液體冷卻介質急速凍結對克氏原螯蝦品質的影響

石楊 袁世鋒 陸超群 劉帥 佟長青 李偉

摘要 [目的]研究液體冷卻介質急速凍結對克氏原螯蝦品質的影響。[方法]在-18 ℃冷凍貯藏60 d時，進行感官品質、風味物質、氨基酸組成、質構及電鏡分析。[結果]使用液體冷卻介質急速凍結的克氏原螯蝦在-18 ℃冷凍貯藏后30～60 d，感官品質顯著高于常規(guī)冷凍克氏原螯蝦組（P<0.05）。貯藏后60 d，風味物質成分具有明顯差異。液體冷凍介質急凍樣品中呈味氨基酸含量高于常規(guī)冷凍樣品。利用液體冷卻介質急速凍結的克氏原螯蝦在硬度、內聚性以及耐咀性等方面高于常規(guī)冷凍克氏原螯蝦，而在彈性方面，常規(guī)冷凍樣品高于利用液體冷卻介質急速凍結的樣品。電鏡觀察表明，液體冷卻介質急凍克氏原螯蝦肌肉組織與新鮮克氏原螯蝦的肌肉組織結構類似，組織間間隙較小。[結論]將克氏原螯蝦置于-43 ℃的液體冷凍冷卻介質中5 min，實現(xiàn)了它的玻璃化轉變，其品質有了較好的保存。

關鍵詞 克氏原螯蝦;液體冷卻介質;急速凍結;玻璃化轉變

中圖分類號 S984.6文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2018）34-0160-04

克氏原螯蝦（Procambarus clarkii）是我國主要淡水養(yǎng)殖品種?？耸显r味道鮮美，是一種低脂肪、低膽固醇、高蛋白的健康食品。2016年我國克氏原螯蝦養(yǎng)殖面積超過60萬hm 產量達89.91萬t[1]?？耸显r收獲季節(jié)性極強，每年4—9月是克氏原螯蝦收獲的旺季，其他時間是克氏原螯蝦收獲的淡季。因此，針對克氏原螯蝦需要解決的問題是發(fā)展一種新的冷凍保鮮技術，使克氏原螯蝦在市場上能突破季節(jié)的限制，克氏原螯蝦產業(yè)才可能獲得更高的經濟效益。

水產品在冷凍冷藏過程中會出現(xiàn)結構破壞、營養(yǎng)流失以及風味物質消失等情況，主要原因是由于水產品含水量較多，在以較慢的速度凍結水產品過程中形成量少而大的冰晶體，冰晶體呈六角形結晶單元或者不規(guī)則樹枝狀。這樣的冰晶體會對水產品的細胞結構造成破壞以及對水產品組織產生擠壓磋動[2]。在以較快的速度凍結水產品過程中，水產品中的水形成球狀晶體。當在液態(tài)氮極低溫度下急速凍結時，水產品中的水呈細微球粒結晶，這一結晶過程稱為“玻璃化”[2-3]。水產品中的水在凍結過程中的玻璃化不會對水產品的細胞結構造成破壞。因此，急速凍結技術是保證水產品營養(yǎng)和風味的關鍵。

在急速凍結過程中，冷卻介質起著至關重要的作用。冷卻介質作用是使水產品快速達到玻璃化轉變溫度，使水產品內部的酶迅速失活[4]。研究表明，液體冷卻介質是實現(xiàn)急速凍結技術的關鍵。筆者利用液體冷卻介質對克氏原螯蝦進行急速凍結，在-18 ℃貯藏60 d后對克氏原螯蝦的品質進行研究，以期為液體冷卻介質急速凍結技術在水產品冷藏保鮮領域的應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器 克氏原螯蝦，大連長興水產市場;殼寡糖，大連中科格萊克生物科技有限公司。隧道灌注式小龍蝦冷凍機，江蘇諾克諾菲智能機械有限公司;TMS-PRO質構儀，美國FTC（Food Technology Corporation）;GC（7890B），美國安捷倫;GC/Q-TOF（/7200），美國安捷倫。

1.2 方法

1.2.1 液體冷卻介質的制備。液體冷卻介質的制備方法參考文獻[5]。菲律賓蛤仔凝集素（MCL-T）按照文獻[6]方法制備。液體冷凍冷卻介質由質量比為5%的NaCl、7%的乙醇、35%的甘油、2%的蔗糖、0.5%的菲律賓蛤仔凝集素以及1%的殼寡糖組成。

1.2.2 克氏原螯蝦急凍過程。

將克氏原螯蝦置于-43 ℃的液體冷凍冷卻介質中5 min，取出置于-18 ℃的冰柜中貯藏。

1.2.3 感官評價。

參考其他水產品的感官評定標準[7]，制定克氏原螯蝦的感官評定標準。由6名經過訓練的感官評定人員進行，按照表1進行綜合評分。在克氏原螯蝦凍結后0、10、20、30、40、50、60 d進行色澤、體表、肌肉及90 ℃水煮5 min 的氣味和湯汁評價?？偡种翟?0分（最好品質）和0分（最差品質）。

1.2.4 克氏原螯蝦風味成分分析。

采用樣品固相微萃取（SPME）方法。取2 g克氏原螯蝦樣品，置于20 mL的固相微萃取樣品瓶中，利用CTC三合一自動進樣器，在50 ℃加熱振蕩器中將樣品進行萃取30 min，熱解析3 min。

SPME獲得的樣品于安捷倫GC*GC-Q-TOF（7890B/7200型）進行分析。調制周期：3 s;熱噴時間：350 ms。一維色譜柱為HP-5ms，30 m×0.25 mm×0.25 μm;二維色譜柱為DB-17HT，1.8 m×0.1 mm×0.1 μm。溶劑延遲時間：3 min，不分流進樣，載氣為He，流速：1 mL/min。進樣口溫度為250 ℃。升溫程序為40 ℃保持2 min，5 ℃/min升至270 ℃，保持10 min，共58 min。質譜為EI源，接口溫度：280 ℃，掃描范圍：40～700 m/z。

1.2.5 氨基酸組成分析。分別將鮮克氏原螯蝦、常規(guī)冷凍克氏原螯蝦、冷凍介質急凍克氏原螯蝦樣品干燥至恒重，取一定量樣品在6 mol/L鹽酸中110 ℃條件下消化24 h，脫酸后，用H2O定容至5 mL，在氨基酸自動分析儀上測定樣品中氨基酸的組成。

1.2.6 質構分析。質構分析利用P/0.5柱形探頭，以60 mm/min速度進行測試，變形量為35%，2次下壓循環(huán)時間間隔5 s。

1.2.7 組織結構觀察。對樣品制作切片，進行電鏡觀察。

1.3 數(shù)據處理 用Excel軟件對所測定的指標進行配對t檢驗和相關性分析。

2 結果與分析

2.1 克氏原螯蝦品質變化 使用液體冷卻介質急速凍結和常規(guī)冷凍克氏原螯蝦并在色澤、體表、肌肉、氣味以及湯汁方面對其進行評定，結果如圖1所示。由圖1可見，使用液體冷卻介質急速凍結的克氏原螯蝦在-18 ℃冷凍貯藏30 d后，感官品質顯著高于常規(guī)冷凍克氏原螯蝦組（P<0.05）。

2.2 克氏原螯蝦冷凍過程中風味物質成分變化

克氏原螯蝦在-18 ℃冷凍貯藏60 d后，風味物質成分分析結果見表2。由表2可以看出，新鮮、常規(guī)冷凍與液體冷凍介質急凍克氏原螯蝦樣品的風味物質成分具有明顯差異。新鮮克氏原螯蝦具有豐富的風味物質成分，相對含量較高的風味物質有乙醇、丙酮，相對含量分別為65.187%、10.364%;常規(guī)冷凍克氏原螯蝦風味物質成分相對含量較高的有乙醇、正丁醇，相對含量分別為24.322%、26.914%;而液體冷凍介質急凍克氏原螯蝦含量較高的風味物質為乙醇，相對含量達94.887%。正丁醇具有讓人反胃的特殊氣味，它是由克氏原螯蝦冷凍過程中微生物代謝產生的。新鮮克氏原螯蝦與液體冷凍介質急凍克氏原螯蝦樣品正丁醇相對含量極少。

2.3 克氏原螯蝦冷凍過程中氨基酸成分變化

克氏原螯蝦冷凍過程中氨基酸成分分析結果見表3。由表3可以看出，新鮮克氏原螯蝦的氨基酸總量高達10 035 mg/100 g，而常規(guī)冷凍與液體冷凍介質急凍克氏原螯蝦樣品氨基酸總量較少，分別為11.14與11.11 mg/100 g。其中6種呈味氨基酸Glu、Asp、Phe、Ala、Gly和Tyr的總量在常規(guī)冷凍與液體冷凍介質急凍克氏原螯蝦樣品中分別為2.87與3.14 mg/100 g，液體冷凍介質急凍克氏原螯蝦樣品中呈味氨基酸含量較高。

2.4 質構分析與電鏡觀察

利用液體冷卻介質急凍克氏原螯蝦在-18 ℃冷凍貯藏60 d后，其質構與常規(guī)冷凍克氏原螯蝦質構測定結果見圖2。液體冷卻介質急凍克氏原螯蝦肌肉組織的硬度（圖2A）、耐咀性（圖2B）以及內聚性（圖2D）高于常規(guī)冷凍克氏原螯蝦，而液體冷卻介質急凍克氏原螯蝦肌肉組織的彈性（圖2C）低于常規(guī)冷凍克氏原螯蝦。張馨木的研究表明，彈性測定與感官評定的相關性較一般，硬度的儀器測定與感官評定相關性達0.965[8]。因此總體上分析，利用液體冷卻介質急凍克氏原螯蝦的質構指標優(yōu)于常規(guī)冷凍。另一方面，水分在克氏原螯蝦組織中的多少影響著它的彈性指標。液體冷卻介質由于含有NaCl，造成克氏原螯蝦組織失水，因而其彈性下降。

組織結構電鏡觀察結果如圖3。新鮮克氏原螯蝦的肌肉組織結構緊密，組織間間隙較小。液體冷卻介質急凍克氏原螯蝦肌肉組織與新鮮克氏原螯蝦的肌肉組織結構類似，組織間間隙較小。這表明，在液體冷卻介質急凍克氏原螯蝦過程中，水在肌肉細胞組織中沒有形成具有破壞性的冰晶體。而常規(guī)冷凍克氏原螯蝦的肌肉組織間隙大，這是由于水在肌肉細胞組織中形成了具有破壞性的冰晶體造成的。

3 結論

感官檢驗表明，使用液體冷卻介質急速凍結的克氏原螯蝦在-18 ℃冷凍貯藏30 d后，感官品質顯著高于常規(guī)冷凍克氏原螯蝦組（P<0.05）。在-18 ℃冷凍貯藏60 d后，風味物質成分具有明顯差異。液體冷卻介質急速凍結克氏原螯蝦中含量較高的風味物質為乙醇，而常規(guī)冷凍克氏原螯蝦風味物質成分相對含量較高的有乙醇、正丁醇。液體冷凍介質急凍樣品中呈味氨基酸含量高于常規(guī)冷凍樣品。質構分析表明，利用液體冷卻介質急速凍結的克氏原螯蝦在硬度、內聚性以及耐咀性等方面高于常規(guī)冷凍的小克氏原螯蝦，而在彈性方面，常規(guī)冷凍的克氏原螯蝦高于利用液體冷卻介質急速凍結的克氏原螯蝦。電鏡觀察表明，液體冷卻介質急凍克氏原螯蝦過程中，水在肌肉細胞組織中沒有形成具有破壞性的冰晶體，而常規(guī)冷凍的克氏原螯蝦在肌肉細胞組織中形成了具有破壞性的冰晶體。因此，將克氏原螯蝦置于-43 ℃的液體冷凍冷卻介質中5 min，實現(xiàn)了玻璃化轉變，因此其品質有了較好的保存。

參考文獻

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[3]LEVINE H，SLADE L.A polymer physico-chemical approach to the study of commercial starch hydrolysis products （SHPs）[J].Carbohydrate polymers，1986，6（3）：213-244.

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[6]李偉，陳文，佟長青，等.菲律賓蛤仔凝集素的分離純化及抑菌活性研究[J].大連海洋大學學報，201 27（4）：333-337.

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[8]張馨木.質構儀測定冷鮮肉新鮮度方法的研究[D].長春：吉林大學，2012.