脫水處理和冰溫貯藏對真空低溫烹調(diào)蝦仁品質(zhì)的影響

陶 磊,萬金慶,2,3,*,厲建國,2,3,童 年

(1.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院,上海 201306; 2.上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心,上海 201306； 3.農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評估實(shí)驗(yàn)室(上海)，上海 201306； 4.安徽宜康高新農(nóng)業(yè)科技有限公司，安徽六安 237200)

南美白對蝦(Penaeusvannamei)是一種營養(yǎng)價(jià)值極高的水產(chǎn)品,其蛋白質(zhì)含量高,脂肪含量低,富含多種維生素、氨基酸等人體所需的營養(yǎng)成分[1]。但蝦肉極易腐敗變質(zhì),不利于銷售和流通,對保鮮技術(shù)要求很高。

南美白對蝦的保鮮通常是利用物理、化學(xué)、生物等方法延長貯藏期[2],真空低溫烹調(diào)(Sous vide,簡稱SV)是把原料真空包裝起來,在溫度和時間控制的條件下恒溫烹煮[3]。1974年法國廚師Pierre Troisgros開始研究SV方法,用于減少鵝肝烹飪過程中的水分損失[4]。與傳統(tǒng)的烹調(diào)方法相比,SV方法不僅能延長食品的貯藏期,還能增加食品的風(fēng)味和營養(yǎng)[5]。國內(nèi)陳龍等[6]研究發(fā)現(xiàn)SV技術(shù)可以明顯改良蒜泥白肉的口感。SV加工后的食品通常是冷藏或冷凍貯藏,Diaz等[7]研究發(fā)現(xiàn)SV處理后的三文魚在3 ℃貯藏,其貯藏期可達(dá)到70 d,如需更長的貯藏期,則需冷凍,但是解凍后汁液流失嚴(yán)重,品質(zhì)劣化。20世紀(jì)70年代,日本山根昭美博士率先提出了冰溫技術(shù),冰溫是指零度以下凍結(jié)點(diǎn)以上的溫度區(qū)域,在此范圍內(nèi)貯藏食品能夠保持食品的新鮮度[8]。劉金昉等[9]研究了經(jīng)復(fù)合生物保鮮劑處理的南美白對蝦冰溫貯藏,貯藏期為21 d。此外,對食品脫水以降低水分活度,是延長貯藏期的技術(shù)之一,胡燁等[10]研究發(fā)現(xiàn)將大黃魚塊脫水至60%,魚塊具有良好的感官品質(zhì),是一種理想的魚肉貯藏前預(yù)處理的方法。冰溫真空脫水是在真空條件下除去物料部分水分,且在脫水過程中物料溫度一直維持在冰溫帶內(nèi),可以有效抑制食品中微生物的生長和繁殖。近年來,國內(nèi)外的學(xué)者分別對冰溫真空脫水技術(shù)和SV技術(shù)進(jìn)行了較多的研究,將兩種技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用研究還未見報(bào)道。

本實(shí)驗(yàn)以南美白對蝦為研究對象,蝦仁先冰溫真空脫水,再真空低溫烹調(diào),之后冰溫貯藏,通過品質(zhì)指標(biāo)的測定,以冷藏為對照,研究蝦仁的貯藏期和品質(zhì)變化規(guī)律,以期對現(xiàn)有的真空低溫烹調(diào)工藝進(jìn)行優(yōu)化,為實(shí)際應(yīng)用提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮活的南美白對蝦 購于上海市浦東新區(qū)臨港新城古棕路菜市場,蝦仁的初始含水率74.5%±0.3%;PA+PE真空袋(10 cm×15 cm) 蘇州蘇曼特包裝材料有限公司;平板計(jì)數(shù)瓊脂 北京路橋技術(shù)有限公司;三氯乙酸、無水乙醇、甲基化、溴水酚綠指示劑 上海國藥化學(xué)集團(tuán)有限公司。

冰溫真空干燥實(shí)驗(yàn)裝置 自主研制[11];PBS-250CB恒溫恒濕箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司;ZK-10L 真空包裝機(jī)上海緣盛包裝材料有限公司;Agilent-34972A溫度采集儀 安捷倫公司;PYX-DHS-350-BS-Ⅱ恒溫培養(yǎng)箱 上海予卓儀器有限公司;AvantiJ-26XP高效離心機(jī) 美國Beckman Coulter公司;超級恒溫槽 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;UV-3000PC型紫外可見分光光度計(jì) 上海美譜達(dá)儀器有限公司;TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)分析儀 英國STABLE MI-CROSYSTEMS公司;XD110色差儀 上海天辰現(xiàn)代環(huán)境技術(shù)有限公司;FA1004天平 上海邦西儀器科技有限公司;Sartorins PB-10精密數(shù)顯酸度計(jì) 賽多麗科學(xué)儀器(北京)分公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 原料處理 選取大小均一的鮮活的南美白對蝦(蝦的冰點(diǎn)為-2.2 ℃),?；钸\(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,剔除死亡、肢體破碎等個體,用水清洗干凈,加冰猝死,去頭,去蝦殼。將蝦仁放在冰溫真空干燥實(shí)驗(yàn)裝置中脫水(800～1200 Pa),脫水至含水率為60%±1%[10]。將所有的試樣隨機(jī)放在真空包裝袋中,用真空包裝機(jī)抽真空并密封,每袋蝦仁約35 g,每組包裝60袋,放入超級恒溫槽中,70 ℃水浴加熱18 min后,立即取出放入冰水混合物中,使蝦仁中心溫度快速冷卻至3 ℃左右[12]。蝦仁分成4個處理組進(jìn)行貯藏,每隔6 d測量指標(biāo)。

表1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Design of experiment

1.2.2 感官評定 參考池岸英等[13]的感官評定標(biāo)準(zhǔn)。由5名感官評定人員組成感官評定小組,認(rèn)為7分是最高分,認(rèn)為3分左右的樣品不可食用,每6 d評定一次,并對各組的評價(jià)結(jié)果取平均值后統(tǒng)計(jì)分析。

1.2.3 菌落總數(shù) 按照GB/T 4789.2-2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn):菌落總數(shù)測定》執(zhí)行[14]。

1.2.4 pH的測定 參考楊勝平[15]等對帶魚pH的測定方法,稍作修改。取5 g搗碎后的蝦仁肌肉放于錐形瓶中,加入45 mL煮沸后已經(jīng)冷卻的蒸餾水,靜置30 min,過濾,用精密酸度計(jì)測定濾液的pH。

1.2.5 汁液流失率 參考謝晶等[16]對冷卻肉的測定方法,略作改動。取出帶包裝的樣品稱重(w1),打開包裝,立即將包裝內(nèi)和樣品表面的汁液用濾紙吸干,包裝和樣品一起稱重(w2),包裝單獨(dú)稱重(w3),重復(fù)3次,取平均值。

式(1)

式中:w1-為帶包裝初始樣品質(zhì)量,g;w2-為經(jīng)濾紙吸干表-面汁液后樣品及包裝質(zhì)量,g;w3-為吸干表面汁液后包裝質(zhì)量,g。

表2 南美白對蝦質(zhì)量感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Quality organoleptic estimation standard of Penaeus vanmamei

1.2.6 硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)的測定 參考劉金昉等[9]對南美白對蝦TBA值的測定方法。稱取蝦肉糜5.00 g置于離心管中,加入25 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%三氯乙酸溶液和20 mL蒸餾水,振搖60 s,靜置1 h后2000 r/min轉(zhuǎn)速離心10 min,過濾,用雙蒸水定容至50 mL,取5 mL濾液加入5 mL 0.02 mol/L硫代巴比妥酸溶液,沸水浴中反應(yīng)20 min,取出,流動水冷卻5 min后用分光光度計(jì)在532 nm波長處測定吸光度A,以蒸餾水取代濾液為空白樣。

1.2.7L*值的測定 參考唐彬等[17]對SV處理后鯰魚的L*值測定的方法。先切割肉樣,色差計(jì)放在肉樣的切面上測試。顏色的數(shù)值化表示采用CIELab系統(tǒng),L*(lightness)稱為明亮指數(shù),L*=0表示黑色,L*=100表示白色,中間有100個等級。每個樣品取表面均勻分布的蝦仁第二節(jié)出進(jìn)行測量并求其平均值。

1.2.8 硬度測定 參考蔡燕萍[18]對南美白對蝦質(zhì)構(gòu)的測定方法,略作改動。取蝦仁的第二、第三腹節(jié)切成1 cm×1 cm×0.7 cm均勻的方塊,放在質(zhì)構(gòu)儀上,采用P/0.5探頭,測試前、測試時、測試后的速度分別為2.0、3.0、0.5 mm/s,下壓距離為50%,時間為5 s,所有的測試均為4組平行試樣。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 17.0對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性差異分析,當(dāng)p<0.01時為極顯著差異,0.010.05時不顯著差異,用Origin 8.0繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評定變化

感官評分是衡量樣品腐敗變質(zhì)的指標(biāo)之一,評分低于3分時樣品已不可接受,不可食用。南美白對蝦感官評定結(jié)果如圖1所示,隨著貯藏時間的延長,各組蝦仁感官評價(jià)的分值都呈下降趨勢,冰溫貯藏的蝦仁感官品質(zhì)明顯高于冷藏。冷藏條件下,A組的感官評分明顯的低于AT組,在第22 d達(dá)到不可接受值,AT組則在第44 d達(dá)到不可接受值;冰溫貯藏條件下,B組感官評分明顯低于BT組,在第34 d達(dá)到不可接受值,BT組則在第52 d達(dá)到不可接受值。數(shù)據(jù)表明,上述四組的感官評定結(jié)果差異顯著(p<0.05)。相同儲藏時間,A組樣品的品質(zhì)最差,BT組的品質(zhì)最好。這表明冰溫脫水和冰溫貯藏可能抑制了微生物的繁殖,使肌肉組織緊密,保持食品良好的外觀。

圖1 南美白對蝦感官評定結(jié)果Fig.1 Sensory evaluation score of Penaeus vanmamei

2.2 菌落總數(shù)的變化

本實(shí)驗(yàn)以動物性水產(chǎn)制品標(biāo)準(zhǔn) GB/T 10136-2015[19]中規(guī)定的菌落數(shù)5.7 lg CFU/g作為產(chǎn)品上限。由圖2可知,在整個貯藏期間,四組實(shí)驗(yàn)的菌落總數(shù)最小為1.3 lg CFU/g,最大為2.7 lg CFU/g,增長十分緩慢,微生物總數(shù)變化緩慢。表明產(chǎn)品加工工藝能有效殺滅或抑制蝦中的微生物生存和繁殖[20-21]。微生物沒有變化是由于加工時熱處理[21]對大部分微生物有致死或傷害作用,并且冰溫脫水和冰溫貯藏均有利于抑制微生物繁殖。在貯藏期間微生物的含量都沒有達(dá)到上限,而感官評分卻已經(jīng)低于不可食用的標(biāo)準(zhǔn)了,這表明僅僅以微生物的數(shù)量評定SV熟制蝦仁的貯藏期,可能會高估其貯藏期。此外,蝦仁的腐敗是否主要是由內(nèi)源酶引起的,還有待于今后深入研究。遲坤蕊[22]等研究發(fā)現(xiàn)即食蝦仁在冷藏期間的微生物菌落總數(shù)沒有變化,與本文試驗(yàn)結(jié)果類似。

圖2 南美白對蝦菌落總數(shù)的變化Fig.2 Changes of total bacteria count of Penaeus vanmamei

2.3 pH變化

對于在缺氧條件下貯藏的食品,通常以pH的大小作為品質(zhì)變化的參考指標(biāo),通常認(rèn)為7.60為不可接受值[23]。由圖3可知,隨著貯藏時間的延長,樣品的pH緩慢增加,貯藏的溫度越高,pH就越大。在冷藏條件下,A組的pH大于AT組;冰溫條件下,B組的pH大于BT組。冰溫貯藏和脫水能夠抑制微生物的作用和酶活,使堿性物質(zhì)增加緩慢。數(shù)據(jù)表明,貯藏溫度和脫水對SV處理后蝦仁的pH影響差異均顯著(p<0.05)。Tiziana[24]研究發(fā)現(xiàn)SV處理后的蚌在3 ℃貯藏時,在整個貯藏期間蚌的pH緩慢增加,和本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果類似。

圖3 南美白對蝦pH的變化Fig.3 Changes of pH of Penaeus vanmamei

2.4 汁液流失率的變化

汁液流失率是食品腐敗的一個參考指標(biāo)。南美白對蝦的汁液流失率由圖4可以看出,A組和B組的初始汁液流失率為19.0%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于AT組初始值3.2%和BT組的初始值5.4%。A組和B組的汁液流失率波動較大,而AT組和BT組汁液流失率波動較小。結(jié)果表明,貯藏溫度不同對SV處理后的蝦仁汁液流失率無顯著影響(p>0.05);冰溫脫水對SV處理后蝦仁的影響差異顯著(p<0.05)。汁液流失率增加的主要原因可能是加熱導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性,引起蝦肉的持水性能下降;冰溫真空脫水能夠使蝦仁的肌肉組織更加緊密,減少了汁液的流失。

圖4 南美白對蝦汁液流失率的變化Fig.4 Changes of drip loss of Penaeus vanmamei

2.5 TBA含量變化

不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)物醛類可與TBA生成有色化合物,通過測定有色物的吸光度,可以用來衡量脂肪的氧化程度[25]。由圖5可知,第0 d時,4組試驗(yàn)的TBA含量在1.3 mg/kg左右,而新鮮南美白對蝦的TBA含量為0.091 mg/kg。由于TBA的含量與丙二醛(MDA)的含量有關(guān),加熱作為關(guān)鍵因素通常會加速化學(xué)過程,從而產(chǎn)生較高的TBA值[26]。隨著貯藏時間的延長,各組樣品的TBA值逐漸變大。其中,貯藏溫度越高,脂質(zhì)氧化速率越快,程度越深;在冷藏條件下,前12 d A組的TBA值低于AT組,在第12 d后A組的TBA值快速上升,約在第17 d后明顯高于AT組;冰溫貯藏的變化趨勢和冷藏相同。四組實(shí)驗(yàn)樣品的脂質(zhì)氧化速率在貯藏初期較快,而脫水之后的樣品在貯藏后期的脂質(zhì)氧化速率變慢。數(shù)據(jù)表明,貯藏溫度和脫水對SV處理后蝦仁的TBA值影響差異均顯著(p<0.05)。劉金昉等[9]的研究發(fā)現(xiàn)，南美白對蝦貯藏溫度越高,脂肪氧化的速率越快,程度越深。冰溫可以減緩脂質(zhì)氧化速率。

圖5 南美白對蝦硫代巴比妥酸(TBA)的變化Fig.5 Changes of thiobarbituric acid

2.6 L*值的變化

L*值大小反應(yīng)了蝦仁的亮度。由圖6可知,隨著貯藏時間的延長,樣品L*值的變化比較穩(wěn)定,在整個貯藏期間A組和B組的L*值明顯大于AT組和BT組,Sanchez等[27]認(rèn)為高水分含量的樣品在顏色測量之前,其切片樣品表面仍然有大量的游離水浸漬,導(dǎo)致L*值變大。A組和B組的L*值幾乎相同,AT組和BT組的L*值基本接近。表明貯藏溫度對L*值的影響很小(p>0.05);冰溫脫水對蝦仁L*值的影響顯著(p<0.05),冰溫真空脫水減小了蝦仁的亮度,使蝦仁保持了更好的顏色外觀。Diaz等[28]研究了SV技術(shù)對冷藏條件下豬里脊肉保鮮品質(zhì)影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)SV處理的豬里脊肉表觀色澤并沒有發(fā)生顯著變化。

圖6 南美白對蝦L*值的變化Fig.6 Changes of lightness(L*)of Penaeus vanmamei

2.7 硬度變化

蝦仁的硬度實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。發(fā)現(xiàn)4組蝦仁的硬度都是先上升后下降。這可能是由于蝦仁在加熱過程中,蛋白質(zhì)發(fā)生熱變性而凝固,且膠原蛋白組成的肌肉膜和肌束膜變形引起的收縮,使硬度增大[14];貯藏前期硬度有所增加,可能是由于肌肉寒冷收縮所致,而在貯藏后期可能是蛋白質(zhì)在水解酶與微生物雙重作用下發(fā)生水解,致使蝦肉組織結(jié)構(gòu)破壞,使蝦仁硬度呈現(xiàn)下降趨勢。A組、AT組、B組、BT組硬度的最大值分別出現(xiàn)在第12、12、18、24 d,冰溫貯藏條件下樣品硬度的最大值明顯滯后于冷藏,且AT組和BT組的硬度最大值分別比A組和B組大。數(shù)據(jù)表明,貯藏溫度和冰溫脫水對SV處理后蝦仁的感官影響差異均顯著(p<0.05)。冰溫能夠抑制微生物繁殖和內(nèi)源酶活性,減緩了硬度的下降;脫水使蝦肉組織更加緊密,可以提高蝦肉的硬度。Diaz等[7]研究發(fā)現(xiàn)SV處理后的三文魚在3 ℃貯藏時,三文魚的硬度在前5周是增大的,而后5周是減小的,與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果是相似的。

圖7 南美白對蝦硬度的變化Fig.7 Changes of hardness of Penaeus vanmamei

3 結(jié)論

冰溫貯藏和脫水可以增加感官評定的分?jǐn)?shù),減緩了菌落總數(shù)和pH的增長以及TBA值的產(chǎn)生速率,同時冰溫貯藏減緩了蝦仁硬度的下降,對亮度和汁液流失率基本無影響,而脫水提高了蝦仁硬度的最大值,減小了亮度和汁液流失率。微生物和pH腐敗臨界限值的出現(xiàn)明顯滯后于感官品評價(jià),其原因還有待探討。根據(jù)感官評定結(jié)合其他指標(biāo)的結(jié)果分析,A組、B組、AT組、BT組的貯藏期分別為22、34、44、52 d。即經(jīng)過脫水后SV處理的蝦仁結(jié)合冰溫技術(shù)貯藏期明顯增加,品質(zhì)更好,保鮮效果突出。

如何在此基礎(chǔ)上結(jié)合其他保鮮方式或前處理,如添加保鮮劑、真空預(yù)冷等進(jìn)一步延長其貯藏期,還需要進(jìn)一步的研究。