论文部分内容阅读
低温相变区(-40℃～10℃)的冰点、表观比热和热焓等热特性参数是计算冷冻冷藏加工时间、分析冻结(或解冻)相变过程中能量和品质变化、确定适宜的冷冻(或解冻)工艺的重要数据。本文采用差示扫描量热仪(DSC)研究了淡水鱼肉在低温相变区(-40℃～10℃)的热特性参数、添加NaCl、蔗糖及其混合物对热特性参数及鱼肉蛋白热稳定性的影响，建立了淡水鱼低温相变区热特性参数预测模型，并将测定的热特性参数和建立的参数预测模型应用到低温工程中，模拟了鲢肉在-18℃冻结过程的温度场和冷冻时间。研究结果如下：1．四种淡水鱼肉冻结相变温区及其冻结相变焓分别为-17℃～-11℃和-212 J／g～-184 J／g；熔融相变温区及其熔融相变焓分别为-2.8℃～0.0℃和191 J／g～212J／g。淡水鱼冰点温度为-0.33℃～-0.83℃，完全冻结(-40℃)的表观比热为1.57 J／g·℃～2.36J／g·℃，完全融解(10℃)的表观比热为3.70 J／g·℃～3.76 J／g·℃，表观比热峰值为107J／g·℃～130 J／g·℃。2．建立了基于淡水鱼肌肉水溶性成分含量的线性组合冰点预测模型、低温相变区表观比热的两段式预测模型，并根据热焓定义推导出淡水鱼肌肉热焓预测模型，这些模型都有很高的拟合精度。研究表明淡水鱼肌肉中水分含量、可溶性固形物含量、蛋白质含量和脂肪含量对冰点或常温表观比热有不同程度的影响，其中可溶性固形物和水分含量分别对冰点和完全解冻后的表观比热影响最大。热焓及冰点以下的表观比热主要受温度的影响。3．研究了添加NaCl和蔗糖对淡水鱼肌肉低温相变区热特性参数的影响。在鱼肉组织中添加蔗糖和NaCl，不可冻结水含量随之增加，从而使鱼肉的冻结温区和熔融温区均向低温方向移动，相变焓降低，表观比热最大值逐渐减小，鱼肉完全冻结(-40℃)后的表观比热增大，完全融解(10℃)后的表观比热降低。在整个相变区(-40℃-10℃)，添加NaCl和蔗糖降低了融解所需要的能量，更加有利于解冻。研究表明NaCl添加量、蔗糖添加量、可溶性固形物含量、水分含量和不可冻结水含量对冰点、相变焓和表观比热有不同程度的影响，其中NaCl添加量的影响最大。4．研究了添加蔗糖和NaCl对鲢肉蛋白热变性的影响。新鲜鲢肉的肌球蛋白、肌浆蛋白和肌动蛋白的变性峰值温度分别为41.50℃、53.28℃和72.4℃，对应的相变热焓分别为0.125 J／g、0.73 J／g和0.33 J／g。添加蔗糖使变性温度向高温方向移动，提高了蛋白的热稳定性；添加NaCl使变性温度向低温方向移动，降低了蛋白的热稳定性；NaCl和蔗糖复合添加时，蛋白变性温度仍由NaCl主导。添加蔗糖和NaCl使蛋白的亲水性下降，变性焓降低。5．应用动态的热特性参数，采用焓法将热焓和温度一起作为待定函数在整个鱼肉冻结区域建立统一的网格能量离散方程，模拟了鲢鱼肌肉在-18℃的冷冻过程，模拟的冷冻时间和冷冻速度相对误差分别为1.54％和2.33％，模拟结果能很好的反映鲢肉在-18℃的实际冷冻过程。