超高壓處理對(duì)小龍蝦脫殼及蝦仁性質(zhì)影響的研究

汪　蘭,何建軍,賈喜午,俞靜芬,崔　燕,吳文錦,李　新,丁安子,熊光權(quán),凌建剛,*

(1.寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,浙江寧波 315040;2.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心農(nóng)產(chǎn)品加工研究分中心,湖北武漢 430064)

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超高壓處理對(duì)小龍蝦脫殼及蝦仁性質(zhì)影響的研究

汪蘭1,2,何建軍2,賈喜午2,俞靜芬1,崔燕1,吳文錦2,李新2,丁安子2,熊光權(quán)2,凌建剛1,*

(1.寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,浙江寧波 315040;2.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心農(nóng)產(chǎn)品加工研究分中心,湖北武漢 430064)

為提高小龍蝦人工脫殼效率及蝦仁的品質(zhì),脫殼前對(duì)小龍蝦采用超高壓處理,通過對(duì)比不同處理?xiàng)l件下脫殼時(shí)間、蝦仁得率和蝦仁完整性等方面的差異,綜合評(píng)價(jià)超高壓處理對(duì)小龍蝦脫殼及蝦仁性質(zhì)的影響。結(jié)果表明:超高壓處理較傳統(tǒng)手工脫殼能顯著(p<0.05)縮短小龍蝦脫殼時(shí)間、提高蝦仁得肉率,最佳脫殼條件為300 MPa保壓1 min,此條件下脫殼時(shí)間較未處理過的脫殼效率提高65.46%,較水煮脫殼工藝提高47.37%。另外,得到的蝦肉完整性好,硬度有所增加、耐咀性變大、而彈性變化不明顯。研究結(jié)果為超高壓技術(shù)應(yīng)用于小龍蝦的脫殼提供了參考。

超高壓處理,小龍蝦,脫殼,蝦仁性質(zhì)

小龍蝦也稱克氏原螯蝦、紅螯蝦和淡水小龍蝦,成體長(zhǎng)約5.6～11.9 cm,整體顏色包括紅色、紅棕色、粉紅色。背部是醬暗紅色,兩側(cè)是粉紅色,帶有橘黃色或白色的斑點(diǎn),甲殼部分近黑色[1]。隨著生態(tài)化、標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖迅速發(fā)展,2015年湖北全省各類水體養(yǎng)殖小龍蝦總面積超過400萬畝,小龍蝦產(chǎn)量達(dá)43.3萬噸、同比增加10.2%。對(duì)于蝦類的加工,最主要的產(chǎn)品則是蝦仁。目前獲得蝦仁常用的方法是速凍之后解凍再進(jìn)行人工剝殼或傳統(tǒng)機(jī)械脫殼;這些方法耗時(shí)長(zhǎng)、能耗高,會(huì)對(duì)蝦仁品質(zhì)造成影響,且存在蝦仁破損、蝦尾斷裂等缺點(diǎn)[2-3]。超高壓技術(shù)作為一種非熱加工技術(shù),既能有效的殺滅食品中的微生物,又能保持食品色澤、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等品質(zhì),已被廣泛應(yīng)用于食品領(lǐng)域[4-5]。

近年來,對(duì)于超高壓在蝦貝類脫殼中應(yīng)用的研究也有報(bào)道。Hsu等人對(duì)不同超高壓處理?xiàng)l件對(duì)牡蠣脫殼及食用品質(zhì)的影響進(jìn)行了研究;易俊潔等人研究了超高壓脫殼對(duì)鮑魚肉理化性質(zhì)和品質(zhì)的影響,并選擇處理壓強(qiáng)300 MPa、保壓時(shí)間為0 min作為鮑魚最佳超高壓脫殼工藝參數(shù);陳少華等人將超高壓技術(shù)應(yīng)用于南美白對(duì)蝦的脫殼,結(jié)果表明超高壓處理脫殼較傳統(tǒng)手工脫殼能顯著縮短脫殼時(shí)間、提高蝦仁得肉率[6-8]。

表1　超高壓脫殼實(shí)驗(yàn)參數(shù)Table 1　Different ultra-high pressure shucking treatments

小龍蝦甲殼較其它品種堅(jiān)硬,利用超高壓對(duì)小龍蝦脫殼的研究尚未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)在企業(yè)龍蝦脫殼工藝基礎(chǔ)上,采用超高壓對(duì)熱燙過的小龍蝦進(jìn)行處理,以壓強(qiáng)、保壓時(shí)間為影響因素,以蝦仁得率、脫殼時(shí)間、持水率等為指標(biāo),研究小龍蝦脫殼條件,并分析各條件下蝦仁質(zhì)構(gòu)特性,為利用超高壓技術(shù)生產(chǎn)蝦仁提供指導(dǎo)及理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

小龍蝦購(gòu)自武漢市起義門生鮮市場(chǎng)。

HPP.L2-600/2超高壓設(shè)備天津市華泰森淼生物工程技術(shù)有限公司;TA-XT2i物性分析儀英國(guó)SMS公司;海爾立式超低能保存箱青島海爾股份有限公司;絲尼龍聚乙烯真空袋河北滄州市眾信塑業(yè)有限公司;PL2002電子天平梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;真空封口機(jī)北京日上科貿(mào)有限公司;LXJ-B離心機(jī)上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1樣品處理

1.2.1.1原料取體型相近(9.8±0.5) cm的鮮活小龍蝦清洗干凈,確保處理前小龍蝦仍然鮮活。

1.2.1.2水煮處理根據(jù)企業(yè)龍蝦脫殼工藝前處理?xiàng)l件,將鮮活小龍蝦于沸水中熱燙4 min冷卻后備用。

1.2.1.3超高壓處理將水煮處理過的龍蝦放入真空袋(每袋1只蝦,每個(gè)處理組10個(gè)平行),真空密封,置于超高壓處理釜中,所有樣品的處理溫度均為室溫。在預(yù)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,選擇的脫殼實(shí)驗(yàn)參數(shù)見表1,高壓處理后進(jìn)行手工脫殼。

1.2.2脫殼時(shí)間的檢測(cè)方法將未經(jīng)任何處理的蝦、水煮4 min和水煮4 min后超高壓處理的小龍蝦進(jìn)行手工脫殼。手工脫殼包含三個(gè)步驟:去頭;去第一節(jié)殼;然后將蝦仁完整拉出,若拉不出,則手工去殼,每組十只小龍蝦,記錄脫殼時(shí)間。

1.2.3蝦仁得率的檢測(cè)準(zhǔn)確稱量記錄每只小龍蝦脫殼前的質(zhì)量和脫殼后蝦仁的質(zhì)量,每組每次包含10只小龍蝦。蝦仁得率計(jì)算公式如下:

蝦仁得率(%)=蝦仁質(zhì)量/整蝦質(zhì)量×100

1.2.4蝦殼破裂程度及蝦仁完整性的檢測(cè)方法蝦殼破裂程度以超高壓后蝦殼有無凹陷破損為標(biāo)準(zhǔn),蝦仁完整性以脫殼后蝦仁肌肉完整不破裂且尾部未斷裂作為標(biāo)準(zhǔn)。得到的蝦仁置于4 ℃環(huán)境下保存,在8 h內(nèi)處理完畢。

1.2.5蝦仁持水率的檢測(cè)蝦仁的持水性用離心后的失水多少來衡量。在潔凈干燥的離心管底部填入棉花,再將脫殼后的蝦仁放入離心管,在4500 r/min條件下離心10 min后,取出稱重[9],蝦仁持水率(CWH)計(jì)算公式如下:

CWH(%)=(MM-MN)/MM×100

式中,MM為離心前蝦仁的質(zhì)量,MN為離心后蝦仁的質(zhì)量。

1.2.6蝦仁品質(zhì)的測(cè)定

1.2.6.1蝦仁質(zhì)構(gòu)測(cè)定選取蝦仁的第二腹節(jié)進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)定,將蝦仁置于質(zhì)構(gòu)儀P/36R 探頭下做質(zhì)地多面分析(texture profile analysis,TPA)測(cè)試,選取測(cè)試中獲得的硬度(Hardness)、彈性(Springiness)、耐咀性(Chewiness)對(duì)樣品進(jìn)行分析。

1.2.6.2測(cè)試條件測(cè)前速度2 mm/s;測(cè)試速度0.5 mm/s;測(cè)后速度0.5 mm/s;測(cè)試深度(應(yīng)變)50%;觸發(fā)力5 g。直接讀取所需數(shù)據(jù),所有測(cè)試至少7個(gè)平行樣,取平均值。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)采用方差分析(ANOVA),p>0.05 表示差異不顯著,p<0.05 表示差異顯著。所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)5次以上。

2　結(jié)果與分析

2.1超高壓處理對(duì)小龍蝦脫殼時(shí)間及蝦殼完整性的影響

脫殼時(shí)間是反映小龍蝦脫殼效率最直接的評(píng)價(jià)指標(biāo),其直接影響小龍蝦脫殼的生產(chǎn)效率和成本[10]。

表2　超高壓處理對(duì)脫殼時(shí)間及蝦殼完整性的影響Table 2　Effects of ultra-high pressure treatments on shucking and integrality of crayfish shell

注:同列不同字母表示差異顯著(p<0.05)。

表3　超高壓處理對(duì)蝦仁完整性的影響Table 3　Effects of ultra-high pressure treatments on the integrality of crayfish meat

由表2可以看出,水煮4 min處理過的龍蝦較未處理過的所需脫殼時(shí)間明顯縮短,脫殼效率提高34.38%;水煮后經(jīng)高壓處理過的龍蝦,脫殼時(shí)間也有所減少,脫殼效率有不同程度的提高,300 MPa保壓5 min,脫殼效率可提高到66.78%。未處理、水煮4 min、超高壓(100～300 MPa)處理的脫殼時(shí)間之間存在顯著差異(p<0.05);壓力為100 MPa下的處理組之間脫殼時(shí)間差異不顯著(p>0.05),說明該壓力條件下保壓時(shí)間對(duì)脫殼效率影響不大;100 MPa保壓7 min與200 MPa保壓1 min脫殼時(shí)間之間差異不顯著(p>0.05);200 MPa保壓3 min和保壓5 min兩組之間差異不顯著(p>0.05)。從脫殼效率來看,300 MPa保壓5 min,脫殼效率提高最多,但300 MPa和400 MPa處理下脫殼時(shí)間之間差異不顯著(p>0.05),表明這兩個(gè)壓力條件下,保壓時(shí)間對(duì)脫殼效率影響不大。所以結(jié)合能耗和整體時(shí)間來看,最佳脫殼條件確定為300 MPa保壓1 min,此條件下脫殼時(shí)間,較未處理脫殼效率提高65.46%,較水煮脫殼工藝提高47.37%。

由于小龍蝦殼本身質(zhì)地比較堅(jiān)硬,給手工脫殼帶來不便,經(jīng)超高壓處理過的小龍蝦,壓力達(dá)到一定條件時(shí)蝦殼會(huì)出現(xiàn)破裂或松動(dòng),手工脫殼會(huì)更加容易。由各處理?xiàng)l件下蝦殼完整性可以看出,當(dāng)壓力達(dá)到200 MPa保壓時(shí)間達(dá)到7 min時(shí),處理組所有的蝦殼均會(huì)出現(xiàn)凹陷破損,從而更大程度的提高脫殼效率。

2.2超高壓處理對(duì)蝦仁得率及持水率的影響

蝦仁得率能夠反映小龍蝦脫殼后蝦仁的產(chǎn)出率,也間接反應(yīng)了蝦仁的破損或完整程度;脫殼后蝦仁的持水率則會(huì)影響到蝦仁的加工性能和食用品質(zhì)[11]。

由圖1中的柱狀圖可以看出,經(jīng)水煮和超高壓處理過的小龍蝦蝦仁得率明顯提高,并且未處理過的龍蝦脫殼蝦仁得率與其他處理組間存在顯著性差異(p<0.05);水煮之后和超高壓各條件下蝦仁得率差異不顯著(p>0.005)。說明水煮熱燙處理后,蝦仁成熟,蛋白變性,肌肉與蝦殼之間分離,蝦仁更容易被脫離。如表3所示,實(shí)驗(yàn)過程也發(fā)現(xiàn),未處理過的龍蝦會(huì)有部分肉粘連在蝦殼上面,會(huì)有蝦肉不完整、斷尾現(xiàn)象;另外,當(dāng)壓力達(dá)到400 MPa時(shí),脫殼蝦仁會(huì)出現(xiàn)破裂現(xiàn)象,這可能是由于長(zhǎng)時(shí)間高壓處理使蝦體形變嚴(yán)重,脫殼處理時(shí)容易造成蝦肉破裂,降低了蝦仁的完整性。從蝦仁得率和蝦仁完整性考慮,壓力選擇300 MPa以下較為合適。

圖1　超高壓處理對(duì)蝦仁得率及持水率的影響Fig.1　Effects of ultra-high pressure treatments on yield and water holding capacity 注：不同字母代表差異顯著(p<0.05)。

從圖1蝦肉持水率曲線可以看出,經(jīng)水煮和高壓處理后的蝦肉離心失水較多,說明水煮和高壓處理過的持水性不如鮮蝦肉。水煮處理和100 MPa條件下處理得到的蝦肉持水性差別不大;100～400 MPa條件下,隨著壓力的升高,持水率CWH先增大,超過300 MPa保壓3 min,CWH反而下降,這可能是因?yàn)楫?dāng)壓力或保壓時(shí)間超過一定限度時(shí),會(huì)導(dǎo)致肌肉纖維中的水形成較大的冰晶,細(xì)胞壁被破壞,細(xì)胞內(nèi)水滲透出來,造成肌纖維失水,使蝦肉CWH降低[12];但在100 MPa和200 MPa不同保壓時(shí)間下的持水率變化不大。

2.3超高壓脫殼對(duì)蝦仁質(zhì)構(gòu)的影響

質(zhì)構(gòu)特性是食品感官品質(zhì)中最為重要和常用的一項(xiàng)指標(biāo),因?yàn)樵诤罄m(xù)的加工貯藏中,食品的質(zhì)構(gòu)會(huì)發(fā)生劇烈的變化。蝦仁的感官品質(zhì)由一系列復(fù)雜的特性決定,包括外觀形態(tài)、香氣、口感和質(zhì)構(gòu)等。與其他肉制品不同,水產(chǎn)品常會(huì)經(jīng)歷更快的解僵過程,在這個(gè)過程中水產(chǎn)品的肌肉會(huì)不斷變軟,肌肉中的結(jié)締組織含量下降,膠原纖維變得松弛[13-14]。

2.3.1超高壓脫殼對(duì)蝦仁硬度的影響硬度是評(píng)價(jià)肉制品和水產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)最為關(guān)鍵的指標(biāo),圖2顯示了不同處理對(duì)蝦仁硬度的影響。從圖2可以看出,水煮和水煮后超高壓處理后蝦肉的硬度均變大,另外樣品硬度隨壓強(qiáng)的上升而呈增大趨勢(shì),300 MPa條件下保壓7 min硬度達(dá)到最大,隨后硬度開始下降。這主要是由于水煮之后肌球蛋白分子在一定壓力作用下會(huì)發(fā)生變性聚合,硬度變大;當(dāng)壓力超過一定值后,蝦仁中的部分肌肉被破壞,導(dǎo)致硬度下降。當(dāng)壓力超過300 MPa后,隨著保壓時(shí)間的增加,硬度下降。

圖2　超高壓處理對(duì)蝦仁硬度的影響Fig.2　Effects of ultra-high pressure treatments on the hardness of crayfish meat

2.3.2超高壓脫殼對(duì)蝦仁彈性的影響蝦仁肌肉的彈性也是反映質(zhì)構(gòu)優(yōu)劣的另一重要指標(biāo),由圖3可以看出,水煮處理后蝦仁的彈性明顯增大,說明熱燙對(duì)蝦仁的彈性具有一定的增強(qiáng)作用。水煮之后經(jīng)超高壓處理蝦仁彈性略有下降,高壓會(huì)造成蝦肉中肌原纖維的細(xì)絲蛋白發(fā)生變性,結(jié)構(gòu)破裂,從而導(dǎo)致彈性有所下降。但各壓力條件不同保壓時(shí)間下彈性之間無明顯區(qū)別,可能是由于水煮及超高壓作用鈍化了蛋白水解酶的活性,從而阻礙了細(xì)胞骨架蛋白的降解造成的[15]。

圖3　超高壓處理對(duì)蝦仁彈性的影響Fig.3　Effects of ultra-high pressure treatments on the springness of crayfish meat

2.3.3超高壓脫殼對(duì)蝦仁耐咀性的影響從圖4中可以看出經(jīng)過水煮及超高壓處理的蝦仁耐咀性明顯升高,不同的壓力處理組之間,耐咀性先升高,在壓力達(dá)到200 MPa保壓7 min后趨于平穩(wěn)。除400 MPa條件外,同一處理壓力隨保壓時(shí)間增加蝦仁耐咀性也呈增大趨勢(shì)?？赡苁怯捎跓釥C以及超高壓處理使蛋白質(zhì)的三、四級(jí)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被破壞,失水導(dǎo)致肌原纖維密度增大,從而使咀嚼性增大[16]。300 MPa條件下保壓1 min和3 min耐咀性相差不大,而保壓5 min耐咀性略有升高。

圖4　超高壓處理對(duì)蝦仁耐咀性的影響Fig. 4　Effects of ultra-high pressure treatments on the chewiness of crayfish meat

綜上所述,超高壓處理所得的蝦仁與傳統(tǒng)處理方法得到蝦仁的質(zhì)構(gòu)存在差異,包括蝦仁的硬度、彈性和耐咀性等,而不同的壓力及保壓時(shí)間對(duì)蝦仁的硬度和耐咀性影響較大。綜合考慮硬度、耐咀性、彈性、處理時(shí)間和能耗因素,選擇300 MPa保壓1 min作為脫殼條件較為合適。

3　結(jié)論

超高壓處理較傳統(tǒng)手工脫殼能顯著(p<0.05)縮短小龍蝦脫殼時(shí)間、提高蝦仁得肉率,最佳脫殼條件確定為300 MPa保壓1 min,此條件下脫殼時(shí)間,較未處理脫殼效率提高65.46%,較水煮脫殼工藝提高47.37%。另外,超高壓處理得到的蝦肉硬度有所增加、耐咀性變大、而彈性變化不明顯,研究結(jié)果為超高壓技術(shù)推廣應(yīng)用于小龍蝦的脫殼提供了參考。

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Effect of ultra-high pressure treatment on shucking and meat properties of red swamp crayfish

WANG Lan1,2,HE Jian-jun2,JIA Xi-wu2,YU Jing-fen1,CUI Yan1,WU Wen-jin2,LI Xin2,DING An-zi2,XIONG Guang-quan2,LING Jian-gang1,*

(1.Institute of Agricultural Products Processing,Ningbo Academy of Agricultural Sciences,Ningbo 315040,China;2.Institute of Agricultural Products Processing and Nuclear-agricultural Technology,Hubei Academy of Agricultural Sciences,Farm Products Processing Research Sub-center of Hubei Innovation Center of Agriculture Science and Technology,Wuhan 430064,China)

In order to improve the shucking efficiency and the properties of crayfish meat,using ultra-high pressure treatment as a method before shucking. The distinctions of some indexes under different treatment were compared,such as the shucking time,the yield of crayfish meat,the integrality of crayfish meat and so on. The results showed that the shucking time could be shortened signally and the yield of crayfish meat could be increased after ultra-high pressure treatment. The optimum shucking condition of ultra-high pressure treatment was 300 MPa with 1 min,the yield of shucking was increased 65.46% under this condition compared with untreated samples and increased 47.37% compared with boiled shell process. On the other hand,the crayfish meat had good integrity,the hardness was added,the chewiness became larger,but there was no significant difference between the springiness. The research provided a reference for ultra-high pressure application in shucking of red swamp crayfish.

ultra-high pressure treatment;red swamp crayfish;shucking;crayfish meat properties

2015-11-27

汪蘭(1981-)，女，博士，副研究員，研究方向：食品科學(xué)，E-mail：2005lily@gmail.com。

凌建剛(1973-)，男，高級(jí)農(nóng)藝師，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品保鮮，E-mail：nbnjg@163.com。

2015年寧波市公益類重大專項(xiàng)(2015C110002)。

TS254.4

A

1002-0306(2016)14-0138-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.14.019