陳少華,胡志和

(天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院,天津 300134；天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300134)

?

超高壓技術(shù)生產(chǎn)即食南美白對(duì)蝦蝦仁條件的研究

陳少華,胡志和*

(天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院,天津 300134；天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300134)

以鮮活南美白對(duì)蝦為實(shí)驗(yàn)原料,研究超高壓技術(shù)生產(chǎn)即食南美白對(duì)蝦蝦仁加工工藝條件。采用不同壓力、保壓時(shí)間、施壓溫度處理鮮蝦,考察超高壓殺菌效果。保證超高壓處理蝦仁生物安全的基礎(chǔ)上結(jié)合感官評(píng)定及電子鼻、電子舌、色澤、質(zhì)構(gòu)等評(píng)價(jià)結(jié)果,優(yōu)化殺菌條件。結(jié)果表明:700MPa、30min、50℃處理,蝦仁色澤紅亮有類似熟蝦的性狀,香味較濃,滋味獨(dú)特,易于接受；電子舌、電子鼻檢驗(yàn)與其他超高壓條件組合處理蝦仁區(qū)分度顯著,為在此條件加工蝦仁提供質(zhì)量判別及品質(zhì)調(diào)控依據(jù)；蝦仁的亮度L*值,紅度a*值和黃度b*值與對(duì)照組相比顯著(p<0.05)上升,整體色差ΔE為16.90,顏色易被接受；蝦仁的硬度、彈性、粘聚性和咀嚼性得到明顯提高(p<0.05)口感更佳。該條件下制備的蝦仁安全且可直接食用。

即食蝦,超高壓,殺菌,感官品質(zhì)

南美白對(duì)蝦作為我國養(yǎng)殖蝦類產(chǎn)量最高的品種之一[1],味道鮮美、營養(yǎng)豐富,深受消費(fèi)者的喜愛,但目前加工能力的滯后嚴(yán)重阻礙其養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展[2]。將南美白對(duì)蝦加工成適應(yīng)不同人群需要的休閑即食食品(如即食蝦仁),可有效地改變這種狀況。傳統(tǒng)的干制處理、熱殺菌處理會(huì)對(duì)蝦肉的口感、風(fēng)味、營養(yǎng)價(jià)值產(chǎn)生不利的影響[3]。如何在確保對(duì)蝦食用安全的基礎(chǔ)上,最大限度的保持對(duì)蝦鮮嫩的口感、天然的風(fēng)味并有效降低營養(yǎng)物質(zhì)的損失,是開發(fā)即食南美白對(duì)蝦產(chǎn)品的關(guān)鍵。探索新的加工技術(shù),生產(chǎn)“天然、衛(wèi)生、安全、營養(yǎng)”的對(duì)蝦即食食品是今后產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

新型的超高壓技術(shù)是一種新穎的低熱滅菌技術(shù),可以破壞微生物的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜,抑制酶的活性和DNA等遺傳物質(zhì)的復(fù)制,破壞蛋白質(zhì)氫鍵、二硫鍵和離子鍵的結(jié)合,最終造成微生物的死亡[4-5]。超高壓殺菌既可以殺滅食品中微生物又可以保證食品的質(zhì)量,與傳統(tǒng)熱加工處理相比超高壓改變食品的質(zhì)構(gòu),從而改善其口感；可保持食品原有的色澤與風(fēng)味；對(duì)營養(yǎng)成分維生素、礦質(zhì)元素等小分子化合物的共價(jià)鍵無明顯影響,從而保持了食品原有的營養(yǎng)品質(zhì)[6-7]。本實(shí)驗(yàn)以壓力、保壓時(shí)間、施壓溫度為蝦仁超高壓殺菌影響因素,研究確定超高壓處理南美白對(duì)蝦蝦仁的殺菌條件；并綜合感官品質(zhì)、電子鼻、電子舌、質(zhì)構(gòu)、色澤評(píng)價(jià)蝦仁食用品質(zhì)的改變,最終確定超高壓生產(chǎn)即食蝦仁加工條件,為超高壓技術(shù)在生產(chǎn)即食水產(chǎn)品方面應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

南美白對(duì)蝦 購于天津市韓家墅水產(chǎn)市場(chǎng),(-56±5)℃冰箱存放,使用解凍；平板計(jì)數(shù)瓊脂 北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司;NaCl等試劑 天津市化學(xué)試劑批發(fā)公司；聚乙烯塑料袋 恒安塑料有限公司。

HPP.L3-800/2.5超高壓設(shè)備 天津市華泰森淼生物工程技術(shù)有限公司；超高壓控溫水浴槽 寧波新芝生物科技股份有限公司；TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)分析儀 英國STableMICRO SYSTEMS公司；UltraScan PRO色度儀 美國Hunter Lab公司;ASTREE電子舌 法國Alpha M.O.S 公司；FOX4000型電子鼻 法國Alpha M.O.S公司;HWS24型電熱恒溫水浴鍋 上海一恒科技有限公司；FA1104N型電子天平 上海精密科學(xué)儀器有限公司；JJ-2型組織搗碎勻漿機(jī) 常州國華電器有限公司；L535-1型低速離心機(jī) 湘儀離心機(jī)儀器有限公司；塑料薄膜封口機(jī) 浙江江南實(shí)業(yè)有限公司。

1.2 超高壓殺菌實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 將新鮮的南美白對(duì)蝦蝦仁放入無菌聚乙烯塑料袋真空密封包裝,每袋裝25g蝦仁。不同壓力、保壓時(shí)間、施壓溫度處理蝦仁,以未經(jīng)高壓處理的樣品作為空白對(duì)照組,檢測(cè)處理前后菌落總數(shù)。超高壓殺菌條件設(shè)計(jì)方法如下:

1.2.1.1 壓力對(duì)南美白對(duì)蝦蝦仁菌落總數(shù)的影響 施壓溫度維持在20℃,保壓時(shí)間設(shè)置為10min,壓力分別選取(100、200、300、400、500、600、700MPa)處理對(duì)蝦。

1.2.1.2 保壓時(shí)間對(duì)南美白對(duì)蝦蝦仁菌落總數(shù)的影響 在壓力400MPa,施壓溫度為20℃,不同保壓時(shí)間(10、20、30、40、50、60min)條件下處理對(duì)蝦。

1.2.1.3 施壓溫度對(duì)南美白對(duì)蝦蝦仁菌落總數(shù)的影響 在壓力為400MPa,保壓時(shí)間設(shè)置為10min,施壓溫度分別選取(0、4、10、20、30、40、50、60℃)處理對(duì)蝦。

1.2.2 超高壓殺菌即食蝦仁條件的優(yōu)化 選取壓力、保壓時(shí)間和施壓溫度作為實(shí)驗(yàn)因素,以滅菌率作為評(píng)價(jià)指標(biāo),進(jìn)行L16(45)正交實(shí)驗(yàn),篩選殺菌率較高的超高壓條件組合以確保生產(chǎn)即食蝦仁的食用安全。正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

表1 因素水平表Table1 Factor-level design

1.2.3 微生物的檢測(cè)方法 菌落總數(shù)的測(cè)定根據(jù)國家食品微生物檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB 4789.2-2010[8]進(jìn)行。

1.2.4 殺菌率的計(jì)算 按照公式(1)計(jì)算殺菌率。

殺菌率(%)=(未處理樣品菌落總數(shù)-處理后樣品菌落總數(shù))/未處理樣品菌落總數(shù)×100

式(1)

1.3 超高壓即食蝦仁的感官評(píng)定

感官鑒定小組由10名經(jīng)過培訓(xùn)的人員組成,按GB/T 22210-2008[9]的原則進(jìn)行,具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表2。色澤、氣味、滋味和接受程度的權(quán)重分別為0.25,計(jì)算感官評(píng)分。

表2 即食蝦仁感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table2 Sensory evaluation standard for instant prawns

1.4 超高壓處理蝦仁的電子鼻檢測(cè)

精確稱取1g蝦仁放入20mL的頂空瓶中,加蓋密封后進(jìn)行電子鼻檢測(cè)。FOX4000型電子鼻檢測(cè)蝦仁樣品實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下所示。

載氣:合成干燥空氣;流速:150mL/min。

頂空進(jìn)樣參數(shù):加熱震蕩時(shí)間:600s;加熱溫度:50℃；震蕩速度:500r/min。

頂空注射參數(shù):注射體積:1mL;注射速度:0.5mL/s;注射針總體積:5mL；注射針溫度:60℃。

獲取時(shí)間:120s。

對(duì)揮發(fā)性氣味信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析具體采用主成分分析(PCA),判別因子分析(DFA)。

1.5 超高壓處理蝦仁的電子舌分析

稱取25g蝦仁,1∶1加4℃冰水打漿至勻漿后,離心取上清液。倒入ASTREE電子舌專用測(cè)試杯中,室溫條件下進(jìn)行測(cè)定,每杯樣品量為25mL,每個(gè)樣品設(shè)定1個(gè)重復(fù)。

1.6 超高壓處理蝦仁的色澤分析

精確稱取100g左右的蝦仁打漿處理。采用UltraScan PRO色度儀測(cè)定樣品的L*值、a*值、b*值。色差ΔE是指處理組的顏色值與對(duì)照組顏色平均值之間的色差。計(jì)算公式如下:ΔE=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2其中:ΔL*、Δa*、Δb*是處理組的蝦仁顏色的L*、a*、b*值與對(duì)照組蝦仁顏色的L*、a*、b*平均值之差[10]。

1.7 超高壓處理蝦仁的質(zhì)構(gòu)分析

采用TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)儀,選取測(cè)定探頭為P/50柱形探頭對(duì)蝦仁樣品肌肉第2腹節(jié)中央位置進(jìn)行硬度、彈性、粘聚性、咀嚼性進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試時(shí)選取的參數(shù)值為測(cè)前速度:2mm/s,測(cè)試速度:0.5mm/s,測(cè)試后速度:0.5mm/s,測(cè)試深度:50%,觸發(fā)力5g。直接讀取所需數(shù)據(jù),每個(gè)處理組取6個(gè)平行樣測(cè)定。

1.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

所有數(shù)據(jù)采用Origin8作圖,用SPSS16.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 超高壓對(duì)南美白對(duì)蝦蝦仁菌落總數(shù)的影響

2.1.1 壓力對(duì)南美白對(duì)蝦蝦仁菌落總數(shù)的影響 未經(jīng)超高壓處理的蝦仁初始菌落總數(shù)為5.7×104CFU/g。在保壓時(shí)間10min、施壓溫度20℃的條件下,隨著壓力的升高,滅菌效果越來越好。菌落總數(shù)曲線顯示隨著壓力增大菌落總數(shù)減小,400MPa時(shí)菌落總數(shù)由原來的5.7×104減至2.6×103下降了一個(gè)數(shù)量級(jí),壓力對(duì)菌落總數(shù)的影響基本遵循一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。當(dāng)壓力超過400MPa時(shí)由對(duì)應(yīng)滅菌率曲線可以看出,滅菌率上升趨勢(shì)逐漸趨于平緩；壓力增至700MPa時(shí),滅菌率達(dá)到99.99%。

圖1 壓力對(duì)蝦仁菌落總數(shù)的影響Fig.1 Effect of pressure on aerobic bacterial count in penaeus vannamei

壓力越高,滅菌效果越好,300MPa以上處理可殺死寄生蟲,當(dāng)壓力達(dá)到400MPa以上時(shí),酵母、霉菌、病毒和大多數(shù)致病微生物都會(huì)全部死亡,對(duì)霉菌的子囊孢子需在600MPa以上也可完全殺滅[11]。所以蝦仁經(jīng)一定壓力條件處理衛(wèi)生指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,能夠保證即食蝦仁的安全衛(wèi)生。因此,保證即食蝦仁的食用安全,在保壓時(shí)間10min、施壓溫度20℃的條件下,選擇殺菌壓力應(yīng)大于400MPa。

2.1.2 保壓時(shí)間對(duì)南美白對(duì)蝦蝦仁菌落總數(shù)的影響 壓力400MPa、施壓溫度20℃的條件下,隨著保壓時(shí)間的延長蝦仁中的菌落總數(shù)逐漸下降。由菌落總數(shù)曲線分析得出:當(dāng)保壓時(shí)間由10min增加到20min時(shí)菌落總數(shù)明顯下降；當(dāng)保壓時(shí)間超過30min后由滅菌率曲線可以看出,蝦仁滅菌率增幅趨于緩和；保壓時(shí)間50min時(shí)滅菌率為99.94%,60min時(shí)滅菌率為99.99%。這與殷允旭等[12]超高壓處理小龍蝦蝦仁的結(jié)果基本一致,保壓時(shí)間0～10min時(shí)細(xì)菌存活量下降速率大；10～15min曲線出現(xiàn)平緩,保壓時(shí)間超過15min時(shí)幾乎為一條直線。

圖2 保壓時(shí)間對(duì)蝦仁菌落總數(shù)的影響Fig.2 Effect of pressure holding time on aerobic bacterial count in penaeus vannamei

因此,為保證即食蝦仁的食用安全,在壓力400MPa、施壓溫度20℃的條件下,應(yīng)選擇保壓時(shí)間大于30min進(jìn)行處理。

2.1.3 施壓溫度對(duì)南美白對(duì)蝦蝦仁菌落總數(shù)的影響 壓力400MPa、保壓時(shí)間10min的條件下,不同施壓溫度對(duì)總菌落數(shù)的影響如圖3所示。溫度0～60℃變化對(duì)蝦仁菌落總數(shù)的影響并不是線性關(guān)系,施壓溫度在0～20℃范圍內(nèi),隨著溫度的提高,其滅菌效果逐漸降低。這與李汴生等[13]超高壓協(xié)同溫度處理大多數(shù)非芽孢微生物,在低溫條件有利于不同壓力對(duì)這些微生物殺菌效果的提高相似。其中0℃時(shí)滅菌率為99.79%,但會(huì)使蝦肉的部分凍結(jié),產(chǎn)生細(xì)小冰晶造成肌肉組織細(xì)胞被破壞導(dǎo)致蝦仁汁液流失蝦肉品質(zhì)下降；4、10℃與壓力條件協(xié)同滅菌率較高且對(duì)蝦肉品質(zhì)影響較小。20℃時(shí)滅菌率最低為95.44%,在大于20℃(30～60℃),隨著溫度的提高,滅菌效果逐漸增加。因此,當(dāng)溫度大于20℃,溫度對(duì)超高壓滅菌有明顯的協(xié)同增效作用。該現(xiàn)象,在其他研究中也有發(fā)生[14]。陸海霞等[15]研究魚肉腸的超高壓殺菌工藝條件,在壓力400MPa、保壓時(shí)間10min,施壓溫度20～60℃變化。當(dāng)溫度超過20℃,微生物存活量隨著協(xié)同處理溫度的升高而降低,這都說明壓力協(xié)同溫度(>20℃)處理對(duì)殺菌效果有促進(jìn)作用。其原因可能是高壓作用微生物,蛋白質(zhì)是高壓鈍化微生物的靶點(diǎn)[16-17],根據(jù)Balny[18]等人的蛋白質(zhì)變性的壓力與溫度的轉(zhuǎn)換圖可以解釋該現(xiàn)象,20℃時(shí)蛋白質(zhì)變性所需壓力最高。在施壓溫度60℃時(shí)滅菌率高但耗能較大,會(huì)引起蝦蛋白過度變性對(duì)蝦仁食用品質(zhì)造成不利影響,中溫40、50℃時(shí)滅菌率較高且對(duì)蝦肉品質(zhì)影響相對(duì)較小。

圖3 施壓溫度對(duì)蝦仁菌落總數(shù)的影響Fig.3 Effect of temperature on aerobic bacterial count in penaeus vannamei

因此為保證即食蝦仁的食用安全同時(shí)考慮施壓溫度會(huì)對(duì)蝦仁品質(zhì)的影響。選取低溫4、10℃和中溫40、50℃進(jìn)行下一步的正交實(shí)驗(yàn)。

表4 超高壓即食蝦仁組感官評(píng)定結(jié)果Table4 Panel evaluation to ultra-high pressure treatment prawns

2.2 即食蝦仁的正交實(shí)驗(yàn)分析

由表3對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差R分析可知RA>RC>RB,因此三個(gè)影響因素對(duì)微生物滅菌效果的作用大小順序?yàn)?壓力>施壓溫度>保壓時(shí)間；分析k值可知,最優(yōu)組合為A4B4C4,即各因素條件最大值700MPa、60min、50℃。此組合未出現(xiàn)在正交實(shí)驗(yàn)的組合中,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證滅菌率為100%,但此殺菌條件組合所需壓力,保壓時(shí)間、施壓溫度最大,耗時(shí)、耗能,損害超高壓設(shè)備、生產(chǎn)成本增大。實(shí)驗(yàn)中滅菌率同樣達(dá)到100%的無菌條件亦為優(yōu)化條件組合。即:組合400MPa、60min、50℃,500MPa、50min、50℃,500MPa、60min、40℃,600MPa、40min、50℃,600MPa、50min、4℃,700MPa、30min、50℃,700MPa、40min、40℃,700MPa、60min,4℃,共8組。綜合考慮選取上述8組滅菌率為100%的組合既保證了蝦仁的食用安全又減小能耗。這為后續(xù)即食蝦仁感官評(píng)價(jià)、電子鼻、電子舌、色差及質(zhì)構(gòu)等評(píng)價(jià)提供了安全基礎(chǔ)。

2.3 評(píng)價(jià)小組對(duì)超高壓處理蝦仁的感官評(píng)定

8組超高壓處理樣品的感官評(píng)定結(jié)果見表4,400MPa、60min、50℃處理的蝦仁略發(fā)白,有鮮蝦特有的香氣但接受程度較低；500MPa、50min、50℃處理的蝦仁腥味較重；500MPa、60min、40℃處理蝦仁灰白相間,色澤較差;600MPa、40min、50℃處理,蝦仁只嫩不鮮,滋味較差,接受程度較低;600MPa、50min、4℃處理蝦仁形狀干癟,肉質(zhì)偏硬有嚼勁腥味較重；700MPa、30min、50℃處理蝦仁色澤鮮亮,香味較濃,滋味獨(dú)特接受程度高。700MPa、40min、40℃蝦仁微微發(fā)紅,質(zhì)感老韌,鮮嫩程度不夠；700MPa、60min,4℃蝦仁灰白暗淡,滋味差,不可接受。

表3 正交實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果Table3 Treatments and results of orthogonal experiment

綜合感官鑒定結(jié)果表明:700MPa、30min、50℃處理的即食蝦仁色香味俱佳且賦予蝦仁獨(dú)特口感,易于接受。

2.4 超高壓殺菌即食蝦仁的電子鼻分析結(jié)果

利用FOX4000電子鼻采用主成分分析(PCA)法、判別因子分析法(DFA)分別對(duì)超高壓蝦仁樣品的氣味進(jìn)行分析,結(jié)果如圖4～圖5所示。

圖4 超高壓處理蝦仁的電子鼻PCA分析結(jié)果Fig.4 PCA analysis of electronic nose to ultra-high pressure treatment prawn

圖5 超高壓處理蝦仁的電子鼻DFA分析結(jié)果Fig.5 DFA analysis of electronic nose to ultra-high pressure treatment prawn

主成分分析(PCA)可對(duì)多維矩陣數(shù)列進(jìn)行降維處理,即用較少變量來分析樣品揮發(fā)性氣味變化的相關(guān)性。一般認(rèn)為PCA總貢獻(xiàn)率超過85%即可使用[19]。蝦類主要的風(fēng)味物質(zhì)為游離氨基酸、肽類、核苷酸等,一定壓力,保壓時(shí)間協(xié)同施壓溫度處理會(huì)引起蝦仁中風(fēng)味物質(zhì)更多的釋放[20]。如圖4所示,PC1與PC2主成分的貢獻(xiàn)率分別為78.278%和15.194%,總貢獻(xiàn)率為93.472%,故表明此方法適用于本次實(shí)驗(yàn),采用 PCA 方法可以區(qū)分不同超高壓殺菌處理組的即食蝦仁氣味。從圖中可以看出,超高壓處理的蝦仁樣品同對(duì)照組氣味有明顯差異,條件2、3、5、6、9處理的樣品分布區(qū)域相互重疊氣味相近,條件4、7、8處理樣品的氣味響應(yīng)分布與未處理的樣品1較為接近。

判別因子分析(DFA)是一種通過重新組合傳感器數(shù)據(jù)來優(yōu)化區(qū)分性的分類技術(shù),它的目的是使各個(gè)組間的重心距離最大同時(shí)保證組內(nèi)差異最小,在充分保存現(xiàn)有信息的前提下,使同類數(shù)據(jù)間的差異性盡量縮小,不同類數(shù)據(jù)間的差異盡量擴(kuò)大[21]。如圖5所示DF1與DF2累計(jì)貢獻(xiàn)率為90.142% 。DFA結(jié)果與 PCA 結(jié)果相近,進(jìn)一步表明超高壓處理即食蝦仁樣品與未處理鮮蝦仁樣品氣味有明顯差別。條件2、3、5、6和9處理樣品的分布區(qū)域相互有重疊,氣味相近,條件4、7、8處理樣品的氣味響應(yīng)分布與未處理樣品1較為接近。

因此,采用PCA和DFA的方法均能夠適于本實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)結(jié)果分析。分析結(jié)果表明,從揮發(fā)性氣味方面,條件4、7、8處理樣品更接近原有氣味。

2.5 超高壓殺菌即食蝦仁的電子舌分析結(jié)果

2.5.1 電子舌對(duì)超高壓殺菌優(yōu)選組蝦仁的響應(yīng) 電子舌傳感器在每個(gè)樣品中的采集時(shí)間為120s,得到的傳感器響應(yīng)值如圖6所示。圖中由上到下為7根傳感器代號(hào),橫軸為測(cè)量時(shí)間,縱軸為采集到的感應(yīng)強(qiáng)度值,最后采用100～120s所得的穩(wěn)定數(shù)據(jù)作為輸出值。

圖6 電子舌傳感器響應(yīng)值Fig.6 Response curves of the sensors to the sample

2.5.2 超高壓殺菌即食蝦仁組的電子舌主成分分析 對(duì)電子舌采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析(PCA),其結(jié)果見圖7。PC1與PC2主成分的貢獻(xiàn)率分別為81.040%、15.144%,累計(jì)貢獻(xiàn)率 96.184%。說明該電子舌可以很好的區(qū)分對(duì)照組及超高壓處理樣品,且區(qū)別指數(shù)(discrimination index)達(dá)到84。超高壓處理組和對(duì)照組各自有特定且獨(dú)立的分布區(qū)域,滋味差別明顯。其中,條件6、7、9處理的樣品滋味與未處理蝦仁組1的距離相近。

圖7 超高壓處理蝦仁的電子舌PCA分析結(jié)果Fig.7 PCA analysis of electronic tongue to instant ultra-high pressure prawn

因此,滋味的評(píng)價(jià)選擇處理?xiàng)l件7的樣品,即700MPa、30min、50℃處理的蝦仁更接近原有味道。

2.6 超高壓殺菌即食蝦仁組色澤分析

表5 超高壓處理對(duì)蝦仁色澤的影響Table5 Effect of ultra-high pressure treatment on prawn colour

注:表中值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差,同列肩標(biāo)字母完全不同表示差異顯著(p<0.05),字母相同或有交集者差異不顯著(p>0.05)，表6同。

色澤作為最直觀的指標(biāo),是消費(fèi)者判斷蝦仁品質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)。由表5可以看出經(jīng)8組超高壓殺菌條件處理的南美白對(duì)蝦蝦仁的色澤變化顯著(p<0.05)。

對(duì)照組亮度 L*值為 58.71,各條件下處理蝦仁的亮度 L*值顯著上升(p<0.05),透明度降低,蝦肉變白；條件7處理蝦仁 L*值最大,蝦肉嫩白。條件6和9處理樣品(低溫+UHP)與其他條件(2、3、4、5、8)(中溫+UHP)處理樣品相比,亮度L*值較低,顏色灰白。原因可能是超高壓與低溫協(xié)同處理過程中較低的溫度,減緩蝦仁蛋白變性的過程導(dǎo)致的。

處理組蝦仁紅度 a*值較對(duì)照組均顯著增加(p<0.05)。其中條件7處理樣品的最大,蝦仁表面紅亮,其余中溫+UHP處理組蝦仁表面微微發(fā)紅。超高壓處理蝦仁a*值的變化可能是由于在超高壓作用下蝦仁中的蝦青素結(jié)合蛋白變性引起的。低溫+UHP蝦仁的b*值較對(duì)照組顯著降低(p<0.05),蝦仁黃度 b*值也發(fā)生一定的變化；3和4兩樣品的b*值同未處理蝦仁接近(p>0.05)。

ΔE值表示超高壓處理的蝦仁與對(duì)照組鮮蝦仁色澤的差異性,ΔE值越小表示與對(duì)照組的色澤差異越小。不同超高壓條件處理的殺菌蝦仁整體顏色發(fā)生了不同程度的變化。條件7處理樣品的顏色變化最大。上述條件下,雖然處理的對(duì)蝦顏色有變化,但沒有l(wèi)inton[22]和Lo’ pez-Caballero[23]及Montero[24]等所述的黑變(melanosis)現(xiàn)象發(fā)生。

綜上所述,700MPa、30min、50℃處理的蝦仁亮度 L*值,紅度a*值和黃度 b*值與其他超高壓處理?xiàng)l件相比色澤最優(yōu)。

2.7 超高壓殺菌即食蝦仁組的質(zhì)構(gòu)分析

硬度是評(píng)價(jià)水產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的重要指標(biāo)。超高壓處理后水產(chǎn)品的硬度增大,可保持食品組織結(jié)構(gòu)的完整堅(jiān)固,提高食品的口感,對(duì)于水產(chǎn)加工品質(zhì)的提高有重要的作用。由表6可以看出條件2處理樣品同對(duì)照組蝦仁的硬度無明顯差異(p>0.05),其余條件組的硬度均明顯提高(p<0.05),這與Hurtado等[25]壓力200、300、400MPa,保壓時(shí)間7min,施壓溫度7℃、40℃不同條件組合處理章魚肉硬度均顯著提高結(jié)果相似。條件7處理蝦仁硬度最大。

彈性是反映蝦仁質(zhì)構(gòu)優(yōu)劣的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。不同的超高壓處理?xiàng)l件組均能引起蝦仁彈性升高,除5、9較低外，其它各處理組之間差異不明顯(p>0.05)。

咀嚼性與硬度、凝聚性和彈性有關(guān),是指固體食品咀嚼到可吞咽時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)所需的能量[26]。從表6可看出,各條件處理的蝦仁咀嚼性顯著升高(p<0.05),表明經(jīng)超高壓處理蝦仁更有嚼勁。這與K. Angsupanich等[27]壓力條件200～800MPa,保壓時(shí)間10～20min、施壓溫度40～80℃,處理鱈魚咀嚼性對(duì)比新鮮鱈魚明顯提高類似。其中條件7處理蝦仁的咀嚼性最大。

粘聚性是指探頭脫離樣品所需能量大小,反映食品表面與其物體(舌、齒等)粘在一起的力。由表6可以看出,條件7處理蝦仁粘聚性適中。

因此,從質(zhì)構(gòu)分析來看,條件7處理的蝦仁也是比較好的。

3 結(jié)論

超高壓作為一種新型的食品加工方式雖然已有成熟的產(chǎn)品上市,但是還未能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。因此開發(fā)生產(chǎn)超高壓即食蝦仁既要保證食用安全,又要滿足消費(fèi)者崇尚“天然、鮮食”的需求。

采用400～700MPa的高壓協(xié)同保壓時(shí)間及溫和的溫度(40～50℃)處理新鮮的南美白對(duì)蝦,可有效殺滅其所攜帶的微生物,實(shí)現(xiàn)鮮食的安全性。同時(shí),還能夠有效地改善蝦仁的質(zhì)構(gòu)、食用風(fēng)味,提高食用品質(zhì)。其中,在700MPa、30min、50℃條件下處理南美白對(duì)蝦的蝦仁,不僅質(zhì)構(gòu)有顯著的改善,氣味(電子鼻評(píng)價(jià))和滋味(電子舌的評(píng)價(jià))與未加工的鮮蝦更為接近,消費(fèi)者(感官評(píng)價(jià)小組)更易于接受。該研究結(jié)果可為酒店和餐廳加工原汁原味的海蝦提供參考。

[1]崔宏博,劉鑫,薛勇,等. 南美白對(duì)蝦蝦殼軟化及其制品的研究[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè),2010,36(5):52-56.

[2]陳曉漢,陳琴,謝達(dá)祥. 南美白對(duì)蝦含肉率及肌肉營養(yǎng)價(jià)值的評(píng)定[J]. 水產(chǎn)科技情報(bào),2001,28(4):165-168.

[3]崔宏博. 兩種南美白對(duì)蝦產(chǎn)品工藝和貯藏穩(wěn)定性的研究[D]. 青島:中國海洋大學(xué),2012.

[4]Laura W,Murchie,Malco,Cruz-Romero. High pressure processing of shellfish:A review of microbiological and other quality aspects[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies,2005,6(3):257-270.

[5]Michael J,Eisenmenger José I,Reyes-De-Corcuera. High pressure enhancement of enzymes:A review[J]. Enzyme and Microbial Technology,2009,45(5):331-347.

[6]Cruz-Romero M C,Kerry J P,Kelly A L. Fatty acids,volatile compounds and colour changes in high-pressure-treated oysters(Crassostrea gigas)[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies,2008,9(1):54-61.

[7]Oey I,Van der Plancken I,Van Loey A,et al. Does high pressure processing influence nutritional aspects of plant based food systems?[J]. Trends in food science & technology,2008,19(6):300-308.

[8]GB 4789.2-2010食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2010.

[9]GB/T 22210-2008 肉與肉制品感官評(píng)定規(guī)范[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.

[10]Cruz-Romero M,Kelly A L,Kerry J P. Effects of high-pressure and heat treatments on physical and biochemical characteristics of oysters(Crassostrea gigas)[J]. Innovative food science & emerging technologies,2007,8(1):30-38.

[11]劉麗莉,馬美湖,楊協(xié)力.超高壓技術(shù)在肉制品加工中的應(yīng)用[J]. 肉類工業(yè),2008,04:13-16.

[12]殷允旭. 蝦仁的超高壓殺菌工藝研究[D]. 合肥:合肥工業(yè)大學(xué),2007.

[13]李汴生,曾慶孝,彭志英,等. 超高壓殺菌及其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)[J]. 食品科學(xué),1997,09:3-9.

[14]任杰,胡志和,劉洋.超高壓處理對(duì)牛初乳中微生物的影響[J].食品工業(yè)科技，2014,34(14):173-175，190.

[15]陸海霞,杭瑜瑜,勵(lì)建榮. 魚肉腸的超高壓殺菌工藝優(yōu)化[J]. 食品科學(xué),2012,12:89-92.

[16]Heremans K. Protein dynamics:hydration and cavities[J].

Brazilian journal of medical and biological research,2005,38(8):1157-1165.

[17]Rivalain N,Roquain J,Demazeau G. Development of high hydrostatic pressure in biosciences:Pressure effect on biological structures and potential applications in Biotechnologies[J]. Biotechnology Advances,2010,28(6):659-672.

[18]Balny C,Mozhaev V V,Lange R. Hydrostatic pressure and proteins:basic concepts and new data[J]. Comparative Biochemistry and Physiology Part A:Physiology,1997,116(4):299-304.

[19]李卉,李曉陽,邵勝鑫,等. 基于電子鼻分析的南美白對(duì)蝦品質(zhì)變化研究[J]. 食品工業(yè),2012,10:148-150.

[20]Martinez I,Jakobsen Friis T,Careche M. Post mortem muscle protein degradation during ice-storage of Arctic(Pandalus borealis)and tropical(PenaeusjaponicusandPenaeusmonodon)shrimps:a comparative electrophoretic and immunological study[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,2001,81(12):1199-1208.

[21]賈洪鋒,盧一,何江紅,等. 電子鼻在牦牛肉和牛肉豬肉識(shí)別中的應(yīng)用[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2011,05:358-363.

[22]Linton M,Mc Clements J M J,Patterson M F. Changes in the microbiological quality of shellfish,brought about by treatment with high hydrostatic pressure[J]. International journal of food science & technology,2003,38(6):713-727.

[23]López-Caballero M E,Pérez-Mateos M,Borderias J A,et al. Extension of the shelf life of prawns(Penaeusjaponicus)by vacuum packaging and high-pressure treatment[J]. Journal of Food Protection?,2000,63(10):1381-1388.

[24]Montero P,Lopez-Caballero M E,Perez-Mateos M. The effect of inhibitors and high pressure treatment to prevent melanosis and microbial growth on chilled prawns(Penaeusjaponicus)[J]. Journal of Food Science,2001,66(8):1201-1206.

[25]Hurtado J L,Montero P,Borderías J, et al. High-pressure/temperature treatment effect on the characteristics of octopus(Octopus vulgaris)arm muscle[J]. European Food Research and Technology,2001,213(1):22-29.

[26]李立杰,柴春祥,魯曉翔,等. 微凍對(duì)南美白對(duì)蝦質(zhì)構(gòu)的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè),2013,03:73-76.

[27]Angsupanich K,Ledward D A. High pressure treatment effects on cod(Gadus morhua)muscle[J]. Food chemistry,1998,63(1):39-50.

Study on processing condition of ready-to-eat shrimp using ultra-high hydrostatic pressure treatmentPenaeusVannamei

CHEN Shao-hua,HU Zhi-he*

(Tianjin Key Laboratory of Food and Biotechnology,Tianjin 300134,China;College of Biotechnology and Food Science,Tianjin University of Commerce,Tianjin 300134,China)

Objective was to research processing condition using ultra high hydrostatic pressure technology treatingpenaeusvannameito produce ready-to-eat shrimp. Freshpenaeusvannameiwas treated under different condition(pressure,dwell time and temperature),and sterilization condition which microbe could be completely killed was determined. And then,the condition was further optimized base on sensory evaluation and texture index change,sensory evaluation include panel of trained panelist assess quality,electronic nose and electronic tongue test,and colours test. Result showed that optimized sterilization condition was thatpenaeusvannameitreated under 700MPa pressure at 50℃ for 30min. Under this condition,microorganisms inpenaeusvannameicould be completely killed,and shrimp meat colour,odour and taste are easy to accept. Compared with untreatedpenaeusvannamei,it can be markedly distinguished using principle components analysis(PCA)by electronic nose and electronic tongue test;and treated shrimp meat the Hunter L*,a*and b*value were markedly enhanced(p<0.05),its total colour difference(ΔE)was 16.90;and the value of hardness,elasticity and chewiness was markedly increased(p<0.05). Therefore,using high hydrostatic pressure technology to producepenaeusvannameiunder controlled condition,the food safety can be guaranteed,and treated shrimp can be ready-to-eat.

ready-to-eat shrimp;ultra-high hydrostatic pressure;sterilization condition;sensory quality

2014-09-04

陳少華(1989-)，男，碩士研究生，研究方向：食品生物技術(shù)。

*通訊作者:胡志和(1962-)，男，碩士，教授，研究方向：專用功能食品。

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(31271841)；天津市高等學(xué)校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(TD12-5049)。

TS202.3

A

:1002-0306(2015)09-0065-07

10.13386/j.issn1002-0306.2015.09.005