熱和高靜壓殺菌對糟鹵蝦仁貨架期及品質(zhì)的影響*

潘 玲，周 兵，郭曉倩，張璐瑤，胡小松，張 燕

(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，國家果蔬加工工程技術(shù)研究中心，農(nóng)業(yè)部果蔬加工重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，北京 100083)

南美白對蝦(Penaeusvannamei)是世界三大對蝦養(yǎng)殖種類之一[1]。目前，我國對蝦加工行業(yè)還處于初級階段，主要以鮮銷或冷凍初加工為主，深加工產(chǎn)品較少。傳統(tǒng)糟蝦通常經(jīng)過腌制、自然風(fēng)干等工序制作而成，具有高鹽(大于10%)、高酒精度(約為20%)、低水分含量(小于30%)的特征。在糟蝦制作過程中，不僅要考慮天氣狀況，還要考慮地點(diǎn)條件、工具設(shè)置等因素。另外，小作坊式的糟蝦加工企業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)難以得到保證，容易出現(xiàn)微生物含量超標(biāo)的情況，極大制約了糟蝦的規(guī)模化、均衡化生產(chǎn)。

本課題組在保留糟制食品風(fēng)味及加工工藝的基礎(chǔ)上，對傳統(tǒng)糟鹵蝦仁工藝進(jìn)行了改進(jìn)，開發(fā)了一種新型蝦仁產(chǎn)品[2]。該產(chǎn)品低鹽(小于4%)、低酒精度(小于3%)、高水分含量(約為60%)的特征，優(yōu)于傳統(tǒng)蝦仁。傳統(tǒng)熱殺菌技術(shù)雖然可以殺死微生物、延長貨架期、鈍化酶活性、改善食品品質(zhì)，但是也會破壞一些熱敏性物料，影響食品的口感、色澤和香味等，不能滿足對蝦加工的要求。近年來，新興的食品高靜壓(High Hydrostatic Pressure,HHP)技術(shù)發(fā)展迅速，可以在不損害食品原有色澤、香味、口感等品質(zhì)的前提下達(dá)到殺滅微生物、延長貨架期、提高食品營養(yǎng)和功能的目的，受到人們越來越多的關(guān)注[3-4]。

在我國食品工業(yè)中，HHP技術(shù)通常應(yīng)用于果蔬汁、果蔬和水果罐頭的制作中，而應(yīng)用于水產(chǎn)品加工的報(bào)道則很少。本研究利用HHP技術(shù)對糟鹵蝦仁進(jìn)行處理，研究其對糟鹵蝦仁感官品質(zhì)和貨架期的影響，并將結(jié)果與熱殺菌處理比較，以期為HHP在對蝦加工中的應(yīng)用提供指導(dǎo)。

2 材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑

實(shí)驗(yàn)材料：鮮活南美白對蝦，購于北京四道口水產(chǎn)市場，系?？陴B(yǎng)殖品種。將其制成糟鹵蝦仁，并在0～4 ℃條件下冷藏。試劑：培養(yǎng)基(分析純，北京陸橋技術(shù)有限公司)以及高氯酸、濃鹽酸、氫氧化鈉、甲基紅、溴甲酚綠、酚酞(均為分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。

2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備

實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括：高壓處理裝置(包頭科發(fā)新型高技術(shù)食品機(jī)械有限責(zé)任公司)、智能型生化培養(yǎng)箱(寧波萊?？萍加邢薰?、全能型食品用分光測色儀(美國Hunter Lab顏色管理公司)、868型pH計(jì)(美國奧立龍公司)、均質(zhì)拍打器(法國INTERSCIENCE公司)、九陽打漿機(jī)(九陽股份有限公司)。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

2.3.1糟鹵蝦仁樣品處理

將真空包裝的糟鹵蝦仁(5 只/袋)分別置于HHP處理釜和水浴鍋中進(jìn)行殺菌處理?？紤]到自主研發(fā)的HHP處理裝置的升壓范圍為100～700 MPa，對蝦仁進(jìn)行巴氏消毒的條件通常為75～85 ℃、20～50 min。因此，本實(shí)驗(yàn)的殺菌條件選取為在550 MPa和85 ℃下對糟鹵蝦仁處理5、10、15、20 和25 min，并將未做任何處理的蝦仁樣品作為對照組。

2.3.2微生物檢測

微生物菌落總數(shù)的測定：依據(jù)GB/T 4789.2-2008，將破碎后的樣品適當(dāng)稀釋后，傾注倒平板，于37 ℃培養(yǎng)48 h，計(jì)數(shù)規(guī)則采用國標(biāo)方法，微生物菌落總數(shù)以cfu/g計(jì)。

2.3.3色澤測定

采用色差儀法測定糟鹵蝦仁色澤：稱取50 g蝦仁，與30 mL蒸餾水混合后打漿，將蝦仁漿液置于比色皿內(nèi)，采用反射模式下的CIE-Hunter測定L*、a*、b*值，則蝦仁色澤變化量ΔE可以表示為

(1)

2.3.4pH值測定

將待測樣品用打漿機(jī)絞碎后，取20 g放入均質(zhì)袋中，用蒸餾水以1∶5的體積比進(jìn)行稀釋，并用拍打式均質(zhì)器將其攪勻，取上清液，然后用pH計(jì)測定pH值。

2.3.5水分含量測定

將待測樣品用打漿機(jī)絞碎后，稱取(5.0±0.5)g蝦仁碎末于干燥鋁盒中，放入干燥箱，在105 ℃下干燥至恒重[2]。由此，糟鹵蝦仁的水分含量為

(2)

式中：w為水分含量，mbefore為干燥前質(zhì)量，mafter為干燥后質(zhì)量。

2.3.6感官評價(jià)

選擇10名以上感官評價(jià)員組成感官評價(jià)小組，分別對糟鹵蝦仁的形態(tài)、色澤、軟硬度、風(fēng)味等進(jìn)行打分，評分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。樣品編號采用三維數(shù)隨機(jī)組合而成，各項(xiàng)得分越高表示品質(zhì)越好。

2.3.7揮發(fā)性鹽基氮值測定[2]

(1) 將10 g蝦肉與90 mL高氯酸溶液(0.6 mol/L)混合打漿，均質(zhì)2 min后，用濾紙過濾，濾液待用；(2) 吸取10 mL硼酸吸收液(30 g/L)注入錐形瓶內(nèi)，再加2～3滴混合指示劑(甲基紅、溴甲酚綠)，并將錐形瓶置于半微量定氮器的蒸餾冷凝管下端；(3) 準(zhǔn)確吸取5.0 mL濾液注入半微量定氮器反應(yīng)室內(nèi)，加入1～2滴酚酞、1～2滴硅油消泡劑、5 mL NaOH溶液，然后迅速蓋塞；(4) 向半微量定氮器反應(yīng)室內(nèi)通入水蒸汽，并對反應(yīng)后的濾液蒸餾5 min；(5) 用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.01 mol/L)將錐形瓶中的吸收液滴定至藍(lán)紫色。

2.3.8數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及圖形分析

用OriginPro 7.5統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)并制圖。對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析(ANOVA)和差異顯著性分析(SPSS 13.0)，顯著性水平取0.05，所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

表1 糟鹵蝦仁感官品質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表Table 1 Criteria of sensory quality and evaluation for vinasse shrimps

3 結(jié)果與討論

3.1 熱和HHP處理的殺菌效果

圖1 熱和HHP處理對糟鹵蝦仁微生物菌的殺滅效果Fig.1 Inactivation of thermal and HHP treatments onthe aerobic microbial counts of vinasse shrimps

圖1為微生物菌落總數(shù)與熱和HHP殺菌時(shí)間的關(guān)系。由圖1可以看出，熱和HHP處理對糟鹵蝦仁均有顯著的殺菌效果，殺菌后，微生物指標(biāo)均符合北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《熟制水產(chǎn)品衛(wèi)生要求》的規(guī)定(即菌落總數(shù)≤3×104cfu/g)。樣品經(jīng)HHP殺菌后，微生物菌落總數(shù)由1.70×104cfu/g逐漸下降至69 cfu/g。由于樣品中耐壓菌的存在，保壓時(shí)間超過10 min后，菌落總數(shù)的下降不顯著(P>0.05)。熱殺菌后，微生物菌落總數(shù)也隨著殺菌時(shí)間的增長而逐漸減少，并在約20 min時(shí)降至10 cfu/g以內(nèi)，之后菌落總數(shù)基本保持穩(wěn)定。因此，本實(shí)驗(yàn)中選取HHP殺菌的條件為550 MPa、10 min，選取熱殺菌的條件為85 ℃、20 min。

3.2 熱和HHP殺菌對理化指標(biāo)的影響

蝦仁的色澤是表征蝦仁感官特征的重要參數(shù)。南美白對蝦中主要的色素包括蝦青素、角黃素、β類胡蘿卜素和葉黃素等[5]，其中蝦青素含量最高，約占總色素的64%～98%[6]。因此，蝦青素決定了蝦仁的色澤。表2給出了熱和HHP殺菌對糟鹵蝦仁理化指標(biāo)的影響。可以看出，熱殺菌后，糟鹵蝦仁的亮度L*值顯著減小(P<0.05)，而HHP殺菌后，蝦仁L*值增大，只是變化不顯著(P>0.05)，說明HHP殺菌有助于提高蝦仁亮度。另一方面，熱和HHP殺菌后，蝦仁的a*值、b*值均顯著減小(P<0.05)，這可能是由于HHP和熱處理破壞了細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)，使蝦青素游離出來，造成a*值、b*值的下降。ΔE值反映了糟鹵蝦仁色澤的改變程度，ΔE值越大，蝦仁色澤的變化越明顯。HHP殺菌后樣品的ΔE值比熱殺菌小，說明HHP殺菌對蝦仁色澤的破壞程度較小，有利于糟鹵蝦仁原有色澤的保持。

pH值是評價(jià)水產(chǎn)品鮮度的重要指標(biāo)[7-8]。由表2可以看出，經(jīng)熱和HHP殺菌后，糟鹵蝦仁的pH值均略有上升，但變化并不顯著(P>0.05)，說明HHP殺菌對蝦仁蛋白并未造成較大影響。

糟鹵蝦仁水分含量的高低直接影響產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性和表觀品質(zhì)。由表2可知，熱和HHP殺菌后，糟鹵蝦仁的水分含量均減小。這是由于HHP和長時(shí)間的加熱使蛋白質(zhì)發(fā)生劇烈的降解反應(yīng)，肌原纖維間毛細(xì)管存留水分的能力減弱[9]，進(jìn)而導(dǎo)致蝦仁汁液的損失率升高。由于糟鹵蝦仁產(chǎn)品品質(zhì)的好壞，主要取決于蝦仁肉的含水率，而熱和HHP殺菌均未造成蝦仁肉水分含量顯著下降(P<0.05)，因此，熱和HHP殺菌都可以較好地保留糟鹵蝦仁產(chǎn)品水分含量。

表2 熱和HHP殺菌對糟鹵蝦仁理化指標(biāo)的影響Table 2 Effects of thermal and HHP treatments on the physicochemical properties of vinasse shrimps

Note:Different letters (a,b) in the same column indicate significant differences (P<0.05)

3.3 熱和 HHP殺菌對感官品質(zhì)的影響

感官評價(jià)員由10名專業(yè)人員組成，分別對糟鹵蝦仁樣品的形態(tài)、色澤、軟硬度及風(fēng)味進(jìn)行評價(jià)，評價(jià)結(jié)果如表3所示。由表3可以看出，HHP殺菌的糟鹵蝦仁感官品質(zhì)綜合評價(jià)優(yōu)于熱殺菌組。經(jīng)熱和HHP殺菌后，糟鹵蝦仁的形態(tài)、軟硬度及風(fēng)味評分均低于未處理組，但是HHP殺菌后，糟鹵蝦仁的色澤評分高于未處理組和熱殺菌組，可能是HHP殺菌提高了糟鹵蝦仁亮度的緣故。綜合評價(jià)結(jié)果表明，HHP殺菌的糟鹵蝦仁評分高于熱殺菌組。

表3 熱和HHP殺菌的糟鹵蝦仁感官評價(jià)結(jié)果Table 3 Sensory evaluation of thermal- and HHP-treated vinasse shrimps

3.4 熱和HHP殺菌對貯藏期間品質(zhì)的影響

3.4.1貯藏期間糟鹵蝦仁理化指標(biāo)的變化

表4為貯藏(4 ℃)期間糟鹵蝦仁理化指標(biāo)的變化情況。由表4可知，貯藏90 d后，熱和HHP殺菌組樣品的微生物菌落總數(shù)分別增加至70 和2.5×104cfu/g，均維持在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，但是HHP組樣品的菌落總數(shù)已經(jīng)接近標(biāo)準(zhǔn)的上限(3.0×104cfu/g)。Koseki等人[10]提出，HHP殺菌會殺死部分微生物營養(yǎng)體，也會導(dǎo)致部分微生物受傷，使其無法增殖，受傷細(xì)胞自我修復(fù)以后，可以恢復(fù)增殖。因此，相比于HHP殺菌，熱殺菌能夠殺滅更多的微生物營養(yǎng)體，使得只有少量的微生物在貯藏期間緩慢生長。

pH值是反映水產(chǎn)品鮮度和腐敗變質(zhì)程度的重要指標(biāo)，pH值的變化與蛋白質(zhì)降解、微生物生長繁殖等因素相關(guān)。熱殺菌后，糟鹵蝦仁樣品的pH值在整個(gè)貯藏期間變化平緩，說明熱殺菌可以有效殺滅糟鹵蝦仁中的微生物。HHP殺菌后，在貯藏前20 d，糟鹵蝦仁的pH值略有增加，這是由于蛋白質(zhì)被分解為小分子的胺類物質(zhì)而造成的[11]；貯藏后期，樣品中存留的微生物利用蝦肉中的碳水化合物等營養(yǎng)成分生成乳酸、醋酸等有機(jī)酸，使得pH值減小。貯藏90 d后，熱和HHP殺菌樣品的pH值均在6.80以上，說明糟鹵蝦仁產(chǎn)品仍未發(fā)生酸敗現(xiàn)象。

Bertram等人[12]指出，肉制品中存在3種不同形式的水，分別是結(jié)合水、中間水和自由水，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的破壞，會導(dǎo)致食品中水分與食品成分結(jié)合緊密度的降低，因此，結(jié)合水向自由水轉(zhuǎn)化，使得自由水所占的比例逐漸增大。由表4可知，隨著貯藏時(shí)間的延長，糟鹵蝦仁樣品中的水分含量總體呈現(xiàn)下降的趨勢。貯藏前15 d，水分含量變化比較平緩，貯藏30 d后，相比于HHP殺菌組，熱殺菌組中樣品的水分含量出現(xiàn)顯著下降(P<0.05)，說明熱殺菌對蛋白與水分所構(gòu)成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的破壞程度較HHP殺菌嚴(yán)重，加劇了水分的流失。貯藏60 d時(shí)，樣品內(nèi)水分含量的上升可能是由于水分游離出來還未蒸發(fā)所致，之后，樣品中的水分含量變化不大，說明結(jié)合水向自由水轉(zhuǎn)變程度降低。

3.4.2貯藏期間TVB-N值的變化

圖2 貯藏期間糟鹵蝦仁TVB-N值的變化Fig.2 Changes in the TVB-N value of vinasseshrimps during storage

揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)是指動物性食品在腐敗過程中由于酶和細(xì)菌作用使蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的氨以及低級胺類等堿性含氮物質(zhì)。在水產(chǎn)品中，TVB-N通常作為評價(jià)鮮度的指標(biāo)。當(dāng)100 g的樣品的TVB-N值小于35 mg時(shí)，則可以認(rèn)為樣品是新鮮的。由圖2可知，TVB-N值隨著貯藏時(shí)間的延長逐漸增大，與Shamshad[13]和Jaffres等人[14]的研究結(jié)果類似。微生物是導(dǎo)致水產(chǎn)品腐敗變質(zhì)的主要原因。水產(chǎn)品生物胺的產(chǎn)生與微生物含量正相關(guān)，而TVB-N與這些生物胺的量存在一定的相關(guān)性[15]。由于在相同貯藏條件下，與熱殺菌后的糟鹵對蝦樣品相比，HHP殺菌后，樣品攜帶更多的微生物，因此，HHP殺菌的蝦仁TVB-N值上升較快，而熱殺菌的蝦仁TVB-N值上升較慢。

表4 貯藏期間糟鹵蝦仁理化指標(biāo)變化Table 4 Changes in the physico chemical properties of vinasse shrimps during storage

3.4.3貯藏期間糟鹵蝦仁的感官評定

貯藏期內(nèi)的感官評定是判定蝦仁產(chǎn)品貯藏期間品質(zhì)好壞的重要方式。表5為感官評價(jià)員對貯藏30 d的糟鹵蝦仁樣品從形態(tài)、色澤、軟硬度和風(fēng)味進(jìn)行感官評價(jià)的結(jié)果。由表5可以看出，HHP殺菌組蝦仁樣品肌肉質(zhì)地得到改善，更受喜愛。同時(shí)，HHP殺菌對蝦仁色澤也有改善作用，可能是因?yàn)镠HP殺菌后蝦體變亮，紅度值較大。熱殺菌組的各項(xiàng)評分雖有下降，但仍在可接受范圍內(nèi)。

表5 貯藏期間糟鹵蝦仁感官評價(jià)結(jié)果Table 5 Sensory evaluation of vinasse shrimps during storage

4 結(jié) 論

(1) 熱殺菌的效果優(yōu)于HHP殺菌。HHP殺菌后，糟鹵蝦仁的微生物菌落總數(shù)由1.70×104cfu/g降至69 cfu/g，熱殺菌組則減小至10 cfu/g以內(nèi)。根據(jù)微生物菌落總數(shù)隨著殺菌時(shí)間的變化曲線，選取HHP殺菌的條件為550 MPa、10 min，熱殺菌的條件為85 ℃、20 min。

(2) 熱和HHP殺菌后，糟鹵蝦仁pH值、水分含量的變化不顯著(P>0.05)。經(jīng)感官評定， HHP殺菌組的糟鹵蝦仁樣品在形態(tài)、色澤、軟硬度以及綜合評分方面均優(yōu)于熱殺菌組。

(3) 貯藏30 d后，對樣品進(jìn)行評分發(fā)現(xiàn)，HHP殺菌組的糟鹵蝦仁樣品在色澤、軟硬度、風(fēng)味、綜合評分方面高于熱殺菌組。貯藏90 d后，HHP殺菌的糟鹵蝦仁微生物菌落總數(shù)增加至2.5×104cfu/g，接近行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的上限(3.0×104cfu/g)，且HHP殺菌組樣品的TVB-N值也高于熱殺菌組。

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