紅蝦蝦仁的凍干
以紅蝦蝦仁為研究對象，以干燥蝦仁的復(fù)水比、復(fù)水前后體表彩度C1、C2和復(fù)水后硬度、彈性、咀嚼性為基礎(chǔ)的綜合值作為產(chǎn)品的工藝指標(biāo)，研究紅蝦蝦仁的真空冷凍干燥工藝。
紅蝦(solenoceramelantho)，學(xué)名中華管鞭蝦，一年生的底棲甲殼動物，分布于中國東海、馬來西亞等海域，是桁桿拖蝦作業(yè)及沿海定置張網(wǎng)的重要捕撈對象。蝦仁水分含量較多、肌纖維較細(xì)、組織蛋白結(jié)構(gòu)松軟、營養(yǎng)價值高、脂肪含量低、肉質(zhì)鮮嫩。
新鮮魚蝦含水量高，有的可達(dá)80%以上，極易發(fā)生腐敗變質(zhì)，因此水產(chǎn)品原料必須及時采取有效的加工措施。干燥是水產(chǎn)品加工的重要方法之一，可提高制品保藏性，同時又可使產(chǎn)品重量減少，從面降低包裝、儲存和運(yùn)輸成本。
真空冷凍干燥是將含水物料凍結(jié)后，保持冰凍狀態(tài)，在真空環(huán)境下加熱，使冰升華成蒸汽并排出，從而脫出物料中水分獲得凍干制品的過程。通過對紅蝦蝦仁的真空冷凍干燥參數(shù)的研究，確定最佳的蝦仁真空冷凍干燥工藝(表2.7)。
原料→解凍→清洗→挑選→燙漂→瀝水→預(yù)凍→真空冷凍干燥→檢測。
解凍：將蝦仁放在5℃冰箱中緩慢解凍。
挑選：解凍清洗后，先剔除殘缺斷損的蝦仁，再挑選個體完整、長度在3cm左右、大小相近的蝦仁。
燙漂：將預(yù)處理好的蝦仁放在一定濃度的NaCl溶液中燙漂，燙漂溫度100℃，燙漂時間取 0min、0.5min、1.0min、2.0min、4.0min、6.0min，從失重率、硬度、彈性、咀嚼性4個指標(biāo)中選取3個最佳參數(shù)。燙漂失重率公式:
式中，W為燙漂失重率，%;m1為燙漂前蝦仁的質(zhì)量，g；m2為燙漂后蝦仁的質(zhì)量，g。
預(yù)凍：將燙漂好的紅蝦蝦仁放在-30℃冰箱中預(yù)凍2.0h。
真空冷凍干燥：開啟冷阱并設(shè)定加熱板溫度，待冷阱溫度達(dá)到-86℃后打開真空泵，直到原料的濕基含水率降到3.0%左右，真空冷凍干燥操作結(jié)束，取出凍干制品。
在燙漂時適當(dāng)添加NaCl，可以使?fàn)C漂液滲透壓增加，加快燙漂原料的水分流失，從而縮短燙漂的時間；同時，NaCl也是食品中重要的添加劑和調(diào)味劑，對產(chǎn)品的風(fēng)味具有重要影響，本試驗選用NaCl濃度為1.0%。在燙漂過程中，肌肉脫水且氫鍵斷裂，蛋白質(zhì)發(fā)生熱變性，對蝦仁蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，持水力不斷降低，使得肌肉組織中的吸附水與部分結(jié)合水被釋放出來。
(1)燙漂時間對失重率的影響 燙漂時間對失重率的影響如圖2.23所示。由圖2.23可以看出，隨著燙漂時間增加，蝦仁的失重率在不斷增加;其中在0～2.0min內(nèi)變化速率較快，2.0min之后速率增加較平緩。
(2) 燙漂時間對質(zhì)構(gòu)的影響 燙漂時間對紅蝦蝦仁干燥產(chǎn)品復(fù)水后硬度、彈性、咀嚼性的影響如圖2.24所示。由圖2.24可以看出，隨著燙漂時間增加，蝦仁的硬度在不斷增加，而彈性和咀嚼性則先增大后減小，0～2.0min內(nèi)變化速率快。
(1)不同加熱板溫度下蝦仁干燥曲線和干燥速率曲線 蝦仁在不同的加熱板溫度下的干燥曲線如圖2.25所示。樣品含水率隨干燥時間增加而降低，隨著加熱板溫度升高，所需干燥時間顯著減少。在加熱板溫度分別為10℃、20℃、30℃、40℃和50℃下將相同質(zhì)量的蝦仁干燥至最終水分含量3.0%左右所需的時間分別為11.1h、9.2h、7.4h、6.5h、6.0h。
在不同的加熱板溫度下的干燥速率曲線如圖2.26所示。干燥速率隨干燥時間的增加而先增大后減小，隨著加熱板溫度升高，峰高越來越高，曲線也越來越陡峭。
(2)不同加熱板溫度下蝦仁干制品的復(fù)水性、質(zhì)構(gòu)和體表彩度 如表 2.8所列，在復(fù)水性方面，隨著加熱板溫度增加，蝦仁的復(fù)水性越來越好。在復(fù)水前體表彩度方面，隨著加熱板溫度的增加，蝦仁的復(fù)水前體表彩度先增大后減小，在30℃時達(dá)到最大值。在復(fù)水后體表彩度方面，隨著加熱板溫度增加，蝦仁的復(fù)水后體表彩度先增大后減小，也在30℃時達(dá)到最大值。在硬度方面，隨著加熱板溫度增加，復(fù)水后蝦仁的硬度不斷減小。在彈性和咀嚼性方面，隨著加熱板溫度增加，蝦仁的復(fù)水后彈性和咀嚼性都先增大后減小。
(1)不同真空度下蝦仁干燥曲線和干燥速率曲線 蝦仁在不同的真空度下的干燥曲線如圖2.27所示。樣品含水率隨干燥時間的增加而降低，隨著真空度升高，干燥時間顯著減少。在真空度分別為10Pa、20Pa、30Pa、40Pa、50Pa下將等量蝦仁干燥至最終水分含量3.0%左右，所需的時間分別為5.3h、6.0h、6.6h、7.2h、8.0h.
在不同的真空度下蝦仁的干燥速率曲線如圖2.28所示。干燥速率隨干燥時間的增加而先增大后減小，隨著真空度升高，峰高越來越高，曲線也越來越陡峭。
(2) 不同真空度下蝦仁干制品的復(fù)水性、質(zhì)構(gòu)和體表彩度 不同的真空度對蝦仁干燥產(chǎn)品品質(zhì)的影響如表2.9所列，在復(fù)水性方面，隨著真空度的減小，蝦仁的復(fù)水性先增大后減小。在復(fù)水前體表彩度方面，隨著真空度的減小，蝦仁的復(fù)水前體表彩度先增大后減小，在20Pa時達(dá)到最大值。在復(fù)水后體表彩度方面，隨著真空度的減小，蝦仁的復(fù)水后體表彩度先增大后減小，也在20Pa時達(dá)到最大值。硬度方面，隨著真空度的減小，復(fù)水后蝦仁的硬度先減小后增大，在20Pa時達(dá)到最小值。在彈性方面，隨著真空度的增大，蝦仁的復(fù)水后彈性先減小后增大，在30Pa時達(dá)到最小值。在咀嚼性方面，隨著真空度的增大，蝦仁的復(fù)水后咀嚼性先增大后減小，在30Pa時達(dá)到最大值。
根據(jù)Box-benhnken中心組合設(shè)計原理，綜合分析單因素試驗，選取對紅蝦蝦仁干燥工藝影響顯著的3個因素：加熱板溫度、真空度和燙漂時間，設(shè)計了3因素3水平的響應(yīng)面分析試驗，響應(yīng)面試驗設(shè)計因素與水平表見表2.10。
采用 Design-Expert7.0軟件，以加熱板溫度、真空度和燙漂時間為自變量，綜合值為響應(yīng)值，對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到回歸方程預(yù)測模型為綜合值:
Y=-233.73475+11.48897A+6.89725B+47.05700C-0.026750AB+0.10600AC+0.36600BC-0.17650A2-0.1443982-20.48900C2
此方程的方差分析情況表見表2.11
回歸方程方差分析顯著性檢驗表明，關(guān)于紅蝦蝦仁綜合值回歸出的模型極顯P<0.0001，失擬度不顯著P>0.05。而且還可以得出R2和校正R2分別是0.9999、0.9998，信噪比遠(yuǎn)大于臨界值4，其值為247.800，由此可知該模型的擬合程度良好。其中一次項A、B、C，二次項A2、B2、C2以及交互項 AC、AB、BC對紅蝦蝦仁綜合值都有顯著性的影響（P<0.05），所以該模型是非常可信的，可以用來預(yù)測最佳凍干工藝條件。
根據(jù)回歸方程，做出響應(yīng)面分析圖（圖2.29～圖2.31）
為進(jìn)一步確定最佳點(diǎn)，在模型數(shù)值范圍內(nèi)選擇出發(fā)點(diǎn)，使用快速上升法進(jìn)行優(yōu)化得到的紅蝦蝦仁干燥工藝的最佳方案為：加熱板溫度31.25℃、真空度22.81Pa、燙漂時間1.43min。在此條件下紅蝦蝦仁干燥產(chǎn)品的綜合值為57.43分，與理論預(yù)測值58.1368分相比，其相對誤差約為1.2%，說明通過響應(yīng)面優(yōu)化后得到的方程具有實(shí)踐指導(dǎo)意義。
