熱預處理對南美白對蝦干燥過程和產品品質的影響

員冬玲，王壽權，耿文廣，趙改菊

(齊魯工業大學(山東省科學院)，山東省科學院能源研究所，山東 濟南 250014)

南美白對蝦，學名凡納濱對蝦，俗稱白對蝦，由于殼薄體肥，肉質鮮嫩，營養豐富，備受人們的喜歡。南美白對蝦由于含水率高，常溫下很容易腐敗變質，貯藏期短。干制水產品由于風味獨特、營養豐富、便于貯存和攜帶，生產和消費過程無需冷鏈，不僅深受廣大消費者尤其是內陸人群的喜愛，同時也降低了生產過程中冷藏冷鏈所需成本和長時間低溫對產品品質的影響[1]。因此，干制成為南美白對蝦加工的重要方法之一。

漂燙可以達到殺菌、滅酶、防止產品腐敗和變色的作用[2]，是一種常用且有效的食品干制預處理方法，可以提高干制品的品質，唐璐璐等[3]對豐水梨壓差閃蒸干燥進行漂燙預處理，發現適當的漂燙預處理有利于干燥產品感官品質的提高。朱文學等[4]研究表明，適當的漂燙時間和漂燙溫度可以減小百合干燥產品與新鮮樣品的色差，有效控制褐變程度。林旭東等[5]研究表明，漂燙時間為2 min可以最大限度地提高脫水甘藍葉綠素及維生素C含量。范傳會等[6]發現合理的漂燙溫度和時間可以在維持藕帶硬度的同時降低其中多酚氧化酶活性，減少褐變現象的產生。此外，漂燙預處理還可以提高干燥速率[7～10]、降低干燥能耗和干燥成本。在海產品加工中，漂燙還可以使水產品蛋白質產生熱變性，降低組織結構持水力，使水產品的含水率降低，從而縮短干燥過程[11-12]。目前，關于熱水及熱蒸汽預處理對帶殼南美白蝦干制過程及干制品品質影響的研究鮮有報道。本文分別采用熱水和熱蒸汽兩種預處理方式，探討不同預處理工藝對南美白對蝦干燥過程及干制品品質的影響，以期為今后南美白對蝦工業化干制加工提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器與設備

南美白對蝦，由山東海城生態科技有限公司提供。

GZX-9140MBE電熱鼓風恒溫干燥箱(上海博迅公司)；TMS-Pro型食品物性分析儀(美國FTC公司)。

1.2 實驗方法

1.2.1 干制品制備流程

干制品制備流程為原料→解凍→清洗→蒸、熱水處理→瀝水→干燥→檢測。

1.2.2 預處理工藝

(1)熱水處理：將解凍挑選的南美白對蝦放入100 ℃水中，沸水煮1～5 min，冷卻，稱重，待用。

(2)熱蒸汽處理：將解凍挑選的南美白對蝦放入100 ℃蒸汽中，蒸汽蒸1～5 min，冷卻，稱重，待用。

1.2.3 失重率

式中，m1為預處理前蝦的質量，g；m2為預處理后蝦的質量，g。

1.2.4 水分含量測定

根據GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》[13]，將經過預處理的南美白對蝦置于恒溫干燥箱中，105 ℃干燥至恒重。

1.2.5 干物質得率

式中，m3為預處理后蝦進行干燥水分測試，最終得到的干物質的質量，g。

1.2.6 干燥曲線的測定

7)計算綜合評價值：式中：Di為綜合評價值；wi為第i個指標在整個指標空間所占的比重，即權重。Di值越大，表明與參考數列X0越接近，方案越可行。

將預處理過和未處理的南美白對蝦放入恒溫鼓風干燥箱，每0.5 h測一次數據，烘干至所需安全干基含水率8%以下，干燥時外界環境的相對濕度為58%～62%，干燥箱內風速1.5 m/s，烘箱溫度設定為80 ℃。

1.2.7 復水率的測定

將蝦干制品放入100 ℃沸水中放置5 min 后撈出，用濾紙擦干表面水分后檢測質量變化，由下式求出復水率[14]：

式中，m4為樣品復水后瀝干質量，g。

1.2.8 干燥后蝦仁的質構測試

采用TMS-Pro型物性分析儀中Texture Profile Analysis(TPA)模式測試干燥后蝦仁的質構。測試參數值設定為：直徑75 mm的圓盤擠壓探頭，感應力量程200 N，測試前速度60 mm/min，測試速度40 mm/min，測試后速度60 mm/min，測試深度(壓縮比)50%，觸發類型自動0.6 N，回復時間2 s。將蝦干制品去殼，留第二第三腹節進行測試。最終得到樣品的硬度、彈性等指標，結果以平均值±標準偏差形式表示。

1.2.9 色澤測定

于日光燈下采用CR-400色彩色差計測定L*值(明度，反映色澤的亮度)，a*值(Hunter 標度中的a軸值，正數代表紅色，負數代表綠色)，b*值(Hunter 標度中的b軸值，正數代表黃色，負數代表藍色)，同時對處理組和標準板總色澤差異值ΔE﹡進行評價，其中ΔE*=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2，重復3次。

采用方差分析進行數據分析，Origin Pro8.0 進行統計分析并制圖， 差異顯著性P<0.05，所有實驗均重復3次。

2 結果與討論

2.1 不同預處理工藝對南美白對蝦失重率的影響

表1為熱預處理時間、方式對蝦失重率、水分含量及最終干物質得率的影響。根據水分測試實驗，南美白對蝦生蝦的水分含量為74.25%±0.25%，干物質含量為25.75%±0.25%。從表1我們可以看出，隨著熱水處理時間的增加，南美白對蝦的水分先增后減，不同處理時間下對蝦的水分不存在顯著差異(P>0.05)。熱水處理時間在3 min前，對蝦的重量不減反增，但不同處理時間蝦的干物質得率間及其與生蝦之間，均不存在顯著性差異(P>0.05)，此時可能是有水分進入蝦殼和蝦肉之間。在熱水處理時間為4 min、5 min時，蝦的失重率分別為4.76%±0.04%和5.04%±0.02%，均顯著高于1 min、2 min、3 min的蝦失重率(P<0.05)，而此時干物質得率分別下降到24.48%±0.62%和24.43%±0.25%，說明此時有其他物質從蝦體中進入漂燙水中。

表1 預處理方式及時間對蝦失重率、水分含量及最終干物質得率的影響

注：同列上標字母不同表示差異顯著(P<0.05)

從表1我們還可以看出，熱蒸汽處理后的南美白對蝦的水分持續降低，不同處理時間下對蝦的水分有顯著差異(P<0.05)。隨著熱蒸汽處理時間的增加，對蝦的失重率不斷增加，不同熱蒸汽處理時間下對蝦的失重率存在極顯著差異(P<0.01)，而不同熱蒸汽處理時間下對蝦的干物質得率不存在顯著差異(P>0.05)，但4 min、5 min對蝦干物質得率有所下降，說明前3 min，熱蒸汽處理對蝦失重主要是水分，而超過3 min，有物質流失，造成營養成分的浪費。

此外，從表1還可以看出，熱水和熱蒸汽處理后對蝦的水分含量存在極顯著差異(P<0.01)，對蝦的失重率存在顯著性差異(P<0.05)。兩種預處理方式相比，熱蒸汽處理方式更有利于水分的降低和營養成分的保留，且熱蒸汽處理時間3 min最適宜。

2.2 不同預處理工藝對南美白對蝦干燥特性的影響

圖1為不同預處理條件下，南美白對蝦干基含水率隨干燥時間的變化曲線。經過熱蒸汽、熱水處理(處理時間為3 min)和未經處理的南美白對蝦初始干基含水率出現了極顯著的差異(P<0.01)。隨著時間的增加，蝦的水分不斷降低，但12 h后三者的水分含量差異不顯著(P>0.05)。圖2為不用預處理條件下，南美白對蝦干燥速率隨時間的變化曲線。從圖2可以看出，南美白對蝦的干燥過程沒有經歷明顯的升速、恒速干燥階段，而是直接開始了降速干燥階段，說明與大多數水產品的干燥一樣，水分梯度在南美白對蝦的干燥中起到主導作用[15-16]。從圖1，圖2我們還可以看出，干燥初期經過熱蒸汽處理的蝦的最初水分含量最低，其干燥速率也是最低的。經過熱水處理的蝦的初始水分最高，其干燥速率也是最高的，這可能是在熱水處理過程中，一部分自由水進入蝦殼和蝦肉之間，在干燥初期，這部分水分很容易去除，因此經過熱水處理的蝦的干燥速率此時相對高一些，但是整個干燥過程中，不同預處理對蝦的干燥速率沒有顯著性差異(P>0.05)。干燥后期，不同預處理方式下的對蝦干燥速率均很低，主要是由于內部水分的減少和物料內部肌纖維的收縮現象造成的。

圖1 南美白對蝦含水率隨干燥時間的變化曲線Fig.1 The water content curve of Penaeus vannamei with the drying time

圖2 南美白對蝦干燥速率隨干燥時間的變化曲線Fig.2 The drying rate curve of Penaeus vannamei with the drying time

2.3 不同預處理工藝對南美白對蝦色澤的影響

經過熱蒸汽、熱水處理(處理時間各為3 min)，對南美白對蝦進行色澤指標測定，然后將經預處理的對蝦干燥至終水分(干基)為25%，測定其色澤。表2為不同預處理所得的南美白對蝦干燥前后產品的色澤指標測定結果。由表2可知，不同預處理條件下，對蝦干燥結束后亮度(L*)、綠度(a*)、黃度(b*)值都有所降低、ΔE*值增大，與干燥前相比差異極顯著(P<0.01)。干燥前，熱蒸汽處理的南美白對蝦與熱水處理的相比其L*、a*、b*、ΔE*值均大，其L*、a*值不存在顯著性差異(P>0.05)；b*值存在顯著差異(P<0.05)，ΔE*值存在極顯著差異(P<0.01)。干燥后，熱蒸汽處理的南美白對蝦與熱水處理的相比其L*、a*、b*值均大，但均不存在顯著性差異(P>0.05)，ΔE*值兩者間存在顯著性差異(P<0.05)。

表2 不同預處理對南美白對蝦干燥前后色澤的影響

注：同列上標字母不同表示差異顯著(P<0.05)

2.4 不同預處理工藝對南美白對蝦干制品質構的影響

將預處理過和未處理的南美白對蝦放入恒溫鼓風干燥箱，80 ℃烘干至含水率20%±1.0%，制得蝦干制品。表3為在不同的預處理工藝條件下，測得的南美白對蝦干制品的硬度、彈性和咀嚼性參數。從表3可以看出，未進行預處理的南美白對蝦干制品，硬度最低，彈性最小，咀嚼性最差。而經過蒸、熱水處理的南美白對蝦干制品硬度、彈性和咀嚼性都有所提高。與未處理蝦相比，熱水處理得到的蝦硬度和彈性顯著增加(P<0.05)，咀嚼性有極顯著性增大(P<0.01)，而熱蒸汽處理得到的蝦硬度顯著增加(P<0.05)，彈性和咀嚼性都有極顯著性增大(P<0.01)。經熱蒸汽處理的蝦干制品的硬度比經熱水處理的蝦干制品的硬度相對小一些，彈性更大一些，因此其咀嚼性更好，但這些差異性不顯著(P>0.05)。

注：同列上標字母不同表示差異顯著(P<0.05)

2.5 不同預處理方式對南美白對蝦干制品復水率的影響

將不同預處理的南美白對蝦放入恒溫鼓風干燥箱，80 ℃烘干至含水率20%±1%，制得蝦干制品。圖3為不同預處理下南美白對蝦干制品的復水率，從圖3可以看出，復水率從大到小依次是：熱蒸汽處理 >熱水處理 >未處理。其復水率分別為61.07%±2.61%，56.79%±2.15%，51.73%±2.24%，經過熱蒸汽處理后制得的蝦干制品的復水率最高。熱蒸汽處理與未預處理相比，復水率存在極顯著差異性(P<0.01)，熱水處理與未預處理相比，復水率差異性顯著(P<0.05)，而熱蒸汽與熱水處理相比，復水率不存在顯著性差異(P>0.05)。

3 結論

不同預處理使得南美白對蝦樣品的初始含水率出現較明顯的差別，相對熱水處理方式，熱蒸汽處理方式更有利于水分的降低，3 min的熱蒸汽處理方式最適宜。不論何種預處理方式，南美白對蝦的干燥過程都沒有經歷明顯的升速、恒速干燥階段，而是直接開始了降速干燥。經過干燥前的預處理，蝦干制品的硬度、彈性、咀嚼性和感官品質都有所提高，經熱蒸汽處理的蝦干制品的硬度比經熱水處理的蝦干制品的硬度相對較小，彈性更大，因此其咀嚼性更好。相比熱水處理方式，經過熱蒸汽處理后的蝦干制品色澤度更好。經過預處理制得的蝦干制品的復水率均顯著提高，熱蒸汽處理后的蝦干制品的復水率比熱水處理后的更高，但不存在顯著性差異。本研究中沒有涉及預處理對南美白對蝦的營養品質和特有風味保持的影響，在后續研究中將進一步強化該方面的研究。