一種提高魚糜制品凝膠強度的微波組合加熱方法與流程

本發明涉及一種提高魚糜制品凝膠強度的微波組合加熱方法，屬于食品加工技術領域。

背景技術：

近年來，隨著我國漁業和加工技術的發展，我國的魚糜制品行業取得了長足進展，由過去單一化的生產，發展到機械化生產一系列新型高檔次的魚糜制品。而由高品質魚肉做成的魚糜制品因具有高蛋白含量低脂肪和卡路里迅速成為人們喜愛的健康食品。魚糜制品的凝膠特性是凝膠強度、持水性及白度的綜合表現，其中最重要的是凝膠強度，也是衡量魚糜制品品質的重要指標。

在魚糜制品的加工過程中，熱處理是其中最重要的環節，熱處理溫度和加熱速率決定了魚糜制品的品質。通常一些魚做成的魚糜在加鹽斬拌過后，肌原纖維蛋白在鹽分的作用下溶出，形成松散的網狀結構，即溶膠變為凝膠，因此能夠在40℃下形成半透明的凝膠。50-70℃時是凝膠裂化段，凝膠形成的網狀結構逐漸斷裂，這是由于魚肉中的內源性蛋白水解酶在這個溫度區間最為活躍，導致肌原纖維蛋白的肽鍵大量降解，使魚糜凝膠強度降低。在經高于80℃的溫度繼續加熱后能夠形成高彈性不透明的凝膠。因此在傳統的魚糜制品加熱過程中，通常采用二段式加熱的模式，即先在40℃水浴中傳導加熱30min。再在90℃水浴傳導加熱20min。然而，因為傳統的凝膠方法需要精細的溫度控制耗時過長、能耗大，凝膠在50-70℃區間停留時間過長，加劇了凝膠劣化程度，而且需要大量人力，并不適合批量生產。

微波加熱是利用物料中的極性分子，在快速變化的電磁場中產生劇烈轉動，與臨近分子發生摩擦效應，從而使物料升溫。因此微波加熱被認為是魚糜制品加工過程中非常有潛力的加熱方式。微波加熱是基于物料吸收電磁波輻射的量轉化成熱能而進行加熱，能夠快速并且有效的從內部加熱。與傳統的傳導加熱相比，因其具有傳熱快速、加熱時間短、物料受熱均勻、熱效率高、廉價且不產生污染等優點而被廣范應用于食品加熱中。它可以迅速經過50-70℃的溫度區間，使內源性的蛋白水解酶快速失活，避免魚糜凝膠劣化，因此微波加熱在魚糜凝膠形成過程中具有顯著優勢。雖然已有一些研究用微波直接加熱魚糜制品，而且得到凝膠強度較高的魚糜制品，使微波加熱快速升溫的特性得到應用，但是也正是因為微波的較快的升溫速率，水分散失過快尤其是魚糜內部溫度達到沸點時，魚糜的結構會被進一步破壞，這種純微波的加熱方式得到的魚糜制品通常是更硬而不是更彈。cn102551110a公布了一種微波加熱制備低鹽魚糜魚糕的方法，其主要目的在于制作一種不含鹽或鹽含量低的微波加熱低鹽魚糜魚糕的方法。閆虹等人(兩種微波加熱處理方式對白鰱魚糜凝膠特性的影響[j].現代食品科技，2014，30(27)196-204)采用水浴、微波二段式加熱方法，恒定微波功率、加熱不同時間(未控制溫度)，進而提高魚糜制品的凝膠強度；本發明的微波組合加熱方法是基于魚糜組分的電磁響應特性，以及水分的介電增強機制，并結合魚糜凝膠過程谷氨酰胺轉氨酶的最適作用條件(溫度恒定)，靶向、高效提高魚糜制品的凝膠強度。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種提高魚糜制品凝膠強度的微波組合加熱方法，所述的魚糜制品包括魚腸、魚糕、魚香腸、蟹棒、魚面、魚餅和魚卷等以魚糜為主要原料的魚糜制品。所述魚糜的原料魚是例如白鰱魚、銅盆魚或金線魚之類的白魚肉；例如鰹魚、秋刀魚、鯖魚或沙丁魚之類的紅肉魚以及墨魚、蝦等。

所述方法是將冷凍的魚糜經解凍、空斬、鹽斬、料斬、成漿后，成型熟化得到魚糜制品；所述成型熟化是將成漿后的魚糜漿料以注漿模頭或者手工擠壓的方式形成特定形狀，經微波組合加熱的方法得到高凝膠強度的魚糜制品；所述微波組合加熱方式如下：先在40-50℃水浴條件下凝膠20-40min，再在微波功率為3±1w/g的功率下采用間歇式加熱的方式使魚糜溫度升溫到80±2℃并保溫3-9min。熟化的魚糜制品放在冰水或者冷的自來水中冷卻，速凍包裝后冷凍保藏。

在本發明的一種實施方式中，所述微波組合加熱方式是指魚糜制品現在40℃的水浴中以傳導加熱的方式凝膠30min。之后用微波功率為3±1w/g的微波功率間歇式加熱的方式使魚糜制品的中心溫度升至80℃并保溫7min。

在本發明的一種實施方式中，所述微波間歇式加熱是采用微波先加熱20-30s，停止加熱20-30s，此為一個周期，如此重復操作，直至魚糜樣品加熱至80-90℃并保溫5±1min。

在本發明的一種實施方式中，所述微波間歇式加熱是采用微波先加熱24s，停止加熱24s，此為一個周期，如此重復操作，直至魚糜樣品加熱至80±2℃并保溫5±1min。

本發明中所述的“使魚糜溫度升溫到80±2℃并保溫3-9min”中的保溫，是指保持魚糜制品的中心溫度在80±2℃內浮動。可通過兩種加熱模式達到。其一，當微波以功率為3±1w/g加熱到設定的溫度時，微波停止加熱，此時允許魚糜制品的中心溫度在設定的溫度80±2℃內波動，當中心溫度低于設定溫度時，以原本的功率繼續加熱，當加熱的溫度達到設定的溫度時，微波停止加熱，以此使中心溫度維持在設定的溫度。其二，當以適當的微波功率3±1w/g加熱到設定的溫度時，立即改變微波加熱的功率，以原本功率1/8-1/4進行持續加熱，以此來維持魚糜中心溫度在設定的溫度80±2℃波動。

通過不同的注漿模頭，使魚糜制品形成不同條狀、塊狀等，模頭的形狀可根據生產的需要進行更換。

在本發明的一種實施方式中，所述解凍，是將在-20℃儲藏的冷凍魚糜在4攝氏度中解凍10-14h，使魚糜塊表面溫度在10℃以下，而魚糜塊的中心溫度在-3℃以下。

在本發明的一種實施方式中，所述空斬，是將解凍的魚糜中心溫度≤5℃放入斬拌機中，斬拌機刀軸的旋轉速度為2000-3000r/min的條件下空斬2-3min，直至魚糜出現“抱團”的現象，隨后向魚糜中加入1±0.1％的磷酸鹽繼續斬拌，最終達到魚糜無硬顆粒的狀態，得到空斬魚糜。加入磷酸鹽的作用是保持魚糜制品原有的風味和營養。有效地提高魚糜制品的保水能力，使魚糜制品的肉汁更豐富，口感鮮嫩。

在本發明的一種實施方式中，所述空斬，是將解凍的魚糜，切成2-3cm³小塊加入到斬拌機中，在溫度為0-12℃與轉速斬拌機刀軸的旋轉速度為2000-3000r/min的條件下空斬2-3min，直至魚糜出現“抱團”的現象，期間向魚糜中加入1±0.1％的磷酸鹽，最終達到魚糜無硬顆粒的狀態。

在本發明的一種實施方式中，所述鹽斬，是按照魚糜重量的2-4％向空斬得到的魚糜中加入食鹽，在刀軸轉速為2000-3000r/min的條件下鹽斬3-8min，直至魚糜完全分散，漿料變成黏稠狀。添加食鹽的目的是提高離子濃度使魚糜中的鹽溶性蛋白高級結構展開形成的溶膠便于蛋白質結構重新交聯形成具有彈性的凝膠網絡結構。所述食鹽添加量小于2％時，不利于鹽溶性蛋白的溶解，蛋白分子結構不能完全展開；若食鹽添加量大于4％，則會使魚糜制品口味過咸影響口感，而且高nacl含量會增加高血壓和心血管疾病的危險。因此食鹽的添加量是2-4％，優選的是2.8-3.2％。

在本發明的一種實施方式中，所述料斬，是向鹽斬得到的魚糜中加入18±1％大豆乳化漿，在刀軸轉速為3000-4000r/min的條件下混斬4-10min，期間加入香辛料，直至漿料充分混勻，用手摸無顆粒感。所述大豆乳化漿，是將大豆蛋白：雞皮：冰水按照1:1:5的比例加入到斬拌鍋中，經乳化處理5-6min，直至所述材料成細膩的乳化漿。所述香辛料是能夠改變魚糜制品風味的調味品，例如胡椒粉、辣椒粉、咖喱粉等香辛料和調味品，用量按照實際情況調整添加，通常為0.5-0.6重量份。

在本發明的一種實施方式中，所述大豆蛋白乳化漿是由大豆蛋白干粉和雞皮按照重量比1:1混合，加入5份重量的冰水，再經乳化處理5-6min制成的漿體。所述的乳化處理是使用高速乳化機選用3000-4000r/min的轉速均質乳化5-6min。

在本發明的一種實施方式中，所述成漿，是向料斬后的物料中加入14±1％的淀粉，在刀軸轉速為2000-3000r/min的條件下混斬2-4min。使淀粉均勻分散到魚糜體系中，得到魚糜制品漿料。所述淀粉為市售櫻花牌淀粉或編號為sh-52淀粉和mqs-99淀粉和木薯淀粉。新鮮的魚肉中含有72-80％的水分，其余的固體物質大部分為蛋白質。當魚糜制品受熱時，蛋白質因變性而失去對水分的結合能力，而淀粉能夠吸收這部分水分，糊化并形成穩定的結構。因此加入淀粉對于保證魚糜制品的持水性、改善組織結構是非常重要的。

在空斬、鹽斬、料斬、成漿中，中魚糜物料的溫度均保持低于5℃，所述的斬拌均使用間歇式斬拌的方式，即在斬拌機中斬拌40-50s，接著讓斬拌機停止30s，停止期間刮去斬拌機內壁上附著的魚糜原料，接著重復上述步驟，直至魚糜原料達到預期的狀態。如此，可避免在斬拌過程中因電機產熱和摩擦生熱使魚糜原料溫度升高不符合肉制品加工標準中的相關規定從而影響凝膠強度。

根據本發明一種優選的實施方式，所述微波組合加熱方法所得到的魚糜制品，其凝膠強度能夠達到800-900g×cm。

有益效果

目前為止，直接用微波加熱易造成50℃以前凝膠化不充分，肌原纖維蛋白分子不能充分延展，相互交聯形成的網狀結構穩定性差，從而影響魚糜制品的品質和感官特性。而本發明采用傳導先使魚糜充分凝膠化，再用微波加熱的方式使魚糜凝膠快速通過凝膠裂化區，此種微波組合加熱的方式不僅能夠提高魚糜的凝膠強度，使其具有想要的彈性，而且能夠節省大量時間，提高生產效率。和普通的微波加熱相比，采用傳導和微波保溫的微波組合加熱方法，即在指定的溫度區間調節微波的功率使魚糜制品的溫度保持一段時間，這種微波組合加熱方法能夠有效的提高魚糜的凝膠強度，并順應當今微波加熱在魚糜制品中應用的新趨勢。

具體來說，采用微波組合加熱的方法(圖1)，同時發揮了傳導和微波加熱的優勢。在50℃以前通過傳導加熱使魚糜制品充分凝膠化，肌原纖維蛋白分子能夠充分延展，并相互交聯形成網絡結構。而采用微波加熱保溫的后續加熱方式能夠迅速跨過魚糜凝膠裂化區間，使內源性蛋白水解酶快速失活，避免凝膠劣化。采用此種微波組合加熱的方式，加熱速度快，能源利用率高，生產效率高。和傳統的傳導二段式加熱對比，凝膠強度提高了1.6倍以上(圖6)，且組織結構更加均勻致密(圖8)，質地更加細膩。在魚糜白度差異很小的情況下(表1)，提高了持水力(表2)，和彈性(圖5)。而且傳統的微波加熱相比，所述微波組合加熱方法具有失水率(表2)低對形貌影響較小的優點(圖7)。本方法不添加任何增塑劑、黏著劑和價格較高的酶制劑，成本較低。

附圖說明

圖1微波組合加熱方法保溫曲線圖；

圖2不同微波組合加熱條件對魚糜制品品質的影響，a代表微波功率3w/g凝膠強度，b代表微波功率5w/g凝膠強度，c代表微波功率7w/g凝膠強度；a代表微波功率3w/g持水力，b代表微波功率5w/g持水力，c代表微波功率7w/g持水力；

圖3傳統微波加熱方法的優化圖，a凝膠強度，b持水力；

圖4魚糜制品經不同加熱方式在最優條件下處理后的破斷力圖；

圖5魚糜制品經不同加熱方式在最優條件下處理后的破斷距離圖；

圖6魚糜制品經不同加熱方式在最優條件下處理后的凝膠強度圖；

圖7魚糜制品經不同加熱模式在最優條件下熟化后的魚腸照片；

圖8魚糜制品經經不同加熱方式在最優條件下凝膠熟化后的掃描電鏡圖(x1000)；圖4～8中，a代表本發明微波組合加熱方法、b、代表傳統微波加熱方法、c、代表傳統二段式傳導加熱方法。

具體實施方式

以下實施例使用的魚糜是目前市場上銷售的產品，例如由寧波錦海水產食品有限公司以商品名冷凍銅盆魚魚糜銷售的產品。

以下實施例使用的高速乳化機是目前市場上銷售的產品，例如由fluko公司以商品名fa25高速乳化機銷售的產品。

以下實施例使用的斬拌機是由上海申發機械有限公司以商品名“申發”牌銷售的高速斬拌機或河北曉進機械制造股份有限公司以商品名“曉進”牌銷售的高速斬拌機。

實施例1

本實施例為微波組合加熱方法條件的優化，具體實施例如下：

a、解凍

將在-20℃儲藏的由寧波錦海水產品以商品名冷凍銅盆魚糜在溫度為4攝氏度中解凍10-14h，是魚糜塊表面溫度在10℃一下，而魚糜塊的中心溫度在-3℃以下。

b、大豆乳化漿

大豆蛋白：雞皮：冰水按照1:1:5的比例加入到斬拌鍋中，經乳化處理5-6min，直至所述材料成細膩的乳化漿。

c、空斬

將解凍的魚糜溫度≤5℃放入斬拌機中，斬拌機刀軸的旋轉速度為2000-3000r/min的條件下空斬2-3min，直至魚糜出現“抱團”的現象，期間向魚糜中加入1±0.1％的磷酸鹽，最終達到魚糜無硬顆粒的狀態，得到空斬魚糜。

d、鹽斬

按照魚糜重量的2-4％向步驟c中得到的空斬魚糜中加入實驗，在刀軸轉速為2000-3000r/min的條件下鹽斬3-8min，直至魚糜完全分散，漿料變成黏稠狀。

e、料斬

向步驟d中得到的鹽斬魚糜中加入18±1％步驟a得到的大豆乳化漿，在刀軸轉速為3000-4000r/min的條件下混斬4-10min，期間加入香辛料，直至漿料充分混勻，用手摸無顆粒感。

f、成漿

向步驟e中加入14±1％的淀粉，在刀軸轉速為2000-3000r/min的條件下混斬2-4min。使淀粉均勻分散到魚糜體系中，得到魚糜制品漿料。

g、成型熟化

將步驟f得到的魚糜漿料以注漿模頭或者手工擠壓的方式形成特定形狀。成型的魚糜制品先在38-42℃(優選40℃)的水浴中以傳導加熱的方式凝膠30min，將水浴傳導加熱之后的魚糜制品在功率為3±1w/g，5±1w/g，7±1w/g(優選3w/g)的功率下間歇式加熱到70、80、90℃并保溫3-9min(優選80℃、5min)。

所述間歇式加熱是以微波加熱24s停24s以此重復加熱，直至溫度達到設定的溫度。

所述微波加熱的溫度是通過加拿大fiso公司提供的光纖探針在線檢測的，當微波加熱達到設定的溫度時，微波停止加熱，當溫度低于設定的溫度時，微波以原功率繼續加熱直到達到設定的溫度，并重復此過程在設定的溫度下保持一定的時間(圖1)。微波加熱結束后得到所述具有較高凝膠強度的魚糜制品。其中微波組合加熱方法的最優條件為3±1w/g加熱至80±2℃并保溫5min(圖2)。保溫過程允許溫度在設定的溫度下上下波動2℃。

實施例2

實施例2與實施例1不同的地方是在微波組合加熱的方法中，當微波加熱達到設定的溫度時，降低微波功率，以原來功率的1/8-1/4進行持續加熱，以維持魚糜中心的溫度在設定的溫度上下2℃的范圍內波動，若魚糜的溫度高于設定的溫度則降低此時的功率，直至溫度回至設定的溫度并維持一段時間。

對照例1

此對照例為傳統微波加熱方法的條件優化。

對照例1具體的操作步驟和實施例1一樣，不同的是在步驟g中魚糜經成型后通過傳統的微波加熱模式，即把成型的魚豆腐以恒定3w/g、5w/g、7w/g的功率以間歇式加熱的方式加熱24s停24s總共微波加熱時間為24、48、72、96、120s，加熱結束后即的傳統微波加熱的魚糜制品。其中傳統微波加熱方法的最優化條件為5w/g加熱時間72s。

對照例2

對照例2的具體操作步驟和實施例1相同，不同的是在成型熟化階段不采用微波加熱的組合加熱方式，而是采用公知的傳統二段式加熱模式，即先在40℃的水浴中傳導加熱30min，后立即取出放入90℃的水浴中傳導加熱20min。加熱結束后即得傳統傳導加熱的魚糜制品。

表1不同加熱方式最優條件下魚糜制品的白度測定

表2不同加熱方式最優條件下魚糜制品失水率和持水力

以上表中a代表本發明微波組合加熱方法、b代表傳統微波加熱方法、c代表傳統二段式傳導加熱方法

雖然本發明已以較佳實施例公開如上，但其并非用以限定本發明，任何熟悉此技術的人，在不脫離本發明的精神和范圍內，都可做各種的改動與修飾，因此本發明的保護范圍應該以權利要求書所界定的為準。