火電廠發(fā)酵成熟現(xiàn)代工藝研究

火電廠發(fā)酵成熟現(xiàn)代工藝研究

0發(fā)酵成熟過程中的熱反應金華大火是中國著名的傳統(tǒng)食品，具有獨特的味道。與西班牙的soa、意大利的pama、semkalm、法國的coisic和baronie相比，其傳統(tǒng)的加工方法相對復雜，工藝設備簡單，加工時間長，從冬季開始，冬季從冬季、春天、夏天和秋天到8月和10個月。傳統(tǒng)工藝由腌制、洗曬和發(fā)酵成熟、后熟等工藝階段組成,受環(huán)境氣候條件的制約,遭遇異常氣候時其風味品質難以保證。發(fā)酵成熟歷經(jīng)春夏兩季6~7個月時間,分為“低溫脫水、中溫發(fā)酵、高溫成熟”三個階段。中溫發(fā)酵時間最長,歷經(jīng)春季初夏4個多月的時間過程,也是金華地區(qū)的多雨季節(jié),氣溫在15~30℃之間逐漸上升,發(fā)酵室相對濕度逐漸下降,火腿肉面開始生長各種霉菌,并逐步被優(yōu)勢菌布滿,形成火腿內部發(fā)酵的微生物屏障;在此期間內肌肉蛋白質和脂肪在內源酶的作用下發(fā)生降解而產(chǎn)生多肽、游離氨基酸和游離脂肪酸等分解產(chǎn)物,這些物質構成了火腿進一步氧化、Strecker降解和Maillard反應形成特有風味物質的生物反應池。高溫成熟是傳統(tǒng)金華火腿有別于其他國家和地區(qū)干腌火腿的工藝特色,經(jīng)過7、8月份長時間高溫成熟才能產(chǎn)生金華火腿特殊的芳香風味。金華地區(qū)的環(huán)境氣候條件制約了傳統(tǒng)火腿發(fā)酵成熟時間的縮短和風味品質提高,幾百年來只能靠開關門窗有限度調節(jié)發(fā)酵成熟室內小氣候,遭遇異常氣候時其風味品質難以保證。本文試圖根據(jù)金華火腿傳統(tǒng)工藝特點,研究其發(fā)酵成熟現(xiàn)代工藝和裝備,在保持傳統(tǒng)特色風味的前提下提高火腿發(fā)酵成熟的脫水速度,突破傳統(tǒng)火腿季節(jié)性生產(chǎn)限制并有效縮短火腿生產(chǎn)時間。1材料和方法1.1試驗材料1.1.1試驗樣品的制備原料腿按照傳統(tǒng)腌制方法腌制35d(溫度5~12℃,相對濕度RH(83±8)%),然后按照發(fā)酵成熟現(xiàn)代工藝試驗方案上架發(fā)酵成熟。1.1.2試驗材料的制備分別取火腿腌制結束、低溫脫水結束、發(fā)酵中期、高溫成熟中期、成熟下架5個工藝點的股二頭肌中間部分作試驗材料。每個工藝點抽5條腿采樣,現(xiàn)場切塊包裝,在-20℃條件下貯存?zhèn)溆?。樣品由浙江省食品有限公司“國?63項目金華火腿試驗基地”提供。1.2重g/火炬發(fā)酵成熟開始質量為試驗因子水平設計根據(jù)金華火腿傳統(tǒng)工藝跟蹤研究結果確定試驗因子為發(fā)酵成熟時間、溫度、濕度和新鮮空氣置換比例,以火腿脫水率(Dr:工藝過程火腿失重(g)/火腿發(fā)酵成熟開始質量(g))為響應值按L9(34)正交表進行4因素3水平正交試驗,正交試驗因子水平設計如表1,其中溫度和濕度根據(jù)2003年度金華火腿傳統(tǒng)工藝溫濕度統(tǒng)計結果如表2設計,發(fā)酵成熟時間按照“低溫脫水、中溫發(fā)酵、高溫成熟”三個階段分配,試驗中A1為60d,按10、15、35d分配,A2為80d,按15、25、40d分配,A3為45d,按5、10、30d分配。1.3發(fā)酵成熟房溫濕度控制根據(jù)火腿發(fā)酵成熟“低溫脫水、中溫發(fā)酵、高溫成熟”三個階段恒溫恒濕變工況工藝試驗要求,研究恒溫恒濕變工況溫濕度控制和發(fā)酵成熟房工作氣流以紊流均勻狀態(tài)穿過每個部位的干腌腿間隙,帶走表面水分并調節(jié)發(fā)酵成熟房的溫濕度的工作原理,設計了火腿發(fā)酵成熟工藝的試驗裝備,并根據(jù)工藝試驗要求編制了CPU控制軟件,對試驗溫濕度和新鮮空氣置換比例進行系統(tǒng)控制。設備的結構如圖1所示,經(jīng)浸洗、沖淋并吹干的干腌腿可按照一定的間距掛在空調車間(21)的架子上,經(jīng)過脫濕控溫的氣流從進風口(22)以一定風速進入,以紊流均勻狀態(tài)穿過掛在發(fā)酵成熟房每個部位的干腌腿間隙,帶走表面水分并調節(jié)發(fā)酵成熟房的溫濕度,通過回風管(7)把潮濕的空氣吸走。微機控制系統(tǒng)(16)根據(jù)試驗設定的溫濕度條件和時間參數(shù),由溫濕度傳感器采集信號實施反饋控制,以達到高效節(jié)能的工作效果。1.4物理和化學指標的分析水分含量:采用GB5009.3-85方法(直接干燥法)測定NaCl含量:用GB9695.8-88方法測定1.5統(tǒng)計分析用MicrosoftExcel統(tǒng)計處理,用SPSS軟件進行差異顯著性分析。2結果與分析2.1不同發(fā)酵時間及工藝關鍵點確定火腿脫水率Dr是發(fā)酵成熟過程重要的工藝參數(shù),表3、4為Dr(%)正交試驗結果及其方差分析:Dr與工藝時間密切相關,60、80和45d三個時間水平有差異;以工藝關鍵點為亞組處理,其平均數(shù)的差異極顯著(p<0.01),表明發(fā)酵成熟工藝過程保持持續(xù)有效的脫水。同一工藝時間處理組火腿脫水率在低溫脫水、中溫發(fā)酵過程中沒有差異,高溫成熟過程中因溫度的高低差異顯著(p<0.05),與濕度的高低密切相關,3個時間水平成熟結束時的相關系數(shù)R2分別為0.9391、0.9994和0.9623。2.2d處理組與傳統(tǒng)活性劑處理組水分含量比較水分含量是火腿發(fā)酵成熟過程中與蛋白質脂肪分解密切相關的重要參數(shù)。試驗結果表明:60、80和45d時間水平成熟結束的火腿水分含量分別為(55.26±0.33)%、(53.47±0.90)%、(56.29±0.45)%,差異顯著(p<0.05),且80d處理組水分含量接近傳統(tǒng)工藝水平(52.46%)。同一工藝時間處理組火腿水分含量的的降低與溫度的升高保持同步,3個時間水平的相關系數(shù)R2分別為0.6999±0.0705、0.9751±0.0100和0.8365±0.0569。2.3現(xiàn)代工藝參數(shù)的回歸2.3.1溫度和濕度編碼值以脫水率Dr為目標函數(shù)進行2次多項式回歸,得到回歸方程:Dr=9.80535+15.3037A-17.93515T+17.58325H+7.19254A·T-7.28501A·H-7.6589T·H-5.38799A2+4.44024T2+4.19355H2式中A——工藝時間因素編碼值;T——溫度因素編碼值;H——相對濕度編碼值。Se=2.62974,R2=0.7708(R20.050.052=0.3571,R20.010.012=0.4330),說明回歸方程的擬合度很高(p<0.01),回歸t檢驗結果(表5)說明可信度很高(p<0.01)。由于回歸誤差,試驗因素新鮮空氣置換比例沒有進入回歸方程,說明其與火腿脫水率沒有相關性,與試驗實際效果一致。2.3.2發(fā)酵成熟正交試驗結果以試驗因素水平(工藝時間A、溫度T和相對濕度H)為變量代入回歸方程,計算脫水率的最大響應值,得到發(fā)酵成熟正交試驗工藝優(yōu)化結果為:A2(工藝時間80d),T1(15℃-20℃-30℃-35℃-37℃),H1(70%-60%-50%-40%-50%)。2.3.3感官品質評定結果用優(yōu)化工藝條件重復發(fā)酵成熟試驗,驗證了現(xiàn)代工藝回歸優(yōu)化結果。三簽風味感官評定:80d處理組試驗產(chǎn)品風味達到傳統(tǒng)一級火腿水平,60d處理組風味接近傳統(tǒng)一級火腿水平,香氣均比Purma火腿濃烈,且火腿肉面沒有霉菌斑點,切面呈鮮桃紅色,皮面呈金黃色,說明以火腿脫水率為目標函數(shù)進行的現(xiàn)代工藝回歸優(yōu)化結果,與其產(chǎn)品的感官品質評定結果有良好的一致性。3討論3.1發(fā)酵成熟時間、溫度增加到25干腌火腿工藝時間和溫濕度條件是重要的工藝參數(shù),正是火腿不同的溫濕度條件和發(fā)酵成熟時間才形成了不同干腌火腿的風味特色。國際干腌火腿現(xiàn)代工藝研究也向著提高溫度、縮短工藝時間的方向發(fā)展,如西班牙Serrano火腿傳統(tǒng)工藝時間約12~15個月,現(xiàn)代工藝研究采用9~10月發(fā)酵成熟時間、溫度增加到25℃;采用5個月短期發(fā)酵成熟工藝、25℃的高溫成熟達到30d,火腿脫水率達到30%。本工藝試驗是在傳統(tǒng)工藝研究基礎上借鑒徐國陽、竺尚武等新工藝研究經(jīng)驗,按照“保持傳統(tǒng)特色、強化高溫成熟、縮短工藝時間”的原則制定,采用的溫度比西班牙Serrano火腿和法國Bayonne火腿高10~12℃,比Iberian干腌火腿高7℃,比Parma火腿高15~18℃。試驗結果表明:80d處理組成熟結束火腿平均脫水率達到(29.43±1.16)%,超過傳統(tǒng)工藝水平(27.02%),與西班牙Serrano火腿現(xiàn)代工藝試驗結果相當,說明強化高溫成熟能有效縮短工藝時間。3.265火腿脫水率與濕度的高低密切相關,現(xiàn)代工藝試驗采用的相對濕度比Serrano火腿降低20%~30%,與Iberian火腿的濕度基本相當,在60、80和45d時間水平成熟結束時的相關系數(shù)R2分別為0.9863、0.9067和0.9658。溫度與火腿脫水率之間的關系表現(xiàn)為兩個方面,工藝過程中脫水率提高與溫度的升高保持同步,3個時間水平的相關系數(shù)R2分別為0.9206、0.9402和0.9365,但同一樣品工藝點火腿脫水率與溫度之間沒有明確的相關性(3個時間水平處理組在成熟結束時的相關系數(shù)R2分別為0.2425、0.998和-0.5658),這是因為試驗設計時同一樣品工藝點溫度水平差異不大而濕度差異顯著,說明溫度和濕度對火腿脫水率的影響是互相關的:溫度影響火腿內部水分傳質速度,濕度影響火腿表面水分蒸發(fā)速度,如果濕度太低表面水分蒸發(fā)太快,會使火腿表面“干結”而影響內部水分向外散發(fā);高溫成熟過程火腿水分蒸發(fā)速度快,需維持一定的相對濕度才能使火腿表面水分蒸發(fā)速度與內部水分傳質速度平衡。3.3高溫成熟過程工藝時間和溫濕度條件是火腿風味形成的主要影響因素,最終風味的形成必須經(jīng)過長期高溫成熟?，F(xiàn)代工藝試驗在“強化高溫成熟”的同時大大縮短“中溫發(fā)酵”工藝時間,中溫發(fā)酵比傳統(tǒng)工藝時間(100±5)d縮短了73.6%~76.2%;持續(xù)的高溫成熟過程使火腿中蛋白質和脂質分解氧化維持較高水平,也加劇了火腿中美拉德反應和Stretcher降解,使火腿風味顯著發(fā)展,這可能是80d發(fā)酵成熟使火腿風味達到傳統(tǒng)一級火腿水平的內在因素。現(xiàn)代工藝低濕度環(huán)境有效抑制了火腿表面霉菌的生長繁殖,使試驗產(chǎn)品火腿肉面沒有霉菌斑點,說明火腿中蛋白質和脂質分解氧化和風味形成主要由內源酶作用,外源微生物對火腿最終風味的形成不起主導作用,這對提高火腿產(chǎn)品的安全品質具有重要意義。3.4pa際發(fā)酵工藝的技術核心發(fā)酵成熟現(xiàn)代工藝裝備是干腌火腿傳統(tǒng)工藝的現(xiàn)代化的關鍵,意大利Parma火腿經(jīng)20多年的技術創(chuàng)新才完成傳統(tǒng)工藝的現(xiàn)代化。本研究開發(fā)的系統(tǒng)裝備吸收Parma火腿工藝的技術核心,有效實現(xiàn)恒溫恒濕變工況溫濕度控制和均勻氣流工作方式,按照正交試驗預期要求程序控制發(fā)酵成熟溫濕度,調控火腿內部水分散失、火腿微生物生長、內源酶活性,控制脂質氧化反應、Strecker降解和Maillard反應速度等,來促進火腿風味發(fā)展,大大縮短發(fā)酵成熟時間、提高生產(chǎn)效率,突破傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的季節(jié)性限制。4基本配方結果的驗證火腿現(xiàn)代發(fā)酵成熟工藝保持“低溫脫水、中溫發(fā)酵、高溫