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冷冻保存具有减缓食品劣变和病原体微生物的生长、降低绝大多数生化反应速度的优点,在国内外得到广泛的应用。但是,冷冻和冷藏过程冰结晶体积膨胀造成食品内在组织结构破坏,在一定程度上导致冷冻食品品质降低。本文将超声作用应用于食品冷冻过程,以改善冷冻食品质量,并从超声波作用对冷冻过程效率和微观结构的影响初步探讨了相关强化机理,主要研究内容包括:
1、自行设计并委托加工了可用于超声强化食品冷冻研究的实验设备,以面团作为研究对象,选择了合适的冷冻媒质实现了面团的超声浸渍冷冻。
2、实验研究了在不同电功率的超声波作用下,圆柱状面团中心横截面不同探测位点的温度变化规律。结果表明,适宜参数的超声波作用能强化面团冷冻过程的效率和冰结晶过程。当超声频率为25kHz、占空比为3s:6s、超声电功率在175W-360W变化时,随着超声电功率的增加,各温度测量点的冷冻总时间(tT)和相变阶段时间(tPT)缩短,而当电功率继续增大到418W时,tT和tPT有所延长,即超声电功率为360W时,tT和tPT最短。
3、采用食品质构分析仪(FTA)分析了在频率为25kHz、不同电功率和占空比的超声波作用下,超声强化冷冻面团所成型的面皮的弹性和延伸性,发现,反映面皮延伸性的最大穿破距离对超声电功率和占空比的依赖性不强,在各种超声条件下没有明显变化;但是,当超声电功率为288W或360W、超声占空比为1:2时,面皮达到较大的最大穿刺力,表明冷冻面团保持了较好的弹性。
4、经液氮冷冻断裂和真空冷冻干燥联合制样,采用扫描电子显微镜(SEM)分析冷冻面团的微观结构发现,超声冷冻面团内部颗粒排列紧密,冰晶升化留下的不规则孔隙小而密集,断裂面粗糙度降低,提示超声冷冻在面团内部形成了小而多的冰晶体;压汞仪分析冷冻面团内部孔径大小和分布结果进一步证实,在冰结晶总体积没有明显改善的情况下,面团经超声处理后粒径在1-4μm范围内的冰晶数量有所降低,而粒径在0.01-1μm范围内的冰晶体增加。