本發(fā)明涉及魚肉低溫濕腌領(lǐng)域，特別是涉及一種超聲波-脈沖真空協(xié)同魚肉腌制方法。

背景技術(shù)：

目前，針對魚肉低溫濕腌的方法僅有少數(shù)報道?，F(xiàn)有技術(shù)中的魚肉腌制方法主要集中在以下方面：其一是采用靜置腌制的方式，即將分割后的魚肉放入含有一定濃度的鹽溶液或者復(fù)合溶液中進行腌制；其二是針對靜置腌制條件下腌制速率慢的情況下而采取的改良方式，主要包括循環(huán)鹽水腌制、超聲波輔助腌制和真空腌制等等。雖然上述改良方式能夠在改善腌制速率方面獲得一定的效果，然而并未從根本上解決此類問題。眾所周知，魚肉屬于極其容易腐敗變質(zhì)的原料。所以，在對其進行腌制的過程中必須采用低溫、快速、安全的腌制方式。上述所提到的方法如循環(huán)鹽水低溫腌制，雖然能夠加快腌制速率，但由于邊界層的限制，當循環(huán)鹽水流量達到一定時，腌制速率會最終趨于一致，即此時腌制的阻力主要來自于魚肉內(nèi)部，所以其對腌制速率的增加有限，不能從根本上解決腌制速率低的問題。超聲波輔助盡管能夠增加腌制速率，然而作為腌制的新技術(shù)仍然存著較大的改進空間。突破低溫濕腌條件下的腌制速率慢的瓶頸是解決魚肉腌制的關(guān)鍵，也是目前研究的熱點問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，本發(fā)明的目的在于，提供一種超聲波-脈沖真空協(xié)同魚肉腌制方法，充分利用脈沖真空條件下超聲波輔助腌制，具有的更高傳質(zhì)系數(shù)、更短的腌制時間和更穩(wěn)定的低溫條件等特性，從而可以實現(xiàn)更加安全、衛(wèi)生及高效的腌制方式。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種超聲波-脈沖真空協(xié)同魚肉腌制方法，包括以下步驟：

s1：將活魚宰殺，去除鱗片和內(nèi)臟，切成厚度一致的魚塊后進行冷藏；

s2：將冷藏后的魚塊放入低溫鹽溶液中，并對魚塊和鹽溶液進行同步的超聲處理和脈沖真空處理，直至腌制完成。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的超聲波-脈沖真空協(xié)同魚肉腌制方法，利用超聲波-脈沖真空協(xié)同復(fù)合輔助腌制，具有更高的傳質(zhì)系數(shù)，縮短了腌制時間，避免魚肉的腐敗變質(zhì)，具有更好的腌制效果，并且其腌制效果優(yōu)于超聲波或者脈沖真空單獨輔助腌制效果，并且優(yōu)于超聲波和脈沖真空結(jié)合(非同步進行，先超聲波后脈沖真空或先脈沖真空后超聲波)。

進一步，步驟s2中，將冷藏后的魚塊放入低溫鹽溶液中，一并轉(zhuǎn)移至超聲波發(fā)生器的超聲槽中，再將超聲槽轉(zhuǎn)移至真空預(yù)冷箱體中，使魚肉和鹽溶液的溫度為4±1℃；同時開啟超聲波發(fā)生器和真空預(yù)冷箱體的真空泵，對魚塊和鹽溶液進行同步的超聲處理和脈沖真空處理，直至腌制完成。

進一步，步驟s2中，脈沖真空處理具體為：s21：開啟真空泵，抽真空使真空預(yù)冷箱體達到預(yù)設(shè)真空度后，關(guān)閉真空泵，真空預(yù)冷箱體恢復(fù)至大氣壓維持一定時間；s22：多次重復(fù)步驟s21，直至腌制完成。

進一步，步驟s21中，抽真空使真空預(yù)冷箱體達到絕對壓強6.5±1.5mbar，維持6.5±1.5mbar的絕對壓強5±1min，關(guān)閉真空泵，恢復(fù)大氣壓后維持5±1min。

進一步，步驟s21中，抽真空過程中，真空預(yù)冷箱體的絕對壓強按照p＝pie^-yt變化；其中，p為抽真空過程中真空預(yù)冷箱體內(nèi)絕對壓強；pi為大氣壓；t為抽真空時間；y為壓強下降速率系數(shù)。

進一步，步驟s21中，抽真空過程中，壓強下降速率系數(shù)為0.5±0.1min^-1。在壓強下降速率系數(shù)為0.5±0.1min^-1時，能夠獲得更高的傳質(zhì)系數(shù)。

進一步，步驟s2中，超聲處理的強度為4±1w/cm²。

進一步，步驟s2中，所述低溫鹽溶液的溫度為4±1℃，質(zhì)量濃度為5～7％。

進一步，步驟s2中，鹽溶液的質(zhì)量與魚塊的質(zhì)量比為(20±5):1。

進一步，步驟s1中，魚塊在0±4℃的條件下冷藏12h。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明的超聲波-脈沖真空協(xié)同輔助腌制效果優(yōu)于超聲波或者脈沖真空單獨輔助腌制效果，優(yōu)于超聲波和真空結(jié)合的腌制效果，也要優(yōu)于超聲波和脈沖真空結(jié)合(非同步進行，先超聲波后脈沖真空或先脈沖真空后超聲波)的腌制效果，本發(fā)明在脈沖真空環(huán)境下超聲波產(chǎn)生蒸汽空穴效應(yīng)，促進鹽溶液和魚肉的接觸，增強傳質(zhì)推動力，從而大大增加了魚肉腌制過程中的傳質(zhì)系數(shù)。

(2)本發(fā)明將魚塊在質(zhì)量濃度為6％、溫度為4℃的鹽溶液中進行超聲波-脈沖真空協(xié)同腌制，魚肉的nacl濃度達到2％所需要的時間不超過150min，而現(xiàn)有的2750ml/min循環(huán)流量腌制方法，魚肉的nacl濃度達到2％需280min，因而本發(fā)明的腌制方法具有更高的腌制效率。

(3)本發(fā)明的超聲波-脈沖真空協(xié)同腌制方式，低壓的絕對壓強為6.5±1.5mbar，更有利于維持腌制的鹽溶液4±1℃的低溫；在真空環(huán)境下，腌制鹽溶液的溫度可以通過所處環(huán)境絕對壓強的大小來確定，絕對壓強值越小，真空度越大，由于沸騰現(xiàn)象的原因腌制鹽溶液的溫度就會越低，而本發(fā)明所設(shè)定的6.5±1.5mbar的壓強值與4±1℃、6％的nacl的所對應(yīng)飽和蒸氣壓值相接近，因而更有利于維持腌制的鹽溶液4±1℃的低溫。

為了更好地理解和實施，下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1脈沖真空處理的壓強變化示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例1對魚肉腌制過程中nacl含量變化圖；

圖3為本發(fā)明實施例1中腌制過程中鹽溶液振動幅度示意圖；

圖4為本發(fā)明對照例1中不同腌制方法對魚肉腌制過程中nacl含量變化圖及本發(fā)明實施例1中對魚肉腌制過程中nacl含量變化圖；

圖5為本發(fā)明對照例2中不同腌制工藝參數(shù)對魚肉腌制過程中nacl含量變化圖；

圖6為本發(fā)明對照例2中編號為2.1的腌制方法的脈沖真空壓強變化示意圖；

圖7為不同絕對壓強下超聲波對鹽溶液振動幅度示意圖；其中a為絕對壓強50mbar，未開超聲波；b為絕對壓強50mbar，開超聲波；c為絕對壓強6.5mbar，未開超聲波；d為絕對壓強6.5mbar，開超聲波。

具體實施方式

本發(fā)明公開了一種超聲波-脈沖真空協(xié)同魚肉腌制方法，包括以下步驟：

s1：將活魚宰殺，去除鱗片和內(nèi)臟，切成厚度一致的魚塊后進行冷藏；

具體的，將活魚宰殺后去除鱗片及內(nèi)臟，然后沿背部將其切成一致厚度的魚塊進行冷藏。

s2：將冷藏后的魚塊放入低溫鹽溶液中，并對魚塊和鹽溶液進行同步的超聲處理和脈沖真空處理，直至腌制完成。

具體的，將冷藏后的魚塊放入具有一定濃度的低溫鹽溶液中，并一并轉(zhuǎn)移至超聲波發(fā)生器的超聲槽中，然后將超聲槽連同鹽溶液和魚塊一并轉(zhuǎn)移至真空預(yù)冷機的真空箱體中，使魚肉和鹽溶液的溫度維持在4±1℃，同時開啟超聲波發(fā)生器和真空預(yù)冷箱體的真空泵，對魚塊和鹽溶液進行同步的超聲處理和脈沖真空處理，直至魚肉腌制達到所需濃度完成。所述低溫鹽溶液的溫度為4±1℃，質(zhì)量濃度為5～7％。所述鹽溶液的質(zhì)量與魚塊的質(zhì)量比為(20±5):1。所述魚塊在0±4℃的條件下冷藏12h。

所述脈沖真空處理具體為：s21：開啟真空泵，抽真空使真空預(yù)冷箱體達到預(yù)設(shè)真空度6.5±1.5mbar后，維持在6.5±1.5mbar的絕對壓強5±1min，關(guān)閉真空泵，真空預(yù)冷箱體恢復(fù)至大氣壓維持5±1min；s22：多次重復(fù)步驟s21，直至腌制完成。s21中，抽真空過程中，壓強下降的速率為0.5±0.1min^-1。

下面結(jié)合具體實施例進一步說明。

實施例1

一種超聲波-脈沖真空協(xié)同魚肉腌制方法，包括以下步驟：

s1：取新鮮草魚(重量為2kg)宰殺后，去除鱗片和內(nèi)臟，沿魚骨平行方向?qū)⒉蒴~分成兩部分，再沿背部將魚切成厚度為2cm的魚塊，放入冷庫(2℃)中冷藏12h。

s2：將冷藏后的魚塊放入質(zhì)量濃度為6％、溫度為4℃低溫鹽溶液中，鹽溶液的質(zhì)量與魚塊的質(zhì)量比為20:1。然后將魚塊和低溫鹽溶液一并轉(zhuǎn)移至超聲波發(fā)生器的超聲槽中，然后將超聲槽連同鹽溶液和魚塊一并轉(zhuǎn)移至真空預(yù)冷機的真空箱體中，使魚肉和鹽溶液的溫度維持在4±1℃，將真空預(yù)冷機的冷媒溫度設(shè)置為-5℃，真空泵的抽氣速率設(shè)置為0.5min^-1，超聲波發(fā)生器的強度設(shè)置為4w/cm²。同時開啟超聲波發(fā)生器和真空預(yù)冷箱體的真空泵，進行超聲處理和脈沖真空處理。請參閱圖1，其是本發(fā)明脈沖真空處理的壓強變化示意圖。所述脈沖真空處理為：開啟真空泵，抽真空使真空預(yù)冷箱體達到絕對壓強6.5mbar，并維持在6.5mbar的壓力5min，然后關(guān)閉真空泵，使真空預(yù)冷箱體恢復(fù)至大氣壓，并于大氣壓維持5min；然后再次抽真空至6.5mbar，維持5min，再恢復(fù)至大氣壓，維持5min(即脈沖真空處理的頻率為5min)，周而復(fù)始直至腌制完成。所述壓強下降速率系數(shù)公式，如公式(1)所示：

p＝pie^-yt(1)

其中，p為抽真空過程中真空預(yù)冷箱體內(nèi)絕對壓強，單位mbar；pi為當?shù)卮髿鈮?初壓)，單位mbar；t為設(shè)備抽真空時間，單位是min；y為壓強下降速率系數(shù)，min^-1；以pi(1000mbar)降至p(6.5mbar)所用時間t(min)來計算y值。

壓強下降速率系數(shù)y表示壓強下降速率的快慢，壓強下降速率系數(shù)越大，表示壓強下降的速率越快，所用時間也越短。反之，則壓強下降的速率越慢，所用時間也越長。例如，如果壓強從1000mbar下降至6.5mbar所用的時間為10min，則壓強下降速率系數(shù)為0.5min^-1。而如果壓強從1000mbar下降至6.5mbar所用的時間為16min，則壓強下降速率系數(shù)為0.315min^-1。本發(fā)明所用的壓強下降速率系數(shù)均由上述公式計算而得。在本實施例中，所述壓強的下降速率系數(shù)優(yōu)選為0.5min^-1。

請參閱圖2，其為本發(fā)明的超聲波-脈沖真空協(xié)同腌制方式的魚肉腌制過程中nacl含量變化圖，并同時參閱表1可知，超聲波-脈沖真空協(xié)同輔助腌制對魚塊的腌制效果極佳，傳質(zhì)系數(shù)高達3.18×10^-9m²/s，可將腌制時間縮短至160min，提高了腌制效率，且避免魚肉的腐敗變質(zhì)等，具有更好的腌制效果。而實現(xiàn)這種效果的主要原因是，超聲波運行時會產(chǎn)生兩種空穴，氣體性空穴和蒸汽性空穴。超聲狀態(tài)下，如果液體存在較多的氣體性空穴，液體中的殘存氣體越多，其過度值(空穴發(fā)生的極限值)就越低，雖然能夠輕易地發(fā)生空穴，其沖擊波卻比較弱。與此相反，蒸汽性空穴不是由液體中的殘存氣體發(fā)生，而是由超聲波在負壓時發(fā)生，其過度值比氣體性空穴高10倍，其沖擊波強于氣體型空穴，沖擊波能夠促進鹽溶液和魚肉的接觸，增強傳質(zhì)推動力，從而提高傳質(zhì)系數(shù)。由于脈沖真空較真空而言不僅具有蒸汽性空穴效應(yīng)同時還具備真空浸漬效應(yīng)，必然大大增加腌制過程中的傳質(zhì)系數(shù)，從而大大縮短腌制時間，提高腌制效率。

所述傳質(zhì)系數(shù)的計算方法如公式(2)所示：

其中，各符號所代表的含義及單位分別為：cs,t：t時刻魚肉中nacl含量，％；cs,0：魚肉中nacl含量，％；cs,eq：極限腌制平衡中魚肉中nacl含量，％；l：魚塊厚度，m；t：腌制時間，min；ds：傳質(zhì)系數(shù)，m²/s。

表1超聲波-脈沖真空協(xié)同腌制方式對魚塊傳質(zhì)系數(shù)的影響

請參閱圖3，其為本發(fā)明的超聲波-脈沖真空協(xié)同腌制方式的魚肉腌制過程中超聲波對鹽溶液振動幅度示意圖。從圖中可知，絕對壓強為6.5mbar時并同時進行超聲波處理，可以獲得很高的鹽溶液振動幅度，高的振動幅度，同時提高了傳質(zhì)面積和傳質(zhì)推動力，由于傳質(zhì)系數(shù)與傳質(zhì)面積和傳質(zhì)推動力均成正比，因而可以得到更高的傳質(zhì)系數(shù)。同時，更低的絕對壓強也更有利于維持腌制鹽溶液處于低溫狀態(tài)，避免超聲波所帶來的負面熱效應(yīng)。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的超聲波-脈沖真空協(xié)同魚肉腌制方法，通過同時結(jié)合超聲波處理和脈沖真空處理，能夠極大的提高腌制過程中魚肉的傳質(zhì)系數(shù)，并且魚肉中nacl的質(zhì)量濃度達到2％所需要的時間不超過150min，腌制效率大大提高，能夠有效避免腌制時間過長導(dǎo)致的魚肉腐敗變質(zhì)等問題；此外，本發(fā)明的腌制方式更有利于維持鹽溶液4℃的低溫。

對照例1

s1：取新鮮草魚(重量為2kg)宰殺后，去除鱗片和內(nèi)臟，沿魚骨平行方向?qū)⒉蒴~分成兩部分，再沿背部將魚切成厚度為2cm的魚塊，放入冷庫(2℃)中冷藏12h。

s2：將冷藏后的魚塊放入質(zhì)量濃度為6％、溫度為4℃低溫鹽溶液中，鹽溶液的質(zhì)量與魚塊的質(zhì)量比為20:1。然后按照下表所示的腌制方法分別對魚塊進行腌制。

表2對照例1中對魚塊的腌制方法、操作步驟及工藝參數(shù)

表2的腌制方法中，所述低溫恒溫槽為上海百典儀器設(shè)備有限公司的dl-2020低溫恒溫槽，其包含機組和循環(huán)泵。所述真空預(yù)冷機為km-50設(shè)備。

請參閱圖4及表3，將本對照例中的幾種不同腌制方法對魚肉腌制過程中nacl含量變化與本發(fā)明實施例1中的超聲波-脈沖真空協(xié)同輔助腌制過程中nacl含量變化對比分析可知，本發(fā)明的超聲波-脈沖真空協(xié)同輔助腌制對魚塊的腌制效果最佳，傳質(zhì)系數(shù)高達3.18×10^-9m²/s，明顯高于對照例中的幾種不同腌制方法。并且本發(fā)明的腌制方法，腌制魚肉的nacl濃度達到2％所需要的時間不超過150min。對于質(zhì)量濃度為約6％的腌制鹽溶液，將魚的最終腌制濃度設(shè)定為2％對于采用非線性擬合來求解傳質(zhì)系數(shù)的方法而言是足夠的。同時魚肉達到2％的濃度能夠抑制大部分微生物的生長，避免了魚肉的腐敗變質(zhì)。而對照例中的幾種腌制方法，腌制魚肉的nacl濃度達到2％遠超過150min，腌制效率低于本發(fā)明的腌制方法的腌制效率，而腌制時間越長越容易導(dǎo)致腌制鹽溶液的溫度升高以及魚肉的腐敗變質(zhì)。

表3不同腌制方法對應(yīng)的魚塊傳質(zhì)系數(shù)

其中，t2％代表了腌制魚肉中的nacl濃度達到2％所需要的腌制時間。

對照例2

在本發(fā)明實施例1的基礎(chǔ)上，本對照例與實施例1采用類似的操作步驟，但工藝參數(shù)不同的腌制方法對魚肉進行腌制，步驟如下：

s1：取新鮮草魚(重量為2kg)宰殺后，去除鱗片和內(nèi)臟，沿魚骨平行方向?qū)⒉蒴~分成兩部分，再沿背部將魚切成厚度為2cm的魚塊，放入冷庫(2℃)中冷藏12h。

s2：將冷藏后的魚塊放入低溫鹽溶液中。然后將魚塊和低溫鹽溶液一并轉(zhuǎn)移至超聲波發(fā)生器的超聲槽中，然后將超聲槽連同鹽溶液和魚塊一并轉(zhuǎn)移至真空預(yù)冷機的真空箱體中，使魚肉和鹽溶液的溫度維持在4±1℃，將真空預(yù)冷機的冷媒溫度設(shè)置為-5℃。同時開啟超聲波發(fā)生器和真空預(yù)冷箱體的真空泵，進行超聲處理和脈沖真空處理。并且按照下表4所示的工藝參數(shù)(鹽溶液溫度、腌制溫度、鹽溶液與魚塊的質(zhì)量比、真空泵抽氣速率、真空壓強及超聲波強度)對魚肉進行腌制。

表4對照例2中對魚塊進行腌制的工藝參數(shù)

根據(jù)表4中的工藝參數(shù)對魚肉進行腌制，請參閱圖5和表5，分別為不同工藝參數(shù)對應(yīng)的腌制方法對魚肉腌制過程中nacl含量變化及傳質(zhì)系數(shù)，對比本發(fā)明實施例1的超聲波-脈沖真空協(xié)同魚肉腌制方法的工藝參數(shù)，可知，本發(fā)明的腌制方法是最佳的，所設(shè)定的工藝參數(shù)能夠保證傳質(zhì)系數(shù)和溫度控制達到最佳的效果，從而實現(xiàn)腌制效果最優(yōu)化。

表5不同腌制工藝參數(shù)對應(yīng)的魚塊傳質(zhì)系數(shù)

其中，t2％代表了腌制魚肉中的nacl濃度達到2％所需要的腌制時間。

對照例2中編號為2.1的腌制方法，其脈沖真空壓強變化示意圖如圖6所示，絕對壓強為50mbar的超聲波-脈沖真空協(xié)同處理腌制，腌制完成后腌制鹽溶液的溫度上升至15.5℃，而絕對壓強為6.5mbar的超聲波-脈沖真空協(xié)同處理腌制，腌制完成后的腌制鹽溶液的溫度為4.5℃。并且參閱圖7，其為不同真空箱體絕對壓強下的鹽溶液在超聲波輔助下振動幅度示意圖，可以看出，更低的絕對壓強也就是更高的真空度，更有利于增強腌制鹽溶液的振動幅度，而高的振動幅度更有利于增加傳質(zhì)系數(shù)。同時，更低的絕對壓強也更有利于維持腌制鹽溶液處于低溫狀態(tài)，避免超聲波所帶來的負面熱效應(yīng)。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。