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冷冻猪肉的射频解冻工艺

郭洁玉  
【摘要】:本文主要研究了冻猪肉的射频解冻工艺,旨在缩短解冻时间,提高解冻效率,保证解冻肉的品质。测定了猪肉的介电特性,分析了射频仪极板间距、冻肉厚度和间歇时间对解冻效果的影响,用软件模拟射频解冻过程中猪肉的温度变化,最后比较了射频解冻、空气解冻和微波解冻3种方法的解冻效果。采用矢量网络分析仪测定了-18~20℃范围内,27 MHz、915 MHz和2450 MHz 3个频率下猪肉的介电常数和介电损耗因子,并计算了3个频率的电磁波在猪肉中的能量穿透深度。结果表明:猪肉的介电常数、介电损耗因子和能量穿透深度在27 MHz频率下最高,在2450 MHz频率下最低。3个频率下猪肉的介电常数在-18~-5℃范围内,随温度升高缓慢增大;在-5~-1℃范围内,随温度升高快速增大;在-1~20℃范围内,基本不变。-18~20℃范围内,27 MHz频率下,猪肉的介电损耗因子随着温度的升高而增大,且在-5~-1℃范围内,升高速率最大,在-1~20℃范围内,升高速率次之,在-18~-5℃范围内,升高速率最低;915 MHz和2450 MHz频率下,猪肉的介电损耗因子随着温度的升高略有升高。射频(27 MHz)能量穿透深度随温度的升高下降趋势明显,在-18~-3℃范围内下降较快,在-3~20℃范围内下降较慢,而微波(915 MHz、2450 MHz)能量穿透深度随温度的升高只是略有下降。用功率6 k W的射频仪器解冻猪肉,以解冻后猪肉的品质为评价指标,研究操作条件对解冻效果的影响,获得合适的射频解冻条件。结果表明:随着极板间距的增加,解冻汁液流失率降低,且极板间距为14 cm时解冻汁液流失率与其他极板间距的差别极大;菌落总数在极板间距为14 cm时最高,其他极板间距下无显著性差异;极板间距为14cm的解冻肉品质较差,其他极板间距下解冻肉品质差别不大。冻肉厚度在6~10 cm范围内,解冻汁液流失率差别不大,但当厚度超过10 cm后,解冻汁液流失率显著增大;随着厚度的增加,菌落总数含量减少;厚度为12 cm的冻猪肉在解冻结束时会出现局部过热现象。随着间歇时间的增加,解冻汁液流失率增加;间歇时间为3 min和5 min可以解决局部过热问题。适宜的射频解冻条件为:极板间距15~24 cm,冻肉厚度在10 cm内;冻肉厚度大于10 cm时,采用间歇解冻方法,间歇时间为3 min。采用有限元分析方法建立了静电场-热传导双向耦合模型模拟射频解冻过程,对冻肉射频解冻过程中的温度变化进行了理论计算和实验测定,研究了射频仪极板间距和肉块厚度对冻肉在射频解冻过程中温度变化的影响。结果表明,模型计算温度值与实验测定温度值差别不大。解冻速度呈现先快(-18~-5℃)后慢(-5~-1℃)再快(-1℃以上)的变化趋势。极板间距越大,肉块厚度越厚,则解冻速度越慢。极板间距越大,肉块厚度越小,则射频解冻后肉块内温度分布越均匀。以解冻猪肉的品质、温度分布均匀性和猪肉丸品质为评价指标,对射频解冻、微波解冻和空气解冻3种方法进行比较。结果表明:射频解冻所需时间(0.63 h)约为空气解冻(9.5 h)的1/16,并稍短于微波解冻时间。射频解冻的猪肉品质最好,空气解冻的猪肉品质最差。射频解冻和空气解冻后肉块中的温度差均为8℃,温度分布较均匀,微波解冻后肉块中的温度差为36℃,温度分布不均匀。3种猪肉丸冻藏1个月时,感官品质、质构性质和菌落总数无显著性差异。随着冻藏时间的延长,3种猪肉丸的品质出现显著性差异(p0.05)。冻藏4个月时,和空气解冻相比,以射频解冻和微波解冻猪肉为原料的猪肉丸感官品质、质构品质较高,菌落总数较低,品质下降较慢。


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