干制鱘魚龍筋在不同復水溫度下品質特性

姜鵬飛，郭敏強，陳瑤，于文靜，裴龍英，沈鵬博

1. 大連工業(yè)大學食品學院，國家海洋食品工程技術研究中心（大連 116034）；2. 新疆理工學院食品科學工程系（阿克蘇 843000）

素有“活化石”之稱的鱘魚是現在世界上最原始的軟骨硬磷魚類[1]，也是重要的冷水養(yǎng)殖魚類[2]。2017年，我國鱘魚產量為83 058 t[3]。鱘魚全身都是寶，其中整條的鱘魚脊軟骨被稱作“鱘魚龍筋”，《本草綱目》有記載，鱘魚龍筋具有獨特藥用價值，能提高大腦活力，促進人體健康，是高級營養(yǎng)保健佳品。鱘魚龍筋富含硫酸軟骨素，具有抑制結直腸癌細胞增殖、保護人體軟骨組織等功能[4]。鱘魚龍筋粗蛋白含量76.12 g/100 g，且氨基酸組分種類豐富，屬于高蛋白類鱘魚海珍品產品[5]，具有巨大市場前景。

隨著中國鱘魚養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴大，鱘魚龍筋數量逐漸增加。市場中多為即食冷凍鱘魚龍筋，其貯藏、運輸成本較高，不利于鱘魚龍筋開發(fā)利用。水產品干燥及復水加工研究，是一項重要技術手段[6-7]。試驗通過對鱘魚龍筋干燥后進行復水，從高溫和低溫兩種復水條件出發(fā)，研究其復水速率、復水后質構特性和感官特性，對豐富鱘魚龍筋產品開發(fā)具有重要意義。試驗旨在為鱘魚龍筋干燥后復水加工利用提供數據支持和理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

俄羅斯公鱘鱘魚龍筋（衢州鱘龍水產食品科技開發(fā)有限公司）。

JJ 200型電子天平（常熟市雙杰測試儀器廠）；SCC WE101/1型萬能烤箱（德國RATIONAL公司）；LG15型冷凍干燥機（沈陽航天新陽速凍設備制造有限公司）；TA. XT. plus質構儀（英國SMS公司）；JSM-7800F型場發(fā)射掃描電子顯微鏡（日本電子株式會社）。

1.2 試驗預處理

通過前期研究，將鮮凍的鱘魚龍筋在0～4 ℃緩化1 h，選取直徑2±0.2 cm部分，切成5±0.2 cm小段，將每段的質量控制在5±0.3 g之間，在100 ℃條件下水浴加熱1.5 h[8]。

1.3 試驗方法

1.3.1 鱘魚龍筋的熱風干燥

取熟化后的直徑1 cm左右鱘魚龍筋，修剪為質量3±0.2 g，進行熱風干燥試驗。分別選擇干燥溫度60 ℃、干燥風速16 m/s、空氣相對濕度0%，干燥溫度80 ℃、干燥風速16 m/s、空氣相對濕度20%和干燥溫度80 ℃、干燥風速25 m/s、空氣相對濕度20%這3個條件進行干燥。干燥前，對烤箱在設置參數條件下預熱30 min，以減少試驗誤差。測定質量，頻率為每次30 min，干基含水率低于15%達到常溫貯藏要求，或2次質量變化在0.01 g/h時，停止干燥。鱘魚龍筋的即時干基含水率可通過測定質量計算得出[9-10]，每個干燥條件組試驗平行5次。

1.3.2 復水試驗

將干燥后的鱘魚龍筋，分別在水溫為20 ℃常溫與80 ℃高溫（H）條件下，進行復水試驗。干燥鱘魚龍筋均在復水相同時間后測定質量，頻率由每次5 min逐漸延長至每次60 min，直到質量不再增加，此時復水結束。每組干燥鱘魚龍筋測定重復5次。

干燥鱘魚龍筋的復水過程中，不同復水時間的水分比采用式（1）計算[11-12]。

式中：MR為水分比，%；Mt為樣品即時干基含水率，g/100 g；Mi為初始干基含水率，g/100 g；Me為平衡干基含水率，g/100 g。

由于平衡含水率在現有的試驗條件下很難獲得，加之其對計算結果影響較小[13]，可簡化為式（2）。

復水速率：單位時間內水分的增加量。按照Falade等[14]的方法，計算見式（3）。

式中：vRR為t時刻樣品復水速率，g/（100 g·h）；Mt、Mt+dt分別為t、t+dt時刻樣品的干基含水率，g/100 g；dt為時間間隔，h。

1.3.3 TPA測定方法

質構測定樣品為常溫復水、高溫復水后的鱘魚龍筋和干燥前的鱘魚龍筋，測定指標分別為硬度、彈性、咀嚼性和回復性。測定樣品為直徑1 cm、長度2 cm鱘魚龍筋小塊，置于測試平臺，室溫25 ℃下進行測定。TPA參數：測試探頭P/100；測前速率、測試速率1 mm/s，測后速率10 mm/s；壓縮程度70%；停留間隔5 s；數據采集速率400 p/s；觸發(fā)值5 g[15]。每組樣品測試重復5次。

1.3.4 感官評價

感官評價在食品感官評價室內互相不干擾中獨立進行。選擇12名食品專業(yè)師生進行感官培訓。評定方法采用定量描述法，每個感官指標使用10分制評分法，由每個感官評價員分別獨立完成感官評價，對12 張感官評價得分表進行分類，去除兩端分值，其余進行統(tǒng)計學分析。感官評價標準[16-17]見表1。

表1 感官評價標準表

1.3.5 掃描電鏡

樣品的制備：將復水后的鱘魚龍筋，切成特定大小的組織塊（1 cm×1 cm×0.1 cm）。將切除后的魚片放入3%戊二醛溶液中放置20 h，用100%乙醇脫水，進行20 min。將魚片放入真空冷凍干燥機進行干燥[18]。干燥后進行表面噴金[19]，置于掃描電鏡儀器內，掃描電鏡選擇微觀結構在×50，×100和×200倍數下進行觀察拍照。

1.4 數據處理

采用Microsoft Office Excel 2010進行數據統(tǒng)計及繪圖，采用SPSS 19.0進行顯著性分析，試驗均重復5次（p≤0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同干燥條件下鱘魚龍筋在不同復水溫度下的復水曲線

2.1.1 不同干燥條件下鱘魚龍筋在不同復水溫度下的水分比變化曲線

對不同干燥條件下干燥后的鱘魚龍筋，分別在高溫（H）80 ℃和常溫（N）20 ℃不同條件下進行復水。如圖1所示，鱘魚龍筋起始復水水分比值迅速增加，主要原因是干燥后的鱘魚龍筋表面粗糙，極易吸收水分，而在表面吸收一定水分后，水分開始逐漸向鱘魚龍筋內部遷移，復水效率趨于平穩(wěn)；高溫復水的鱘魚龍筋復水整體過程較快，是因為在高溫下加劇水分子運動速度。復水性能的差異可能歸因于表面硬化及干燥過程中發(fā)生的結構損傷和細胞收縮程度[20-21]。

圖1 不同干燥條件在不同復水條件下的水分比變化曲線

2.1.2 不同干燥條件下鱘魚龍筋在不同復水溫度下的復水速率曲線

不同干燥條件的鱘魚龍筋在不同復水條件下的復水速率曲線如圖2所示。干燥條件的不同顯著影響著干燥產品的復水效率，這與Duan等[22]研究干燥羅非魚片復水結果相似。復水開始階段，鱘魚龍筋表面水分含量低，極易吸水。前5 min，高溫復水的鱘魚龍筋復水速率的最大值達到5.016 g/（100 g·h），常溫復水的鱘魚龍筋復水速率的最大值達到3.264 g/（100 g·h），這是因為在補水起始過程中，水由周圍向中心滲透。隨著復水時間延長，復水初期的復水率逐漸升高，達到一個恒定水平，主要原因為鱘魚龍筋表面含水量趨于飽和，水分傳遞速度下降，但復水速率始終保持在較高水平，前期研究報道中也觀察到有類似現象[23]。

2.2 不同干燥條件復水后的質構特性

2.2.1 不同干燥條件常溫復水后的質構特性

3種不同條件下的干燥龍筋在常溫進行復水后，對硬度指標的影響如圖3（a）所示。與干燥前的硬度進行對比，均低于干燥前的8 236.52 g，其中溫度80 ℃、濕度20%、風速16 m/s條件下干燥后復水的鱘魚龍筋的硬度最高，達到7 637.41 g，與干燥前鱘魚龍筋硬度8 236.52 g最為接近。干燥條件為溫度60 ℃、濕度0%、風速16 m/s與溫度80 ℃、濕度0%、風速25 m/s干燥龍筋其硬度逐漸降低，原因可能為其復水速率較高，導致產品的硬度下降。咀嚼度的變化與硬度的變化具有一定的相似性，如圖3（c）所示。干燥條件為溫度80 ℃、濕度20%、風速16 m/s時干燥后復水的鱘魚龍筋的咀嚼度值最高，表明鱘魚龍筋復水后咀嚼度和硬度具有關聯(lián)性[24]。

3種不同條件下的干燥龍筋在常溫進行復水后，與干燥前的彈性進行比較如圖3（b）所示。干燥鱘魚龍筋復水后彈性指標均略高于干燥前的0.92。在溫度80 ℃、濕度20%、風速16 m/s的干燥條件下彈性指標最高，為1.05；在溫度80 ℃、濕度0%、風速25 m/s條件下彈性指標最低，為0.95，與干燥前的0.92最接近，原因可能是經過干燥后的鱘魚龍筋組織結構凝結，促使其張力增加。干燥后進行復水的鱘魚龍筋其回復性與干燥前的鱘魚龍筋比較，其結果變化不明顯，結果展示于圖3（d）。

圖2 不同干燥條件在不同復水條件下的復水速率曲線

圖3 不同干燥條件常溫復水后的硬度、彈性、咀嚼性、回復性

2.2.2 不同干燥條件高溫復水后的質構特性

干燥后進行復水的產品質地越接近干燥前的樣品，說明干燥產品的質量越好。圖4展示不同干燥條件下鱘魚龍筋在高溫復水后對龍筋硬度、彈性、咀嚼度和回復性的影響。如圖4（e）和（g）所示，隨著干燥溫度與濕度下降，其相應樣品的硬度和咀嚼度相繼降低，與干燥前的新鮮鱘魚龍筋相比，復水后樣品的硬度和咀嚼度變化顯著，原因是干燥脫水導致樣品嫩度的喪失，表現出其質地特征與新鮮產品不同[25]。也可能是由于復水溫度升高，鱘魚龍筋膠原逐漸變性、降解，從而導致鱘魚龍筋的硬度和咀嚼度下降。

如圖4（f）所示，不同干燥條件下干燥龍筋在高溫復水后與干燥前的樣品進行彈性指標比較，表面均高于干燥前的0.92，與常溫復水后的趨勢相同，且高于常溫復水后的彈性。高溫復水下的干燥鱘魚龍筋及干燥前新鮮龍筋的回復性，展示于圖4（h）所示，不同干燥條件的鱘魚龍筋復水后回復性變化幅度不明顯。

圖4 不同干燥條件高溫復水后的硬度、彈性、咀嚼性、回復性

2.3 不同干燥條件復水后的感官評價

2.3.1 不同干燥條件常溫復水后的感官評價

如圖5所示，3種不同條件下的干燥龍筋在常溫進行復水后的感官評分進行對比，其中硬度、彈性、回復性、風味的評分相對接近。在溫度80 ℃、濕度20%、風速16 m/s干燥條件下，感官評分較高，接近于干燥前的感官評分，其中脆性、組織形態(tài)得分表現為略高于干燥前新鮮樣品。

2.3.2 不同干燥條件高溫復水后的感官評價

如圖6所示，3種不同條件下的干燥龍筋在高溫復水后的感官評分與干燥前新鮮樣品進行比較，在干燥后復水的龍筋總體感官得分均低于干燥前新鮮龍筋。對干燥后復水的龍筋，高溫復水產生質地影響較為顯著，其原因可能是高溫引起肌原纖維蛋白質構象發(fā)生變化。其中，溫度80 ℃、濕度20%、風速16 m/s條件下，硬度、回復性、脆性得分較高，高于另外2個干燥條件，但三者總體上的感官評分明顯低于常溫復水后的感官評分，與干燥前的感官評分差距較大。

圖5 不同干燥條件常溫復水感官評價結果

圖6 不同干燥條件高溫復水感官評價結果

2.4 復水后鱘魚龍筋與干燥前鱘魚龍筋微觀結構的對比

干燥龍筋復水后與干燥前新鮮龍筋的微觀結構如圖7所示。

圖7 復水后鱘魚龍筋與干燥前鱘魚龍筋微觀結構的對比

干燥前的鱘魚龍筋膠原纖維具有明顯的聚集區(qū)域，纖維斷面為片狀單元，整體呈現出比較均勻疏孔結構。通過干燥復水后的鱘魚龍筋，在干燥過程中伴隨著水分蒸發(fā)，組織纖維結構出現變形、斷裂現象，促使膠原纖維聚集更加明顯[26]。經過復水處理后整體的組織結構與干燥前相比差異不明顯，說明復水后的鱘魚龍筋微觀組織結構基本能夠恢復到干燥前的狀態(tài)，復水效果較好。

3 結論

以鱘魚龍筋為原料，通過對干燥鱘魚龍筋的不同水溫條件復水效率，研究復水后鱘魚龍筋物性變化及感官評價，通過掃描電鏡觀察復水后微觀組織結構的變化。結果表明，高溫條件下復水的鱘魚龍筋，同一時間點下，復水速率、干基含水率、水分比等指標皆高于常溫條件下復水的鱘魚龍筋。但從感官評價、質構特性等指標皆低于常溫條件下復水的鱘魚龍筋，而在干燥條件為干燥溫度80 ℃、空氣相對濕度20%、干燥風速16 m/s時，鱘魚龍筋復水效果表現較好。復水后鱘魚龍筋的微觀組織結構接近于干燥前的鱘魚龍筋，復水效果較好。