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扇贝具有较高的营养价值及药用价值,其闭壳肌的干制品俗称干贝,是我国传统的“海八珍"之一,深受消费者喜爱。目前扇贝的干制在大部分地区仍以传统的自然晾晒为主要加工方式,干燥手段落后和生产环境条件不卫生已成为了制约扇贝干制品进一步发展的严重问题。为了提高我国扇贝的干燥加工水平,满足国内外市场需求,本研究以海湾扇贝为原料,研究了热风干燥的动力学特性并以薄层干燥模型为基础建立了不同干燥温度下扇贝的热风干燥模型;探索了不同工艺参数对真空冷冻干燥时间和能耗的影响,建立了干燥时间和冻干能耗的回归模型;在于自然晾晒干燥作对比的基础上,分析及评价了3种干燥方法对扇贝干燥特性、感官特性、营养成分及挥发性风味物质的影响。试验结果表明:
1、研究并建立了扇贝热风干燥数学模型。干燥温度对扇贝热风干燥特性的影响显著,温度越高,干燥时间越短,干燥速率越快,含水率下降越快。水分扩散速率在扇贝干燥过程中起主导作用,试验温度范围扇贝的有效水分扩散系数的分布区间为:2.45×10-11m2/s～5.36×10-11m2/s,扩散常数Do为4.24×10-9m2/s,扩散活化能ED为12.58kJ/mol。经过对扇贝热风干燥过程12种薄层干燥模型的分析,Page模型最适用于扇贝的热风干燥,建立了不同干燥温度下的扇贝干燥数学模型。干燥温度55℃以下时,扇贝干燥后的收缩率、复水率和质构参数整体性较好,感官评价较高,易被人们接受。结合扇贝热风干燥效率而言,55℃为适宜的扇贝热风干燥温度。
2、研究了物料装载量、加热板温度和干燥室真空度对扇贝真空冷冻干燥时间和冻干能耗的影响;通过单因素试验和三因素二次正交旋转组合试验,建立了各因素对于燥时间和冻干能耗的回归数学模型。应用响应面分析,研究了各因素与响应值之间的对应关系,确定了扇贝真空冷冻干燥工艺的最佳条件为:物料装载量101.59g,加热板温度45.29℃,干燥室真空度54.79Pa。
3、研究了自然晾晒干燥、热风干燥和真空冷冻干燥3种干燥方法对扇贝干燥速率、水分活度、收缩率和复水率等干燥特性的影响。热风干燥和真空冷冻干燥的干燥速率更快,干燥时间更短。热风干燥和真空冷冻干燥下扇贝的水分活度小于0.700,更利于扇贝的储藏。真空冷冻干燥的扇贝其干燥后和复水后组织形态更接近未干燥的扇贝,而自然晾晒干燥下的扇贝其紧实度最好,肉质紧密。
4、研究了3种不同干燥方法对扇贝的质构、色泽、感官评价等感官特性的影响。自然晾晒干燥和热风干燥制品软硬适中,口感较好,真空冷冻干燥下扇贝的质构参数均与自然晾晒干燥、热风干燥下存在显著差异。真空冷冻干燥下扇贝的色泽更接近干燥前的扇贝,色泽评价上与另外两种干燥方式的扇贝存在显著性差异。三种干燥方法在感官特性的表现上各有利弊。如想弥补各种干燥方式下扇贝感官特性上的不足,有必要对其他干燥方法或联合干燥方法进行进一步的研究。
5、研究了3种不同干燥方法对扇贝的基本营养成分、氨基酸、脂肪酸、矿质元素等营养成分的影响。真空冷冻干燥下扇贝的蛋白质含量丰富,氨基酸、脂肪酸总量最高,与其它两种干燥方法存在显著差异。表明干燥方法对扇贝氨基酸和脂肪酸的含量影响较大,真空冷冻干燥条件下扇贝的营养评价明显高于其另外两种干燥方法,最大程度上保留了扇贝的营养成分。施6、研究了3种干燥方法对扇贝挥发性风味物质种类及相对含量的影响。不同干燥方法下,扇贝检出的挥发性风味物质种类相近,醛类物质对扇贝的风味有明显的贡献,其余还包括醇类、酮类、酸类、酯类、芳香类、呋喃类、酚类、烃类和其它共十个种类。不同干燥方法对扇贝挥发性风味物质的种类数量及相对含量因干燥方法不同而有明显的变化,真空冷冻干燥下扇贝的种类数量最多,但相对含量最少;热风干燥下扇贝挥发性风味物质的相对含量比重有明显的提升。