本发明专利技术公开了一种用于快速确定超声波辅助腌制时牛肉盐分含量的模型及其应用，首先在实验结果的基础上确定了一种超声波辅助腌制时NaCl扩散动力学模型，可用于计算超声波处理不同时间时牛肉中NaCl含量。此外，本发明专利技术还建立了一种用于计算不同超声波强度条件下牛肉中NaCl扩散系数的数学模型，将其与前述NaCl扩散动力学模型结合应用可预测不同处理时间时牛肉中的NaCl含量。该方法实用简便，可操作性强，为生产企业进行肉制品腌制时产品盐含量控制及改进生产工艺提供理论参考，同时有利于超声波辅助腌制新技术的推广应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及用于快速确定超声波辅助騰制时牛肉盐分含量的模型及其应用。通过 对超声波强度及超声波辅助騰制动力学分析，得到快速确定超声波辅助騰制时牛肉中盐含 量的方法。此外本专利技术将超声波强度与牛肉中化C1扩散系数建立函数曲线，可用于计算不 同超声波强度下的化C1扩散系数，由此可进一步计算牛肉中的化C1含量。该方法操作简 便，有利于企业生产时对牛肉中盐分进行快速计算及工艺改进，是一种高效、便捷的产品质 量控制的騰制技术。
技术介绍
肉制品騰制是肉品加工的一个重要环节，目前肉品騰制已从过去单纯的防腐保藏 转变为W改善风味和颜色，提高肉品质的加工手段。然而传统静止騰制过程不仅耗时长，并 且易产生騰制不均匀、微生物污染等现象，难W适应现代化工业生产的要求；同时大量盐的 使用使牛肉中的盐分含量较高，不利于人体健康。研究表明，超声波辅助騰制可通过空化效 应改变盐分的质量传输效率，促进物料的渗透与扩散，缩短騰制时间，同时由于可在较低盐 浓度条件下快速获得騰制平衡，因此采用超声波騰制技术开发低盐肉制品很有意义。 超声波处理的强度、频率、处理时间等是影响超声波辅助騰制效果的主要因素。 C0rcel等（2007)研究了不同超声波强度对猪背最长肌騰制效果的影响，结果表明，对于水 分含量和含盐量，超声波处理时分别有一阔值（水分含量超声强度阔值为39W/cm2,含盐量 为51W/cm2)，当超声波强度超过该阔值时，样品的水分含量、含盐量与超声波强度分别成正 比。然而，也有研究表明，在2~4W/cm2(20曲Z)超声强度下，化C1扩散系数与超声强度间 呈指数关系。此外，对超声波辅助騰制处理后肉品质的研究表明，超声波处理后可改善肉的 质地和保水性。蔡华珍等（2008)研究了超声波对猪肉騰制效果的影响，试验表明采用功率 强度为0. 68W/cm2的超声波处理化后可比对照组提前2d达到騰制平衡，同时破坏鲜肉的 组织结构，加快食盐渗透速度，从而缩短騰制时间。Siro等（2009)对超声波辅助猪背最长 肌騰制效果进行了研究，结果表明在2. 5~3.OW/cm2超声波处理强度下可引起肌肉组织的 微观结构的改变，同时可提高肉的保水性和质地，然而较高的超声波强度及较长的处理时 间可能会导致肉表面蛋白质变性，但超声波的强度较低时难W达到预期的促进騰制剂扩散 和改善品质的目的。 对于牛肉中盐分含量的确定，实际应用中多使用沉淀滴定法、电位滴定法、离子色 谱法等测定方法进行，但上述方法需要一定的测试时间，不利于实现快速检测；检测成本 方面，达到设定的盐含量前需反复测定W确定牛肉中盐含量，耗费大量人力物力成本，此 夕F，不同超声波功率处理时牛肉中化C1扩散速率不同，当更改超声波功率时需重新测定牛 肉中化C1扩散系数，工作量大且无法直接对牛肉中盐含量进行预测，不利于提高生产效率 及实现在线产品质量控制。因此有必要在实验结果的基础上，利用相关数学模型探讨超声 波处理条件下盐含量与处理时间的关系，确定超声波处理条件下化C1扩散的动力学模型， 进一步明确超声波功率与牛肉中NaCl扩散系数间的关系，从而对牛肉中盐含量进行预测， 减少样品测定时间，拓展其应用范围并实现产品在线质量控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于快速确定超声波辅助騰制时牛肉盐分含量的模 型。 本专利技术的另一目的在于提供上述模型在快速确定超声波辅助騰制时牛肉盐分含 量中的应用。 在恒定的騰制液溫度条件下，测定不同超声波功率处理不同时间时牛肉中盐含量 (测定值），采用菲克第二定律传质动力学模型计算牛肉中盐含量的计算值，通过决定系数 评价计算值与测定值间的拟合度，从而确定用于预测牛肉中盐含量的数学模型。同时测定 处理设备的超声波强度并将其与对应的化C1扩散系数建立指数函数模型，可计算其它超 声波强度下牛肉中的化C1扩散系数，将其与传质动力学模型结合使用可用于计算其它不 限于本专利技术中所列举的超声波功率时的牛肉中化C1含量，具有更广泛的应用范围和更高 的应用价值。 本专利技术的目的可W通过W下技术方案实现： 一种用于快速确定超声波辅助騰制时牛肉盐分含量的模型，该模型采用W下步骤 建立： (1)将新鲜牛肉清洗干净并去除脂肪、筋膜，浸入騰制液中，采用超声波辅助騰 制； (2)测定不同超声波功率、不同超声波处理时间时牛肉中化C1含量，作为牛肉中 NaCl含量的测定值，同时测定騰制平衡时牛肉中NaCl含量作为在扩散平衡时NaCl含量； (3)将牛肉中化C1含量的测定值与对应的处理时间代入菲克第二定律公式模型， 计算各个超声波功率下的扩散系数D值，所述的菲克第二定律公式为：1在理想条件下扩散系数D值不随 处理时间变化，故该公式可认为是牛肉中盐含量与超声时间的函数。 其中：C,,t指在指定时间（S)下牛肉中化C1含量，C,,。指牛肉中化C1初始含量， 指在扩散平衡时化C1含量，D,指化C1扩散系数（m2S1)，L指肉的厚度（m);[001引 （4)将各个超声波功率下扩散系数D的平均值作为常数，采用公式（1)计算各个 处理时间时牛肉中化C1含量的计算值，通过计算测定值与计算值间的决定系数，判断两者 的拟合程度由此确定公式（1)所示的公式模型的准确度，将公式（1)所示的公式模型作为 超声波辅助騰制时NaCl扩散动力学模型；所述各个超声波功率下扩散系数D的平均值是指 在理想条件下，超声波功率一定时，将不同处理时间及其化C1含量检测值代入公式（1)中 计算各处理时间下的扩散系数，并取其平均值；例如超声波功率为150W，处理时间分别为 30min、60min、90min和120min时，分别将处理时间30min及其化C1含量检测值、处理时间 60min及其化C1含量检测值、处理时间90min及其化C1含量检测值、处理时间120min及 其化C1含量检测值代入公式（1)中计算出各自的扩散系数，然后取平均值；同样超声波功 率为200W，处理时间分别为30min、60min、90min和120min时，也采用相同方法计算其扩散 系数并取其平均值。 (5)根据热量法测定超声波仪器的超声强度，将超声强度与步骤（3)所得的扩散 系数D扩散系数进行指数函数拟合，将拟合的指数方程作为计算不同超声波强度条件下牛 肉中化C1扩散系数的数学模型； 为进一步评价该传质动力学模型的准确度，可根据热量法测定超声波的超声强 度，依据Sajas (1978)和Lenart (1980)等的研究结果，超声强度应与扩散系数间存在指数 函数关系，因此可根据拟合的指数方程计算其它不同超声波强度下牛肉中化C1扩散系数， 为生产企业改进生产技术提供理论依据。[001引 （6)结合步骤（5)中的数学模型和步骤（4)中的化C1扩散动力学模型共同作为快 速确定超声波辅助騰制时牛肉盐分含量的模型，由步骤巧）中的数学模型确定不同超声波 强度条件下牛肉中NaCl扩散系数，再将确定的扩散系数代入公式（1)所述的公式模型确定 超声波辅助騰制时牛肉盐分含量。 步骤（1)中所述新鲜牛肉的部位为牛背最长肌，所述的騰制液中各成分浓度为 60g/L氯化钢，50mg/L亚硝酸钢，15g/L薦糖，4g/L复合憐酸盐。 采用超声波辅助騰制时将超声波探头没入騰制液中离牛肉表面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种快速确定超声波辅助腌制时牛肉盐分含量的模型，其特征在于该模型采用以下步骤建立：(1)将新鲜牛肉清洗干净并去除脂肪、筋膜，浸入腌制液中，采用超声波辅助腌制；(2)测定不同超声波功率、不同超声波处理时间时牛肉中NaCl含量，作为牛肉中NaCl含量的测定值，同时测定腌制平衡时牛肉中NaCl含量作为在扩散平衡时NaCl含量；(3)将牛肉中NaCl含量的测定值与对应的处理时间代入菲克第二定律公式模型，计算各个超声波功率下的扩散系数D值，所述的菲克第二定律公式为：其中：Cs,t指在指定时间(s)下牛肉中NaCl含量，Cs,0指牛肉中NaCl初始含量，Cs,eq指在扩散平衡时NaCl含量，Ds指NaCl扩散系数(m2s‑1)，L指肉的厚度(m)；(4)将各个超声波功率下扩散系数D的平均值作为常数，采用公式(1)计算各个处理时间时牛肉中NaCl含量的计算值，通过计算测定值与计算值间的决定系数，判断两者的拟合程度由此确定公式(1)所示的公式模型的准确度，将公式(1)所示的公式模型作为超声波辅助腌制时NaCl扩散动力学模型；(5)根据热量法测定超声波仪器的超声强度，将超声强度与步骤(3)所得的扩散系数进行指数函数拟合，将拟合的指数方程作为计算不同超声波强度条件下牛肉中NaCl扩散系数的数学模型；(6)结合步骤(5)中的数学模型和步骤(4)中的NaCl扩散动力学模型共同作为快速确定超声波辅助腌制时牛肉盐分含量的模型，由步骤(5)中的数学模型确定不同超声波强度条件下牛肉中NaCl扩散系数，再将确定的扩散系数代入公式(1)所述的公式模型确定超声波辅助腌制时牛肉盐分含量。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张万刚，康大成，周光宏，徐世明，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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