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秋刀鱼资源丰富,价格低廉,且营养价值高,是一种经济效益非常高的鱼类。目前,除了整条冷冻销售外,大多数捕捞后的秋刀鱼都采用传统的高温灭菌方式加工成秋刀鱼罐头。传统的热杀菌通常以蒸汽或热水作为加热介质,热量通过对流和传导过程,从加热介质传递到食品的冷点区域。受限于食品材料缓慢的热传导速率,需要较长的时间才能达到目标微生物的热致死性要求。而长时间的高温处理会破坏秋刀鱼的营养成分,特别是易于氧化的不饱和脂肪酸,导致产品的营养价值及安全性降低。微生物灭活和食品质量降解动力学表明,高温短时(HTST)处理可以在保证食品安全的同时大幅提高产品质量。然而,由于固体食品缓慢的热传导速率,利用传统热处理方式很难实现固体食品的HTST处理。微波可以穿透到食品内部,直接对食品进行整体加热,使固体食品的HTST处理成为可能。在通过FDA认证后,微波灭菌技术的重心已经转移到工业放大和产品品质评价方面。目前,微波杀菌对食品品质、营养成分的影响研究主要是基于热效应。但仅仅通过温度解析是不全面的,必须考虑微波热和非热的协同作用,才能正确分析微波处理对食品品质的影响。然而,微波的不均匀加热会导致冷点和热点区域的升温速率和加热温度不同,这将导致食品不同部分的营养成分变化不一致。此外,食品营养成分在化学分析前通常需要进行均质处理。因此,利用传统非热效应的分析方法,很难区分营养成分的变化是由于快速升温和不均匀加热引起的,还是由于微波的非热效应。在研究微波高温杀菌处理对食品营养成分的影响之前,有必要揭示在不同的HTST处理过程中食品营养成分的变化规律。因此,本文首先建立了秋刀鱼的微波高温杀菌工艺。并以可提取的脂肪酸为指标,研究了不同HTST处理中秋刀鱼营养成分的变化规律。利用三明治法,验证了微波高温杀菌过程中是否存在非热效应,并进一步探究了不同微波辐射时间、保温时间对微波非热效应的影响。主要研究内容和结果如下:(1)研发了软包装秋刀鱼片的微波高温杀菌工艺。首先研发与秋刀鱼介电特性相匹配的模拟食品,通过模拟食品和化学标记法来确定微波处理后的温度分布和冷点位置。利用无线温度传感器来记录冷点位置的时间-温度曲线,以计算目标微生物的热致死性。通过调整微波加热时间和保温时间以达到目标杀菌程度,进而确定微波高温杀菌的工艺参数。秋刀鱼的微波高温杀菌工艺参数为:微波功率6.2 k W,微波加热时间3.05min,保温温度123℃,保温时间2.27 min,秋刀鱼的杀菌程度可以达到F0=3.38min。在相同杀菌效果下,与传统蒸汽灭菌相比,微波高温杀菌的杀菌时间缩短了58.06%,蒸煮值减少了50.00%。结果表明,微波高温杀菌大幅缩短了杀菌时间,降低了蒸煮值,更好的保留了秋刀鱼产品的品质。(2)基于自主研发的高温短时加热系统,以可提取的脂肪酸为指标,研究了不同加热速率(5.48~18.30℃/min)、最高加热温度(123、133℃)和热处理程度(F0=3.0 min,6.0 min)的高温短时(HTST)加工对秋刀鱼营养成分的影响。结果表明热处理显著提高了脂质和脂肪酸的提取率。利用提取系数的变化来评估不同热处理引起的秋刀鱼质量变化。对于不同处理参数,随着升温速率的增加,脂质和脂肪酸的提取系数逐渐降低,这表明高升温速率可以减少秋刀鱼受到的热损伤。较高的热处理程度也提高了脂质和脂肪酸的提取系数。然而,随着最高处理温度从123℃增加到133℃,脂质的提取系数增加,但脂肪酸的提取系数反而下降,特别是PUFAs。这表明过高的处理温度会导致脂肪酸发生热降解。这些结果表明高温短时(HTST)处理可以减小热处理对鱼肉和脂肪酸的影响。此外,不建议通过大幅提高加热介质的温度来实现高温短时处理。(3)利用三明治法,通过调整水浴处理的样品厚度、水浴温度和水浴时间,分别设计了热效应大于和小于微波热效应的水浴处理。然后通过分析比较三组处理之间的差异,即判断中间层微波的含量变化是否在上下层水浴组的范围内,从而验证微波高温杀菌过程中是否存在非热效应。并探究了不同微波辐射时间和保温时间对微波非热效应的影响。结果表明对于SFAs,MUFAs和TFAs的提取系数,中间层微波不在上下层水浴组的范围内。我们猜测可能微波场的非热效应导致的其提取系数增加。保温处理会削弱微波的非热效应,降低了非热效应的占比,从而减小对脂肪酸的影响。随着微波辐照时间和样品温度增加,脂肪酸组分发生了热损失,从而导致提取系数显著降低。因此受到脂肪酸热降解的干扰,无法非常清晰的判断增加微波辐照(加热)时间对非热效应的影响。在后续实验优化中,应该进一步消除高温下脂肪酸热降解的干扰,以探索高温下非热效应对食品营养成分的影响。