冷藏過程中凡納濱對蝦顏色變化與鮮度指標(biāo)間的相關(guān)性研究

湯夕瑤，張旭飛，任惠峰，羅文釗，毛偉杰,2*

1(廣東海洋大學(xué) 食品科技學(xué)院，廣東省水產(chǎn)品加工與安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省海洋生物制品工程實(shí)驗(yàn)室，廣東省海洋食品 工程技術(shù)研究中心，水產(chǎn)品深加工廣東普通高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 湛江，524088)2(海洋食品精深加工關(guān)鍵技術(shù)省部 共建協(xié)同創(chuàng)新中心，大連工業(yè)大學(xué)，遼寧 大連，116034)3(東京海洋大學(xué) 海洋環(huán)境學(xué)科，日本 東京，108-8477)

凡納濱對蝦是我國主要養(yǎng)殖對蝦品種之一，其營養(yǎng)豐富，味道鮮美，深受廣大民眾喜愛，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。鮮度是表征對蝦品質(zhì)的最重要因素，對產(chǎn)品的商品價(jià)值具有較大的影響。評價(jià)鮮度的指標(biāo)很多，如質(zhì)構(gòu)、顏色、感官、氣味和電導(dǎo)率等物理指標(biāo)[1]；揮發(fā)性鹽基氮(total volatile basic nitrogen，TVB-N)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)值、K值和pH值等化學(xué)指標(biāo)；致病菌含量、真菌含量和菌落數(shù)等微生物指標(biāo)[2]。化學(xué)與微生物的檢測方法客觀性強(qiáng)，但操作繁瑣、設(shè)備要求高、耗時(shí)長、材耗高、具有破壞性，因此需要簡單和非破壞性的檢測方法來解決上述問題。近年來對蝦的無損檢測和在線檢測技術(shù)取得了很大的進(jìn)展。QUAN等[3]設(shè)計(jì)一種對生物胺敏感的智能納米纖維比例熒光傳感器用于檢測蝦的新鮮度；HUANG等[4]通過羥丙基甲基纖維素改性的熒光醇膜與玫瑰茄花色苷的結(jié)構(gòu)修飾來改善功能特性以監(jiān)測蝦的新鮮度變化；DAI等[5]利用可見/近紅外高光譜成像技術(shù)快速檢測未冷凍和冷凍蝦的新鮮度；代瓊[6]、QU等[7]基于高光譜成像技術(shù)對蝦仁新鮮度進(jìn)行檢測?？焖贌o損檢測技術(shù)檢測靈敏度高、快速，但也存在設(shè)備昂貴、數(shù)據(jù)建模復(fù)雜以及需要大量數(shù)據(jù)分析對比等很多問題。

人們往往通過顏色判斷食品鮮度品質(zhì)，但這種判斷方法缺乏客觀性和再現(xiàn)性。貯藏過程中對蝦顏色變化是否與其他鮮度指標(biāo)之間存在較好的相關(guān)性仍不明確。對蝦顏色變化通常通過色差儀進(jìn)行測定，但是使用色差儀需要在相對穩(wěn)定的環(huán)境條件下精確地標(biāo)定。色差儀檢測樣品時(shí)具有不連續(xù)性，需要人為操作并對樣品進(jìn)行多點(diǎn)檢測，對數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性存在影響。利用計(jì)算機(jī)可視化系統(tǒng)(computer visualization system，CVS)則可以實(shí)現(xiàn)顏色變化的定量化、連續(xù)化測定[8]。CVS是利用計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、圖像卡以及相關(guān)處理技術(shù)來模擬人的視覺，用以識別、感知和認(rèn)識世界。CVS不僅可以分析一個檢測點(diǎn)的顏色，還可以估計(jì)樣品的總體顏色。利用CVS捕獲、處理和分析圖像可以對顏色進(jìn)行客觀性檢測，也可以將其用于在線檢測，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量自動評估，提高生產(chǎn)速度和效率[9]。作為一個客觀、快速和非接觸的質(zhì)量評估工具，CVS已經(jīng)被應(yīng)用于魚肉[10-11]、奶酪[12]等食品的質(zhì)量非破壞性評價(jià)和分級等方面。但是CVS只是顏色測定結(jié)果，并沒有和鮮度變化指標(biāo)聯(lián)系起來，如果顏色變化和鮮度指標(biāo)存在相關(guān)關(guān)系，就能夠?qū)崿F(xiàn)對蝦鮮度變化的在線分析和智能化檢測。智能檢測可以以無創(chuàng)、無損、簡單和快速的方式為用戶(制造商、零售商和消費(fèi)者)提供食品狀況方面的信息，將在品質(zhì)監(jiān)控方面發(fā)揮重要作用。

因此本文通過測定不同貯藏期對蝦顏色的變化，研究顏色變化和鮮度指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系，以期通過顏色變化對對蝦鮮度進(jìn)行判斷。首先建立色差儀和CVS測定的色差值之間的相關(guān)關(guān)系，然后探討顏色變化與pH、TVB-N值、K值、感官評價(jià)及質(zhì)構(gòu)等變化的相關(guān)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)利用顏色指標(biāo)預(yù)測貯藏加工過程中對蝦鮮度變化的目的，為無損檢測及在線評估提供一種有效途徑和方法。為對蝦鮮度的智能化檢測設(shè)備的開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

鮮活的凡納濱對蝦規(guī)格為每只12～17 g，廣東省湛江市東風(fēng)市場。采集質(zhì)量在每只15～18 g(55～56只/kg)，體型完好，為無損傷鮮蝦。當(dāng)天采購的凡納濱對蝦置于0 ℃冰水混合物中致死后，先將其均分為“去頭”和“帶頭”2份樣品，每份的蝦數(shù)量不少于36只。之后以6只蝦為1組，將樣品分為去頭蝦6組、帶頭蝦6組，并放入(4±1)℃的冰箱內(nèi)冷藏。以6 d為1個試驗(yàn)周期，從冷藏后的第1天開始，每天取“去頭”樣品和“帶頭”樣品各1組進(jìn)行檢測。

試劑：氧化鎂、硼酸、鹽酸、氫氧化鈉均為國產(chǎn)分析純，西隴科學(xué)股份有限公司(中國廣東汕頭市)。

儀器：HITACHI CR22G Ⅱ高速冷凍離心機(jī)，日本株式會社日立制作所；pH儀、SIM-F140制冰機(jī)，日本SANYO公司；TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀，美國FTC公司；VAPODEST450全自動凱氏定氮儀，德國Gerhardt公司；Titroline5000自動電位滴定儀，德國SI Analytics公司；DDSJ-308A型電導(dǎo)率儀，上海雷磁儀器廠；DEEP40 cm型攝影棚，上海諾美攝影器材有限公司；柯尼卡美能達(dá)CR-20色差儀，柯尼卡美能達(dá)控股株式會社；SONY ILCE-A7RM3數(shù)碼相機(jī)、SONY SEL50M28鏡頭，索尼(中國)有限公司；RAL-D9標(biāo)準(zhǔn)色卡，德國勞爾公共有限責(zé)任公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 凡那濱對蝦貯藏過程中顏色變化測定

1.2.1.1 對蝦色差測定

從4 ℃冰箱中取出預(yù)處理的樣品，蝦去頭去殼，放在20 mm的比色皿中，用色差儀對蝦體第2腹節(jié)、第3腹節(jié)的側(cè)面進(jìn)行色澤檢測。測3次取平均值，記錄L*、a*、b*值，計(jì)算△E*值。3個值的正負(fù)以色差儀配備的標(biāo)準(zhǔn)白板、黑板為基準(zhǔn)校正?！鱁*值表示總體色差值[13]，按公式(1)計(jì)算：

(1)

式中：L*、a*、b*為樣品測量值；L0*、a0*、b0*為標(biāo)準(zhǔn)值。

1.2.1.2 色卡色差測定

把287色啞光色卡根據(jù)色差儀測量面積要求進(jìn)行適當(dāng)裁剪，編號后按照上述方法進(jìn)行測定。

1.2.1.3 CVS測定

CVS系統(tǒng)由照明系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)及圖像處理系統(tǒng)組成。照明系統(tǒng)采用兩盞平行燈照明，燈長40 cm、每盞燈均勻分布著120顆LED燈珠，燈板可以在棚體框架上移動以靈活布光。色溫為5 700 K，顯色指數(shù)(Ra)大于92%，兩盞燈都位于樣品上方的40 cm處并與樣品呈45°的角度，作為標(biāo)準(zhǔn)照明系統(tǒng)?？紤]到環(huán)境照明對實(shí)現(xiàn)可重現(xiàn)成像條件有著至關(guān)重要的影響，為保證整個實(shí)驗(yàn)過程中照明條件的統(tǒng)一性，在采集圖像之前，照明系統(tǒng)應(yīng)先打開30 min以保持光源的穩(wěn)定。數(shù)碼相機(jī)垂直放置在距背景板30 cm處，相機(jī)鏡頭與光源軸線之間的角度為45°時(shí)可以減少顏色的漫反射(造成顏色的漫反射主要發(fā)生在入射光45°)，作為標(biāo)準(zhǔn)的拍攝條件。圖像在白色背景下拍攝，相機(jī)設(shè)置如為手動模式，感光度(ISO)為400，鏡頭光圈f為4.0，快門速度為1/160；分辨率為2 816×1 880像素；無變焦、無閃光聯(lián)合圖象專家組(joint photographic experts group，JPEG)格式存儲。相機(jī)通過IFC-400PCU界面連接線連接到帶有Adobe Photoshop 2017的計(jì)算機(jī)USB端口，直接從計(jì)算機(jī)中獲取圖像。樣品為287色啞光色卡和不同貯藏期的對蝦，重復(fù)測量3次取平均值。用Adobe Photoshop 2018軟件打開待處理圖片，用菜單欄中的橢圓選框工具選定需要分析的區(qū)域，在圖像中選擇Lab顏色模式，然后在圖像里的“直方圖”中查看選中區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)記錄L*、a*、b*值，重復(fù)測量3次取平均值[14-15]。

1.2.2 凡那濱對蝦貯藏過程中主要鮮度指標(biāo)測定

1.2.2.1 電導(dǎo)率的測定

對蝦經(jīng)預(yù)處理后去頭去殼，迅速剁碎，稱取蝦肉5.00 g，加入45 mL蒸餾水，用均質(zhì)機(jī)18 000 r/min均質(zhì)40 s，在振蕩機(jī)上300 次/min振蕩30 min，在離心機(jī)中以8 000 r/min常溫條件下離心5 min。取上清液，用電導(dǎo)率儀測定電導(dǎo)率[16]。

1.2.2.2 pH值的測定

對蝦經(jīng)預(yù)處理后去頭去殼，迅速剁碎，稱取蝦肉5.00 g，加入45 mL蒸餾水，用均質(zhì)機(jī)16 000 r/min均質(zhì)40 s，室溫靜置30 min后，8 000 r/min離心5 min，取上清液測其pH值。

1.2.2.3 質(zhì)構(gòu)的測定

質(zhì)構(gòu)的測定采用質(zhì)地剖面分析(texture profile analysis，TPA)(二次咀嚼測試)法[17]，通過使用質(zhì)構(gòu)儀模擬人的口腔咀嚼活動，2次擠壓樣品，測試感應(yīng)探頭與電腦連接，通過電腦軟件輸出檢測過程中的質(zhì)構(gòu)曲線圖。從曲線圖中可以得到樣品質(zhì)構(gòu)特性的變量，本文選擇硬度和彈性做為質(zhì)構(gòu)的代表性指標(biāo)進(jìn)行分析。

1.2.2.4 TVB-N的測定

參照GB 5009.228—2016中自動凱氏定氮儀法。將凡納濱對蝦樣品去頭，去殼和蝦線，用打漿機(jī)攪碎后取5 g(精確至0.001 g)樣品加入45 mL蒸餾水，再次勻漿，浸漬30 min。轉(zhuǎn)移至蒸餾管中，加入0.5 g氧化鎂后迅速連接到蒸餾器上，按照儀器設(shè)定條件測定。樣品中TVB-N含量以100 g樣品中所含氮的質(zhì)量(mg)表示。

1.2.2.5K值的測定

色譜柱采用COSMOSIL5C18(4.6 mm×250 mm，5 μm)；流動相A為CH3OH溶液，B為0.05 mol/L KH2PO4和0.05 mol/L K2HPO4混合溶液，pH調(diào)至6.5；C為超純水；將甲醇用0.22 μm的有機(jī)相膜抽濾，水溶液和鹽溶液用0.22 μm的水相膜抽濾，并進(jìn)行超聲脫氣；柱溫25 ℃；進(jìn)樣量10 μL；樣品運(yùn)行程序：采用等度洗脫，98%的0.05 mol/L KH2PO4和0.05 mol/L K2HPO4混合液和體積分?jǐn)?shù)2%的甲醇溶液，樣品運(yùn)行時(shí)間19 min，在波長254 nm處進(jìn)行檢測。計(jì)算ATP關(guān)聯(lián)化合物的濃度，6種核苷酸的濃度計(jì)算如公式(2)所示：

(2)

式中：X，凡納濱對蝦樣品中的核苷酸及其關(guān)聯(lián)化合物的含量，μmol/g；ρ，6種核苷酸及其關(guān)聯(lián)化合物的標(biāo)準(zhǔn)混合品濃度校準(zhǔn)曲線，μg/mL；V，樣品提取物的體積，mL；m，樣品的質(zhì)量，g；M，每個核苷酸及其關(guān)聯(lián)化合物的分子質(zhì)量。K值計(jì)算如公式(3)所示：

(3)

式中：HxR為次黃嘌呤核苷含量，μmol/g；Hx為次黃嘌呤含量，μmol/g；ATP為腺苷三磷酸含量，μmol/g；ADP為腺苷二磷酸含量，μmol/g；AMP為腺苷酸含量，μmol/g；IMP為肌苷酸含量，μmol/g。

感官評價(jià)方法：取出存放在4 ℃的樣品解凍至室溫，感官評定小組成員由10名經(jīng)過培訓(xùn)的人員組成，按照國標(biāo)SC/T 3113—2002《凍蝦》感官鑒定標(biāo)準(zhǔn)對樣品品質(zhì)進(jìn)行評分(表1)。

表1 冷藏過程中對蝦品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard for prawns quality during storage

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

每個樣品平行處理3次，數(shù)據(jù)處理和表格由excel處理。樣本值由平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。使用SPSS 17.0進(jìn)行顯著性分析，P<0.05表示具有顯著性差異。相關(guān)性分析通過Excel中CORREL函數(shù)來計(jì)算相關(guān)系數(shù)。根據(jù)實(shí)測值(Xmeasure)和預(yù)測值(Xmodel)的差異計(jì)算均方根誤差(root-mean-square error，RMSE)，通過擬合優(yōu)度(R2)評定擬合程度，R2越接近1，擬合度越好。RMSE計(jì)算如公式(4)所示：

(4)

2 結(jié)果與分析

2.1 CVS系統(tǒng)與色差儀測定顏色相關(guān)性分析

CVS系統(tǒng)替代色差儀就可以對顏色進(jìn)行連續(xù)化的測定。將CVS系統(tǒng)測定的287色色卡的L*、a*、b*值，與色差儀測定的L*、a*、b*值進(jìn)行相關(guān)分析。由圖1可知CVS與色差儀在顏色數(shù)據(jù)測量上呈線性相關(guān)，且相關(guān)性較好，L*、a*、b*值相關(guān)系數(shù)分別是0.95、0.87、0.96。說明可以利用CVS系統(tǒng)代替色差儀來進(jìn)行顏色的測定。

圖1 CVS系統(tǒng)與色差儀測定色卡板L*、a*、b*值相關(guān)關(guān)系Fig.1 The correlation between the L*, a* or b* values of the color chart measured by the CVS and the colorimeter

a*相關(guān)系數(shù)沒有達(dá)到0.90以上，可能是因?yàn)樯ㄅc數(shù)碼相機(jī)制造商的顏色設(shè)定不是很匹配，因此造成顏色測定上的差異。利用普通數(shù)碼相機(jī)拍攝的圖像是對每個像素通過R、G和B 3個數(shù)值，記錄拍攝對象的顏色。通常應(yīng)用制造商自己的顏色校正，在理想情況下使用符合通用色彩標(biāo)準(zhǔn)(standard Red Green Blue，sRGB)(國際電工委員會指定的RGB色彩空間)的數(shù)碼相機(jī)拍攝，所得照片的顏色是準(zhǔn)確的。但是實(shí)際上市場上數(shù)碼相機(jī)的測量精度并不能保證，互換鏡頭可能也會影響記錄的RGB值；另外一個原因可能是由于拍攝的色彩數(shù)據(jù)以JPEG壓縮格式進(jìn)行儲存，對相鄰像素進(jìn)行平均，使合并所得色彩的部分信息不準(zhǔn)確。以上都是可能導(dǎo)致a*值的相關(guān)系數(shù)不高的原因，但是相關(guān)性>0.85，可以認(rèn)為CVS也可以代替色差儀進(jìn)行測定。

2.2 冷藏過程中對蝦顏色變化規(guī)律研究

如圖2所示，L*、a*、b*、△E*值從第1天開始保持逐漸上升的趨勢，L*值和b*值上升幅度明顯，都能較好體現(xiàn)對蝦冷藏過程中顏色變化，肉眼也能明顯觀察到顏色變化。a*值從冷藏第1天到第6天的數(shù)值呈緩慢上升的趨勢，帶頭處理的對蝦a*值上升了0.65，去頭處理的對蝦a*值上升了0.55。上升的幅度不大，肉眼觀察顏色變化不明顯(圖2-a)。相較于去頭冷藏處理的蝦肉，帶頭冷藏處理的蝦肉更透亮發(fā)白。b*值從冷藏第1天到第6天的數(shù)值呈緩慢上升趨勢，帶頭對蝦b*值上升了1.87，去頭處理的對蝦b*值上升了1.29。帶頭與去頭對蝦b*值在冷藏前2 d相差不大，從第3天開始2組樣品b*值上升速率均有提高，帶頭冷藏處理的對蝦上升速率提高更為明顯，從第3天開始兩組b*值相差0.13，到第6天兩組b*值相差0.65，顏色相差十分明顯，帶頭蝦組蝦肉較去頭冷蝦肉更顯黃(圖2-b)。如圖2-c所示，在檢測周期內(nèi)帶頭蝦L*值上升了4.84，去頭蝦L*值上升了3.42。隨冷藏時(shí)間推移，L*值在第1天～第4天呈一定速率上升，在第4天起帶頭蝦L*值上升速率增加，去頭蝦上升速率變化不明顯。帶頭蝦的L*值比去頭蝦低，說明隨著對蝦鮮度變化帶頭蝦顏色變暗較快。對蝦體表色澤變化的主要原因是在多酚氧化酶的催化作用下，蝦體內(nèi)無色的一元酚和氧氣發(fā)生生化反應(yīng)形成無色的二元酚，二元酚繼續(xù)氧化形成有色的醌類物質(zhì)，醌類物質(zhì)極易和蝦體里的蛋白質(zhì)或者氨基酸類物質(zhì)結(jié)合成褐色的復(fù)合物。蝦肉隨著酪氨酸和醌類物質(zhì)的產(chǎn)生而腐敗分解，褐變逐漸明顯，蝦體逐漸失去光澤，顏色逐漸變暗直至變成黑色，而蝦頭中的多酚氧化酶含量較多，在貯藏過程中可以加速蝦體變質(zhì)。ΔE*值越大，說明色差越大，隨著貯存期的延長，帶頭和去頭蝦的ΔE*值都呈上升趨勢，且?guī)ь^蝦的ΔE*變化更大。

從圖3中可以看出，無論是帶頭蝦還是去頭蝦，其在貯藏過程中顏色變化的色差值和CVS值之間都呈相關(guān)度較高的線性相關(guān)關(guān)系，因此可以采用計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)代替色差儀對樣品顏色進(jìn)行測定，這也為連續(xù)化無損檢測提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

a-L*值；b-△E*值；c-a*值；d-b*值;CIE-色差儀測定所得數(shù)據(jù)圖3 對蝦在4 ℃貯藏過程中色差儀和CVS測定的顏色變化的相關(guān)性分析Fig.3 Correlation analysis of color changes of prawns measured by colorimeter and CVS during storage at 4 ℃

2.3 冷藏過程中對蝦鮮度指標(biāo)的變化規(guī)律

2.3.1 冷藏過程中對蝦電導(dǎo)率的變化

從圖4可見帶頭對蝦與去頭處理對蝦隨冷藏時(shí)間延長，兩組樣品電導(dǎo)率值均呈上升趨勢，帶頭冷藏對蝦的電導(dǎo)率值均比去頭冷藏對蝦高。對蝦在冷藏過程中，因?yàn)槲r肉中內(nèi)源酶和微生物發(fā)生分解作用，高分子蛋白降解為低分子物質(zhì)形成單電離子，蝦肉制成勻漿，勻漿電導(dǎo)率相比新鮮的蝦肉電導(dǎo)率值相對偏高。帶頭蝦與去頭蝦的電導(dǎo)率與貯藏時(shí)間的相關(guān)性很高，相關(guān)系數(shù)分別達(dá)0.98和0.94，呈正相關(guān)。

圖4 在貯藏過程中蝦肉的電導(dǎo)率變化Fig.4 The electrical conductivity changes of prawns meat during storage

2.3.2 TVB-N的變化

TVB-N值是反映對蝦鮮度的一個重要指標(biāo)。貯藏過程中在對蝦中微生物和內(nèi)源酶的作用下，蛋白質(zhì)分解成氨和胺類等堿性物質(zhì)與腐敗中產(chǎn)生的有機(jī)酸結(jié)合形成鹽基態(tài)氮。TVB-N指食物浸出液在堿性環(huán)境下蒸餾出的總氮含量，即此條件下能形成氨氣的含氮類物質(zhì)的總稱。如圖5所示，在第1天，帶頭蝦的TVB-N為(5.62±0.53)mg/100 g，去頭蝦為(4.79±0.41)mg/100 g，均在可接受范圍。從冷藏第1天開始對蝦的TVB-N含量都呈持續(xù)上升趨勢，帶頭蝦TVB-N含量均高于去頭蝦。在第3天后帶頭和去頭蝦TVB-N含量增加的趨勢更明顯，帶頭蝦在第6天TVB-N數(shù)值超出國標(biāo)海蝦的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)30 mg/100 g，鑒定為不可食用。去頭蝦在第6天的TVB-N數(shù)值為29 mg/100 g臨近不可食用標(biāo)準(zhǔn)線。此增長趨勢與劉金昉[18]和YUAN等[19]研究結(jié)果相似，但其樣品中TVB-N含量在貯藏第4天已達(dá)到臨界值30 mg/100 g附近。

圖5 對蝦在貯藏過程中TVB-N變化Fig.5 Changes in TVB-N of prawns during storage

2.3.3 貯藏時(shí)間對蝦肉pH值的影響

pH值的變化與TVB-N含量變化相似，對蝦冷藏中pH的變化主要是由于對蝦內(nèi)源酶以及寄生的外源微生物分解蛋白質(zhì)，產(chǎn)生并積累氨類、三甲胺等堿性物質(zhì)使pH上升。新鮮凡納濱對蝦的pH值為7.2～7.3[20-21]。如圖6所示，本研究中新鮮對蝦pH約為(7.2±0.02)，隨冷藏時(shí)間的推移，帶頭蝦與去頭蝦pH呈上升趨勢，帶頭對蝦在冷藏期間的pH上升較迅速且除第1天后帶頭蝦pH均高于去頭蝦。

圖6 在貯藏過程中對蝦蝦肉pH值變化Fig.6 Changes in the pH value of prawns meat during storage

2.3.4 質(zhì)構(gòu)的變化

對蝦在死亡后會先進(jìn)入僵直期，再經(jīng)過內(nèi)源酶和外源微生物的分解作用使肌肉自溶從而使硬度下降[22]。硬度變化如圖7-a所示，對蝦在冷藏過程中，總體硬度先提升再逐漸下降。對蝦肌肉硬度在第1天～第3天先上升，第3天之后硬度呈下降趨勢，到第6天趨于穩(wěn)定，帶頭蝦硬度上升和下降的幅度都比去頭蝦大。對蝦的彈性來自肌肉中蛋白質(zhì)與水化層結(jié)合形成結(jié)構(gòu)緊密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，如果網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被破壞，肌肉就會失去彈性[23]，彈性變化趨勢和硬度相似(圖7-b)，貯藏第3天達(dá)到最高后變化趨勢不顯著(P>0.05)，而帶頭蝦和去頭蝦的彈性下降幅度沒有顯著差別。但ZHANG等[24]的研究顯示在冰藏過程中蝦肌肉的彈性降低。質(zhì)構(gòu)的變化受到很多因素的影響，如pH值變化，肌原纖維蛋白或結(jié)締組織的降解。王偉等[13]研究結(jié)果表明4 ℃冷藏條件下，蝦體的硬度在2.5 d時(shí)出現(xiàn)最大值，并進(jìn)入了僵直階段，之后硬度下降并趨于平緩。

a-硬度；b-彈性圖7 對蝦在貯藏過程中質(zhì)構(gòu)變化Fig.7 The texture changes of prawns during storage

2.3.5 貯藏時(shí)間對感官評分的影響

感官評定小組對國標(biāo)SC/T 3113—2002感官鑒定標(biāo)準(zhǔn)的評定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化后，對對蝦品質(zhì)分級進(jìn)行分?jǐn)?shù)制評定，如圖8所示。帶頭蝦在第4天與去頭蝦在第5天表現(xiàn)為外殼開始失去光澤，出現(xiàn)黑斑，有少許殘缺，氣味雖然正常但是肌肉組織出現(xiàn)松弛感。第6天帶頭冷藏處理的少部分對蝦開始出現(xiàn)令人不愉快的味道，肌肉組織彈性略差，局部出現(xiàn)輕微紅變，并出現(xiàn)軟殼的現(xiàn)象。去頭蝦的感官評分要高于帶頭蝦，說明帶頭蝦在貯藏過程中鮮度下降更快。

圖8 對蝦在貯藏過程中感官評分變化Fig.8 Changes in sensory scores of prawns during storage

2.3.6 貯藏過程中K值的變化

K值是以核苷酸的分解產(chǎn)物作為指標(biāo)的鮮度判定方法，它是對ATP降解產(chǎn)物分別進(jìn)行定量而求得的比值，K值通常作為評價(jià)魚肉鮮度的重要指標(biāo)[22]，但許多研究表明K值也可以用來評價(jià)蝦肉的鮮度。中國對蝦[24]、凡納濱對蝦[25]、日本沼蝦[26]等在冷藏期間K值與TVB-N值的變化趨勢基本相似。隨著貯藏時(shí)間的增加，帶頭蝦和去頭蝦的K值(圖9)都呈線性增長趨勢，說明對蝦的新鮮度不斷降低。帶頭蝦的K值要高于去頭蝦，帶頭蝦在貯藏過程中的鮮度更容易下降。

圖9 對蝦在貯藏過程中K值變化Fig.9 Changes in K value of prawns during storage

2.4 冷藏過程中各鮮度指標(biāo)的變化與顏色變化的相關(guān)關(guān)系

從表2中可以看出，無論是帶頭蝦還是去頭蝦在貯藏過程中的顏色變化都與電導(dǎo)率、pH、TVB-N值、K值呈線性正相關(guān)關(guān)系，與感官評分呈線性負(fù)相關(guān)且相關(guān)系數(shù)都>0.9，說明相關(guān)性很高。因此，可以利用CVS測定的總體色差值來推測其他指標(biāo)的變化，為智能鮮度檢測工具的開發(fā)提供了理論依據(jù)。但是色差值與硬度和彈性等表征質(zhì)構(gòu)的指標(biāo)之間沒有相關(guān)關(guān)系，這說明顏色變化可能與肌肉中某些成分的變化有關(guān)，但與肌肉蛋白質(zhì)的力學(xué)變化無關(guān)。

表2 貯藏期過程中對蝦鮮度指標(biāo)與CVS △E*值 相關(guān)關(guān)系分析Table 2 Correlation analysis of prawns freshness index and CVS △E* value during storage

從表2中可以看出對蝦帶頭與否對預(yù)測模型的影響，因?yàn)槲r頭和蝦殼富集了大量微生物，酚氧化酶活力也較高[27]，所以對各鮮度值的影響比較大，帶頭蝦和去頭蝦的模擬公式也有所區(qū)別，但是兩者模擬公式的區(qū)別不是很大，因此對2個公式進(jìn)行整合，通過1個公式來表示顏色和各鮮度指標(biāo)之間的關(guān)系，見表3。通過RMSE和R2來判斷預(yù)測值和實(shí)測值的偏差和擬合程度，RMSE越小說明偏差越小，R2值越接近1說明回歸直線對觀測值的擬合程度越好。將模擬公式整合后發(fā)現(xiàn)擬合優(yōu)度都>0.9，預(yù)測方程和實(shí)測值的擬合度很好，同時(shí)更加簡便地表達(dá)了顏色和相關(guān)鮮度指標(biāo)的關(guān)系。

表3 貯藏期過程中對蝦鮮度指標(biāo)與△E*值函數(shù)關(guān)系Table 3 Function relation of prawns freshness index and △E* value during storage

3 結(jié)論

在4 ℃貯藏條件下，隨著貯藏期的延長，對蝦樣品色差值逐步增大，說明樣品顏色逐漸加深；其他鮮度指標(biāo)如：電導(dǎo)率值、pH值、TVB-N值和K值呈上升趨勢；彈性和硬度先增大后減??；感官評分呈下降趨勢。帶頭蝦與去頭蝦在色差值、電導(dǎo)率值上區(qū)別較顯著，表示蝦頭中的酶類物質(zhì)可能會加速鮮度的下降。

CVS測定的對蝦顏色與色差儀測定的對蝦顏色值呈高度相關(guān)，說明可以利用CVS代替色差儀對對蝦的顏色進(jìn)行測定。同時(shí)色差值和對蝦鮮度值之間呈高度相關(guān)，建立了總體色差值與電導(dǎo)率、pH、TVB-N值及K值的關(guān)系模型。本項(xiàng)研究結(jié)果表明可以通過CVS系統(tǒng)測定的顏色值變化推導(dǎo)出其他鮮度值的變化，可以實(shí)現(xiàn)對蝦顏色的在線監(jiān)測，為鮮度在線監(jiān)測儀器的開發(fā)提供了理論依據(jù)。