水产品干燥技术研究

段振华

（1.海南大学热带生物资源教育部重点实验室，海南 海口 570228；2.海南大学食品学院，海南 海口 570228）

水产品是人们日常生活中非常重要的食物来源，可以改善人们的饮食结构，对提高人们的生活质量有着非常重要的意义。但是，水产品生产季节性强，生鲜水产品的水分含量高，组织酶活跃，营养成分含量丰富，容易腐败，必须通过有效的加工贮藏以保持原料的品质。目前，水产品的加工方式主要有冷加工和干燥加工。冷加工投资较大，且加工过程、产品的贮运均离不开冷链的建设，能耗高，生产成本大。脱水干制一直是水产品加工与贮藏的一种重要方法，也是水产食品其他加工工艺不可缺少的一个环节。采用干燥或者脱水的方法除去水产品中的水分，降低水分活度，以防止水产品腐败变质，延长贮藏期。干制品具有保藏期长，质量轻，体积小，不需冷链，便于贮藏运输等许多优点。因此,水产品干燥一直是发展中国家水产品加工的重要方法。本文分别介绍了自然干燥、热风干燥、热泵干燥、微波干燥、冷冻干燥等水产品干燥技术的研究现状，分析了不同干燥技术的特点，并提出了水产品干燥技术将来可能发展的趋势，旨在促进我国水产品干燥技术研究及应用的发展。

1 水产品的自然干燥

自然干燥是人类依靠太阳光照去除水产品物料中水分的一种传统干燥方法，因日光干燥不需特殊设备,成本低,方法简单，操作简便，一直是众多发展中国家鱼类等水产品干燥的主要方式。由于日光干燥完全依赖自然环境，遇阴雨潮湿天气等特殊情况时无法正常干燥，一旦这种恶劣天气持续较长时间，就会导致水产品严重变质，由此造成重大经济损失。此外，由于干燥过程的卫生条件不易控制，如灰尘、蚊蝇、雨水、鸟类、啮齿动物等会引起干品的质量和产量的下降[1-3]。张亚琦等以鲍鱼为原材料，比较了热风干燥和室外晾晒干燥两种方式的干燥速率、干燥样品色泽、风味成分和微观结构变化的差异，发现热风、晾晒干燥过程都要先经历短时升速干燥阶段，然后进入降速阶段，完成干燥所需的时间，热风干燥约为晾晒干燥的1/2[4]。Selmi等[5]比较了日光干燥和热风干燥两种方式对一种名为silverside的海产鱼在干燥后的生化等指标的影响，结果发现太阳光的传统干燥导致产品的过氧化值，硫代巴比妥酸值和游离脂肪酸显著升高。由于自然干燥的局限性[6]，受天气影响大，劳动强度高，干燥过程不易控制，卫生条件差，加工过程易混入杂质，无法满足大规模生产的需求，这种方法将逐渐为现代的人工脱水方法所替代。

2 水产品的热风干燥

热风干燥是利用热空气作为介质，使水产品物料中的水分蒸发而达到干燥的目的。热风干燥可以人工控制，设备投资少,适应性强,卫生条件较好,目前水产品热风干燥研究报道较多。由于热风干燥是由表及里加热水产品,水分迁移的方向则是从物料内部指向表面，必须建立和保持一定的温度梯度才能保证水分的扩散,所以热风温度是影响水产品热风干燥速度的主要因素。鳙鱼鱼片在40℃～60℃等不同热风温度下干燥，研究结果表明：不同的热风温度对鱼片的干燥速率影响很大，温度越高干燥越快,其中在50℃温度条件下，达到平衡所需的干燥总时间与40℃相比缩短了2 h左右，而在60℃条件下的干燥总时间比50℃缩短了5 h[7]。不同厚度（3 mm、5 mm和10 mm）的罗非鱼片的热风干燥试验结果同样说明了热风温度对干燥速度的影响，3 mm厚的鱼片在50℃温度条件下达到平衡所需的时间与40℃相比缩短了5 h左右，而在60℃条件下的干燥时间比50℃缩短了6 h；5 mm厚的鱼片，在50℃温度条件下达到平衡所需的时间与40℃相比缩短了6 h，而在60℃条件下的干燥时间比50℃缩短了5 h[8-9]。

热风温度虽然可以加快水产品干燥的进程，但是这种作用仍然存在局限性。一方面，热风温度对干燥速度的促进取决于干燥物料的种类、规格等因素的影响，在罗非鱼片的热风干燥中，研究发现较薄的鱼片在温度较低的条件下得到的干燥速度比温度较高的条件下得到的速度还要快，如3 mm厚的鱼片在50℃温度干燥达到平衡所需的时间（15 h），比10 mm厚的鱼片在60℃温度干燥达到平衡所需的时间（19 h）还要短[8]；另一方面，过高的温度会导致水产品营养成分和生理活性成分的破坏[10]。如果采取高温热风急速干燥，则会产生表面干燥效应,水产品内部水分难以扩散出来。因此,热风干燥所需的干燥时间一般较长。由于干燥时间长,水产品在干燥过程中长期与空气接触,容易出现脂肪氧化和美拉德褐变,还会导致细菌等微生物的大量繁殖，产生不良气味并进而破坏水产品的组织结构，使产品品质降低。

3 水产品的热泵干燥

热泵是一种从低温热源吸收热量，在较高温度下将有效热能加以利用的热能装置，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，能耗低，是一种新型节能技术。除了节能外，热泵干燥易于控制在低温环境，在此温度范围内进行干燥，避免了水产品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。吴耀森等[11]研究了鱿鱼干的热泵干燥工艺，得出色泽均匀且透明性好、品质高的低盐鱿鱼干品，鱿鱼的含盐量约为传统处理的1/2。Shi等[12]利用响应面法优化了竹荚鱼的热泵干燥工艺，获得了较好品质的干制品，同时能耗大幅度降低，品质较一般热风干燥要好。母刚等[13]设计了一种水产品热泵干燥测试系统，应用该系统进行了北极虾干燥试验，在试验过程中实现了干燥空气温度、相对湿度、物料重量数据的自动采集，以及含水率变化曲线的实时显示、存储等功能，避免了热泵干燥条件调节的滞后性。但是，热泵干燥也存在一定的局限性，由于在干燥的中后期，主要是除去半干物料中的结合水，而这部分水相比总除湿量来说比例很小，这使得干燥室进出口空气状态变化较小，影响了热泵系统除湿能力，导致热泵干燥的中后期出现干燥速度较慢，能耗比升高，干燥效率降低。

4 水产品的微波干燥

微波干燥不同于热风干燥和自然干燥，由于其独特的介电加热特性，具有加热速度快、加热均匀、节能高效、安全无害、易瞬时控制、选择性和穿透性好等特点，微波加热改变了传统的由表及里的加热方式，构成里外同时加热，创造了快速升温的瞬间干燥新技术。物料干燥速度快、干燥时间短、干后品质和利用率高,因而在食品工业中越来越受到重视[14]。Christie等研究认为[15]，微波技术是替代鱼肉传统干燥的最快速的干燥技术。王许玲等[16]比较了电热烘干、油炸干制和微波加热烘干等不同方式对白鲢鱼制品的影响，结果表明，微波干制时间与油炸干制时间都在十多分钟，而电热干制要用5.5 h。张薇[17]进行了扇贝柱的微波干燥试验，研究了干燥过程中不同能量的微波辐射、不同半径样品，对温度和干燥效果的影响，建立的数学模型能较好地模拟柱状物料在微波干燥过程中的温度和含水率的变化。鳙鱼鱼片的微波干燥试验结果表明，样品中残余水分随干燥时间的延长而呈现明显不同的变化趋势，Henderson-Pabis模型适合于描述鳙鱼鱼片的微波干燥规律[18]。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采用微波与其他方式相结合的方法，如热风微波干燥、微波真空干燥、微波与热泵结合干燥等，这些组合方法提高了能源利用率、改善了产品品质,同时使干燥时间大大缩短,降低了生产成本。

5 水产品的真空冷冻干燥

水产品的真空冷冻干燥是通过调节温度将物料中水分完全冻结成小冰晶，利用真空泵使箱体内维持较低的真空度,使物料中的水分由固态冰直接升华成气态水蒸气，然后利用真空系统的冷阱将水蒸气冷凝,达到降低物料水分含量的目的。对水产品生制品原料进行冻干加工，可得到易于储存和运输的生鲜干品；对熟制品进行冻干加工，则可以开发即食水产品、方便食品和松脆可口的休闲食品。真空冷冻干燥属于低温脱水加工新技术,能够保留食品的色、香、味，可以提高产品的质量,延长产品的保质期。陈学玲等[19]利用真空冷冻干燥技术对武昌鱼进行了保鲜加工研究,结果表明,冻干技术既保持了新鲜武昌鱼的风味,又提高了其营养价值。武昌鱼冻干的最佳工艺为速冻温度-36℃，速冻时间 16 h，干燥升华时仓压（100±10）Pa，干燥解析时仓压（80±10）Pa，解析时物料温度50℃。邹兴华等[20]等研究了银鱼冷冻干燥的工艺条件，采用中速冻结将银鱼预冻，在10 Pa左右的真空度、冷凝器温度为-45℃的条件下，采用的加热板加热程序分别为0℃保持3 h，10℃保持0.5 h，20℃保持0.5 h，然后将温度升高至40℃。真空冷冻干燥技术可以明显提高制品的质量和档次，但却在水产品加工行业推广缓慢，其原因主要有：设备投资较大；加工成本高，由于整个冷冻干燥过程需持续20 h以上，能耗会比一般干燥方式要大得多，这就增加了产品的生产成本。因此，真空冷冻干燥技术较适合于水产保健品、海洋药物等贵重原料的脱水加工。

6 结语

水产品干燥技术的研究与开发，已经成为食品科学与工程领域的专家学者关注的热点，研究报道日益增多。自然干燥由于存在受天气影响大，劳动强度高，干燥过程不易控制，卫生条件差等诸多缺陷，将逐渐为现代的人工脱水方法所替代。

水产品的现代脱水干燥技术主要由热风干燥、热泵干燥、微波干燥、冷冻干燥等组成，不同的干燥方式各有优缺点。低能耗、低成本和高品质的干燥产品，是水产品干燥技术研究追求的目标。随着研究的深入，充分利用不同干燥方式的优点，克服其缺点，结合渗透脱水等预处理手段，有机组合各种干燥方式，将会出现热风-微波、热泵-热风、微波真空-热风等多种新型的水产品干燥技术。

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