方格星蟲的干燥工藝對比及品質(zhì)評價

◎ 梁鉆好，陳海強，梁鳳雪，余 銘

（1.陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院 食品與環(huán)境工程系，廣東 陽江 529566；2.廣東省食品低溫加工工程技術(shù)研究中心，廣東 陽江 529566）

方格星蟲（Sipunculus nudusLinne.），俗稱沙蟲、沙腸子，形如蚯蚓，渾身光裸無毛，生活在沿海灘涂一帶沙泥地質(zhì)的海域，漲潮時鉆出，退潮時潛伏在沙泥洞中，以吞食沙粒等為生。方格星蟲主要分布在廣東、廣西、海南、福建和山東沿海地區(qū)，含有豐富的蛋白質(zhì)、多糖、脂肪酸等活性成分，具有很高的食用和藥用價值，對陰虛盜汗、脾虛、腎虧、夜尿頻繁等均有明顯療效[1]，堪稱“海洋里的冬蟲夏草”[2-3]，是一種名貴的海產(chǎn)品。除去腸內(nèi)沙粒，方格星蟲全身均可食用。由于體內(nèi)自溶酶活性較高，方格星蟲死后（翻沙后）數(shù)小時內(nèi)會自溶化作一灘水，因此除部分新銷鮮食外，主要用于干燥處理后對外銷售。

方格星蟲的干燥方式以傳統(tǒng)的日曬和烘干為主，日曬依賴氣候變化，干制品水分含量較高，產(chǎn)品保質(zhì)期短，同時存在微生物超標等食用衛(wèi)生問題。烘干以40～70 ℃的高溫加工為主，干燥過程中容易形成局部硬殼、發(fā)黃，使產(chǎn)品外觀和口感欠佳。此外，高溫干燥引起的蛋白質(zhì)變性和脂肪酸氧化反應(yīng)，對珍貴的方格星蟲的多肽、脂肪酸、多糖等易敏性成分破壞較大[4]，相比新鮮樣品，其營養(yǎng)價值和商品價值均大打折扣。對熱敏性高值海產(chǎn)品而言，更適合使用低溫干燥方式進行干制，如真空冷凍干燥[5]和低溫熱泵干燥[6]。真空冷凍干燥因機械設(shè)備昂貴、能耗大、成本高，難以大批量加工，在實際食品生產(chǎn)中推廣難度較大；低溫熱泵干燥從自然環(huán)境或余熱資源吸熱從而獲得更高的輸出熱能，具有節(jié)約能源、降低成本的產(chǎn)業(yè)推廣優(yōu)勢[7-8]，而干品品質(zhì)高、復(fù)水性好，因此具有良好的產(chǎn)業(yè)化推廣前景。本研究應(yīng)用低溫熱泵干燥技術(shù)干制方格星蟲，獲得產(chǎn)品品質(zhì)更好的干制品，助力低溫熱泵干燥技術(shù)在水產(chǎn)品中的推廣應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

新鮮方格星蟲，購于湛江市遂溪縣草潭鎮(zhèn)南洪村農(nóng)戶；硼酸、乙醇、氧化鎂、鹽酸、無水碳酸鈉、溴甲酚綠、甲基紅、亞甲基紅和亞甲基藍等均為分析純。

DDC06TSL型低溫熱泵干燥箱（上海精密科學(xué)儀器有限公司）、DHG-9070A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（成都圣欣科學(xué)儀器有限公司）、ATN-300型全自動凱氏定氮儀（上海洪紀儀器設(shè)備有限公司）、SY204型分析天平（上海佑科儀器儀表有限公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程

工藝流程：新鮮方格星蟲→清洗干凈→翻沙→去內(nèi)臟→二次清洗→漂燙定型→干制。

1.2.2 關(guān)鍵控制點

翻沙：將方格星蟲一端切開，用直徑3～4 mm的圓棍從另一端戳出，快速將整條方格星蟲由內(nèi)向外翻轉(zhuǎn)。漂燙定型：80～90 ℃熱燙30～60 s。

干制：樣品采用3種干燥方式處理：①60 ℃熱風(fēng)干燥，風(fēng)速1.5 m·s-1，濕度15%。②20 ℃熱泵干燥，風(fēng)速1.5 m·s-1，濕度15%。③40 ℃熱泵干燥，風(fēng)速1.5 m·s-1，濕度 15%。

1.2.3 水分含量和干燥曲線的測定

參照GB 5009.3—2016[9]，采用直接干燥法測定樣品干燥前的水分含量。從干燥開始計時，每隔一定時間稱量一次樣品質(zhì)量，直至重量不再變化。以減少的重量作為水分損失量，以水分含量-干燥時間作干燥曲線圖。干燥t時刻樣品的水分含量計算如下：

式（1）中：Rt為t時刻干燥樣品的干基含水量，%；R0為樣品干燥前的水分含量，%；M0為樣品干燥前的重量，g；Mt為t時刻干燥樣品重量，g。

1.2.4 揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）含量

參照GB 5009.228—2016[10]中的半微量定氮法測定。

1.2.5 復(fù)水率的測定

方格星蟲干品于25 ℃水浴復(fù)水，料水比為1∶50（m∶V），每隔0.5 h測定樣品重量，計算復(fù)水率[11]。

式（2）中：Rf為復(fù)水率，%；mt為復(fù)水t時刻后樣品重量，g；m0為復(fù)水前樣品重量，g。

1.2.6 感官評價

對方格星蟲干制品及蒸煮（復(fù)水2 h后沸水煮3 min）后的樣品進行感官評價，評價內(nèi)容包括色澤、組織形態(tài)、氣味、口感，按十分制計[12]，具體評分細則如表1所示。選取12名方格星蟲評價專家進行感官評價，去掉最高分和最低分后結(jié)果取平均值。

表1 方格星蟲干品的感官評分細則表

1.2.7 數(shù)據(jù)處理

采用WPS Office 2019處理數(shù)據(jù)，并用Origin 8.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 干燥工藝對方格星蟲干燥效率的影響

方格星蟲的干燥曲線如圖1。3種干燥方式中以20 ℃熱泵干燥速度最慢，整個干燥曲線明顯分為恒速干燥階段和降速干燥階段，最后的水分含量平穩(wěn)在11%左右。熱風(fēng)干燥前期干燥速率較快，干燥曲線陡峭，水分含量從0～2.5 h快速下降至11.75%，水分干燥速率為28%/h，此后干燥速率減緩，但水分含量仍在持續(xù)下降，干燥4.5 h后水分含量可下降至5%以下。40 ℃熱泵干燥前期的干燥速率比高溫熱風(fēng)干燥的速率更快，0～2 h的干燥速率高達35%/h。但此后的水分含量只能進一步下降至8%左右，很難再進一步脫水。3種干燥方式的最佳干燥時間和干燥結(jié)束時的水分含量如表2。60 ℃熱風(fēng)干燥2.5 h，20 ℃熱泵干燥9.0 h，40 ℃熱泵干燥2.0 h，得到的方格星蟲干品水分含量在11%～12%，三者之間的水分含量無顯著差異（P＞0.05）。

圖1 方格星蟲干燥曲線圖

干燥方式和干燥溫度對干燥期間方格星蟲水分含量的變化有顯著影響。整個過程的干燥速率為：40 ℃熱泵干燥＞60 ℃熱風(fēng)干燥＞20 ℃熱泵干燥。方格星蟲干燥時間及水分含量見表2。

表2 方格星蟲干燥時間及水分含量表

2.2 干燥工藝對方格星蟲TVB-N值的影響

揮發(fā)性鹽基氮是指動物性食品由于酶和細菌的作用，在腐敗過程中，使蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生氨以及胺類等堿性含氮物質(zhì)，是反映魚肉鮮度的主要指標。如圖2所示，方格星蟲干燥后的TVB-N含量排序為：60 ℃熱風(fēng)干燥＞40 ℃熱泵干燥＞20 ℃熱泵干燥，熱風(fēng)干燥的方格星蟲TVB-N含量顯著最高，是熱泵干燥的1.4～1.7倍，表明熱泵干燥可有效降低方格星干品TVB-N含量，提高干制品質(zhì)量。而20 ℃熱泵干燥TVB-N含量在3組樣品中顯著最低，比40 ℃熱泵干燥低21.6%。

圖2 不同干燥工藝處理的方格星蟲揮發(fā)性鹽基氮含量圖

2.3 干燥工藝對方格星蟲復(fù)水率的影響

如圖3所示，干燥方式對方格星蟲復(fù)水速率有較大影響。熱風(fēng)干燥的方格星蟲干品整體復(fù)水速率較慢，而兩種熱泵干燥的復(fù)水效率接近，復(fù)水效果較好。復(fù)水0.5 h，熱泵干燥方格星蟲干品的復(fù)水率為300%以上，達到熱風(fēng)干燥樣品復(fù)水2 h的效果，復(fù)水率隨復(fù)水時間延長，以約每小時135%的速率直線增加至復(fù)水率500%以上（復(fù)水2.0 h），2 h時熱泵干燥復(fù)水率是熱風(fēng)干燥的1.7倍。復(fù)水效果與干燥過程對樣品肌纖維破壞的可逆程度密切相關(guān)。熱風(fēng)干燥水產(chǎn)品的肌纖維會因過度受熱膨脹，不規(guī)則膨脹的肌纖維會相互擠壓變型[13]，復(fù)水時水分難以滲透；熱泵干燥也會對水產(chǎn)品的肌纖維造成一定的膨脹，但肌纖維結(jié)構(gòu)受損程度較熱風(fēng)干燥小，蛋白的變性程度較小或在可逆范圍，因此肌肉仍保持較好的持水能力。

圖3 不同干燥工藝處理的方格星蟲復(fù)水率變化圖

2.4 干燥工藝對方格星蟲干品感官品質(zhì)影響

對干燥后的方格星蟲干品外觀、復(fù)水效果及蒸煮后的口感進行綜合評價，感官描述結(jié)果如表3，外觀圖如圖4。熱風(fēng)干燥的樣品外觀嚴重卷曲，復(fù)水效果差，體壁縱肌束有斷裂現(xiàn)象，得分較低（中等級別）。兩組熱泵干燥樣品的感官評分接近，均屬優(yōu)良級別。

表3 方格星蟲干品的感官評分表

圖4 不同干燥工藝處理的方格星蟲干品、復(fù)水后及水煮后的外觀圖

3 結(jié)論

采用3種干燥方式干制方格星蟲，干燥效率大小為：40 ℃熱泵干燥＞60 ℃熱風(fēng)干燥＞20 ℃熱泵干燥。最終水分含量為11%～12%時，三者用時分別為2.0 h、2.5 h、9.0 h。熱泵干燥有利于降低方格星蟲干品的TVB-N含量，提高干品品質(zhì)，2 h復(fù)水率可達到500%以上，復(fù)水速度快、效率高，是熱風(fēng)干燥的1.7倍。感官評分方面，綜合干品、復(fù)水樣品和水煮后的樣品外觀和口感進行評價，兩種熱泵干燥方格星蟲干品的感官評分均較高，屬于優(yōu)良級別。其中40 ℃熱泵干燥方式最適合用于方格星蟲干制，具有最高的干燥效率和較優(yōu)的干品品質(zhì)。