物理场技术在水产品冷冻冷链中的应用

在冷链流通过程中, 对新鲜水产品进行冷冻处理能够大大提高其保质期。然而, 传统的冷冻和解冻方法有传热效率低、耗时较长的缺陷, 且难以控制冰晶对食品原料的损伤。所以冷冻水产品经常会面临一系列的质量问题, 如质构劣化、蛋白质变性、持水能力下降等。因此有必要采用高效的冷冻/解冻技术以防止品质劣变。相比于传统方法, 基于物理场(如高压、超声、电场等)的新型冷冻和解冻技术具有高冷冻/解冻速率、低能耗、对产品品质维持更好等优点。本文综述了近年来物理场技术在水产品中的应用, 分析了它们各自的原理、特点、缺陷及未来的发展趋势, 为这些新技术在水产品冷冻冷链中的应用提供相关参考。     

普洱茶籽乳状液的冷冻微波解冻破乳工艺优化

对水酶法提取普洱茶籽油过程中形成的普洱茶籽乳状液的冷冻微波解冻破乳工艺进行研究。考察了冷冻时间、微波解冻功率、微波解冻温度及微波解冻时间对破乳率的影响,得出冷冻微波解冻最优破乳条件为:-20℃冷冻时间4 h,微波解冻功率500 W,微波解冻温度50℃,微波解冻时间30 min。在最优冷冻微波解冻破乳条件下,破乳率可达到97.53%。     

响应面优化大豆乳状液冷冻微波解冻破乳工艺研究

针对大豆水酶法提油过程中产生乳状液难以破乳的问题,在单因素实验的基础上,选取冷冻温度、冷冻时间、微波解冻温度、微波解冻功率和微波解冻时间5个因素为自变量,以乳状液中油脂回收率为响应值,通过SAS9.2进行响应面实验设计。结果表明,最佳条件为:冷冻温度-16.9℃,冷冻时间17.5 h,微波解冻温度62.4℃,微波解冻功率666.5 W,微波解冻时间10.5 min。在此最佳条件下,响应面有最优值为(96.89±1.43)%。采用显微成像观察法分析了水酶法提取工艺形成的乳状液中脂肪球分布情况,通过比对发现冷冻微波解冻破乳后脂肪球粒径明显增大,油脂更易释放。     

苏籽乳状液冷冻解冻破乳工艺的优化

采用冷冻-解冻的方法对紫苏籽水酶法得到的乳状液进行破乳,研究冷冻温度、冷冻时间、微波解冻时间以及微波解冻强度对破乳率的影响。在单因素试验的基础上,以破乳率为指标,采用正交试验进行优化,得出影响破乳率的因素次序为:冷冻温度微波解冻时间微波解冻强度冷冻时间。最佳的条件为微波解冻时间60 s,微波解冻强度450 W,冷冻温度-20℃,冷冻时间13 h,在此条件下进行验证试验,得到破乳率为94.53%。     

液态食品连续化微波加热过程的仿真模拟

以蒸汽为热源的液态食品传导加热过程中,为了达到杀菌和灭菌的要求,通常存在热量损失严重、管路结焦等问题,而微波凭借其不需要传热介质的介电加热方式,具有从根本上解决此类问题的优势。本研究通过构建多物理场耦合仿真模型,对连续化微波加热设备内部电场分布进行数值解析,探究体积流量、输入功率及微波频率等运行参数对处理过程中流体热响应的影响。通过比较模型计算结果与试验结果的出口平均温度,证实仿真模型的准确性与有效性。研究结果表明,流体热量吸收过程与谐振腔内电场分布紧密相关,电场分布模式决定液态食品加热过程中的温度分布模式,并且高场强区域有利于提高该区域附近的流体升温速率。此外,快速升温区域能够通过流体传热的方式来提升管路内部其它区域的加热效果,体积流量与输入功率的改变间接影响介电加热与流体传热对热响应过程的贡献,微波频率变化直接影响加热效果。通过仿真模拟能够综合考虑上述多种因素,对连续化微波加热过程进行合理预测。本研究对深入了解微波场下流体电磁响应规律,以及推进液态食品热加工过程的微波绿色化替代都具有十分重要的意义。     

解冻温度对冷冻鲐鱼品质、质构及超微结构的影响

研究6种解冻温度(4℃冰箱解冻、12℃流水解冻、16℃静止空气解冻、20℃水浴解冻、30℃水浴解冻及40℃水浴解冻)对冷冻鲐鱼的解冻汁液流失率、蒸煮损失率、p H、鱼肉颜色和鱼肉蛋白质溶解度及质构的影响,并对解冻后的鲐鱼肌肉组织进行横、纵切面的扫描电镜观察。结果显示:不同的解冻温度对解冻汁液流失率和鱼肉蛋白的溶解性的影响呈非线性关系。在一定的范围内,最佳解冻温度使解冻汁液流失率最低;蒸煮损失率及鱼肉的白度随着解冻温度的增高而增大;鱼肉黏聚性、弹性、咀嚼度及硬度随着解冻温度的升高而减小;解冻温度对鱼肉的超微结构也有一定的影响,解冻温度越高对鱼肉超微结构的破坏作用越大。结论:解冻温度对冷冻鲐鱼鱼肉品质影响大,控制解冻温度对保护鲐鱼鱼制品品质非常重要。     

无线电波加热提高狭鳕鱼糜的解冻效率

应用传统的方法解冻鱼糜耗时长,为了加快冷冻鱼糜的解冻速率并保持鱼糜的品质,本实验以狭鳕鱼糜为研究对象,比较了空气解冻、流水解冻、无线电波直接加热和无线电波间歇加热4种解冻方式对冷冻狭鳕鱼糜解冻效率和品质的影响。结果表明:空气解冻和流水解冻过程中狭鳕鱼糜温度分布较为均匀。无线电波解冻过程中鱼糜边角部位会出现局部过热现象,采用无线电波间歇式加热能有效延缓鱼糜表面温度的过快升高。无线电波加热解冻速度快,仅需4.6 min就可以使狭鳕鱼糜的中心温度达到1.8℃。应用无线电波间歇加热后的狭鳕鱼糜的持水力为78.8%,白度值为61.7,无线电波加热在一定程度上能增加狭鳕鱼糜的弹性和抑制微生物的生长繁殖,解冻后的狭鳕鱼糜菌落总数仅为4.9×103 CFU/g。采用无线电波间歇式加热的物料温度分布均匀性较好,解冻效率高,又能最大限度地保持冷冻食品的品质,是一种极具潜力的解冻方式。     

冷冻馒头微波复热过程中温度和水分变化的研究

本文以冷冻馒头为研究对象 ,研究了微波复热过程中的温度变化和水分迁移情况。指出微波加热存在温度梯度的转换 ,馒头表面、内层和中心部位温升情况和含水量变化存在差异 ,馒头中心部位失水最快。微波解冻 /加热的方式以及内容物的数量、大小等对此也有影响     

基于COMSOL的中央厨房餐品微波加热包装仿真研究

为了探究包装对于中央厨房餐品微波加热的影响，该文采用盒装土豆泥作为研究对象，借助COMSOL Multiphysics仿真软件模拟电磁场与传热等三维多物理场的耦合过程，构建有无包装盖膜2种几何模型，将微波加热过程中电场分布和温度分布状态可视化，绘制特征点的温度变化曲线，并与实验结果进行比较。结果表明，有盖膜组土豆泥微波加热特征点温度模拟值和实验值的均方根误差(root mean square error, RMSE)平均值为2.955℃,温度均匀系数(covariance of temperature, COV_T)的RMSE值为0.011,无盖膜组特征点温度模拟值和实验值的RMSE平均值为2.538℃,COV_T的RMSE值为0.022,模型与实际拟合度高，表明模型在探究包装对餐品微波加热的影响方面具有较高的可靠性与准确性。     

解冻过程对水产品特性的影响

中国含有丰富的水产资源,由于水产品的品质的特性需进行冷冻保藏,而在解冻后的水产品品质又会受到一定的影响。为了解解冻过程对水产品特性的影响,进行了调查研究。发现解冻过程对水产品会造成物理、化学以及微生物等方面的影响,使解冻后的水产品品质下降,营养价值降低。引起这些变化的主要原因是解冻汁液的流失。     

冷冻水产品复合相介电特性与射频解冻研究

本实验对冷冻水产品的复合相介电常数模型、实部和虚部进行了分析研究,在分析研究冷冻鲅鱼的解冻时间、射频穿透深度的基础上,通过实验验证了射频解冻的质量优于微波解冻和一般常用的解冻方法。     

冷冻馒头、微波复热过程中温度和水分变化的研究注

本文以冷冻馒头为研究对象，研究了微波复热过程中的温度变化和水分迁移情况。指出微波加热存在温度梯度的转换，馒头表面、内层和中心部位温升情况和含水量变化存在差异，馒头中心部位失水最快。微波解冻／加热的方式以及内容物的数量、大小等对此也有影响。     

新型解冻技术及其对鱼肉品质影响的研究进展

冷冻是水产品保藏的常用手段,冷冻水产品在加工烹饪前首先需要进行解冻。传统解冻技术具有耗时长、能耗高、解冻损失大、品质劣化等缺陷,水产品解冻后可能出现风味变化、外观受损、蛋白质变性、脂肪氧化等问题,造成水产品品质大大下降,营养严重流失,无法满足消费者的感官需求。因而,电磁波（微波、射频、远红外等）解冻、真空解冻、欧姆解冻、高压静电场解冻以及利用超声波、磁性纳米粒子作为辅助手段的众多新型解冻技术逐渐得到应用和推广,这些新型解冻技术可有效改善传统解冻技术出现的品质不佳、感官劣变等问题。本文综述了几种新型解冻技术的技术原理、应用方法及各自的优缺点,重点阐述了不同解冻技术对鱼肉中水分分布状态和肌肉纤维组织状态的影响,主要体现为对鱼肉的保水性,新鲜度,蛋白质的氧化变性、构象变化、聚集特性等方面的影响,以期为新型低耗高效水产品解冻技术的开发及工业化应用提供理论参考与启发。     

射频对冷冻鱼浆的解冻效果研究

为提高冷冻鱼浆生产过程中的解冻效率和品质,试验使用射频及其他解冻方式对冷冻鱼浆进行解冻,并对不同方式解冻后的冷冻鱼浆的温度分布进行对比研究,相应制成的鱼糜制品进行质构、白度和持水力的分析。结果表明:当射频系统的极板间距为14 cm时,解冻耗时最短(5 min 40 s);当极板间距为16 cm时,解冻后鱼浆的温度均一性较好,并且3 min间歇解冻能缓解局部过热现象,改善鱼糜品质;采用射频解冻后鱼糜的凝胶性与传统解冻方式差异较小,采用0.125 W/g微波解冻鱼浆,由于水分的散失凝胶强度略有降低,导致鱼浆凝胶性较差;不同解冻方式并不会影响鱼糜的白度及持水力。     

微波解冻猪里脊肉过程的优化设计研究 Key words:

猪肉在我国是最重要的肉类之一,而为了储存更长时间,通常采用冷冻的方式保存。因此,在进一步加工之前就需要经过解冻这一过程,传统的解冻方式耗时长,严重制约了生产效率。微波加热作为一种常用的加热方式,与传统加热方式相比,具有加热速度快、省时节能等突出优点。本文利用家用变频微波炉对冷冻猪里脊肉块进行解冻处理,对解冻程序进行了优化设计,并与微波炉自带的解冻程序进行了对比研究,对肉汁渗出率、色泽以及质构特性进行分析。结果表明：两种优化程序的解冻效果要优于微波炉自的解冻程序,样品能基本解冻完全,肉汁渗出率较低,能较好维持鲜肉的颜色,经过优化后的微波解冻猪里脊肉温差更小,质构特性更佳,同时也缩短了解冻时间。     

微波解冻猪里脊肉过程的优化设计研究

猪肉在我国是最重要的肉类之一,而为了储存更长时间,通常采用冷冻的方式保存。因此,在进一步加工之前就需要经过解冻这一过程,传统的解冻方式耗时长,严重制约了生产效率。微波加热作为一种常用的加热方式,与传统加热方式相比,具有加热速度快、省时节能等突出优点。本文利用家用变频微波炉对冷冻猪里脊肉块进行解冻处理,对解冻程序进行了优化设计,并与微波炉自带的解冻程序进行了对比研究,对肉汁渗出率、色泽以及质构特性进行分析。结果表明:两种优化程序的解冻效果要优于微波炉自的解冻程序,样品能基本解冻完全,肉汁渗出率较低,能较好维持鲜肉的颜色,经过优化后的微波解冻猪里脊肉温差更小,质构特性更佳,同时也缩短了解冻时间。     

食物位置对热风微波耦合加热效果的影响

给出了微波与热风耦合同步加热物料的数学物理模型,以微波与热风耦合加热土豆为例,建立了完整的三维仿真模型,采用数值模拟法,分别得到了位于耦合加热腔内7个不同位置上土豆最终温度场的分布参数,并以实验加以验证,对数值模拟所得的仿真结果进行了分析与评定。结果表明,不同位置对热风微波耦合加热物料的效果影响极大,这主要体现在影响微波电磁场能量转化为热能功率的大小,以及密度分布及被加热食品温度场分布的不均匀性,故在采用热风微波加热食品时,应当要重视物料位置对耦合加热效果的影响。     

冷冻食品射频解冻技术研究

正射频加热解冻是一种新型的冷冻食品解冻方式。其利用食品的介电特性,使食品在射频腔内受热升温,达到解冻的目的。与其他解冻方式相比,射频加热解冻的解冻速度快,显著降低了解冻汁液流失率,物料各处同时产生热量,射频解冻后物料内的温度分布更均匀,对食品的品质影响较小,且易于控制。目前国内外已有功率为30 k W左右,频率为27.12 MHz的高频解冻设备投放到市场,可以迅速大量地对冻肉或其它冻制品进行解冻。并且,国内外科学家对射频加热的机理以及食品内部的温度分布及其变     

解冻方式及漂洗方法对冷冻竹荚鱼鱼糜品质的影响

探讨了解冻方式及CaCl_2溶液漂洗对冷冻竹荚鱼鱼糜加工品质的影响。实验中采用流水解冻、4℃空气解冻及微波解冻3种解冻方式,对解冻后竹荚鱼鱼肉盐溶蛋白含量、ATPase酶活以及其鱼糜凝胶的变化做了比较;同时以凝肢强度、持水性及微观结构为鱼糜品质的检测指标,考察了不同浓度CaCl_2溶液漂洗对冷冻竹荚鱼鱼糜凝胶特性的影响。结果表明:4℃空气解冻得到的鱼糜品质最好,流水解冻次之,但4℃空气解冻时间较长。CaCl_2溶液漂洗对冷冻竹荚鱼鱼糜的凝胶强度有较大影响,低质量分数的CaCl_2(<0.6%)漂洗可以增强冷冻竹荚鱼鱼糜凝胶强度,0.6%CaCl_2溶液漂洗时,凝胶强度最大,随后凝胶强度随CaCl_2质量分数增大而减小。     

黑莓微波真空干燥传热特性

对黑莓进行微波真空干燥,研究不同微波功率和真空度对黑莓干燥过程中温度的影响,观察样品整个温度场的分布规律。采用数值模拟的方法,建立电磁与传热耦合模型,经过2min的微波真空加热,得出不同微波功率、不同真空度下黑莓的仿真温度场分布图。选取微波功率为400 W,真空度为-60kPa的条件进行试验,对数值模拟的结果进行分析和评定。仿真的意义在于规避加热区域的冷点位置,同时选取合适的微波功率和真空度以降低热点区域的温度差异性,保证实际加热时同一批次的样品加热效果基本一致。结果表明:黑莓在微波功率为400 W,真空度为-80kPa的条件下加热2min后,热点的温度维持在60℃左右,温度差异性为0.27,在样品热点区域加热温度高度一致性的前提下,保证了合适的加热温度,满足黑莓的干燥要求。