水产百科

水产干制品加工

2023-02-09

drying or dehydrationof aquatic products水产品原料直接或经过盐渍、预煮后在自然或人工条件下干燥脱水的工艺过程。按原料预处理的方法和干燥方法的不同, 可分为生干品、煮干品、盐干品、调味干制品、熏干品、冻干品等。

原理 干制加工对食品的保藏作用在于通过干燥脱水, 除去和减少制品的水分含量, 抑制微生物繁殖和防止腐败变质。这种作用的大小, 决定于制品干燥脱水后残留水分含量的多少。为使制品具有一定的保藏性, 干燥后的水分应达到一定限量。这种限量对于不同种类的食品并不完全相同。如多数淡干品水分含量多要求在10%~20%,盐干品则要求在30%~40%。实际上食品的含水中可能被微生物生长繁殖利用的只是自由水和部分多分子层结合水,而不包括其他结合水。为了正确地表达食品中这部分可能被微生物生长利用的水分, 1953年澳大利亚斯科特(W.J.Scott) 提出了水分活度 (Aw) 的概念,并把它直接和食品水分中可溶性物的数量多少以及它的水蒸气压力高低联系起来作了定量的表达。在Aω=P/P0= Nω/ (NsNω)的式中, P和P0分别为同一温度下食品中水溶液和纯水的蒸汽压, Ns和Nω分别为食品中组成水溶液的各种溶质克分子数和水的克分子数。可见水分活度Aw决定于食品中存在的水分含量与可溶性物质的含量两个因素, 并可以用食品的水蒸气压高低来直接测量。即Aw=P/P0≤1。它相当于食品中存在水分的蒸汽压在密闭容器中和周围空气中水蒸气压达到平衡时的空气相对湿度的1/100。根据各种微生物繁殖的最低水分活度界限(见水产腌制品加工), 即可以为掌握和控制食品的干燥程度和保藏性能提供可靠依据。同时在干制加工中可以通过干燥使食品水分蒸发和增加食品中水溶性物质的含量这两种不同的方法单独或结合使用, 都可以达到降低水分活度和增加食品保藏性的目的。淡干品加工属于单独使用干燥的加工方法; 采用食盐、食糖等的腌制加工属于单独使用增加水溶性物质的方法; 盐干品、部分调味干制品以及中间水分食品, 则属于两种方法结合使用。

干制加工中食品的干燥脱水, 是通过水分的蒸发和扩散两个不同过程来完成的。水分蒸发, 一般在食品与空气接触的界面或表面进行, 即通过不断供热提高食品水分蒸气压, 并尽可能地降低周围空气的水蒸气压, 使水分得以迅速向周围空气逸散以达到干燥的目的。水分的扩散是食品内部水分向表层的移动。当食品表层水分蒸发减少,内层水分即不断向外层扩散,使表面的水分蒸发得以继续进行。水分表面蒸发的速度决定于: ①制品表面水分蒸发的温度; ②表面饱和蒸汽压与周围空气的水蒸气压之差(饱和压差); ③周围空气移动的风速, 一般用E0=C·Q··d的关系式表示(E0为水分蒸发量,θ为绝对温度, V为风速,d为饱和压差, C为比例常数)。制品的内部水分扩散服从于菲克定律, 即水分向外扩散速度和水分移动方向的密度梯度成比例。新鲜鱼类等水分含量高的物料,在水分表面蒸发速度与内层扩散速度相等的阶段,物料的干燥决定于表面水分蒸发速度,一般称为等速干燥阶段。当表层水分蒸发减少到一定阶段,物料干燥的速度主要决定于内层水分的扩散速度,而且这种速度越到离表面远的内层越小,一般称为减速干燥阶段。因此一些体型较大较厚的制品,到减速干燥后期,即采取停止干燥后堆放一段时间,使内部水分充分扩散到外层,然后再继续干燥。这种堆放使水分扩散的做法称为罨蒸。此外,为减少水分由内部向外层扩散的距离和缩短干燥时间,过大过厚的鱼体需事先采取剖开、切片等预处理。而盐干和煮干加工中的盐渍和预煮等在除去部分水分之外,并有改善肌肉组织毛细管结构,使水分易于扩散的作用。

干制方法 有天然干燥与人工干燥两类。天然干燥法主要是日干和风干,亦称晒干和荫干。人工干燥法很多,用于水产品干制的主要有热风干燥、冷冻干燥、远红外干燥等。

日干和风干 是利用太阳辐射为热源,以空气为载体除去水蒸气的干燥过程。日干(晒干)是利用太阳辐射热促使原料的水分蒸发,同时利用风力把原料周围的水蒸气不断带走以达到干燥目的;风干或荫干则是在无太阳直接照射的情况下,主要利用风力使空气不断掠过原料周围时,带走原料蒸发的水分,并补充水分蒸发所需的热量而达到干燥的目的。日干是将原料放置在阳光直射和通风良好的地方,温度较高,干燥速度较快,但太阳辐射容易造成脂肪的氧化和蛋白质的变性,而风干温度较低,无直接阳光照射,质量较好。但在阴雨天或空气湿度高的地区和季节,往往因不能及时干燥而造成腐败变质。这两种方法, 节省能耗,设备操作简单,在缺乏现代加工条件的渔区,仍然是常用的方法。

热风干燥 用人工加热空气并循环通过物料表面,一方面提高物料水分蒸发温度供给所需热量;一方面将蒸发的水分从物料周围带走的干燥法。干燥装置由空气加热器、风机、干燥室和干燥架等组成。由蒸汽、烟道气等热交换器加热空气,通过风机送入干燥室使物料干燥。加热的空气在适当调节控制温度、湿度的情况下循环使用。一般水产品干燥的风温大体在50~60℃范围,根据干燥的要求可以适当调节。热风干燥的优点是不受自然气候的影响, 可以迅速有效地达到干燥目的和防止干燥过程中细菌腐败变质。干燥器有箱式和隧道式(图1)。为避免热风干燥过程中温度高对品质的不良影响, 已有用冷风代替热风进行干燥的,称为冷风干燥法。即利用冷却除湿器的干燥装置,使空气中的水分冷却凝结成为低湿空气,然后循环通过被干燥的物料,达到促进干燥目的。循环冷风的温度控制在15~35℃之间,相对湿度在20%左右。在这种温度下干燥的制品,不易产生脂肪氧化和美拉德反应等所造成的变质和变色。

图1 空气循环使用逆流隧道式干燥设备示意图

1.鼓风机;2.新鲜空气进口;3.加热器;4.排气道;5.循环风门;6.湿物料侧边入口;7.干制品侧边出口

远红外干燥 利用远红外辐射加热物料使水分蒸发的干燥方法。波长在2~50微米范围的远红外线可以有效地被待干燥物料吸收后转变为热能,促使水分蒸发。远红外辐射发生器是用金属或陶瓷作为基体,在其表面涂覆能发生远红外线涂层的元件所组成。涂层常用材料是金属的氧化物(如氧化钴、氧化铁、氧化锆和氧化钇等)、氮化物、硼化物、硫化物和碳化物等。干燥时用电热或者煤气、炽热烟气等,通过加热基体使涂层发出远红外线。为了加速干燥,可配送风装置。

冷冻干燥法 有两种方法。一种是利用天然和人工低温使物料组织中水分冻结后再解冻从组织中流出,以达到脱水干燥的目的。朝鲜等地区传统的明太鱼冻干品和中国、日本等北方的琼胶加工就利用这一方法。琼胶加工在气温高的地区则用人工冻结代替。这种干燥的特点是制品组织中的水溶性物质和水分一起流失,干后成为海绵状多孔结构。另一种方法是真空冷冻干燥。在制品水分冻结后, 置于真空状态下,使冰直接升华成为蒸汽以达到干燥目的。一般纯水由固态直接升华成为气态的温度为0℃、压力为626.6帕。鱼类等肌肉的水分结冰点低, 因此它的升华温度在-4℃、压力在533.2帕以下。冻结干燥装置由冻结器、真空泵、干燥室、冷凝器等组成。制品冻结有自冻法和预冻法两种,水产品大多用预冻法,并要求快速冻结以减少鱼肉蛋白质变性。冻结后的食品在真空度足够高的干燥室内加热升华,加热所提供的热量不能超过冰的融解热,以保证冻结水分不致于融解。升华的水蒸气通过冷凝器凝结后排出。真空干燥室内物料的干燥状况如图2所示。真空冷冻干燥的优点是干燥温度低,可以有效地防止鱼肉蛋白质变性和脂肪氧化,保持制品的良好复水性和色香味。但制造费用较高, 多用于虾类等干制品。

影响干制品品质的因素 水产干制品的特点是在常温下能长期贮藏。在加工和贮藏过程中影响制品质量的因素,首先是干燥过程中肌肉蛋白质变性和脂肪氧化给制品品质所带来的影响。前者是在长时间干燥过程中加热和脱水所引起的肌原纤维蛋白质的变性和亲水性的丧失,使制品肌肉组织的复水性和咀嚼感差,严重地损害制品品质。脂肪氧化是在空气中加热贮藏的结果, 其影响对少脂鱼类较小, 对多脂鱼类特别严重。弥补这一缺陷的办法是采用冷冻干燥和冷风干燥。其次是微生物对制品品质的影响。在日干和风干的过程中, 常因气候条件, 产生不同程度的腐败变质。在贮藏过程中容易因干燥度不够或者包装不良, 从空气中吸收水分返潮而发霉甚至腐败。特别是在高温高湿季节的长时间贮藏中应注意防止。

图 2 食品冷冻升华干燥情况示意图

1. 加热板; 2. 浅盘盖; 3. 金属扩张性网格; 4. 食品物料中的干燥层; 5. 食品物料中的冻结层; 6. 浅盘