CN107048243B - 一种陆基生产南极磷虾粉过程中降低挥发性盐基氮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水产品加工方法，尤其涉及一种陆基生产南极磷虾粉过程中降低挥发性盐基氮的方法，包括如下步骤：第一步，解冻；第二步，清洗；第三步，固液分离；第四步，蒸煮；第五步，固液分离；第六步，漂洗；第七步，固液分离；第八步，干燥；干燥为分段干燥；干燥分为两个阶段，其中第一段干燥方式为气流干燥，气流干燥的进风温度为130℃‑150℃，出风温度为70‑80℃，完成气流干燥后的南极磷虾物料E的水分含量≤50％；第九步，包装。同时提供了一种低挥发性盐基氮含量的南极磷虾粉，水分含量≤10％，挥发性盐基氮含量≤20mg/100g；本发明的优点在于：操作简单、设备投资少、无环境污染、效率高，适合工业化操作。
Description
技术领域
本发明涉及水产品加工方法，尤其涉及一种陆基生产南极磷虾粉过程中降低挥发性盐基氮的方法。
背景技术
挥发性盐基氮(TVB-N)指动物性食品由于酶和细菌的作用，在腐败过程中，使蛋白质分解而产生氨以及胺类等碱性含氮物质。此类物质具有挥发性，其含量越高，表明氨基酸被破坏的越多，特别是蛋氨酸和酪氨酸，因此营养价值大受影响。
南极磷虾(Euphausia superba Dana)是一种生活在南极海域的小型甲壳类动物，生物资源量约为1.25～7.5亿吨，目前尚未得到充分的开发利用。南极磷虾目前主要被在船上直接加工成南极磷虾粉或冷冻南极磷虾。由于目前船上加工设备的限制，有的远洋捕捞公司开始采用陆基加工南极磷虾粉的相关工作，但是在加工过程中发现，南极磷虾在捕捞后经过冷冻、解冻、蒸煮、干燥等一系列流程后，加工得到的虾粉存在挥发性盐基氮含量明显升高的情况，即在南极磷虾捕捞后，其新鲜度迅速下降，而在解冻的过程中又会使其品质进一步劣化，在干燥等工序中产品的挥发性盐基氮含量进一步上升。南极磷虾虾粉的挥发性盐基氮含量的高低，在很大程度上直接影响了其在食品领域的应用，同时也影响了其作为饲料蛋白原的价值，对磷虾产业有较大的影响。
国内专利CN201020683123.7和CN201210284607.8分别公开了一种利用蒸汽脱除鱼粉中挥发性盐基氮的装置，可将鱼粉中的挥发性盐基氮含量降低至工艺指标范围内。该设备采用了高温长时间的蒸脱处理，对于鱼粉有较好的效果，但该设备及方法在虾粉生产过程中并不适用，因为虾粉本身含有虾青素、磷脂等热敏性成分，在长时间的高温高湿处理下会被严重破坏。
国内专利201410459543.X公开了一种高效降低水溶性南极磷虾活性肽中挥发性盐基氮含量的方法，包括如下操作步骤：南极磷虾粉经酶解、脱氟后，得磷虾活性肽水溶液；通过稀释或浓缩调节磷虾活性肽水溶液的固形物含量，向磷虾活性肽水溶液中加入膨松剂；将磷虾活性肽水溶液于真空条件下加热一段时间，冷却后，离心取上清液；上清液通过脱盐、喷雾干燥，得低挥发性盐基氮含量的磷虾活性肽粉末产品。该方法虽然能够明显低降低挥发性盐基氮的含量，但是其脱除是在溶液的状态下进行的，在虾粉生产过程中无法使用该方法。
国内专利201110177896.7公开了一种降低冷冻虾仁中挥发性盐基氮的方法，采用EDTA溶液进行浸泡清洗，同时需要调整EDTA溶液的ph至5.0-6.0，期间需要浸泡0.5-1h，并且重复0-5次，该处理方法使用了EDTA溶液，还需要对ph进行调整，操作不能连续进行，而对于需要大宗处理的磷虾原料来说，该方法的经济性和实用性较差。
因此，一种陆基生产南极磷虾粉过程中降低挥发性盐基氮的方法有待研发。
发明内容
本发明解决的技术问题是，现有技术中尚无高效的降低陆基生产南极磷虾粉的挥发性盐基氮含量的方法。
为解决上述问题，我们提出了一种陆基生产南极磷虾粉过程中降低挥发性盐基氮的方法，该方法操作简单、设备投资少、无环境污染、效率高，适合工业化操作。
为实现上述需求,本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种陆基生产南极磷虾粉过程中降低挥发性盐基氮的方法，所述的方法包括如下步骤：
第一步，解冻，采用微波解冻将整板冷冻南极磷虾块解冻为松散的南极磷虾物料A，解冻后温度在0-10℃；
在陆地上进行南极磷虾的加工所用的原料均为冷冻原料，因此合适的解冻方法是比较关键的，目前南极磷虾从南极捕捞后一般是冻成板状，每个冻板的大约10kg，该质量的冷冻虾板如果采用常温静置解冻或者流水解冻都是不现实的，前者会导致磷虾在解冻过程中自溶，蛋白降解，脂质氧化；而后者则会需要较大的流水解冻设备，浪费水资源；且上述两种方法均需要较长的解冻时间，无法满足工业化生产需要。故采用微波解冻方法，一般使用隧道式微波解冻装置，将南极磷虾冻板通过传送带输送到设置有微波源的隧道内部，通过低功率的微波进行整体快速解冻，解冻过程均匀，时间短，可以实现连续化快速解冻；
第二步，清洗，将解冻后的南极磷虾物料A用水进行清洗，南极磷虾物料A和水的比例为1:3-1:5，清洗10-15min；
解冻后的南极磷虾板中磷虾个体散开，南极磷虾由于冷冻和解冻导致磷虾个体存在组织液和捕捞过程中未完全沥干的海水，这些液体需要用淡水进行清洗，以减少之前磷虾在冷冻和解冻过程中产生的挥发性盐基氮成分；该清洗过程作为第一个降低挥发性盐基氮的操作；
第三步，固液分离，清洗完成后将混合物固液分离，得到南极磷虾物料B和清洗废水；
固液分离可以采用离心脱水或挤压脱水的方式，降低南极磷虾物料B的含水量，一般离心脱水的含水量在60-70％，挤压脱水则可以通过调整挤压的程度最低使水分含量降低到55％左右；相应地，离心脱水后清洗废水中含固量要低于挤压脱水中废水的含固量；
第四步，蒸煮，将南极磷虾物料B放入加热设备中进行蒸煮，将南极磷虾物料B加热到90℃以上；
加热到90℃以上对磷虾物料B进行灭酶，以防止蛋白质和脂肪在酶作用下发生降解，而与专利CN201210284607.8的区别在于，鱼粉采用蒸汽高温长时间的蒸脱处理，对于鱼粉有较好的效果，但该设备及方法在虾粉生产过程中并不适用，因为虾粉本身含有虾青素、磷脂等热敏性成分，在长时间的高温高湿处理下会被严重破坏，蒸汽温度一般会在110-150℃之间，而高于90℃的温度对磷虾物料B加热15min以内，可以保证磷虾物料B内酶被灭活，同时保证热敏性成分不被严重破坏。
第五步，固液分离，将步骤四完成加热的混合物料进行固液分离，得到南极磷虾物料C和煮液，南极磷虾物料C的水分含量≤65％；
该固液分离的效果和作用同步骤三相同；一般是采用离心分离的方法，可以保持相对高的水分含量，以方便步骤六中漂洗前在搅拌罐中分散；
第六步，漂洗，将南极磷虾物料C放入搅拌罐中，加入3-5倍南极磷虾物料C质量的水进行漂洗；
该漂洗过程需要先将离心分离的磷虾物料C在搅拌罐中进行分散，避免在搅拌罐中有大块的磷虾物料，漂洗可以将挥发性盐基氮成分溶解到水中，便于进一步分离，使挥发性盐基氮含量降低到更低的水平；
第七步，固液分离，将步骤六完成漂洗的混合物料进行固液分离，得到南极磷虾物料D,南极磷虾物料D的水分含量≤55％；
该固液分离的效果和作用同步骤三相同；一般采用挤压脱水的方式，该脱水方式可以使水分含量降低到55％以下，以减小干燥过程中的负担，降低能耗，提高干燥效率；
第八步，干燥，将南极磷虾物料D进行干燥，得到低挥发性盐基氮含量的南极磷虾粉，水分含量≤10％，挥发性盐基氮含量≤20mg/100g；
一般情况下，以冷冻南极磷虾为原料加工的虾粉，其挥发性盐基氮含量大多在100mg/100g以上，这样的虾粉无论是作为食品或者饲料用都不合格；尤其是作为虾油、磷虾肽产品的原料时，会对虾油和磷虾肽的品质造成较大的影响，增加了这些产品后期精制的难度；
第九步，包装，得到低挥发性盐基氮含量的南极磷虾粉产品。
所述第四步中，蒸煮过程采用的是逆流蒸煮的方式，在连续式的蒸煮器中，水从一端进入，另一端流出；南极磷虾物料B则以相反方向进料和出料；南极磷虾物料B和蒸煮用水的质量比为1:3-1:5；
逆流蒸煮的方式中磷虾的输送方向和蒸煮水的流动方向相反，使磷虾原料能够更充分地被蒸煮洗涤，提高了蒸煮的效率；
所述第八步中，干燥为分段干燥；干燥分为两个阶段，其中第一段干燥方式为气流干燥，气流干燥的进风温度为130℃-150℃，出风温度为70-80℃，完成气流干燥后的南极磷虾物料E的水分含量≤50％。
气流干燥方式可以使磷虾物料的水分快速降低到50％以下，避免了长时间的高湿高温干燥带来的脂质氧化和蛋白水解。
其中，
所述整板冷冻南极磷虾块的水分含量≤80％，挥发性盐基氮含量≤50mg/100g。
对原料起始的挥发性盐基氮含量进行限定，50mg/100g的挥发性盐基氮含量已经是比较高的值，绝大多数的冷冻磷虾原料都可以达到该水平。
所述第四步中，蒸煮用水在进入蒸煮器之前预热到90℃以上；
蒸煮用水在不预热的条件下进入到逆流蒸煮设备会导致磷虾物料温度上升缓慢，在磷虾物料完成蒸煮时，其中心温度无法达到90℃以上，导致灭酶不彻底，影响后续工艺。
所述第五步中，采用的固液分离设备为两相式卧式螺旋离心机；所述第七步中采用的固液分离设备为双螺杆脱水机；
采用不同的离心设备主要是根据工艺需要选择，卧式螺旋离心机一般可将物料脱水至60-70％之间，而双螺杆脱水机则可以将物料脱水至50-60％之间。
所述第六步中，漂洗用水的温度为60-90℃；
实验证明高温漂洗对挥发性盐基氮成分溶入到液体中有更好的效果，同时保持物料温度在较高水平上，可以提高干燥工艺段的干燥效率，相当于提前对于物料进行预热。
所述第八步中，干燥的第二个阶段采用圆盘式真空干燥机干燥，干燥过程中物料温度≤50℃，干燥时间≤1h，真空度为0.04-0.09MPa；
当物料中水分含量相对较低时，热敏性成分更容易受高温影响遭到破坏，因此，当水分含量降低到50％时采用真空干燥方式，可以有效地降低热敏性成分的破坏，而这点在鱼粉加工过程中不需要考虑。
本发明还提供了一种陆地上制备的低挥发性盐基氮含量的南极磷虾粉，根据上述方法制备得到，水分含量≤10％，粗蛋白含量≥60％，挥发性盐基氮含量≤20mg/100g。
本发明中，采用清洗、蒸煮和漂洗三次磷虾物料，使磷虾物料与水作用，使水溶性的小分子挥发性盐基氮成分溶于溶液中，通过三次固液分离将其大量地留在了液体中，而最终留用的固体物料部分的挥发性盐基氮成分则大大降低；而现有的虾粉生产工艺仅仅采用蒸煮和脱水的方式，这种方式适合于船载虾粉生产，但是在陆地上生产虾粉则需要解决冷冻原料的高挥发性盐基氮含量对最终虾粉质量的影响，如果采取与船载虾粉生产工艺相同的方法，陆基生产虾粉产品中则会保留大量的挥发性盐基氮成分；该方法则针对于该问题进行了三次固液分离设计，实现了陆基生产高品质南极磷虾粉的目标；进一步的，在后续的干燥阶段，采用了分段式的干燥方法，第一段采用了高温的气流干燥短时作用，使完成脱水的磷虾物料在高温气体瞬间作用时气流带走水汽的同时将沸点更低的挥发性盐基氮成分进一步蒸脱除去，第二段则采用了相对低温的真空干燥方法，高的真空度降低了水和挥发性成分的沸点，起到了进一步降低挥发性盐基氮成分的作用；而目前尚无南极磷虾粉生产方法采用这种组合干燥的方式。
本发明的有益效果在于：该方法操作简单、设备投资少、无环境污染、效率高，适合工业化操作。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1:
一种陆基生产南极磷虾粉过程中降低挥发性盐基氮的方法，包括如下步骤：
第一步，解冻，采用微波解冻将整板冷冻南极磷虾块解冻为松散的南极磷虾物料A，解冻后温度在6℃；整板冷冻南极磷虾块的水分含量为78％，挥发性盐基氮含量39mg/100g；
第二步，清洗，将解冻后的南极磷虾物料A用水进行清洗，南极磷虾物料A和水的比例为1:3，清洗10min；
第三步，固液分离，清洗完成后将混合物固液分离，得到南极磷虾物料B和清洗废水；
第四步，蒸煮，将南极磷虾物料B放入加热设备中进行蒸煮，将南极磷虾物料B加热到93℃；蒸煮过程采用的是逆流蒸煮的方式，在连续式的蒸煮器中，水从一端进入，另一端流出；南极磷虾物料B则以相反方向进料和出料；南极磷虾物料B和蒸煮用水的质量比为1:3；蒸煮用水在进入蒸煮器之前预热到91℃；
第五步，固液分离，将完成加热的混合物料用两相式卧式螺旋离心机进行固液分离，得到南极磷虾物料C和煮液，南极磷虾物料C的水分含量为63％；
第六步，漂洗，将南极磷虾物料C放入搅拌罐中，加入3倍南极磷虾物料C质量的水；漂洗用水的温度为60℃；
第七步，固液分离，将完成漂洗的混合物料用双螺杆脱水机进行固液分离，得到南极磷虾物料D,南极磷虾物料D的水分含量为54％；
第八步，干燥，将南极磷虾物料D进行干燥，得到低挥发性盐基氮含量的南极磷虾粉；干燥为分段干燥；干燥分为两个阶段，其中第一段干燥方式为气流干燥，气流干燥的进风温度为130℃，出风温度为70℃，完成气流干燥后的南极磷虾物料E的水分含量46％；干燥的第二个阶段采用圆盘式真空干燥机干燥，干燥过程中物料温度≤50℃，干燥时间≤1h，真空度为0.04-0.09MPa。
第九步，包装，得到低挥发性盐基氮含量的南极磷虾粉产品；
本实施例的方法得到了一种南极磷虾粉，其主要质量指标如下：
水分含量为9.76％；蛋白质含量为62.3％；脂肪含量为12.5％；挥发性盐基氮含量14mg/100g。
而相同原料在实验室中模拟现有虾粉加工方法加工的虾粉挥发性盐基氮含量则较高，实验室选用2kg冷冻南极磷虾，在室温下解冻2h，采用组织捣碎机进行粉碎后加入1:3的水进行蒸煮，然后用离心机4500r/min离心10min，完成离心后将沉淀放入不锈钢盘中平铺，95℃下干燥2h，该样品作为对比虾粉样品。
其与本实施例的方法进行对比如下：
从对比数据看，挥发性盐基氮含量由原来的86mg/100g下降到14mg/100g，仅为原来的16％，效果非常明显，另外，还可以看出，虾粉的氟含量在经过本发明方法加工后也发生了明显的降低，为原来氟含量的15.7％。
本实施例中，采用清洗、蒸煮和漂洗三次磷虾物料与水的作用，使水溶性的小分子挥发性盐基氮成分溶于溶液中，通过三次固液分离将其大量地留在了液体中，而最终留用的固体物料部分的挥发性盐基氮成分则大大降低；而现有的虾粉生产工艺则没有采用三次固液分离的工艺，因此其虾粉产品中保留了大量的挥发性盐基氮成分；进一步的，在后续的干燥阶段，采用了分段式的干燥方法，第一段采用了高温的气流干燥短时作用，使完成脱水的磷虾物料在高温气体瞬间作用时气流带走水汽的同时将沸点更低的挥发性盐基氮成分进一步蒸脱除去，第二段则采用了相对低温的真空干燥方法，高的真空度降低了水和挥发性成分的沸点，起到了进一步降低挥发性盐基氮成分的作用；而目前尚无南极磷虾粉生产方法采用这种组合干燥的方式。
本实施例的有益效果在于：该方法操作简单、设备投资少、无环境污染、效率高，适合工业化操作。
Claims (5)
1.一种陆基生产南极磷虾粉过程中降低挥发性盐基氮的方法，其特征在于：所述的方法包括如下步骤：以冻板状南极磷虾为原料，
第一步，解冻，采用微波解冻将整板冷冻南极磷虾块解冻为松散的南极磷虾物料A，解冻后温度在0-10℃；
第二步，清洗，将解冻后的南极磷虾物料A用水进行清洗，南极磷虾物料A和水的比例为1:3-1:5，清洗10-15min；
第三步，固液分离，清洗完成后将混合物固液分离，得到南极磷虾物料B和清洗废水；
第四步，蒸煮，将南极磷虾物料B放入加热设备中进行蒸煮，将南极磷虾物料B加热到90℃以上；
第五步，固液分离，将完成加热的混合物料进行固液分离，得到南极磷虾物料C和煮液，南极磷虾物料C的水分含量≤65％；
第六步，漂洗，将南极磷虾物料C放入搅拌罐中，加入3-5倍南极磷虾物料C质量的水；所述第六步中，漂洗用水的温度为60-90℃；
第七步，固液分离，将完成漂洗的混合物料进行固液分离，得到南极磷虾物料D,南极磷虾物料D的水分含量≤55％；
第八步，干燥，将南极磷虾物料D进行干燥，得到低挥发性盐基氮含量的南极磷虾粉，水分含量≤10％，挥发性盐基氮含量≤20mg/100g；
第九步，包装，得到低挥发性盐基氮含量的南极磷虾粉产品；
所述第四步中，蒸煮过程采用的是逆流蒸煮的方式，在连续式的蒸煮器中，水从一端进入，另一端流出；南极磷虾物料B则以相反方向进料和出料；南极磷虾物料B和蒸煮用水的质量比为1:3-1:5；
所述第八步中，干燥为分段干燥；干燥分为两个阶段，其中第一段干燥方式为气流干燥，气流干燥的进风温度为130℃-150℃，出风温度为70-80℃，完成气流干燥后的南极磷虾物料E的水分含量≤50％；干燥的第二个阶段采用圆盘式真空干燥机干燥，干燥过程中物料温度≤50℃，干燥时间≤1h，真空度为0.04-0.09MPa。
2.如权利要求1所述的陆基生产南极磷虾粉过程中降低挥发性盐基氮的方法，其特征在于：所述整板冷冻南极磷虾块的水分含量≤80％，挥发性盐基氮含量≤50mg/100g。
3.如权利要求1所述的陆基生产南极磷虾粉过程中降低挥发性盐基氮的方法，其特征在于：所述第四步中，蒸煮用水在进入蒸煮器之前预热到90℃以上。
4.如权利要求1所述的陆基生产南极磷虾粉过程中降低挥发性盐基氮的方法，其特征在于：所述第五步中，采用的固液分离设备为两相式卧式螺旋离心机；所述第七步中采用的固液分离设备为双螺杆脱水机。
5.一种陆地上制备的低挥发性盐基氮含量的南极磷虾粉，其特征在于：根据权利要求1所述的方法制备得到，水分含量≤10％，粗蛋白含量≥60％，挥发性盐基氮含量≤20mg/100g。
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