专利名称：脱水磷虾和其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种新型干磷虾以及制备这种基本上干燥的磷虾的方法和设备。
背景技术：
磷虾是属于磷虾科中小的海生甲壳类。它们与十足目动物的小虾科很相近，但与其不同。已知80多种磷虾，但仅约6种市场上受欢迎，具体地说是太平洋磷虾、E.superba、Thysanoessa spinifera、T.inspinata、T.longipes和T.rashii。冷冻的和干燥的磷虾和磷虾产品被作为人类食物消费。也捕获大量磷虾并加工成动物饲料，特别是鱼饲料。
目前干磷虾制品的主要市场是用于鱼类饵料，另一重要市场是用于人类食物中作风味剂。质地、颜色、口味和香味是干磷虾的重要特征，它们一般反映了产品的质量。
目前，有两种已知的方法干燥磷虾以制得市售产品。这两种方法制得的干磷虾颜色都差，并且粒径总是很小，即碎成片，几乎为粉状。
磷虾的冷冻干燥是用于制备干磷虾的一种方法。在该方法中，磷虾被捕获后很短时间即被冷冻，然后在方便的时候进行冷冻干燥。干产品通常成块状。该磷虾脆，并且易破碎，许多情况下被弄碎成粉状。由于该干燥过程的特点，冷冻干燥的磷虾的水分含量很低，并呈现出淡红色，最初具有淡淡的香味，但很快氧化变味呈现鱼腥味或散发氧化过的气味。冷冻干燥过的磷虾的蛋白质保持良好。
干燥磷虾的另一方法是空气干燥，其中鲜磷虾立即经预煮，然后在盘中或地上干燥和喷雾干燥。显然，使用该技术必须立即对磷虾进行处理。最终产品的水分含量高(大于约12％)，如果在盘中干燥可能为完整的或破碎的形状，而如果喷雾干燥可能为粉状，具有黄色到淡红色的颜色、香味很淡和口味较差。预煮和空气干燥磷虾相当大地减少了其蛋白含量。
很明显，通过上面两种方法中的任意一种形成的干产品在颜色、香味和口味方面的质量不高，这是该产品显著变质的一些最重要的特征。
发明简要说明本发明的主要目的在于提供一种新的干磷虾制品，该制品具有天然红色、基本不破碎、具有浓郁的理想特征气味和良好口感，本发明还提供了一种制备该干磷虾制品的方法和设备。
概括地说，本发明涉及一种包括大量基本上分开的完整干磷虾虾体的干磷虾制品，该虾体基本上全部具有天然红色和经受正常操作的足够强度和完整性，而不至粉碎成小片，并保持了符合卫生要求的浓郁鱼香味和口味。
本发明还涉及一种制备形态完整但虾体分开的干磷虾制品的方法和设备，包括在微波可穿透的载体中，以至少部分分开的排列形式排列生磷虾，部分干燥所说的生磷虾，以提供基本上没有表面水分但在其组织内含有一定量的非结合水分(称为第一含量)的部分干燥产品，借助电磁辐射加热所说的部分干燥过的产品，使所述部分干燥过的产品在受到电磁辐射的至少部分时间内暴露于低于大气压的减压条件下，由此得到其结构内含有第二含量非结合水的受热干燥过的产品，该水分足以在产品中产生弹性和强度，使得在干燥过程中保持完整的磷虾形态，并且还在所述部分干燥和所述通过电磁能加热期间，使所述磷虾经受滚动处理。
在所述通过电磁辐射加热所述部分干燥过的产品之前，优选所述部分干燥包括将所述生磷虾解冻。
优选所述磷虾受到低于大气压的减压处理包括用水分不饱和的空气清扫所述产品表面。
优选所述低于大气压力为120 Torr以下，优选小于100 Torr，在不到2分钟之内，优选在不到1.7分钟之内达到所述压力。
优选所述第二含量水分占分开的干燥产品重量的10-40％。
优选所述干燥产品处于40-90℃的温度。
优选所述电磁辐射包括微波。
附图简要说明从本发明的优选实施方式的详细描述与附图相结合，对于其它特征、目的和优点将是显而易见，其中
图1是本发明方法的流程图。
图2是本发明一个实施方式的设备图。
图3是使用本发明制得的典型的完整干磷虾虾体的简图。
优选实施方式的说明本发明方法适于干磷虾和鲜磷虾或冻磷虾等其它海产品的制备，冻磷虾可以解冻并受压除去部分游离水。在说明书中，所谓“湿产品”意思是新鲜的或冷冻的磷虾或诸如小虾、藻类、小鱼等本发明可以适用的其它海产品。
下面的说明主要针对磷虾进行，但术语“磷虾”可被合理地理解为任何可以用本发明方法处理或加工的类似原料。很显然，当干燥不同的物料以提供干产品时，条件必须调整，以使干产物具有所希望的天然颜色和高质量。
如图1所示，方框20所指的新鲜的或冷冻的磷虾的预处理如果需要的话，包括解冻，和称量鲜磷虾和将它们排列在用于运输的诸如筐等微波可穿透的载体中或载体上。优选鲜磷虾还通过挤压或离心处理排出过多的表面水分。
在实现本发明方法中，作为图1制备阶段的部分20，优选将鲜磷虾放在诸如塑料筐桶等适宜的传输系统中，并且如果需要的话，用适宜的调味料处理。如果在干燥之前磷虾经过了冷冻，如果需要的话，优选在干燥之前将其解冻，但在加热阶段，可以在真空微波室中进行解冻。可以相信，由于部分水分以水滴形式除去而不需要蒸发，先前所进行的冻结和解冻磷虾的预干燥可提高干燥速率。
经这样的处理之后，处理过的产品经过22所示的最初的加热步骤，其中优选在通过减少氧气浓度的部分真空条件下，利用微波能至少部分干燥磷虾。在该最初加热步骤22期间，从磷虾中释放水分，从筐64(见图2)滴出，并通过真空泵88或通过选择性的排放系统(未显示)，从真空室60(图2)中以液体形式排放。完成步骤22的时间依赖室内鲜磷虾的重量和微波的能量密度，但设置为最初加热步骤22结束，至使该磷虾的水分含量为约70-78wt％之时。
接着最初加热步骤22之后是水分分离和表面干燥步骤24，其中使用高强度微波场(大于约0.6kW/kg磷虾)。优选选择步骤24中的场强以将磷虾温度在约10分钟内升高到约60℃为宜，借此快速将磷虾内的大部分水分转变成受热蒸汽。一般生磷虾具有约80wt％的水分含量，在步骤22中稍微将其减少到约70-78％，在24的水分分离和干燥中将磷虾暴露于高强度微波场中提供足够的热量以加热磷虾到所需温度，基本上阻止酶反应，也减少水分含量，但不至太高以破坏磷虾。优选在约80-120Torr的压力和约47-55℃的温度下进行分离和表面干燥步骤24。干燥步骤24可能最多花费约15分钟。
在本发明优选实施方式中，磷虾离开阶段24的总水分含量约为磷虾重量的60-75％，希望的最佳量为约73％。
分离和表面蒸发步骤24用于蒸发大部分组织水分，并将水蒸气清除出室外。它也用于干燥磷虾的壳表面，接着是本发明的大量水干燥步骤26。
如果在分离和表面干燥步骤24中磷虾干燥不充分，磷虾壳发粘，并且如果在旋转筐中将磷虾放在一起时，磷虾趋于形成一团。
在步骤24中空气的气流速率优选在约2.8×10-5-5.6×10-5m3/kg.s鲜磷虾之间。由于磷虾暴露于高强度微波场期间更大量的水分从磷虾中逸出，优选使用空气注入法以使室内冷凝作用减至最小。由于该冷凝液再次吸收室内的微波能，被蒸发，并可能再次在室壁上冷凝，这样的冷凝将减少用于加热和干燥磷虾的微波能。这就是所谓的“热泵效应”，如果不使其最小化或阻止它的话，它将大大降低微波能的使用效率并延长加工时间。
接下来，部分干燥的磷虾进行如26所示的大量水干燥步骤，其中在低于大气压的条件下，同时用空气喷射器向部分干燥的磷虾产品喷射干空气进一步蒸发除去水，即产品被空气流清扫，从产品表面带走水分，同时在低于大气压的条件下受到高强度微波能处理。
在大量水除去步骤26中，至少部分干燥过的磷虾暴露于中等强度的微波场一段时间，以将它们的温度在约10分钟内升高到至少50℃，并在约100 Torr的压力下将磷虾的水分含量减少到约65-30wt％。由于磷虾表面物质流动阻力提高使磷虾体内的蒸汽压提高，通过蒸汽压和温度之间的热力学关系而影响蒸汽温度，因此磷虾温度较高。
依鲜磷虾重量调整微波场强和暴露时间，以实现所需脱水和加热速率。
优选在阶段22中加热，并在相同密封容器中进行分离和表面干燥以及大量水除去步骤24和26。
很显然，除大气压下加工外，任何需要压力和/或控制气压的步骤必须在一定形式的密封容器中进行，在一些阶段中这些容器在使用时还必须施加微波能。如果不需要这样条件的地方，不需如此封闭磷虾。
在大量水除去步骤26之后，最终干燥步骤28中通过使用低微波强度(约0.4kW/kg磷虾)、高真空(小于80 Torr)和例如2.8×10-5m3/kg.s的低空气注射流速，最终将基本上脱水的磷虾干燥到所需水分含量。如果需要的话，可以选择性地使用热空气在升至约45℃的温度和在大气压下干燥，来实现该最终干燥步骤28，但是在传统空气干燥器或炉中实现干燥较慢。使用任一选择方式，在步骤28的最终干燥之后，最终产品为基本上由完整的虾体组成的干磷虾，该虾体具有天然红色、约10-15wt％的水分含量，并保留了其符合卫生要求的海产品香味和口味。
通过旋转阶段或步骤22、24、26和28中盛装磷虾的筐或其类似物，使得磷虾受到滚动作用，以便水分从其装载的磷虾中逸出，使得更均匀干燥并防止每个磷虾粘在一起。
如此制得的干磷虾制品示于图3，它主要由整磷虾40和42所示较大磷虾片组成，不含大量的粉状磷虾。
现参考图2，以图解描述了实现本发明方法的设备。该设备包括具有入口门62的微波和真空室60。在适宜的、基本上为圆柱形(下面将要描述其在室60内用于旋转)容器(筐)64内的磷虾产品带到室60中。基本上为直圆柱形含有产品的筐64在加工中适当时候送入室60中适当加工点(依赖首先将微波能用到哪儿，例如用于解冻冷冻的磷虾)，并且为了进行上面所述的施以能量、减低压力和用干空气清扫表面，使室60密封。
在所述系统中通过从密封窗76、78和80向室60注射微波，并由此处注入室60内的筐64的3个磁控管70、72和74提供能量。
在室内，在由许多水平滚轴85(仅显示一个)形成的转动系统86上支撑着所示的筐64，而该滚动系统优选受到适宜的平台87的支撑，由其侧面的负载单元82支撑该平台，该负载单元用来测量室60内的重量，并将该信息送到控制计算机84。在加工过程中筐64的转动对磷虾起到了翻滚作用。
90所示的适宜温度计和压力计用来测量室60内的温度和压力，并将该信息送到控制计算机84。
通过计算机84控制的真空泵88提供了低于大气压的压力，在加工的适当时候降低室内的压力到适当水平，并且在流量计92的控制下在适当时候将空气混入室60内，该流量计然后根据计算机84的指令控制空气流动。
在完成室60内进行的操作后，通过门62将筐64移走。
在冰点以上的温度下，在几个小时内会发生破坏性酶反应，特别是当磷虾周围的氧含量高时，这些反应将鲜磷虾的天然红色变成黑色，由于干燥过程中酶催化水解，也使得蛋白质含量损失。在最初的加热步骤22中的真空条件、升高的温度和步骤24、26、28和30中的快速干燥基本上防止了这些反应。
实施例1冷冻的磷虾(太平洋磷虾)首先经解冻，并排放游离水，5.0kg最初水分含量80wt％的磷虾放入塑料转动(圆柱形)筐(图1)中，然后移到微波真空脱水系统60中。在步骤22中使用高强度微波能(上面定义的)、在水平轴上的筐高速转动(4RPM)而周围压力120Torr。在步骤22中没有空气注射流。在最初加热步骤22中磷虾温度为约60℃。步骤22中室内的压力为100Torr，时间为10分钟。在步骤22结束时，磷虾水分含量为78wt％。
在最初加热步骤22之后，磷虾接着进行分离和表面干燥步骤24，其中使用高强度微波能。空气注射流速为5.6×10-5m3/kg.s，空气温度为20℃。步骤24中的室压为120Torr。分离和表面干燥步骤24为15分钟。高的空气流速将水蒸气快速带出室，并且磷虾的表面干燥，没有彼此粘合。分离和表面干燥步骤24结束时磷虾的水分含量为74.6wt％。
在接着步骤24的大量水除去步骤26中，周围压力为100Torr，空气注射流速为2.8×10-5m3/kg.s。筐的转速为2RPM，磷虾温度为65℃。在该步骤中使用高强度的微波。步骤26结束时，磷虾重2.2kg，水分含量为63wt％。在该实施例中通过空气干燥器实现最终干燥步骤28。
通过LabScan Color Meter(Hunter Associate Laboratory，Inc.)测定，经上述处理后最终磷虾产品具有天然红色，L＝30.92，a＝12.94和b＝6.81。干磷虾蛋白质含量为约54wt％。最终水分含量为12wt％。
实施例2根据图1中的流程图，6kg最初水分含量77wt％的鲜磷虾放入塑料圆柱形筐中，然后移到预处理步骤20中的微波真空脱水系统中。接着步骤20的最初加热步骤22使用高强度微波能(0.6kW/kg磷虾)、高转速(4RPM)和15.95kPa(120Torr)的周围压力。在步骤22中没有使用空气注射。在最初加热步骤22中磷虾温度为60℃，加热时间为10分钟。在步骤22结束时，磷虾重量减少到4.38kg，水分含量为70wt％。
在步骤22之后的表面干燥步骤24中，使用高强度微波能(0.65kW/kg磷虾)、高转速(4RPM)、5.6×10-5m3/kg.s的高空气注射流速和15.95kPa绝对压(120Torr)的周围压力。磷虾表面迅速干燥。分离干燥步骤24结束时，磷虾彼此分离，磷虾表面比体内更干。分离和干燥步骤24的干燥时间为10分钟。步骤24结束时，磷虾重3.5kg，水分含量为62wt％。
在接着步骤24的大量水除去步骤26中，周围压力为13.28kPa，空气注射流速为2.8×10-5m3/kg.s。塑料筐的转速为2RPM。大量水除去步骤26结束时，磷虾水分含量为35wt％，磷虾总重量减少到2.04kg。从干燥开始起的时间为45分钟。
在大量水除去步骤26之后，最终干燥步骤28中在低强度、高真空和低空气注射流速下最终干燥磷虾，即0.4kW/kg磷虾、10.63kPa周围压力、2.8×10-5m3/kg.s的空气注射流速(空气温度为20℃)和筐的转速为1RPM。最终干燥步骤28的时间为20分钟。离开步骤28的脱水磷虾具有1.48kg重，水分含量为11.5wt％。通过LabScan ColorMeter(Hunter Associate Laboratory，Inc.)测定干磷虾制品的颜色。测量结果为L＝33.16、a＝16.36和b＝6.81。蛋白质含量与上面的实施例大约相同。
对本领域技术人员来说，描述对本发明的改进将是显而易见的，而不至与所附权利要求书中限定的本发明相背离。
权利要求
1.一种干磷虾制品，系大量基本上分开的完整干磷虾虾体，该虾体基本上均具有天然红色和经受正常操作而不至粉碎成小片的足够强度和完整性，并保持了符合卫生要求的浓郁鱼香味和口味。
2.一种制备形态完整而虾体分开的干磷虾制品的方法，包括在微波可穿透的载体中，以至少部分分开的方式排列生磷虾，将所说生磷虾部分干燥以提供基本上没有表面水分，但在其组织内含有一定量(称为第一含量)非结合水分的部分干燥产品，借助电磁辐射加热所说部分干燥过的产品，使所述部分干燥过的产品在受到电磁辐射的至少部分时间内暴露于低于大气压的减压条件下，以提供其结构内含有第二含量非结合水的受热干燥过的产品，该水分含量足以在产品中产生弹性和强度，使其在干燥过程期间保持完整的磷虾形态，并且在所述部分干燥和所述通过电磁辐射加热期间使所述磷虾受到滚动处理。
3.根据权利要求2的方法，其中所述部分干燥，包括借助电磁辐射加热所述部分干燥过的产物之前，将所述生磷虾解冻。
4.根据权利要求2的方法，其中使所述部分干燥过的产品暴露于低于大气压的减压条件下，包括用水分不饱和的空气清扫所述产品表面。
5.根据权利要求2、3或4的方法，其中所述第二含量水分占干制品重量的10-40％之间。
6.根据权利要求2、3或4的方法，其中所述低于大气压的压力为小于120 Torr，并且在不到2分钟之内达到所述压力。
7.根据权利要求2、3或4的方法，其中所述低于大气压的压力为小于100 Torr，并且在不到1.7分钟之内达到所述压力。
8.根据权利要求2、3或4的方法，其中所述干产品加热到40-90℃。
9.根据权利要求2、3或4的方法，其中所述电磁辐射包括微波。
全文摘要
本发明提供一种新型的基本上分开的大量完整干磷虾虾体,该虾体基本上全部具有天然红色和经受正常操作的足够的强度和完整性,而不会粉碎成小片,并保持了符合卫生要求的浓郁的鱼香味和口味。该磷虾通过新型方法干燥,即在低于大气压的压力下连续施加能量,同时制品表面被空气清扫以移去水分。在加工过程中,并将磷虾滚动,所施能量优选微波能。
文档编号A23B4/03GK1265009SQ97195553
公开日2000年8月30日 申请日期1997年4月9日 优先权日1996年4月16日
发明者T·D·杜伦斯, 刘方 申请人:不列颠哥伦比亚大学