真空包装小龙虾虾仁热杀菌数值模拟研究
致死率,传热系数,1材料与方法,1试验材料,2仪器材料,3原材料预处理,4真空包装小龙虾虾仁热杀菌模型的建立,5试验过程,2结果与讨论,1模拟与验证,2温度分布,3致死率值分布,4不同杀菌方案对产品品质的影响,3结论
侯皓然,马淑凤,王利强(江南大学机械工程学院 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室 江苏无锡 214122)
小龙虾作为夏日食品近年来越来越受到消费者喜爱,各类以小龙虾为元素的产品层出不穷,人们想在空间和时间上拓宽产品的销售范围及货架期。在运输、仓储再到销售的整个过程中,常温储藏产品受环境因素的影响较小,通过包装、热杀菌等手段制成罐头食品,虽可以杀灭腐败微生物,但同时也破坏了食品中的部分营养物质,导致产品品质下降。由于不同包装材料及形式、不同杀菌过程所对应的包装内环境变化十分复杂,采用数值模拟结合计算机仿真技术可获得包装内温度场分布、食品水分含量、致死率值等相应指标的实时数据。
食品材料热杀菌领域相关的数值模拟,主要涉及到不同杀菌工艺(微波、射频)模拟、食品介质温度-时间分布、最慢加热区(SHZ)及冷点位置、食品中水分含量和营养物质与温度的相关性研究等。然而,从包装角度出发,杀菌过程中材料对食品杀菌程度的相关性研究较少[1],所涉及的食品材料对象大多使用食品模拟物代替[2-3]。Hong 等[4]建立胡萝卜条3D 热交换模型,分析不同温度、时间杀菌方案、不同尺寸包装与食品硬度、颜色、F 值、C 值的相关性研究。Park 等[5]采用模糊算法分类不同大小的玉米构建几何模型,探究热环境对玉米质构的影响,优化热杀菌过程。目前,针对于水产品品类从包装的角度出发,关于其热杀菌模拟及优化的研究还较少。研究杀菌最优条件,可以保证达到食品安全致死率值(F 值)的同时,降低热强度对产品表面和整体的破坏。
由于食品热物性参数会受到温度、食品内部成分含量、不同品种(批次)等多方面影响,而热物性参数与杀菌程度的表征高度相关,因此,确定食品材料热物性参数变化对于模型构建准确性也尤为重要。本文以小龙虾为研究对象,构建小龙虾虾仁与包装材料系统几何模型,验证数值模型的适用性,建立不同杀菌工艺与虾仁品质质构之间的相关性研究。
1 材料与方法
1.1 试验材料
小龙虾虾仁(每只约30~35 g),洪泽湖品知鲜小龙虾。
1.2 仪器材料
DZ-260PD 真空包装机,大江机械制造有限公司;LDZM 高温灭菌锅,上海申安医疗器械厂;KSON 恒温恒湿箱,庆声电子科技有限公司;TAXT plus 物性测试仪,TA Instruments;DK-S22 数显恒温水浴锅,精宏电热仪器有限公司;HT9815热电偶温度计,鑫泰仪器仪表有限公司;KD2 Pro热特性分析仪 ......
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