殺菌釜變溫殺菌工藝對鳙魚軟罐頭品質的影響
                      來源:admin 日期:2019-12-30 點擊:  字體:
                      高溫殺菌可造成微生物的熱致死和酶的熱變性,是已知最古老的食品保藏技術之一,廣泛應用于現在罐頭食品工業中。在罐頭食品的工業生產中,
                      一方面要達到商業無菌,另一方面,產品的質量
                      應當保持最小破壞。要同時達到這兩個目的,必須要優化殺菌工藝條件,近年來,淡水魚的加工
                      研究發展快,將淡水魚加工成罐頭食品是淡水魚產品開發的重要方面,解決淡水魚罐頭食品殺菌后的品質劣變現象是迫切需要解決的難題,本研
                      究基于名菜天目湖砂鍋魚頭煲開發出一種鳙魚軟包裝罐制品[14],在制品殺菌工藝研究中,采用階段升溫變溫殺菌工藝,發現殺菌鍋溫度每個階
                      段先按指數函數上升,到達設定溫度后溫度恒定,持續一段時間后進入下一階段,這種溫度變化是指數型升溫過程代替了臺階函數中的溫度瞬間
                      垂直變化的近似臺階函數變化過程;
                      所以開發中采用一種臺階函數和指數函數相結合的新型分段變溫殺菌工藝,可準確模擬殺菌鍋溫度變化,解
                      決了由于淡水魚肉質細嫩不緊實,結締組織少而使過高熱強度導致質構軟爛、品質劣化的問題。變溫殺菌在淡水魚罐食品中應用研究鮮有報道。
                      本研究旨在對研究變溫殺菌工藝對高溫殺菌食品品質的影響進行研究,評價其相對于恒溫殺菌的優勢。本研究對于淡水魚的深加工具有一定的應
                      用價值。

                       
                      升溫函數  
                      在殺菌鍋升溫階段,輸送蒸汽溫度恒定,而且殺菌鍋裝填量相同時,忽略排氣造成的影響,則升溫速率常數應為恒定值,則鍋內升溫曲線可近
                      似表示為指
                      數函數,見式(3);在輸送蒸汽的絕對壓力0.48MPa、溫度150℃、殺菌鍋初始溫度30℃的裝滿罐頭樣品的條件下,測定殺菌鍋的溫度變化,得
                      到殺菌鍋升
                      溫曲線方
                      程:y=-12.0exp(-0.00409x)+150,可用式(3)回歸得到k=4.09×10-3s-1(R2=0.992)。
                       
                       (3) 式中:Tr和Tr0分別為殺菌鍋實時和初始溫度/℃;Ts為輸送蒸汽溫度/℃;k為殺菌鍋升溫速率常數/s-1;t為時間/s。

                      殺菌鍋變溫殺菌模型
                      多階段殺菌中的每一個階段包括升溫過程和恒溫過程,升溫速率越快,多階段升溫殺菌過程中溫度變化越接近臺階函數(step function),
                      在實際生產中的殺菌設備升溫速率往往達不到理想狀態,為了消除這一誤差,本研究提出指數-臺階聯合式變溫殺菌程序,將多階段升溫
                      中升溫過程通過指數函數(exponential function)表示,而將恒溫過程用臺階函數表示,從而對整個多階段升溫過程通過指數和臺階函數相
                      結合來進行擬合。每個階段先按指數函數上升,到達設定溫度后恒定到設定時刻進入下一階段;各階段的鍋內初始溫度為前一階段的設定
                      溫度,則以此溫度代替Tr0可按式(3)求出該階段的殺菌鍋升溫過程,升溫到達設定溫度后恒定,則殺菌鍋分段函數可表示為式(4):
                      式中:Tr,a為第a時間段的殺菌溫度/℃;a為時間段序號;Tset(a-1)為第
                      a-1時間段殺菌鍋設定溫度/℃;ta為第a時間階段持續時間/s;tp,a為第a
                      時間段內殺菌鍋溫度上升到設定溫度的時間/s。

                      結果與分析
                      2.1
                       
                      變溫殺菌程序適用性的實驗驗證
                      從圖1a可以看出,在4階段殺菌過程中,殺菌鍋溫度變化的實驗真實值相對于模型計算值有一定的差別,主要是因為排氣等條件造成的升
                      溫過程溫度的差別,以及在恒溫階段,由于熱蒸汽的補充以及熱擴散造成溫度的波動,但總體上實驗值與計算值的吻合較好(R2=0.978),
                      說明這種新型殺菌程序可以較好地擬合殺菌鍋的溫度變化,在實際生
                      產中有較好的應用性。圖1b顯示了樣品各點溫度變化,應用提出的指數-臺階聯合的變溫函數作為邊界條件,通過差分法計算得出樣品各
                      點傳熱曲線,與通過殺菌鍋配備的Ellab熱力驗證系統進行實驗測定的傳熱曲線相比可以看出,顯示樣品冷點及1/4厚度處的傳熱曲線預測
                      值與實驗測定曲線之間重合性好,相關性高(R2=0.999),說明這種變
                      溫殺菌程序計算結果的正確性及精確性較好。
                      結 論
                      本公司研究了變溫殺菌工藝和恒溫殺菌對鳙魚頭軟包裝罐制品的品質影響,提出了一種新型的變溫殺菌程序,指數函數與臺階函數相結合
                      的多階段升溫模型,與最優恒溫殺菌程序相比,殺菌后制品在質構、風味、色差和感官等品質特性有明顯的提高,說明變溫殺菌工藝在淡
                      水魚罐制品中有很好的應用價值;此外,通過進一步研究,此變溫殺菌工藝可以在其他罐頭食品應用,為罐頭食品加工領域研究人員在提
                      高罐頭食品品質的研究中具有一定的幫助和啟發。

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