氣味、色澤、質(zhì)構(gòu)評價(jià)蝦鮮度的研究

王偉

（廊坊出入境檢驗(yàn)檢疫局，河北廊坊065000）

氣味、色澤、質(zhì)構(gòu)評價(jià)蝦鮮度的研究

王偉

（廊坊出入境檢驗(yàn)檢疫局，河北廊坊065000）

為探索出一種快速、準(zhǔn)確評定蝦新鮮度的方法，用電子鼻、色差儀和質(zhì)構(gòu)儀建立評價(jià)蝦新鮮度的fisher判別模型，包括單指標(biāo)模型、雙指標(biāo)模型和綜合模型。結(jié)果顯示，單指標(biāo)的模型準(zhǔn)確率普遍較低；雙指標(biāo)模型的準(zhǔn)確率有所提高；綜合模型的準(zhǔn)確率最高，可以到達(dá)98%。

蝦；新鮮度；電子鼻；色澤；質(zhì)構(gòu)

蝦產(chǎn)品富含蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)，脂肪和糖含量低，味道鮮美，肉質(zhì)細(xì)嫩，已成為消費(fèi)者餐桌上的“常客”[1-4]。但作為一種季節(jié)性和區(qū)域性的水產(chǎn)品，蝦的新鮮度容易降低而失去食用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。隨著蝦新鮮度的變化，其食用安全性也在逐漸下降，因此快速、準(zhǔn)確的判定蝦的新鮮度很有必要。

蝦死后大致可以分為：僵硬、自溶和腐敗變質(zhì)3個(gè)過程[5]。蝦的鮮度可以從氣味[6-9]，顏色[10-13]和質(zhì)構(gòu)[14-18]特性等多方面得到體現(xiàn)[19-25]，但是由于自身差異和環(huán)境因素的諸多影響，只通過一個(gè)指標(biāo)難以準(zhǔn)確可靠的評判其鮮度。單一指標(biāo)的好壞只是評判蝦鮮度的必要不充分條件，想得到更加準(zhǔn)確的評判結(jié)果，需要考慮聯(lián)合多種指標(biāo)的結(jié)果。目前，關(guān)于蝦新鮮度快速檢測技術(shù)的探索研究[26-28]還主要集中在使用單一的技術(shù)手段對某單一指標(biāo)進(jìn)行檢測和分析。也有研究人員[5]嘗試聯(lián)合分析多重指標(biāo)來評判蝦的新鮮度。本試驗(yàn)嘗試找到凡納濱對蝦新鮮度變化與其氣味、顏色和質(zhì)構(gòu)特性變化規(guī)律之間的關(guān)系，為蝦新鮮度的評判提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

凡納濱對蝦：大小均勻，每只15 g左右，采購于天津市王頂?shù)趟a(chǎn)市場；食品保鮮膜：臺州市路橋幸福人家生活用品有限公司；高氯酸（分析純）、硼酸（分析純）、鹽酸（分析純）、氫氧化鈉（分析純）、酚酞指示劑（分析純）、混合指示劑（分析純）、硅油消泡劑（分析純）：天津市紅橋區(qū)北海實(shí)業(yè)公司玻璃儀器分公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BCD-251WBCY型冰箱：青島海爾公司；電子鼻系統(tǒng)：天津商業(yè)大學(xué)食品科學(xué)實(shí)驗(yàn)室自制；UltraScan PRO型色差儀：美國HUNTER LAB公司；TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)分析儀：英國STABLE MICROSYSTEMS公司；半微量凱氏定氮儀：天長市長城玻璃儀器制造廠。

1.3 方法

1.3.1 樣品預(yù)處理及方案

選擇在4℃冷藏、-3℃微凍和-18℃冷凍3個(gè)條件下進(jìn)行。將活蝦3只一組放在干凈的培養(yǎng)皿中，用食用保鮮膜密封，分別存放在4、-3、-18℃的冰箱中備用。4℃冷藏條件下樣品測量時(shí)間點(diǎn)是 0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5 d（每隔 12 小時(shí)檢測一次）；-3℃微凍條件下測量時(shí)間點(diǎn)是 0、1、2、3、4、11、18、25、32、39 d；-18 ℃冷凍條件下測量時(shí)間點(diǎn)是 0、2、4、6、13、20、40、60、80、100、120、140、160 d；測量取樣均不放回，平行試驗(yàn)取3個(gè)樣品進(jìn)行測量。試驗(yàn)一直進(jìn)行到蝦體顯著腐敗變質(zhì)為止。依次對樣品進(jìn)行感官評價(jià)、電子鼻檢測、色差檢測、質(zhì)構(gòu)儀檢測和揮發(fā)性鹽基氮含量（TVBN）的測定。

1.3.2 感官評價(jià)

參考并適當(dāng)調(diào)整凡納濱對蝦感官檢驗(yàn)的評分標(biāo)準(zhǔn)[28]見表1，請10名經(jīng)過培訓(xùn)的人員對樣品蝦進(jìn)行感官評價(jià)。單項(xiàng)指標(biāo)滿分設(shè)為20分，0分表示新鮮度極差，不可食用；20分表示新鮮度極好。

表1 凡納濱對蝦感官檢驗(yàn)評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standards for Litopenaeus vannamei

1.3.3 電子鼻檢測氣味

選用6個(gè)傳感器探頭（101號~106號）：空氣清新度檢測儀、二氧化碳檢測傳感器、酒精傳感器、硫化氫傳感器、甲烷等可燃?xì)怏w傳感器和胺類物質(zhì)傳感器。大致測量步驟如下：將蝦樣品置于樣品室中，通入流速穩(wěn)定的空氣，載有蝦揮發(fā)性成分的氣流進(jìn)入裝有6個(gè)不同氣體傳感器組成列陣的測量室進(jìn)行檢測。

1.3.4 色差儀檢測色澤

將蝦樣品放在20 mm比色皿中，檢測第二、三腹關(guān)節(jié)側(cè)面。采用CIE（國際照明委員會）推薦使用的LAB表色系統(tǒng)體現(xiàn)蝦體的色澤情況，結(jié)果用L*值、a*值和b*值表示，計(jì)算△E*值。其中，L*值代表蝦體的明亮程度，a*值和b*值代表蝦體具體的顏色情況。值的正負(fù)以標(biāo)準(zhǔn)白板、黑板為基準(zhǔn)，L*值表示黑白；a*值表示紅綠；b*值表示黃藍(lán)；△E*值表示總體色差，公式如下：（式中：L1為樣品L*值；L0為標(biāo)準(zhǔn)L*值；a1為樣品a*值；a0為標(biāo)準(zhǔn)a*值；b1為樣品b*值；b0為標(biāo)準(zhǔn)b*值；樣品值是不同測量時(shí)間點(diǎn)測量值，標(biāo)準(zhǔn)值均為保藏0 d時(shí)對蝦樣品的測量值。）

1.3.5 質(zhì)構(gòu)儀質(zhì)構(gòu)特性

對蝦樣品進(jìn)行質(zhì)地多面分析（TPA，Texture Profile Analysis），測定指標(biāo)包括膠黏性、咀嚼性、硬度、彈性、黏合度和凝聚性等。探頭為P/50平底柱形探頭，測試參數(shù)為：測前速度為1.00 mm/s，測試速度為2.00 mm/s，測后速度為2.00 mm/s，壓縮程度為40%。

1.3.6 測量揮發(fā)性鹽基氮

參照SC/T 3032-2007《水產(chǎn)品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》標(biāo)準(zhǔn)，利用半微量凱式定氮儀按半微量定氮法測定樣品蝦中揮發(fā)性鹽基氮的含量：1）稱取10 g（精確到0.01 g）蝦肉，量取90 mL高氯酸溶液，充分混合并研磨，后用真空泵抽濾，濾液備用；2）在一錐形瓶中加入10 mL硼酸吸收液和2滴~3滴混合指示劑，將冷凝管的下端至于液面以下，向半微量定氮器反應(yīng)室中先后加入5 mL濾液，1滴~2滴酚酞指示劑，和5 mL氫氧化鈉溶液，蓋緊并水封，通入熱蒸汽；3）蒸餾5 min，然后用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定吸收液，計(jì)算揮發(fā)性鹽基氮（TVBN）的含量。每個(gè)樣品做3組平行試驗(yàn)，同時(shí)進(jìn)行空白試驗(yàn)。

1.3.7 數(shù)據(jù)處理

將所獲取的數(shù)據(jù)用SPSS19.0軟件進(jìn)行判別分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蝦鮮度的變化

隨著貯藏時(shí)間的延長，蝦的新鮮度逐漸下降，下降的速度隨著溫度的降低而減緩。4℃條件下（如圖1），蝦在36 h內(nèi)未發(fā)生明顯的感官變化，得分在83分以上，TVBN值上升緩慢，含量在12 mg/100 g以下。到第4.5天時(shí)，蝦已經(jīng)明顯腐敗變質(zhì)，感官得分為35分，遠(yuǎn)低于腐敗的界限60分，TVBN值已超過30 mg/100 g腐敗臨界值。-3℃條件下（如圖2），蝦在第4天時(shí)感官得分和TVBN值分別為：83分和15.61 mg/100 g，鮮度較好。第11天、第18天、第25天、第32天和第39天的感官得分和TVBN含量分別為：74分，24.51 mg/100 g；67 分，26.66 mg/100 g；55 分，29.56 mg/100 g；48 分，32.63 mg/100 g和45分，35.48 mg/100 g。溫度的降低延緩了蝦新鮮度下降的速度。-18℃條件下（如圖3），蝦的感官評分和TVBN的變化速度緩慢。20 d內(nèi)變化不顯著，第20天時(shí)感官得分和TVBN值分別為：90分和10.71 mg/100 g。第60天、第100天和第160天時(shí)的感官得分和TVBN值分別為：85分，17.38 mg/100 g；81分，19.60 mg/100 g和76分，28.85 mg/100 g。蝦體一直保持了較好的感官狀況，TVBN值上升緩慢。

圖1 4℃下凡納濱對蝦新鮮度的變化Fig.1 The changes of freshness of Litopenaeus vannamei at 4℃

圖2 -3℃下凡納濱對蝦新鮮度的變化Fig.2 The changes of freshness of Litopenaeus vannamei at-3℃

圖3 -18℃下凡納濱對蝦新鮮度的變化Fig.3 The changes of freshness of Litopenaeus vannamei at-18℃

2.2 電子鼻檢測結(jié)果

各傳感器的響應(yīng)值隨時(shí)間和溫度的不同產(chǎn)生了不同的變化趨勢見圖4~圖6。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨時(shí)間的延長：101號響應(yīng)值逐漸上升后趨于平穩(wěn)；103號響應(yīng)值在貯藏的初期（冷藏2 d內(nèi)，微凍5 d內(nèi)，冷凍11 d內(nèi)）有上升的過程，之后響應(yīng)值開始下降；104號和105號傳感器的響應(yīng)值在4℃條件下逐漸上升，在-4℃的條件下先上升后下降，在-18℃條件下前期逐漸下降，后期比較穩(wěn)定；106號傳感器響應(yīng)值在冷藏條件下短暫上升后持續(xù)下降，在微凍和冷凍條件下變化不顯著，只有小幅上升波動(dòng)。

圖4 4℃下各傳感器響應(yīng)值的變化圖Fig.4 Changes of sensor response value at 4℃

圖5 -3℃下各傳感器響應(yīng)值的變化Fig.5 Changes of sensor response value at-3℃

圖6 -18℃下各傳感器響應(yīng)值的變化Fig.6 Changes of sensor response value at-18℃

2.3 色差儀檢測結(jié)果

不同溫度下凡納濱對蝦色澤特性的變化見圖7~圖9。4℃冷藏條件下，蝦體的△E*值和b*值在前兩天內(nèi)明顯上升，且上升趨勢相近，2.5 d以后變化速度減緩，到4.5 d時(shí)變化趨于穩(wěn)定；-3℃微凍條件下，20 d以內(nèi)△E*值和b*值處于顯著上升趨勢，之后△E*值上升逐漸減緩，b*值基本趨于平穩(wěn)；在貯藏的末期（即40 d左右時(shí)）蝦體的色澤幾經(jīng)完全黑化，變化已難以體現(xiàn)；-18℃冷凍條件下，△E*值在前40 d內(nèi)上升明顯，之后變化較小，趨勢平穩(wěn)，b*值在前40 d上升顯著，之后上升勢頭減緩，但仍保持一定的上升速度。

圖7 4℃下凡納濱對蝦色澤特性的變化Fig.7 The changes of color characteristics of Litopenaeus vannamei at 4℃

圖8 -3℃下凡納濱對蝦色澤特性的變化Fig.8 The changes of color characteristics of Litopenaeus vannamei at-3℃

圖9 -18℃下凡納濱對蝦色澤特性的變化Fig.9 The changes of color characteristics of Litopenaeus vannamei at-18℃

2.4 質(zhì)構(gòu)儀檢測結(jié)果

圖10 4℃下凡納濱對蝦質(zhì)構(gòu)特性的變化Fig.10 The changes of texture characteristics of Litopenaeus vannamei at 4℃

圖11 -3℃下凡納濱對蝦質(zhì)構(gòu)特性的變化Fig.11 The changes of texture characteristics of Litopenaeus vannamei at-3℃

圖12 -18℃下凡納濱對蝦質(zhì)構(gòu)特性的變化Fig.12 The changes of texture characteristics of Litopenaeus vannamei at-18℃

如圖10、圖11、圖12所示，4℃冷藏條件下，蝦體的硬度在第2.5天時(shí)出現(xiàn)最大值及進(jìn)入了僵直階段，之后僵直解除，硬度逐漸下降，恢復(fù)性在前2.5天下降的較快，之后速度減緩，趨勢趨于平緩；-3℃微凍條件下，蝦體在第3天到第4天左右時(shí)開始出現(xiàn)僵直，硬度逐漸上升，僵直解除之后進(jìn)入自溶階段，硬度開始逐漸下降，恢復(fù)性在5天以前下降明顯，之后下降邊平緩；-18℃冷凍條件下，蝦體在第5天左右就出現(xiàn)了硬度下降現(xiàn)象，可能是貯藏溫度過低形成了大量冰晶，解凍后造成組織失水，導(dǎo)致硬度開始下降，下降的速度逐漸減緩至趨于平緩，恢復(fù)性一直下降，但下降的速度隨時(shí)間的延長逐漸減緩。

2.5 模型的建立及驗(yàn)證

2.5.1 單指標(biāo)模型的建立

用spss軟件對所得數(shù)據(jù)分別進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果顯示，在各貯藏條件下，各指標(biāo)隨貯藏時(shí)間的延長均有顯著性差異（P≤0.05），可以用這些數(shù)據(jù)建立、驗(yàn)證模型。

建模樣本量為60組數(shù)據(jù)（隨機(jī)取自不同溫度），其中新鮮樣本40組，腐敗樣本20組。以蝦的新鮮度為因變量，氣味參數(shù)、顏色參數(shù)（△E*值和b*值）與質(zhì)構(gòu)參數(shù)（硬度和恢復(fù)性）分別為自變量，用spss軟件進(jìn)行fisher判別分析，分別得到氣味模型、色差模型和質(zhì)構(gòu)模型。

2.5.1.1 氣味模型的建立

先對所得的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，基于特征值大于0.9的條件下得到3個(gè)累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到82%的主成分，分別為：

其中，X1為101號傳感器的特征值；X2為102號傳感器的特征值；X3為103號傳感器的特征值；X4為104號傳感器的特征值；X5為105號傳感器的特征值；X6為106號傳感器的特征值。

以3個(gè)主成分因子得分為自變量的氣味模型為：

y=1.119X1+0.264X2-0.314X3（X1為因子 F1；X2為因子F2；X3為因子F3）。將樣本的數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS軟件進(jìn)行如上主成分分析，將所得的因子帶入建立的模型，y＞0時(shí)為新鮮，y＜0時(shí)為腐敗，對照蝦的實(shí)際新鮮度情況即可得到判別的準(zhǔn)確率，結(jié)果如表2所示，模型的準(zhǔn)確率為68.3%。

表2 氣味模型分類結(jié)果Table 2 Classification results of odor model

2.5.1.2 顏色模型的建立

以新鮮度為因變量，△E*值和b*值為自變量的顏色模型為：y=-3.022+0.138X1+0.555X2（-3.022為常量，X1為△E*值；X2為b*值）。將樣本的數(shù)據(jù)帶入建立的模型，y＞0時(shí)為新鮮，y＜0時(shí)為腐敗，對照蝦的實(shí)際新鮮度情況即可得到判別的準(zhǔn)確率，結(jié)果如表3所示，模型準(zhǔn)確率為86.7%。

表3 顏色模型分類結(jié)果Table 3 Classification results of color model

2.5.1.3 質(zhì)構(gòu)模型的建立

以新鮮度為因變量，硬度和恢復(fù)性為自變量的質(zhì)構(gòu)模型為：y=-7.650+0.001X1+12.828X2（-7.650為常量，X1為硬度；X2為恢復(fù)性）。將樣本的數(shù)據(jù)帶入建立的模型，y＞0時(shí)為新鮮，y＜0時(shí)為腐敗，對照蝦的實(shí)際新鮮度情況即可得到判別的準(zhǔn)確率，結(jié)果如表4所示，模型的準(zhǔn)確率為93.3%。

表4 質(zhì)構(gòu)模型分類結(jié)果Table 4 Classification results of texture model

2.5.2 雙指標(biāo)模型的建立

2.5.2.1 氣味-顏色模型的建立

以新鮮度為因變量，氣味參數(shù)和色差參數(shù)為自變量的氣味-顏色模型為：

y=-2.595+0.515X1-0.150X2-0.035X3+0.114X4+0.484X5（-2.595 為常量；X1為因子 1；X2為因子 2；X3為因子3；X4為△E*值；X5為b*值）。將氣味數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS軟件進(jìn)行如上主成分分析，將所得的因子和顏色數(shù)據(jù)帶入建立的模型，y＞0時(shí)為新鮮，y＜0時(shí)為腐敗，對照蝦的實(shí)際新鮮度情況即可得到判別的準(zhǔn)確率，結(jié)果如表5所示，模型的準(zhǔn)確率為88.3%。

2018年11月8日（香港），國泰航空國際美酒品評大賽（HK IWSC）結(jié)果公布。大賽十年以來一直被視為反映亞洲葡萄酒市場來年趨勢的指引，今年以冷涼氣候葡萄酒、“高端化”及氣泡酒成為了大賽十周年中表現(xiàn)最亮眼的項(xiàng)目，同時(shí)，澳洲、法國和日本囊括所有最重要的獎(jiǎng)杯項(xiàng)目。

2.5.2.2 氣味-質(zhì)構(gòu)模型的建立

以新鮮度為因變量，氣味參數(shù)和質(zhì)構(gòu)參數(shù)為自變量的氣味-質(zhì)構(gòu)模型為：

y=-7.284+0.381X1+0.282X2-0.002X3+0.001X4+12.222X5（-7.284 為常量；X1為因子 1；X2為因子 2；X3為因子3；X4為硬度；X5為恢復(fù)性）。將氣味數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS軟件進(jìn)行如上主成分分析，將所得的因子和質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)帶入建立的模型，y＞0時(shí)為新鮮，y＜0時(shí)為腐敗，對照蝦的實(shí)際新鮮度情況即可得到判別的準(zhǔn)確率，結(jié)果如表6所示，模型的準(zhǔn)確率為95%。

表5 氣味顏色模型分類結(jié)果Table 5 Classification results of orod-color model

表6 氣味質(zhì)構(gòu)模型分類結(jié)果Table 6 Classification results of orod-texture model

2.5.2.3 顏色-質(zhì)構(gòu)模型的建立

以新鮮度為因變量，顏色參數(shù)和質(zhì)構(gòu)參數(shù)為自變量的模型為：

y=-3.798+0.001X1+7.055X2-0.060X3-0.328X4（-3.798為常量；X1為硬度；X2為恢復(fù)性；X3為△E*值；X4為b*值）。同理，將樣本的數(shù)據(jù)帶入建立的模型，y＞0時(shí)為新鮮，y＜0時(shí)為腐敗，對照蝦的實(shí)際新鮮度情況即可得到判別的準(zhǔn)確率，結(jié)果如表7所示，模型的準(zhǔn)確率可達(dá)96.7%。

表7 顏色質(zhì)構(gòu)模型分類結(jié)果Table 7 Classification results of color-texture model

2.5.3 綜合模型的建立

以新鮮度為因變量，氣味參數(shù)、顏色參數(shù)和質(zhì)構(gòu)參數(shù)為自變量的綜合模型為：

表8 綜合模型分類結(jié)果Table 8 Classification results of combined model

2.5.4 模型的驗(yàn)證

驗(yàn)證樣本量為40組數(shù)據(jù)（隨機(jī)取自不同溫度），其中新鮮樣本30組，腐敗樣本10組。將驗(yàn)證組樣本的數(shù)據(jù)分別帶入所建模型，y＞0時(shí)為新鮮，y＜0時(shí)為腐敗。驗(yàn)證結(jié)果顯示，氣味模型準(zhǔn)確率為82.5%，顏色模型準(zhǔn)確率為90%，質(zhì)構(gòu)模型準(zhǔn)確率為92.5%，氣味顏色模型準(zhǔn)確率為75%，氣味質(zhì)構(gòu)模型準(zhǔn)確率為92.5%，顏色質(zhì)構(gòu)準(zhǔn)確率為95%，綜合模型準(zhǔn)確率為97.5%。

綜合建模組和驗(yàn)證組的結(jié)果，氣味模型準(zhǔn)確率為74%，顏色模型準(zhǔn)確率為88%，質(zhì)構(gòu)模型準(zhǔn)確率為93%，氣味顏色模型準(zhǔn)確率為83%，氣味質(zhì)構(gòu)模型準(zhǔn)確率為94%，顏色質(zhì)構(gòu)準(zhǔn)確率為96%，綜合模型準(zhǔn)確率為98%。

可見，隨著參考指標(biāo)種類的增加，模型的準(zhǔn)確率逐漸提高。單指標(biāo)的模型準(zhǔn)確率普遍較低，雙指標(biāo)模型的準(zhǔn)確率有所提高，綜合模型的準(zhǔn)確率最高。說明在分析凡納濱對蝦新鮮度時(shí)，綜合考慮蝦的氣味特性、色澤特性和質(zhì)構(gòu)特性更有利于提高評判的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)論

隨著貯藏時(shí)間的延遲，凡納濱對蝦的新鮮度逐漸下降，具體體現(xiàn)在包括氣味、顏色和質(zhì)構(gòu)特性在內(nèi)的感官狀況的變化，這種變化的速度隨著貯藏溫度的下降而減緩。根據(jù)所建模型可以用來評定凡納濱對蝦的新鮮度，但各模型準(zhǔn)確率有所不同，隨著參考指標(biāo)的增加模型的準(zhǔn)確率逐漸提高。單指標(biāo)模型的準(zhǔn)確率一般，雙指標(biāo)模型的準(zhǔn)確率有所提高，綜合模型的準(zhǔn)確率最高。所以，綜合考慮凡納濱對蝦各方面的品質(zhì)狀況，聯(lián)合多種技術(shù)手段，可以更加準(zhǔn)確、可靠地評定蝦的新鮮度。

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Freshness Evaluation of Shrimp with Smell，Color and Texture

WANG Wei
（Langfang Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Langfang 065000，Hebei，China）

In order to explore a combined means to rapidly and accurately evaluate the freshness of shrimp，electronic nose，texture and color-test machine were used to establish kinds of fisher discriminant models，include single index model，double indexes model and integrated model.Results showed that the accuracy of single index model was generally lower than the others；double indexes model accuracy was improved；the accuracy of integrated model was the best 98%.

shrimp；freshness；electronic nose；color；texture

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.22.036

王偉（1989—），男（漢），碩士，研究方向：食品科學(xué)。

2017-03-23