冷凍牡蠣加工工藝研究及模糊數學感官評價

鄒文中，張小芳*，潘志民，張志鵬，鄒艾一

(1.北海職業學院海洋食品研發中心，廣西北海536000;2.鶴山市東古調味食品有限公司，廣東鶴山529738;3.上海好唯加食品有限公司，上海200070;4.暨南大學化學系，廣東廣州510640)

牡蠣是我國四大養殖貝類之一［1-2］，富含蛋白質，含有人體必需氨基酸、牛磺酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸，還含有維生素A、B、C、D、E以及鈣、硒、磷、鐵、鋅等礦物質，具有較高的食用價值、藥用價值和經濟價值，被稱為“海洋牛奶”。牡蠣加工食品主要有冷凍牡蠣［3］、牡蠣干［4］、牡蠣即食罐頭［5］、牡蠣醬油、蠔油、牡蠣蛋白飲料、牡蠣多糖及牛磺酸功能食品等。然而，由于貝類初級生產加工過于粗放、質量穩定性差，產品衛生監控不到位，產品衛生不合格等問題，歐盟自1997年起一直禁止從我國進口牡蠣等雙殼貝類，至今仍未解禁。為了提高初級牡蠣加工品的質量、確保牡蠣深加工產品安全，有必要對冷凍牡蠣的加工工藝進行深入研究。

目前在冷凍牡蠣加工中存在的主要問題是:去腥效果差;微生物超標;出現干耗和汁液流失率大。采用臭氧水對新鮮牡蠣進行處理，具有一定的殺菌效果，采用多聚磷酸鹽［5］可以降低水產品的干耗和汁液損失率，但以上處理未被用于冷凍牡蠣的加工工藝研究中。并且關于食鹽與茉莉花茶復合物去腥、鍍冰衣處理改善冷凍牡蠣上述缺陷的研究未見報道。此外，對于冷凍牡蠣質量評價主要采用的方法仍然是感官評價法［6-7］，而相對更為科學和準確的模糊數學感官評價方法［8-9］未被采用。鑒于此，筆者以牡蠣為原料，研究了食鹽與茉莉花茶復配物、三聚磷酸鈉、臭氧水消毒和殼聚糖鍍冰衣處理對冷凍牡蠣感官特性、干耗、汁液流失率的影響，并選用模糊數學評價法對冷凍牡蠣加工工藝進行優化，以期為冷凍牡蠣工業化生產及質量安全控制提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料與試劑。鮮活牡蠣、食鹽、茉莉花茶，市售。三聚磷酸鈉，食品級，廣州正通化工有限公司;殼聚糖，食品級，杭州富麗生物科技有限公司。

1.1.2 儀器設備。EL-320S型電子分析天平，上海精密儀器公司;KK22F57T1型冰箱，德國西門子公司;SD-90型制冰機，廣州旭眾食品設備公司;WF-A168型刨冰機，廣州旭眾食品設備公司;RYLR-08-W型直接飲用水裝置，容聲公司;SYM10型臭氧發生器，徐州市勝亞臭氧設備制造有限公司。

1.2 方法

1.2.1 冷凍牡蠣的加工工藝流程。鮮活牡蠣→開殼取肉、清洗→臭氧水消毒→三聚磷酸鈉漂洗→食鹽和茉莉花茶復配物去腥→瀝水→稱重→擺盤→凍結→用殼聚糖溶液鍍冰衣→包裝→凍藏→成品。

1.2.2 操作要點。

1.2.2.1 開殼取肉、清洗。從市場購買鮮活牡蠣，用挖蠣專用刀從牡蠣殼后緣插入殼內直至閉合肌，左右擺動蠣刀削離閉合肌開殼，取出牡蠣肉并放上一些冰塊，然后取出牡蠣內臟，用冰水清洗2～3次。

1.2.2.2 臭氧水消毒。采用一定濃度的臭氧水溶液，以一定的流速淋洗牡蠣肉。淋洗時間為6 min、淋洗流速150 ml/min，臭氧水濃度為 0、1、2、3、4 mg/L。然后迅速取出，控水5 min。

1.2.2.3 三聚磷酸鈉漂洗。將消毒控水后的牡蠣肉放入已配制好的三聚磷酸鈉溶液中漂洗3 s，溫度為4℃以下。三聚磷酸鈉的濃度為 0、1.0、2.0、3.0、4.0 g/kg。漂洗后將牡蠣肉放入冰箱冷藏室中瀝水15～20 min。

1.2.2.4 去腥、瀝水。稱取一定量的食鹽和茉莉花茶混合物溶解在冰水中，配制成一定濃度的食鹽和茉莉花茶復配物。然后將經過消毒和漂洗處理的牡蠣肉放入復配物中去腥30 min。食鹽和茉莉花茶復配物的濃度為:0%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%。去腥后將牡蠣肉放入冰箱冷藏室中瀝水15～20 min。

1.2.2.5 稱重、擺盤、凍結。將牡蠣肉用電子稱稱重并整齊地放入塑料模具中，然后立即放入冰箱急凍室中(-30℃)進行速凍。

1.2.2.6 鍍冰衣、包裝。凍結完成后，手工脫盤，然后將牡蠣凍肉迅速浸泡在已經配制好的不同濃度的殼聚糖溶液中(溶液溫度控制在0～4℃)，控制鍍冰衣的重量占凍牡蠣肉凈重的2.0%～5.0%。其中殼聚糖濃度為0～4.0%。鍍冰衣完成后，將速凍牡蠣放入聚乙烯/聚酰胺復合包裝袋中，真空包裝。

1.2.2.7 凍藏、成品。將真空包裝后的冷凍牡蠣放入冰箱冷凍室(-30℃)中貯存，得到冷凍牡蠣產品。

1.2.3 試驗設計。

1.2.3.1 單因素試驗設計。臭氧水濃度單因素試驗設計:食鹽和紅茶復配物 3.0%，臭氧水濃度為 0、1.0、2.0、3.0、4.0 mg/L。三聚磷酸鈉濃度單因素試驗設計:食鹽和紅茶復配物3.0%，臭氧水濃度2.0 mg/L，三聚磷酸鈉濃度0、1.0、2.0、3.0、4.0 g/kg。食鹽和紅茶復配物濃度單因素試驗設計:臭氧水濃度2 mg/L，三聚磷酸鈉3.0 g/kg，食鹽和紅茶復配物濃度0、1.5%、3.0%、4.5%、6.0%。殼聚糖濃度單因素試驗設計:食鹽和紅茶復配物3.0%，臭氧濃度2.0 mg/L，三聚磷酸鈉 3.0 g/kg，殼聚糖濃度 0、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%。

1.2.3.2 正交試驗設計。根據單因素試驗結果，確定臭氧水濃度、三聚磷酸鈉濃度、食鹽和茉莉花茶溶液濃度和殼聚糖濃度，然后以模糊數學感官評價為指標，采用L9(34)正交試驗設計方案，對冷凍牡蠣加工工藝進行優化。

1.2.4 感官質量的模糊數學評價。采用10分法評定，即由10名評價員(5男5女)品嘗，從色澤(U1)、質地(U2)、外觀(U3)、氣味(U4)4個指標按照冷凍牡蠣感官質量評價標準(表1)進行評價，分為非常好(v1)、較好(v2)、好(v3)、一般(v4)、差(v5)5個等級。各指標得分非常好為8分以上，較好為6～8分，好為4～6分，一般為2～4分，差為2分以下。擔任評價員的基本條件參照文獻［8］。模糊數學模型的建立按照參考文獻［8］，其步驟是先建立因素集X，再確立模糊矩陣和模糊轉換，最后引進綜合評分矩陣T，從而得到冷凍牡蠣質量模糊綜合評價總分T。

表1 冷凍牡蠣感官質量評價標準

1.2.5 測定項目。干耗及汁液流失率計算公式如下:

2 結果與分析

2.1 臭氧水濃度對冷凍牡蠣特性的影響

2.1.1 臭氧水濃度對冷凍牡蠣感官質量的影響。從圖1中可以看出，當臭氧水濃度從0%增至2.0%時，T值逐漸增大且在濃度2%時達到最大值(7.479分)，表明臭氧水處理使冷凍牡蠣感官質量得到改善;而當臭氧水濃度繼續增加時，T值逐漸減小。臭氧是一種高效、高潔性消毒劑，其滅菌速度是氯消毒劑的2倍，殺菌能力是氯的600～3 000倍。在臭氧水濃度較低時，由于臭氧水的殺菌作用，牡蠣中細菌總數減小，冷凍牡蠣的感官質量得到改善。而當臭氧水濃度較高時，臭氧的強氧化作用會使牡蠣的色澤和組織結構變差，從而使冷凍牡蠣的感官質量下降。

圖1 臭氧水濃度對冷凍牡蠣感官質量的影響

2.1.2 臭氧水濃度對冷凍牡蠣干耗和汁液流失率的影響。由圖2可見，采用臭氧水處理，冷凍牡蠣的干耗和汁液流失率均低于未處理的冷凍牡蠣。隨著臭氧水中臭氧濃度從0 mg/L增加到2.0 mg/L，冷凍牡蠣的干耗逐漸下降;而當臭氧濃度繼續增加時，干耗增大。干耗是指因水分蒸發或冰晶生化而引起的質量減少。當臭氧濃度較低時，由于臭氧殺滅了牡蠣表面和體內的微生物，阻止了因微生物腐敗而對牡蠣組織結構的破壞，干耗下降。而當臭氧濃度繼續增加時，由于臭氧的氧化使牡蠣蛋白質之間變性聚集，干耗下降。汁液損失率的變化趨勢與干耗相似，但當臭氧濃度增加到3.0 mg/L時，汁液損失率最小。

圖2 臭氧水濃度對冷凍牡蠣干耗和汁液流失率的影響

2.2 三聚磷酸鈉濃度對冷凍牡蠣特性的影響

2.2.1 三聚磷酸鈉濃度對冷凍牡蠣感官評價的影響。由圖3可見，添加三聚磷酸鈉，冷凍牡蠣的T值均高于未處理冷凍牡蠣。隨著三聚磷酸鈉濃度從0增至4.0%，T值從6.511分逐漸增至8.452分。以上結果表明，添加三聚磷酸鈉，冷凍牡蠣感官質量得到明顯改善。

圖3 三聚磷酸鈉濃度對冷凍牡蠣感官質量的影響

2.2.2 三聚磷酸鈉濃度對冷凍牡蠣干耗和汁液流失率的影響。由圖4可見，采用三聚磷酸鈉處理，冷凍牡蠣產品的干耗和汁液流失率均低于未處理冷凍牡蠣，并且隨著三聚磷酸鈉濃度從0%增至4.0%，冷凍牡蠣的干耗和汁液損失率下降。三聚磷酸鈉是水產品加工中常用的保水劑，其主要作用是提高牡蠣肉中pH，增加離子強度，提高蛋白質的溶解性，螯合金屬離子和促進肌動球蛋白復合體的分解。隨著三聚磷酸鈉濃度增加，牡蠣中蛋白質與水之間的作用增大，蛋白質的持水能力提高，從而使冷凍牡蠣的干耗和汁液損失率下降。

2.3 食鹽和茉莉花茶復配物濃度對冷凍牡蠣特性的影響

2.3.1 食鹽和茉莉花茶復配物濃度對冷凍牡蠣感官質量的影響。從圖5中可知，當食鹽和茉莉花茶濃度從0%增至3.0%時，冷凍牡蠣的T值從6.231分增至8.057分，表明采用復配物去腥處理，冷凍牡蠣的感官質量得到顯著改善。而當食鹽和茉莉花茶濃度大于3.0%時，冷凍牡蠣的T值減小，表明感官質量下降。當復配物濃度較低時，復配物能夠溶解腥味物質并除去腥味，感官質量提高;而當復配物較高時，冷凍牡蠣咸味太大且茉莉花茶味較重，感官質量下降。

圖4 三聚磷酸鈉濃度對冷凍牡蠣干耗和汁液流失率的影響

圖5 食鹽和茉莉花茶復配物濃度對商業化冷凍牡蠣感官特性的影響

2.3.2 食鹽和茉莉花茶復配物濃度對冷凍牡蠣干耗和汁液流失率的影響。由圖6可見，采用食鹽和茉莉花茶復配物，冷凍牡蠣的干耗和汁液流失率均低于未處理冷凍牡蠣。當食鹽和茉莉花茶復配物濃度從0%增至3.0%時，干耗和汁液流失率逐漸下降;而當濃度大于3.0%時，干耗和汁液流失率逐漸增大。在食鹽和茉莉花茶復配物濃度較低時，由于食鹽具有鹽溶和殺菌作用以及茉莉花茶中茶多酚的抗氧化作用，牡蠣中蛋白質與水的作用增大，從而阻止了冷凍牡蠣的干耗和汁液流失。而當復配物濃度較高時，由于高濃度的食鹽引起蛋白質變性，牡蠣中蛋白質之間發生聚集，從而使干耗和汁液流失率增大。

圖6 食鹽和茉莉花茶復配物濃度對干耗和汁液流失率的影響

2.4 殼聚糖濃度對冷凍牡蠣特性的影響

2.4.1 殼聚糖濃度對冷凍牡蠣感官質量的影響。將凍結后的牡蠣浸入不同濃度的殼聚糖溶液中浸泡進行鍍冰衣處理，得到的殼聚糖濃度對冷凍牡蠣感官質量的影響曲線見圖7。由圖7可見，當殼聚糖濃度從0%增至4.0%時，T值從7.161分增至8.092分。以上結果表明，采用殼聚糖溶液進行鍍冰衣，冷凍牡蠣的感官質量得到改善。

圖7 殼聚糖濃度對冷凍牡蠣感官質量的影響

2.4.2 殼聚糖濃度對冷凍牡蠣干耗和汁液流失率的影響。由圖8可見，用殼聚糖溶液進行鍍冰衣處理，冷凍牡蠣的干耗和汁液流失率均低于未處理冷凍牡蠣，并且隨著殼聚糖濃度增加，干耗和汁液損失率減小。殼聚糖是一種具有抗氧化性和抗菌性的功能性碳水化合物，隨著殼聚糖濃度增加，殼聚糖的抗菌性和抗氧化性增大，同時由于殼聚糖能夠與水發生氫鍵作用提高溶液的黏度，從而使冷凍牡蠣的干耗和汁液損失率減小。

圖8 殼聚糖濃度對冷凍牡蠣干耗、汁液流失率的影響

2.5 模糊數學感官評價法優化冷凍牡蠣加工工藝

2.5.1 正交試驗設計。根據單因素試驗結果，確定試驗因素為:三聚磷酸鈉濃度、食鹽與茉莉花茶溶液濃度、臭氧水濃度和殼聚糖濃度。然后以模糊數學感官評價為指標，采用L9(34)正交試驗設計方案，對冷凍牡蠣加工工藝進行優化。冷凍牡蠣加工工藝優化正交試驗設計見表2。

表2 不同加工工藝條件下冷凍牡蠣L9(34)正交試驗因素水平設計

2.5.2 冷凍牡蠣加工工藝的模糊數學感官評價優化。通過20位用戶對冷凍牡蠣4項質量因素重要性程度的分析評價，得出色澤(U1)的權重為0.144、質地(U2)的權重為0.302、外觀(U3)的權重為0.346、氣味(U4)的權重為0.208，從而得到冷凍牡蠣質量因素權重集 X={0.144，0.302，0.346，0.208}。然后通過10名感官評價員對9個冷凍牡蠣樣品進行的4項指標評價，得出冷凍牡蠣感官質量評價結果，見表3。

根據表3結果，參考潘志民等的方法，將通過計算得出的U1、U2、U3、U44個單因素模糊矩陣的評價結果寫成一個矩陣R，根據公式Y=X×R，模糊綜合評價總分公式T=Y×K得出9個冷凍牡蠣產品模糊綜合評價總分T。冷凍牡蠣綜合得分結果見表2。

從表4可以看出，4個因素對模糊評價總分的影響從大到小的順序為食鹽和茉莉花茶復配物濃度＞三聚磷酸鈉濃度＞殼聚糖濃度＞臭氧水濃度。各因素最優水平組合為A3B3C3D3，這一組合在正交試驗中沒有出現，需做驗證試驗。驗證試驗得出A3B3C3D3組合的模糊評價總分為8.430分，高于正交試驗中得分最高的9號組合(8.360分)，可選用A3B3C3D3的加工工藝條件作為冷凍牡蠣的最優加工工藝條件，即食鹽和茉莉花茶復配物濃度3.0%、三聚磷酸鈉濃度3.0 g/kg、殼聚糖濃度3.0%、臭氧水濃度2.0 mg/L。

表3 不同加工工藝條件下冷凍牡蠣感官質量評價結果

3 結論

當臭氧水濃度從0%增至2.0%時，冷凍牡蠣的T值增大;添加三聚磷酸鈉，T值均高于未處理冷凍牡蠣;當食鹽和茉莉花茶濃度從0%增至3.0%時，T值增大;當殼聚糖濃度從0%增至4.0%時，T值增大。以上結果表明，冷凍牡蠣的感官質量得到改善。

采用臭氧水消毒、三聚磷酸鈉漂洗、用食鹽和茉莉花茶復配物去腥和用殼聚糖溶液進行鍍冰衣處理，冷凍牡蠣的干耗和汁液流失率均低于未處理冷凍牡蠣。

模糊數學感官評價結果表明，4個因素對模糊評價總分的影響從大到小的順序為食鹽和茉莉花茶復配物濃度＞三聚磷酸鈉濃度＞殼聚糖濃度＞臭氧水濃度;冷凍牡蠣的最優加工工藝條件為食鹽和茉莉花茶復配物濃度3.0%、三聚磷酸鈉濃度3.0 g/kg、殼聚糖濃度3.0%、臭氧水濃度2.0 mg/L。

表4 正交試驗結果

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［3］陶晶，楊瑞金，張文斌，等.即食牡蠣軟罐頭的研制［J］.食品研究與開發，2008，29(4):94-98.

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［5］邱春江，胡明霞.復合抗凍保鮮劑在文蛤凍藏過程中的應用［J］.食品研究與開發，2009，30(9):162-165.

［6］曹榮，薛長湖，薛勇.臭氧水對牡蠣細菌菌相及貨架期的影響［J］.食品工業科技，2006，27(5):63-65.

［7］費星，秦小明，林華娟，等.臭氧凈化對近江牡蠣的存活率和主要營養成分的影響［J］.食品工業科技，2009，30(7):91-93.

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