應(yīng)用真空油炸方法生產(chǎn)脆蝦的技術(shù)研究分析生物技術(shù)專業(yè)

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1、1 緒論 1.1 凡納濱對(duì)蝦簡(jiǎn)介 凡納濱對(duì)蝦（Litopenaeus Vannamei），俗稱南美白對(duì)蝦，亦稱萬氏對(duì)蝦、白肢蝦或白對(duì)蝦，隸屬于節(jié)肢動(dòng)物門，甲殼綱，十足目。凡納濱對(duì)蝦在外形上與中國(guó)對(duì)蝦相似，蝦體為淺青灰色或青藍(lán)色，全身無斑紋，成蝦體長(zhǎng)可達(dá)24cm。具有生長(zhǎng)快、食性雜、營(yíng)養(yǎng)需求低、鹽度適應(yīng)范圍廣、抗病力強(qiáng)、產(chǎn)量高、便于活蝦運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)[1]，是世界上三大高產(chǎn)養(yǎng)殖蝦類（中國(guó)對(duì)蝦、斑節(jié)對(duì)蝦、凡納濱對(duì)蝦）之一。目前我國(guó)也有大面積養(yǎng)殖，2016年我國(guó)海水蝦養(yǎng)殖量達(dá)1271743噸，其中凡納濱對(duì)蝦產(chǎn)量達(dá)932297噸，占總養(yǎng)殖量的73%。海水總養(yǎng)殖面積259845公頃，其中凡納濱對(duì)蝦養(yǎng)殖面

2、積達(dá)170969公頃，占總養(yǎng)殖面積的65.8%[2]。 凡納濱對(duì)蝦營(yíng)養(yǎng)豐富。富含蛋白質(zhì)（占干基90.97%），氨基酸種類齊全，必需氨基酸含量高；脂肪含量（占干基1.22%）低，且多為多不飽和脂肪酸，有助于預(yù)防冠心病、防止動(dòng)脈粥樣硬化[3]；維生素（胡蘿卜素、維生素A、維生素E等）和礦物質(zhì)（鈣、鐵、鋅、硒、鎂等）含量豐富[4]；還含有較多的蝦青素，具有美容養(yǎng)顏、增強(qiáng)免疫力、緩解疲勞等功效。此外，對(duì)蝦性溫，具有補(bǔ)腎壯陽、通乳抗毒的作用。其肉質(zhì)滑嫩有彈性、味道鮮美、易消化吸收，成為餐桌上人們喜愛的常見水產(chǎn)品之一。 隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和人工放養(yǎng)技術(shù)的推廣，我國(guó)對(duì)蝦產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)。但由于對(duì)蝦捕撈時(shí)間集

3、中，而我國(guó)對(duì)蝦深加工技術(shù)及貯藏保鮮技術(shù)滯后，對(duì)蝦供大于求，導(dǎo)致價(jià)格下跌；出口對(duì)蝦主要為冷凍全蝦、冷凍去頭蝦、冷凍熟蝦等粗加工蝦制品，運(yùn)輸流通成本高，產(chǎn)品的附加值低，并且對(duì)出口過度依賴，會(huì)使凡納濱對(duì)蝦的養(yǎng)殖存在風(fēng)險(xiǎn)；另外，對(duì)蝦營(yíng)養(yǎng)豐富、水分含量高，極易在微生物和酶的作用下發(fā)生腐敗變質(zhì)，為凡納濱對(duì)蝦的運(yùn)輸、銷售、貯藏帶來諸多難題，未及時(shí)售出的對(duì)蝦不僅造成資源浪費(fèi)，更導(dǎo)致環(huán)境污染[5]。解決當(dāng)前對(duì)蝦增產(chǎn)不增收現(xiàn)象是維持我國(guó)凡納濱對(duì)蝦養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展的首要任務(wù)。 1.2 凡納濱對(duì)蝦加工與研究利用現(xiàn)狀 目前，人們對(duì)凡納濱對(duì)蝦的研究主要集中于營(yíng)養(yǎng)成分分析、對(duì)蝦的凍藏保鮮、藥用保健價(jià)值開發(fā)[6-8]、副產(chǎn)

4、品的綜合利用[9-13]。張高靜等[14]對(duì)凡納濱對(duì)蝦的基本營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)凡納濱對(duì)蝦高蛋白、高礦物質(zhì)、高不飽和脂肪酸、營(yíng)養(yǎng)均衡。鄒明輝等[15]以凡納濱對(duì)蝦為研究對(duì)象，考察蝦仁在-18℃的冷凍條件下鮮度的變化規(guī)律。謝瑩等[16]研究了殺菌條件、不同保鮮劑對(duì)南美白對(duì)蝦產(chǎn)品品質(zhì)及貨架期的影響，發(fā)現(xiàn)兩者協(xié)同作用，產(chǎn)品的貨架期可達(dá)90天以上。周愛梅等[17]以南美白對(duì)蝦的蝦殼、蝦頭為原料，篩選出制備抗氧化肽的最適水解酶-風(fēng)味蛋白酶，DPPH自由基清除能力高達(dá)89.42%。王紅[18]用酶法脫蛋白、超聲波輔助乳酸鈣提取甲殼素，再經(jīng)脫乙酰后得殼聚糖。Estaca等人[19]研究了蝦廢棄物中脂溶性提

5、取物（蝦青素、脂肪酸、維生素E）的特性和貯藏穩(wěn)定性。Arancibia等人[20]將從對(duì)蝦中得到的殼聚糖和蛋白質(zhì)-脂質(zhì)濃縮液制成膜，并在對(duì)蝦的冷凍保藏中應(yīng)用。Younes等[21]用不同的方法從蝦殼中提取甲殼素，生產(chǎn)殼聚糖，研究發(fā)現(xiàn)殼聚糖具有抗氧化、抗癌癥、抗菌能力。雖然在對(duì)蝦凍藏保鮮技術(shù)、殺菌技術(shù)以及副產(chǎn)品綜合利用等方面的研究取得一定成果和進(jìn)展，但目前這些研究都是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的，沒有擴(kuò)大試驗(yàn)研究，更沒有工業(yè)化應(yīng)用的報(bào)道，大量的凡納濱對(duì)蝦依然缺少出路。 新技術(shù)的應(yīng)用和新產(chǎn)品的開發(fā)將會(huì)解決凡納濱對(duì)蝦產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。目前除了鮮售外，凡納濱對(duì)蝦更多被加工為冷凍蝦、蝦干、蝦糜制品、調(diào)味料等。 冷凍

6、蝦：冷凍蝦為常見的對(duì)蝦粗加工方法，通常將鮮蝦或預(yù)處理的蝦保藏在-18℃以下，以延長(zhǎng)貯藏時(shí)間，達(dá)到保鮮的目的。主要包括冷凍生（熟）全蝦、冷凍去頭蝦等。 蝦干：干制加工是常用的食品保藏方法。通過降低水分含量以抑制霉菌、細(xì)菌的生長(zhǎng)，經(jīng)干制的蝦干水分含量通常低于20%。常用的干制方法有自然晾曬、熱風(fēng)干燥、微波干燥、真空冷凍干燥等，但對(duì)蝦干制品渣多汁少、口感粗糙、咀嚼性差[22]。 蝦糜制品：蝦糜制品是一種新型的高附加值對(duì)蝦產(chǎn)品，主要產(chǎn)品有蝦肉丸、蝦肉腸等。與魚糜制品加工不同的是蝦中內(nèi)源蛋白酶及水溶性蛋白含量高，而鹽溶蛋白含量低，從而影響了蝦糜制品的凝膠性能[23]。目前蝦糜制品的加工工藝尚不成熟。

7、 調(diào)味料：為提高對(duì)蝦資源的利用率，越來越多的研究者和商家利用對(duì)蝦加工的副產(chǎn)物生產(chǎn)對(duì)蝦調(diào)味品。市場(chǎng)上可見的有蝦醬[24]、蝦味醬油[25]、蝦味香精[26]、蝦黃醬、蝦精粉、蝦黃粉、蝦油等。 隨著生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，以上這些產(chǎn)品并不能滿足現(xiàn)代消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)美味、即食方便、種類多樣的需求，而更多的趨向方便休閑食品的消費(fèi)。將南美白對(duì)蝦加工成對(duì)蝦休閑即食食品，具有滿足不同人群需要、攜帶食用方便、口味多樣、貯藏性好等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)有的蝦類即食品多為傳統(tǒng)干燥方法加工成的低水分含量的對(duì)蝦干制品或通過腌制、殺菌方法制成的高水分含量的即食蝦仁。 陳少華[27]等人用700MPa、50℃的超高壓技術(shù)

8、處理新鮮的南美白對(duì)蝦30min，考察超高壓殺菌效果，制備出安全、可直接食用的原汁原味的即食蝦仁。吳文龍[28]等人探索了半干即食蝦仁的加工技術(shù)，將南美白對(duì)蝦蒸煮5min后進(jìn)行二段烘干，最后115℃殺菌10min，產(chǎn)品保質(zhì)期達(dá)12個(gè)月。張高靜[29]對(duì)比研究了熱風(fēng)干燥、日光晾曬、太陽能干燥、真空冷凍干燥等干制方法對(duì)南美白對(duì)蝦干燥特性和產(chǎn)品品質(zhì)的影響。Yi[30]等人分別用超高壓條件（500MPa，25℃，5min）和熱處理?xiàng)l件（85℃，30min）分別對(duì)預(yù)處理的醉蝦進(jìn)行殺菌，研制了一種水分含量分別為68.98%和66.62%的即食醉酒蝦仁，25℃貯藏條件下均可貯藏90d以上。Mejlholm[3

9、1]等人用低溫鹵水研制對(duì)蝦，并研究了鹵水組成、pH和貯藏溫度對(duì)微生物的影響，建立了7℃和15℃貯藏溫度下，微生物在鹵水及對(duì)蝦中的生長(zhǎng)模型。Akonor[32]等人研究了不同干燥方法（烘箱干燥、太陽能干燥）對(duì)蝦仁理化性質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)性能的影響，得到最終水分含量低于10%的蝦仁，延長(zhǎng)了蝦仁的貯藏期。Lin[33]等人對(duì)小蝦進(jìn)行微波真空干燥，對(duì)蝦干的物理和感官特性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并與空氣干燥和冷凍干燥樣品進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)微波真空干燥蝦干收縮率小，復(fù)水性和保水能力強(qiáng)。 低水分含量的蝦干具有運(yùn)輸、儲(chǔ)藏、食用方便等優(yōu)點(diǎn)，但蝦干制品口感粗糙，形態(tài)皺縮嚴(yán)重，失去了蝦的鮮香味，有些不能直接食用；即食蝦仁需要嚴(yán)格控制腌漬液

10、的濃度或水分含量，腌漬液濃度低或水分含量高，蝦仁的貯藏時(shí)間短；而腌漬液濃度高或水分含量低，影響產(chǎn)品的咀嚼性和口感。因此，開發(fā)新型對(duì)蝦休閑即食食品成為未來發(fā)展趨勢(shì)之一。 1.3 真空油炸技術(shù)的研究進(jìn)展 油炸是常見的食品加工方法，油炸食品因其獨(dú)特的風(fēng)味而深受消費(fèi)者青睞[34]。油炸分為真空油炸、常壓油炸和高壓油炸3類，其中常壓油炸是最常用、最普遍的油炸方式。隨著社會(huì)的發(fā)展和營(yíng)養(yǎng)健康知識(shí)的普及，消費(fèi)者越來越追求低油脂或無油脂、高營(yíng)養(yǎng)、綠色安全食品，這使得傳統(tǒng)的常壓高溫油炸受到極大挑戰(zhàn)。常壓油炸一般在180~250℃的高溫條件下進(jìn)行，油炸時(shí)不僅營(yíng)養(yǎng)成分受到很大的破壞，而且容易發(fā)生油脂劣變，產(chǎn)生一些

11、致癌物質(zhì)[35]，另外常壓油炸食品油脂含量很高，有些甚至超過總質(zhì)量的30%[36]，對(duì)身體健康非常不利[37]，更限制了一些特殊人群的食用。真空油炸技術(shù)的出現(xiàn)很好的解決了這些問題。 1.3.1 真空油炸技術(shù)的發(fā)展概況 真空油炸技術(shù)是20世紀(jì)70年代初興起的一項(xiàng)將油炸和真空脫水有機(jī)結(jié)合的新型干燥技術(shù)。1972年，美國(guó)的一項(xiàng)專利（US3635722）最早的提出了原始的封閉油炸模式，即真空油炸設(shè)備的雛形。1977年，日本學(xué)者撰寫了關(guān)于真空油炸香蕉脆片設(shè)備及工藝的專利（No.28865），但設(shè)備工藝不成熟。隨后，美國(guó)、日本、德國(guó)、加拿大、荷蘭、英國(guó)、中國(guó)等國(guó)家對(duì)真空油炸設(shè)備在技術(shù)上進(jìn)行了深入的研究

12、和改進(jìn)，申請(qǐng)相關(guān)專利100多項(xiàng)，設(shè)備及工藝逐漸成熟。1993年，連續(xù)型真空油炸設(shè)備問世，生產(chǎn)效率得到提高，產(chǎn)品質(zhì)量有了較大改進(jìn)。20世紀(jì)80年代后期，在一些發(fā)達(dá)國(guó)家真空油炸果蔬脆片的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，果蔬脆片成為消費(fèi)熱點(diǎn)。 日本和臺(tái)灣省在真空油炸技術(shù)方面發(fā)展的較快，之后，該項(xiàng)技術(shù)相繼被推向世界各地，走向全球。1991年，臺(tái)灣廠商在大陸設(shè)立真空油炸果蔬脆片廠，推動(dòng)了內(nèi)陸真空油炸技術(shù)的發(fā)展。1993年，真空油炸技術(shù)被我國(guó)科技部列為國(guó)家星火計(jì)劃支柱項(xiàng)目，同年山東同慶商務(wù)公司的食品工程部經(jīng)過不懈努力，研究制造出真空低溫油炸裝置并于1994年評(píng)為國(guó)家級(jí)重點(diǎn)新產(chǎn)品。1995年，我國(guó)第一臺(tái)YZG型真空

13、低溫油炸機(jī)械的成功研制使我國(guó)果蔬脆片的生產(chǎn)更加規(guī)?；?、自動(dòng)化、專業(yè)化。 近20年來，真空低溫油炸機(jī)不斷創(chuàng)新、改進(jìn)，前后經(jīng)歷了三代變革。第一代真空油炸機(jī)的油炸裝置與脫油裝置分開，脫油多為常壓脫油，即真空油炸結(jié)束后，將產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至脫油機(jī)中進(jìn)行脫油，由于吸油過程多發(fā)生在油炸室中氣壓恢復(fù)及冷卻的過程[38]，因此第一代油炸機(jī)的產(chǎn)品含油量高、破碎嚴(yán)重、衛(wèi)生質(zhì)量不能保證。第二代真空油炸機(jī)將真空油炸、真空脫油、真空濾油三者相結(jié)合，產(chǎn)品品質(zhì)有了很大提高，但由于操作制程由人工控制且油炸機(jī)為立式機(jī)型，導(dǎo)致油炸條件精確化不足，產(chǎn)品品質(zhì)不一致。濾油為間歇式濾油，炸油使用時(shí)間短，成本高。第三代真空油炸機(jī)最大的特征為臥式

14、機(jī)型，整個(gè)制程有人工控制和電腦自動(dòng)控制兩種方法，彌補(bǔ)了第二代真空油炸機(jī)的不足。目前，國(guó)內(nèi)的真空油炸機(jī)大部分為第二代設(shè)備，主要由真空系統(tǒng)、蒸汽加熱系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、脫油系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和相應(yīng)的管路組成。工作方式為間歇式。將處理好的樣品裝入不銹鋼籃放入到油炸室中油炸，油炸結(jié)束后自動(dòng)真空脫油，然后取出樣品，冷卻、包裝。相比來說，國(guó)內(nèi)在設(shè)備及技術(shù)上落后于國(guó)外。 1.3.2 真空油炸技術(shù)的原理及特點(diǎn) 1.3.2.1 真空油炸技術(shù)的工作原理 水在常壓條件下的沸點(diǎn)為100℃。真空低溫油炸是在負(fù)壓情況下工作，即系統(tǒng)中壓力低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。隨著壓力的降低，水的沸點(diǎn)溫度也會(huì)降低。油炸時(shí)，以油作為加熱介

15、質(zhì)而使食品中水分在相對(duì)較低的溫度下蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)低溫條件下對(duì)食品脫水干燥的目的。同時(shí)熱油作為供熱介質(zhì)，還能改善食品風(fēng)味。與常壓油炸相比，由于真空油炸是在低溫低氧條件下進(jìn)行，從而避免了營(yíng)養(yǎng)成分損失，降低了油脂劣變程度，減輕了食品褐變及美拉德反應(yīng)。 1.3.2.2 真空油炸技術(shù)的特點(diǎn) ①保持食品良好的色澤和原有的風(fēng)味。真空油炸是在低溫、負(fù)壓條件下進(jìn)行，氧氣濃度較低，減少了食物與氧氣的接觸，避免了因酶促褐變作用引起的褐變以及褪色、變色，從而最大限度保留了食物的良好色澤。食物的風(fēng)味物質(zhì)大多為水溶性，不溶于油脂，以油作為加熱介質(zhì)使食物水分在低溫下蒸發(fā)，從而使成為成分得以濃縮，不僅保持了食物原有的香味，更

16、增添了淡淡的油脂香。 ②最大限度保留營(yíng)養(yǎng)成分。真空油炸與常壓油炸相比，油炸溫度較低（100℃左右），降低了食物營(yíng)養(yǎng)成分的損失，特別是熱敏性物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)素的破壞，更避免了高溫下油脂產(chǎn)生的有害物質(zhì)對(duì)人體的毒副作用。 ③食品的酥脆性、復(fù)水性好。在真空條件下，水的沸點(diǎn)降低，油炸時(shí)，食品表面的水分急劇汽化，形成外皮殼，食品內(nèi)部水分逐漸受熱形成蒸汽，從食品中溢出，形成疏松多孔的結(jié)構(gòu)，使食品呈現(xiàn)酥脆的口感和良好的復(fù)水性。 ④降低油炸食品的吸油量。低溫真空油炸可以使細(xì)胞變得堅(jiān)韌，穩(wěn)定細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，減少細(xì)胞破碎程度，油僅分布于細(xì)胞間隙；常壓油炸由于溫度較高，細(xì)胞失水快，細(xì)胞破碎，油充滿細(xì)胞及間隙[39]。常壓油

17、炸食品的含油量一般為40%~50%，而真空油炸可以降到20%~30%。 ⑤能夠有效減小油脂劣變程度。真空油炸過程中，系統(tǒng)處于密閉低氧環(huán)境，因此能有效防止油脂氧化和油脂酸敗；油炸用油溫度低，減少了高溫條件下油脂聚合反應(yīng)的發(fā)生，大大降低了油脂劣化程度，提高了油炸用油的循環(huán)利用率和食用安全性。 1.3.3真空油炸工藝研究 真空油炸技術(shù)具有廣泛適用性，可以對(duì)各種不同的原料進(jìn)行加工，但由于原料的形狀大小、組成成分、組織結(jié)構(gòu)、水分含量等不同，前處理工藝及真空油炸工藝也存在差異[40]。國(guó)內(nèi)外對(duì)真空油炸技術(shù)的研究很多，但大都集中在果蔬制品的加工。Zhu [41]等人研究了豌豆的真空油炸工藝參數(shù)，并探討

18、了羧甲基纖維素鈉涂膜技術(shù)、真空微波干燥、熱風(fēng)干燥3種預(yù)處理方法對(duì)豌豆理化性質(zhì)和感官品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)3種預(yù)處理方法均能明顯降低真空油炸豌豆的吸油量，其中羧甲基纖維素鈉涂膜技術(shù)的效果最顯著，可以將吸油量降低到24.53%，但真空微波干燥預(yù)處理的產(chǎn)品可接受性最高。Suzana[42]等人研究了真空油炸薯?xiàng)l的工藝，分析了植物油的種類（葵花籽油、植物油、棕櫚油）、油炸前處理（氯化鈣、檸檬酸水溶液中漂燙，羧甲基纖維素衍生物溶液中浸漬）對(duì)真空油炸薯?xiàng)l吸油量的影響。Mariscal[43]等人研究了蘋果片的低溫真空油炸工藝，并與常壓油炸作對(duì)照，分析了兩種油炸蘋果片的不同之處。Paulo[44]等研究了西紅柿的

19、真空油炸工藝。Troncoso[45]等人研究了真空油炸土豆片的水分損失與吸油量模型。Costa[46]等人分析了土豆片油炸過程中熱傳遞系數(shù)與水分損失速率的關(guān)系。張洪磊[47]等對(duì)秋葵的真空低溫油炸工藝作了研究，研究得出秋葵最佳油炸工藝為98℃漂燙1min，真空油炸溫度90℃，真空油炸時(shí)間170min，油炸后用鋁塑包裝袋充氣包裝，常溫下可貯藏12個(gè)月。林璐[48]等對(duì)紅薯脆片的研制與生產(chǎn)進(jìn)行了研究，分析了真空油炸時(shí)間、真空油炸溫度和真空度對(duì)紅薯脆片破碎力和油脂含量的影響。國(guó)內(nèi)對(duì)棗、香蕉、黃瓜、冬瓜、毛豆、哈密瓜、杏鮑菇、山藥等原料的真空油炸加工工藝也進(jìn)行了研究。 真空油炸在畜禽類和水產(chǎn)品中的

20、應(yīng)用很少。目前對(duì)于油炸肉制品和水產(chǎn)品大都進(jìn)行裹漿處理，以期得到外焦里嫩的油炸制品。王偉[49]等研制了可批量生產(chǎn)的漢堡雞肉餅、香辣雞排、香辣雞肉串等制品，該系列禽肉制品營(yíng)養(yǎng)豐富、方便食用。張晨芳[50]對(duì)油炸羅非魚的裹漿配方進(jìn)行了優(yōu)化，研制了椰味面包羅非魚。李宏盛[51]等研究了香辣風(fēng)味的裹漿液配方，以期制作香辣風(fēng)味面包羅非魚。韓曉銀[52]等研究了高酶大豆蛋白粉、黃原膠、甲基纖維素、羧甲基纖維素四種裹漿對(duì)面包蝦品質(zhì)的影響。何定芬[53]以南美白對(duì)蝦為原料，研究了面包鳳尾蝦制作的工藝參數(shù)，確定了最佳工藝條件。潘廣坤[54]等以裹粉率、水分損失率、吸油率、色澤、質(zhì)構(gòu)等為考察指標(biāo)，研究了裹粉中添加

21、大豆分離蛋白對(duì)面包蝦品質(zhì)的影響。而關(guān)于無裹漿處理、直接進(jìn)行油炸的肉制品及水產(chǎn)品的研究寥寥無幾，僅僅在魚制品中有幾例研究。許彩虹[55]等用真空油炸方法研制了香酥魚排，在真空度0.095MPa的條件下105℃油炸12min，400r/min離心脫油2min，得到最終產(chǎn)品的含水量3%~4%，含油率15%?？得侠鸞56]等以龍頭魚為原料，對(duì)其去腥、漂洗、預(yù)干燥、真空油炸的工藝進(jìn)行了優(yōu)化，獲得了品質(zhì)良好的真空油炸龍頭魚。對(duì)于直接將營(yíng)養(yǎng)豐富的凡納濱對(duì)蝦全蝦用真空油炸的方式加工成脆蝦的研究鮮有報(bào)道。 裹漿類油炸制品雖然營(yíng)養(yǎng)美味，但水分含量相對(duì)較高，貯藏期短，為產(chǎn)品的貯運(yùn)、銷售帶來困難。而未裹漿油炸產(chǎn)品，

22、水分含量低，具有膨化食品的特點(diǎn)，可以很好的解決產(chǎn)品貯藏問題。因此將凡納濱對(duì)蝦加工成脆蝦具有一定的研究開發(fā)價(jià)值。 1.3.4真空油炸工藝參數(shù)的模型擬合 水分損失和吸油量是影響油炸產(chǎn)品品質(zhì)的兩個(gè)重要參數(shù)，兩者直接影響到產(chǎn)品的感官品質(zhì)、理化性質(zhì)及貯藏穩(wěn)定性。有文獻(xiàn)報(bào)道，油的品質(zhì)和組成、原料形狀、初始水分含量、油炸溫度、油炸時(shí)間對(duì)水分損失和油的吸收有很大的影響[45]。隨著人們消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變和健康意識(shí)的增強(qiáng)，消費(fèi)者越來越追求低脂食品。與此同時(shí)，學(xué)者們對(duì)油炸食品的研究更多的集中在了解油吸收的機(jī)制[57, 58]、尋找降低吸油量的方法[59, 60]。而有研究發(fā)現(xiàn)吸油量與水分損失密切相關(guān)，Gamble

23、 [61]表示油炸過程中進(jìn)入產(chǎn)品中的油與失去的水分成正比。在真空油炸過程中，真空油炸時(shí)間、真空油炸溫度及真空度對(duì)產(chǎn)品的水分含量有顯著的影響[60]，因此了解真空油炸過程中吸油量及水分損失的變化規(guī)律是很有必要的。然而目前對(duì)水分損失與油吸收關(guān)于真空油炸工藝參數(shù)的函數(shù)模型的研究很少，關(guān)于常壓油炸的研究相對(duì)較多，故多用常壓油炸的模型來近似描述真空油炸過程中水分損失與吸油量的變化。Andres[62]總結(jié)了幾種最常用的適合真空油炸過程的經(jīng)驗(yàn)及非經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。Krokida[63]等用一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)油炸薯?xiàng)l的吸油量和水分損失量進(jìn)行擬合，并假設(shè)①油炸過程中油的溫度不變；②原料初始水分含量均勻；③水分從原料到油

24、的擴(kuò)散與油到原料的擴(kuò)散相互獨(dú)立。模型方程中水分損失與油吸收的速率常數(shù)主要與油溫、油的種類、原料的厚度有關(guān)，并表示油炸溫度越高及原料厚度越小，一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合更準(zhǔn)確。Elizabeth Troncoso和Franco Pedreschi[45]研究了真空油炸土豆片的水分損失與油吸收模型。水分損失分別用2種模型對(duì)其進(jìn)行擬合，一種借鑒Crank[64]的菲克擴(kuò)散定律，假設(shè)質(zhì)量傳遞僅單向進(jìn)行；另一種考慮到水分?jǐn)U散系數(shù)不是常數(shù)，因此借鑒Predreschi[65]所提出的可變擴(kuò)散系數(shù)解析模型，油的吸收現(xiàn)象用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠砻枋?。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，水分損失隨油炸溫度的升高而增大，可變擴(kuò)散系數(shù)解析模型更適合計(jì)算土豆片真

25、空油炸過程中水分損失量；吸油量隨油炸時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)其擬合度較好。Moyano[66]等利用2個(gè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ兔枋鲇驼ㄟ^程中吸油量的情況，第一種模型在較短的油炸時(shí)間內(nèi)與油炸時(shí)間成線性；第二種為一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。結(jié)果表明，兩種模型的擬合度都較好，且擬合系數(shù)非常接近，然而很多研究表示一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型的預(yù)測(cè)平衡值普遍低于實(shí)際平衡值。 總體來說，常壓油炸的模型方程應(yīng)用于真空油炸過程是可行的，然而目前的預(yù)測(cè)模型方程大多為水分損失與吸油量關(guān)于油炸時(shí)間的函數(shù)，關(guān)于油炸溫度與真空度的函數(shù)鮮有報(bào)道；并且研究原料大多為土豆，而對(duì)于其他原料的研究很少。 1.3.5真空油炸產(chǎn)品貨架期預(yù)測(cè)動(dòng)力學(xué)模型 食品的貨架

26、期指食品在包裝標(biāo)簽上規(guī)定的貯藏條件下，能夠保證食用安全性且保持產(chǎn)品良好品質(zhì)的一段時(shí)間[67]。貨架期是對(duì)當(dāng)前食品品質(zhì)的反映，消費(fèi)者希望在購(gòu)買產(chǎn)品后，產(chǎn)品可以在一段時(shí)間內(nèi)保持良好品質(zhì)，因此貨架期的研究可以為消費(fèi)者了解該項(xiàng)產(chǎn)品提供依據(jù)，幫助消費(fèi)者作出是否購(gòu)買的選擇，生產(chǎn)商家也可以以此選擇產(chǎn)品的銷售渠道和方法，保障食品的安全性。準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)產(chǎn)品貨架期不僅可以避免不必要的食品浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失，而且可以防患食品質(zhì)量安全問題，取得經(jīng)濟(jì)利益最大化，貨架期的預(yù)測(cè)是食品貯藏的重要研究方面。目前常用的貨架期預(yù)測(cè)方法[68]有動(dòng)力學(xué)模型、微生物生長(zhǎng)模型及統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，其中最常用的是Arrhenius方程。 每種產(chǎn)品由于

27、原料自身特性、加工方法、包裝方式、貯藏條件的不同，產(chǎn)品的貨架期也會(huì)存在很大的差異。油炸產(chǎn)品一個(gè)主要的特點(diǎn)是酥脆性好（真空油炸產(chǎn)品更突出），貯藏過程易吸潮；而另一個(gè)重要特點(diǎn)是含有油脂，貯藏時(shí)易發(fā)生油脂氧化、油脂酸敗、油脂劣變等問題。對(duì)于日漸走進(jìn)人們生活的真空油炸產(chǎn)品來說，它有常壓油炸產(chǎn)品有很大的不同，真空油炸產(chǎn)品水分含量低、吸油量少且產(chǎn)品品質(zhì)好，可以在常溫下流通和長(zhǎng)期貯存。但貯藏溫度、光照、水分、氧氣以及微生物會(huì)影響油炸食品的貨架期。當(dāng)產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)菌落總數(shù)、揮發(fā)性鹽基氮、過氧化值、感官品質(zhì)中某項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)時(shí)，該產(chǎn)品則到達(dá)貨架期終點(diǎn)，食品的色澤、風(fēng)味等發(fā)生改變，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值大幅降低，甚至有毒副作用，不能

28、再食用，否則將危害身體健康。因此，對(duì)油炸產(chǎn)品貨架期的研究很有必要。 國(guó)內(nèi)對(duì)貨架期模型的研究主要集中在雞蛋、滅菌乳、果蔬類、冷鮮肉、水產(chǎn)品等方面。而對(duì)于干貨制品的貨架期研究很少有報(bào)道。劉雪[69]等建立了不同溫度條件下雞蛋貨架期的動(dòng)力學(xué)模型方程和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方程，以了解5~35℃貯藏溫度下雞蛋的品質(zhì)變化，并對(duì)5、25、35℃的貨架期預(yù)測(cè)值進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的準(zhǔn)確度達(dá)95.93%，動(dòng)力學(xué)模型達(dá)90.79%，說明BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型更適合預(yù)測(cè)5~35℃范圍內(nèi)雞蛋的貨架期。曹平[70]等研究了市售滅菌乳的貨架期，采用Weibull Hazard Analysis（WHZ）方法對(duì)食品感官指標(biāo)進(jìn)

29、行分析并預(yù)測(cè)其貨架期，然后將預(yù)測(cè)結(jié)果與壽命加速方法ASLT您行比較，最終獲得一致結(jié)果。WHA法可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)產(chǎn)品的貨架期，實(shí)時(shí)掌握產(chǎn)品失效的可能性，但該方法以感官指標(biāo)為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，因此對(duì)評(píng)價(jià)員和實(shí)驗(yàn)樣品有嚴(yán)格要求，限制了該方法的推廣，需要與一些客觀的食品理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)相結(jié)合。謝晶[71]等通過對(duì)上海青蔬菜還原型抗壞血酸、葉綠素、顏色參數(shù)亮度和色差、感官評(píng)分等指標(biāo)的測(cè)定，采用常見的Arrhenius方法對(duì)不同溫度下的上海青進(jìn)行貨架期預(yù)測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)零級(jí)動(dòng)力學(xué)模型比一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型更能準(zhǔn)確的描述上海青的品質(zhì)變化，貨架期的預(yù)測(cè)值與試劑貨架期的偏差小于6.5%。但該經(jīng)典貨架期預(yù)測(cè)方法不能得出最接近感官壽命

30、的時(shí)間，因此同時(shí)采用了感官終點(diǎn)決定的動(dòng)態(tài)品質(zhì)終點(diǎn)值的預(yù)測(cè)方法獲得最準(zhǔn)確的感官壽命終點(diǎn)值，兩種預(yù)測(cè)方法的結(jié)合使得預(yù)測(cè)結(jié)果更加全面和準(zhǔn)確。黨曉燕[72]等探討了豬肉中菌落總數(shù)、生物胺、腐胺、揮發(fā)性鹽基氮等的含量與貯藏時(shí)間的關(guān)系，并將生物胺作為品質(zhì)關(guān)鍵因素，結(jié)合Arrhenius方程建立豬肉貨架期預(yù)測(cè)模型，為豬肉的安全冷藏提供理論依據(jù)。郭全友[73]等研究了養(yǎng)殖大黃魚腐敗的原因，采用了Exponential、School-field、Square-root3種貨架期預(yù)測(cè)模型對(duì)其進(jìn)行貨架期預(yù)測(cè)，結(jié)果表明前兩種方法的預(yù)測(cè)性能優(yōu)于第三種，經(jīng)計(jì)算得出養(yǎng)殖大黃魚在低溫下可保藏5.4~17.8d。 國(guó)外對(duì)貨架

31、期模型的研究很普遍且很深入。Lara[74]等以見光褪色的飲料為研究對(duì)象，建立了一種新的針對(duì)光敏性物質(zhì)貨架期預(yù)測(cè)的模型，他們將飲料暴露在溫度不斷升高的不同光照下，分析樣品的漂白速率、色素含量、色素降解產(chǎn)物，結(jié)果表明，飲料貨架期模型的建立應(yīng)將光照和溫度兩者都考慮在內(nèi)，該研究中貨架期預(yù)測(cè)新方法的建立解決了光敏性物質(zhì)貨架期預(yù)測(cè)的難題。Giuffrida[75]等認(rèn)為食品中細(xì)菌的濃度是微生物生長(zhǎng)或失活共同作用的結(jié)果，建立模型時(shí)應(yīng)將其分開，因此這種分開之后的模型可以免除抗菌素的干擾，不管抗生素的存在與否，該模型都可以描述細(xì)菌濃度的變化規(guī)律，他們以魚片為原料，建立了獨(dú)立的細(xì)菌濃度預(yù)測(cè)模型，減少了二次建模的

32、麻煩。Kleinhenz[76]等為了延長(zhǎng)新鮮竹筍的貨架期，他們研究了貯藏溫度及包裝方式對(duì)竹筍水分損失、呼吸作用、色澤、微生物的影響。 1.4 立題背景與意義 隨著生活節(jié)奏的加快和生活水平的提高，人們對(duì)休閑即食食品的需求不斷增加。凡納濱對(duì)蝦營(yíng)養(yǎng)豐富，味道鮮美，在我國(guó)產(chǎn)量很大，目前市場(chǎng)上主要以鮮蝦和冷凍蝦為主，不僅附加值低，而且不能滿足消費(fèi)者多樣化的需求。以凡納濱對(duì)蝦為原料生產(chǎn)的風(fēng)味休閑即食食品很少，蝦類即食產(chǎn)品的開發(fā)和研究也較少，因此，對(duì)對(duì)蝦風(fēng)味即食食品加工工藝的研究探索就更為迫切。油炸食品因其獨(dú)特的風(fēng)味而深受消費(fèi)者的青睞，但常壓油炸產(chǎn)品油脂含量高，營(yíng)養(yǎng)成分破壞嚴(yán)重，并且高溫會(huì)導(dǎo)致的油脂劣

33、變及有害物質(zhì)的產(chǎn)生，讓消費(fèi)者對(duì)油炸食品望而卻步。真空油炸能很好的彌補(bǔ)常壓油炸的不足。 真空油炸是在負(fù)壓狀態(tài)下以油作為介質(zhì)實(shí)現(xiàn)低溫油炸，降低食品水分具有保香、保色、降低油脂劣變、最大程度保留營(yíng)養(yǎng)成分、脆性好等優(yōu)點(diǎn)。將凡納濱對(duì)蝦以真空油炸的方法加工成營(yíng)養(yǎng)豐富、酥脆可口、安全健康、方便即食、老少皆宜且耐貯藏的對(duì)蝦即食食品，可以為凡納濱對(duì)蝦的資源利用提供一條新途徑。 與其他即食對(duì)蝦不同，本研究所用的原料為個(gè)體較小的全凡納濱對(duì)蝦，由于個(gè)體較小，因此整只蝦可食用，不僅免去了剝殼的麻煩，而且蝦殼及蝦頭中含有豐富的蝦青素（抗氧化）及礦物質(zhì)（鈣、磷等），真空油炸脆蝦的開發(fā)不僅能夠充分利用凡納濱對(duì)蝦資源，提高產(chǎn)

34、品的附加值；而且能夠豐富對(duì)蝦即食產(chǎn)品市場(chǎng)，滿足消費(fèi)者對(duì)天然、安全、營(yíng)養(yǎng)、方便的需求；還能夠解決養(yǎng)殖戶后顧之憂，維護(hù)廣大蝦農(nóng)的利益，帶動(dòng)對(duì)蝦養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展，緩解就業(yè)壓力。 1.5 本論文主要研究?jī)?nèi)容 本課題以凡納濱對(duì)蝦為原料，采用真空油炸的方法研制一種新型的對(duì)蝦即食食品；研究了水分損失與吸油量隨油炸條件的變化規(guī)律；比較了真空油炸脆蝦與常壓油炸脆蝦兩種油炸產(chǎn)品的差異；最后探討了真空油炸脆蝦的最佳包裝條件并建立了貨架期預(yù)測(cè)模型，具體研究?jī)?nèi)容如下： 1、研究脆蝦真空油炸工藝。以感官評(píng)分為指標(biāo)，考察真空油炸溫度、油炸時(shí)間、真空度對(duì)感官評(píng)分的影響，并通過響應(yīng)面法得到對(duì)蝦真空油炸工藝的數(shù)學(xué)模型，優(yōu)化得到最佳真空油炸條件。 2、考察在不同的油炸條件（真空油炸溫度、真空油炸時(shí)間、真空度）下，對(duì)蝦的水分損失與吸油量的變化規(guī)律。 3、以常壓油炸脆蝦為對(duì)照，研究真空油炸技術(shù)對(duì)脆蝦的蝦青素含量、吸油量、揮發(fā)性風(fēng)味成分的種類和含量、人體感官接受度的影響。 4、以菌落總數(shù)、揮發(fā)性鹽基氮、過氧化值、感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)，確定真空油炸脆蝦的最佳包裝方式，并研究菌落總數(shù)、揮發(fā)性鹽基氮、過氧化值隨貯存溫度及貯藏時(shí)間的變化規(guī)律，建立真空油炸脆蝦的貨架期預(yù)測(cè)模型。