劉兵+段振華+于群+劉艷+胡冰洋

摘 要：為獲得羅非魚片滲透-真空微波干燥前最佳的滲透條件，研究滲透液組成、滲透時(shí)間、滲透溫度和切片大小對(duì)魚片滲透-真空微波干燥后的含水率、水分活度及品質(zhì)（收縮率、復(fù)水率、色差）的影響。結(jié)果表明：魚片在糖濃度較高的滲透液中，滲透脫水效果較好，但品質(zhì)不理想；在2 h內(nèi)魚片含水率隨滲透時(shí)間的延長(zhǎng)而減少，2 h后滲透效果不明顯；滲透溫度升高脫水效率增加，但溫度過高會(huì)破壞組織結(jié)構(gòu)，不利于滲透的進(jìn)行；切片越大，干燥后含水率越高但品質(zhì)較差。結(jié)論：羅非魚片滲透-真空微波干燥滲透最佳條件是滲透液組成為20%食鹽+10%白砂糖，滲透時(shí)間2 h，滲透溫度30 ℃，切片大小為500 mm?。

關(guān)鍵詞：羅非魚；滲透；滲透脫水；含水率；滲透-真空微波

Effects of Osmotic Conditions on the Osmosis-Vacuum Microwave Drying of Tilapia Meat

LIU Bing1， DUAN Zhenhua1，2，*， YU Qun1， LIU Yan1， HU Bingyang1

（1. College of Food Science and Technology， Hainan University， Haikou 570228， China；

2. Institue of Food Research， Hezhou University， Hezhou 542899， China）

Abstract： In order to obtain the optimum conditions for osmotic pretreatment before microwave drying of tilapia fillets， the effects of osmotic solution composition， osmosis time， temperature and slice size on the water content， water activity and qualities （shrinkage rate， rehydration rate and chromatic aberration） of dried tilapia fillets were studied. The results showed that higher osmotic dehydration efficiency for fish fillets was obtained with higher concentrations of sugar solutions， but under this condition dried product quality was unsatisfactory. The water content of tilapia fillets decreased with increasing osmosis time up to 2 h； however， no significant improvement in osmosis efficiency was observed when osmosis was prolonged beyond 2 h. Moreover， osmosis at elevated temperature led to improved dehydration efficiency but was hampered due to the destruction of the texture and microstructure of fillets at excessively high temperatures. Larger fillets had higher water content but poorer quality after being dried. The optimum conditions for osmotic dehydration before vacuum microwave drying of tilapia fillets were determined as osmosis of 500 mm? slices at 30 ℃ for 2 h in aqueous solution of 20% salt and 10% white granulated sugar.

Key words： tilapia； osmosis； osmosis dehydration； water content； osmosis-vacuum microwave

DOI： 10.15922/j.cnki.rlyj.2016.04.004

中圖分類號(hào)：TS254.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-8123（2016）04-0017-04

引文格式：

劉兵， 段振華， 于群， 等. 滲透條件對(duì)羅非魚肉滲透-真空微波干燥的影響[J]. 肉類研究， 2016， 30（4）： 17-20. DOI： 10.15922/j.cnki.rlyj.2016.04.004. http：//rlyj.cbpt.cnki.net

LIU Bing， DUAN Zhenhua， YU Qun， et al. Effects of osmotic conditions on the osmosis-vacuum microwave drying of tilapia meat[J]. Meat Research， 2016， 30（4）： 17-20. （in Chinese with English abstract） DOI： 10.15922/j.cnki.rlyj.2016.04.004. http：//rlyj.cbpt.cnki.net

羅非魚，俗稱“非洲鯽魚”，由于其耐氧低、肉質(zhì)潔白少刺，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高且易于飼養(yǎng)，在熱帶及亞熱帶國(guó)家和地區(qū)被廣泛養(yǎng)殖[1]。羅非魚肉中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，蛋白質(zhì)含量約為20%，脂肪含量為4%～5%，還含有許多人體必需氨基酸等[2-3]，其中大部分為水分，含量高達(dá)80%，且魚體組織酶活躍，極易腐敗變質(zhì)[4]。因此有必要對(duì)羅非魚肉進(jìn)行干制處理，延長(zhǎng)貯藏時(shí)間，但傳統(tǒng)干燥方法如熱風(fēng)干燥、冷凍干燥、微波干燥等由于能耗和成本較高[5-6]，且產(chǎn)品單一、品質(zhì)不理想而不能被廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)品的加工。

滲透-真空微波加工方式，是結(jié)合滲透脫水和真空微波干燥對(duì)羅非魚片進(jìn)行加工處理的一種新型方式。滲透脫水是指在一定溫度下，將植物或動(dòng)物組織浸入高濃度溶液中除去物料中部分水分的一種方式，作為前處理可有效縮短后期干燥時(shí)間[7]。真空微波結(jié)合了微波的快速和水在真空條件下沸點(diǎn)降低的特點(diǎn)，使魚片水分在較短的時(shí)間內(nèi)快速蒸發(fā)而對(duì)品質(zhì)影響較小的一種加工方式[8]。

滲透脫水技術(shù)因其具有自發(fā)性，滲透過程中的動(dòng)力是相互之間的滲透壓，條件溫和，無(wú)需加熱，且能耗低，較好地保持了食品的色、香、味等品質(zhì)而被廣泛用于食品加工領(lǐng)域[9-10]。

對(duì)于滲透脫水技術(shù)的研究國(guó)內(nèi)外已有很多，現(xiàn)已報(bào)道的有草莓[11]、蘋果[12]、獼猴桃[13]、香蕉[14]、四季豆[15]、

甜菜根[16]、竹筍[17]、櫻桃番茄[18]、生姜[19]等，這些主要集中在果蔬加工中，但對(duì)于魚類等水產(chǎn)品的滲透研究卻較少，為此本實(shí)驗(yàn)擬對(duì)影響羅非魚片滲透-真空微波干燥的滲透因素進(jìn)行研究，以獲得最佳的滲透條件，旨在為羅非魚的滲透-真空微波干燥新技術(shù)的開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮的羅非魚購(gòu)于?？谀祥T農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，體質(zhì)量在500～750 g左右；食鹽（食用級(jí)）、白砂糖（食用級(jí)） 南國(guó)超市。

1.2 儀器與設(shè)備

NJL07-3型實(shí)驗(yàn)專用微波爐 南京杰全微波設(shè)備有限公司；EL204型電子天平、HB43-S型快速水分測(cè)定儀

梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；HH-S26S電熱恒溫水浴鍋 金壇市大地自動(dòng)化儀器廠；SHB-Ⅲ循環(huán)水式真空泵 鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；HygroPalm AW1便攜式水分活度測(cè)定儀 無(wú)錫徽科特測(cè)控技術(shù)有限

公司；CR-10型手持色差計(jì) 蘇州天友利儀器有限公司；Stable Micro Systems Volscan Profiler-300食品體積測(cè)定儀 超技儀器技術(shù)有限公司；刀具及砧板、保鮮膜等購(gòu)于超市；燒杯、玻璃棒、吸水紙和干燥器 ?？谑胁Ａx器試劑公司。

1.3 方法

1.3.1 羅非魚前處理

將新鮮羅非魚迅速殺死，去除頭部、魚鱗和內(nèi)臟，清洗并從魚脊背上方采肉切片，厚度為3 mm，完成后用水清洗并用吸水紙吸去表面水分，備用。

1.3.2 滲透條件

用不同的滲透條件對(duì)羅非魚片進(jìn)行處理，分別以滲透液組成、滲透時(shí)間、滲透溫度和切片大小為因素，由之前的預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)因素設(shè)計(jì)為：滲透液組成（20%食鹽、20%食鹽+10%白砂糖、20%食鹽+20%白砂糖（以魚肉質(zhì)量計(jì)））、滲透時(shí)間（1、2、3、4 h）、滲透溫度（10、20、30、40 ℃）、切片大?。?00、500、700、900、1 100 mm2），以魚片含水率、水分活度及品質(zhì)（收縮率、復(fù)水率和色差）為考察指標(biāo)，以滲透液組成20%食鹽+10%白砂糖、滲透時(shí)間2 h、滲透溫度30 ℃、切片大小為500 mm2為基本條件，進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

1.3.3 魚片含水率的測(cè)定

參照GB 5009.3—2010《食品中水分的測(cè)定》進(jìn)行。

1.3.4 魚片水分活度的測(cè)定

采用HygroPalm AW1便攜式水分活度測(cè)定儀測(cè)定魚片中的水分活度值aw。

1.3.5 魚片品質(zhì)的測(cè)定

1.3.5.1 收縮率的測(cè)定[20]

采用食品體積測(cè)定儀，測(cè)量處理前后樣品的體積。每個(gè)樣品測(cè)3次，結(jié)果取平均值，按照式（1）計(jì)算收縮率。

（1）

式中：Rs為魚片的收縮率/%；V0為魚片處理前的體積/mL；Vt為魚片干燥后的體積/mL。

1.3.5.2 復(fù)水率的測(cè)定[4]

將干燥后的魚片稱量后，放入溫度為40 ℃水浴鍋中，復(fù)水30 min，用濾紙吸干魚片表面水分后稱質(zhì)量。按

式（2）計(jì)算復(fù)水率。

（2）

式中：Rf為復(fù)水率/%；mf為魚片復(fù)水后瀝干質(zhì)量/g；mg為干燥后魚片質(zhì)量/g。

1.3.5.3 色差的測(cè)定[21]

采用CR-10型手持色差計(jì)進(jìn)行顏色的測(cè)定。將待測(cè)樣品放在探測(cè)器端面，分別記錄魚片的L*、a*、b*。其中L*表示樣品偏白（+）或偏黑（-）的程度，色度a*表示樣品偏紅（+）或偏綠（-）的程度，色度b*表示樣品偏黃（+）或偏藍(lán)（-）的程度。每個(gè)樣品測(cè)定3 次，取其平均值。色差△E按式（3）計(jì)算。

△E=（（△L*）2+（△a*）2+（△b*）2）1/2

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)均設(shè)定3 個(gè)平行，測(cè)定結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，并運(yùn)用正交設(shè)計(jì)助手Ⅱ和Origin 9.0對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 滲透液組成對(duì)魚片滲透-真空微波的影響

在魚片切片大小為500 mm2、滲透溫度為30 ℃、滲透時(shí)間為2 h條件下，不同滲透液組成對(duì)滲透-真空微波后魚片水分及品質(zhì)影響如圖1所示。

由圖1可知，隨著滲透液中白砂糖量的增加，魚片干燥后含水率和水分活度均不同程度下降，這是因?yàn)榘咨疤橇吭黾?，?xì)胞內(nèi)外側(cè)滲透壓力增大，加速了水分向滲透液中轉(zhuǎn)移。在品質(zhì)方面，滲透液中白砂糖量的增加，魚片的收縮率增大，在20%食鹽+10%白砂糖滲透液中，脫水較少，收縮程度變化小，而在20%食鹽+20%白砂糖滲透液中，因滲透壓增大，水分轉(zhuǎn)移較多，魚片收縮程度大，收縮率變化明顯。復(fù)水率表示干燥后魚片吸收水分的能力，在圖中呈現(xiàn)先升高后平緩增加趨勢(shì)，說(shuō)明在20%食鹽+10%白砂糖滲透液中，魚片干燥后的吸水能力已達(dá)到較高水平；色差代表魚片處理前后顏色變化程度，在圖中則呈下降趨勢(shì)，相比于前兩個(gè)組合，魚片在20%食鹽+20%白砂糖滲透液中，顏色變化小，這可能是因?yàn)楦邼舛鹊奶且耗芷鸬奖Ｗo(hù)魚片的作用，使得干燥后魚片色差較小。雖然魚片在20%食鹽+20%白砂糖滲透液中，含水率和水分活度都較低，魚片收縮率最大，但魚片品質(zhì)并不是最優(yōu)，復(fù)水能力和20%食鹽+10%白砂糖滲透液相差小，所以從魚片品質(zhì)和節(jié)約原料方面，魚片的滲透液組成應(yīng)選擇20%食鹽+10%白砂糖為宜。

2.2 滲透時(shí)間對(duì)魚片滲透-真空微波的影響

在滲透液組成為20%食鹽+10%白砂糖，滲透溫度為30 ℃，切片大小為500 mm2條件下，不同滲透時(shí)間對(duì)滲透-真空微波后魚片的水分及品質(zhì)影響如圖2所示。在滲透的前2 h之內(nèi)，魚片干燥后含水率和水分活度均明顯下降，而在2 h之后，魚片干燥后含水率和水分活度下降程度減小，趨于平穩(wěn)，這是由于在魚片和滲透液之間存在巨大的滲透壓差，導(dǎo)致魚片浸入滲透液后短時(shí)間內(nèi)迅速失水，隨著滲透時(shí)間的延長(zhǎng)，魚片中水分轉(zhuǎn)移到滲透液中使?jié)B透壓差減小，脫水效果降低。在品質(zhì)上，魚片的收縮率和色差隨滲透時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，滲透時(shí)間延長(zhǎng)，魚片中的水分減少，體積皺縮，收縮率增大，而在滲透過程中，滲透液中的溶質(zhì)也會(huì)滲入到魚片內(nèi)，且滲透時(shí)間越長(zhǎng)，滲入的量就越多，致使干燥后魚片色差增大；魚片的復(fù)水率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，在前2 h內(nèi)，變化程度不大，在2 h后，下降程度增大，這可能是魚片經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間滲透，魚片表面附著較多滲透液中的溶質(zhì)，復(fù)水時(shí)形成阻力，致使復(fù)水率下降。從魚片干燥后的水分及品質(zhì)（收縮率、復(fù)水率和色差）方面考慮，滲透時(shí)間無(wú)需太長(zhǎng)，應(yīng)保持在2 h以內(nèi)，而在2 h時(shí)，魚片脫水效果和品質(zhì)保持的較好，所以宜選2 h作為最佳滲透時(shí)間。

2.3 滲透溫度對(duì)魚片滲透-真空微波的影響

在滲透液組成為20%食鹽+10%白砂糖，滲透時(shí)間為2 h，切片大小為500 mm2條件下，不同滲透溫度對(duì)滲透-真空微波后魚片水分及品質(zhì)的影響見圖3。

由圖3可知，在30 ℃以下，隨著滲透溫度的升高，魚片干燥后含水率及水分活度均呈下降趨勢(shì)，并在30 ℃時(shí)達(dá)到最低，因?yàn)闇囟壬?，分子運(yùn)動(dòng)加快，導(dǎo)致水分轉(zhuǎn)移到滲透液中的速率增加，但在40 ℃時(shí)干燥后含水率和水分活度又呈上升趨勢(shì)，造成這種現(xiàn)象的原因可能是魚片長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)高溫滲透液處理，細(xì)胞膜的半透性遭到一定程度的破壞，改變了細(xì)胞膜內(nèi)外的滲透壓，不利于魚片的滲透脫水，造成干燥后魚片含水率和水分活度升高。從魚片品質(zhì)方面看，滲透溫度升高，魚片的收縮率先增大后趨于平緩，在一定范圍內(nèi)，溫度升高，脫水效率增加，魚片體積變化明顯，收縮率增大；復(fù)水率呈先升后降趨勢(shì)，變化的范圍較小，在30 ℃時(shí)復(fù)水效果最好，40 ℃時(shí)因滲透溫度高破壞魚片組織，復(fù)水效果較差；魚片的色差隨滲透溫度的升高而增大，溫度升高，導(dǎo)致周圍分子對(duì)溶質(zhì)分子遷移的阻力降低，加快魚片對(duì)滲透液中溶質(zhì)的吸收，使干燥后魚片色差增大。過高的滲透溫度會(huì)導(dǎo)致魚片組織改變和品質(zhì)下降，因此，魚片的滲透溫度不宜過高，滲透溫度選擇宜為30 ℃左右。

2.4 切片大小對(duì)魚片滲透-真空微波的影響

在滲透液組成為20%食鹽+10%白砂糖，滲透時(shí)間為2 h，滲透溫度為30 ℃條件下，不同的切片大小對(duì)滲透-真空微波后魚片水分及品質(zhì)的影響見圖4。

由圖4可知，在切片大小為500 mm2以下時(shí)，切片大小對(duì)魚片干燥含水率和水分活度影響較小，當(dāng)超過500 mm2時(shí)，魚片含水率和水分活度隨切片大小變化明顯，這是可能由于在一定范圍內(nèi)，切片大小越大，滲透時(shí)其單位表面積所承受的滲透壓就越小，滲透脫水效果越不明顯；在魚片品質(zhì)方面，隨著切片大小的增大，魚片的收縮率先迅速增加后逐漸變緩，因切片較大時(shí)，滲透處理脫去的水分較少，真空微波干燥后，由于魚片內(nèi)所含的大量水分被快速脫去，導(dǎo)致魚片體積皺縮，收縮率變大；復(fù)水率和色差的變化趨勢(shì)是一樣的，都是呈先升高后下降的趨勢(shì)，因較大魚片滲透脫水量少，在同等真空微波條件下，魚片脫去的水分相差不大，致使較大魚片干燥后的含水率依然很高，吸水能力弱，復(fù)水效果差。切片大，含水率就高，品質(zhì)不理想，所以由上述情況可知，切片大小的選擇不宜過大，魚片大小為500 mm2時(shí)，魚片干燥后含水率最低，品質(zhì)較理想，魚片滲透-真空微波干燥的效果最好。因此，可將魚片的切片大小定為500 mm2。

3 結(jié) 論

羅非魚片在不同的滲透液組成條件下，對(duì)水分和品質(zhì)方面影響不同，滲透液中糖濃度越高，干燥后含水率和水分活度越低，但品質(zhì)方面不理想，如收縮率較大，復(fù)水率較低等。在滲透時(shí)間上，滲透前2 h內(nèi)，含水率和水分活度會(huì)迅速降低，品質(zhì)也較好，而在2 h之后，隨著滲透時(shí)間的延長(zhǎng)，其含水率和水分活度的改變不大，但品質(zhì)會(huì)隨滲透時(shí)間的延長(zhǎng)而變差。在一定范圍內(nèi)，魚片含水率和水分活度隨滲透溫度的升高而降低，但溫度過高會(huì)改變魚片組織，不利于滲透的進(jìn)行。切片大小也會(huì)對(duì)魚片滲透-真空微波干燥產(chǎn)生影響，切片大小越大，魚片干燥后含水率和水分活度越高，品質(zhì)越不理想。

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