,，*, ,,

(1華南理工大學(xué)輕工與食品學(xué)院,廣東廣州 510640; 2.廣東無(wú)窮食品有限公司,廣東饒平 515726)

熱風(fēng)溫度對(duì)濕腌肉雞翅根干燥動(dòng)力學(xué)及成品品質(zhì)的影響

周厚源1,李汴生1，*,阮征1,郭偉波2,林光明2

(1華南理工大學(xué)輕工與食品學(xué)院,廣東廣州 510640; 2.廣東無(wú)窮食品有限公司,廣東饒平 515726)

對(duì)比分析了不同熱風(fēng)溫度(60～100℃)對(duì)肉雞翅根干燥動(dòng)力學(xué)及成品品質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,濕腌肉雞翅根熱風(fēng)過(guò)程為內(nèi)部水分?jǐn)U散的降速干燥過(guò)程,含水率及干燥速率的變化均受溫度顯著影響(p<0.05)；肉雞翅根的水分有效擴(kuò)散系數(shù)Deff隨著熱風(fēng)溫度的升高而增大,在60～100℃內(nèi)為3.09×10-9～11.13×10-9m2/s,擴(kuò)散活化能Ea為33.08kJ/mol。對(duì)比分析了8種干燥經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷幕貧w統(tǒng)計(jì)結(jié)果,確定Page方程為最佳干燥模型(平均R2=0.9994,平均χ2=0.000041),可精確預(yù)測(cè)肉雞翅根熱風(fēng)過(guò)程(60～100℃)的含水率。成品品質(zhì)分析表明,熱風(fēng)溫度對(duì)烤翅成品硬度、咀嚼性及剪切力有顯著影響(p<0.05),而彈性、內(nèi)聚性及回復(fù)性無(wú)明顯差異(p>0.05),90℃熱風(fēng)干燥得到的成品硬度、咀嚼性及剪切力均最大；干燥時(shí)間對(duì)硫代巴比妥酸(TBA)值及酸價(jià)的影響要大于熱風(fēng)溫度。相關(guān)性分析表明,Deff與Page方程的參數(shù)k、n值均具有顯著正相關(guān)性(p<0.05),咀嚼性與硬度、剪切力均有顯著的正相關(guān)性(p<0.05)。

熱風(fēng)干燥,干燥動(dòng)力學(xué),肉雞翅根,有效擴(kuò)散系數(shù),品質(zhì)

烤翅,由于具有獨(dú)特的烤香味而深受消費(fèi)者喜愛(ài)。傳統(tǒng)烤肉制品多為現(xiàn)售,缺乏加工技術(shù)的工業(yè)化控制?？紤]到消費(fèi)者方便即食的需求,開(kāi)發(fā)新型便攜的休閑烤肉制品逐漸引起重視。由于肉雞含水率較高,直接高溫烤熟的產(chǎn)品口感軟爛,缺乏特殊的嚼勁,而干燥脫水是一種提高硬度的有效方法[1-2]。食品干燥是一個(gè)傳熱傳質(zhì)同時(shí)進(jìn)行的吸濕系統(tǒng),也是形態(tài)持續(xù)變化和收縮的復(fù)雜過(guò)程,其規(guī)律受到物料特性及干燥介質(zhì)的影響[3]。干燥動(dòng)力學(xué)可以用于評(píng)估干燥過(guò)程食品內(nèi)在的動(dòng)力學(xué)特性,基于菲克第二定律推導(dǎo)的多種經(jīng)驗(yàn)方程如Henderson[4],Page[5],Logaritmic[6],Midilli[7]等已普遍用于描述食品的干燥特性。熱風(fēng)干燥是工業(yè)化常用的干燥方法,在一定的溫度范圍內(nèi),提高熱風(fēng)溫度能夠有效地提高干燥速率,縮短干燥時(shí)間,不少研究學(xué)者通過(guò)數(shù)學(xué)模型研究熱風(fēng)溫度對(duì)三文魚[2]、大魷魚片[6]、沙丁魚[8]等水產(chǎn)品干燥的動(dòng)力學(xué)及品質(zhì)特性的影響,但肉雞翅根熱風(fēng)干燥動(dòng)力學(xué)還未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。本文中烤翅是將新鮮肉雞翅根濕腌后進(jìn)行熱風(fēng)干燥,在水分降至45%后進(jìn)行高溫烤制,降至含水率30%,最后真空包裝殺菌,即為成品。該過(guò)程熱風(fēng)干燥耗時(shí)長(zhǎng),是關(guān)鍵工藝控制點(diǎn)之一。本文將濕腌后的肉雞翅根在60、70、80、90和100℃下進(jìn)行熱風(fēng)干燥脫水,旨在研究熱風(fēng)溫度對(duì)干燥模型的影響,計(jì)算水分有效擴(kuò)散系數(shù)并確定能夠擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的最佳數(shù)學(xué)模型；同時(shí)測(cè)定了熱風(fēng)溫度對(duì)烤翅成品質(zhì)構(gòu)、剪切力、酸價(jià)及TBA值的影響,以期為肉雞烤翅的生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

原料：肉雞翅根(36～40g/只) 購(gòu)自于麥德龍超市,在冰柜中貯藏；腌制液：海鹽、白砂糖、黃酒等輔料 均取自廣東無(wú)窮食品有限公司。

DZ300TN型真空包裝機(jī) 浙江兄弟包裝機(jī)械有限公司；LH4A29A型噴淋式反壓殺菌鍋 寧波銳托殺菌設(shè)備有限公司；TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)SMS公司；DHG-9075A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；MG25AF-PRR型電烤箱 美的電器有限公司；Center309型溫度測(cè)定記錄儀 Center Technology Corporation；752N型紫外可見(jiàn)風(fēng)光光度計(jì) 上海精科；BCD218型冰箱 博西華有限公司；PL203型電子天平 梅特勒-托利多儀器上海有限公司。

1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

原料解凍→修剪、清洗、瀝干→4～5℃浸泡腌制12h→取出瀝干。將腌制后的樣品平鋪篩網(wǎng)至于烘箱,熱風(fēng)溫度調(diào)整至60、70、80、90、100℃,風(fēng)速1.5m/s。待溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí),開(kāi)始計(jì)時(shí),每隔1h測(cè)定一次含水率,濕基含水率降至45%±1%時(shí)熱風(fēng)干燥結(jié)束,干燥過(guò)程同時(shí)記錄樣品溫度變化。將干燥過(guò)的樣品轉(zhuǎn)入高溫烤爐(175℃),終水分降至30%±1%,真空包裝殺菌(121℃-5min),即為烤翅成品。

將肉雞翅根熱風(fēng)干燥曲線與現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)干燥模型進(jìn)行擬合,選擇擬合度高,參數(shù)少的模型；應(yīng)用理論擴(kuò)散模型—菲克第二定律的擬合,計(jì)算樣品干燥過(guò)程的水分有效擴(kuò)散系數(shù)Deff,并結(jié)合阿累尼烏斯方程計(jì)算其擴(kuò)散活化能Ea；對(duì)比不同熱風(fēng)干燥溫度對(duì)烤翅成品質(zhì)構(gòu)特性及TBA值、酸價(jià)的影響。

1.3水分指標(biāo)測(cè)定

濕基含水量W按照GB9695.15-1988方法測(cè)定：

干基含水率M由濕基來(lái)?yè)Q算[1]：

式中,W、W1、W2分別表示整翅、肉、骨的濕基含水率,%；m1、m2分別表示肉、骨的濕基質(zhì)量,g；M,表示整翅的干基含水率,%。

干燥速率的測(cè)定,按照Falade[9]的方法,按以下公式計(jì)算：

式中,vi,表示i時(shí)刻的樣品干燥速率,g/(100g·h)；Mi、Mt分別表示i、t時(shí)刻樣品干基含水率,%；t-i,表示i到t時(shí)刻的干燥時(shí)間段,h。

水分比用于描述樣品在一定干燥條件下的剩余水分率,按如下公式計(jì)算：

式中,MR為水分比,無(wú)量綱；Mt、M0分別表示t時(shí)刻及初始時(shí)刻樣品干基含水率,%；Me為樣品平衡含水率,%；平衡含水率的測(cè)定：以某個(gè)干燥條件下,1h內(nèi)原料100g干物質(zhì)質(zhì)量減少小于0.1g時(shí)的含水率為平衡含水率[5]。

1.4樣品溫度測(cè)定

樣品溫度的測(cè)定采用溫度記錄儀(Center309,臺(tái)灣)。測(cè)定樣品熱風(fēng)干燥過(guò)程中心及表面溫度,中心和表面的平均溫度作為樣品的測(cè)定溫度,每隔30min記一次溫度值。

1.5干燥動(dòng)力學(xué)模型

阿累尼烏斯方程可用于描述有效擴(kuò)散系數(shù)與溫度的關(guān)系[3]：

1.5.2 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?在菲克第二定律基礎(chǔ)上,國(guó)外研究學(xué)者推導(dǎo)出多種干燥經(jīng)驗(yàn)方程,本文選取了Henderson,Page,Wang,Verma,Midilli等8個(gè)常見(jiàn)的干燥數(shù)學(xué)模型,具體見(jiàn)表2,并通過(guò)決定系數(shù)R2和卡方值χ2評(píng)價(jià)其擬合優(yōu)度。這些模型有如下假設(shè)條件：在干燥初始階段,樣品水分分布均勻；表面?zhèn)髻|(zhì)阻力相比內(nèi)部擴(kuò)散阻力可忽略不計(jì),水分蒸發(fā)主要受內(nèi)部擴(kuò)散控制；干燥過(guò)程的水分有效擴(kuò)散系數(shù)不變等[11]。

1.6質(zhì)構(gòu)TPA及剪切力測(cè)定

1.6.1TPA樣品采用英國(guó)SMS(StableMicrosystem)公司TA-XTPlus型質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測(cè)定。對(duì)不同熱風(fēng)溫度處理的雞翅根各取5塊長(zhǎng)方體肉塊(1cm×1cm×0.5cm),選用P/36R型平底圓柱探頭(P/36RFlat-endedCylinderProbe)進(jìn)行TPA測(cè)試。測(cè)試參數(shù)：測(cè)前速率1mm/s,測(cè)試速率1mm/s,測(cè)后速率5mm/s；壓縮比50%,探頭兩次測(cè)定間隔時(shí)間：5s；觸發(fā)類型：Auto-5g。

TPA測(cè)試又稱為兩次咀嚼測(cè)試(TwoBiteTest),主要通過(guò)模擬人口腔咀嚼運(yùn)動(dòng),對(duì)樣品進(jìn)行兩次壓縮。在雞肉的TPA測(cè)試結(jié)果中,選擇硬度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性和回復(fù)性這5個(gè)指標(biāo)[12]。

1.6.2 剪切力 剪切力測(cè)定參考Christensena等[13]的方法,樣品采用英國(guó)SMS(StableMicrosystem)公司TA-XTPlus型質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測(cè)定。對(duì)不同熱處理時(shí)間的雞翅各取5塊長(zhǎng)方體肉塊(1cm×1cm×0.5cm),用燕子尾刀片沿與肌纖維方向垂直的方向剪切,剪切曲線的峰值即是剪切力值,五組剪切力值的平均值即是每個(gè)雞翅樣品的剪切力(ShearForce,SF)。測(cè)定參數(shù)參照如下：探頭類型：HDP/BSW剪切刀,測(cè)前速度(Pre-TestSpeed)為1.0mm/s,測(cè)中速度(TestSpeed)2.0mm/s,測(cè)后速度(Post-TestSpeed)為5.0mm/s,觸發(fā)類型：Auto-20g。

1.7硫代巴比妥酸(TBA)值及酸價(jià)的測(cè)定

采用改進(jìn)的TBA值法測(cè)定肉制品脂肪的氧化[14]；采用改進(jìn)方法測(cè)定肉制品的酸價(jià)[15]。

1.8數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用SPSS18.0和Origin8.6進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,其中R2和χ2作為模型擬合度評(píng)價(jià)指標(biāo),R2越接近1,χ2值越小,說(shuō)明模型擬合度越高；采用新復(fù)極差分析法Duncan進(jìn)行顯著性分析,置信區(qū)間取95%；采用皮爾遜Pearson進(jìn)行相關(guān)性分析,p<0.05為顯著相關(guān),p<0.01為極顯著相關(guān)。

2 結(jié)果與分析

2.1肉雞翅根干燥特性

水分含量對(duì)食品感官品質(zhì)及儲(chǔ)藏穩(wěn)定性均有重要影響。圖1所示為5個(gè)不同溫度(60,70,80,90,100℃)下的實(shí)驗(yàn)干燥曲線,樣品的初始濕基含水率為68%,由圖1可見(jiàn),隨著溫度的增加,干燥曲線變化趨勢(shì)更陡,熱風(fēng)溫度對(duì)肉雞翅根的水分變化有顯著影響(p<0.05),溫度的提高使得降到相同含水率的時(shí)間減少。達(dá)到相同的目標(biāo)水分45%,60～100℃下的干燥時(shí)間分別為840,522,360,252,190min,60℃的干燥時(shí)間分別是70℃的1.61倍,80℃的2.33倍,90℃的3.33倍,100℃的4.42倍。從圖1還可以發(fā)現(xiàn),60～80℃的干燥曲線之間差距較大,而80～100℃之間差距相對(duì)較小,這可能是由于干燥過(guò)程,表面溫度的升高使得樣品表面蛋白質(zhì)變性硬化成殼,增加了內(nèi)部水分傳遞的阻力,從而降低了干燥速率[16]。Vega-Gálvez等人研究大魷魚的熱風(fēng)干燥也發(fā)現(xiàn)類似的規(guī)律,在干燥溫度高于60℃時(shí)樣品出現(xiàn)表面硬化現(xiàn)象,降低干燥速率,使得60～80℃的干燥曲線很接近[6]。

圖1 不同溫度下干燥肉雞翅根含水率曲線圖

樣品的溫度變化曲線如圖2所示,隨著干燥的進(jìn)行,樣品含水率逐漸降低,而樣品溫度逐漸增加,且在含水率為50%左右,樣品溫度變化開(kāi)始平緩,與熱介質(zhì)溫度的差距趨于穩(wěn)定,這表明此時(shí)樣品的干燥速率較干燥初期已經(jīng)降低,且趨于平緩。從圖2還可發(fā)現(xiàn),當(dāng)達(dá)到目標(biāo)水分時(shí),60～100℃干燥溫度下的樣品終點(diǎn)溫度分別為56.2、65.85、75.8、84.75、90.35℃,即熱介質(zhì)溫度越高,樣品與之溫差越大,這可能是由于高溫條件下樣品能保持在一個(gè)較高的干燥速率,使得水分蒸發(fā)較快,從而帶走熱量較大,降低了樣品溫度。

圖2 不同溫度下干燥翅根升溫曲線圖

干燥速率是干燥產(chǎn)品的基本參數(shù),其表述為在連續(xù)時(shí)間間隔內(nèi),每小時(shí)每100g干物質(zhì)遷移的水分含量,g/(100g·h)。圖3為樣品的干燥速率曲線,干燥速率在初始階段很高,且隨著含水率的降低而下降,下降趨勢(shì)如圖3所示,干燥過(guò)程沒(méi)有明顯恒速階段,干燥均在降速階段進(jìn)行,這說(shuō)明樣品傳質(zhì)的主要機(jī)理為內(nèi)部水分?jǐn)U散,相似的規(guī)律也在對(duì)蝦,沙丁魚及大魷魚的熱風(fēng)干燥中發(fā)現(xiàn)[5-6,8]。從圖3曲線看,速率變化受溫度的影響是顯著的(p<0.05),這可能是由于高溫對(duì)樣品的熱穿透更強(qiáng)。60～70℃下的干燥速率均較低,在含水率低于55%的干燥過(guò)程中速率變化較小,平均速率分別為4.31、7.34g/(100g·h)；而80～100℃一直保持較高的干燥速率,在含水率低于50%時(shí)速率變化平緩,平均速率分別為12.7、15.15、21.16g/(100g·h),較高的干燥速率使得樣品水分蒸發(fā)較快,同時(shí)帶走熱量較大使得樣品溫度降低,這與圖1含水率變化及圖2中樣品溫度變化規(guī)律基本一致。

表2 干燥數(shù)學(xué)模型擬合結(jié)果

注：模型表達(dá)式中MR表水分比,t表時(shí)間；R2、χ2均為模型對(duì)不同溫度下干燥曲線擬合結(jié)果的均值±SD。

圖3 不同溫度下干燥翅根干燥速率曲線圖

2.2水分有效擴(kuò)散系數(shù)

有效擴(kuò)散系數(shù)表征的是物料整體的傳質(zhì)特性。對(duì)不同熱風(fēng)溫度下的干燥曲線進(jìn)行菲克第二定律方程的擬合,計(jì)算樣品的水分有效擴(kuò)散系數(shù)見(jiàn)表1。由表1可見(jiàn),干燥溫度對(duì)肉雞翅根有效擴(kuò)散系數(shù)的影響是顯著的,最大的擴(kuò)散系數(shù)是在100℃,為11.13×10-9m2/s,而最低值為60℃的3.09×10-9m2/s,這個(gè)范圍的擴(kuò)散系數(shù)值與大魷魚的50～90℃熱風(fēng)干燥的擴(kuò)散系數(shù)(0.78×10-9～3.2×10-9m2/s)比較接近[6],低于雞胸肉120～160℃高溫蒸汽干燥的有效擴(kuò)散系數(shù)(27×10-9～77×10-9m2/s)[17],但大大高于三文魚40～60℃熱風(fēng)干燥擴(kuò)散系數(shù)(0.11×10-9～0.19×10-9m2/s)[2]和對(duì)蝦自然日曬干燥的擴(kuò)散系數(shù)(0.11×10-9×10-9m2/s)[5],這些差異可能與肉的結(jié)構(gòu)多樣性、干燥方式及溫度、肌肉狀態(tài)、脂肪含量以及是否存在表皮有關(guān)系[18]。

表1 不同溫度下水分有效擴(kuò)散系數(shù)及擴(kuò)散活化能

擴(kuò)散系數(shù)與溫度的關(guān)系可用阿累尼烏斯方程描述,將擴(kuò)散系數(shù)的自然對(duì)數(shù)值與溫度的倒數(shù)值進(jìn)行線性回歸,根據(jù)直線斜率,計(jì)算出擴(kuò)散活化能33.08kJ/mol,活化能越大,則脫去相同的水分需要更長(zhǎng)的時(shí)間。

2.3干燥模型的選擇

為了描述肉雞翅根干燥過(guò)程脫水規(guī)律,對(duì)干燥時(shí)間與水分比的干燥曲線進(jìn)行(圖4)Newton、Page等8個(gè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷幕貧w分析,并取決定系數(shù)R2和卡方值χ2作為方程接受度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。R2越接近1,χ2越接近0,則擬合精度越優(yōu),各方程對(duì)不同溫度的平均擬合效果如表2所示。

圖4 不同溫度下干燥肉雞翅根水分比曲線圖

由表2可見(jiàn),大部分經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ途_(dá)到較高的擬合度,Midilli-Kucuk模型回歸結(jié)果的平均R2最大,為0.9997,平均χ2最小,為0.000026,但未知參數(shù)有4個(gè),而Page模型平均R2達(dá)到0.9994,平均χ2為0.000041,且未知參數(shù)只有兩個(gè),故選擇Page模型用于描述肉雞翅根熱風(fēng)干燥過(guò)程的脫水規(guī)律。Djendoubi等人也發(fā)現(xiàn)Page方程為沙丁魚熱風(fēng)干燥曲線的最優(yōu)模型[8]。

表3為Page模型對(duì)不同溫度干燥曲線的參數(shù)擬合結(jié)果,表達(dá)式的兩個(gè)未知數(shù)為k和n。k表示干燥常數(shù),由表3可見(jiàn),k值明顯受溫度影響,且隨著溫度增大而增大,因此k值與溫度有重要關(guān)系,其值越大表明干燥速率更高,傳熱傳質(zhì)效果更好；n值表示干燥指數(shù),從表3可見(jiàn),溫度對(duì)n值影響無(wú)明顯規(guī)律,因此n值變化不依賴于溫度,可能更多的依賴于熱風(fēng)流速或干燥物料組織的特殊性質(zhì)[19]。

表3 Page模型參數(shù)擬合結(jié)果

表4 不同熱風(fēng)溫度對(duì)烤翅成品TPA及剪切力的影響

注：烤翅終含水率30%；數(shù)值表示為均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差,若有相同字母,表明差異不顯著(p>0.05)；若字母都不相同,表明差異性顯著(p<0.05)。

將變量溫度T分別與變量k和n進(jìn)行多項(xiàng)式回歸分析,可以得到以下兩個(gè)回歸方程：

k=8×10-5T2-0.0077T+0.4411,R2=0.9796；

n=-4×10-6T3+0.001T2-0.0699T+2.2775,R2=0.9213。

所以,肉雞翅根在60～100℃熱風(fēng)干燥條件下的干燥模型可以表述為：

MR=exp(-ktn),其中k=8×10-5T2-0.0077T+0.4411,n=-4×10-6T3+0.001T2-0.0699T+2.2775。

2.4熱風(fēng)干燥溫度對(duì)烤翅成品TPA及剪切力的影響

TPA與剪切力是影響烤翅總體品質(zhì)的最重要感官特性之一,直接影響著消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的接受程度,在理解食品結(jié)構(gòu)及其在干燥過(guò)程變化有著非常重要的作用。原料及不同熱風(fēng)溫度干燥的烤翅成品(終水分30%)質(zhì)構(gòu)及剪切力如表4所示。由表4可見(jiàn),與新鮮原料相比,烤翅成品的質(zhì)構(gòu)各指標(biāo)參數(shù)及剪切力值均有顯著增加(p<0.05),其中烤翅成品的硬度、咀嚼性最大值分別達(dá)到21.43、13.81kg,剪切力最高為8.29kg,分別是原料的13.22、18.17、9.01倍,這意味著成品獲得了很高的嚼勁,有別于新鮮樣品的特殊感官特性。影響質(zhì)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)因素與結(jié)締組織和肌原纖維蛋白(肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白)有關(guān),干燥及烤制引起了蛋白變性和脫水收縮,不可逆結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致質(zhì)構(gòu)的改變；此外,干燥及烤制過(guò)程發(fā)生溶質(zhì)的濃縮和體積的收縮,使得肉質(zhì)更加緊密結(jié)實(shí),長(zhǎng)時(shí)間的干燥可能導(dǎo)致部分結(jié)合水脫出,從而使得質(zhì)構(gòu)更加硬實(shí)[2,20]。

從表4還可發(fā)現(xiàn),熱風(fēng)干燥溫度對(duì)烤翅成品的彈性、內(nèi)聚性及回復(fù)性均無(wú)顯著性影響(p>0.05),而對(duì)硬度、咀嚼性和剪切力有顯著作用(p<0.05)。由表4可見(jiàn),烤翅成品的硬度、咀嚼性和剪切力有一致的變化規(guī)律,在60～90℃范圍內(nèi),該3個(gè)指標(biāo)隨著溫度的增加而增大,這可能是高溫的脫水速率較快,使得收縮更快,結(jié)構(gòu)結(jié)合更緊密。而100℃的干燥條件下,烤翅成品的硬度、咀嚼性和剪切力分別降至17.86、11.62和7.20kg,這說(shuō)明干燥溫度過(guò)高可能導(dǎo)致肌原纖維的弱化,不利于質(zhì)構(gòu)的強(qiáng)化[21]。

2.5熱風(fēng)干燥溫度對(duì)烤翅成品TBA值及酸價(jià)的影響

不同熱風(fēng)溫度條件的烤翅成品酸價(jià)及TBA值如圖5所示。由圖5可見(jiàn),酸價(jià)與TBA值有相似的變化趨勢(shì)。酸價(jià)用于描述肉中脂肪水解后產(chǎn)生的游離脂肪酸含量[22],由圖5結(jié)果可見(jiàn),60～90℃條件下烤翅成品的酸價(jià)無(wú)顯著差異(p>0.05),而100℃條件下的酸價(jià)明顯低于60℃(p<0.05)；TBA值廣泛用于描述肉制品的脂肪氧化程度,表示二級(jí)脂肪氧化產(chǎn)物[2,22],從圖5可見(jiàn),TBA值隨著干燥溫度的升高而降低,其中90～100℃條件下明顯低于60～70℃的TBA值(p<0.05)。這些差異可能是熱風(fēng)干燥時(shí)間不同導(dǎo)致的,由圖1可知,達(dá)到相同中間水分45%,60～100℃下的干燥時(shí)間分別為840、522、360、252、190min,長(zhǎng)時(shí)間的熱風(fēng)干燥增加了脂肪的水解和氧化,這表明干燥時(shí)間對(duì)TBA值、酸價(jià)的影響要大于干燥溫度,這與Diaz-Puente[2]等人的研究是一致的。

圖5 不同熱風(fēng)溫度對(duì)烤翅成品酸價(jià)及TBA值的影響

表5 模型參數(shù)、質(zhì)構(gòu)參數(shù)及化學(xué)指標(biāo)之間的相關(guān)性分析

注：Deff:水分有效擴(kuò)散系數(shù)；k,n：Page方程的干燥常數(shù)及指數(shù)；*p<0.05；**p<0.01；ns：無(wú)顯著相關(guān)。

2.6指標(biāo)的pearson相關(guān)性分析

pearson相關(guān)系數(shù)可用于描述各指標(biāo)變量之間的聯(lián)系[23],表5即為模型參數(shù)、質(zhì)構(gòu)參數(shù)及化學(xué)指標(biāo)之間的相關(guān)性矩陣。由表5可見(jiàn),水分有效擴(kuò)散系數(shù)Deff與Page方程的k值(r=0.99)及n值(r=0.91)均具有顯著正相關(guān)性,而k與n之間無(wú)顯著相關(guān)性,因此Deff更能反映物料整體的傳質(zhì)特性；咀嚼性與硬度(r=0.99)、剪切力(r=0.88)均有顯著的正相關(guān)性,可見(jiàn)這三個(gè)指標(biāo)均能直接反映樣品的感官特性,且咀嚼性更是一個(gè)綜合的感官指標(biāo)；n值與剪切力(r=0.937),酸價(jià)與TBA值(r=0.90)均有顯著的正相關(guān)性；從表5還可見(jiàn),TBA值及酸價(jià)與Deff、k均有顯著負(fù)相關(guān),這是因?yàn)镈eff、k越高對(duì)應(yīng)的干燥溫度越高,即干燥時(shí)間縮短,從而降低了TBA值及酸價(jià),這與2.5的結(jié)論是一致的。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)比分析不同熱風(fēng)溫度(60～100℃)對(duì)濕腌肉雞翅根的干燥特性、干燥動(dòng)力學(xué)及烤翅成品品質(zhì)的影響,得到以下結(jié)論：

3.1 濕腌肉雞翅根熱風(fēng)過(guò)程為內(nèi)部水分?jǐn)U散的降速干燥過(guò)程,含水率及干燥速率的變化均受溫度顯著影響(p<0.05),溫度越高,樣品干燥速率越快。

3.2 肉雞翅根的Deff隨著熱風(fēng)溫度的升高而增大,在60～100℃內(nèi)為3.09×10-9～11.13×10-9m2/s,擴(kuò)散活化能為33.08kJ/mol。

3.3 對(duì)比分析8種干燥經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷幕貧w統(tǒng)計(jì)結(jié)果,確定Page方程為最佳干燥模型(平均R2=0.9994,平均χ2=0.000041),可精確預(yù)測(cè)肉雞翅根熱風(fēng)過(guò)程(60～100℃)的含水率。

3.4 成品品質(zhì)分析表明,熱風(fēng)溫度對(duì)烤翅成品硬度、咀嚼性及剪切力有顯著影響(p<0.05),而對(duì)彈性、內(nèi)聚性及回復(fù)性無(wú)明顯影響(p>0.05),90℃熱風(fēng)干燥得到的成品硬度、咀嚼性及剪切力均最大；干燥時(shí)間對(duì)TBA值及酸價(jià)的影響要大于熱風(fēng)溫度。

3.5 相關(guān)性分析表明,Deff與Page方程的k、n值均具有顯著正相關(guān)性(p<0.05),咀嚼性與硬度、剪切力均有顯著的正相關(guān)性(p<0.05)。

[1]曾慶孝,芮漢明,李汴生. 食品加工與保藏原理(第二版)[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.

[2]Diaz-Puente L,Lemus-Mondaca R,Vega-Gálvez A,etal. Influence of air-drying temperature on drying kinetics,colour,firmness and biochemical characteristics of Atlantic salmon(Salmo salar L.)fillets[J].Food chemistry,2013:2-29.

[3]Di Scala K,Crapiste G. Drying kinetics and quality changes during drying of red pepper[J]. LWT-Food Science and Technology,2008,41:789-795.

[4]Babalis S J,Papanicolaou E,Kyriakis N,etal. Evaluation of thin-layer drying models for describing drying kinetics of figs(Ficus carica)[J].Journal of Food Engineering,2006,75:205-214.

[5]Jain D,Pathare P B. Study the drying kinetics of open sun drying of fish[J]. Journal of Food Engineering,2007,78:1315-1319.

[6]Vega-Gálvez A,Miranda M,Clavería R,etal. Effect of air temperature on drying kinetics and quality characteristics of osmo-treated jumbo squid(Dosidicusgigas)[J]. LWT-Food Science and Technology,2011,44:16-23.

[7]Midilli A,Kucuk H,Yapar Z. A new model for single layer drying[J].Drying Technology,2002,20(7):503-513.

[8]Djendoubia N,Boudhriouaa N,Bonazzib C,etal. Drying of sardine muscles:Experimental and mathematical investigations[J].Food and Bioproducts Processing,2009,87:115-123.

[9]Falade K O,Abbo E S. Air-drying and rehydration characteristics of date palm(PhoenixdactyliferaL.)fruits[J]. Journal of Food Engineering,2007,79(2):724-730.

[10]Crank J. The mathematics of diffusion(2nd ed.)[M]. New York:Oxford University Press,1975.

[11]Doymaz I. Drying of leek slices using heated air[J]. Journal of Food Process Engineering,2008,31:721-737.

[12]Bourne M C. Food texture and viscosity:concept and measurement(Second Edition)[M]. USA:Academic Press,2002.

[13]Christensen M,Purslow P P,Lersen L M. The effect of cooking temperature on mechanical properties of whole meat,single muscle fibres and perimysial connective tissue[J]. Meat Science,2000,55:301-307.

[14]瞿執(zhí)謙.用改進(jìn)的α-硫代巴比妥酸(TBA)值法來(lái)測(cè)定肉類食品中脂肪的氧化[J].肉類工業(yè),1995,(4):24-25.

[15]王芳兵,劉以娟,唐書澤.一種新的肉及肉制品酸價(jià)測(cè)定方法[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2012(13):119-121.

[16]Mujaffar S,Sankat C. The air drying behaviour of shark fillets[J].Canadian Biosystems Engineering,2005,47(3):11-21.

[17]Nathakaranakule A,Kraiwanichkul W,Soponronnarit,S.Comparative study of different combined superheated-steam drying techniques for chicken meat[J]. Journal of Food Engineering,2007,80:1023-1030.

[18]Medina-Vivanco A,Sobral P,Hubinger M. Osmotic dehydration of tilapia fillets in limited volume of ternary solutions[J]. Chemical Engineering Journal,2002,86:199-205.

[19]Mwithiga G,Olwal J O. The drying kinetics of kale(Brassicaoleracea)in a convective hot air dryer[J]. Journal of Food Engineering,2004,71:373-378.

[20]Erdogdu F,Balaban M. Thermal processing effects on the textural attributes of previously frozen shrimp[J]. Journal of Aquatic Food Product Technology,2000,9:67-84.

[21]Wanttanachant S,Benjakul S,Ledward D A. Effect of heat treatment on changes in texture,structure and properties of Thai indigenous chicken muscle[J].Food Chemistry,2005,93:337-348.

[22]Bindu J,Ravishankar C N,Srinivasa Gopal T K. Shelf life evaluation of a ready-to-eat black clam(Villorita cyprinoides)product in indigenous retort pouches[J]. Journal of Food Engineering,2007,78:995-1000.

[23]Kong F,Tang J,Lin M,etal. Thermal effects on chicken and salmon muscles:Tenderness,cook loss,area shrinkage,collagen solubility and microstructure[J].Food Science and Technology,2007,41:1210-1222.

Effect of air temperature on drying kinetics of broiler chicken wings and quality of end product

ZHOUHou-yuan1,LIBian-sheng1，*,RUANZheng1,GUOWei-bo2,LINGuang-ming2

(1.College of Light Industry and Food Sciences,South China University of Technology,Guangzhou 510640,China； 2.Guangdong WuQiong Food company Limited,Raoping 515726,China)

The present study investigated the influence of air temperature on the drying kinetics of broiler chicken wings and quality of end product during convective dehydration at 60,70,80,90and 100℃. The results showed that the drying occurred throughout under falling rate of drying period and the predominant mechanism of mass transfer in the sample was that of internal mass transfer. The change of moisture content and drying rate had significant change at different hot air temperatures(p<0.05). The effective moisture diffusivity increased with the increase of air temperature,and the valve of Deffwas between 3.09×10-9and 11.13×10-9m2/s from 60 to 100℃,the activation energy of which was 33.08kJ/mol.Eight different empirical drying models were compared and based on statistical tests results,the Page model gave the best fits and could be used to accurately predict the moisture content of dried broiler chicken wings from 60 to 100℃. The result of quality analysis of end product showed that the value of hardness,chewiness and shear force had significant change at different air temperatures(p<0.05),while the value of springiness,cohesiveness and resilience had no significant change(p>0.05),and the value of hardness,chewiness and shear force had the maximum value under the drying temperature of 90℃;The TBA index and acid value depended more on exposure time than on temperature during drying. The value of k and n of Page model were significantly(p<0.05)correlated with Deff,and the value of hardness and shear force were significantly(p<0.05)correlated with chewiness.

hot air drying;drying kinetics;broiler chicken wings;effective moisture diffusivity;quality

2013-04-22 *通訊聯(lián)系人

周厚源(1987-)，男，碩士，主要從事食品加工和保藏研究。

廣東省教育部產(chǎn)學(xué)研結(jié)合項(xiàng)目(2011A090200041)。

TS251.1

：A

：1002-0306(2014)01-0091-07