吳群芳，蘇國(guó)成，2，周常義，2

1(集美大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，福建 廈門，361021)2(廈門市食品科技研發(fā)檢測(cè)中心，福建廈門，361021)

鮮牡蠣含水量高，肉質(zhì)柔嫩，營(yíng)養(yǎng)豐富，在生產(chǎn)、運(yùn)輸和銷售鏈中，極易受到微生物、外部環(huán)境等眾多不利因子的影響，造成產(chǎn)品在色澤、感官以及營(yíng)養(yǎng)成分上發(fā)生劣變，甚至導(dǎo)致食品腐敗變質(zhì)，失去食用價(jià)值［1］。關(guān)于牡蠣的加工方法，最常用的是熱風(fēng)干燥，牡蠣在熱風(fēng)干燥過(guò)程中，會(huì)發(fā)生組織、物理化學(xué)方面的變化，并且由于鮮牡蠣中含有較高的蛋白質(zhì)，糖元，脂肪等［2］，所以干燥過(guò)程中因素控制對(duì)干牡蠣的營(yíng)養(yǎng)、色澤、風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)等方面有著重要影響。在牡蠣熱風(fēng)干燥過(guò)程中，如果干燥參數(shù)選擇不當(dāng)，牡蠣干制品會(huì)出現(xiàn)不同程度的感官品質(zhì)變壞，其營(yíng)養(yǎng)及經(jīng)濟(jì)價(jià)值降低。為了取獲外觀完整，色澤誘人，風(fēng)味可口，營(yíng)養(yǎng)豐富的牡蠣干制品，有必要對(duì)牡蠣的熱風(fēng)干燥工藝進(jìn)行優(yōu)化。

分段式變溫干燥是物料在干燥過(guò)程中，根據(jù)物料的特點(diǎn)，分段控制干燥溫度，以提高干燥效率，改善干制品品質(zhì)。對(duì)于分段式變溫干燥，關(guān)鍵在于干燥過(guò)程中溫度和水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)，該技術(shù)的應(yīng)用已非常廣泛［3-6］。本實(shí)驗(yàn)采用先高溫后低溫的分段式變溫干燥方式，研究其對(duì)干燥速率及品質(zhì)的影響，確定較優(yōu)的工藝參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

去殼鮮僧帽牡蠣，購(gòu)于福建廈門市集美農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。去殼后質(zhì)量為(7.10±1.10)g/個(gè)。

1.2 主要儀器設(shè)備

分析天平(FA10004N)，上海精密科學(xué)儀器有限公司;電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(DHG-9146A)，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;數(shù)控超聲波清洗器(KH5200DV)，昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司;數(shù)顯恒溫水浴鍋(HH-4)，國(guó)華電器有限公司;色差計(jì)(WSC-S)，上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 預(yù)處理

新鮮的牡蠣，用流動(dòng)的水清洗，瀝干。在質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的鹽水中煮制3 min撈出瀝干。

1.3.2 熱風(fēng)干燥試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)采用響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)牡蠣進(jìn)行分段式變溫?zé)犸L(fēng)干燥來(lái)優(yōu)化干制工藝。以第一階段干燥溫度、水分轉(zhuǎn)換點(diǎn)以及第二階段干燥溫度3個(gè)因素，進(jìn)行3因素3水平響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)(表1)。在進(jìn)行干燥試驗(yàn)時(shí)，每隔1 h對(duì)牡蠣進(jìn)行稱量，依次記錄牡蠣的質(zhì)量變化情況，直到干燥到最終濕基含水量為20%，迅速取出放在干燥器中冷卻，然后放入保鮮袋中貯存，然后進(jìn)行下一組試驗(yàn)。每組試驗(yàn)重復(fù)3次。

表1 分段式干燥參數(shù)的設(shè)定Table 1 Setting parameters of stage-changed drying

1.3.3 試驗(yàn)指標(biāo)的測(cè)定

1.3.3.1 感官評(píng)價(jià)

挑選10名具有一定干制品品嘗經(jīng)驗(yàn)感官評(píng)定人員，對(duì)每組熱風(fēng)干燥后干牡蠣進(jìn)行感官評(píng)分，結(jié)果取平均分［7］。按照牡蠣干國(guó)標(biāo)GB/T 26940-2011的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行感官評(píng)分，感官具體內(nèi)容見(jiàn)表2，滿分30分。

表2 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表Table 2 Sensory grading standard

1.3.3.2 干燥速率(DR)

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出平均干燥速率［(d.b.%)/h］以干基［8］計(jì)算。數(shù)值越大表明干越快。

式中:DR為干燥過(guò)程中時(shí)間在t1和t2之間的牡蠣干燥速率(%/h);Mt1表示在干燥時(shí)間為t1時(shí)牡蠣的干基含水率(g/g);Mt2表示在干燥時(shí)間為t2時(shí)牡蠣的干基含水率(g/g)。

1.3.3.3 綜合指標(biāo)

綜合考慮感官評(píng)價(jià)和干燥速率指標(biāo)，采用評(píng)價(jià)函數(shù)法將2指標(biāo)轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。2指標(biāo)優(yōu)化時(shí)盡量取最大值。為平衡各指標(biāo)的量級(jí)和量綱，先采用線性型功效系數(shù)法［9］進(jìn)行規(guī)范化，再用線性加權(quán)法，構(gòu)造評(píng)價(jià)函數(shù)，因認(rèn)為各目標(biāo)分量同樣重要，故采用平權(quán)處理，取 α1=0.5，α2=0.5。Y1，Y2分別是感官評(píng)價(jià)值和干燥速率，評(píng)價(jià)函數(shù)為:

1.3.3.4 復(fù)水率測(cè)定［10］

將不同溫度下干燥的干牡蠣置于60℃水中做復(fù)水試驗(yàn)，60 min后取出瀝干表面水分，每組試驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值。復(fù)水率計(jì)算公式:

式(3)中:R，復(fù)水率;m2，干牡蠣復(fù)水后瀝干水分的質(zhì)量，g;m1，干牡蠣的質(zhì)量，g。

1.3.3.5 色值的測(cè)定［11］

每一個(gè)溫度下的干制品取3份樣品，記錄各溫度下干燥的干牡蠣L*、a*、b*值，對(duì)每份樣品不同部位進(jìn)行3次平行測(cè)定，取其平均值。

其中，L*值表示明度，數(shù)值從0～100表示顏色由黑到白;a*值和b*值表示顏色的彩度，+a*表示紅色，-a*表示綠色+b*表示黃色，-b*表示藍(lán)色，顏色值的大小表示色調(diào)的強(qiáng)弱程度。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

利用統(tǒng)計(jì)軟件Minitab15進(jìn)行模型求解和方差分析，響應(yīng)面圖形釆用Design Expert 7.1.3軟件繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 響應(yīng)面法優(yōu)化熱風(fēng)聯(lián)合干燥試驗(yàn)結(jié)果

為了探討各參數(shù)對(duì)牡蠣熱風(fēng)干燥性能的影響，確定最優(yōu)干燥工藝參數(shù)，進(jìn)行了3因素3水平的Box-Behnken優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以綜合指標(biāo)為試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。試驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 響應(yīng)面法設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 Design and experimental results of RSM

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果模型的建立

用Minitab15軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，并剔去影響不顯著因素后，得以下方程:

2.3 模型檢驗(yàn)

對(duì)回歸方程進(jìn)行方差分析和顯著性，結(jié)果見(jiàn)表4，建立的模型具有較高的總決定系數(shù)R2=0.984 1，說(shuō)明二次回歸方程與試驗(yàn)結(jié)果具有較好的擬合度，綜合評(píng)定指標(biāo)與全體自變量之間的關(guān)系高度顯著，且誤差項(xiàng)較小。

表4 方程回歸系數(shù)及顯著性檢驗(yàn)Table 4 Coefficients and test for regression equation

2.4 模型分析及最佳聯(lián)合干燥條件的確定

分別將第一階段干燥溫度X1，水分轉(zhuǎn)換點(diǎn)X2，第二階段干燥溫度X3三個(gè)中的一個(gè)因素固定在0水平，根據(jù)上述回歸方程(4)做出響應(yīng)面分析圖和等高線圖，如圖1～圖3所示。

圖1 第一階段干燥溫度和水分轉(zhuǎn)換點(diǎn)對(duì)綜合評(píng)分的影響Fig.1 The effect of the first phase temperature and moisture content conversion point on the influence of comprehensive score

圖1～圖3中直觀地反映了各因素對(duì)響應(yīng)值的影響，由響應(yīng)面圖可以看出取值最優(yōu)點(diǎn)在三維立體圖的中心，等高線圖取極值的條件在圓心處。由響應(yīng)面模型可得出牡蠣聯(lián)合干燥的最佳條件為:干燥第一階段(X1=75.25℃)，水分轉(zhuǎn)換點(diǎn)(X2=25.5%)和干燥第二階段(X3=43.80℃)，該條件下模型的綜合指標(biāo)為0.977?？紤]到實(shí)際操作可行性，將最佳干燥條件修正為:干燥第一階段(X1=75℃)水分轉(zhuǎn)換點(diǎn)(X2=25%)和干燥第二階段為(X3=44℃)。胡光華［12］等對(duì)羅非魚變溫干燥的研究也證實(shí)了變溫干燥具有可行性，能提高干燥速度，改善干制品品質(zhì)。

圖2 第一階段干燥溫度和第二階段干燥溫度對(duì)綜合評(píng)分的影響Fig.2 The effect of the first phase temperature and second phase temperature on the influence of the comprehensive score

圖3 水分轉(zhuǎn)換點(diǎn)和第二階段干燥溫度對(duì)綜合評(píng)分的影響Fig.3 The effect of the moisture content conversion point and second phase temperature on the influence of the comprehensive score

2.5 熱風(fēng)分段式干燥與單一溫度干燥的品質(zhì)比較

2.5.1 復(fù)水率

由表5可得，在60℃熱風(fēng)溫度干燥條件所得的干牡蠣復(fù)水率最低，復(fù)水性能最差，與其他3組復(fù)水效果差異明顯。70℃和80℃熱風(fēng)干制所得牡蠣干的復(fù)水性能相當(dāng)，差異不明顯。熱風(fēng)干燥溫度由60℃升高到80℃，復(fù)水率值也逐步增大;但與組合干燥方式相比，復(fù)水增重率降低。過(guò)高的溫度有可能使蛋白質(zhì)變性，從而造成復(fù)水增重率的降低。復(fù)水效果最好的是熱風(fēng)分段式干燥所得的干牡蠣，這與張國(guó)?。?3］等對(duì)扇貝柱的熱風(fēng)研究結(jié)果相似，在恒溫干燥的條件下，小于55℃時(shí)，扇貝柱的復(fù)水率最高;而采用變溫干燥的方法，先在70℃熱風(fēng)溫度下干燥一段時(shí)間(3～4 h)，后期再將溫度降至55℃以下干燥到結(jié)束，可顯著提高干燥速率，且復(fù)水率好。原因是分段溫度干燥方式對(duì)干制品的組織結(jié)構(gòu)破壞較小，復(fù)水時(shí)能較好地恢復(fù)原狀。

表5 不同干燥方式牡蠣干復(fù)水率測(cè)定結(jié)果Table 5 Rehydration ratio of dried oyster with different drying ways

2.5.2 色差值

色澤是干制品的一個(gè)重要指標(biāo)之一，牡蠣在干燥過(guò)程中發(fā)生直觀最明顯的變化是顏色的差異。由表6可知，采用不同干燥方式干燥的干牡蠣，顏色差異較明顯，特別是亮度指標(biāo)L*值，L*值越大，表明干牡蠣表明越光澤，亮度好。由表可知組合干燥的牡蠣干亮度最好。a*和b*值在4種熱風(fēng)干燥條件下顯著性差異不是很明顯，都是偏黃綠。此結(jié)果與祁興普［14］等對(duì)白鰱魚肉粒熱風(fēng)干燥的結(jié)果相似，隨著溫度的升高，干制品的亮度下降。

表6 不同干燥方式牡蠣干色差值測(cè)定結(jié)果Table 6 Chromatic aberration of dried oyster with different drying ways

3 結(jié)論

(1)在牡蠣熱風(fēng)干燥試驗(yàn)中，以第一階段干燥溫度(X1)、水分轉(zhuǎn)換點(diǎn)(X2)及第二階段干燥溫度(X3)3個(gè)因素，進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)。采用各組熱風(fēng)干燥后干牡蠣的綜合評(píng)分為指標(biāo)建立了工藝組合模型，方程為。

(2)釆用design expert7.1.3軟件以綜合評(píng)分為指標(biāo)繪制響應(yīng)面圖，得到的最佳干燥條件為干燥第一階段(X1=75℃)水分轉(zhuǎn)換點(diǎn)(X2=25%)和干燥第二階段為(X3=44℃)。所得干制品的復(fù)水率、色差值比單一溫度熱風(fēng)干燥條件處理的效果好。

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