一种超声波辅助微波解冻食品的方法与流程

本发明涉及一种超声波辅助微波解冻食品的方法，特别是涉及一种利用声波和微波对大块肉类食品进行解冻的方法。
背景技术：
：传统解冻方法，如空气自然解冻、水浴解冻等，解冻耗时长、肉汁渗出率高、营养损失严重。微波加热具有速度快、使用方便、易于控制等特点，在冷冻食品的解冻中已得到应用。如中国发明专利申请2018103905437公开了冷冻食品加工设备，包括解冻箱内上部通过连接板连接有至少两个放料桶，解冻箱底部侧方设有排水管；还包括循环泵，循环泵一侧的进水管进水口设置于解冻箱底部，另一侧的出水管出水口设置于解冻箱中部；解冻箱一侧壁上连接有导波管，导波管端部设有喇叭口且设置于解冻箱内，位于解冻箱外的导波管末端连接有磁控管，磁控管连接有微波控制器，该技术设备采用微波解冻方式短时间解冻食品，解冻效率高，避免肉类食品营养素流失，一定程度上有效提高解冻肉类品质；然而，在单独使用微波对冷冻食品进行解冻的实际应用中，依然存在着一些缺陷。主要是由于微波加热肉类食品具有不均匀性，尤其对于体积较大的肉块，往往边缘及其四周区域升温速度较快，而中间部分升温速度较慢，中间部分难以解冻，解冻不均匀，并且，水对微波的吸收能力远远高于冰，当进入解冻后期，局部区域的冰化为水时，这些已解冻的区域对微波的吸收能力瞬间增强，稍有控制不当，极易产生局部受热过度，甚至熟化，但核心区域并未解冻的受热极端不均匀的现象。因此，目前所采用的微波解冻技术，为避免出现以上现象，一般是将肉块解冻至中心温度-4℃～2℃，而非完全解冻至鲜肉状态。中国发明专利申请201710028525x公开了一种程序式连续解冻肉制品装置，包括超声解冻装置、微波解冻装置、鼓风干燥装置三部分，三部分通过带式输送机的输送带依次衔接；超声解冻装置包括解冻池(2)、超声发生器(3)、水循环组件(4)、温控组件(5)、超声蓄能器(6)，超声发生器(3)和超声蓄能器(6)布置在解冻池(2)内底面，超声蓄能器(6)为多个，均匀分布在解冻池(2)的上底面，超声发生器(3)和超声蓄能器(6)电相连，温控组件(5)包括温度传感器和管道加热器，温控组件(5)和水循环组件(4)设置在超声发生器(3)和超声蓄能器(6)的侧面，温控装置(5)串联在水循环组件(4)和解冻池(2)构成的循环回路上，温度传感器和管道加热器电相连；微波解冻装置包括红外发生器(7)和红外加热器(8)以及上下盖对称分布于输送带两侧的组件，下部收集解冻水，红外加热器(8)并联于红外发生器(7)上；所述鼓风干燥装置包括鼓风机(14)、连通管(12)、喷淋管(10)、喷淋口(11)、鼓风阀门(13)，对解冻后的肉制品进行干燥处理，输送带上方排布有喷淋管(10)，此管道沿带式输送带纵向分布，管道底部分布有喷淋口(11)，喷淋管(10)和喷淋口(11)通过连通管(12)与鼓风机(14)相连，中间有鼓风阀门(13)控制风速。该技术是先超声，再红外，然后风干，但由于红外加热只能作用于食品表面，对于具有一定厚度的冷冻食品，中心区域难以完全解冻，且控制不当容易造成表面过热过熟。中国发明专利申请2020104675976公开了一种用于冷冻肉的解冻柜，包括柜体，柜体内部两侧均活动安装有转轴，两侧的所述转轴上固定安装有转盘，两侧的所述转盘呈镜像式设置，左右两侧的转盘上活动安装有若干解冻盒，两侧的所述安装轴分别插设在两侧对应设置的解冻盒安装扣内，所述解冻盒包括盒体，所述冻肉放置板通过伸缩连杆与盒体外设置的浮动板连接，所述盒体顶部还铰接有盖板，所述柜体顶部安装有微波发生装置和风干鼓风机，该技术通过微波、水浴和超声的联合作用，实时监测解冻盒内肉制品的质量，解冻过程能够保证肉制品内外温度差异小，避免细菌滋生，有效减少解冻时间，还能将解冻后的肉制品进行清洗，功能多样，解冻后品质得以充分保证。但该处理方法采用了水浴和超声波来对微波解冻后的肉块进行进一步解冻和清洗，但肉品直接与水接触，肉汁流失较大，该技术存在明显的问题。技术实现要素：为了克服单独使用微波解冻食品的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种超声波辅助微波解冻食品的方法，该解冻方法增强了解冻食品的受热均匀性，尤其是对于大块的肉类食品，在较短时间内核心区域可以得到完全解冻，而避免产生局部区域受热过度的现象。超声波辅助解冻的主要原理是利用超声波在冻结食品内部传输产生的热效应来使得食品升温而解冻。此外，超声波在食品内部产生空化效应，空化泡破裂形成的微射流能显著增大解冻介质的流速，加强了对流传热效果，提高了解冻效率。与微波解冻技术相同的是，超声波解冻也具有整体加热的特性，而与之相反的是，超声波热效应产生的能量在冰冻组织中的衰减程度远高于己解冻组织，热量的吸收主要处在产品内部的冻结层与解冻层的分层界面处。可见，微波解冻技术和超声波解冻技术在加热特点上具有互补性。本发明通过以下步骤实现：一种超声波辅助微波解冻食品的方法，包括以下步骤；1)将在待解冻肉块从冰箱取出，置于微波腔体中，采用间歇式的微波输出对肉块进行解冻，间微波输出由多段微波输出和间歇的分段构成，在微波输出和间歇的分段中，微波输出和间歇的时间比例为1:1～1:6，微波输出的时间为6～30秒；微波输出总时间t、微波输出功率p和解冻肉块的重量w之间，符合以下关系式：t＝w×a/p式中，t为微波输出总时间，是各分段微波输出时间的总和，单位为s；w为解冻肉块的重量，单位为g；p为微波输出功率，单位为w；a值为比例系数，单位为j/g；2)在微波解冻后段进行超声波辅助解冻，控制超声波频率为20～40khz，超声波功率为500～2000w，处理时间为10～40min。为进一步实现本发明目的，优选地，所述的置于微波腔体中是置于微波腔体中解冻圆盘上。优选地，所述的待解冻肉块的温度是-18℃以下，质量大于500g，为猪肉。优选地，所述的a值为100～250j/g。优选地，所述的微波输出功率p为500w。优选地，待微波作用3～4min后，开启超声处理。优选地，所述的微波输出的时间为10～20秒。优选地，所述的微波输出和间歇的时间比例为1:2～1:4。相对于现有技术，本发明具有如下优点：1)本发明解冻方法增强了解冻食品的受热均匀性，尤其是对于大块的肉类食品，在较短时间内核心区域可以得到完全解冻，而避免产生局部区域受热过度的现象。2)中国发明专利申请201710028525x是先超声，再红外，然后风干，但由于红外加热只能作用于食品表面，对于具有一定厚度的冷冻食品，中心区域难以完全解冻，且控制不当容易造成表面过热过熟。本发明实施例上述的测试结果可见，解冻后的肉块温度分布均匀，无过熟过热，质构与鲜肉相当，相对于中国发明专利申请201710028525x具有明显的优势。附图说明图1为本实施例及对照例解冻肉块的9个测温点位置图。具体实施方式为更好地理解本发明，下面结合实施例及附图对本发明作进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此。本发明实施例所用的试剂均为从市场购得。实施例1将在-18℃冻结超过24h的500g猪里脊肉从冰箱取出，置于微波腔体解冻圆盘上，采用间歇式的微波输出对肉块进行解冻，输出功率为500w。待微波作用4min后，开启超声，频率20khz，输出功率1000w，作用时间15min。解冻时间共计19min。具体微波和超声输出方式见表1。表1实施例1微波和超声波输出方式解冻后，肉块解冻完全，表面无过热过熟区域。对照例1为采用家用微波炉自带解冻功能(500g)解冻的肉块。对照例1解冻的肉块仅底面部分区域解冻，中间及上部区域未解冻。对照例2为采用与本实施例中所述相同的微波处理方式解冻，无超声处理。对照例2解冻的肉块仅底面部分区域解冻，中间区域未解冻。采用热电偶温度计对本实施例及对照例解冻肉块的9个点进行测温(测温点位置参照附图1所示)，测温结果见表2。对本实施例及对照例解冻肉块的9个点进行质构(嫩度)进行测定，测试方法见表3，测定结果见表4。新鲜里脊肉的嫩度值经检测平均值为1488g*s。从表2和表4可以看出，对照例1和对照例2肉块并未完全解冻，尤其是核心区域仍处于冻结状态。本实施例与对照例1和对照例2相比，核心区域完全解冻，且解冻均匀性较佳，质构(嫩度)与鲜肉相当。本实施例采用了超声辅助微波解冻，解冻后的肉块温度分布均匀，无过热过熟，质构与鲜肉相当。与单独使用微波解冻的工艺相比，解冻效果得到大幅提升。表2实施例1和对照例解冻肉块温度测量结果表3质构(嫩度)测试方法模式compression探头a/mors刀具测前速度2mm/s测试速度1mm/s返回速度10mm/s剪切深度10mm触发力5g表4实施例1和对照例解冻肉块嫩度测量结果实施例2将在-18℃冻结超过24h的500g猪里脊肉从冰箱取出，置于微波腔体解冻圆盘上，采用间歇式的微波输出对肉块进行解冻，输出功率为500w。待微波作用3min后，开启超声，频率40khz，输出功率1000w，作用时间20min。解冻时间共计23min。具体微波和超声输出方式见表5。表5实施例2微波和超声波输出方式解冻后，肉块解冻完全，表面无过热过熟区域。对照例1参考实施例1。对照例3为采用与本实施例中所述相同的微波处理方式解冻，无超声处理。对照例2解冻的肉块仅底面部分区域解冻，中间区域未解冻。采用热电偶温度计对本实施例及对照例解冻肉块的9个点进行测温(测温点位置参照附图1所示)，测温结果见表5。对本实施例及对照例解冻肉块的9个点进行质构(嫩度)进行测定，测试方法见表4，测定结果见表6。新鲜里脊肉的嫩度值经检测平均值为1488g*s。从表6和表7可以看出，对照例3肉块并未完全解冻，尤其是核心区域仍处于冻结状态。本实施例与对照例1和对照例3相比，核心区域完全解冻，且解冻均匀性较佳，质构(嫩度)与鲜肉相当。本实施例采用了超声辅助微波解冻，解冻后的肉块温度分布均匀，无过熟过热，质构与鲜肉相当。与单独使用微波解冻的工艺相比，解冻效果得到大幅提升。表,6实施例2和对照例解冻肉块温度测量结果表7实施例2和对照例解冻肉块嫩度测量结果中国发明专利申请201710028525x是先超声，再红外，然后风干，但由于红外加热只能作用于食品表面，对于具有一定厚度的冷冻食品，中心区域难以完全解冻，且控制不当容易造成表面过热过熟。本发明实施例上述的测试结果可见，解冻后的肉块温度分布均匀，无过熟过热，质构与鲜肉相当，相对于中国发明专利申请201710028525x具有明显的优势。本发明的实施方式并不限于此，其它任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3 

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