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浸渍式速冻技术是将食品直接或包装后浸渍在低温冷冻液中,通过直接的热交换实现快速冻结的冻结方式。直接浸渍冻结具有冻结速度快、能耗低等优点,但溶质渗透问题严重制约着其发展和广泛应用。因此,优化直接浸渍式速冻技术,将其应用于对虾的速冻加工中,探讨研究冻结液溶质渗透问题,从而提高冻对虾的产品质量,并推动此项技术的发展,具有较高的可行性和意义。 本课题以甜菜碱、丙二醇和氯化钠为主要组分,添加少量甘氨酸、低聚木糖、甘露醇,组成低温冻结液,以冻结点和黏度为指标,在单因素实验基础上,运用Box-Behnken试验设计原理进行试验设计,探讨了直接浸渍快速冻结的冻结液配方的最佳配比。结果表明,以质量分数计,由21%甜菜碱、15%丙二醇、10%氯化钠、1%甘氨酸、1%低聚木糖、1%甘露醇和水组成的多元冻结液,冻结点可达-38.10℃。 将上述冻结液应用于对虾的冷冻加工过程中,探讨对虾体内各组分的渗透问题,并利用明胶模型模拟对虾的浸渍冻结过程,以分析各组分的渗透深度。研究表明,对虾在上述低温冻结液中浸渍7min后虾体中心温度达到-18℃,而直接浸渍冻结7min后,甜菜碱、丙二醇和氯化钠在虾体内的渗透量分别达到1.479、1.618和2.014mg/g;直接浸渍冻结7min后,甜菜碱、丙二醇和氯化钠在模型中的渗透量分别达到2.9355、3.4683和5.4319mg/g。在直接浸渍过程中,三种溶质组分表现出相同的渗透规律,即:前4min内甜菜碱渗透速率较大,几乎呈直线增加,而之后的3min内渗透速率明显放缓。甜菜碱在虾体内和模型中的渗透量均小于丙二醇,丙二醇在虾体内和模型中的渗透量均小于氯化钠,我们推测这可能与三者的分子量大小有关。 通过对比离子色谱法和比色法两种方法测定甜菜碱的含量,表明离子色谱法测得甜菜碱在虾体中的渗透量为1.479mg/g,比色法测得甜菜碱在虾体中的渗透量为1.150mg/g;离子色谱法测量甜菜碱含量的回收率为97.62%~100.7%,比色法测量甜菜碱含量的回收率为88.89%~92.86%,研究表明,离子色谱法测量甜菜碱含量的方法准确度较高,缺点是前处理要求较高,处理步骤复杂,而比色法简单快速。 此外,还比较研究了浸渍冻结对虾和静止空气冻结对虾冻藏期间的品质变化和肌纤维变化情况。结果表明:贮藏期间静止空气冻结对虾的pH、挥发性研究氮含量、脂肪氧化值等腐败指标均高于浸渍冻结对虾,此外,浸渍冻结对虾多酚氧化酶活力低于静止空气冻结,这是由于迅速降温导致部分多酚氧化酶失活导致的。而对于盐溶性蛋白含量、Ca2+-ATP酶活力、质构、色泽、感官评价等指标浸渍冻结对虾均高于静止空气冻结。 通过光镜观察对虾肌肉组织切片的细胞间隙的大小。结果表明:浸渍冻结对虾的肌纤维排列更加致密,形成的冰晶间隙更加细小,分布均匀;而用冰箱慢冻结对虾的肌纤维排列疏松,形成的冰晶间隙宽大,这是两种冻结方式的冻结速度的差异造成的。随着贮藏时间的增加,浸渍冻结对虾的冰晶也逐渐长大,间隙逐渐变大,而细胞核也逐渐分解变少。而贮藏3个月后,静止空气冻结对虾的横切图中很难发现细胞核的存在。 通过电镜观察对虾肌肉组织切片的肌纤维结构变化情况。结果表明,贮藏3个月后,两种冻结方式的对虾粗细肌丝中的肌动球蛋白都出现被降解的现象;静止空气冻结对虾组织的明暗带已很难分辨,而浸渍冻结对虾组织中明暗带尚可观察到;浸渍冻结对虾中的线粒体也逐渐被分解,而静止空气冻结对虾的组织中已很难发现具有完整结构的线粒体。总之,浸渍冻结对虾的肌纤维结构更加完整。