熱預(yù)處理對(duì)南美白對(duì)蝦干燥過程和產(chǎn)品品質(zhì)的影響

員冬玲，王壽權(quán)，耿文廣，趙改菊

(齊魯工業(yè)大學(xué)(山東省科學(xué)院)，山東省科學(xué)院能源研究所，山東 濟(jì)南 250014)

南美白對(duì)蝦，學(xué)名凡納濱對(duì)蝦，俗稱白對(duì)蝦，由于殼薄體肥，肉質(zhì)鮮嫩，營養(yǎng)豐富，備受人們的喜歡。南美白對(duì)蝦由于含水率高，常溫下很容易腐敗變質(zhì)，貯藏期短。干制水產(chǎn)品由于風(fēng)味獨(dú)特、營養(yǎng)豐富、便于貯存和攜帶，生產(chǎn)和消費(fèi)過程無需冷鏈，不僅深受廣大消費(fèi)者尤其是內(nèi)陸人群的喜愛，同時(shí)也降低了生產(chǎn)過程中冷藏冷鏈所需成本和長時(shí)間低溫對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響[1]。因此，干制成為南美白對(duì)蝦加工的重要方法之一。

漂燙可以達(dá)到殺菌、滅酶、防止產(chǎn)品腐敗和變色的作用[2]，是一種常用且有效的食品干制預(yù)處理方法，可以提高干制品的品質(zhì)，唐璐璐等[3]對(duì)豐水梨壓差閃蒸干燥進(jìn)行漂燙預(yù)處理，發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)钠癄C預(yù)處理有利于干燥產(chǎn)品感官品質(zhì)的提高。朱文學(xué)等[4]研究表明，適當(dāng)?shù)钠癄C時(shí)間和漂燙溫度可以減小百合干燥產(chǎn)品與新鮮樣品的色差，有效控制褐變程度。林旭東等[5]研究表明，漂燙時(shí)間為2 min可以最大限度地提高脫水甘藍(lán)葉綠素及維生素C含量。范傳會(huì)等[6]發(fā)現(xiàn)合理的漂燙溫度和時(shí)間可以在維持藕帶硬度的同時(shí)降低其中多酚氧化酶活性，減少褐變現(xiàn)象的產(chǎn)生。此外，漂燙預(yù)處理還可以提高干燥速率[7～10]、降低干燥能耗和干燥成本。在海產(chǎn)品加工中，漂燙還可以使水產(chǎn)品蛋白質(zhì)產(chǎn)生熱變性，降低組織結(jié)構(gòu)持水力，使水產(chǎn)品的含水率降低，從而縮短干燥過程[11-12]。目前，關(guān)于熱水及熱蒸汽預(yù)處理對(duì)帶殼南美白蝦干制過程及干制品品質(zhì)影響的研究鮮有報(bào)道。本文分別采用熱水和熱蒸汽兩種預(yù)處理方式，探討不同預(yù)處理工藝對(duì)南美白對(duì)蝦干燥過程及干制品品質(zhì)的影響，以期為今后南美白對(duì)蝦工業(yè)化干制加工提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器與設(shè)備

南美白對(duì)蝦，由山東海城生態(tài)科技有限公司提供。

GZX-9140MBE電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱(上海博迅公司)；TMS-Pro型食品物性分析儀(美國FTC公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 干制品制備流程

干制品制備流程為原料→解凍→清洗→蒸、熱水處理→瀝水→干燥→檢測。

1.2.2 預(yù)處理工藝

(1)熱水處理：將解凍挑選的南美白對(duì)蝦放入100 ℃水中，沸水煮1～5 min，冷卻，稱重，待用。

(2)熱蒸汽處理：將解凍挑選的南美白對(duì)蝦放入100 ℃蒸汽中，蒸汽蒸1～5 min，冷卻，稱重，待用。

1.2.3 失重率

式中，m1為預(yù)處理前蝦的質(zhì)量，g；m2為預(yù)處理后蝦的質(zhì)量，g。

1.2.4 水分含量測定

根據(jù)GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》[13]，將經(jīng)過預(yù)處理的南美白對(duì)蝦置于恒溫干燥箱中，105 ℃干燥至恒重。

1.2.5 干物質(zhì)得率

式中，m3為預(yù)處理后蝦進(jìn)行干燥水分測試，最終得到的干物質(zhì)的質(zhì)量，g。

1.2.6 干燥曲線的測定

7)計(jì)算綜合評(píng)價(jià)值：式中：Di為綜合評(píng)價(jià)值；wi為第i個(gè)指標(biāo)在整個(gè)指標(biāo)空間所占的比重，即權(quán)重。Di值越大，表明與參考數(shù)列X0越接近，方案越可行。

將預(yù)處理過和未處理的南美白對(duì)蝦放入恒溫鼓風(fēng)干燥箱，每0.5 h測一次數(shù)據(jù)，烘干至所需安全干基含水率8%以下，干燥時(shí)外界環(huán)境的相對(duì)濕度為58%～62%，干燥箱內(nèi)風(fēng)速1.5 m/s，烘箱溫度設(shè)定為80 ℃。

1.2.7 復(fù)水率的測定

將蝦干制品放入100 ℃沸水中放置5 min 后撈出，用濾紙擦干表面水分后檢測質(zhì)量變化，由下式求出復(fù)水率[14]：

式中，m4為樣品復(fù)水后瀝干質(zhì)量，g。

1.2.8 干燥后蝦仁的質(zhì)構(gòu)測試

采用TMS-Pro型物性分析儀中Texture Profile Analysis(TPA)模式測試干燥后蝦仁的質(zhì)構(gòu)。測試參數(shù)值設(shè)定為：直徑75 mm的圓盤擠壓探頭，感應(yīng)力量程200 N，測試前速度60 mm/min，測試速度40 mm/min，測試后速度60 mm/min，測試深度(壓縮比)50%，觸發(fā)類型自動(dòng)0.6 N，回復(fù)時(shí)間2 s。將蝦干制品去殼，留第二第三腹節(jié)進(jìn)行測試。最終得到樣品的硬度、彈性等指標(biāo)，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差形式表示。

1.2.9 色澤測定

于日光燈下采用CR-400色彩色差計(jì)測定L*值(明度，反映色澤的亮度)，a*值(Hunter 標(biāo)度中的a軸值，正數(shù)代表紅色，負(fù)數(shù)代表綠色)，b*值(Hunter 標(biāo)度中的b軸值，正數(shù)代表黃色，負(fù)數(shù)代表藍(lán)色)，同時(shí)對(duì)處理組和標(biāo)準(zhǔn)板總色澤差異值ΔE﹡進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中ΔE*=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2，重復(fù)3次。

采用方差分析進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，Origin Pro8.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并制圖， 差異顯著性P<0.05，所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同預(yù)處理工藝對(duì)南美白對(duì)蝦失重率的影響

表1為熱預(yù)處理時(shí)間、方式對(duì)蝦失重率、水分含量及最終干物質(zhì)得率的影響。根據(jù)水分測試實(shí)驗(yàn)，南美白對(duì)蝦生蝦的水分含量為74.25%±0.25%，干物質(zhì)含量為25.75%±0.25%。從表1我們可以看出，隨著熱水處理時(shí)間的增加，南美白對(duì)蝦的水分先增后減，不同處理時(shí)間下對(duì)蝦的水分不存在顯著差異(P>0.05)。熱水處理時(shí)間在3 min前，對(duì)蝦的重量不減反增，但不同處理時(shí)間蝦的干物質(zhì)得率間及其與生蝦之間，均不存在顯著性差異(P>0.05)，此時(shí)可能是有水分進(jìn)入蝦殼和蝦肉之間。在熱水處理時(shí)間為4 min、5 min時(shí)，蝦的失重率分別為4.76%±0.04%和5.04%±0.02%，均顯著高于1 min、2 min、3 min的蝦失重率(P<0.05)，而此時(shí)干物質(zhì)得率分別下降到24.48%±0.62%和24.43%±0.25%，說明此時(shí)有其他物質(zhì)從蝦體中進(jìn)入漂燙水中。

表1 預(yù)處理方式及時(shí)間對(duì)蝦失重率、水分含量及最終干物質(zhì)得率的影響

注：同列上標(biāo)字母不同表示差異顯著(P<0.05)

從表1我們還可以看出，熱蒸汽處理后的南美白對(duì)蝦的水分持續(xù)降低，不同處理時(shí)間下對(duì)蝦的水分有顯著差異(P<0.05)。隨著熱蒸汽處理時(shí)間的增加，對(duì)蝦的失重率不斷增加，不同熱蒸汽處理時(shí)間下對(duì)蝦的失重率存在極顯著差異(P<0.01)，而不同熱蒸汽處理時(shí)間下對(duì)蝦的干物質(zhì)得率不存在顯著差異(P>0.05)，但4 min、5 min對(duì)蝦干物質(zhì)得率有所下降，說明前3 min，熱蒸汽處理對(duì)蝦失重主要是水分，而超過3 min，有物質(zhì)流失，造成營養(yǎng)成分的浪費(fèi)。

此外，從表1還可以看出，熱水和熱蒸汽處理后對(duì)蝦的水分含量存在極顯著差異(P<0.01)，對(duì)蝦的失重率存在顯著性差異(P<0.05)。兩種預(yù)處理方式相比，熱蒸汽處理方式更有利于水分的降低和營養(yǎng)成分的保留，且熱蒸汽處理時(shí)間3 min最適宜。

2.2 不同預(yù)處理工藝對(duì)南美白對(duì)蝦干燥特性的影響

圖1為不同預(yù)處理?xiàng)l件下，南美白對(duì)蝦干基含水率隨干燥時(shí)間的變化曲線。經(jīng)過熱蒸汽、熱水處理(處理時(shí)間為3 min)和未經(jīng)處理的南美白對(duì)蝦初始干基含水率出現(xiàn)了極顯著的差異(P<0.01)。隨著時(shí)間的增加，蝦的水分不斷降低，但12 h后三者的水分含量差異不顯著(P>0.05)。圖2為不用預(yù)處理?xiàng)l件下，南美白對(duì)蝦干燥速率隨時(shí)間的變化曲線。從圖2可以看出，南美白對(duì)蝦的干燥過程沒有經(jīng)歷明顯的升速、恒速干燥階段，而是直接開始了降速干燥階段，說明與大多數(shù)水產(chǎn)品的干燥一樣，水分梯度在南美白對(duì)蝦的干燥中起到主導(dǎo)作用[15-16]。從圖1，圖2我們還可以看出，干燥初期經(jīng)過熱蒸汽處理的蝦的最初水分含量最低，其干燥速率也是最低的。經(jīng)過熱水處理的蝦的初始水分最高，其干燥速率也是最高的，這可能是在熱水處理過程中，一部分自由水進(jìn)入蝦殼和蝦肉之間，在干燥初期，這部分水分很容易去除，因此經(jīng)過熱水處理的蝦的干燥速率此時(shí)相對(duì)高一些，但是整個(gè)干燥過程中，不同預(yù)處理對(duì)蝦的干燥速率沒有顯著性差異(P>0.05)。干燥后期，不同預(yù)處理方式下的對(duì)蝦干燥速率均很低，主要是由于內(nèi)部水分的減少和物料內(nèi)部肌纖維的收縮現(xiàn)象造成的。

圖1 南美白對(duì)蝦含水率隨干燥時(shí)間的變化曲線Fig.1 The water content curve of Penaeus vannamei with the drying time

圖2 南美白對(duì)蝦干燥速率隨干燥時(shí)間的變化曲線Fig.2 The drying rate curve of Penaeus vannamei with the drying time

2.3 不同預(yù)處理工藝對(duì)南美白對(duì)蝦色澤的影響

經(jīng)過熱蒸汽、熱水處理(處理時(shí)間各為3 min)，對(duì)南美白對(duì)蝦進(jìn)行色澤指標(biāo)測定，然后將經(jīng)預(yù)處理的對(duì)蝦干燥至終水分(干基)為25%，測定其色澤。表2為不同預(yù)處理所得的南美白對(duì)蝦干燥前后產(chǎn)品的色澤指標(biāo)測定結(jié)果。由表2可知，不同預(yù)處理?xiàng)l件下，對(duì)蝦干燥結(jié)束后亮度(L*)、綠度(a*)、黃度(b*)值都有所降低、ΔE*值增大，與干燥前相比差異極顯著(P<0.01)。干燥前，熱蒸汽處理的南美白對(duì)蝦與熱水處理的相比其L*、a*、b*、ΔE*值均大，其L*、a*值不存在顯著性差異(P>0.05)；b*值存在顯著差異(P<0.05)，ΔE*值存在極顯著差異(P<0.01)。干燥后，熱蒸汽處理的南美白對(duì)蝦與熱水處理的相比其L*、a*、b*值均大，但均不存在顯著性差異(P>0.05)，ΔE*值兩者間存在顯著性差異(P<0.05)。

表2 不同預(yù)處理對(duì)南美白對(duì)蝦干燥前后色澤的影響

注：同列上標(biāo)字母不同表示差異顯著(P<0.05)

2.4 不同預(yù)處理工藝對(duì)南美白對(duì)蝦干制品質(zhì)構(gòu)的影響

將預(yù)處理過和未處理的南美白對(duì)蝦放入恒溫鼓風(fēng)干燥箱，80 ℃烘干至含水率20%±1.0%，制得蝦干制品。表3為在不同的預(yù)處理工藝條件下，測得的南美白對(duì)蝦干制品的硬度、彈性和咀嚼性參數(shù)。從表3可以看出，未進(jìn)行預(yù)處理的南美白對(duì)蝦干制品，硬度最低，彈性最小，咀嚼性最差。而經(jīng)過蒸、熱水處理的南美白對(duì)蝦干制品硬度、彈性和咀嚼性都有所提高。與未處理蝦相比，熱水處理得到的蝦硬度和彈性顯著增加(P<0.05)，咀嚼性有極顯著性增大(P<0.01)，而熱蒸汽處理得到的蝦硬度顯著增加(P<0.05)，彈性和咀嚼性都有極顯著性增大(P<0.01)。經(jīng)熱蒸汽處理的蝦干制品的硬度比經(jīng)熱水處理的蝦干制品的硬度相對(duì)小一些，彈性更大一些，因此其咀嚼性更好，但這些差異性不顯著(P>0.05)。

注：同列上標(biāo)字母不同表示差異顯著(P<0.05)

2.5 不同預(yù)處理方式對(duì)南美白對(duì)蝦干制品復(fù)水率的影響

將不同預(yù)處理的南美白對(duì)蝦放入恒溫鼓風(fēng)干燥箱，80 ℃烘干至含水率20%±1%，制得蝦干制品。圖3為不同預(yù)處理下南美白對(duì)蝦干制品的復(fù)水率，從圖3可以看出，復(fù)水率從大到小依次是：熱蒸汽處理 >熱水處理 >未處理。其復(fù)水率分別為61.07%±2.61%，56.79%±2.15%，51.73%±2.24%，經(jīng)過熱蒸汽處理后制得的蝦干制品的復(fù)水率最高。熱蒸汽處理與未預(yù)處理相比，復(fù)水率存在極顯著差異性(P<0.01)，熱水處理與未預(yù)處理相比，復(fù)水率差異性顯著(P<0.05)，而熱蒸汽與熱水處理相比，復(fù)水率不存在顯著性差異(P>0.05)。

3 結(jié)論

不同預(yù)處理使得南美白對(duì)蝦樣品的初始含水率出現(xiàn)較明顯的差別，相對(duì)熱水處理方式，熱蒸汽處理方式更有利于水分的降低，3 min的熱蒸汽處理方式最適宜。不論何種預(yù)處理方式，南美白對(duì)蝦的干燥過程都沒有經(jīng)歷明顯的升速、恒速干燥階段，而是直接開始了降速干燥。經(jīng)過干燥前的預(yù)處理，蝦干制品的硬度、彈性、咀嚼性和感官品質(zhì)都有所提高，經(jīng)熱蒸汽處理的蝦干制品的硬度比經(jīng)熱水處理的蝦干制品的硬度相對(duì)較小，彈性更大，因此其咀嚼性更好。相比熱水處理方式，經(jīng)過熱蒸汽處理后的蝦干制品色澤度更好。經(jīng)過預(yù)處理制得的蝦干制品的復(fù)水率均顯著提高，熱蒸汽處理后的蝦干制品的復(fù)水率比熱水處理后的更高，但不存在顯著性差異。本研究中沒有涉及預(yù)處理對(duì)南美白對(duì)蝦的營養(yǎng)品質(zhì)和特有風(fēng)味保持的影響，在后續(xù)研究中將進(jìn)一步強(qiáng)化該方面的研究。