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        肉雞屠宰分割車間翅中速凍條件的優(yōu)化探究

        2018-11-27 01:54:58賈友剛王連杰潘瑞明劉龍海范開梅邵澤營
        現(xiàn)代食品 2018年18期
        關(guān)鍵詞:優(yōu)化產(chǎn)品實驗

        ◎ 賈友剛,王連杰,潘瑞明,劉龍海,范開梅,孫 芹,邵澤營

        (新希望六和股份有限公司,北京 100102)

        速凍是1928年起源于美國的一種食品保鮮方法,速凍食品是指在-30 ℃以下的低溫環(huán)境中使食品在30 min之內(nèi)通過其最大冰晶生成帶,中心溫度達(dá)到-18 ℃,并在-18 ℃以下的低溫中貯藏和流通的方便食品[1]。速凍食品主要可分為速凍水產(chǎn)食品、速凍果蔬食品、速凍禽畜食品、速凍調(diào)理食品和速凍米面食品等五大類[2]。由于速凍食品采用急凍工藝快速通過了最大冰晶生成帶,很好地避免了慢凍過程因形成大冰晶而造成的機(jī)械損傷和汁液流失,故速凍食品能較好地保持食品原有的色香味和營養(yǎng)成分[3]。近年來,速凍食品行業(yè)飛速發(fā)展,在整個食品銷售市場中占據(jù)了重要的一席,對食品工業(yè)發(fā)展起到了舉足輕重的作用。

        中國作為肉類產(chǎn)量大國,雞肉在肉類的消費(fèi)中比重已超過30%[4],其中冷凍雞肉是各類雞肉肉制品生產(chǎn)的主要原料,但在實際產(chǎn)品速凍及凍藏過程中肉雞產(chǎn)品的風(fēng)耗損失一直是困擾著肉品加工企業(yè)的一個復(fù)雜的問題。而當(dāng)前大多數(shù)研究集中探討了冷凍工藝對雞肉品質(zhì)的影響[5],以及快速冷凍控制細(xì)胞內(nèi)外冰晶的大小和均勻的分布[6]。目前,針對具體肉雞分割產(chǎn)品速凍條件的研究較少,未見系統(tǒng)的科研成果報道。

        隨著市場的發(fā)展和創(chuàng)新,目前肉雞屠宰市場往凍轉(zhuǎn)鮮方向轉(zhuǎn)變,但是依舊存在一部分速凍和凍藏的產(chǎn)品需求。肉雞屠宰行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)歷數(shù)十年,傳統(tǒng)企業(yè)多依靠經(jīng)驗進(jìn)行產(chǎn)品的速凍操作,隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展,屠宰車間也需要科學(xué)化地優(yōu)化各產(chǎn)品速凍工藝參數(shù)。本研究以肉雞翅中為例,探討了不同擺盤方式、是否覆蓋單片以及速凍時間對產(chǎn)品速凍風(fēng)耗的影響,從而為更合理地針對性選擇速凍工藝條件提供理論依據(jù),最大可能地減少速凍過程對肉雞產(chǎn)品的風(fēng)耗影響,提高速凍出成,并為肉禽屠宰企業(yè)的車間科技轉(zhuǎn)型提供理論指導(dǎo)。

        1 材料與方法

        1.1 實驗材料

        以車間生產(chǎn)的30~40 g的翅中(M中)為實驗材料,挑選出淤血、斷骨的次品翅中,確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

        1.2 實驗流程

        將定量的實驗材料M中均勻分布于不銹鋼長盤中,后置于速凍庫相同位置進(jìn)行不同時間的速凍,對速凍好的M中產(chǎn)品進(jìn)行稱重,計算每組材料的速凍風(fēng)耗值,記錄保存數(shù)據(jù)。

        1.3 速凍單因素優(yōu)化及正交試驗方案

        考慮到速凍條件對產(chǎn)品出成及色澤品質(zhì)的影響,遂對產(chǎn)品M中的最優(yōu)速凍條件進(jìn)行探究,以便科學(xué)地確定最佳的速凍條件。影響產(chǎn)品速凍風(fēng)耗的主要因素除了風(fēng)機(jī)風(fēng)量及冷凍溫度等不可避免且不易調(diào)節(jié)的因素外,產(chǎn)品擺盤方式、是否覆蓋單片及速凍時間是3個重要的因素且人為可控,所以選取以上3個因素進(jìn)行翅中速凍條件的優(yōu)化探究。

        1.3.1 擺盤方式對產(chǎn)品風(fēng)耗的影響

        準(zhǔn)確稱取3 000 g M中6份,分別編號A-1、A-2、A-3、B-1、B-2、B-3[A為翅中正面(毛根面)朝上,B為翅中反面朝上,兩組分別做3個平行實驗],將其分別均勻擺放在不銹鋼長盤中,六盤翅中均不蓋單片,長盤均為不帶孔盤,在同一速凍庫的同一位置[7](上下、里外、風(fēng)機(jī)距離等)擺放進(jìn)行速凍3 h。分別統(tǒng)計各盤翅中重量,計算各組的速凍風(fēng)耗F。

        F=(速凍前重量-速凍后重量)/速凍前重量×100%

        1.3.2 單片覆蓋對產(chǎn)品風(fēng)耗的影響

        準(zhǔn)確稱取3 000 g M中6份,分別編號G-1、G-2、G-3、H-1、H-2、H-3(G為蓋單片,H為不蓋單片,兩組分別做3個平行實驗),將其分別均勻擺放在不銹鋼長盤中,第1組3盤蓋單片,第2組3盤不蓋單片,6盤翅中均正面(以擺盤方式實驗結(jié)果為準(zhǔn))朝上,長盤均為不帶孔盤,在同一速凍庫的同一位置(上下、里外、風(fēng)機(jī)距離等)擺放進(jìn)行速凍3 h。分別統(tǒng)計各盤翅中重量,計算各組的速凍風(fēng)耗F。

        F=(速凍前重量-速凍后重量)/速凍前重量×100%

        1.3.3 速凍時間對產(chǎn)品風(fēng)耗的影響

        準(zhǔn)確稱取3 000 g M中10份,分別編號t1-1、t1-2、t2-1、t2-2、t3-1、t3-2、t4-1、t4-2、t5-1、t5-2(t1、t2、t3、t4、t5分別表示速凍時間為1、2、3、4、5 h,每組做2個平行實驗),將其分別均勻擺放在不銹鋼長盤中,所有翅中均正面(以擺盤方式實驗結(jié)果為準(zhǔn))朝上,蓋單片(以單片覆蓋實驗結(jié)果為準(zhǔn)),長盤均為不帶孔盤,在同一速凍庫的同一位置(上下、里外、風(fēng)機(jī)距離等)擺放進(jìn)行不同時間速凍。分別統(tǒng)計各盤翅中重量,計算各組的速凍風(fēng)耗F。

        1.3.4 正交試驗優(yōu)化翅中速凍條件

        通過單因素實驗可知,擺盤方式、單片覆蓋 和速凍時間3個因素均對M中的速凍風(fēng)耗有顯著影響,并且3個因素之間相互關(guān)聯(lián),互相影響,而非獨立。故選用正交試驗進(jìn)行優(yōu)化,以綜合3者之間的相互作用,得出肉雞屠宰車間翅中的最佳速凍條件。選取擺盤方式(A)、單片覆蓋(B)和速凍時間(C)3個因素,按L4(23)進(jìn)行正交試驗設(shè)計。各因素及水平見表1,正交試驗設(shè)計見表2。

        表1 3因素2水平表

        表2 正交試驗設(shè)計表

        2 結(jié)果與分析

        2.1 擺盤方式對產(chǎn)品風(fēng)耗的影響

        針對類似翅中這類產(chǎn)品存在正反兩面的情況,需對翅中的正擺(長羽毛的一面朝上)和反擺(長羽毛的一面朝下)進(jìn)行速凍實驗,以產(chǎn)品風(fēng)耗為指標(biāo),確定最佳的擺盤方式。實驗所得正面擺盤方式的產(chǎn)品風(fēng)耗為1.67%,反面擺盤方式的產(chǎn)品風(fēng)耗為1.94%,相差0.27%,通過多次實驗確定最佳的擺盤方式為正面擺放。

        2.2 是否覆蓋對產(chǎn)品風(fēng)耗的影響

        通過擺盤方式對產(chǎn)品風(fēng)耗影響的實驗結(jié)果得出,翅中正擺于長盤中進(jìn)行速凍時風(fēng)耗較小,所以選擇正擺的擺盤方式進(jìn)行產(chǎn)品覆蓋單片對風(fēng)耗的影響實驗。實驗數(shù)據(jù)顯示覆蓋單片一組的產(chǎn)品平均風(fēng)耗為1.34%,不覆蓋單片的產(chǎn)品平均風(fēng)耗為1.66%,相差0.32%。實驗結(jié)果證明速凍過程中覆蓋單片能顯著降低翅中產(chǎn)品的風(fēng)耗(降低19.28%),提高產(chǎn)品出成。

        2.3 速凍時間對產(chǎn)品風(fēng)耗的影響

        通過上述兩個單因素實驗,得出在正擺的擺盤方式下進(jìn)行覆蓋單片可明顯降低產(chǎn)品風(fēng)耗。在最佳的擺盤方式和覆蓋條件下,進(jìn)行速凍時間對速凍效果及產(chǎn)品風(fēng)耗的影響實驗。

        從圖1可以看出,隨著速凍時間的逐漸延長,產(chǎn)品風(fēng)耗逐漸增大。速凍時間為1、2 h時,產(chǎn)品風(fēng)耗均為0.83%;隨速凍時間延長到5 h時,產(chǎn)品風(fēng)耗高達(dá)1.33%,比速凍1 h時高0.5%,增幅60.24%,不利于產(chǎn)品速凍出成;而當(dāng)速凍時間為1 h時,雖然產(chǎn)品風(fēng)耗小,速凍費(fèi)用低,但是產(chǎn)品中心溫度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)冷凍儲藏溫度-18 ℃[8],僅為-7 ℃。所以,綜合考慮產(chǎn)品風(fēng)耗、質(zhì)量及費(fèi)用等方面的因素,確定最佳的速凍時間為2 h。

        圖1 速凍時間對風(fēng)耗的影響圖

        2.4 正交試驗優(yōu)化翅中速凍條件結(jié)果

        采用正交試驗助手V3.1軟件設(shè)計正交試驗方案,選擇擺盤方式、是否覆蓋和速凍時間3個因素為考察條件,以翅中產(chǎn)品的風(fēng)耗為衡量指標(biāo)設(shè)計正交相關(guān)試驗,正交試驗設(shè)計方案及實驗結(jié)果見表3。

        表3 正交試驗設(shè)計方案及實驗結(jié)果表

        由表3的極差分析可知,A、B、C 3因素的極差比為0.275∶0.555∶0.165,說明在實驗范圍內(nèi)影響翅中速凍風(fēng)耗的因素大小順序為:是否覆蓋(B)>擺盤方式(A)>速凍時間(C),并由K值可以明顯分析出肉雞屠宰車間翅中的最佳速凍條件為:A1B1C1。即,在肉雞翅中正面擺放的前提下,對長盤中的產(chǎn)品進(jìn)行單片覆蓋,速凍庫快速凍結(jié)產(chǎn)品2 h。綜合極差和K值數(shù)據(jù)判斷,針對肉雞屠宰分割車間翅中最佳的速凍條件為正擺,覆蓋單片,速凍2 h。

        3 結(jié)論

        本研究立足當(dāng)前肉雞屠宰車間實際,著眼容易被人忽視的生產(chǎn)細(xì)節(jié),以肉雞翅中(M中)的速凍過程為例,對其進(jìn)行了最佳速凍條件的工藝優(yōu)化實驗。探討了不同擺盤方式、是否覆蓋單片以及速凍時間3個因素對產(chǎn)品速凍風(fēng)耗的影響,并通過單因素優(yōu)化和正交試驗等方法科學(xué)優(yōu)化出翅中最佳速凍條件為正面擺放(毛根面朝上),覆蓋單片,速凍2 h。

        在最佳速凍條件下進(jìn)行多組驗證性試驗,實驗結(jié)果均顯示在正擺、覆蓋單片、速凍2 h條件下翅中產(chǎn)品速凍平均風(fēng)耗為1.12%,較實驗優(yōu)化值誤差為0.9%,在誤差可控范圍之內(nèi)。而之前操作不分正反擺放,不覆蓋單片,速凍4~6 h,翅中產(chǎn)品的速凍風(fēng)耗為1.83%。最佳速凍條件下,速凍翅中可比傳統(tǒng)擺放速凍方式減少風(fēng)耗0.71%,即每噸鮮品翅中可多出7.1 kg冷凍成品。以該工廠屠宰能力計算,每年除去鮮品翅中訂單外,單凍類翅中鮮品數(shù)為890 t,按照每噸速凍優(yōu)化后多出7.1 kg凍品計算,每年該廠可多生產(chǎn)單凍翅中6 319 kg,按每千克翅中平均價格36元計算,每年僅翅中單品的速凍條件優(yōu)化可實現(xiàn)227 484元價值創(chuàng)造。同時,速凍條件優(yōu)化縮短速凍時間,對能源的節(jié)約也是非??捎^的。

        該研究對于肉雞屠宰車間實現(xiàn)最大化價值生產(chǎn),節(jié)約能源,提高盈利能力做了顯著性示范,其他單凍類高附加值產(chǎn)品也可做類似的研究,尋求最佳的速凍條件,提高產(chǎn)品出成,縮短速凍時間,逐步實現(xiàn)傳統(tǒng)肉雞屠宰行業(yè)的科技專業(yè)轉(zhuǎn)型。

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