不同解凍方式對碎蝦仁品質特性的影響

翁梅芬，郇延軍，樊明明，鄭佳飛

（江南大學食品學院，江蘇無錫214122）

不同解凍方式對碎蝦仁品質特性的影響

翁梅芬，郇延軍*，樊明明，鄭佳飛

（江南大學食品學院，江蘇無錫214122）

以加工廠產(chǎn)生的碎蝦仁及體型較小的蝦仁為原料，通過分析色澤、持水力、揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）、三甲胺氮（trimethylamine nitrogen，TMA-N）及硫代巴比妥酸值（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）等指標，考察了靜水解凍、裝袋靜水解凍、動水解凍、鹽水解凍、冷藏解凍及微波解凍6種不同解凍方式對碎蝦仁理化性質的影響，試圖找出比較適合碎蝦仁的解凍方式。實驗結果表明，不同解凍方式對碎蝦仁的品質有著明顯的影響。裝袋靜水解凍、冷藏解凍、微波解凍后蝦仁持水力下降，色澤褐變明顯，解凍后其TBARS值顯著（p＜0.05）高于其他組，蛋白質降解產(chǎn)生的揮發(fā)性鹽基氮、三甲胺氮等揮發(fā)性降解產(chǎn)物也高于其他水解凍方式；鹽水解凍造成組織破裂，黃度值b*較高，引起持水力下降及20.48%的鹽溶性蛋白流失率。與其他解凍方式相比，靜水解凍、動水解凍后蝦仁的色澤變化不明顯，持水力較高，且蛋白質分解及脂肪氧化程度低，為碎蝦仁較適宜的解凍方法。

碎蝦仁，解凍方式，品質

在蝦類加工廠，剝殼去頭、清洗等工序所產(chǎn)生的碎蝦仁，以及體長在1 cm以下不適合加工成全蝦的小蝦仁，占了很大一部分比例。生產(chǎn)過程中，約有15%的碎蝦仁產(chǎn)生。碎蝦仁的組織已經(jīng)受到破壞，更易產(chǎn)生汁液流失和自溶作用。鮮蝦在捕撈后就經(jīng)過了第一次的冷凍處理，揀選出碎蝦仁后，因為碎蝦仁量少而不適宜馬上進行批處理，所以需將每班產(chǎn)生的碎蝦仁速凍，待積累到一定量后再進行綜合利用。因而在實際生產(chǎn)中，碎蝦仁一般經(jīng)過了二次凍結和解凍的過程。

經(jīng)過了二次凍結與解凍的碎蝦仁，更容易腐敗自溶。碎蝦仁肉質細嫩，水分含量、蛋白質含量高，所含的酶類活性強，自溶進程快，組織結構易快速軟爛［1］；碎蝦仁體型較小，且沒有甲殼的保護，在凍結解凍過程中受到冰晶體對細胞的機械損傷作用會引起組織破碎、汁液流失、蛋白質損失，從而影響產(chǎn)品的品質［2］；碎蝦仁比表面積大，在各工序中易受到氧氣與微生物的作用而發(fā)生蛋白質氧化、脂肪氧化及腥臭味的產(chǎn)生［3］。因此，選擇適宜碎蝦仁的解凍方式是進行碎蝦仁綜合加工利用的重要環(huán)節(jié)，解凍方式對碎蝦仁及其制品的品質影響很大。目前，工廠常用的解凍方式有室溫解凍、靜水解凍、流水解凍及低溫解凍等。遲海［4］在研究靜水解凍對南極鱗蝦品質的影響時，提出在靜水解凍過程中進行包裝，以減少脂肪氧化發(fā)生。Siriporn［5］的研究發(fā)現(xiàn)，鱸魚采用流動水解凍比室溫解凍蛋白質變性程度小。劉燕等［6］的研究表明溫鹽水解凍能很好地保持金槍魚的品質。本研究比較了（10±1）℃下，靜水解凍、裝袋靜水解凍、動水解凍、鹽水解凍、冷藏解凍及微波解凍6種不同解凍方式對碎蝦仁理化性質的影響，旨在為其進一步高值化的加工提供數(shù)據(jù)基礎和理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

碎蝦仁靖江市綠高食品廠提供，原料獲取后以（100±1）g一組，裝入聚乙烯自封袋（90 mm×130 mm）中，采用-38℃速凍，至蝦的中心溫度達到-18℃，轉移至-20℃冰箱中；硫酸銅、硫酸鉀、氫氧化鈉、甲苯等試劑均為分析純國藥集團化學試劑有限公司。

TA-XT plus型質構分析儀英國Stable Micro Systems公司；SIGMA2-16K型離心機德國Sigma公司；S 560型色差儀美國Microptix Corporation公司；2100分光光度計美國Unico儀器有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1解凍方法將冷凍碎蝦仁從-20℃冰箱取出，按各解凍方法至蝦肉的中心溫度達到4℃時即為解凍終點。紀錄解凍時間并進行指標測定。

1.2.1.1靜水解凍將冷凍碎蝦仁外包裝袋去除之后浸沒于1000 mL的水中，初始水溫為10℃，控制水溫（10±1）℃。

1.2.1.2裝袋靜水解凍將冷凍碎蝦仁帶包裝袋浸沒在1000 mL的水中，初始水溫為10℃，控制水溫（10±1）℃。

1.2.1.3流水解凍將冷凍碎蝦仁外包裝袋去除之后浸沒于1000 mL的水中，通過磁力攪拌器以90 r/min的速度攪拌進行模擬流水解凍。初始水溫為10℃，控制水溫（10±1）℃。

1.2.1.4鹽水解凍將冷凍碎蝦仁外包裝袋去除之后浸沒于1000 mL含鹽量3%的鹽水中，初始水溫為10℃，控制水溫（10±1）℃。

1.2.1.5冷藏解凍將冷凍碎蝦仁外包裝袋去除后放在塑料托盤上，置于（10±1）℃的冷藏室中，相對濕度為60%～80%。

1.2.1.6微波解凍將冷凍碎蝦仁外包裝袋去除之后置于800 W的微波爐中進行解凍，工作頻率為2450 MHz。

1.2.2色差的測定取20 g蝦仁絞碎均勻后，在培養(yǎng)皿中攤平壓實，于D65光源下利用色差儀采用LAB表色系統(tǒng)測定。實驗設置6組平行。

1.2.3持水率的測定

1.2.3.1解凍損失率精確稱量凍結前及解凍后蝦肉的質量，按式（1）計算解凍損失率。

式中：m1為凍結前樣品質量（g）；m2為解凍后樣品質量（g）。

1.2.3.2受壓損失率稱取5 g左右解凍后的蝦仁，下面墊三張濾紙，上面放兩張濾紙，用5 kg的重物壓制2 min。按式（2）計算受壓損失率。

式中：m1為受壓前樣品質量（g）；m2為受壓后樣品質量（g）。

1.2.3.3蒸煮損失率參照文獻［7］并略作修改。稱取5 g左右蝦仁，以聚乙烯塑料袋密封包裝后在80℃的水浴鍋中加熱至中心溫度升到70℃，待蝦肉冷卻至室溫，用濾紙吸干表面水分，再次稱質量。按式（3）計算蒸煮損失率。

式中：m1為蒸煮前樣品質量（g）；m2為蒸煮后樣品質量（g）。

1.2.4蛋白質組成分析及其降解指標的測定

1.2.4.1蛋白分離參考文獻［8］的方法，各組分蛋白質含量采用凱氏定氮法測定。

1.2.4.2揮發(fā)性鹽基氮半微量蒸餾法，按照《水產(chǎn)品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》［9］規(guī)定的方法測定。

1.2.4.3三甲胺氮參照《火腿中三甲胺氮的測定》［10］，采用苦味酸法進行測定。

1.2.5硫代巴比妥酸值測定參考文獻［11］的方法進行測定。

1.3數(shù)據(jù)分析與處理

每組實驗至少設置3組平行，應用Microsoft Excel 2007處理數(shù)據(jù)，結果以平均值±標準偏差表示。用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行顯著性差異分析。

2　結果與分析

2.1不同解凍方式所需要的解凍時間

表1　不同解凍方式所用的解凍時間Table 1　Required times for thawing by different methods

從表1可以看出，不同解凍方式所需要的解凍時間差異很大。采用靜水解凍，碎蝦仁的中心溫度從-20℃上升到4℃所需的時間是90 min；而采用冷藏解凍時，完成同樣的溫度變化需要700 min。這是因為在標準狀態(tài)下，水的比熱是空氣的4倍，因而靜水解凍的熱傳遞速率要大于冷藏解凍。相比于靜水解凍，裝袋靜水解凍由于隔絕了凍品與水的直接接觸，延長了33.3%的解凍時間。鹽水解凍、動水解凍的解凍速率比靜水解凍快，這是由于加鹽及采用流動水促進了水的滲透速度，從而縮短了解凍時間。雖然微波解凍消耗的時間最短，但會出現(xiàn)解凍不均一和局部過熱等問題，對凍品的品質造成一定影響。從解凍效率及解凍均勻性來看，水解凍的解凍效率較高。

2.2不同解凍方式對碎蝦仁色澤的影響

蝦肉顏色既是肌肉生理學、生物化學和微生物學變化的外部表現(xiàn)［12］，也是影響消費者購買力的最重要因素。通過色差儀可以測出經(jīng)不同解凍方式解凍后蝦仁的L、a*、b*值，結果見圖1。鹽水解凍的亮度值L顯著高于其他組（p＜0.05），這是由于鹽離子增大了對光的反射［13］。靜水解凍、袋裝靜水解凍與冷藏解凍，動水解凍與微波解凍之間的亮度值差異不顯著（p＞0.05）。靜水解凍的a*值為1.70、b*值為-1.79，顯著低于其他組（p＜0.05），很可能是因為在水中長時間的浸泡導致色素物質流失。鹽水解凍、冷藏解凍及微波解凍的a*值分別達到了3.04、2.7、2.18，b*值分別為1.31、2.06、1.17，由此可知這三種解凍方式的色澤變化顯著。引起a*值、b*值升高的原因主要有三點：水產(chǎn)品中肌紅蛋白被氧化成高鐵肌紅蛋白，引起a*值升高［14］；動物的類胡蘿卜素通常與蛋白質形成復合體，蛋白質的降解會造成β-胡蘿卜素的釋放［15］，進而引起了b*值升高；蛋白質降解產(chǎn)生的氨基酸與還原糖或蝦體油脂氧化產(chǎn)生的醛類物質發(fā)生美拉德反應［16-17］，產(chǎn)生了非酶促褐變，也使得b*值增加。鹽水解凍、冷藏解凍及微波解凍后碎蝦仁b*值較高，而b*值作為蛋白質、脂肪降解的外觀體現(xiàn)，因此這三種解凍方式不利于保證碎蝦仁的品質。

圖1　不同解凍方式下蝦仁的色差特性Fig.1　Color values of shrimps thawed by different methods

2.3不同解凍方式對碎蝦仁保水性的影響

解凍損失率、受壓損失率及蒸煮損失率是衡量蛋白保水性的重要指標。不同解凍方式對保水性的影響見圖2。在各解凍方式中，裝袋靜水解凍的解凍損失率最低，可能是由于裝袋避免了與水直接接觸，減少了水溶性蛋白及色素等的流失。微波解凍的解凍損失率為16.83%，顯著高于其他組（p＜0.05）。微波解凍產(chǎn)生極高的解凍損失率，是由于解凍溫度過高且受熱不均勻，引起蝦肉蛋白的聚集及熱變性［18］，蛋白質網(wǎng)狀結構截留水的能力降低，肌原纖維遭到破壞，一部分細胞內(nèi)液及外液流出，蝦肉不能完全結合冰晶融化的水。鹽水解凍的鹽溶液滲透壓大，導致蝦肉細胞失水，其解凍損失率相比于靜水解凍升高了32.31%。從解凍損失率來看，靜水解凍、裝袋靜水解凍及動水解凍后碎蝦仁的持水能力較高。

冷藏解凍的受壓損失率及蒸煮損失率最低，分別是6.67%和24.06%。冷藏解凍雖然經(jīng)過了長時間的解凍，其肌肉細胞保持水分的能力依然較高，這是由于冷藏解凍采用自然空氣對流進行解凍，降低了蝦仁中心與表面的溫差，且避免了長時間在水中浸泡引起細胞吸水而膨脹破裂。靜水解凍的受壓損失率、動水解凍的蒸煮損失率顯著高于其他組（p＜0.05），可能是由于長時間的浸泡及流動水造成細胞組織松軟，在受到機械力或熱力作用容易造成水分流失。袋裝靜水解凍、鹽水解凍及微波解凍間蒸煮損失率差異不顯著（p＞0.05）。綜合來看，水解凍后的蝦仁持水能力較高。雖然冷藏解凍、微波解凍的受壓損失率、蒸煮損失率較低，但冷藏解凍對保持色澤不利，而微波解凍產(chǎn)生了極高的解凍損失率。

圖2　不同解凍方式對蝦仁解凍損失率、受壓損失率及蒸煮損失率的影響Fig.2　Influence of thawing methods on the thawing loss，pressure loss and cooking loss of shrimps

表2　不同解凍方式對蝦仁蛋白質組成的影響Table 2　The protein composition of the shrimps thawed by different methods

2.4不同解凍方式對蝦仁蛋白質降解程度的影響

為了考察經(jīng)不同解凍方式解凍后蝦仁蛋白質組成的變化，測定了水溶性蛋白、鹽溶性蛋白、非蛋白氮及總基質蛋白含量，結果見表2。

從表2可見，水溶性蛋白受動水解凍的影響最大，相比于靜水解凍，其流失率增加了27.03%。水溶性蛋白對肉糜制品的彈性影響程度大體與其含量成正比，在肉糜生產(chǎn)中此類蛋白質要求在漂洗工藝中盡量除去［8］。鹽溶性蛋白即肌原纖維蛋白，是肌肉最主要的結構蛋白和功能性蛋白質。鹽溶性蛋白的大量流失將導致肌肉組織的崩潰及肉質軟爛［19］，同時將影響蝦肉的凝膠性能。與靜水解凍相比較，鹽水解凍后水溶性蛋白、鹽溶性蛋白分別損失了16.22%、20.48%，可以推測鹽水的高滲透壓造成組織的破裂，蝦仁水分、可溶性蛋白及鹽溶性蛋白大量溶出。經(jīng)微波解凍后，蝦仁的鹽溶性蛋白含量下降為零，而總基質蛋白含量顯著（p＜0.05）增加，說明微波解凍過程發(fā)生了鹽溶性蛋白的熱變性，形成了大分子的不溶性蛋白［20］。非蛋白氮主要由一些游離氨基酸、核苷酸和小分子的多肽組成，是肉制品的主要呈味成分。與靜水解凍相比，裝袋靜水解凍、微波解凍引起非蛋白氮增加；而鹽水解凍的非蛋白氮降低了19.77%，說明大量與風味相關的組分溶于鹽水中?？紤]到鹽水解凍及微波解凍對蝦肉蛋白的破壞作用，這兩種解凍方式不適用于蝦仁解凍。

TVB-N是指在自溶階段，由于微生物及酶的作用，蛋白分解所產(chǎn)生的氨及胺類等堿性含氮物質。肉品中所含的TVB-N隨著鮮度的下降而增大［21］，因此可將其作為評判水產(chǎn)品新鮮度的重要指標。根據(jù)GB 2733-2005《鮮、凍動物性水產(chǎn)品衛(wèi)生標準》的規(guī)定，TVB-N應低于30 mg/100 g。三甲胺是揮發(fā)性鹽基氮的組成部分，是由無臭的氧化三甲胺在兼性厭氧菌及酶作用下經(jīng)還原生成的［22］，具有腥味，其含量低于6 mg/100g是可食用的［23］。

TVB-N與TMA-N間相關性較好（見表3）。在各種水解凍方式中，動水解凍的解凍時間最短，蛋白質受到蛋白酶及微生物作用而發(fā)生的降解程度低，其TVB-N、TMA-N值均顯著（p＜0.05）低于其他組；隨著解凍時間的延長，鹽水解凍、靜水解凍及裝袋靜水解凍的TVB-N分別增加了13.89%、33.03%、45.81%，TMA-N值分別升高了19.59%、6.15%、32.80%。經(jīng)冷藏解凍及微波解凍后，蝦仁的TVB-N、TMA-N值顯著高于其他組（p＜0.05），加重了異味的產(chǎn)生。Boonsomrej等［24］測得微波解凍后TVB-N值低于其他實驗組，而Orban等［25］發(fā)現(xiàn)TVB-N、TMA-N隨著溫度升高而增加。這可能是由于物種間差異，或由于微波解凍中熱能的產(chǎn)生及鹽溶性蛋白降解，促進了胺類物質的產(chǎn)生。由此可見，冷藏解凍、微波解凍條件下，蝦仁的蛋白質降解程度大于其他實驗組，不利于產(chǎn)品品質的保持。

2.5不同解凍方式對脂肪氧化程度的影響

水產(chǎn)品的脂肪中多不飽和脂肪酸占的比重大，通過自動氧化或脂肪氧合酶的作用，這些不飽和脂肪酸被氧化成具共軛雙鍵的氫過氧化物；氫過氧化物發(fā)生脂質的二級氧化，產(chǎn)生醇醛酮等揮發(fā)性小分子物質。硫代巴比妥酸值TBARS反映了脂質二級氧化產(chǎn)物丙二醛的含量。由圖3可見，不同解凍方式對TBARS影響明顯。動水解凍條件下，蝦仁的TBARS值為0.22 mg/100g，顯著低于其他組（p＜0.05）。與動水解凍相比，靜水解凍、鹽水解凍后TBARS值增加較少，而冷藏解凍、微波解凍及裝袋靜水解凍的TBARS值分別增加了63.64%、81.86%、103.26%。在各解凍方式中，裝袋靜水解凍TBARS值最高，這可能是由于裝袋靜水的解凍速率慢，且由TVB-N、TMA-N值的變化規(guī)律可知其蛋白質降解程度較高，而肌紅蛋白的氧化會引起脂肪的氧化［14］。微波解凍過程中產(chǎn)生的較高溫度抑制了脂肪氧化酶的活性，由于解凍速度快，脂肪氧化程度也較低。從脂肪氧化指標來看，動水解凍、靜水解凍及鹽水解凍能較好地保證蝦仁品質。

表3　不同解凍方式對TVB-N、TMA-N的影響Table 3　Influence of thawing methods on the TVB-N and TMA-N value

圖3　不同解凍方式對TBARS值的影響Fig.3　Influence of thawing methods on the TBARS value

3　結論

不同解凍方式對碎蝦仁的物理化學特性有著顯著的影響。碎蝦仁經(jīng)鹽水解凍后的亮度值L顯著高于其他組（p＜0.05）。靜水解凍后碎蝦仁的a*、b*值顯著低于其他組（p＜0.05）；而鹽水解凍、冷藏解凍及微波解凍引起了蝦仁a*、b*值的升高，色澤變化較大。與動水解凍相比，經(jīng)冷藏解凍、微波解凍及裝袋靜水解凍后，蝦仁的TBARS值分別升高了63.64%、81.86%、103.26%。

不同解凍方式的熱傳遞速率各異，發(fā)生了不同程度的蛋白質降解，從而引起了蛋白質組成、蛋白質持水力的變化。微波解凍由于加熱不均、溫度過高容易引發(fā)蛋白的聚集及熱變性，造成的鹽溶性蛋白損失率為100%、解凍損失率為16.83%，顯著高于其他組（p＜0.05）；蛋白質降解產(chǎn)生的TVB-N、TMA-N值也較高。鹽水解凍引起了20.48%的鹽溶性蛋白損失率，蛋白質的持水性能較差。經(jīng)袋裝靜水解凍后，蝦仁的持水力依然較高，但蛋白質降解產(chǎn)生的TVB-N、TMA-N等揮發(fā)性降解產(chǎn)物也較高。

靜水解凍、動水解凍與其他解凍方式相比，能更好地保證碎蝦仁的各項品質，不僅減少了蛋白質和水分的流失，色澤好，還保持了碎蝦仁的新鮮度。因此采用靜水解凍或動水解凍，可以較好地保證碎蝦仁的品質。若考慮到解凍時間，動水解凍為較理想的解凍方式；若考慮到工廠條件、設備成本，靜水解凍則較合適。

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Influence of different thawing methods on the quality of shrimp pieces meat

WENG Mei-fen，HUAN Yan-jun*，F(xiàn)AN Ming-ming，ZHENG Jia-fei
（School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China）

The objective of this study was to investigate the effect of different thawing methods on physic-chemical properties of shrimp pieces meat.The shrimp samples were treated with six thawing methods including static water immersion thawing，packaged water thawing，running water thawing，salt-water thawing，cold-storage thawing，and microwave thawing.Shrimp qualities were assessed by required times for thawing，chroma evaluation，water-retaining capacity，TVB-N，TMA-N and TBARS values.Results showed that different thawing methods had significant impacts on physic-chemical properties of shrimp pieces meat.Samples treated with packaged water thawing，cold-storage thawing and microwave thawing showed poor water-retaining capacity，higher color-browning degree，TBARS，TVB-N and TMA-N values.Salt-water thawing caused higher b* value，20.48%loss of myofibrillar protein and decrease of water-retaining capacity.Among six thawing methods，static water immersion thawing and running water thawing could keep better quality of shrimp pieces meat based on better color，higher water-retaining capacity，lower degree of protein deterioration and lipid oxidation，thus being more appropriate thawing methods.

shrimp pieces meat；thawing methods；quality

TS254.1

A

1002-0306（2015）16-0162-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.16.025

2014-12-08

翁梅芬（1990-），女，在讀碩士研究生，研究方向：食品工程，E-mail：wengmeifen.fujian@163.com。

郇延軍（1963-），男，博士，副教授，研究方向：食品工程，E-mail：huanyanjun@jiangnan.edu.cn。