气体射流冲击“北京烤鸭”烤制过程皮下温度与膨化关系的研究

1、 气体射流冲击“北京烤鸭”烤制过程皮下温度与膨化关系的研究1隋美丽,高振江,倪志江,方小明中国农业大学工学院,北京(100083E-mail: suimeili2002摘要:利用气体射流技术研制的北京烤鸭机的基础上,通过测定了鸭油析出量,鸭坯重量减少量,皮下温度与表皮温度,鸭皮膨化厚度等随时间的变化趋势,得出的结论为皮下温度高的部位,膨化效果好。同时观察了鸭皮膨化后的微观结构。关键词:射流冲击,“北京烤鸭”,膨化,温度中图分类号:S2230. 引言“北京烤鸭”所使用的鸭胚就是北京填鸭,又称北京鸭,其体型大,体躯宽厚,肌肉丰满,肉质鲜美,性情温顺,行动迟钝。早期生长快,容易肥育。“北京烤鸭” 以

2、历史悠久,营养丰富,味道醇厚而驰名海内外1-2,凡来北京旅游的国内外宾客都以一尝“北京烤鸭”为快事,并有“不到长城非好汉,不吃烤鸭真遗憾”民间流传。“北京烤鸭”鸭皮的膨化效果是评价烤鸭质量的一个重要指标3。其好的膨化效果才有又酥又脆,入口即化的口感。鸭皮的主要成分是蛋白质和脂肪,蛋白质的分子组成、结构特征及其生理功能决定了自然状态的蛋白质和脂类结合成流动镶嵌结构的膜,可以充当密闭气体小室的可塑性壁材,在气体膨胀时实现扩展性拉伸并逐渐变性,随后在室壁瞬间破裂、蒸汽外泄的过程中失水和自身所带热量的干燥作用而被固化。而且鸭皮还含有油脂,这是极好的增塑剂,可以改善原有的风味4。在本文中主要研究了鸭油析

3、出量,鸭坯重量减少量,表皮和皮下温度与鸭皮膨化的厚度随时间变化的关系,并对膨化后的鸭皮微观结构做了观察。1. 实验材料和方法1.1原料与设备实验所用的鸭坯是北京金星鸭业中心提供,经过宰杀,脱毛,打气,制坯等环节放入家用冰箱中冷藏备用。整个实验过程所需要的设备主要有TI130红外测温仪,北京时代之峰科技有限公司,重复精度1;ASC系列电子秤,上海东南衡器有限公司,分度2 g;XDS-1B型光学显微镜;游标卡尺,天津市量具长,精度0.02mm。“北京烤鸭”的烤制所采用的设备是中国农业大学工学院自行研制的6KYJ型气体射流冲击烤鸭机。其烘焙室的结构如图1所示。工作原理是通过加热管加热空气,风机提供动

4、力,高速热气流经喷嘴射出后,作用于旋转的鸭坯表面,使鸭皮皮下脂肪溶化,鸭皮膨化。1.2实验内容和方法1.2.1实验内容1本课题得到国家自然科学基金资助项目,项目类别加工过程抑制北京烤鸭产生PAH&HCAs机理研究(项目编号:30571312;教育部博士点基金资助项目,项目类别:自动化、无污染北京烤鸭加工技术,(项目编号:20060019011的资助。 本试验是在晾坯环境温度20 ,晾坯时间8 h ,晾坯风速9.5 m/s ,相对湿度55%;烤制条件180 ,烤制风速10 m/s ,烤制时间50 min 分钟的条件下测定的。本实验使用5只鸭坯,将50 min 均匀分了5个时间点,每隔10

5、分钟测量一下鸭坯膨化的厚度和鸭油析出量,鸭坯重量较少量,同时测定了烤制过程鸭皮表面温度,皮下温度以及膨化后的鸭皮微观结构的观察。 1.2.2 测定方法 鸭坯皮下温度的测定在烤制过程中鸭坯皮下温度的测定是labwindows /cvi 8.0软件编写的自动采集温度系统,程序结构简单,安装使用方便,点击“开始”按钮。数据会以*.txt 文件 格式自动存储于文档中,其界面如图3所示,在烤制前将传感器插入所要测量的鸭坯典型部位皮下,放入烤鸭机里,开始烤制,同时开始采集皮下温度,直到烤制完成。鸭坯表面温度的测定表面温度的测量采用的是TI-130红外测温仪。在烤制过程中每隔一分钟测量一次表皮温度,直到烤制

6、完成。 鸭油析出量和鸭坯重量减少量鸭油析出量和鸭坯重量减少量采用的是电子秤,每隔10 min 测定一次。 鸭皮膨化厚度的测量鸭皮膨化厚度的测量游标卡尺,每隔10 min 测定一次。 鸭皮显微结构的观察显微结构的观察XDS-1B 型光学显微镜,放大倍数为4*10。2. 结果与讨论同一批次的鸭坯取了5只体重并没有显著差异原材料准备试验,烤鸭鸭坯体重见表1所示。表1 原材料鸭坯体重测量试验号 鸭坯重/g1 20332 2020 32006图1 北京烤鸭皮下温度测量界面 4 20585 2024X 2028.2S 19.2922.1测量结果烤制过程中鸭坯重量减少量和脂肪析出量见表2所示。在表中可以看出

7、随着烤制时间脂肪和体重的减少一直呈上升趋势,在烤制50 min时脂肪析出190 g,体重减少了462 g。说明在烤制过程中,脂肪大量运移,水分和挥发性气体大量蒸发导致的。表2 脂肪析出量和鸭坯重量的减少量试验号烤制时间/min脂肪析出量/g鸭坯减少量/g1 10 41 1032 20 91 1853 30 155 2984 40 160 4625 50 190 510整个烤制过程中鸭皮膨化厚度变化的测量见表3所示,从表中可以看出,前胸部位膨化的最好,达到了9.3 mm,其次是大腿部位,也达到了7.5 mm,基本上达到了膨化厚度的要求,对照的后背部位膨化效果不理想,只达到了1.6 mm。在烤制3

8、0分钟到40分钟时间段前胸和大腿部位的膨化厚度略低于20分钟,这是因个体差异导致,并不能影响总体趋势。表3 烤制过程中鸭坯典型部位膨化厚度的测量膨化的厚度/mm烤制时间/min 前胸部位后背部位大腿部位0 0.5 0.5 0.510 2 1 220 4.9 1.5 3.530 4.5 1.5 340 5 1.5 350 9.3 1.6 7.5烤制过程中鸭皮表面与皮下温度的测量结果见图4所示,在图中可以看出表面温度在烤 制开始迅速升温到到160 趋于平缓,前胸、后背和大腿部位的皮下温度在烤制开始是迅速升温,在烤制时间大约3min的时候上升速度缓慢,远远低于多环芳烃产生的临界温度5。结合表2可以看

9、出,对于膨化较好的部位前胸和大腿其烤制过程中皮下温度比较高,而对于后背部位膨化的效果不理想,皮下温度总体趋势也比较低。2.2 膨化厚度与鸭坯体重、油脂析出量关系膨化厚度与鸭坯体重变化、油脂析出量关系如图5所示,图中可以看出在烤制的整个过程中,体重的减少量基本成线形关系;油脂析出量直线上升到30分钟时趋于平缓,这个时候皮下脂肪基本运移;膨化较好的前胸和大腿部位开始20分钟膨化的较快,然后趋于平缓直到40min后迅速膨胀。这说明鸭坯在烤制20 min时开始积聚能量,到40分钟时,能量迅速释放,鸭皮膨化。2.3 膨化后鸭皮微观结构观察 通过对前胸部位,大腿部位以及后背部位显微结构观察如图6、7、8所

10、示,可以明显地看出,膨化较好的前胸大腿部位基本上看不到密闭的腔室,细胞被完全撕裂,看不到完整的膨化后的细胞。这时候的鸭坯疏松,纤维孔隙结构最大,是鸭皮膨化的理想效果。而后背部位的鸭皮的显微结构可以看出,鸭皮显微重叠,没有完全展开,有完整的细胞结果,宏观的效果就是鸭皮硬且没有光泽,难以咀嚼,口感很差。3. 结论与建议在整个烤制过程中鸭坯的减少量达到的510 g,鸭油的析出量也达到了190 g,烤制好的鸭坯整体膨化效果好,前胸部位达到了9.3 mm,大腿部位达到了7.5 mm,皮下温度高的部图4 前胸部位显微结构 图5 后背部位显微结构图3 膨化厚度与鸭坯体重变化、油脂析出量关系图24681002

11、04060时间/min厚度/mm100200300400500重量/g图6大腿部位显微结构 位,膨化效果好。通过纤维结构观察,可以明显地看出对于前胸、大腿部位膨化。由于膨化还受加热速率,内部结构的影响,建议以后做这方面的研究。参考文献1 杨合超.中国传统名优熟肉制品北京烤鸭J.肉类研究,2003,(3:26-27.2 朱曜.中国传统名优肉食品北京烤鸭J.肉类研究,1994,(3:22-23.3 马玲娟,高振江,姜新杰.气体射流冲击“北京烤鸭”鸭皮膨化试验研究J.食品科技,2006,(8:142-143,162.4 吴永宁.现代食品安全科学M.北京:化学工业出版社.2003:236-241.5

12、樊大江,彭景.烹调方法与致癌、致突变作用J.中国烹饪研究,2000,(2:24-25.Study on Air-Impingement for Processing Peking DuckOvenSui Meili, Gao Zhenjiang, Ni Zhijiang, Fang XiaomingCollege of Engineering China Agriculture University, Beijing (100083AbstractDetermined quantity of separate out oil, decrement of duck, thickness of epidermis puffing and trend of temperature during the whole roasting process base on “Peking roast duck” oven with technology of air-impingementing. Results showed that the higher temperature under skin t