孫 卓 王勤志 滕建文 韋保耀

SUN Zhuo WANG Qin－zhi TENG Jian－wenWEI Bao－yao

（廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，廣西 南寧 530004）

（College of Light Industry and Food Engineering，Guangxi University，Nanning，Guangxi 530004，China）

鴨肉營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，可食用部分的蛋白質(zhì)含量約為16%～25%，脂肪含量約為7.5%，且多為不飽和脂肪酸和低碳飽和脂肪酸。此外鴨肉還含有較高的B族維生素，VE，及鉀、鐵、銅、鋅等微量元素［1］。中國(guó)鴨肉產(chǎn)量居全球第一，但中國(guó)鴨肉深加工程度低，產(chǎn)品種類較少，存在大量原料無(wú)法消化，分割鴨銷售困難等問(wèn)題。

因?yàn)轼喨飧缓伙柡椭舅幔稍镞^(guò)程會(huì)對(duì)產(chǎn)品的風(fēng)味、色澤、質(zhì)構(gòu)、貨架期等產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生重要影響，所以選擇合適的干燥工藝十分重要。目前，干燥鴨肉產(chǎn)品，主要采用傳統(tǒng)的自然干燥和熱風(fēng)干燥［2］，熱風(fēng)干燥操作簡(jiǎn)單、成本較低，但存在干燥時(shí)間長(zhǎng)、表面易結(jié)皮、脂肪氧化程度高等問(wèn)題。微波干燥是一種新型的干燥技術(shù)，具有干燥速度快、熱效率高、不破壞食品營(yíng)養(yǎng)成分、兼具殺菌作用等優(yōu)點(diǎn)，但成本較高［3，4］。熱風(fēng)與微波聯(lián)合干燥不僅可縮短干燥時(shí)間，降低能耗，還可保證產(chǎn)品質(zhì)量，成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外已有不少研究將其應(yīng)用于水果［5，6］、蔬菜［7，8］和水產(chǎn)品［9，10］的干燥脫水。本試驗(yàn)以單純熱風(fēng)或微波干燥為對(duì)照，通過(guò)考察產(chǎn)品的色澤、質(zhì)構(gòu)和脂肪氧化狀況，對(duì)熱風(fēng)－微波聯(lián)合干燥鴨肉粒進(jìn)行了干燥工藝優(yōu)化研究，為半干鴨肉休閑食品的開(kāi)發(fā)提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷凍鴨胸肉：山東太合食品有限公司；

食鹽、白砂糖、白酒、味精、調(diào)和油、香料等：市售；

三氯乙酸：分析純，天津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠；

2 －硫代巴比妥酸：分析純，廣東汕頭市西隴化工廠。

1.2 儀器與設(shè)備

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：DHG－9146A型，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；

微波爐：NN－S570 MFS型，上海松下微波爐有限公司；

電子天平：AL204型，上海梅特勒－托利多儀器公司；

色差儀：CM－3600d型，Konica Minolta日本儀器有限公司；

物性測(cè)定儀：TA.XTplus Texture Analyser型，英國(guó)Stable Micro System 公司；

可見(jiàn)分光光度計(jì)：722s型，上海精密科學(xué)儀器有限公司；

臺(tái)式低速自動(dòng)平衡離心機(jī)：TD－6型，長(zhǎng)沙平凡儀器儀表有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 半干鴨肉粒制備工藝

鴨胸肉→解凍、清洗、修整→切粒（20 mm×15 mm×15 mm）→調(diào)味→真空滾揉→干燥→焙烤→真空包裝→成品

1.3.2 干燥工藝 將預(yù)處理好的鴨肉粒先進(jìn)行熱風(fēng)干燥，再進(jìn)行微波干燥，至樣品水分含量為（35±1）%時(shí)結(jié)束干燥。影響熱風(fēng)－微波聯(lián)合干燥的因素有很多，如物料厚度、熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)速度、轉(zhuǎn)換點(diǎn)含水量、微波功率等?？紤]產(chǎn)品特性，在預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上選取影響較顯著的3個(gè)因素：熱風(fēng)溫度、物料轉(zhuǎn)換點(diǎn)含水量、微波質(zhì)量比功率為試驗(yàn)因素，以鴨肉粒品質(zhì)指標(biāo)和干燥速度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行正交試驗(yàn)，因素水平見(jiàn)表1。

表1 鴨肉粒熱風(fēng)－微波聯(lián)合干燥工藝優(yōu)化L 9（34）正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels used in the orthogonal experiments L9（34）for hot air－microwave drying of duck particle

同時(shí)進(jìn)行單因素試驗(yàn)，以單純的熱風(fēng)干燥（溫度40，50，60℃）以及單純的微波干燥（微波質(zhì)量比功率1，3，5 W／g）進(jìn)行對(duì)照，比較干燥至同等含水量（35±1）%時(shí)產(chǎn)品的特征。

1.3.3 水分含量 按照 GB／T 9695.15——2008《肉與肉制品 水分含量測(cè)定》直接干燥法測(cè)定。

1.3.4 干燥速率

式中：

DR—— 干燥速率，kg／（kg·h）；

X1——t1時(shí)刻的干基含水率，kg／kg；

X2——t2時(shí)刻的干基含水率，kg／kg。

1.3.5 體積收縮率 采用置換法測(cè)定鴨肉粒的體積，置換介質(zhì)為潔凈的小米，計(jì)算公式：

式中：

Rs——體積收縮率，%；

V0—— 干燥前鴨肉粒的體積，cm3；

Vt—— 干燥后鴨肉粒的體積，cm3。

1.3.6 硬度測(cè)定 將干燥后的樣品切成10 mm×10 mm×10 mm的立方體，采用質(zhì)構(gòu)剖面分析法（TPA），測(cè)定樣品的硬度。參數(shù)設(shè)定如下：P100探頭，測(cè)前速度為2.0 mm／s；測(cè)中速度為1.0 mm／s；測(cè)后速度為1.0 mm／s，壓縮比為75%，負(fù)載類型Auto－25g。試驗(yàn)重復(fù)5次，去掉最大值與最小值，取余下3次結(jié)果的平均值。

1.3.7 色澤的測(cè)定 將樣品磨碎后，裝入自封袋中壓實(shí)，用色差儀進(jìn)行測(cè)定，從不同角度分別讀數(shù)，測(cè)定5次，取平均值。工作條件：D65光源，光斑直徑10 mm。用國(guó)際照明協(xié)會(huì)CIE L＊a＊b＊均勻色空間表色系。

1.3.8 硫代巴比妥酸（TBA）值的測(cè)定 采用酸萃取法［11］。取10 g研細(xì)的肉樣，加入50 m L 7.5%的三氯乙酸（含0.1%EDTA），用高速均漿機(jī)均質(zhì)處理30 s，雙重濾紙過(guò)濾。取5 m L濾液，加入0.02 mol／L的TBA（硫代巴比妥酸）5 m L，沸水浴30 min，取出后在冷水中冷卻15 min，5 000 r／min離心10 min，上清液在532 nm處測(cè)定吸光值。通過(guò)與TEP（1，1，3，3－四乙氧基丙烷）標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)照計(jì)算TBARS值，其結(jié)果用mg MDA／kg（以肉樣計(jì)）表示（MDA為丙二醛）。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS進(jìn)行顯著性分析和回歸分析，Excel進(jìn)行一般統(tǒng)計(jì)分析，Origin18.6進(jìn)行作圖分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1 熱風(fēng)干燥特性 鴨肉粒熱風(fēng)干燥曲線見(jiàn)圖1。樣品含水量隨干燥時(shí)間的增加而降低，隨著熱風(fēng)溫度升高，干燥時(shí)間顯著減少。在40，50，60℃熱風(fēng)下，將1 kg鴨肉粒干燥至最終水分含量（35±1）%所需的時(shí)間分別為1 280，910，560 min。

圖1 不同溫度下鴨肉粒熱風(fēng)干燥曲線Figure 1 Effect of temperature on hot air drying cures of duck particle

由圖2可以看出，熱風(fēng)溫度越高，干燥速率曲線越陡峭，所需干燥時(shí)間越短。在40，50，60℃下，鴨肉粒沒(méi)有出現(xiàn)明顯的恒速干燥階段，而是經(jīng)歷短暫的升速階段，直接進(jìn)入降速干燥階段。

2.1.2 微波干燥特性 由圖3可知，微波質(zhì)量比功率顯著影響鴨肉粒干燥速率。在1，3，5 W／g質(zhì)量比功率下，所需干燥時(shí)間分別為67.5，17.8，11.2 min。

圖2 不同溫度下鴨肉粒熱風(fēng)干燥速率曲線Figure 2 Effect of temperature on hot air drying rate cures of duck particle

圖3 不同微波質(zhì)量比功率下鴨肉粒干燥曲線Figure 3 Effect of microwave mass specific power on drying cures of duck particle

由圖4可知，在干燥前期，干燥速率由零迅速增加到最大值；隨著干燥的進(jìn)行，樣品水分含量減少使得吸收的微波能隨之減少，失水速率下降。由于干燥終點(diǎn)為半干狀態(tài)，降速階段時(shí)鴨肉粒干燥速率幾近呈直線下降至干燥終點(diǎn)。由表2可知，微波干燥速率顯著大于熱風(fēng)干燥速率，將同樣物料干燥至終點(diǎn)所需的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于熱風(fēng)干燥。

2.1.3 熱風(fēng)、微波干燥對(duì)鴨肉粒品質(zhì)的影響 熱風(fēng)、微波干燥對(duì)鴨肉粒品質(zhì)的影響見(jiàn)表2。熱風(fēng)干燥鴨肉粒在紅度上優(yōu)于微波干燥，在熱風(fēng)干燥過(guò)程，鴨肉發(fā)色使色澤由淺紅色變成深紅色，而微波干燥過(guò)程鴨肉并沒(méi)有發(fā)色作用。在亮度、黃度和鮮艷度上兩者差別不明顯。

圖4 不同微波質(zhì)量比功率下鴨肉粒干燥速率曲線Figure 4 Effect of microwave mass specific power on drying rate cures of duck particle

在硬度上，微波干燥鴨肉粒的硬度遠(yuǎn)大于熱風(fēng)干燥樣品，微波干燥后樣品基本喪失了彈性。熱風(fēng)溫度對(duì)樣品硬度有一定影響，樣品硬度隨著熱風(fēng)溫度升高而增加。

在脂肪氧化程度方面，熱風(fēng)干燥鴨肉粒的氧化程度顯著大于微波干燥樣品。在40～60℃時(shí)，熱風(fēng)溫度與脂肪氧化程度呈負(fù)相關(guān)。因?yàn)橹狙趸潭韧瑫r(shí)與干燥溫度和干燥時(shí)間有關(guān)，溫度越高，脂肪氧化速度越快，時(shí)間越長(zhǎng)，脂肪氧化越嚴(yán)重。所以在一定溫度范圍，TBARS值大小與溫度呈開(kāi)口向上的拋物線關(guān)系，即先下降再上升［2］。但微波功率對(duì)脂肪氧化程度影響不顯著。

兩種干燥方式的鴨肉粒體積收縮率接近，兩者沒(méi)有顯著性差異。

2.2 熱風(fēng)－微波聯(lián)合干燥工藝的優(yōu)化

表2 熱風(fēng)、微波干燥對(duì)鴨肉粒品質(zhì)及干燥速率的影響Table 2 Separate effects of hot－air drying and microwave drying on quality and dehydration rate of duck particle

表2 熱風(fēng)、微波干燥對(duì)鴨肉粒品質(zhì)及干燥速率的影響Table 2 Separate effects of hot－air drying and microwave drying on quality and dehydration rate of duck particle

肩標(biāo)不同字母表示在0.05水平上差異顯著。

干燥方法 L＊ a＊ b＊ c＊ 硬度／kg TBA／（mg MDA·kg－1）體積收縮率／%干燥速率／（kg·kg－1·h－1）40℃熱風(fēng)干燥 49.91±0.48c 7.69±0.03a 12.09±0.33c 14.33±0.29abc 14.80±2.15c 3.96±0.01a 57.61±2.26a 0.14±0.00d 50℃熱風(fēng)干燥 53.69±0.07b 7.14±0.46ab 13.92±0.29abc 15.66±0.46ab 20.89±1.52bc 1.48±0.00b 52.99±3.61a 0.19±0.00d 60℃熱風(fēng)干燥 56.48±0.21a 6.22±0.40bc 14.64±0.27a 15.91±0.41a 29.24±0.71b 1.22±0.07c 59.11±1.07a 0.31±0.01d 1 W／g微波干燥 52.94±0.81b 5.38±0.08c 14.16±0.61ab 15.15±0.60abc 53.60±5.47a 0.87±0.01d 61.16±0.49a 2.59±0.03c 3 W／g微波干燥 50.49±0.09c 5.11±0.18c 12.29±0.09bc 13.31±0.15c 52.00±0.28a 0.82±0.09d 61.16±3.19a 9.85±0.20b 5 W／g微波干燥 50.27±0.40c 5.17±0.11c 12.48±0.37bc 13.52±0.39bc 53.65±2.45a 0.87±0.07d 63.64±3.50a 15.57±0.05a

鴨肉粒熱風(fēng)－微波聯(lián)合干燥工藝優(yōu)化L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表3。根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，剔除對(duì)鴨肉粒品質(zhì)影響不顯著的品質(zhì)指標(biāo)，確定以紅度a＊（y1）、硬度（y2）、TBA值（y3）和干燥速率（y4）為正交試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)。將表3中結(jié)果進(jìn)行多元線性回歸，剔除不顯著項(xiàng)（P＞0.1），得到各項(xiàng)指標(biāo)的回歸方程及統(tǒng)計(jì)指標(biāo)值，見(jiàn)表4。在試驗(yàn)條件范圍內(nèi)得到單指標(biāo)的最優(yōu)解，如下：

（1）當(dāng)X1＝ －1，X2＝ －1，X3＝ －1時(shí)，y1max＝6.97，即用40℃熱風(fēng)干燥至含水量為65%，再用1 W／g微波干燥至終點(diǎn)的樣品色澤最優(yōu)。這可能是因?yàn)闊犸L(fēng)干燥越高、微波功率越高越容易導(dǎo)致鴨肉褐變，使色澤劣變。

（2）在試驗(yàn)條件內(nèi)（熱風(fēng)溫度40～60℃，轉(zhuǎn)換點(diǎn)含水量45%～65%，微波功率比質(zhì)量1～3 W／g），熱風(fēng)溫度、轉(zhuǎn)換點(diǎn)含水量和微波功率對(duì)樣品硬度的影響均不顯著，不同條件熱風(fēng)－微波聯(lián)合干燥后樣品硬度接近。

（3）干燥后樣品的脂肪氧化程度主要受熱風(fēng)溫度和轉(zhuǎn)換點(diǎn)含水量影響，當(dāng)X1＝1，X2＝－1時(shí)，y3min＝0.489。說(shuō)明熱風(fēng)溫度低，轉(zhuǎn)換點(diǎn)含水量高，樣品脂肪氧化程度較小。由單因素試驗(yàn)結(jié)果可知，微波干燥樣品的脂肪氧化程度低于熱風(fēng)干燥樣品，微波功率對(duì)脂肪氧化程度影響不顯著，因此聯(lián)合干燥樣品的脂肪氧化程度主要受熱風(fēng)階段條件影響，熱風(fēng)溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，脂肪氧化越嚴(yán)重。

（4）當(dāng)X1＝1，X2＝ －1時(shí)，y4max＝1.03。 微波干燥速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于熱風(fēng)干燥速率，因此微波功率對(duì)干燥速率的影響不顯著，干燥速率主要取決于熱風(fēng)干燥階段的干燥速率，熱風(fēng)溫度越高，轉(zhuǎn)換點(diǎn)含水量越高，熱風(fēng)干燥時(shí)間越短，干燥速率越快。

表3 正交試驗(yàn)方案及結(jié)果Table 3 Orthogonal array design scheme and corresponding experimental results

表4 鴨肉粒熱風(fēng)－微波聯(lián)合干燥不同指標(biāo)回歸方程Table 4 Regression models describing hot air－microwave drying of duck particle

式中：

λ1、λ2、λ3—— 分別為紅度、TBA 和干燥速度的權(quán)重系數(shù)，其值分別為0.2、0.5、0.3。

在表1范圍內(nèi)取值，求目標(biāo)函數(shù)F的最大值，得X1＝1，X2＝－1，X3＝1時(shí)，F(xiàn)max＝0.91。即熱風(fēng)－微波聯(lián)合干燥最佳條件：前期采用60℃熱風(fēng)，至轉(zhuǎn)換點(diǎn)含水量為65%，后期采用5 W／g微波干燥。根據(jù)理論計(jì)算，可知在此干燥條件下，樣品紅度y1＝6.21，TBA值y3＝0.49，干燥速度y4＝1.03，干燥時(shí)間t＝169.7 min。 將理論計(jì)算值與表3實(shí)際測(cè)量值對(duì)比，兩者無(wú)顯著性差異（P＜0.05）。將其與表2數(shù)據(jù)對(duì)比，可知熱風(fēng)－微波聯(lián)合干燥速度比單純熱風(fēng)干燥 （40～60℃）提高300%～786%，干燥時(shí)間縮短75%～89%，TBA值減小57%～87%，樣品硬度與熱風(fēng)干燥樣品接近。聯(lián)合干燥雖然比單純微波干燥用時(shí)長(zhǎng)，但樣品品質(zhì)優(yōu)于微波干燥，聯(lián)合干燥樣品硬度顯著小于微波干燥樣品，樣品仍具有彈性；在脂肪氧化程度上聯(lián)合干燥樣品也小于微波干 燥的。

3 結(jié)論

（1）熱風(fēng)－微波聯(lián)合干燥制備半干鴨肉粒的最佳工藝為前期采用60℃熱風(fēng)，至轉(zhuǎn)換點(diǎn)含水量為65%，后期采用5 W／g微波干燥至終點(diǎn)（35±1）%。

（2）熱風(fēng)－微波聯(lián)合干燥產(chǎn)品的品質(zhì)優(yōu)于單純熱風(fēng)干燥和單純微波干燥產(chǎn)品。在最優(yōu)熱風(fēng)－微波干燥條件下，聯(lián)合干燥時(shí)間比單純的熱風(fēng)干燥（40～60℃）縮短75%～89%，脂肪氧化程度減少57%～87%，產(chǎn)品硬度與熱風(fēng)干燥產(chǎn)品接近。與單純微波干燥相比，聯(lián)合干燥雖用時(shí)較長(zhǎng)，但產(chǎn)品品質(zhì)明顯優(yōu)于微波干燥產(chǎn)品，產(chǎn)品硬度顯著小于微波干燥產(chǎn)品，脂肪氧化程度也小于微波干燥樣品。

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