冷凍牡蠣加工工藝研究及模糊數(shù)學(xué)感官評價(jià)

鄒文中，張小芳*，潘志民，張志鵬，鄒艾一

(1.北海職業(yè)學(xué)院海洋食品研發(fā)中心，廣西北海536000;2.鶴山市東古調(diào)味食品有限公司，廣東鶴山529738;3.上海好唯加食品有限公司，上海200070;4.暨南大學(xué)化學(xué)系，廣東廣州510640)

牡蠣是我國四大養(yǎng)殖貝類之一［1-2］，富含蛋白質(zhì)，含有人體必需氨基酸、?；撬?、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸，還含有維生素A、B、C、D、E以及鈣、硒、磷、鐵、鋅等礦物質(zhì)，具有較高的食用價(jià)值、藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，被稱為“海洋牛奶”。牡蠣加工食品主要有冷凍牡蠣［3］、牡蠣干［4］、牡蠣即食罐頭［5］、牡蠣醬油、蠔油、牡蠣蛋白飲料、牡蠣多糖及?；撬峁δ苁称返?。然而，由于貝類初級生產(chǎn)加工過于粗放、質(zhì)量穩(wěn)定性差，產(chǎn)品衛(wèi)生監(jiān)控不到位，產(chǎn)品衛(wèi)生不合格等問題，歐盟自1997年起一直禁止從我國進(jìn)口牡蠣等雙殼貝類，至今仍未解禁。為了提高初級牡蠣加工品的質(zhì)量、確保牡蠣深加工產(chǎn)品安全，有必要對冷凍牡蠣的加工工藝進(jìn)行深入研究。

目前在冷凍牡蠣加工中存在的主要問題是:去腥效果差;微生物超標(biāo);出現(xiàn)干耗和汁液流失率大。采用臭氧水對新鮮牡蠣進(jìn)行處理，具有一定的殺菌效果，采用多聚磷酸鹽［5］可以降低水產(chǎn)品的干耗和汁液損失率，但以上處理未被用于冷凍牡蠣的加工工藝研究中。并且關(guān)于食鹽與茉莉花茶復(fù)合物去腥、鍍冰衣處理改善冷凍牡蠣上述缺陷的研究未見報(bào)道。此外，對于冷凍牡蠣質(zhì)量評價(jià)主要采用的方法仍然是感官評價(jià)法［6-7］，而相對更為科學(xué)和準(zhǔn)確的模糊數(shù)學(xué)感官評價(jià)方法［8-9］未被采用。鑒于此，筆者以牡蠣為原料，研究了食鹽與茉莉花茶復(fù)配物、三聚磷酸鈉、臭氧水消毒和殼聚糖鍍冰衣處理對冷凍牡蠣感官特性、干耗、汁液流失率的影響，并選用模糊數(shù)學(xué)評價(jià)法對冷凍牡蠣加工工藝進(jìn)行優(yōu)化，以期為冷凍牡蠣工業(yè)化生產(chǎn)及質(zhì)量安全控制提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料與試劑。鮮活牡蠣、食鹽、茉莉花茶，市售。三聚磷酸鈉，食品級，廣州正通化工有限公司;殼聚糖，食品級，杭州富麗生物科技有限公司。

1.1.2 儀器設(shè)備。EL-320S型電子分析天平，上海精密儀器公司;KK22F57T1型冰箱，德國西門子公司;SD-90型制冰機(jī)，廣州旭眾食品設(shè)備公司;WF-A168型刨冰機(jī)，廣州旭眾食品設(shè)備公司;RYLR-08-W型直接飲用水裝置，容聲公司;SYM10型臭氧發(fā)生器，徐州市勝亞臭氧設(shè)備制造有限公司。

1.2 方法

1.2.1 冷凍牡蠣的加工工藝流程。鮮活牡蠣→開殼取肉、清洗→臭氧水消毒→三聚磷酸鈉漂洗→食鹽和茉莉花茶復(fù)配物去腥→瀝水→稱重→擺盤→凍結(jié)→用殼聚糖溶液鍍冰衣→包裝→凍藏→成品。

1.2.2 操作要點(diǎn)。

1.2.2.1 開殼取肉、清洗。從市場購買鮮活牡蠣，用挖蠣專用刀從牡蠣殼后緣插入殼內(nèi)直至閉合肌，左右擺動蠣刀削離閉合肌開殼，取出牡蠣肉并放上一些冰塊，然后取出牡蠣內(nèi)臟，用冰水清洗2～3次。

1.2.2.2 臭氧水消毒。采用一定濃度的臭氧水溶液，以一定的流速淋洗牡蠣肉。淋洗時(shí)間為6 min、淋洗流速150 ml/min，臭氧水濃度為 0、1、2、3、4 mg/L。然后迅速取出，控水5 min。

1.2.2.3 三聚磷酸鈉漂洗。將消毒控水后的牡蠣肉放入已配制好的三聚磷酸鈉溶液中漂洗3 s，溫度為4℃以下。三聚磷酸鈉的濃度為 0、1.0、2.0、3.0、4.0 g/kg。漂洗后將牡蠣肉放入冰箱冷藏室中瀝水15～20 min。

1.2.2.4 去腥、瀝水。稱取一定量的食鹽和茉莉花茶混合物溶解在冰水中，配制成一定濃度的食鹽和茉莉花茶復(fù)配物。然后將經(jīng)過消毒和漂洗處理的牡蠣肉放入復(fù)配物中去腥30 min。食鹽和茉莉花茶復(fù)配物的濃度為:0%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%。去腥后將牡蠣肉放入冰箱冷藏室中瀝水15～20 min。

1.2.2.5 稱重、擺盤、凍結(jié)。將牡蠣肉用電子稱稱重并整齊地放入塑料模具中，然后立即放入冰箱急凍室中(-30℃)進(jìn)行速凍。

1.2.2.6 鍍冰衣、包裝。凍結(jié)完成后，手工脫盤，然后將牡蠣凍肉迅速浸泡在已經(jīng)配制好的不同濃度的殼聚糖溶液中(溶液溫度控制在0～4℃)，控制鍍冰衣的重量占凍牡蠣肉凈重的2.0%～5.0%。其中殼聚糖濃度為0～4.0%。鍍冰衣完成后，將速凍牡蠣放入聚乙烯/聚酰胺復(fù)合包裝袋中，真空包裝。

1.2.2.7 凍藏、成品。將真空包裝后的冷凍牡蠣放入冰箱冷凍室(-30℃)中貯存，得到冷凍牡蠣產(chǎn)品。

1.2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

1.2.3.1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)。臭氧水濃度單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì):食鹽和紅茶復(fù)配物 3.0%，臭氧水濃度為 0、1.0、2.0、3.0、4.0 mg/L。三聚磷酸鈉濃度單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì):食鹽和紅茶復(fù)配物3.0%，臭氧水濃度2.0 mg/L，三聚磷酸鈉濃度0、1.0、2.0、3.0、4.0 g/kg。食鹽和紅茶復(fù)配物濃度單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì):臭氧水濃度2 mg/L，三聚磷酸鈉3.0 g/kg，食鹽和紅茶復(fù)配物濃度0、1.5%、3.0%、4.5%、6.0%。殼聚糖濃度單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì):食鹽和紅茶復(fù)配物3.0%，臭氧濃度2.0 mg/L，三聚磷酸鈉 3.0 g/kg，殼聚糖濃度 0、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%。

1.2.3.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，確定臭氧水濃度、三聚磷酸鈉濃度、食鹽和茉莉花茶溶液濃度和殼聚糖濃度，然后以模糊數(shù)學(xué)感官評價(jià)為指標(biāo)，采用L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，對冷凍牡蠣加工工藝進(jìn)行優(yōu)化。

1.2.4 感官質(zhì)量的模糊數(shù)學(xué)評價(jià)。采用10分法評定，即由10名評價(jià)員(5男5女)品嘗，從色澤(U1)、質(zhì)地(U2)、外觀(U3)、氣味(U4)4個(gè)指標(biāo)按照冷凍牡蠣感官質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表1)進(jìn)行評價(jià)，分為非常好(v1)、較好(v2)、好(v3)、一般(v4)、差(v5)5個(gè)等級。各指標(biāo)得分非常好為8分以上，較好為6～8分，好為4～6分，一般為2～4分，差為2分以下。擔(dān)任評價(jià)員的基本條件參照文獻(xiàn)［8］。模糊數(shù)學(xué)模型的建立按照參考文獻(xiàn)［8］，其步驟是先建立因素集X，再確立模糊矩陣和模糊轉(zhuǎn)換，最后引進(jìn)綜合評分矩陣T，從而得到冷凍牡蠣質(zhì)量模糊綜合評價(jià)總分T。

表1 冷凍牡蠣感官質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.2.5 測定項(xiàng)目。干耗及汁液流失率計(jì)算公式如下:

2 結(jié)果與分析

2.1 臭氧水濃度對冷凍牡蠣特性的影響

2.1.1 臭氧水濃度對冷凍牡蠣感官質(zhì)量的影響。從圖1中可以看出，當(dāng)臭氧水濃度從0%增至2.0%時(shí)，T值逐漸增大且在濃度2%時(shí)達(dá)到最大值(7.479分)，表明臭氧水處理使冷凍牡蠣感官質(zhì)量得到改善;而當(dāng)臭氧水濃度繼續(xù)增加時(shí)，T值逐漸減小。臭氧是一種高效、高潔性消毒劑，其滅菌速度是氯消毒劑的2倍，殺菌能力是氯的600～3 000倍。在臭氧水濃度較低時(shí)，由于臭氧水的殺菌作用，牡蠣中細(xì)菌總數(shù)減小，冷凍牡蠣的感官質(zhì)量得到改善。而當(dāng)臭氧水濃度較高時(shí)，臭氧的強(qiáng)氧化作用會使牡蠣的色澤和組織結(jié)構(gòu)變差，從而使冷凍牡蠣的感官質(zhì)量下降。

圖1 臭氧水濃度對冷凍牡蠣感官質(zhì)量的影響

2.1.2 臭氧水濃度對冷凍牡蠣干耗和汁液流失率的影響。由圖2可見，采用臭氧水處理，冷凍牡蠣的干耗和汁液流失率均低于未處理的冷凍牡蠣。隨著臭氧水中臭氧濃度從0 mg/L增加到2.0 mg/L，冷凍牡蠣的干耗逐漸下降;而當(dāng)臭氧濃度繼續(xù)增加時(shí)，干耗增大。干耗是指因水分蒸發(fā)或冰晶生化而引起的質(zhì)量減少。當(dāng)臭氧濃度較低時(shí)，由于臭氧殺滅了牡蠣表面和體內(nèi)的微生物，阻止了因微生物腐敗而對牡蠣組織結(jié)構(gòu)的破壞，干耗下降。而當(dāng)臭氧濃度繼續(xù)增加時(shí)，由于臭氧的氧化使牡蠣蛋白質(zhì)之間變性聚集，干耗下降。汁液損失率的變化趨勢與干耗相似，但當(dāng)臭氧濃度增加到3.0 mg/L時(shí)，汁液損失率最小。

圖2 臭氧水濃度對冷凍牡蠣干耗和汁液流失率的影響

2.2 三聚磷酸鈉濃度對冷凍牡蠣特性的影響

2.2.1 三聚磷酸鈉濃度對冷凍牡蠣感官評價(jià)的影響。由圖3可見，添加三聚磷酸鈉，冷凍牡蠣的T值均高于未處理冷凍牡蠣。隨著三聚磷酸鈉濃度從0增至4.0%，T值從6.511分逐漸增至8.452分。以上結(jié)果表明，添加三聚磷酸鈉，冷凍牡蠣感官質(zhì)量得到明顯改善。

圖3 三聚磷酸鈉濃度對冷凍牡蠣感官質(zhì)量的影響

2.2.2 三聚磷酸鈉濃度對冷凍牡蠣干耗和汁液流失率的影響。由圖4可見，采用三聚磷酸鈉處理，冷凍牡蠣產(chǎn)品的干耗和汁液流失率均低于未處理冷凍牡蠣，并且隨著三聚磷酸鈉濃度從0%增至4.0%，冷凍牡蠣的干耗和汁液損失率下降。三聚磷酸鈉是水產(chǎn)品加工中常用的保水劑，其主要作用是提高牡蠣肉中pH，增加離子強(qiáng)度，提高蛋白質(zhì)的溶解性，螯合金屬離子和促進(jìn)肌動球蛋白復(fù)合體的分解。隨著三聚磷酸鈉濃度增加，牡蠣中蛋白質(zhì)與水之間的作用增大，蛋白質(zhì)的持水能力提高，從而使冷凍牡蠣的干耗和汁液損失率下降。

2.3 食鹽和茉莉花茶復(fù)配物濃度對冷凍牡蠣特性的影響

2.3.1 食鹽和茉莉花茶復(fù)配物濃度對冷凍牡蠣感官質(zhì)量的影響。從圖5中可知，當(dāng)食鹽和茉莉花茶濃度從0%增至3.0%時(shí)，冷凍牡蠣的T值從6.231分增至8.057分，表明采用復(fù)配物去腥處理，冷凍牡蠣的感官質(zhì)量得到顯著改善。而當(dāng)食鹽和茉莉花茶濃度大于3.0%時(shí)，冷凍牡蠣的T值減小，表明感官質(zhì)量下降。當(dāng)復(fù)配物濃度較低時(shí)，復(fù)配物能夠溶解腥味物質(zhì)并除去腥味，感官質(zhì)量提高;而當(dāng)復(fù)配物較高時(shí)，冷凍牡蠣咸味太大且茉莉花茶味較重，感官質(zhì)量下降。

圖4 三聚磷酸鈉濃度對冷凍牡蠣干耗和汁液流失率的影響

圖5 食鹽和茉莉花茶復(fù)配物濃度對商業(yè)化冷凍牡蠣感官特性的影響

2.3.2 食鹽和茉莉花茶復(fù)配物濃度對冷凍牡蠣干耗和汁液流失率的影響。由圖6可見，采用食鹽和茉莉花茶復(fù)配物，冷凍牡蠣的干耗和汁液流失率均低于未處理冷凍牡蠣。當(dāng)食鹽和茉莉花茶復(fù)配物濃度從0%增至3.0%時(shí)，干耗和汁液流失率逐漸下降;而當(dāng)濃度大于3.0%時(shí)，干耗和汁液流失率逐漸增大。在食鹽和茉莉花茶復(fù)配物濃度較低時(shí)，由于食鹽具有鹽溶和殺菌作用以及茉莉花茶中茶多酚的抗氧化作用，牡蠣中蛋白質(zhì)與水的作用增大，從而阻止了冷凍牡蠣的干耗和汁液流失。而當(dāng)復(fù)配物濃度較高時(shí)，由于高濃度的食鹽引起蛋白質(zhì)變性，牡蠣中蛋白質(zhì)之間發(fā)生聚集，從而使干耗和汁液流失率增大。

圖6 食鹽和茉莉花茶復(fù)配物濃度對干耗和汁液流失率的影響

2.4 殼聚糖濃度對冷凍牡蠣特性的影響

2.4.1 殼聚糖濃度對冷凍牡蠣感官質(zhì)量的影響。將凍結(jié)后的牡蠣浸入不同濃度的殼聚糖溶液中浸泡進(jìn)行鍍冰衣處理，得到的殼聚糖濃度對冷凍牡蠣感官質(zhì)量的影響曲線見圖7。由圖7可見，當(dāng)殼聚糖濃度從0%增至4.0%時(shí)，T值從7.161分增至8.092分。以上結(jié)果表明，采用殼聚糖溶液進(jìn)行鍍冰衣，冷凍牡蠣的感官質(zhì)量得到改善。

圖7 殼聚糖濃度對冷凍牡蠣感官質(zhì)量的影響

2.4.2 殼聚糖濃度對冷凍牡蠣干耗和汁液流失率的影響。由圖8可見，用殼聚糖溶液進(jìn)行鍍冰衣處理，冷凍牡蠣的干耗和汁液流失率均低于未處理冷凍牡蠣，并且隨著殼聚糖濃度增加，干耗和汁液損失率減小。殼聚糖是一種具有抗氧化性和抗菌性的功能性碳水化合物，隨著殼聚糖濃度增加，殼聚糖的抗菌性和抗氧化性增大，同時(shí)由于殼聚糖能夠與水發(fā)生氫鍵作用提高溶液的黏度，從而使冷凍牡蠣的干耗和汁液損失率減小。

圖8 殼聚糖濃度對冷凍牡蠣干耗、汁液流失率的影響

2.5 模糊數(shù)學(xué)感官評價(jià)法優(yōu)化冷凍牡蠣加工工藝

2.5.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，確定試驗(yàn)因素為:三聚磷酸鈉濃度、食鹽與茉莉花茶溶液濃度、臭氧水濃度和殼聚糖濃度。然后以模糊數(shù)學(xué)感官評價(jià)為指標(biāo)，采用L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，對冷凍牡蠣加工工藝進(jìn)行優(yōu)化。冷凍牡蠣加工工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表2。

表2 不同加工工藝條件下冷凍牡蠣L9(34)正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)

2.5.2 冷凍牡蠣加工工藝的模糊數(shù)學(xué)感官評價(jià)優(yōu)化。通過20位用戶對冷凍牡蠣4項(xiàng)質(zhì)量因素重要性程度的分析評價(jià)，得出色澤(U1)的權(quán)重為0.144、質(zhì)地(U2)的權(quán)重為0.302、外觀(U3)的權(quán)重為0.346、氣味(U4)的權(quán)重為0.208，從而得到冷凍牡蠣質(zhì)量因素權(quán)重集 X={0.144，0.302，0.346，0.208}。然后通過10名感官評價(jià)員對9個(gè)冷凍牡蠣樣品進(jìn)行的4項(xiàng)指標(biāo)評價(jià)，得出冷凍牡蠣感官質(zhì)量評價(jià)結(jié)果，見表3。

根據(jù)表3結(jié)果，參考潘志民等的方法，將通過計(jì)算得出的U1、U2、U3、U44個(gè)單因素模糊矩陣的評價(jià)結(jié)果寫成一個(gè)矩陣R，根據(jù)公式Y(jié)=X×R，模糊綜合評價(jià)總分公式T=Y×K得出9個(gè)冷凍牡蠣產(chǎn)品模糊綜合評價(jià)總分T。冷凍牡蠣綜合得分結(jié)果見表2。

從表4可以看出，4個(gè)因素對模糊評價(jià)總分的影響從大到小的順序?yàn)槭雏}和茉莉花茶復(fù)配物濃度＞三聚磷酸鈉濃度＞殼聚糖濃度＞臭氧水濃度。各因素最優(yōu)水平組合為A3B3C3D3，這一組合在正交試驗(yàn)中沒有出現(xiàn)，需做驗(yàn)證試驗(yàn)。驗(yàn)證試驗(yàn)得出A3B3C3D3組合的模糊評價(jià)總分為8.430分，高于正交試驗(yàn)中得分最高的9號組合(8.360分)，可選用A3B3C3D3的加工工藝條件作為冷凍牡蠣的最優(yōu)加工工藝條件，即食鹽和茉莉花茶復(fù)配物濃度3.0%、三聚磷酸鈉濃度3.0 g/kg、殼聚糖濃度3.0%、臭氧水濃度2.0 mg/L。

表3 不同加工工藝條件下冷凍牡蠣感官質(zhì)量評價(jià)結(jié)果

3 結(jié)論

當(dāng)臭氧水濃度從0%增至2.0%時(shí)，冷凍牡蠣的T值增大;添加三聚磷酸鈉，T值均高于未處理冷凍牡蠣;當(dāng)食鹽和茉莉花茶濃度從0%增至3.0%時(shí)，T值增大;當(dāng)殼聚糖濃度從0%增至4.0%時(shí)，T值增大。以上結(jié)果表明，冷凍牡蠣的感官質(zhì)量得到改善。

采用臭氧水消毒、三聚磷酸鈉漂洗、用食鹽和茉莉花茶復(fù)配物去腥和用殼聚糖溶液進(jìn)行鍍冰衣處理，冷凍牡蠣的干耗和汁液流失率均低于未處理冷凍牡蠣。

模糊數(shù)學(xué)感官評價(jià)結(jié)果表明，4個(gè)因素對模糊評價(jià)總分的影響從大到小的順序?yàn)槭雏}和茉莉花茶復(fù)配物濃度＞三聚磷酸鈉濃度＞殼聚糖濃度＞臭氧水濃度;冷凍牡蠣的最優(yōu)加工工藝條件為食鹽和茉莉花茶復(fù)配物濃度3.0%、三聚磷酸鈉濃度3.0 g/kg、殼聚糖濃度3.0%、臭氧水濃度2.0 mg/L。

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果

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