熱和高靜壓殺菌對糟鹵蝦仁貨架期及品質的影響*

潘 玲，周 兵，郭曉倩，張璐瑤，胡小松，張 燕

(中國農業大學食品科學與營養工程學院，國家果蔬加工工程技術研究中心，農業部果蔬加工重點開放實驗室，北京 100083)

南美白對蝦(Penaeusvannamei)是世界三大對蝦養殖種類之一[1]。目前，我國對蝦加工行業還處于初級階段，主要以鮮銷或冷凍初加工為主，深加工產品較少。傳統糟蝦通常經過腌制、自然風干等工序制作而成，具有高鹽(大于10%)、高酒精度(約為20%)、低水分含量(小于30%)的特征。在糟蝦制作過程中，不僅要考慮天氣狀況，還要考慮地點條件、工具設置等因素。另外，小作坊式的糟蝦加工企業產品品質難以得到保證，容易出現微生物含量超標的情況，極大制約了糟蝦的規模化、均衡化生產。

本課題組在保留糟制食品風味及加工工藝的基礎上，對傳統糟鹵蝦仁工藝進行了改進，開發了一種新型蝦仁產品[2]。該產品低鹽(小于4%)、低酒精度(小于3%)、高水分含量(約為60%)的特征，優于傳統蝦仁。傳統熱殺菌技術雖然可以殺死微生物、延長貨架期、鈍化酶活性、改善食品品質，但是也會破壞一些熱敏性物料，影響食品的口感、色澤和香味等，不能滿足對蝦加工的要求。近年來，新興的食品高靜壓(High Hydrostatic Pressure,HHP)技術發展迅速，可以在不損害食品原有色澤、香味、口感等品質的前提下達到殺滅微生物、延長貨架期、提高食品營養和功能的目的，受到人們越來越多的關注[3-4]。

在我國食品工業中，HHP技術通常應用于果蔬汁、果蔬和水果罐頭的制作中，而應用于水產品加工的報道則很少。本研究利用HHP技術對糟鹵蝦仁進行處理，研究其對糟鹵蝦仁感官品質和貨架期的影響，并將結果與熱殺菌處理比較，以期為HHP在對蝦加工中的應用提供指導。

2 材料與方法

2.1 實驗材料與試劑

實驗材料：鮮活南美白對蝦，購于北京四道口水產市場，系海口養殖品種。將其制成糟鹵蝦仁，并在0～4 ℃條件下冷藏。試劑：培養基(分析純，北京陸橋技術有限公司)以及高氯酸、濃鹽酸、氫氧化鈉、甲基紅、溴甲酚綠、酚酞(均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司)。

2.2 實驗儀器與設備

實驗設備包括：高壓處理裝置(包頭科發新型高技術食品機械有限責任公司)、智能型生化培養箱(寧波萊福科技有限公司)、全能型食品用分光測色儀(美國Hunter Lab顏色管理公司)、868型pH計(美國奧立龍公司)、均質拍打器(法國INTERSCIENCE公司)、九陽打漿機(九陽股份有限公司)。

2.3 實驗方法

2.3.1糟鹵蝦仁樣品處理

將真空包裝的糟鹵蝦仁(5 只/袋)分別置于HHP處理釜和水浴鍋中進行殺菌處理。考慮到自主研發的HHP處理裝置的升壓范圍為100～700 MPa，對蝦仁進行巴氏消毒的條件通常為75～85 ℃、20～50 min。因此，本實驗的殺菌條件選取為在550 MPa和85 ℃下對糟鹵蝦仁處理5、10、15、20 和25 min，并將未做任何處理的蝦仁樣品作為對照組。

2.3.2微生物檢測

微生物菌落總數的測定：依據GB/T 4789.2-2008，將破碎后的樣品適當稀釋后，傾注倒平板，于37 ℃培養48 h，計數規則采用國標方法，微生物菌落總數以cfu/g計。

2.3.3色澤測定

采用色差儀法測定糟鹵蝦仁色澤：稱取50 g蝦仁，與30 mL蒸餾水混合后打漿，將蝦仁漿液置于比色皿內，采用反射模式下的CIE-Hunter測定L*、a*、b*值，則蝦仁色澤變化量ΔE可以表示為

(1)

2.3.4pH值測定

將待測樣品用打漿機絞碎后，取20 g放入均質袋中，用蒸餾水以1∶5的體積比進行稀釋，并用拍打式均質器將其攪勻，取上清液，然后用pH計測定pH值。

2.3.5水分含量測定

將待測樣品用打漿機絞碎后，稱取(5.0±0.5)g蝦仁碎末于干燥鋁盒中，放入干燥箱，在105 ℃下干燥至恒重[2]。由此，糟鹵蝦仁的水分含量為

(2)

式中：w為水分含量，mbefore為干燥前質量，mafter為干燥后質量。

2.3.6感官評價

選擇10名以上感官評價員組成感官評價小組，分別對糟鹵蝦仁的形態、色澤、軟硬度、風味等進行打分，評分標準如表1所示。樣品編號采用三維數隨機組合而成，各項得分越高表示品質越好。

2.3.7揮發性鹽基氮值測定[2]

(1) 將10 g蝦肉與90 mL高氯酸溶液(0.6 mol/L)混合打漿，均質2 min后，用濾紙過濾，濾液待用；(2) 吸取10 mL硼酸吸收液(30 g/L)注入錐形瓶內，再加2～3滴混合指示劑(甲基紅、溴甲酚綠)，并將錐形瓶置于半微量定氮器的蒸餾冷凝管下端；(3) 準確吸取5.0 mL濾液注入半微量定氮器反應室內，加入1～2滴酚酞、1～2滴硅油消泡劑、5 mL NaOH溶液，然后迅速蓋塞；(4) 向半微量定氮器反應室內通入水蒸汽，并對反應后的濾液蒸餾5 min；(5) 用鹽酸標準溶液(0.01 mol/L)將錐形瓶中的吸收液滴定至藍紫色。

2.3.8數據統計及圖形分析

用OriginPro 7.5統計分析數據并制圖。對實驗數據進行方差分析(ANOVA)和差異顯著性分析(SPSS 13.0)，顯著性水平取0.05，所有實驗重復3次。

表1 糟鹵蝦仁感官品質評價標準表Table 1 Criteria of sensory quality and evaluation for vinasse shrimps

3 結果與討論

3.1 熱和HHP處理的殺菌效果

圖1 熱和HHP處理對糟鹵蝦仁微生物菌的殺滅效果Fig.1 Inactivation of thermal and HHP treatments onthe aerobic microbial counts of vinasse shrimps

圖1為微生物菌落總數與熱和HHP殺菌時間的關系。由圖1可以看出，熱和HHP處理對糟鹵蝦仁均有顯著的殺菌效果，殺菌后，微生物指標均符合北京市地方標準《熟制水產品衛生要求》的規定(即菌落總數≤3×104cfu/g)。樣品經HHP殺菌后，微生物菌落總數由1.70×104cfu/g逐漸下降至69 cfu/g。由于樣品中耐壓菌的存在，保壓時間超過10 min后，菌落總數的下降不顯著(P>0.05)。熱殺菌后，微生物菌落總數也隨著殺菌時間的增長而逐漸減少，并在約20 min時降至10 cfu/g以內，之后菌落總數基本保持穩定。因此，本實驗中選取HHP殺菌的條件為550 MPa、10 min，選取熱殺菌的條件為85 ℃、20 min。

3.2 熱和HHP殺菌對理化指標的影響

蝦仁的色澤是表征蝦仁感官特征的重要參數。南美白對蝦中主要的色素包括蝦青素、角黃素、β類胡蘿卜素和葉黃素等[5]，其中蝦青素含量最高，約占總色素的64%～98%[6]。因此，蝦青素決定了蝦仁的色澤。表2給出了熱和HHP殺菌對糟鹵蝦仁理化指標的影響。可以看出，熱殺菌后，糟鹵蝦仁的亮度L*值顯著減小(P<0.05)，而HHP殺菌后，蝦仁L*值增大，只是變化不顯著(P>0.05)，說明HHP殺菌有助于提高蝦仁亮度。另一方面，熱和HHP殺菌后，蝦仁的a*值、b*值均顯著減小(P<0.05)，這可能是由于HHP和熱處理破壞了細胞組織結構，使蝦青素游離出來，造成a*值、b*值的下降。ΔE值反映了糟鹵蝦仁色澤的改變程度，ΔE值越大，蝦仁色澤的變化越明顯。HHP殺菌后樣品的ΔE值比熱殺菌小，說明HHP殺菌對蝦仁色澤的破壞程度較小，有利于糟鹵蝦仁原有色澤的保持。

pH值是評價水產品鮮度的重要指標[7-8]。由表2可以看出，經熱和HHP殺菌后，糟鹵蝦仁的pH值均略有上升，但變化并不顯著(P>0.05)，說明HHP殺菌對蝦仁蛋白并未造成較大影響。

糟鹵蝦仁水分含量的高低直接影響產品的質構特性和表觀品質。由表2可知，熱和HHP殺菌后，糟鹵蝦仁的水分含量均減小。這是由于HHP和長時間的加熱使蛋白質發生劇烈的降解反應，肌原纖維間毛細管存留水分的能力減弱[9]，進而導致蝦仁汁液的損失率升高。由于糟鹵蝦仁產品品質的好壞，主要取決于蝦仁肉的含水率，而熱和HHP殺菌均未造成蝦仁肉水分含量顯著下降(P<0.05)，因此，熱和HHP殺菌都可以較好地保留糟鹵蝦仁產品水分含量。

表2 熱和HHP殺菌對糟鹵蝦仁理化指標的影響Table 2 Effects of thermal and HHP treatments on the physicochemical properties of vinasse shrimps

Note:Different letters (a,b) in the same column indicate significant differences (P<0.05)

3.3 熱和 HHP殺菌對感官品質的影響

感官評價員由10名專業人員組成，分別對糟鹵蝦仁樣品的形態、色澤、軟硬度及風味進行評價，評價結果如表3所示。由表3可以看出，HHP殺菌的糟鹵蝦仁感官品質綜合評價優于熱殺菌組。經熱和HHP殺菌后，糟鹵蝦仁的形態、軟硬度及風味評分均低于未處理組，但是HHP殺菌后，糟鹵蝦仁的色澤評分高于未處理組和熱殺菌組，可能是HHP殺菌提高了糟鹵蝦仁亮度的緣故。綜合評價結果表明，HHP殺菌的糟鹵蝦仁評分高于熱殺菌組。

表3 熱和HHP殺菌的糟鹵蝦仁感官評價結果Table 3 Sensory evaluation of thermal- and HHP-treated vinasse shrimps

3.4 熱和HHP殺菌對貯藏期間品質的影響

3.4.1貯藏期間糟鹵蝦仁理化指標的變化

表4為貯藏(4 ℃)期間糟鹵蝦仁理化指標的變化情況。由表4可知，貯藏90 d后，熱和HHP殺菌組樣品的微生物菌落總數分別增加至70 和2.5×104cfu/g，均維持在標準范圍內，但是HHP組樣品的菌落總數已經接近標準的上限(3.0×104cfu/g)。Koseki等人[10]提出，HHP殺菌會殺死部分微生物營養體，也會導致部分微生物受傷，使其無法增殖，受傷細胞自我修復以后，可以恢復增殖。因此，相比于HHP殺菌，熱殺菌能夠殺滅更多的微生物營養體，使得只有少量的微生物在貯藏期間緩慢生長。

pH值是反映水產品鮮度和腐敗變質程度的重要指標，pH值的變化與蛋白質降解、微生物生長繁殖等因素相關。熱殺菌后，糟鹵蝦仁樣品的pH值在整個貯藏期間變化平緩，說明熱殺菌可以有效殺滅糟鹵蝦仁中的微生物。HHP殺菌后，在貯藏前20 d，糟鹵蝦仁的pH值略有增加，這是由于蛋白質被分解為小分子的胺類物質而造成的[11]；貯藏后期，樣品中存留的微生物利用蝦肉中的碳水化合物等營養成分生成乳酸、醋酸等有機酸，使得pH值減小。貯藏90 d后，熱和HHP殺菌樣品的pH值均在6.80以上，說明糟鹵蝦仁產品仍未發生酸敗現象。

Bertram等人[12]指出，肉制品中存在3種不同形式的水，分別是結合水、中間水和自由水，蛋白質空間結構的破壞，會導致食品中水分與食品成分結合緊密度的降低，因此，結合水向自由水轉化，使得自由水所占的比例逐漸增大。由表4可知，隨著貯藏時間的延長，糟鹵蝦仁樣品中的水分含量總體呈現下降的趨勢。貯藏前15 d，水分含量變化比較平緩，貯藏30 d后，相比于HHP殺菌組，熱殺菌組中樣品的水分含量出現顯著下降(P<0.05)，說明熱殺菌對蛋白與水分所構成空間網狀結構的破壞程度較HHP殺菌嚴重，加劇了水分的流失。貯藏60 d時，樣品內水分含量的上升可能是由于水分游離出來還未蒸發所致，之后，樣品中的水分含量變化不大，說明結合水向自由水轉變程度降低。

3.4.2貯藏期間TVB-N值的變化

圖2 貯藏期間糟鹵蝦仁TVB-N值的變化Fig.2 Changes in the TVB-N value of vinasseshrimps during storage

揮發性鹽基氮(TVB-N)是指動物性食品在腐敗過程中由于酶和細菌作用使蛋白質分解產生的氨以及低級胺類等堿性含氮物質。在水產品中，TVB-N通常作為評價鮮度的指標。當100 g的樣品的TVB-N值小于35 mg時，則可以認為樣品是新鮮的。由圖2可知，TVB-N值隨著貯藏時間的延長逐漸增大，與Shamshad[13]和Jaffres等人[14]的研究結果類似。微生物是導致水產品腐敗變質的主要原因。水產品生物胺的產生與微生物含量正相關，而TVB-N與這些生物胺的量存在一定的相關性[15]。由于在相同貯藏條件下，與熱殺菌后的糟鹵對蝦樣品相比，HHP殺菌后，樣品攜帶更多的微生物，因此，HHP殺菌的蝦仁TVB-N值上升較快，而熱殺菌的蝦仁TVB-N值上升較慢。

表4 貯藏期間糟鹵蝦仁理化指標變化Table 4 Changes in the physico chemical properties of vinasse shrimps during storage

3.4.3貯藏期間糟鹵蝦仁的感官評定

貯藏期內的感官評定是判定蝦仁產品貯藏期間品質好壞的重要方式。表5為感官評價員對貯藏30 d的糟鹵蝦仁樣品從形態、色澤、軟硬度和風味進行感官評價的結果。由表5可以看出，HHP殺菌組蝦仁樣品肌肉質地得到改善，更受喜愛。同時，HHP殺菌對蝦仁色澤也有改善作用，可能是因為HHP殺菌后蝦體變亮，紅度值較大。熱殺菌組的各項評分雖有下降，但仍在可接受范圍內。

表5 貯藏期間糟鹵蝦仁感官評價結果Table 5 Sensory evaluation of vinasse shrimps during storage

4 結 論

(1) 熱殺菌的效果優于HHP殺菌。HHP殺菌后，糟鹵蝦仁的微生物菌落總數由1.70×104cfu/g降至69 cfu/g，熱殺菌組則減小至10 cfu/g以內。根據微生物菌落總數隨著殺菌時間的變化曲線，選取HHP殺菌的條件為550 MPa、10 min，熱殺菌的條件為85 ℃、20 min。

(2) 熱和HHP殺菌后，糟鹵蝦仁pH值、水分含量的變化不顯著(P>0.05)。經感官評定， HHP殺菌組的糟鹵蝦仁樣品在形態、色澤、軟硬度以及綜合評分方面均優于熱殺菌組。

(3) 貯藏30 d后，對樣品進行評分發現，HHP殺菌組的糟鹵蝦仁樣品在色澤、軟硬度、風味、綜合評分方面高于熱殺菌組。貯藏90 d后，HHP殺菌的糟鹵蝦仁微生物菌落總數增加至2.5×104cfu/g，接近行業標準的上限(3.0×104cfu/g)，且HHP殺菌組樣品的TVB-N值也高于熱殺菌組。

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