白質(zhì)含量為9.93%；在60℃干燥魚片，3mm魚片蛋白質(zhì)含量為7.63%，5mm魚片蛋白質(zhì)含量為8.38%，7mm魚片蛋白質(zhì)含量為8.37%。蛋白質(zhì)具有熱敏性，在不同的溫度中發(fā)生的變性情況也不一樣。本試驗(yàn)中，在50、55、60℃這三種干燥溫度下，當(dāng)溫度一定時(shí)，厚度大的魚片蛋白質(zhì)含量比厚度小的魚片高，因?yàn)楹穸却蟮聂~片在干燥時(shí)內(nèi)外受熱不均衡，其內(nèi)部與外部蛋白質(zhì)變性情況不同。在36～40℃蛋白質(zhì)—蛋白質(zhì)開始結(jié)合，在45～50℃產(chǎn)生凝膠化，在53～63℃的溫度下，膠原蛋白開始變性，隨后膠原纖維發(fā)生收縮[12]。繼續(xù)加熱到70℃時(shí)，魚肉的蛋白質(zhì)發(fā)生完全變性[13]。

3 結(jié)論與討論

綜合本試驗(yàn)結(jié)果得出最優(yōu)組合：熱泵干燥溫度為55℃，魚片厚度為5mm，此時(shí)的復(fù)水率為90.81%，蛋白質(zhì)含量為10.00%，感官評分為91分。干燥后的魚片色澤光亮，顏色呈焦黃色，無腥臭味或哈喇味等異味，組織均勻緊密，能夠保持南灣魚原有的形態(tài)。

本試驗(yàn)為熱泵干燥技術(shù)在南灣魚干制品加工中的應(yīng)用提供了參考，測得的數(shù)據(jù)只能代表魚片干燥后當(dāng)時(shí)的品質(zhì)特點(diǎn)。且干燥后的南灣魚片在食用時(shí)還要進(jìn)行二次加工，而當(dāng)烹飪方式不同，魚片最終的口感也不一樣。所以質(zhì)構(gòu)分析中的彈性、硬度和咀嚼性只能表示干魚片的質(zhì)構(gòu)性質(zhì)，并不能代表二次加工后魚片的適口度。干魚片在儲藏運(yùn)輸期間因不同的包裝方式、儲藏條件、運(yùn)輸環(huán)境等造成質(zhì)構(gòu)特性和營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生的變化，還需要進(jìn)一步的探究。