張國琛，母剛，王雋冬，張倩

(大連海洋大學 機械與動力工程學院，遼寧 大連 116023)

海參富含多種生理活性物質，特別是所含的酸性黏多糖可以抑制惡性腫瘤的生長及轉移[1-4]。目前,國內外市場海參產品仍然以干海參為主，當前海參的干燥方法主要是冷凍干燥和自然干燥[5-6]。冷凍干燥的海參質量較好，但生產成本高；自然干燥海參耗時長，衛(wèi)生條件不易控制，含鹽量高，嚴重影響了干制海參的質量[6-7]。因此，高效、節(jié)能型海參干燥方法的研究備受關注。

微波真空干燥技術是把微波干燥和真空干燥兩項干燥技術結合起來,利用介電加熱原理,使被加熱物整體發(fā)熱,同時在真空條件下濕物料所含水分的飽和溫度(沸點)降低，使得物料可以在較低溫度下快速干燥，同時較好地保存物料的營養(yǎng)成分及改善干制品的質量[8-9]。本研究中，作者采用微波真空干燥方法對仿刺參Apostichopusjaponicus(簡稱海參)進行干燥試驗，探討微波真空干燥主要工藝參數對海參干燥的影響，以期為這項新技術在海參干燥加工生產中的應用提供參考資料。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗用鮮活仿刺參取自大連市黑石礁海域。

主要儀器有MZ08S-1型微波真空實驗爐(南京匯研微波系統(tǒng)工程有限公司生產，圖1)、JA-MP1100B型精密電子天平、101A-3型電熱鼓風烘干箱和S-HH.W21-600BS型恒溫水浴箱。

1.2 方法

1.2.1 海參預處理工序 活海參去內臟→淡水清洗→鹽水預煮→瀝干→分級。選擇個體質量為(10±2)g的海參進行試驗。

1.2.2 干燥試驗 利用單因素試驗研究了各干燥參數對海參干燥速度和干燥品質的影響，試驗設計見表1。

1.2.3 干燥曲線的測定[10]在進行干燥試驗前，對經預處理的海參按照GBT14769—1993食品中水分的測定方法測定其初始含水量。在干燥試驗中每隔10 min將海參從微波干燥箱中取出，快速檢測海參質量的變化，計算海參濕基含水率隨干燥時間變化的曲線，干燥終止含水率為10%±2%(濕基)。

1.2.4 海參物理及感官特性的檢測及評定

1)收縮率。利用游標卡尺測定干燥前后海參體長的變化，然后計算收縮率r(%)[11]：

r=(D0-D)/D×100%，

式中：D0為干燥前海參的長度(mm)；D為干燥后海參的長度(mm)。

2)復水率。稱量干參質量mg，將其浸泡于25 ℃恒溫水中，每隔4 h撈出，瀝干，記錄質量mf，試驗持續(xù)24 h。復水率Rf=(mf-mg)/mg。

圖1 微波真空試驗裝置示意圖Fig.1 Schematic diagram of vacuum microwave drying system

項目item微波功率密度/(W·g-1)microwave power densities真空度/MPadegrees of vacuum預煮水鹽度/(g·L-1)initial salinity of cooking water試驗水平level1.01.52.02.53.00.0870.0900.09380160240其它因素固定水平other level0.090 MPa80 g/L2 W/g80 g/L2 W/g0.090 MPa

3)感官特性。根據原有色澤、表面及形狀保持情況進行評定。色澤呈黑色、表面光鮮、參刺完整、保持原有形狀的為優(yōu)；色澤呈褐色、參刺不完整、畸變的為差。

相同參數的試驗重復兩次，結果取其平均值。

2 結果與分析

2.1 微波真空干燥參數對海參干燥速度的影響

2.1.1 微波功率密度對海參干燥速度的影響 從圖2-A可見：在海參初始含水率均為70%的情況下，當微波功率密度為3 W/g時，僅需70 min海參的含水率就達到8.7%；當微波功率密度分別降至2.5、2.0、1.5、1.0 W/g時，分別需要干燥100、110、140、160 min時才能達到相近的含水率。說明微波功率密度越大，完成干燥所需的時間越短。微波功率密度為1～3 W/g時，平均每增加0.5 W/g，干燥時間縮短22.5 min。

2.1.2 真空度對海參干燥速度的影響 從圖2-B可見，隨著真空度的提高，海參的干燥時間縮短。當真空度由0.087 MPa增加到0.090 MPa，干燥海參的含水率達到10%時，所需干燥時間由140 min降到130 min，但干燥速度增加的不明顯。

2.1.3 預煮水鹽度對海參干燥速度的影響 用鹽度為80、160、240 g/L的開水預煮海參，初始含水率分別為72.58%、70.83%、68.99%。從圖2-C可見，預煮水的鹽度越低，海參的初始含水率越高，干燥速度越快。用鹽度為80 g/L的水預煮的海參干燥110 min時，含水率達到9.45%；而用鹽度分別為160、 240 g/L的水預煮的海參干燥120 min時，含水率分別達到10.92%、11.52%。這表明預煮水鹽度增大到一定程度后，對海參干燥速度的影響可以忽略不計。

圖2 不同微波功率密度(A)、真空度(B)和預煮水鹽度(C)對海參含水率的影響Fig.2 Moisture curves of sea cucumber with different microwave power densities,degrees of vacuum,and initial salinities of cooking water

2.2 微波真空干燥參數對海參干燥品質的影響

2.2.1 微波功率密度對海參干燥品質的影響 從圖3可見：當微波功率密度由1 W/g增加到2.5 W/g時，干燥海參的收縮率和復水率都呈上升趨勢，但收縮率變化不大(上升5.02%)，復水率增加幅度較大(增加86.38%)；而微波功率密度從2.5 W/g增加到3 W/g時，干燥海參的收縮率下降8.11%，復水率下降35.96%。其原因是，微波功率密度越大，海參的失水速度越快，其收縮越快；當微波功率密度超過一定值后，海參表面的收縮速度快于內部收縮的速度，表面硬化變形阻礙了內部的收縮，形成了收縮率先升后降的結果。同樣，微波功率密度過大會破壞海參組織間隙收縮的均勻性，導致復水率出現與收縮率一樣的變化規(guī)律。

從表2可見：不同微波功率密度下產品感官質量的評價結果與上述情況相符，即微波功率密度低于2 W/g時，干燥海參的外觀質量良好；當功率增大到2.5 W/g時，海參開始出現褐變鼓包現象，發(fā)生一定變形，刺尖部分出現焦糊和局部燒傷。

2.2.2 真空度對海參干燥品質的影響 從圖3可見，隨著真空度的增大，干燥海參的收縮率增大。當真空度達到0.093 MPa時，海參表面出現鼓包現象。這是由于真空度越大，水分蒸發(fā)越快，海參體壁的收縮就越快，但真空度過大時會導致海參的收縮不均勻。在真空度為0.087、0.090 MPa時，干燥海參的復水率相近，但均低于真空度為0.093 MPa時海參的復水率。這是由于高的真空度有助于多孔性的形成，從而使復水性提高[12]。

從表2可見，真空度為0.093 MPa時，干燥的海參出現形變、焦糊等現象，復水時參刺尖角發(fā)生輕度潰爛。這主要是因為真空度過大會破壞海參體壁組織結構，低壓強下氣體分子被電場電離，導致空氣、水汽的擊穿場強降低，而氣體擊穿現象最容易發(fā)生在微波饋能耦合口及場強集中的部位，參刺尖角被燒焦[13]。

2.2.3 預煮水鹽度對海參干燥品質的影響 從圖3可見：預煮水鹽度越高，干燥海參的收縮率和復水率就越小。其原因是，預煮水鹽度過高時，海參體內的含鹽量增加，對海參的收縮起到一定的阻礙作用。雖然預煮水鹽度較高會在一定程度上延長海參的保存時間，但海參干燥后體內的鹽分會析出(表2)，對海參的外觀質量影響非常大，且這種現象隨著保存時間的延長會更加明顯。但是用淡水預煮的海參不易保存，所以選擇一個合適的預煮鹽度對干燥海參來說非常必要。

圖3 微波功率密度、真空度和預煮水鹽度對海參收縮率和復水率的影響Fig.3 Influence of different microwave power densities, different degrees of vacuum，and initial salinities of cooking water on shrinkage rate and rehydration rate of sea cucumber

感官質量sensory quality 微波功率密度/(W·g-1)microwave power densities1.01.52.02.53.0真空度/MPadegrees of vacuum0.0870.0900.093預煮水鹽度/(g·L-1)initial salinities of cooking water80160240顏色黑黑黑出現褐變鼓包黃褐黑黑出現褐變鼓包黑有鹽析出有鹽析出形狀保持完好飽滿完好飽滿完好飽滿較好較好完好飽滿完好飽滿較好有形變完好飽滿較好較好燒傷情況無焦糊,參刺完整無焦糊,參刺完整無焦糊,參刺完整參刺及表面有焦糊參刺及表面有焦糊無焦糊,參刺完整無焦糊,參刺完整有焦糊,參刺不完整無焦糊,參刺完整無焦糊,參刺完整無焦糊,參刺完整

3 討論

微波真空干燥是海參干制的良好方式。本試驗條件下可在70～120 min內完成干燥，干燥速度快，干燥后的海參品質良好，這與孫妍等[14]對日本刺參進行的微波真空干燥結果相同。而在參數控制良好的條件下，海參的真空冷凍干燥時間需在18 h以上[5]。

微波功率密度對干燥海參的速度有明顯的影響，功率密度越大，干燥速度越快，干燥時間明顯縮短，在本試驗條件下，微波功率為1～3 W/g時，功率密度平均每增加0.5 W/g，干燥時間平均縮短22.5 min。但就海參干品的品質而言，當微波功率達到2.5 W/g時即出現褐變鼓包等現象，海參的品質下降，所以干燥海參時微波功率密度應在2.5 W/g以下。

真空度對海參的干燥速度和品質有一定影響，提高真空度可縮短海參干燥的時間，但不明顯；增加真空度會提高復水率，但易出現形變、焦糊等現象，同時高的真空度增加了能耗和微波擊穿放電的可能性。本試驗中，在真空度為0.090 MPa下干燥的海參其收縮率及復水率均較好，且干燥時間較短。

預煮水鹽度不同對海參的初始含水率有一定影響。預煮水鹽度越高，海參的初始含水率越低，但干燥速度越慢。當預煮水鹽度≥160 g/L時，海參干品會出現鹽析現象，從而影響海參的感官質量。

結合干燥速度及海參干品的感官質量，確定本試驗條件下用微波真空干燥海參的最佳工藝參數為：微波功率密度2 W/g、真空度0.090 MPa、預煮水鹽度80 g/L。在此工藝下干燥的海參色澤和形狀保持完好，收縮率較低(32.20%)，復水率較高(266.32%)，且干燥時間僅為110 min。

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