基于層析分析法的凡納濱對(duì)蝦品質(zhì)評(píng)價(jià)因素分析

裴麗娜等

摘要：在構(gòu)建凡納濱對(duì)蝦品質(zhì)評(píng)價(jià)因素指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，借助層析分析法對(duì)凡納濱對(duì)蝦品質(zhì)評(píng)價(jià)因素進(jìn)行定量分析，通過綜合評(píng)價(jià)分析，得出評(píng)價(jià)凡納濱對(duì)蝦品質(zhì)的重要因素是化學(xué)評(píng)價(jià)和微生物評(píng)價(jià)。其中，最重要的是蛋白質(zhì)、脂肪含量以及菌類數(shù)量和菌類種類，由此提出了有針對(duì)性的建議。

關(guān)鍵詞：凡納濱對(duì)蝦；品質(zhì)；評(píng)價(jià)；層次分析法；因素

凡納濱對(duì)蝦（Penaeus vannamei）是當(dāng)今世界養(yǎng)殖產(chǎn)量最高的三大蝦類之一，也是我國養(yǎng)殖面積最廣、養(yǎng)殖產(chǎn)量最高的對(duì)蝦[1]。人們對(duì)凡納濱對(duì)蝦的消費(fèi)需求由此也由數(shù)量型轉(zhuǎn)向質(zhì)量型，消費(fèi)者更關(guān)心的是能反映蝦肉風(fēng)味、質(zhì)地、營(yíng)養(yǎng)、安全等指標(biāo)的蝦肉品質(zhì)。然而，凡納濱對(duì)蝦與其他水產(chǎn)品類似，都具有非常強(qiáng)的可替代性，一旦發(fā)生質(zhì)量問題，消費(fèi)者會(huì)立即選用其他水產(chǎn)品或者農(nóng)產(chǎn)品代替，這樣凡納濱對(duì)蝦供應(yīng)鏈上的各個(gè)企業(yè)，尤其是大面積養(yǎng)殖企業(yè)會(huì)遭遇慘重的損失。

凡納濱對(duì)蝦捕撈上岸后很快失活，蝦體細(xì)菌總數(shù)在數(shù)小時(shí)甚至數(shù)十分鐘內(nèi)迅速升高，其體內(nèi)發(fā)生一系列生理代謝變化，蝦體極易出現(xiàn)黑變，品質(zhì)急劇下降；在貯藏保鮮、深度加工和運(yùn)輸物流中也存在同樣的風(fēng)險(xiǎn)，這些風(fēng)險(xiǎn)都會(huì)影響凡納濱對(duì)蝦包括品相和商品價(jià)值在內(nèi)的蝦肉品質(zhì)。另外，近年來，發(fā)達(dá)國家對(duì)我國出口凡納濱對(duì)蝦的品質(zhì)、衛(wèi)生、安全等技術(shù)要求越來越嚴(yán)格，而我國檢驗(yàn)技術(shù)和水產(chǎn)品綜合評(píng)價(jià)技術(shù)相對(duì)落后，標(biāo)準(zhǔn)體系尚未完全確立，使得品質(zhì)評(píng)價(jià)成為限制我國出口的一大重要障礙。因此，針對(duì)凡納濱對(duì)蝦品質(zhì)的研究顯得尤為重要。目前關(guān)于凡納濱對(duì)蝦品質(zhì)研究中，熊青等利用保鮮劑等化學(xué)手段實(shí)現(xiàn)了品質(zhì)保持[2]，陳杭君等從捕前禁食、超高壓、干燥等物理手段的角度研究了品質(zhì)保持的方法[3-4]，李卉等運(yùn)用冰溫、涂膜、氣調(diào)保鮮物理和化學(xué)相結(jié)合手段展開研究[5-6]，凌萍華等則采取外界手段、建模等方法進(jìn)行了研究[7-8]。

但目前針對(duì)凡納濱對(duì)蝦的品質(zhì)評(píng)價(jià)研究仍相對(duì)薄弱。在現(xiàn)有研究中，有從感官、理化指標(biāo)范圍等單向角度進(jìn)行評(píng)價(jià)的研究，有綜合評(píng)價(jià)研究。但綜合評(píng)價(jià)中涉及多角度的檢測(cè)數(shù)據(jù)和檢測(cè)技術(shù)[9-10]，實(shí)際操作中檢測(cè)技術(shù)復(fù)雜、檢測(cè)難度大、檢測(cè)所需時(shí)間長(zhǎng)、檢測(cè)成本高，難以實(shí)施。本研究旨在探索一種簡(jiǎn)單可行的綜合評(píng)價(jià)方法，既能綜合考慮影響對(duì)蝦品質(zhì)的各方面因素，也能在檢測(cè)方法上方便、可行。

1凡納濱對(duì)蝦品質(zhì)影響因素分類

通過調(diào)查了解消費(fèi)者對(duì)凡納濱對(duì)蝦品質(zhì)的認(rèn)識(shí)、專家對(duì)品質(zhì)的觀點(diǎn)以及國家食品藥品監(jiān)督所的相關(guān)抽檢指標(biāo)，結(jié)合專業(yè)文獻(xiàn)閱讀，本研究關(guān)于凡納濱對(duì)蝦品質(zhì)的定義如下：凡納濱對(duì)蝦品質(zhì)指的是蝦肉鮮度和所具有的外觀、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)、衛(wèi)生等各種與加工和食用有關(guān)的物理、化學(xué)性狀[11]，其中包括活體蝦和蝦仁。在此認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，本研究將影響凡納濱對(duì)蝦品質(zhì)的相關(guān)因素進(jìn)行分類。

1.1感官因素

感官因素通常是指通過嗅覺、味覺、觸覺和視覺來辨別的食品性質(zhì)或特征。感官鑒別凡納濱對(duì)蝦及其制品的品質(zhì)優(yōu)劣時(shí)，主要是對(duì)凡納濱對(duì)蝦的體表形態(tài)即鮮活程度、色澤、氣味、肉質(zhì)的彈性等感官因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。目前水產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)通用的方法通常包括歐盟方法（EU scheme）和質(zhì)量指數(shù)方法（quality index method，QIM）。通常情況下，品質(zhì)較好的凡納濱對(duì)蝦具有典型的特征氣味（海草味）、外觀頭尾結(jié)合緊密完整、軀干和尾部具有特征色澤、組織殼與軀體堅(jiān)硬。當(dāng)凡納濱對(duì)蝦有強(qiáng)烈的硫化氫味、尿素味、類似排泄物臭味、氨味，外觀頭部從軀干脫落，軀干與尾部嚴(yán)重變紅或變黑甚至完全變黑或變紅，組織上肌肉糊狀，殼柔軟似紙時(shí)，表明蝦體已經(jīng)變質(zhì)不能食用。

1.2物理因素

物理因素指根據(jù)蛋白質(zhì)分解、低分子物質(zhì)增多的原理，采用色差、質(zhì)構(gòu)特征、保水量等因素變化來衡量凡納濱對(duì)蝦品質(zhì)的因素。

1.2.1質(zhì)構(gòu)特性包括硬度、彈性、內(nèi)聚性（對(duì)一個(gè)模塊內(nèi)部各個(gè)組成元素之間相互結(jié)合的緊密程度的度量指標(biāo)）、黏附性（指不同分子間產(chǎn)生的引力）等，其中硬度和彈性是凡納濱對(duì)蝦貯藏過程中最易發(fā)生變化的2個(gè)值[12]。質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定主要采用物性分析儀（別稱質(zhì)構(gòu)儀）。通常意義上，品質(zhì)優(yōu)秀的凡納濱對(duì)蝦指標(biāo)為：硬度（8.92±0.08） N，彈性（7.51±004） mm，內(nèi)聚性（0.57±0.04）Ratio，黏附性（0.39±004） mJ。

1.2.2色差色差簡(jiǎn)單來說就是顏色的差別，分別從亮度、明度、純度等角度進(jìn)行描述。新鮮對(duì)蝦體表色澤呈半透明，有光澤，軀干和尾部具有特征性青灰色。隨著蛋白質(zhì)分解，蝦青素性質(zhì)不穩(wěn)定被逐步分解出來并被氧化，從而導(dǎo)致蝦肉褪色，色澤發(fā)暗、無光澤，顏色變紅變褐色甚至變黑被判定為色差大，品質(zhì)差。

1.2.3水分含量凡納濱對(duì)蝦蝦體水分含量（73.34±105）%均被認(rèn)為健康。

1.3化學(xué)因素

化學(xué)因素主要利用化學(xué)物質(zhì)和試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定和測(cè)量，通常包括pH值、蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、ATP降解物等。

1.3.1pH值pH值是溶液中氫離子活度的一種標(biāo)度，即溶液酸堿程度的衡量標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，pH值<5為很新鮮，5≤pH值<55為較新鮮，pH值>6為腐敗。pH值可以作為蝦新鮮度變化的一項(xiàng)重要參考指標(biāo)，但是pH值不能準(zhǔn)確反映蝦體的新鮮度等級(jí)。

1.3.2蛋白質(zhì)含量蛋白質(zhì)含量為（21.75±1.05）%時(shí)，蝦體正常。

1.3.3新鮮度指標(biāo)K值（ATP降解物）K值是以分析肌肉中ATP及其降解產(chǎn)物的含量為基礎(chǔ)，通過進(jìn)一步計(jì)算得到的一個(gè)指標(biāo)，它能夠反映水產(chǎn)品在低溫貯藏前期的新鮮度變化。K值<20%，一級(jí)新鮮度；20%～40%，二級(jí)新鮮度；60%～80%，初級(jí)腐敗；K值>80%，已腐敗。

1.3.4脂肪含量脂肪含量在（1.21±0.03）%范圍內(nèi)時(shí)，說明蝦體品質(zhì)良好。需要說明的是，脂肪含量越高，脂肪的氧化程度越高，酸敗就越嚴(yán)重，產(chǎn)生的小分子物質(zhì)（醛、酮、酸等）越多。

1.4微生物因素

微生物因素主要由影響凡納濱對(duì)蝦品質(zhì)的細(xì)菌菌落總數(shù)與種類等因素組成，是引起多數(shù)水產(chǎn)品腐敗的主要因素。其中，細(xì)菌菌落總數(shù)（TVC）的測(cè)記按照GB 4789.2—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》采用9板計(jì)數(shù)培養(yǎng)基（PCA）傾注法記數(shù)測(cè)定。TVC<10萬個(gè)/g，一級(jí)新鮮度；TVC<50萬個(gè)/g時(shí)，二級(jí)新鮮度；TVC>100萬個(gè)/g，已腐敗。韓麗等采用PCR-DGGE對(duì)不同保藏方法的凡納濱對(duì)蝦樣品蝦殼和蝦肉中腐敗微生物進(jìn)行分子動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，其中希瓦氏菌、不動(dòng)桿菌、噬冷桿菌一直為優(yōu)勢(shì)腐敗菌，而假單胞菌在保藏后期成為優(yōu)勢(shì)腐敗菌[13]。

2用層析分析法分析凡納濱對(duì)蝦品質(zhì)要素

層析分析法（analytic hierarchy process，AHP）是對(duì)定性問題進(jìn)行定量分析的一種簡(jiǎn)便、靈活而又實(shí)用的多準(zhǔn)則決策方法，它的特點(diǎn)是把復(fù)雜問題中的各種因素通過劃分為相互聯(lián)系的有序?qū)哟?，使之條理化，根據(jù)對(duì)一定客觀現(xiàn)實(shí)的主觀判斷結(jié)構(gòu)把專家意見和分析者的客觀判斷結(jié)果直接而有效地結(jié)合起來，將一層次元素兩兩比較的重要性進(jìn)行定量描述。而后，利用數(shù)學(xué)方法計(jì)算反映每一層次元素的相對(duì)重要性次序的權(quán)重值，通過所有層次之間的總排序計(jì)算所有元素的相對(duì)權(quán)重并進(jìn)行排序。

2.1AHP評(píng)價(jià)建模

根據(jù)品質(zhì)因素分類，建立指標(biāo)層次遞階模型，見圖1。

然后，進(jìn)行專家問卷調(diào)查，并進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總分析，可以得到各層次的相對(duì)關(guān)聯(lián)矩陣，見表1至表6。

2.2程序?qū)崿F(xiàn)

本程序以凡納濱對(duì)蝦品質(zhì)要素評(píng)價(jià)為范本，利用 ASP.NET 平臺(tái)搭建，C# 語言編寫出了層次分析評(píng)價(jià)模型系統(tǒng)（圖2）。

2.3運(yùn)算結(jié)果分析

輸入專家給出的比較數(shù)據(jù)，借助以上應(yīng)用程序的自動(dòng)計(jì)算，得到各指標(biāo)權(quán)重（表7）。

2.3.1化學(xué)評(píng)價(jià)和微生物評(píng)價(jià)在評(píng)價(jià)體系中占主導(dǎo)地位化學(xué)評(píng)價(jià)與微生物評(píng)價(jià)的權(quán)重和超過了整體權(quán)重的80%（82.1%）。根據(jù)專家意見反饋可知，凡納濱對(duì)蝦品質(zhì)的變化過程實(shí)質(zhì)上是蝦中蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪的分解變化過

目標(biāo)層A一級(jí)指標(biāo)B權(quán)重二級(jí)指標(biāo)C權(quán)重三級(jí)指標(biāo)D權(quán)重排序凡納濱對(duì)蝦品質(zhì)要素感官評(píng)價(jià)B10.057氣味C10.0059外觀C20.0265組織C30.026 5物理評(píng)價(jià)B20.122質(zhì)構(gòu)特性C40.079硬度D10.029 64彈性D20.029 64內(nèi)聚性D30.009 98粘附性D40.009 98色差C50.023 6水分含量C60.0207化學(xué)評(píng)價(jià)B30.558pH值C70.0703蛋白質(zhì)含量C80.2091K值C90.0703脂肪含量C100.2091微生物評(píng)價(jià)B40.263菌類總數(shù)C110.132 2菌類種類C120.1322

程[14]。蝦品質(zhì)的變化主要以其富含的蛋白質(zhì)的分解為特征，蛋白質(zhì)的變化導(dǎo)致結(jié)構(gòu)、持水性等發(fā)生變化，致使質(zhì)構(gòu)改變，從而導(dǎo)致色澤、氣味和外觀等感官指標(biāo)發(fā)生變化。蝦的水分狀態(tài)是其品質(zhì)變化的主要原因之一，貯藏后期汁液流失率達(dá)到了9.38%，直接影響蝦的質(zhì)構(gòu)特征[15]，即化學(xué)評(píng)價(jià)和微生物評(píng)價(jià)也蘊(yùn)含了凡納濱對(duì)蝦的感官評(píng)價(jià)和物理評(píng)價(jià)。

2.3.2蛋白質(zhì)含量和脂肪含量在化學(xué)評(píng)價(jià)中十分重要在化學(xué)指標(biāo)中，蛋白質(zhì)含量和脂肪含量的權(quán)重和達(dá)到74.9%，所以它們的含量直接影響化學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果。主要是因?yàn)槲r類含有大量的蛋白質(zhì)及少量的脂肪，這些大分子物質(zhì)的聚合、其聚合物和顆粒以及相互聯(lián)接形成的膠體結(jié)構(gòu)是影響品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)的重要因素[15]。

2.3.3化學(xué)評(píng)價(jià)中的pH值與菌類之間的關(guān)系在微生物評(píng)價(jià)中一些氣單胞菌、腸桿菌、希瓦氏菌和弧菌能產(chǎn)生三甲胺，并利用氨基酸通過脫羧作用產(chǎn)生生物胺等含氮揮發(fā)性物質(zhì)，影響蛋白質(zhì)的質(zhì)量和含量，造成蝦品質(zhì)的惡化[2]，從而使蝦體的pH值升高。

3結(jié)論

綜上所述，評(píng)價(jià)凡納濱對(duì)蝦可以重點(diǎn)關(guān)注化學(xué)評(píng)價(jià)與微生物評(píng)價(jià)。特別是需要在快速、低成本且高效評(píng)價(jià)的情況下，僅考慮化學(xué)評(píng)價(jià)和微生物評(píng)價(jià)的“粗評(píng)價(jià)”方式是可行的。在化學(xué)和微生物評(píng)價(jià)中，重點(diǎn)的評(píng)價(jià)要素是蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、菌落總數(shù)和菌落種類4類要素，且由以上數(shù)據(jù)分析還可知，微生物評(píng)價(jià)中的菌落總數(shù)和種類可以涵蓋到化學(xué)評(píng)價(jià)中的其他兩方面。因此，在財(cái)力有限的前提下，政府應(yīng)該首先扶持企業(yè)的化學(xué)、微生物檢測(cè)技術(shù)研究，企業(yè)也應(yīng)將有限的資金首先投入到化學(xué)和微生物快速、高效、無損檢測(cè)手段上；而作為消費(fèi)者，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注水產(chǎn)品檢驗(yàn)的蛋白質(zhì)含量、脂肪含量以及微生物菌落數(shù)量和種類，用這些數(shù)據(jù)來鑒別蝦的品質(zhì)。

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