CN109393301A

CN109393301A - 一种改善低温熟肉制品真空预冷过程中色泽变化的方法

Info

Publication number: CN109393301A
Application number: CN201811540841.6A
Authority: CN
Inventors: 廖彩虎
Original assignee: Shaoguan University
Current assignee: Shaoguan University
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2019-03-01
Anticipated expiration: 2038-12-17
Also published as: CN109393301B

Abstract

本发明属于低温熟肉制品低温保藏的方法，涉及一种改善低温熟肉制品冰辅助真空预冷过程中色泽变化的方法，将一种辅助冷却介质均匀地覆盖在刚蒸熟后的低温熟肉制品四周，然后转移至真空预冷机中进行预冷，控制压强下降速率，使得低温熟肉制品在真空环境下快速冷却，预冷后辅助冷却介质可进行回收，然后再经过冻结又可以进行下一次使用，从而达到循环利用。本发明不仅可以使得低温熟肉制品获得快速的冷却速率，同时又能降低其在真空预冷过程中的水分损失，且还保持了低温熟肉制品较高的色泽品质，最后，预冷结束后的辅助冷却介质还能够做到循环利用，从而可以有效降低运行成本。

Description

一种改善低温熟肉制品真空预冷过程中色泽变化的方法

技术领域

本发明属于食品加工领域，涉及一种改善低温熟肉制品冰辅助真空预冷过程中色泽变化的方法。

背景技术

真空预冷主要是通过降低物料环境的压强以引起物料中自由水的蒸发，而水蒸发所需要的巨大潜热来自于物料本身从而使得物料快速降温。不难发现物料具有一定的孔隙结构和自由水含量是保证其能够被真空预冷的关键。相反，这种通过水分蒸发来降温的预冷方式必然会导致物料水分的损失，而水分的损失往往会降低商品的市场价值（商品大多按照重量来进行计算）。

目前，针对低温熟肉制品真空预冷过程中水分损失的改善的方法主要集中在以下几个方面，其一是水浸渍真空预冷，即将低温熟肉制品浸泡在水中或者汤汁中然后一并移入至真空箱中进行真空预冷，以此达到改善水分损失的作用；其二是采用复合预冷的方式，常见的复合预冷方式有先真空预冷后风冷、先风冷后真空预冷、先真空预冷后水浸渍真空预冷、先水浸渍真空预冷后真空预冷结合；其三是采用喷水真空预冷，即预冷结束后通过喷水来弥补水分损失。上述提到的真空预冷优化方法虽然能够弥补物料水分的损失，但往往以其快速的预冷速率为代价。

不难发现，既要获得快速的预冷速率，同时又要降低水分损失仍然是目前迫切需要解决的难题。专利（CN106942341A）和专利（CN10689713A）提出了采用冰浸渍真空预冷（冰作为辅助介质）以及超声波辅助冰浸渍真空（冰作为辅助介质，同时提供超声波辅助），该两项专利较前期技术有较大的创新，在弥补水分损失的同时，又不影响或者反而提升了冷却速率。尽管上述两种方法在预冷速率和水分损失方法达到了较好的效果，然而样品却始终浸泡在冰-水（冰融解成水）所形成的“膜”中，仍会对样品表面的色泽导致一定的影响，特别是导致样品的L*值增大和a*值减少。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种改善低温熟肉制品冰辅助真空预冷过程中色泽变化的方法，本发明不仅大大降低了低温熟肉制品从中心温度72℃降至4℃所需的预冷时间；而且也减少了低温熟肉制品在预冷过程中的水分损失率（使水分损失率控制在2%以内），且还能够获得较为理想的色泽。

本发明所述的改善低温熟肉制品冰辅助真空预冷过程中色泽变化的方法，包括：将一种中心为球形冰粒、外表面为可食性水球薄层的辅助冷却介质（内置冰粒的可食性水球）均匀地覆盖在刚蒸熟后的低温熟肉制品四周，然后一并转移至真空预冷机中进行真空预冷，开启真空预冷机的冷凝器，降低冷凝器的温度，再开启真空泵，并控制压强下降速率，使低温熟肉制品在真空环境下持续冷却，直至达到设定的温度（4℃）。

本发明利用辅助冷却介质均匀地覆盖在蒸熟后的低温熟肉制品四周，含冰粒的低温冷却介质堆叠后不仅具有保湿和低温特性，同时又不会阻碍低温熟肉制品本身的孔隙率，所以不仅可以大大降低低温熟肉制品预冷所需的时间，同时又减少其在预冷过程中的水分损失。同时，低温冷却介质相对于普通的冰而言也具有明显的优势，可食性水球能够有效地避免冰融解后的液态水持续地浸泡低温熟肉制品。从而可以有效地保护样品本身的色泽和避免对低温熟肉制品产生组织挫伤（冷却介质表面的可食性薄层较冰而言对样品的组织结构破坏性更小）。当然，低温冷却介质可以循环利用也是其另一更突出的优势。

进一步地，在进行抽真空冷却过程时，压强下降速率为0.15 min^-1～0.3 min^-1。

进一步地，所述的辅助冷却介质表面的薄层为食品级海藻酸钠与食品级乳酸钙的组合物。

进一步地，辅助冷却介质的制作时，将制作好的球形冰粒放入低温的质量分数为1～3 %海藻酸钠溶液中，搅拌均匀后，再将其按粒注射至质量分数为0.3～1.2%的低温乳酸钙溶液中，使其在乳酸钙溶液中形成内置冰粒的球形辅助冷却介质，并在该溶液中维持8～10min，后快速转移至低温环境中；优选地，海藻酸钠溶液的质量分数为2%，乳酸钙溶液的质量分数为0.67%。

进一步地，球形冰粒的直径为8～10mm，球形辅助冷却介质直径为10～12mm。

进一步地，制作辅助冷却介质之前，冰粒的温度为-18±2℃，海藻酸钠和乳酸钙溶液的温度为1±1℃，制作后转移至低温环境的温度为-4±1℃。

进一步地，真空预冷过程中，辅助冷却介质与低温熟肉制品的重量比例为2:1至3:1；优选地，重量比例为2.5:1。

进一步地，低温熟肉制品真空预冷结束后，辅助冷却介质可以回收，再在-18±2℃的低温环境下冻结后又可以循环利用。

本发明的技术效果在于：

1）低温辅助冷却介质均匀覆盖在蒸煮后的低温熟肉制品上能够快速降低低温熟肉制品表面的温度，特别是抑制水蒸气向外蒸发，从而有效降低水分损失。

2）真空预冷时，内含冰粒的辅助冷却介质具备足够的制冷量（冰融解成水具有较强的相变潜热）不仅不会影响低温熟肉制品在真空环境下的降温速率（辅助冷却介质的空隙远大于低温熟肉制品的空隙，不影响其在真空条件下的降温效果），而且可以辅助真空预冷加快降温速率（辅助冷却介质能够与低温熟肉制品进行热传导）。辅助冷却介质对低温熟肉制品的辅助降温可以降低由真空预冷所引起的降温，即真空预冷不需要完成整个降温段（从72℃到4℃），从而有助于减少水分的损失（真空预冷降温与水分损失存在正相关）。相对于普通真空预冷水球辅助真空预冷实现了更小的水分损失，且极大降低了对低温熟肉制品色泽的影响，使得预冷后的低温熟肉制品具有较好的色泽。

（3）海藻酸钠作为一种典型的多糖常常被用于抗冻剂，本申请通过大量试验研究，创新性的将其应用于真空预冷，利用其有效地锁住水分释放的速度，这样就能够避免大量的水分在短时间内渗透至低温熟肉制品中，与冰浸渍真空预冷（冰代替辅助冷却介质）有明显的区别。此外，通过海藻酸钠与乳酸钙的复配，以及优化的比例选择，取得了较优化的真空预冷效果。

（4）预冷后的低温冷却介质能够进行回收，并且能够再循环利用。尤其冰粒在薄层内融解成水，循环利用时（即在低温环境下重新冻结时），由于冰粒溶解后的水较薄层中的水具有更高的水蒸气分压，所以更容易先冻结，从而再次有效地形成内含冰粒的辅助冷却介质。

（5）该方法特别适合于需快速冷却，但又不希望预冷过程中接触水的样品。

（6）在同时兼顾预冷时间和水分损失这两项基础上，又改善了低温熟肉制品的色泽。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步说明。

本发明所用真空预冷机为KM-100设备（实验型小型真空预冷机），真空预冷机主要有真空箱、冷凝器、真空泵以及操作界面等，其中操作界面可以控制管路阀门开启的大小、真空泵开启及关闭、冷凝器开启及关闭、排水阀的开启及关闭。

本发明所用的压强下降速率系数由公式确定。其中，P为运行过程中真空预冷机真空箱体内绝地压强，单位为mbar；P _i为当地大气压，单位为mbar；t为真空箱抽气时间，单位是min；Y则为压强下降速率，单位为min^-1；以当地大气压1000 mbar降至绝地压强 6.5mbar所用时间t来计算压强下降速率Y值。压强下降速率系数Y表示压强下降速率的快慢，压强下降速率系数越大，表示压强下降的速率越快，所用时间也越短。反之，则压强下降的速率越慢，所用时间也越长。例如，如果压强从1000 mbar下降至6.5 mbar所用的时间为8 min，则压强下降速率系数为0.629 min^-1。而如果压强从1000 mbar下降至6.5 mbar所用的时间为16min，则压强下降速率系数为0.315 min^-1。

实施例1

（1）对西式火腿进行蒸煮，使其中心温度为72℃，取出并去除其包装材料得到西式火腿（圆柱形），西式火腿的孔隙率为0.38%，直径95mm，高度500mm，然后用杀菌后的两层湿纱布包裹西式火腿（与专利CN106942341A形成对比）。

（2）辅助冷却介质用配置好的海藻酸钠溶液、乳酸钙溶液和球形冰粒制得（具体实施例1数据如下：海藻酸钠溶液质量分数为2%，乳酸钙溶液质量分数为0.67%，冷却介质与西式火腿的重量比为2.5：1，实施例2、3中的“冷却介质辅助真空预冷”与实施例1中的“冷却介质辅助真空预冷”的操作条件是一样的）。

（3）将处理好的辅助冷却介质按重量比2.5:1的比例添加到西式火腿中，中间用单层纱布进行隔离。然后把装有冷却介质和西式火腿的容器一并放入真空预冷机的真空箱内，将温度探头插入至西式火腿的几何中心，关闭真空预冷机真空箱门，开启真空泵，把真空泵的压强下降速率系数调节为0.21 min^-1，30 s后启动冷凝器，同时把冷凝温度设定为-10±2℃，开启真空泵，控制电磁阀的大小使得真空箱内的压强最终值不低于6.5 mbar。

（4）通过操作界面观察温度的变化，待西式火腿的温度降至4 ℃时，关闭真空泵，开启排气阀，待压强恢复至常压后，取出已冷却好的西式火腿，并称重。

同时，分别采用风冷、真空预冷对西式火腿进行预冷，使西式火腿的中心温度从72℃降至4 ℃，记录每种方法的预冷时间和计算西式火腿预冷结束后的水分损失，其中真空预冷操作条件和冷却介质辅助真空预冷操作条件相同（除添加冷却介质外）。风冷采用温度为2±1℃，风速为1±0.5m/s的冷库（4000mm*3000mm*2400mm，2.5KW）进行预冷。

比较实施例采用冷却介质辅助真空预冷与风冷、真空预冷对西式火腿的预冷效果进行对比，结果见表1、2所示。

表1 不同预冷方式对西式火腿预冷时间和水分损失的结果

从表1中可以看出，不同的预冷方式对西式火腿的降温曲线存在着差异。冷却介质辅助真空预冷对西式火腿的预冷速率要快于真空预冷，而两者均比风冷的预冷速率要快。同时，冷却介质辅助真空预冷导致西式火腿损失为1.95%，而风冷和真空预冷的水分损失分别为3.68%和8.77%。不难发现冷却介质辅助真空预冷较真空预冷而言有明显弥补水分损失的作用，而且也低于风冷引起的水分损失率。

表2 不同预冷方式对西式火腿预冷后色泽的影响

备注：L*：表示黑白，值越大则色泽越白； a*：表示红绿，+表示偏红，-表示偏绿；b*：表示黄蓝，+表示偏黄，-表示偏蓝。数字表示所呈现色泽的大小，值越大则所对应的色泽值也越大。

由表2可以获知，冷却介质辅助真空预冷后的西式火腿在色泽上和风冷更为接近，特别是L*和a*，由此说明冷却介质辅助真空预冷后的西式火腿有较好的色泽，说明冷却介质辅助真空预冷对西式火腿色泽影响较小。相反，真空预冷后的西式火腿在亮度L*上要明显低于其他两种预冷方式，西式火腿呈现较暗淡的颜色。上述结果表明冷却介质辅助真空预冷不仅能够获得较快的预冷速率和较低的水分损失率，同时在色泽上也表现的更为理想。

实施例2

将制作后的火腿肠（孔隙率为0.86%，直径55mm，高度500mm）进行蒸煮，使其中心温度为72℃，取出并去除其包装材料，然后用杀菌后的两层湿纱布包裹西式火腿。其他操作方式如实施例1。结果如下面表3和表4所示。

表3 不同预冷方式对火腿肠预冷时间和水分损失的结果

不难发现，表3所呈现的结果与实施例1中的表1的结果相似，冷却介质辅助真空预冷能够获得更低理想的预冷时间和水分损失率。

表4 不同预冷方式对火腿肠预冷后色泽的影响

冷却介质辅助真空预冷在色泽上与风冷相似，更能反映出火腿肠原有的色泽，避免了L*值增大和红色值a*下降。

综上所述，利用海藻酸钠和乳酸钙所形成的薄涂层包裹住冰粒所形成的冷却介质在真空预冷西式火腿过程中扮演着非常重要的角色。利用其极大的相变潜热（冰融解成水）可以有效地降低西式火腿的温度和减少水分的损失，同时其对色泽和组织结构又不会产生明显的影响。

实施例3

实施例3与实施例1相似，不同的是冷却介质的添加量，为了形成对比和确定最佳的比例，我们选择了冷却介质与西式火腿的重量比例分别为1:1和4:1来做比较。结果如表5所示，虽然随着冷却介质的添加能够有效地改善水分损失和降低预冷时间，但并非越多越好，当增加量达到4:1时，尽管获得较理想的水分损失值和预冷时间值，但色泽值L*增大，a*值减少，西式火腿的颜色亮度L*增加但红色值a*值下降，与正常西式火腿色泽存在较为明显的差异。同时，冷却介质的增加也会相应地增加成本。上述结果表明本专利权利范围所选定的特定的可食性水球与西式火腿的重量比例能有效地降低了西式火腿水分损失率、预冷时间和色泽影响。

表5 不同冷却介质添加量对西式火腿水分损失和色差的影响

备注：L*：表示黑白，+表示偏白，-表示偏暗； a*：表示红绿，+表示偏红，-表示偏绿；b*：表示黄蓝，+表示偏黄，-表示偏蓝。数字表示所呈现色泽的大小，值越大则所对应的色泽值也越大。

实施例4

表6不同海藻酸钠与乳酸钙比例对西式火腿水分损失和色差的影响

指标	Ⅰ	Ⅱ*	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ
						水分损失率（%）	2.13±0.39	/	1.95±0.22	1.96±0.35	2.23±0.14
预冷时间（min）	155.5±5.5	/	138.5±3.5	159.5±1.5	140.5±2.0
						L*	72.38±1.61	/	70.37±2.32	71.19±0.26	70.16±0.35
a*	4.47±0.27	/	5.07±0.43	5.02±0.18	5.21±0.43
						b*	11.98±0.16	/	11.89±0.58	11.36±0.14	11.83±0.63

上表中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。其中Ⅰ：水球组成比例(0.5%海藻酸钠和0.67%乳酸钙)；Ⅱ：水球组成比例(4%海藻酸钠和0.67%乳酸钙)；Ⅲ：水球组成比例(2%海藻酸钠和0.67%乳酸钙)；Ⅳ：水球组成比例(2%海藻酸钠和0.17%乳酸钙)；Ⅴ：水球组成比例(2%海藻酸钠和1.35%乳酸钙)；*：表示制作困难。

实施例4的操作方法与实施例1相同，不同的是形成水球的海藻酸钠和乳酸钙的比例，为了形成对比，我们选择了另外4种比例作为比较对象，即如上表6所述的Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ，本专利权利要求范围内的具体实施例是Ⅲ。从上表6的结果中可以看出，实施例Ⅲ较其他几种比例而言获得了最低的水分损失率。而预冷时间方面却与Ⅴ的结果相似，但V却导致了西式火腿最大的水分损失率。上述结果表明本专利权利范围所选定的特定的水球组成比例能有效地降低了西式火腿水分损失率、预冷时间和色泽影响。

上述结果表明冷却介质辅助真空预冷不仅能够获得极快的预冷速率和低的水分损失，而且还能够获得较理想的色泽值，从而大大促进了真空预冷技术在西式火腿预冷方面的应用。

Claims

1.一种改善低温熟肉制品冰辅助真空预冷过程中色泽变化的方法，其特征在于：将一种中心为球形冰粒、外表面为可食性水球薄层所组成的辅助冷却介质均匀地覆盖在刚蒸熟后的低温熟肉制品四周，然后一并转移至真空预冷机中进行真空预冷，开启真空预冷机的冷凝器，降低冷凝器的温度，再开启真空泵，并控制压强下降速率，使低温熟肉制品在真空环境下持续冷却，直至达到设定的温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在进行抽真空冷却过程中，压强下降系数控制在0.15min^-1～0.3 min^-1的范围之内。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的辅助冷却介质表面的可食性水球薄层为食品级海藻酸钠与食品级乳酸钙的组合物。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：辅助冷却介质的制作时，将制作好的球形冰粒放入低温的质量分数为1～3 %海藻酸钠溶液中，搅拌均匀后，再将其按粒注射至质量分数为0.3～1.2%的低温乳酸钙溶液中，使其在乳酸钙溶液中形成内置冰粒的球形辅助冷却介质，并在该溶液中维持8～10min，后快速转移至低温环境中；优选地，海藻酸钠溶液的质量分数为2%，乳酸钙溶液的质量分数为0.67%。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：球形冰粒的直径为8～10mm，球形辅助冷却介质直径为10～12mm。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：制作辅助冷却介质之前，冰粒的温度为-18±2℃，海藻酸钠和乳酸钙溶液的温度为1±1℃，制作后转移至低温环境的温度为-4±1℃。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：真空预冷过程中，辅助冷却介质与低温熟肉制品的重量比例为2:1至3:1；优选地，重量比例为2.5:1。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：低温熟肉制品真空预冷结束后，辅助冷却介质可以回收，再在-18±2℃的低温环境下冻结后又可以循环利用。