超声波作用时间为lmin处理的冷冻速率提高效果最明显。最快达到毛豆仁冻结终止温度-18T。根据上述试验分析结果,超声波作用时间为lmin对提高毛豆仁冷冻速率较为合适。
超声波脉冲值越大空化效应越明显,但超声波所产生热能也越大。连续性超声波作用(即脉冲值为100%)产生大量热,阻碍冰晶形成,延缓了毛豆仁冷冻过程。
实际所示为在冷冻介质温度为-201,对毛豆仁冷冻相变过程施加超声波,其工艺参数为功率为80W、作用时间为lmin;考察不同脉冲值下毛豆仁冷冻时间变化曲线图。从图可知,当脉冲值增大至40%和60%时,毛豆仁中心温度从-1——-51的冷冻阶段降温速率明显快于0%和20%的处理水平。试验所设脉冲值中脉冲值为60%超声波产生的空化效应最强,传热传质系数提高程度最大,表现在冻结曲线为越过最大冰晶生成带时间最短。但超声波脉冲值为60%的处理水平由于超声波产生热效应最明显使热量累积过快过髙不能及时转移而减缓了毛豆仁冷冻速率,表现在毛豆仁的冻结曲线为在后续的冷冻阶段曲线较缓。60%的处理水平在食品冰晶相变结束后的冻结曲线离普通浸渍冻结曲线相当接近。
对比于普通浸渍冷冻在温度范围为-1——-51的冷冻阶段,结合超声波处理作用的浸渍冻结的冷冻速率明显得到提高。但由于超声波热效应影响,声强较大的超声波反映在冻结曲线上为最后阶段冷冻速率减慢,曲线陡缓。虽然声强较小的超声波产生热能要远小于毛豆仁冷冻过程中产生显热和潜热。但如果产生热能没有及时转移,这部分热能也可明显提高载冷剂的温度,这样超声波因产生热效应会抵消超声波辅助冷冻作用效果即抵消提高冷冻速率的有利影响。
oo8000
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<1998877665-
鲜样04080120160
超声波功率/W硬度一?—持水力
实际超声波功率对毛豆仁解冻后压力和持水力的影响毛豆仁在冷冻过程中,毛豆仁组织细胞结构会受冻结影响。毛豆仁细胞膜中胶体溶液因不可逆脱水而改变其渗透性和弹性。毛豆仁解冻后失去坚实度。又或者毛豆仁细胞组织冷冻过程中失去水分,解冻后由于细胞内容物的变性,冷库工程水分不能完全被吸收,改变了毛豆仁的持水性,致使毛豆仁失去新鲜多汁的风味。在冷冻相变过程中施加不同参数的超声波作用后,毛豆仁质构(硬度)和持水力变化趋势如实际和实际所示。经冷冻处理后毛豆仁与新鲜毛豆仁对比,其质构和持水力均有所减弱。这3种超声波因素对解冻后毛豆仁的质构(硬度)和持水力变化趋势大致相同,均表现为“先升后降”的趋势。
时间/min
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硬度—持水力
实际超声波脉冲值对毛豆仁解冻后硬度和持水力的影响一硬度一持水力实际超声波作用时间对毛豆仁解冻后硬度和持水力的影响在冷冻介质温度为-20T,对毛豆仁冷冻相变过程施加超声波,其工艺参数为作用时间lmin、脉冲值40%;考察不同超声波功率下速冻毛豆仁解冻后持水力及质构变化。以不施加超声波作用的冷冻处理的毛豆仁为参照,经功率为40W超声波速冻处理毛豆仁解冻后硬度和持水力均有提高。超声波功率为40W、80W时,与鲜样对比,毛豆仁的硬度下降幅度为39.5%、31.9%,而其持水力下降幅度12.7%、9.98%,当超声波功率为120W、160W处理条件下,毛豆仁硬度下降幅度分别为43.1%、45.7%,而其持水力幅度15%、17.1%;不施加超声波作用的处理样硬度和持水力的下降幅度分别为44.9%和16.1%,两者持平。超声波功率为80W的处理样分别比超声波功率为40W处理样和不施加超声波作用的处理样硬度保留率幅度增加了26%和30.2%。持水力保留率幅度增加了33.8%和41.6%。
在冷冻介质温度为-20T,对毛豆仁冷冻相变过程施加超声波,其工艺参数为超声波功率80W、脉冲值40%;考察经超声波作用时间后速冻毛豆仁解冻后持水力及质构变化。超声波处理0.5min的速冻毛豆仁解冻后质构和持水力与不施加超声波作用的速冻毛豆仁解冻后质构与持水力没有显著差异,随着超声波作用时间延长至lmin、1.5min时,显著性逐渐显现;毛豆仁的硬度下降幅度为31.9%、39.1%,而其持水力下降幅度11.4%、13.1%。而在超声波处理时间为2min时,解冻毛豆仁的硬度下降幅度45.6%和持水力下降幅度17.6%基本与对照样无显著差异。
在冷冻介质温度为-20T,对毛豆仁冷冻相变过程施加超声波,其工艺参数为超声波功率80W、作用时间为lmin;考察不同超声波脉冲值作用下速冻毛豆仁解冻后持水力及质构变化。从实际可以看出,与不施加超声波作用的速冻毛豆仁相比,经脉冲值40%超声波辅助速冻处理后毛豆仁,其解冻后质构(硬度)和持水力有所增加,且增幅最大,分别为28.6%、30.7%。相较脉冲值20%和60%的超声波辅助速冻处理后毛豆仁解冻后质构(硬度)保留率分别增加了16.4%和29.2%,持水力保留率增加14.28%和11.6%。而且在整个冻结过程中,超声波处理显著延缓了毛豆仁硬度和持水力变化,而脉冲值60%的超声波处理后毛豆仁质构和持水力变化没有显著差异。
本研究应用响应面分析方法,通过中心优化组合设计,选取因素芩(超声波功率,W)、&(超声波脉冲值,%)和&(超声波作用时间,min)作为优化因子,选择速冻果蔬的F,(持水力,%)和^(硬度,g)为优化指标,考察不同超声波功率、超声波脉冲值及超声波作用时间对毛豆仁品质变化影响。建立解冻后毛豆仁质构及持水力的数学回归模型。其试验设计和结果见实际、实际。通过SAS软件对所得毛豆仁持水力和质构数据进行分析,回归分析结果见实际,响应面分析结果见实际与实际。
实际中心组合试验的因素和水平
-101
超声功率/W4080120
脉冲模式/%405060
A时间/min0.60.81
实际中心组合设计表及其结果
试验号^2Ay2
-100.8975588.1
-1-10.8715713
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