不同干燥方式對封鳊魚品質(zhì)的影響

陳小雷，胡 王，鮑俊杰，周蓓蓓，李正榮

( 安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水產(chǎn)研究所，安徽 合肥 230031 )

封鳊魚是新鮮鳊魚(Parabramispekinensis)經(jīng)宰殺、去鰓、去內(nèi)臟、去腹膜、清洗、干腌、浸鹵、魚腹內(nèi)填入腌制五花肉后風(fēng)干等工藝制成的特色水產(chǎn)加工品，其傳統(tǒng)制作工藝在安徽省沿江地區(qū)流傳久遠(yuǎn)，具有厚重的歷史底蘊和文化價值。封鳊魚具有獨特的風(fēng)味和口感，加之其高蛋白、低脂肪的特點，深受人們喜愛。干燥是封鳊魚加工過程中至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，能賦予其獨特風(fēng)味，包括滋味(肌肉蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的游離氨基酸、小分子多肽以及三磷酸腺苷降解產(chǎn)生的肌苷酸)和氣味(脂肪氧化分解和某些游離氨基酸進一步降解產(chǎn)生的醛、酮等揮發(fā)性物質(zhì))，決定了封鳊魚的風(fēng)味和品質(zhì)。目前市場上所供應(yīng)的封鳊魚基本沿用傳統(tǒng)自然晾曬方法制成，這種干燥方式受天氣影響大，易導(dǎo)致生產(chǎn)連續(xù)性差、周期長、產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定及食用安全隱患多等問題。本研究旨在利用現(xiàn)代技術(shù)與裝備，探索封鳊魚干燥的新途徑、新方法，在兼顧封鳊魚傳統(tǒng)風(fēng)味的同時，顯著提高其食用品質(zhì)和工業(yè)化生產(chǎn)程度。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

鳊魚、食鹽、茴香、八角等天然香辛料均購于合肥市永輝超市四里河路店。

1.2 試驗儀器及試劑

SIM-FD5-3真空冷凍干燥設(shè)備(美國GOLD-SIM集團)；DHG-9240A型電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司)；FA25型高速分散機(弗魯克有限公司)；雷磁PHS-2F型精密pH計(上海精科有限公司)；2300型KjeltecTM自動凱氏定氮儀(丹麥Foss公司)；TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀(英國Stable Micro System 公司)；SP-752紫外可見分光光度計(上海普光儀器有限公司)；JSM-6490LV電鏡掃描儀(日本電子株式會社)；Aqualab Seeries4水分活度儀(美國安培公司)等。

硫酸鐵銨、硝酸銀、冰乙酸、硫氰酸鉀、高氯酸、硼酸、氯仿、碘化鉀、硫代硫酸鈉等均為分析純。

1.3 試驗方法

1.3.1 封鳊魚的加工工藝流程

原料魚→預(yù)處理(宰殺、剖割、去內(nèi)臟、清洗、瀝干)→腌制→復(fù)合增香→填肉入魚腹→干燥→包裝→滅菌→成品。

1.3.2 干燥方法

自然干燥：將預(yù)處理后的封鳊魚在溫度(10±2) ℃、濕度(70±10)%的室外進行干燥，含水率約50%(濕基)時停止干燥，待測定品質(zhì)用。

冷風(fēng)干燥：將預(yù)處理后的封鳊魚在溫度(13±2) ℃、濕度(35±3)%、風(fēng)速(2.5±0.5) m/s的條件下進行干燥，含水率約50%(濕基)時停止干燥，待測定品質(zhì)用。

真空冷凍干燥：將預(yù)處理后的封鳊魚置于-50 ℃的超低溫冰柜中預(yù)凍24 h，取出后在真空冷凍干燥設(shè)備中(溫度-60 ℃，壓強0.01 kPa)進行干燥，含水率約50%(濕基)時停止干燥，待測定品質(zhì)用。

冷風(fēng)—熱風(fēng)聯(lián)合干燥：將預(yù)處理后的封鳊魚在溫度(13±2) ℃、風(fēng)速(2.5±0.5) m/s條件下干燥48 h，之后置于電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)(35 ℃)進行干燥，含水率約50%(濕基)時停止干燥，待測定品質(zhì)用。

熱泵干燥：將預(yù)處理后的封鳊魚置于溫度(18±2) ℃、濕度(34±2)%、風(fēng)速(2.5±0.5) m/s條件下進行干燥，含水率約50%(濕基)時停止干燥，待測定品質(zhì)用。

1.3.3 封鳊魚理化指標(biāo)的測定

質(zhì)量損失：在封鳊魚干燥過程中，每12 h測定1次，記錄數(shù)據(jù)，直至封鳊魚含水率約50%(濕基)時停止干燥。

干燥速率：在封鳊魚干燥過程中，每12 h測定1次，記錄數(shù)據(jù)，直至封鳊魚含水率約50%(濕基)時停止干燥。按下式計算：

Dr=(M1-M2)/(t2-t1)

M=(mt-mG)/mG

式中，Dr為干燥過程中時間在t1和t2之間物料的干燥速率[g/(g·h)]；M1為干燥過程中t1時刻物料的干基含水率；M2為干燥過程中t2時刻物料的干基含水率。M為干基含水率，mt為任意干燥時刻物料的總質(zhì)量(g)；mG為物料的干物質(zhì)質(zhì)量(g)。

硫代巴比妥酸值：取10 g魚肉，攪碎后，加入50 mL 7.5%的三氯乙酸(含體積分?jǐn)?shù)為0.1% EDTA)，振搖30 min，雙層濾紙過濾后取5 mL上清液于具塞試管中，加入5 mL 0.02 mol/L硫代巴比妥酸溶液并在沸水浴中保溫30 min，取出冷卻1 h，4500 r/min下離心5 min，上清液加入5 mL氯仿?lián)u勻，靜置分層后取上清液分別在600 nm和532 nm處測定吸光度，并按下式計算硫代巴比妥酸值[1]。

硫代巴比妥酸值/mg·kg-1=(A532-A600)/155×(1/10)×72.6×1000

式中，A532為波長532 nm處樣品上清液的吸光度，A600為波長600 nm處樣品上清液的吸光度。

揮發(fā)性鹽基總氮：參照SC/T 3032—2007測定。

水分活度：水分活度儀預(yù)熱30 min后，在25 ℃條件下測定經(jīng)不同干燥方式干燥的封鳊魚樣品，將樣品剪成均勻的顆粒，平鋪在儀器內(nèi)的圓底容器內(nèi)，迅速放入水分活度計內(nèi)，測定樣品的水分活度。

復(fù)水率：取魚肉樣品約20 g，記錄其質(zhì)量為m干，放入(90±5) ℃的熱水中，15 min復(fù)水后取出，放置在不銹鋼絲網(wǎng)上瀝干8～10 min，進行稱質(zhì)量，記為m復(fù)，復(fù)水率=m復(fù)/m干[2]。

微觀結(jié)構(gòu)：采用高分辨率X射線Micro-CT系統(tǒng)掃描，掃描分辨率100、5 μm，旋轉(zhuǎn)角度360°，電壓88 kV，電流112 μA，曝光時間800 ms。

質(zhì)構(gòu)特性：將封鳊魚樣品剪成2.0 cm×2.0 cm×1.0 cm的長方體，采用TA-XT-plus型質(zhì)構(gòu)儀，選擇圓柱形探頭P/36R。參數(shù)：模式TPA；觸發(fā)類型Auto；測試前速度1 mm/s；測試時速度2 mm/s；測試后速度1 mm/s；測試模式下壓，下壓距離50%。

1.3.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和繪圖

采用SPSS 17.0數(shù)據(jù)分析軟件進行單因素方差分析和差異顯著性分析，采用Excel軟件對數(shù)據(jù)進行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥方式對封鳊魚質(zhì)量損失的影響

達到干燥終點時自然、冷風(fēng)、聯(lián)合、熱泵和冷凍干燥的時間分別為180、132、108、108、72 h，5種干燥方式對封鳊魚質(zhì)量損失影響極顯著(P<0.01)(圖1)。隨著干燥時間的延長，5種干燥方式的封鳊魚質(zhì)量損失隨時間的延長逐漸降低，可能是因為隨著水分含量的不斷減少，肌纖維逐漸收縮且相互間緊密連接，縮小了水分通道，導(dǎo)致水分從肌肉內(nèi)部向外部擴散的速率不斷降低，且干燥后期占主導(dǎo)機制的樣品中的物質(zhì)遷移方式都是內(nèi)部物質(zhì)轉(zhuǎn)移機制[3-4]。

圖1 不同干燥方式對封鳊魚干燥過程中質(zhì)量損失的影響

2.2 不同干燥方式對封鳊魚干燥速率的影響

冷凍干燥速率最快，熱泵其次，自然最慢，5種干燥方式對封鳊魚干燥速率影響極顯著(P<0.01)(圖2)。真空冷凍之所以速度最快是因為封鳊魚表面是真空狀態(tài)，內(nèi)外形成了大的壓力梯度，在此壓力梯度推動下，水分得以快速去除；熱泵干燥時，加熱使封鳊魚內(nèi)部產(chǎn)生較高的蒸汽壓力，在此壓力的推動下，水分能夠較快去除；自然干燥速率不穩(wěn)定，環(huán)境溫度、濕度、光照強度等均對其產(chǎn)生較大影響，所以干燥速率最慢。

圖2 不同干燥方式對封鳊魚干燥速率的影響

2.3 不同干燥方式對封鳊魚硫代巴比妥酸值的影響

硫代巴比妥酸值常用來衡量魚體脂肪氧化的程度，反映的是封鳊魚中多不飽和脂肪酸降解的二級產(chǎn)物的累積量和可以造成氧化產(chǎn)品不愉快氣味的羧基化合物的產(chǎn)生程度。干燥方式對封鳊魚的硫代巴比妥酸值影響極顯著(P<0.01)(圖3)，其中，自然干燥的封鳊魚硫代巴比妥酸值最高，為12.13 mg/kg，聯(lián)合干燥8.76 mg/kg，熱泵干燥7.68 mg/kg，冷風(fēng)干燥6.46 mg/kg，冷凍干燥最低，為1.85 mg/kg，與Selmi等[5]的研究結(jié)果一致，自然干燥的封鳊魚脂肪氧化程度最嚴(yán)重，原因可能是自然干燥過程中的封鳊魚長時間受紫外線的照射，而紫外線極易使魚肉中的不飽和脂肪酸氧化。

圖3 不同干燥方式對封鳊魚硫代巴比妥酸值的影響

2.4 不同干燥方式對封鳊魚揮發(fā)性鹽基總氮的影響

水產(chǎn)品中的揮發(fā)性鹽基總氮是三甲胺、二甲胺、氨和其他一些揮發(fā)性胺類物質(zhì)的統(tǒng)稱，常作為水產(chǎn)品腐敗程度的重要評價指標(biāo)之一[6-8]。隨著干燥方式的變化，封鳊魚的揮發(fā)性鹽基總氮依次為聯(lián)合干燥>熱泵干燥>自然干燥>冷風(fēng)干燥>冷凍干燥，且揮發(fā)性鹽基總氮的變化極顯著(P<0.01)(圖4)。封鳊魚干燥過程中，溫度升高，微生物和原料魚中酶類作用加強，蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生氨及胺類等堿性物質(zhì)的程度加劇，這些物質(zhì)在魚體內(nèi)不斷積累，使得魚肉揮發(fā)性鹽基總氮的含量增大[9-12]，所以聯(lián)合干燥的封鳊魚揮發(fā)性鹽基總氮含量最高，而冷凍干燥最低。聯(lián)合干燥、熱泵干燥和自然干燥的封鳊魚揮發(fā)性鹽基總氮含量均超過最大接受限度值300 mg/kg[13]。

圖4 不同干燥方式對封鳊魚揮發(fā)性鹽基總氮的影響

2.5 不同干燥方式對封鳊魚水分活度的影響

食品中所含的水分分為自由水和結(jié)合水，只有自由水才能被微生物、酶和化學(xué)反應(yīng)利用，即有效水，可用水分活度加以估量。所以降低食品的水分活度，就能有效抑制食品中微生物的生長活動和化學(xué)反應(yīng)。不同干燥方式的封鳊魚水分活度約0.90，且干燥方式對封鳊魚的水分活度影響不顯著(P>0.05)(圖5)。

圖5 不同干燥方式對封鳊魚水分活度的影響

2.6 不同干燥方式對封鳊魚復(fù)水率的影響

復(fù)水率是衡量風(fēng)干制品品質(zhì)的重要指標(biāo)，反映了干燥方法對其理化性質(zhì)的影響，產(chǎn)品的復(fù)水性能主要取決于物料細(xì)胞和結(jié)構(gòu)的破壞程度[14-15]，通常，產(chǎn)品復(fù)水率越大，品質(zhì)越好。在干燥過程中如果物料內(nèi)部發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的細(xì)胞破壞和錯位，導(dǎo)致細(xì)胞完整性喪失、毛細(xì)管收縮和組織結(jié)構(gòu)坍塌，復(fù)水率就會降低[16]。隨著干燥方式的變化，魚肉復(fù)水率發(fā)生極顯著的變化(P<0.01)，其中，經(jīng)冷凍干燥的魚肉復(fù)水率最大，為1.088，其次是冷風(fēng)干燥1.052，熱泵干燥1.038，自然干燥1.032，聯(lián)合干燥最小，為1.006(圖6)。真空冷凍干燥封鳊魚復(fù)水率最

圖6 不同干燥方式對封鳊魚復(fù)水率的影響

大，是因為封鳊魚體內(nèi)的水分凍結(jié)后在真空的壓力差之下以升華的方式擴散轉(zhuǎn)移排出體外，使得封鳊魚表面和內(nèi)部產(chǎn)生大量孔隙，所以干品復(fù)水時，水分子也較容易進入魚肉組織中，復(fù)水率高，這與張國琛等[17-18]的研究結(jié)果一致；冷風(fēng)、熱泵和自然干燥對封鳊魚的組織結(jié)構(gòu)影響較小，此時的魚肉肌纖維仍然緊密排列[19]，所以復(fù)水率低于真空冷凍干燥；聯(lián)合干燥的魚肉經(jīng)過熱風(fēng)干燥后，收縮率較大，空隙塌陷，復(fù)水時水分較難滲入，導(dǎo)致其復(fù)水率最低[18]。

2.7 不同干燥方式對封鳊魚微觀結(jié)構(gòu)的影響

從魚肉的微觀結(jié)構(gòu)來看，冷風(fēng)干燥和自然干燥的封鳊魚組織結(jié)構(gòu)相似，比較致密；熱泵干燥和聯(lián)合干燥的封鳊魚組織結(jié)構(gòu)遭到了一些破壞，致使其結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)塌陷；冷凍干燥的封鳊魚呈現(xiàn)出疏松多孔的結(jié)構(gòu)特征(圖7)。這是因為冷風(fēng)干燥和自然干燥在低溫(<15 ℃)條件下進行，組織結(jié)構(gòu)上遭到的破壞程度較低；熱泵干燥和聯(lián)合干燥過程中溫度較高，魚肉表面水分快速蒸發(fā)，內(nèi)部水分由內(nèi)向外迅速擴散，造成肌肉發(fā)生快速收縮，組織塌陷[20]；冷凍干燥時，低溫使物料中的水分凍結(jié)成冰晶，隨后在真空條件下，冰晶直接升華成為水蒸氣，形成肌肉疏松多孔的結(jié)構(gòu)[21]。

圖7 不同干燥方式對封鳊魚微觀結(jié)構(gòu)的影響

2.8 不同干燥方式對封鳊魚質(zhì)構(gòu)特性的影響

全質(zhì)構(gòu)分析也被稱為2次咀嚼模式，本試驗選擇硬度、彈性和咀嚼性作為產(chǎn)品品質(zhì)的評價指標(biāo)。硬度是指魚肉達到一定變形所需要的力，測定中指第1次壓縮時的最大峰值，單位用g表示；彈性是指變形魚肉在去除壓力后恢復(fù)到變形前的高度比率，測定中指用第2次壓縮與第1次壓縮的高度比值表示，彈性數(shù)值在0～1之間變化，數(shù)值越大，魚肉的口感越好；咀嚼性則是模擬魚肉咀嚼到可吞咽時所需的力。冷凍干燥、熱泵干燥、冷風(fēng)干燥、聯(lián)合干燥和自然干燥的封鳊魚硬度依次降低，且差異極顯著(P<0.01)(表1)，魚肉在脫水過程中，肌肉中原纖維蛋白收縮，肌纖維組織結(jié)構(gòu)逐漸致密，導(dǎo)致魚肉質(zhì)構(gòu)變硬[22-23]，因此，魚肉的硬度應(yīng)與干燥速率呈正相關(guān)，干燥速度越快，魚肉脫水越快，肌肉纖維的收縮力也越大，這個結(jié)果與干燥過程中的質(zhì)量損失結(jié)果一致。在彈性方面，冷風(fēng)干燥、自然干燥、聯(lián)合干燥、熱泵干燥和冷凍干燥彈性依次遞減，且差異極顯著(P<0.01)，其中冷風(fēng)干燥彈性最好，自然干燥次之，與熱泵干燥和聯(lián)合干燥相比，冷風(fēng)干燥和自然干燥一直是在較低溫度下進行的，魚肉的結(jié)締組織被破壞的程度低，在水分蒸發(fā)的同時，肌纖維逐漸收縮且緊密連接；雖然冷凍干燥溫度最低，但封鳊魚的組織結(jié)構(gòu)疏松多孔，當(dāng)受到外力擠壓作用，很容易發(fā)生不可逆的形變，空隙坍塌，所以其彈性反而不如冷風(fēng)干燥[24]。在咀嚼性方面，冷風(fēng)干燥、自然干燥、聯(lián)合干燥、熱泵干燥和冷凍干燥的封鳊魚咀嚼性逐漸降低，且差異極顯著(P<0.01)，其原因與彈性類似。

表1 不同干燥方式對封鳊魚質(zhì)構(gòu)特性的影響

注：同行不同字母表示差異顯著(P<0.05).

3 討 論

3.1 自然干燥的優(yōu)勢與不足

自然干燥是水產(chǎn)品的傳統(tǒng)干燥方法，也是最經(jīng)濟的方法，目前許多封鳊魚加工企業(yè)仍以自然干燥為主。由試驗結(jié)果可見，自然干燥的封鳊魚組織結(jié)構(gòu)和質(zhì)構(gòu)特性較好，僅遜色于冷風(fēng)干燥；干燥速率最慢；硫代巴比妥酸值結(jié)果顯示，其脂肪氧化程度最高；揮發(fā)性鹽基總氮含量高于冷凍和冷風(fēng)干燥，說明魚肉腐敗程度較高；復(fù)水率較差，僅高于聯(lián)合干燥；微觀結(jié)構(gòu)顯示自然干燥封鳊魚肌肉組織緊致、平滑。

3.2 真空冷凍干燥的優(yōu)勢與不足

真空冷凍干燥是通過調(diào)節(jié)溫度將物料中水分完全凍結(jié)成小冰晶，利用真空泵使箱體內(nèi)維持較低的真空度，使物料中的水分由固態(tài)冰直接升華成氣態(tài)水蒸氣，然后利用真空系統(tǒng)的冷阱將水蒸氣冷凝，達到降低物料水分含量的目的。由試驗結(jié)果可知，真空冷凍干燥的速率、魚肉的復(fù)水率均最高，脂肪氧化程度和魚肉腐敗程度均最低；微觀結(jié)構(gòu)和質(zhì)構(gòu)特性顯示，真空冷凍干燥封鳊魚肌肉組織疏松、多孔，肌肉彈性、咀嚼性差。

3.3 熱泵干燥的優(yōu)勢與不足

熱泵是一種自低溫?zé)嵩次諢崃?，在較高溫度下將有效熱能加以利用的熱能裝置，與普通的熱風(fēng)相比，熱泵干燥充分的利用了干燥排出的水蒸氣潛熱，是一種新型的節(jié)能技術(shù)。由試驗結(jié)果可見，熱泵干燥速率較快，僅次于冷凍干燥；硫代巴比妥酸值低于自然和聯(lián)合干燥，說明熱泵干燥封鳊魚氧化程度比自然干燥和聯(lián)合干燥低；揮發(fā)性鹽基總氮值僅低于聯(lián)合干燥，說明熱泵干燥封鳊魚腐敗程度較高；魚肉復(fù)水率高于自然干燥和聯(lián)合干燥，說明熱泵干燥封鳊魚制品優(yōu)于自然干燥和聯(lián)合干燥封鳊魚；微觀結(jié)構(gòu)和質(zhì)構(gòu)特性顯示，熱泵干燥封鳊魚肌肉組織坍塌，彈性、咀嚼性較差。

3.4 聯(lián)合干燥的優(yōu)勢與不足

試驗中的聯(lián)合干燥指先進行冷風(fēng)干燥，干至一定程度再熱風(fēng)干燥，這樣在一定程度上消除了高溫干燥時產(chǎn)生的表面干燥效應(yīng)的不利影響。由試驗結(jié)果可見，聯(lián)合干燥速率居中；硫代巴比妥酸值僅次于自然干燥，說明聯(lián)合干燥封鳊魚脂肪氧化程度較高；揮發(fā)性鹽基總氮值最高，說明聯(lián)合干燥封鳊魚腐敗程度最高；復(fù)水率最低，說明聯(lián)合干燥的封鳊魚干制品品質(zhì)最差；微觀結(jié)構(gòu)和質(zhì)構(gòu)特性結(jié)果顯示，聯(lián)合干燥封鳊魚肌肉組織坍塌嚴(yán)重，彈性、咀嚼性較差。

3.5 冷風(fēng)干燥的優(yōu)勢與不足

試驗所用的冷風(fēng)干燥是一種低溫、控濕風(fēng)干方法。由試驗結(jié)果可見，冷風(fēng)干燥速率僅高于自然干燥；硫代巴比妥酸值和揮發(fā)性鹽基總氮值僅高于冷凍干燥，說明與其他3種干燥方式相比，冷風(fēng)干燥能夠有效降低干燥過程中封鳊魚的脂肪氧化和魚肉腐敗程度；復(fù)水率僅次于冷凍干燥，說明這種干燥方式所制封鳊魚品質(zhì)較好；微觀結(jié)構(gòu)和質(zhì)構(gòu)特性結(jié)果說明，冷風(fēng)干燥封鳊魚肉質(zhì)緊致，彈性和咀嚼性最好。