水产品干燥技术的研究进展

水产品生产季节性强，原料易于腐败，必须采取有效手段对原料进行及时保鲜和加工处理由于水产干制品不需冷藏，从生产到消费的过程中不需低温链，并且水分含量很低（一般在14以下），使运输、储藏和食用更为简便、成本低，同时还可避免低温链过长引起的污染和品质降低因此，水产品的干燥生产是水产品加工的重要方法之一。另外，除了储藏的目的外，很多水产干制品因其具有风味而受到人们的青睐，如干咸鳕鱼、干咸鲨鱼、干咸沙丁鱼等是世界很多地区人们非常喜爱的食品；各种烤鱼片、海米、干贝、贻贝干、干海参、干鲍鱼等也是深受中国消费者欢迎的、风味特异的水产干品或半干品。近几年，世界每年干燥鱼的总产量生鲜鱼贝肉的含水率一般为75~ 80，如将其干燥到含水率为12~1物左右，必须从中蒸发掉原体重60的水分。因水分蒸发量大，而且由于水产品的蛋白质含量高，在干燥过程中肌纤维会逐渐收缩和紧密连接，缩小了水分蒸发通道，因而很多鱼贝类的等速干燥阶段很短，降速干燥时间明显加长1传统水产品干燥技术及存在的问题水产品的传统干燥方法主要是日光干燥和热风干燥因日光干燥不需特殊设备，干燥成本低，是经济的干燥方法目前，室外日光干燥仍是许多地区、特别是亚洲、非洲和太平洋地区众多发展中国家鱼品干燥的主要方式+8.由于日光干燥完全依赖自然环境条件，不能根据各类鱼品的特性人为控制干燥条件，尤其是在阴雨潮湿天气下不能进行正常干燥，因此生产的连续性差、不可预测性大如果在干燥过程中遇到较长时间的恶劣天气，干燥鱼品会严重变质，由此造成重大经济损失；另外，由于日光干燥法干燥时间长（一般需干燥数天，在夜间需收回储藏），干燥过程中的卫生条件不易控制，如砂土、蚊蝇、雨水、啮齿动物等会引起干品的质量和产量的显著下降RWALL的研究报告指出，在印度西南部，每年有50的干燥时间会受到苍蝇的严重袭扰，由此造成的产量减少达10，同样在马拉维和孟加拉由于苍蝇的严重袭扰，产量损失分别达25和30.为了避免昆虫和螨虫的侵害，有些渔民甚至在鱼品中加入DDT等杀虫剂，导致鱼品严重污染，对人的身体健康和环境造成严重伤害1982年FDA报告指出42由亚洲进口的日光干燥虾含有大量的昆虫及昆虫碎片、螨虫、啮齿动物的毛发鸟类的羽毛等。因此，由于日光干燥法的局限性，目前还仅限于在自然条件特别适合干燥（阳光充足、空气干燥）的地区使用。
热风干燥是用加热后的空气做媒介，将物料进行加热促进水的蒸发，同时将物料表面水分去除的干燥方法。热风干燥设备投资少，适应性强，操作、控制简单，卫生条件较好，目前被广泛应用于水产品干燥，例如各种调味鱼片、海带、裙带菜等的干燥加工，由于热风干燥是由外向内逐渐将水产品加热，必须建立和保持一定的温度梯度才能保证水分由内向外的扩散，所以热风温度是影响水产品热风干燥速度的主要因素，但如果采取高温热风急速干燥，会产生表面干燥效应，即在鱼体表面形成硬壳，内部水分更难以扩散出来，因此，热风干燥法所需的干燥时间一般较长S.Bellagha等利用热风干燥沙丁鱼初始含水率70含脂肪6、大小为30g个），在35~ 50C温度下干燥到含水率（湿基）为14，需11屮50h；Sankat等使用热风干燥鲨鱼块（尺寸为10cm< 1cm单层干燥），在风温120~140*C温度下，用热风干燥虾片（尺寸为0. ~70min；娄永江用烘道对龙头鱼（体长20~ 22cm初始含水率89）进行薄层干燥，在45~65C温度下干燥到含水率（湿基）为1，需13~ 20h对于尺寸较大和难于干燥的水产品，经常采用间歇罨蒸的方法，即将水产品干燥一段时间后，停止干燥，将被干燥物料堆积蒙盖起来保持一段时间，以利于其内部水分继续向外扩散，一个完整的干燥过程可由若干个这样的干度较高、干燥时间长，并且与氧长时间接触，会引起脂肪氧化和美拉德褐变，产生不良气味并进而破坏水产品的组织结构，水产品中的热敏性成分和生理活性成分也会遭到很大破坏，从而使产品品质严重降低（维生素和芳香物质损失、表面硬化开裂、过度收缩、低复水性和明显的颜色改变等）另外，在较长的热风干燥过程中还会导致细菌的大量滋生2水产品其它低温干燥技术的应用及发展由于水产品的干燥质量在很大程度上取决于干燥温度，在较低温度下对水产品进行干燥能够保持物质原有的色、香味及营养，干燥质量妊近年来，水产品低温干燥研究受到了普遍关注，其它干燥技术在水产品干燥中的应用也日益广泛目前，冷冻干燥、热泵干燥和微波真空干燥等在水产品加工中得到了一定的应用，并取得了良好的效果本文对这些干燥技术在水产品干燥中的应用情况和发展趋势作一介绍和分析。
利用真空冷冻干燥水产品，使水产品在冻结状态下脱水，可以大限度地保留食品原有的营养味道和芳香，保持食品原来的形状和颜色，并抑制酶和细菌的生长冻结后均匀分布的细小冰晶在升华后留下大量空穴，使冻干食品呈多孔海绵状，复水时水分能迅速渗入到冻干品内部，与干物质充分、迅速接触，因而复水性很好高福成等利用真空冷冻干燥干燥鱼片，结果表明冻干鱼肉的色泽形状气味、滋味均能保持良好，冻干鱼片的复水性也很好，在浸水煮熟后其外观、稠度和气味同煮熟的冻鱼相比没有明显差异。张晋陆利用冻干加工蚬肉，在预冻时间为2h预冻终点温度-20*C以下、真空度为17Pa的条件下干燥7h，所得蚬肉干制品复水后基本达到鲜品质构和口味谢国山等进行了牡蛎真空冷冻干燥工艺研究，试验测得在常温水中浸泡153045min的冻干牡蛎复水率分别为69.03、73. 1575.0，同时测得新鲜牡蛎的含水率为79.64，可见冻干牡蛎的复水性很好，同时也证明了海蛎子的内部结构保持良好冷冻干燥能消除热损伤，干燥物料的组织结构保持良好，利用真空冷冻干燥干燥水产品，可获得良好品质的水产干品然而，由于真空冷冻干燥设备一次性投资大，干燥时间长能耗大，因而加工成本高，使得真空冷冻干燥技术在水产品加工中的应用受到很大限制如国产ZDJ系列、JDG系列等食品冻干设备的售价在150~ 600万元之间，进口设备更贵，为国产设备的2~3倍；张晋陆使用ZLG-0. 5型冻干试验机进行冻干蚬肉试验，总干燥时间需9h；谢国山等进行真空冷冻干燥牡蛎试验，所需总干燥时间为19h；陈朝银用Labconco-8型冷冻干燥机干燥蒸熟虾仁蛤肉、贻贝，干燥时间为20h；Sablani等冻干沙丁鱼，在-40°C100Pa真空条件下，干燥至4含水率（干基）需72h；另外，汪廷彩等的研究证明，经真空冷冻干燥加工的产品，生产成本比热风干燥高出5~7倍较高温度下释放，而对物料进行干燥的方法与普通的热风干燥相比，热泵干燥充分利用了干燥排出的水蒸汽潜热，在整个干燥过程中没有能量损失，比能耗低，是一种节能型新技术由于水产品的含水率较高，干燥过程中去除的水量大，因此利用热泵干燥水产品，节能效果比较显著例如，陈忠忍等利用热泵干燥技术对海产品进行干燥，每kW.h电耗可脱水1.49kg，较普通电热干燥节能近50；郑春明的研究证明，使用一台515kW的RC-100型热泵干燥机，每小时可脱水12~ 151免，与一般气流干燥法比较，节能316<10414/27除了节能的优点外，热泵的干燥温度易于控制在25~中不饱和脂肪酸的氧化和表面发黄，减少了蛋白质受热变性物料变形变色和呈味类物质的损失，因此，利用热泵干燥可获得品质良好的水产干制品洪国伟使用热泵干燥鱿鱼，发现干燥产品的外观和色泽都比较理想；郑春明使用RC-100型热泵干燥机进行了多种鱼类（池鱼、柳叶鱼、红狮鱼、鱿鱼、沙丁鱼、左口鱼片和小银鱼等）和海珍品（鲜蚝扇贝等）的干燥试验，发现干鱼产品能保持原有的色泽和风味，海产干品的质量达到了出口美、日的质量标准；李浙的研究表明，使用热泵在20~25C温度下干燥的鱼片制品与洞道式蒸汽烘干房干燥的鱼片相比，在色泽、营养口感等方面具有明显优势，取得了很好的经济效益；陈忠忍根据研究证明，利用热泵干燥的海产品可大幅提高其品质和附加值，产品品质完全达到美国、日本等国家同类产品的质量标准另外，因干燥物料在低温度的封闭系统内干燥，与外界没有气体交换，干燥过程中不受周围环境条件和大气温度的影响，减少了污染，有效避免了细菌的滋生，能获得符合食品卫生要求的水产干品。
热泵干燥存在的主要问题是设备组成较为复杂，使用过程中的维护费用高，此外，热泵干燥系统还存在着所用的传统制冷工质（CFCs）在一定程度上会破坏大气臭氧层和产生温室效应的缺点因此，开发效率更高、更环保的新型热泵干燥系统是热泵干燥技术今后的主要发展方向之一。目前，热泵微波干燥技术吸附式热泵干燥技术、吸收式制冷循环热泵干燥技术等的研究己取得了一定进展微波干燥具有加热快且均匀、选择性好（含水率较高的区域加热较快）反应灵敏、便于控制和能源利用率高（主要被待干燥物吸收）等优点目前，己有一些利用微波干燥水产品的研究报道，如刘新海等利用微波干燥海带，结果表明能较好地保留海带的色泽和风味，产品的口感也比较好，优于热风干燥；郭文川报道日本在进行紫菜干燥时，以微波作为终干燥手段，缩短了干燥周期，同时提高了产品质量；然而，单纯利用微波干燥，容易出现边缘或尖角部分焦化现象，同时，微波干燥时干燥终点不易判别，容易产生干燥过度。因此，目前利用微波干燥多是采用微波与真空干燥结合、微波与热风干燥结合或微波与热泵干燥相结合等的联合干1热泵干燥是利热泵从低温（热源吸收热量，将其在shing燥方法，联合干燥方s法提高了能源利用率ik改着了产品品质，同时使干燥时间大大缩短，降低了生产成本微波真空干燥综合了微波快速均匀加热和真空条件下水分快速蒸发的特点，通过微波对物料直接进行快速加热，利用真空设备与冷凝器去除水分，所以干燥速度很快。另外，微波真空干燥时，由于外部水分的快速蒸发，外部温度低于内部温度的现象较单纯微波干燥更为显著，传热和传质方向相同因而极大地提高了干燥速度同时，在较低温度的条件下进行干燥，克服了传统干燥过程中因表皮干燥使水分迁移速率降低的缺点，这对降速干燥阶段较长的水产品的干燥尤为重要所以，微波真空干燥温度低干燥速度快，并与氧气隔绝，对保证营养成分和改善其他品质（如褐变有明显优势，并且还具有节能效果如汤大卫研究发现，微波真空干燥中每蒸发1kg水分，耗电量只有1.6kW.h；Tein等进行了微波真空干燥小虾的试验，并将微波真空干燥的小虾与热风干燥及冷冻干燥的小虾进行质量对比评价，试验结果表明，微波真空干燥所需干燥时间仅为15min，远低于热风干燥及冷冻干燥所需的4h和72h，利用微波真空干燥的小虾比热风干燥小虾收缩小、复水性和水分保持能力强，并且在色泽、组织和风味等方面与复水冷冻虾接近3水产品干燥技术的发展展望干燥加工是一项耗能巨大的加工过程，提高干燥过程的节能效率一直是干燥技术的重要研究方向。近几十年来，人们对太阳能的利用非常重视，开展了日光干燥与人工干燥结合的太阳能干燥研宄如B.K.Bala等人设计了太阳能隧道干燥器并进行了干燥白姑鱼试验，Djatmiko等利用太阳能和油炉联合干燥器在马来西亚进行了鱼的干燥试验，取得了一定的试验和应用效果近十几年，中国在太阳能干燥技术方面的研究也比较多，干燥器的规模从采光面积几平方米的试验装置，逐步发展到300m2的生产性装置，取得了一定的经济效益太阳能干燥法是取代日光干燥的有效方法之一，特别是在常规能源比较缺乏的地区更显重要但这种干燥器的大规模推广使用要有待于太阳能集热器集热效率的进一步提高和成本的进一步降低为了解决真空冷冻干燥存在的问题和不足，今后的研究方向一是要大力研究和开发冷冻干燥新设备、新工艺，如吸附冷冻干燥技术、真空冷冻与微波结合及冷冻干燥与热风干燥结合技术等；二是要加强冻干工艺、不同制品冻干特性的研宄随着真空冷冻干燥技术研究的不断深入和冷冻干燥加工成本的逐渐降低，这种新型干燥技术将在水产品干燥加工中发挥重要的作甩中国目前渔业生产的集中性还不是很强，在广大的沿海地区还是以分散生产形式为主。适应这一实际情况，为在供电不足或供电设施不全的渔业生产地区推广使用热泵干燥技术，开发基于电机以外的其它动力驱动的热泵干燥机是今后研究的主要方向之一。20世纪90年代凝及中宄开发了利甩太阳能驱动的热泵干燥系统，利用柴油机驱动的热泵干燥机在英国也获得了成功应用，并取得节能47~50的优异效果加强这方面技术的研究，对热泵干燥技术在中国的应用与推广具有重要意义。
与其它干燥方法比，目前，微波真空干燥技术在水产品加工中的应用研究开展的还比较少，在干燥机理和干燥工艺等方面的研究未见深入研究报道目前国内外微波真空干燥装置的结构还比较单调，技术性能还有很多需完善的地方，特别是连续式微波真空干燥装置仍属于空白。在干燥理论上，由于微波加热为介电加热，而不同物料的介电常数不同，因此不同的物料其微波真空干燥模型差异较大今后应加强这方面的理论和试验研究，建立和完善不同物料的干燥数学模型，为这项新技术在水产品干燥生产中的应用提供直接的技术支持和充足的设计依据。
4结语水产品因其营养丰富、味道鲜美而越来越受到欢迎随着人民生活水平的提高，消费者日益追求高品质（风昧营养外观、口感）的产品，特别是加入WTO以后，国际水产品市场对水产品的质量提出了更高的要求，传统的水产品干燥方法很难适应HACCP质量体系的要求中国是渔业大国，渔业总产量连续12年居世界首位，水产干品或半干品是中国出口水产品的重要组成部分，而现有的干燥加工技术远远不能满足国内外市场对其产量和质量的要求，因此开展水产品新型干燥技术的研究对提高中国水产品加工技术水平，促进渔业经济的发展具有重要意义。
娄永江。龙头鱼热风干燥的数学模型及优化参数组合康鹏。裙带菜干燥技术。南京林业大学学报，1997，21（增刊）：176-177.娄永江，刘忠秀，陈小娥。海带保健茶的研宄。浙江水黄晓春，吴汉民，桑卫国，等。雪菜鲐鱼方便食品的研制。东海海洋，2002，20（2）：51-57.汪喜波。真空冷冻干燥技术现状与前景。沈阳农业大隋继学，张顺新，张雷，等。我国发展冻干食品的前景与对策。郑州牧专学报，1998，18（2）：2-3.付西光，董英，马海乐。食品真空冷冻干燥研宄。江苏理工大学学报，2001，22（4）：高福成，刘志胜，李修渠。冻干食品。北京：中国轻工张晋陆。蚬肉冻干工艺及干燥模型研宄。水产科学，1998，17（6）：30-33.谢国山，王立业。海蛎子真空冷冻干燥的工艺探讨。食李志军，贾忠伟，李八方。真空冷冻干燥技术在水产品加工中的应用。齐鲁渔业，1999，16（4）：孔凡真。真空冻干食品的生产及设备。包装与食品机陈朝银。几种速食面调料升华干燥及其品质的研宄。云南工业大学学报，1997，13（1）：83-85.汪廷彩，苏平，祝水兰。真空冷冻干燥技术在食品加工中的应用及展望。粮油加工与食品机械，2002，12：郑春明。热泵在农副产品干燥中的应用。农机与食品陈忠忍。水产品热泵干燥装置的研宄。制冷学报，1992，（1）：23-25.陈依水。热泵在水产品干燥中的应用。渔业机械仪器，洪国伟。热泵干燥器在水产品加工中的应用。渔业现李浙。水产品热泵干燥装置的设计计算。冷藏技术，李占勇，潘永康。几种新型干燥器。南京林业大学学报，1997，21（增刊）：15叶京生，张翠宣，李文曲。热泵干燥装置中绿色热泵工质的优选。化学工业与工程，2001，18（4）：228-231.陈坤杰，李娟玲，张瑞合。热泵干燥技术的应用现状与展刘海新，叶玫。调味海带脆片生产工艺。福建水产，2002，93（6）：71-73.郭文川，朱新华。微波干燥技术在食品工业中的应用。食品科技，1997（2）：13-14.梅成。微波真空低温干燥技术。第十届全国微波能应用学术会议。上海，200汤大卫。微波真空干燥技术。中国食品工业，2001，8（11）：30-31.于亚宇。太阳能在干燥领域的应用及展望。中国工程