肉雞屠宰分割車間翅中速凍條件的優(yōu)化探究

◎ 賈友剛，王連杰，潘瑞明，劉龍海，范開梅，孫 芹，邵澤營

（新希望六和股份有限公司，北京 100102）

速凍是1928年起源于美國的一種食品保鮮方法，速凍食品是指在-30 ℃以下的低溫環(huán)境中使食品在30 min之內(nèi)通過其最大冰晶生成帶，中心溫度達到-18 ℃，并在-18 ℃以下的低溫中貯藏和流通的方便食品[1]。速凍食品主要可分為速凍水產(chǎn)食品、速凍果蔬食品、速凍禽畜食品、速凍調(diào)理食品和速凍米面食品等五大類[2]。由于速凍食品采用急凍工藝快速通過了最大冰晶生成帶，很好地避免了慢凍過程因形成大冰晶而造成的機械損傷和汁液流失，故速凍食品能較好地保持食品原有的色香味和營養(yǎng)成分[3]。近年來，速凍食品行業(yè)飛速發(fā)展，在整個食品銷售市場中占據(jù)了重要的一席，對食品工業(yè)發(fā)展起到了舉足輕重的作用。

中國作為肉類產(chǎn)量大國，雞肉在肉類的消費中比重已超過30%[4]，其中冷凍雞肉是各類雞肉肉制品生產(chǎn)的主要原料，但在實際產(chǎn)品速凍及凍藏過程中肉雞產(chǎn)品的風(fēng)耗損失一直是困擾著肉品加工企業(yè)的一個復(fù)雜的問題。而當(dāng)前大多數(shù)研究集中探討了冷凍工藝對雞肉品質(zhì)的影響[5]，以及快速冷凍控制細胞內(nèi)外冰晶的大小和均勻的分布[6]。目前，針對具體肉雞分割產(chǎn)品速凍條件的研究較少，未見系統(tǒng)的科研成果報道。

隨著市場的發(fā)展和創(chuàng)新，目前肉雞屠宰市場往凍轉(zhuǎn)鮮方向轉(zhuǎn)變，但是依舊存在一部分速凍和凍藏的產(chǎn)品需求。肉雞屠宰行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)歷數(shù)十年，傳統(tǒng)企業(yè)多依靠經(jīng)驗進行產(chǎn)品的速凍操作，隨著科技的進步和發(fā)展，屠宰車間也需要科學(xué)化地優(yōu)化各產(chǎn)品速凍工藝參數(shù)。本研究以肉雞翅中為例，探討了不同擺盤方式、是否覆蓋單片以及速凍時間對產(chǎn)品速凍風(fēng)耗的影響，從而為更合理地針對性選擇速凍工藝條件提供理論依據(jù)，最大可能地減少速凍過程對肉雞產(chǎn)品的風(fēng)耗影響，提高速凍出成，并為肉禽屠宰企業(yè)的車間科技轉(zhuǎn)型提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

以車間生產(chǎn)的30～40 g的翅中（M中）為實驗材料，挑選出淤血、斷骨的次品翅中，確保實驗結(jié)果的準確性。

1.2 實驗流程

將定量的實驗材料M中均勻分布于不銹鋼長盤中，后置于速凍庫相同位置進行不同時間的速凍，對速凍好的M中產(chǎn)品進行稱重，計算每組材料的速凍風(fēng)耗值，記錄保存數(shù)據(jù)。

1.3 速凍單因素優(yōu)化及正交試驗方案

考慮到速凍條件對產(chǎn)品出成及色澤品質(zhì)的影響，遂對產(chǎn)品M中的最優(yōu)速凍條件進行探究，以便科學(xué)地確定最佳的速凍條件。影響產(chǎn)品速凍風(fēng)耗的主要因素除了風(fēng)機風(fēng)量及冷凍溫度等不可避免且不易調(diào)節(jié)的因素外，產(chǎn)品擺盤方式、是否覆蓋單片及速凍時間是3個重要的因素且人為可控，所以選取以上3個因素進行翅中速凍條件的優(yōu)化探究。

1.3.1 擺盤方式對產(chǎn)品風(fēng)耗的影響

準確稱取3 000 g M中6份，分別編號A-1、A-2、A-3、B-1、B-2、B-3[A為翅中正面（毛根面）朝上，B為翅中反面朝上，兩組分別做3個平行實驗]，將其分別均勻擺放在不銹鋼長盤中，六盤翅中均不蓋單片，長盤均為不帶孔盤，在同一速凍庫的同一位置[7]（上下、里外、風(fēng)機距離等）擺放進行速凍3 h。分別統(tǒng)計各盤翅中重量，計算各組的速凍風(fēng)耗F。

F=（速凍前重量-速凍后重量）/速凍前重量×100%

1.3.2 單片覆蓋對產(chǎn)品風(fēng)耗的影響

準確稱取3 000 g M中6份，分別編號G-1、G-2、G-3、H-1、H-2、H-3（G為蓋單片，H為不蓋單片，兩組分別做3個平行實驗），將其分別均勻擺放在不銹鋼長盤中，第1組3盤蓋單片，第2組3盤不蓋單片，6盤翅中均正面（以擺盤方式實驗結(jié)果為準）朝上，長盤均為不帶孔盤，在同一速凍庫的同一位置（上下、里外、風(fēng)機距離等）擺放進行速凍3 h。分別統(tǒng)計各盤翅中重量，計算各組的速凍風(fēng)耗F。

F=（速凍前重量-速凍后重量）/速凍前重量×100%

1.3.3 速凍時間對產(chǎn)品風(fēng)耗的影響

準確稱取3 000 g M中10份，分別編號t1-1、t1-2、t2-1、t2-2、t3-1、t3-2、t4-1、t4-2、t5-1、t5-2（t1、t2、t3、t4、t5分別表示速凍時間為1、2、3、4、5 h，每組做2個平行實驗），將其分別均勻擺放在不銹鋼長盤中，所有翅中均正面（以擺盤方式實驗結(jié)果為準）朝上，蓋單片（以單片覆蓋實驗結(jié)果為準），長盤均為不帶孔盤，在同一速凍庫的同一位置（上下、里外、風(fēng)機距離等）擺放進行不同時間速凍。分別統(tǒng)計各盤翅中重量，計算各組的速凍風(fēng)耗F。

1.3.4 正交試驗優(yōu)化翅中速凍條件

通過單因素實驗可知，擺盤方式、單片覆蓋 和速凍時間3個因素均對M中的速凍風(fēng)耗有顯著影響，并且3個因素之間相互關(guān)聯(lián)，互相影響，而非獨立。故選用正交試驗進行優(yōu)化，以綜合3者之間的相互作用，得出肉雞屠宰車間翅中的最佳速凍條件。選取擺盤方式（A）、單片覆蓋（B）和速凍時間（C）3個因素，按L4（23）進行正交試驗設(shè)計。各因素及水平見表1，正交試驗設(shè)計見表2。

表1 3因素2水平表

表2 正交試驗設(shè)計表

2 結(jié)果與分析

2.1 擺盤方式對產(chǎn)品風(fēng)耗的影響

針對類似翅中這類產(chǎn)品存在正反兩面的情況，需對翅中的正擺（長羽毛的一面朝上）和反擺（長羽毛的一面朝下）進行速凍實驗，以產(chǎn)品風(fēng)耗為指標，確定最佳的擺盤方式。實驗所得正面擺盤方式的產(chǎn)品風(fēng)耗為1.67%，反面擺盤方式的產(chǎn)品風(fēng)耗為1.94%，相差0.27%，通過多次實驗確定最佳的擺盤方式為正面擺放。

2.2 是否覆蓋對產(chǎn)品風(fēng)耗的影響

通過擺盤方式對產(chǎn)品風(fēng)耗影響的實驗結(jié)果得出，翅中正擺于長盤中進行速凍時風(fēng)耗較小，所以選擇正擺的擺盤方式進行產(chǎn)品覆蓋單片對風(fēng)耗的影響實驗。實驗數(shù)據(jù)顯示覆蓋單片一組的產(chǎn)品平均風(fēng)耗為1.34%，不覆蓋單片的產(chǎn)品平均風(fēng)耗為1.66%，相差0.32%。實驗結(jié)果證明速凍過程中覆蓋單片能顯著降低翅中產(chǎn)品的風(fēng)耗（降低19.28%），提高產(chǎn)品出成。

2.3 速凍時間對產(chǎn)品風(fēng)耗的影響

通過上述兩個單因素實驗，得出在正擺的擺盤方式下進行覆蓋單片可明顯降低產(chǎn)品風(fēng)耗。在最佳的擺盤方式和覆蓋條件下，進行速凍時間對速凍效果及產(chǎn)品風(fēng)耗的影響實驗。

從圖1可以看出，隨著速凍時間的逐漸延長，產(chǎn)品風(fēng)耗逐漸增大。速凍時間為1、2 h時，產(chǎn)品風(fēng)耗均為0.83%；隨速凍時間延長到5 h時，產(chǎn)品風(fēng)耗高達1.33%，比速凍1 h時高0.5%，增幅60.24%，不利于產(chǎn)品速凍出成；而當(dāng)速凍時間為1 h時，雖然產(chǎn)品風(fēng)耗小，速凍費用低，但是產(chǎn)品中心溫度未達到標準冷凍儲藏溫度-18 ℃[8]，僅為-7 ℃。所以，綜合考慮產(chǎn)品風(fēng)耗、質(zhì)量及費用等方面的因素，確定最佳的速凍時間為2 h。

圖1 速凍時間對風(fēng)耗的影響圖

2.4 正交試驗優(yōu)化翅中速凍條件結(jié)果

采用正交試驗助手V3.1軟件設(shè)計正交試驗方案，選擇擺盤方式、是否覆蓋和速凍時間3個因素為考察條件，以翅中產(chǎn)品的風(fēng)耗為衡量指標設(shè)計正交相關(guān)試驗，正交試驗設(shè)計方案及實驗結(jié)果見表3。

表3 正交試驗設(shè)計方案及實驗結(jié)果表

由表3的極差分析可知，A、B、C 3因素的極差比為0.275∶0.555∶0.165，說明在實驗范圍內(nèi)影響翅中速凍風(fēng)耗的因素大小順序為：是否覆蓋（B）＞擺盤方式（A）＞速凍時間（C），并由K值可以明顯分析出肉雞屠宰車間翅中的最佳速凍條件為：A1B1C1。即，在肉雞翅中正面擺放的前提下，對長盤中的產(chǎn)品進行單片覆蓋，速凍庫快速凍結(jié)產(chǎn)品2 h。綜合極差和K值數(shù)據(jù)判斷，針對肉雞屠宰分割車間翅中最佳的速凍條件為正擺，覆蓋單片，速凍2 h。

3 結(jié)論

本研究立足當(dāng)前肉雞屠宰車間實際，著眼容易被人忽視的生產(chǎn)細節(jié)，以肉雞翅中（M中）的速凍過程為例，對其進行了最佳速凍條件的工藝優(yōu)化實驗。探討了不同擺盤方式、是否覆蓋單片以及速凍時間3個因素對產(chǎn)品速凍風(fēng)耗的影響，并通過單因素優(yōu)化和正交試驗等方法科學(xué)優(yōu)化出翅中最佳速凍條件為正面擺放（毛根面朝上），覆蓋單片，速凍2 h。

在最佳速凍條件下進行多組驗證性試驗，實驗結(jié)果均顯示在正擺、覆蓋單片、速凍2 h條件下翅中產(chǎn)品速凍平均風(fēng)耗為1.12%，較實驗優(yōu)化值誤差為0.9%，在誤差可控范圍之內(nèi)。而之前操作不分正反擺放，不覆蓋單片，速凍4～6 h，翅中產(chǎn)品的速凍風(fēng)耗為1.83%。最佳速凍條件下，速凍翅中可比傳統(tǒng)擺放速凍方式減少風(fēng)耗0.71%，即每噸鮮品翅中可多出7.1 kg冷凍成品。以該工廠屠宰能力計算，每年除去鮮品翅中訂單外，單凍類翅中鮮品數(shù)為890 t，按照每噸速凍優(yōu)化后多出7.1 kg凍品計算，每年該廠可多生產(chǎn)單凍翅中6 319 kg，按每千克翅中平均價格36元計算，每年僅翅中單品的速凍條件優(yōu)化可實現(xiàn)227 484元價值創(chuàng)造。同時，速凍條件優(yōu)化縮短速凍時間，對能源的節(jié)約也是非?？捎^的。

該研究對于肉雞屠宰車間實現(xiàn)最大化價值生產(chǎn)，節(jié)約能源，提高盈利能力做了顯著性示范，其他單凍類高附加值產(chǎn)品也可做類似的研究，尋求最佳的速凍條件，提高產(chǎn)品出成，縮短速凍時間，逐步實現(xiàn)傳統(tǒng)肉雞屠宰行業(yè)的科技專業(yè)轉(zhuǎn)型。