液熏技术及其应用

液熏技术及其发展现状
摘要:概述了烟熏液的主要成分有酚、有机酸和羰基化合物等三大类以及液熏的基本原理与作用,概括了液熏技术的几种方法和烟熏液的种类,总结了液熏技术的优点及国内外液熏技术发展现状,并对我国液熏技术的发展及应用进行了展望。
关键词:发票导出液熏技术;熏液成分;基本原理;液熏优点;发展现状
“食以味为先”。烟熏味食品历史悠久,上下数千年。诱人的烟熏香味,历来为世界各地很多人所嗜好。利用烟熏的方法来熏制鱼肉和畜肉以提高它们的保质期已有悠久的历史,烟熏不仅能改善高蛋白食品的风味及外观,赋予其特有的泽和风味,还能起到抗菌和抗氧化作用[1],是一种广受人们欢迎的食品加工工艺,可见,烟熏香味是人类社会所需要的重要味道之一。传统熏制方法的熏烟是植物性材料缓慢燃烧或不完全燃烧时氧化产生的气体、液体(树脂)和微粒固体的混合物,其熏制出来的食品具有特殊的烟熏泽、香气和味道,而且耐贮存。然而,随着人们生活水平、食品安全意识的提高,传统烟熏过程中所产生的多环芳烃化合物(PAHs)受到的关注度也在不断提高。目前经过对该类物质的研究发现,有致癌作用的多环芳烃及其衍生物有200多种,其中34一苯并芘的致癌性较强,污
染最广,一般以其作为这类物质的代表[2]。烟中的灰烬和焦油等也会污染食品、环境、设备和管道。因此,传统的烟熏法不符合食品清洁、安全生产的要求。另外,烟的产生和使用不便,熏制不均匀,熏制时间长,且很难实现机械化连续化生产。为了解决上述问题,同时保持传统熏制品的特,满足消费者的需求,又能避免BaP危害—一液熏法应运而生。
液熏法是用烟熏香味料替代气体烟熏制食品的一种方法。烟熏香味料具有木材烟熏一样的泽和风味特点。它是将木粒、木材和木屑等可控燃烧而产生,然后用水进行冷凝,通过沉积作用去除灰分和焦油,只留下有机酸、酚类化合物及羰基化合物等有利物质,不含或很少含有BaP[3],因此烟熏香味料是一种清洁卫生的熏制材料。液熏法不仅减少了有害成分的污染,并且能精确有效地控制熏制过程,缩短熏制周期,因此液熏技术在鱼制品、肉制品、禽制品及调味品等方面得到日益广泛的应用[4]
1 烟熏液的主要成分
空调衣经GC/MS检测,液体烟熏液含有400余种化学成分,包括各种酚类、羰基化合物、有机酸及呋喃、酯、醛、醇等。液体烟熏液的主要成分有酚、有机酸和羰
基化合物等三大类[5]
1.1 酚类
从木材熏烟中分离出来并经过鉴定的酚类达20多种,其中主要有苯酚、甲苯
酚、愈创木酚、4一甲基愈创木酚、邻二甲酚、间二甲酚、对二甲酚、香兰素、262甲氧基苯酚等。
1.2 有机酸
熏材燃烧产生的熏烟气相中较多的是1-4个碳的有机酸,而链较长的如510个碳的有机酸一般附在熏烟的微粒上,所以蒸汽中常见的有机酸为蚁酸、醋酸、丙酸、丁酸和异丁酸,附在微粒上的有机酸有戊酸、异戊酸、乙酸、庚酸、辛酸、壬酸和癸酸。
1.3 羰基化合物
熏烟中存在大量的羰基化合物,与有机酸一样,短链的羰基化合物存在于熏
烟的蒸汽相组分内,长链的羰基化合物存在于熏烟中的颗粒体上。现己在烟熏成分中鉴定出20多种羰基化合物,如2一戊酮、戊醛、2一丁酮、丁醛、丙酮等。
另外,经权威部门检测,液体烟熏液符合中华人民共和国轻工业部行业标准
QBl122-91JECFA-联合国粮农组织、世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会1998年公布的烟熏香味料标准,不含34~苯并芘[6]
2 液熏的基本原理与作用
烟熏液在与食品密切接触过程中,风味成分为食品吸收,使食品具有特有的烟熏、香气和味道,并且具有一定的抗菌防腐作用和抗氧化作用,使食品的保质期延长。烟熏液所具有的风味成分与食品的密切接触,是构成液熏法的基本框架。由于是液(烟熏液)一固(食品)操作,所以远比气(蜂窝纸板托盘)一固雀榕叶(食品)操作容易实施。烟熏风味成分有酚、有机酸和羰基化合物等。酚类成分主要提供烟熏香味。酚又是很强的抗氧化剂和抗菌剂,是烟熏液具有抗菌防腐和抗氧化酸败作用的主要原因。所以酚是烟熏液的最重要的成分。有机酸起抗菌和调味作用,并呈特殊的香味和助抗氧化作用。羰基化合物是食品表面形成烟熏的根本原因。
羰基与蛋白质分子中的氨基起褐变反应,形成烟熏。很多羰基化合物也具有特殊香味、抗菌作用和抗氧化作用。所以熏液中的羰基化合物对于熏制品的泽和风味都起着十分重要的用。
需要强调指出,单独的酚、有机酸或羰基化合物,不具备烟熏液的那种几乎完美的烟熏香味。众多化学成分的协同作用十分重要,唯有这种协同作用,可促使熏制产品泽诱人、香气浓郁、纯正、持久,并有增进食欲的作用,才使烟熏液具有熏制食品需要的多功能性[2]
3 液熏方法
熏制品的生产,一般经过原料处理、腌制、脱盐、沥干、熏制、包装等工序制成,根据液熏对象的不同,有以下6种使用方法[7]
3.1 注入法
此法适用于烟熏罐头食品。如油浸烟熏鸡肉、兔肉及各种鱼类罐头。其方法是将定量的烟
熏香料液注入罐内,然后按照常规生产进行封口、杀菌等工艺。通过热杀菌能使烟熏香料在罐内自行散发均匀,对罐内固形物的泽、质地等要求仍需按原工艺予以保证。
3.2 注射法
此法适用于大块形的食品,如各种火腿、熏肉、腊肉等肉制品。肉块大,质地较硬,熏香料不易在短时间内浸入食品,只能用注射法。具体方法是将定量的烟熏香料液用新注射器从各个部位均匀注射到大块肉中,边注射边揉搓,使熏香料扩散,然后再按原工艺制成成品。
3.3 喷雾法
此法适用于小块形食品,如熏豆、熏丝、熏豆块、烤鱼片等。其方法是将定量的熏香料用干净专用的喷雾器进行喷布,并边喷布边翻动使之均匀。
3.4 涂抹法
某些块形食品如熏肉、熏鱼、烤鸡、鸭、鹅等可以用刷子将定量熏香料涂抹到食品上,经多次涂抹即成。
3.5 混合法
此法适用于液体、流体等食品,如饮料、汤料等。其方法是将定量的熏香料注入液体食品中,稍加搅动即可。
3.6 调和法
此法适用于肉糜食品,如各类香肠、红肠、熏素肠、素肚、午餐肉罐头等食品。方法是将定量的熏香料投入肉糜中,搅拌均匀即可。
4 液熏法的优点
利用烟熏香味料熏制食品是目前国外烟熏食品业广为应用的方法.与传统的烟熏法相比,液熏法最突出的优点:一是液熏是对传统烟熏的根本性变革,主要表现是使气态烟转变成液体烟,并使之成为一种可简单、自然、方便使用的商品——烟熏液,用烟熏香味料替代气态烟,使用简单、方便、自然;二是烟熏香味料中不含或少含BaP等有害物质,熏制的食品不仅香味好,而且安全可靠,而且避免了环境污染问题;三是使用工艺简单,操作方便,熏制时间短,劳动强度低,不污染环境,且对产品有防腐、保鲜、保质作用;四是
熏制速度快、效率高,有些甚至可以在瞬间完成,所以又称速熏法;五是能实现机械化、电气化、连续化生产作业,大大提高生产效率,并降低生产成本;六是可大量减少传统方法在厂房、设备等方面的投资;七是适用性广,几乎可以熏制任何需要烟熏风味的食品,远胜过传统发烟熏制法[8]。由此可见,液熏法具有较高的社会效益和经济效益。利用烟熏香味料液熏制食品是目前世界烟熏食品业广为应用的方法,并视之为烟熏业最有前途的香料。
5 烟熏液种类
根据萃取成分的不同可以将烟熏液分为以下三类:(1)水溶性烟熏液,这类烟熏液是用多山梨酸酯萃取出的,一般需要配于盐水中,美国的培根就是将该烟熏液配于盐水中注射入肉中;(2)油溶性烟熏液,这类烟熏液是从植物油萃取出,需要与与其他物料乳化后再加入到肉中,如由Ho-llenbeck开发出的油溶性烟熏液。(3)其它类型烟熏液,这类烟熏液是由非离子树脂吸收柱处理生成,该烟熏侧重于熏制后的肉制品的泽[9]
目前国内烟熏液的种类比较单一,但国内对新型烟熏液的种类和数量需求在逐渐扩大,因
此选择合适的原材料通过干馏工艺制备烟熏液,并通过不同的精制方法降低烟熏液中致癌物的含量,在保持烟熏食品的风味的同时,提高烟熏食品的安全性,有利于提高人民健康水平。国外在20世纪80年代尝试以天然植物(如枣核、山楂核等)为原料,经高温干馏、提纯精制得到液体烟熏香味料,经过精制分离的液体烟熏香味料,不仅保留对香味起作用的重要组分,更可以极大地降低有毒化合物的含量,是一种食用安全的食品添加剂。山楂核烟熏液为我国首次研制出的食用烟熏香味料。我国科学家在20世纪90年代开始以山楂核为原料,经过控制性发烟燃烧、烟气冷凝、分馏、精制等工艺,制备出山楂核烟熏香味料,并且制定了烟熏香味料行业标准,对主要成分进行规范限定。Hitzel A[10]调查从不同类型的木材制备烟液体调味料(橡木,山毛榉,杨树和葡萄树)表明杨树比其它类型的木材含有更高含量的PAH。通过研究表明,木材类型对熏制的肉中多环芳烃含量有显著影响目前我国市场上比较常见的是山楂核烟熏液和进口美国的用部分氢化大豆油提取的天然山毛榉木烟熏液,总体来讲种类比较少。近几年,我国相关人员对烟熏液种类的开发进行了研究。
芮汉明[11]等人研究以香菇蒂为原料的烟熏液的生产条件,结果发现:在干馏温度为250℃时,
其干馏速度、烟熏液的活性物质含量和安全性均为最佳,且具有较好的杀菌效果.王路[12]选择龙眼枝、木菠萝枝以及龙眼枝与蔗糖的混料三种原料作为烟熏液制备的原材料,制备食品烟熏液,并优化了制备工艺。胡武[13]主要以木菠萝和桉树两种树木为熏制材料,以酚、羰基化合物、B(a)p这三个物质的含量为指标,采用干馏工艺制备烟熏液,确定最佳的干馏工艺条件为:木菠萝烟熏液为温度425 ℃,升温速率10/min,粒径1 cm;桉树烟熏液为温度390 ℃,升温速率15 /min,粒径0.6 cm。王维民[14]等人以烟熏液中的代表成分酚类物质和34一幕并芘为考察指标,对大孔树脂精制烟熏液的工艺进行筛选,测得XAD-4树脂精制烟熏液效果最佳。刘辉[15]等人以桉树枝为原料制备干馏液,采用单因素和正交实验对桉树枝干馏液制备过程中影响因素进行优化,以酚类物质、羰基化合物和3,4-苯并芘含量为衡量指标,并对干馏液的成分进行了分析,获得烟熏液的最佳制作工艺条件为干馏温度为400℃,电压220 V,粒径2.00 cm,在此条件下的酚类物质含量为1556 mg/mL34-苯并芘的含量为2073 µm/mL,羰基化合物的含量为1655 g/lOOmL
6 液熏技术发展现状
液熏技术自从1985年问世以来,已经在肉制品、鱼制品、调味品等方面得到日益广泛的应用。在德国、法国、美国等国家,很早就采用木醋液、木油、焦油进行快速熏制烟熏畜制品的方法。在日本,也已广泛使用,岩垂氏早在1932年开始研究,193510月液体烟熏液在市场上公开出售[16]。英国也不甘落后,White Stevenson自上世纪70年代初期也致力于发展烟熏液的制备,现已成功地配制了一系列的烟熏液,可分别适用于腊肉、火腿、家禽肉制品、各种鱼类制品、搅碎肉的产品、干酪、点心类食品等。现在烟熏产品中最知名要数烟熏三文鱼,其以细腻的肉质,浓郁的烟熏香味受到国际消费市场的广泛喜爱。挪威因大量海捕和养殖三文鱼,因此在烟熏三文鱼方面所做的研究也比较多。冰岛、挪威、芬兰[17]三国的学者1301联合对不同烟熏工艺——如盐的浓度,烟熏方法,冻结与解冻——对三文鱼的组织、微结构、得率的影响进行研究。Sigurgisladottir S[18]对冻结过程中三文鱼片的组织、微结构和得率的变化进行了研究。试验表明,冻结会导致肌纤维收缩,细胞外空间增加,汁液流出,从而影响了液熏鱼片的肌肉组织结构,但对鱼片最后的得率影响不大。Martinez 0[19]利用不同液熏剂(Ls1LS2)坐式安全带对三文鱼片进行处理,贮藏于2 ,并对其质构及物理化学等特性变化进行研究。结果表明,经LS2处理的鱼片具有高硬度、弹性、粘聚性、咀嚼性和高碱不溶性蛋白质含量等优点,但是其水溶性蛋白质含量、脂肪含
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量和含水率都较低,在贮藏45 d的过程中,这些指标的变化均不大。Martinez 0[20]探讨了不同的冷藏工艺对液熏三文鱼片物理化学特性、质构和感官指标的影响。试验结果表明,液熏前对鱼片冻藏24 h并不能延长其货架期,并且该处理对鱼片的质构产生了不利的影响;而将液熏三文鱼片贮藏于一18℃能够使鱼片具有更好的硬度、粘聚性和度。Niedziela J[21]发现李斯特杆菌(Listeriamortocytogerte)是影响冷熏三文鱼品质的潜在因素。除了液熏三文鱼,学者们也开展了其他鱼种的熏制研究。HattulaT[22]吲利用液熏技术对虹鳟鱼进行加工,其感官品质与传统的烟熏法无差异,而其多环芳香族碳氢化合物(PAH)含量低于传统的烟熏法。Siskos I[23]研究了冷藏(4±1)oC过程中液熏鳟鱼片的感官、微生物和理化指标的变化。Muratore G[24]对不同的液熏参数— 盐的浓度、腌制方法、液熏浓度—— 对液熏剑鱼片品质的影响进行研究。试验结果表明。不同的腌制工艺对液熏剑鱼片的微生物生长有显著的影响。液熏浓度对感官指标有显著的影响;用5%浓度的熏液对腌干的剑鱼片进行熏制,可获得较好的烟熏口味。Kristinsson H G[25]圆探讨了液熏处理对蜞鳅鱼的品质及微生物的影响,结果表明,液熏处理使蜞鳅鱼鱼片的a()增大,并在冻藏过程中保持稳定;液熏处理对微生物及脂质氧化的影响显著,通过感官评定发现经液熏处理的蜞鳅鱼片比未处理的品质较好,并有较长的保质期。法国人Mireille
Cardinal[26]对烟熏鲱鱼(Clupea harengus herring)做了详细研究,结果表明不同的熏制方法显著影响酚类化合物的含量,但2一甲氧基苯酚和2一甲氧基-4-甲基苯酚的含量最高。目前,世界上先进国家生产的熏制食品中,基本上都采用液熏技术,如美国90%的烟熏食品由液熏法加工,产品主要有熏肉、熏香肠和熏制鲑、鲱、鳕、鲐、带鱼、沙丁鱼、金鱼、三文鱼及柔鱼类、贝类等,烟熏液的用量每年达10 000吨,日本年用量达700[27]

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