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肉制品尤其是热加工肉制品,以其食用方便、营养美味倍受消费者青睐,又因其市场需求大、附加值高以及易实现工业化等特点倍受食品工程领域关注,其工艺开发与工艺改良一直是研究重点;而热处理工艺优化作为工艺改良的核心,能够高效的实现产品品质增幅、成本降低、市场竞争力提高等,长期以来一直作为国内外热处理研究热点。目前,肉制品的热处理工艺优化的主流研究方法为高度依赖试验的正交和响应面法,试验耗时耗材耗能很大;数值方法能够将实验条件参数化,在模型精准和计算机辅助合理的前提下,能够高效、低能耗优化热处理工艺。我国是肉类生产和消费的大国,并且肉制品热加工是肉类加工工业中最主要的高附加值门类,研究肉制品的热加工工艺优化具有重要意义。本研究采用的数值优化研究体系主要内容为:通过热处理样品及工艺特征分析进而进行几何模型构建、工艺步骤参数化、传热数值模型构建、动力学计算及参数实验验证,最终在规律分析和优化筛选的基础上得到优化结果。本文以保藏热处理代表工艺——罐头常规杀菌为研究对象,进行辣子鸡软罐头的杀菌工艺优化。优化同时包括两种优化方式:以厚度控制为主的包装控形和以梯度升温为主的变温杀菌控制。总体优化模型以杀菌值为限制条件,以动力学参数:表面蒸煮值和体积平均蒸煮值为目标函数。优化过程为:首先针对辣子鸡软罐头的不规则包装,采用3D重建技术和CFD数值模拟结合的方式,模拟出不规则软罐头的全局温度历史,并获取体积平均动力学参数;再通过自行设计、制作的控形模具对不规则软罐头进行厚度控制和形状固定,将不规则软罐头形状由不规则转化为规则并且冷点可控;通过数值模拟筛选出厚度且梯度升温合理的优化杀菌工艺,之后通过实际生产试验对已优化杀菌工艺进行传热学、动力学及食用品质的验证。最终得到厚度控制为20mm,梯度升温为第一阶段95℃保温25min,第二阶段121℃保温15min的辣子鸡软罐头杀菌新工艺。该工艺与原恒温杀菌工艺(112℃/85min)相比,杀菌值略高于原工艺(6.67min>6.56min),表面蒸煮值和体积平均蒸煮值分别比原有的恒温杀菌工艺42.28%和41.49%(P<0.01),杀菌时间缩短26.03%;杀菌后辣子鸡L值、b值分别比原有工艺提升19.62%和22.27%,水分、剪切力品质分别提升10.29%和18.58%,感官综合品质有明显提升;该杀菌工艺温度阈值能够满足工业生产需求。另一方面,本文以转化热处理的代表工艺——中式烹饪中炒制工艺的油料比为研究对象,具体炒制工艺为猪里脊肉爆炒工艺。优化模型以成熟值为0.5min为限制条件,以表面过热值及烹饪品质为目标函数。具体过程为:为获取实际爆炒过程中颗粒的表观表面换热系数,本文首先采用课题组已构建的烹饪专用时间温度积分器,结合课题组验证完成的含蒸发烹饪热/质传递数学模型,再应用该关键参数对预热油温分别为120℃、140℃和160℃的、油料比为1:7、1:3、1:1、3:1和7:1的油炒猪里脊肉进行数值模拟计算,计算实际烹饪过程中的终点成熟时间和表面过热值,并根据该成熟时间进行实际烹饪,比较蒸煮损失、剪切力、含水率、质构和感官品质5项指标。研究发现在相同温度下,油料比越高烹饪品质越好;并且多量油脂对品质的贡献率,特别在高油料比较高水平,随着油料比的升高,越来越小。基于该规律并考虑实际烹饪的合理性及感官评价中油腻感的不良影响,本文选择油料比为2:1为最佳油料比。油料比是中式烹饪品质形成的重要影响因素,本文能够为以中式烹饪原理为核心的自动烹饪和工业化烹饪提供理论依据和参数指导。