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          農業論文

          軟包裝即食小龍蝦關鍵工藝對質地的影響

          時間:2022年03月21日 所屬分類:農業論文 點擊次數:

          摘要:為探究關鍵工藝對小龍蝦產品品質的影響,以小龍蝦為原料,通過質構分析、低場核磁共振與感官評價等方法,研究保水劑(1%、1.5%無磷保水劑和1.2%碳酸氫鈉+4%海藻糖)、干燥條件(溫度:70℃、80℃、90℃;時間:0.5h、1h、1.5h、2h)及殺菌條件(100℃、115℃、121℃;15

            摘要:為探究關鍵工藝對小龍蝦產品品質的影響,以小龍蝦為原料,通過質構分析、低場核磁共振與感官評價等方法,研究保水劑(1%、1.5%無磷保水劑和1.2%碳酸氫鈉+4%海藻糖)、干燥條件(溫度:70℃、80℃、90℃;時間:0.5h、1h、1.5h、2h)及殺菌條件(100℃、115℃、121℃;15min)對其水分、質構特性及感官評分的影響,優化軟包裝即食小龍蝦加工工藝并探究水分與質地的關系。研究表明,保水劑(1.2%碳酸氫鈉+4%海藻糖)添加增加了蝦肉中的不易流動水和自由水含量,并顯著提高蝦肉的持水性,降低蝦肉硬度(P<0.05),且隨干燥溫度的升高和時間的延長,蝦肉水分含量顯著減少(P<0.05),硬度和咀嚼性增加;而過高的殺菌溫度破壞蝦肉內部纖維結構,導致蝦肉咀嚼性差。結果表明蝦肉制品的水分含量顯著影響其產品品質,同時確定了即食小龍蝦加工工藝最佳條件,即添加保水劑(1.2%碳酸氫鈉+4%海藻糖),70℃下干燥1h,115℃殺菌15min時蝦肉感官品質較佳,吡嗪類化合物增加,具有炸蝦特有的風味。研究結果能為軟包裝即食小龍蝦加工產品品質的提升及產業化提供理論參考。

            關鍵詞:小龍蝦,保水劑,干燥,殺菌,質構特性,水分分布狀態,揮發性風味物質

          小龍蝦包裝論文

            小龍蝦,學名克氏原螯蝦(Procambarusclarkii),是我國長江中下游地區重要的淡水經濟蝦類[1]。其蝦肉蛋白質含量高,味道鮮美,且富含多種微量元素,作為一種健康、優質綠色水產品深受消費者喜愛[2]。近年來,我國小龍蝦產量持續增長,2020年小龍蝦全國總產量239.37萬噸,同比增長14.55%[3],相關產品與日俱增[4],但小龍蝦加工產業仍在發展初期。常見小龍蝦產品主要以凍熟蝦仁、帶殼整蝦、凍熟蝦尾等冷凍粗加工為主[5],鮮有深加工的工業制品,因此研究小龍蝦的加工工藝對擴大小龍蝦精加工產業鏈有重要意義。

            即食蝦尾是小龍蝦的一種新型加工產品。其制作包括吐臟、清洗、腌制、干燥(干制/油炸)、殺菌等工序。其中腌制、干燥(干制/油炸)和殺菌是生產過程中的三個主要工序,直接決定了加工后小龍蝦的品質。食品工業中,一般使用鹽等調味料進行腌制,以達到去腥和初步調味的目的,從而改善產品風味[6]。而干燥能減少蝦肉中的水分,改善其質地,同時也便于儲藏。

            殺菌則是為了減少蝦肉中的微生物,延長其保質期。崔陽陽等[7]利用浸漬工藝制得的蝦肉產品肉質及風味均優于傳統煮制入味蝦肉產品;胡夢月等[8]探究了即食蝦干加工工藝,發現當水分含量為43.33%時獲得的產品肉質柔韌,色澤均勻,符合感官一級品要求;鄭煜飛[9]研究發現在115℃下殺菌5min獲得的即食小龍蝦蝦肉結構完整,感官品質較好。其中肉制品的水分含量顯著影響其質地。水分的過度流失會導致食物喪失原有的風味及口感,導致質地變硬,咀嚼性差,水分含量過高會導致肉質軟爛,且不易儲藏。軟包裝食品又叫塑料包裝食品,能夠通過殺菌延長食品貯藏期,因其成本低、貨架期長、方便貯運等特點,被廣泛用于食品工業[10]。

            丁聰等[11]通過單因素和響應面設計優化即食軟包裝甜玉米粒工藝及參數,延長了玉米粒保質期。金文剛等[12]以長吻鮠為原料,開發出一種可投放市場的新型即食軟包裝魚加工產品。目前對小龍蝦加工工藝的研究主要集中在品質改善等方面,而對生產過程關鍵工序中水分與質地的關系尚不明確。本文通過腌制、干燥、包裝和殺菌等工序制得軟包裝即食小龍蝦,以產品的質構特性和水分為主要指標,探究保水劑、干燥條件及殺菌溫度對產品品質的影響,同時優化小龍蝦產品加工工藝,為小龍蝦軟包裝即食產品的產業化提供理論參考。

            1材料與方法

            1.1材料與儀器

            鮮活小龍蝦重量(6±2)g體長8~10cm2021年7—8月份購于于湖北省武漢市洪山區菜市場;大豆油、食鹽、花椒、辣椒、大茴香、生姜、白糖、料酒均市購;碳酸氫鈉食品級天津渤化永利化工股份有限公司;海藻糖食品級合肥盛潤生物制品有限公司;無磷保水劑食品級河南隆霄生物科技有限公司;檸檬酸食品級萬;。

            TAXTPlus食品物性測試儀英國StableMicroSystem;FB224分析天平上海舜宇恒平科學儀器有限公司;BYXX50熱風干燥箱中國艾博;YX280高壓滅菌鍋上海三申醫療器械;CR22N高速冷凍離心機日本日立Hitachi;Trace1310ISQLT/TraceUltraDSQⅡLT氣相色譜質譜聯用儀(GCMS)美國ThermoFisher;NMI20025VI核磁共振成像分析儀蘇州紐曼分析儀器股份有限公司等。

            1.2實驗方法

            1.2.1工藝流程原料→清洗→腌制→干燥→油炸→包裝→殺菌→成品

            1.2.2操作要點原料:市售鮮活小龍蝦。清洗:參照陳東清等[13]的清洗方法并稍作修改。在小龍蝦質量兩倍的水中添加質量分數為0.3%的食鹽、1.8%的檸檬酸、1.8%的碳酸氫鈉,浸泡吐臟1h,清水漂洗12次;低溫腌制:腌制溫度為4℃,時間2h;按條件進行熱風干燥后油炸,設定油溫160℃,時間1min;取出冷卻后定量分裝,真空包裝;按照設定的溫度和時間對包裝后的即食小龍蝦進行高壓滅菌。

            1.2.3保水劑對產品品質的影響根據預實驗結果,將小龍蝦尾在分別添加了1%(T1)、1.5%(T2)無磷保水劑和1.2%碳酸氫鈉+4%海藻糖(T3)的腌制液中低溫腌制1h,研究保水劑對產品品質的影響。

            1.2.4干燥條件對產品品質的影響將不添加品質改良劑腌制后的小龍蝦尾分別在70℃、80℃、90℃溫度下干燥0.5h、1h、1.5h、2h,按照工藝制成產品,研究不同干燥條件對產品品質的影響。

            1.2.5殺菌條件對產品品質的影響將小龍蝦在不添加保水劑的腌制液中腌制后,70℃下干燥1.5h,按照工藝制成產品。分別在100℃、115℃、121℃溫度下滅菌15min,研究不同殺菌溫度對產品品質的影響。

            1.2.6質構特性測定

            參考HailongFan等[14]法,將熟制小龍蝦放置在TAXT2質地分析儀(StableMicroSystems,Ltd.,Surrey,UK)的加載平臺上,采用P/5圓柱形探針測量尾部硬度和彈性。設定參數為:測前1.0mm/s,測中1.0mm/s,測后1.0mm/s,壓縮距離3.0mm,測定時間30s,觸發力5g,每組樣品測試10個平行樣,取平均值。

            1.2.7水分含量測定水分含量測定參照GB5009.3—2016食品安全國家標準中水分的測定方法[15]。

            1.2.8持水性(Waterholdingcapacity,WHC)測定離心法測定蝦肉的持水性[16]。樣品用濾紙稱重并包裝。

            1.2.9低場核磁共振分析(LowfieldNuclearmagneticresonance,LFNMR)參考Ulla[17]法測定蝦尾的水分子分布并稍作修改。將小龍蝦尾置于30mm孔徑大小的LFNMR玻璃管內,使用CarrPurcellMeiboomGill(CPMG)序列分析水分子的弛豫時間(T2i)。橫向弛豫時間和面積通過使用MultiExpInv分析軟件(NiumagCo.,Ltd,中國上海)計算。每個樣品一式三份進行測試。

            1.2.10核磁共振成像(MagneticResonanceImaging)分析通過使用多重自旋回波(MultipleSpinEcho)序列,在同一核磁共振(NMR)分析儀上獲得質子密度加權圖像。成像參數如下:時間重復:1000ms,時間回波:18.2ms,層隙:1.0mm,層數:4,層寬:0.5mm。

            1.2.11感官評定根據即食小龍蝦加工工藝關鍵點,選取6名經過專業訓練的感官評定人員對干燥階段不同時間及不同溫度蝦肉的口感、色澤、形態和風味等進行感官評分。

            1.2.12揮發性物質分析

            參考Huang等[18]法并加以修改,準確稱取蝦肉6g,加入20mL頂空瓶中,并在45℃水浴鍋中平衡20min,用已活化好的50/30µmDVB/CAR/PDMS萃取頭頂空吸附40min,進樣口溫度250℃。每組樣品分別制備3個平行樣。色譜條件參考朱萌等[19]的方法:使用DBWAX極性毛細管柱(30mm×0.25mm,0.25μm),流速為1mL/min;程序升溫:40℃保持4min后,以3℃/min速度升至100℃,保持10min,再以6℃/min升溫至150℃,保持8min,最后以20℃/min升溫至280℃,保持10min。質譜條件:接口溫度為280℃;離子源溫度為250℃;電子能量為70eV;質量范圍為35~350u。

            1.3數據處理

            使用SPSS軟件進行數據分析和單因素方差分析(ANOVA),數據差異的顯著性使用Duncan多重比較,顯著性水平設置為P<0.05,結果表示為“平均值±標準差”,作圖采用Origin2021和GraphpadPrism5軟件。每組實驗測定6個平行。

            2結果與分析

            2.1保水劑對產品品質的影響

            2.1.1保水劑對產品水分含量和質構特性的影響

            水分含量是影響肉制品品質的關鍵因素,主要影響產品的質構特性[20]。與對照組相比,添加保水劑后,產品的硬度顯著減小,水分含量無顯著性差異,蝦肉的持水性顯著增加?赡苡捎诒K畡┠軠p少干燥過程中肌肉內部水分流失,提高肉的持水性。

            與其余兩組對比,T3處理組后的蝦肉硬度值最低,且持水性增加?赡苡捎谔妓釟溻c的作用使腌制液呈堿性,蛋白質變性,加熱形成凝膠后,將水分束縛在蛋白質的三維立體網狀結構中,提高蝦肉的持水能力[21],Kang等[21]研究發現碳酸氫鈉的添加能提高鹽溶蛋白的濃度,提高豬肉的持水能力;同時海藻糖比蛋白質更易與水結合,使蝦肉中蛋白質收縮,質地與持水性均升高[23]。

            2.1.2保水劑對產品水分分布的影響

            核磁弛豫時間能體現蝦肉樣品中的氫原子狀態,直接反映水分子的分布情況。共出現三個峰,即T21(0.1~10)、T22(10~100)和T23(100~1000)。研究發現,小龍蝦肌肉中存在三種形式的水,其中T21表示結合水,T22表示不易流動水,T23表示自由水[24]。與對照組相比,T22峰面積所占比例最大,保水劑對結合水和不易流動水的影響無顯著性差異。在T3組中,弛豫時間T22和T23均增加,說明碳酸氫鈉和海藻糖的添加增加了蝦肉中的不易流動水和自由水含量,在干燥過程中減緩了水分流失,在一定程度上改善蝦肉品質。

            2.2干燥條件對產品品質的影響

            2.2.1干燥條件對產品水分含量和質構特性的影響

            不同干燥條件對小龍蝦產品的水分含量、硬度、彈性及感官評價的測定結果,隨著烘干時間的增加,蝦肉的水分含量顯著減少,表面硬度和內部硬度顯著升高(P<0.05),感官評分降低。這是由于隨干燥溫度的升高和干燥時間的延長,蝦肉中肌原纖維蛋白發生部分變性,蝦肉表面水分蒸發速度和內部水分向外擴散的速度加快導致水分含量顯著下降,蝦肉內部肌原纖維之間間距減小,纖維結構致密使內部阻力增加,硬度增加[25],咀嚼性增加,口感較差。

            在同一時間下,干燥溫度越高,蝦肉內部水分減少的速度越快,結構致密程度越深,導致較高的硬度。蝦肉的彈性值隨干燥時間的延長呈下降趨勢,這種變化在較高溫度下更顯著。常莉莉等[26]通過對烤制后帶魚不同水分含量與質構的關系研究證明當水分含量在70%時帶魚的肉質細嫩,具有較好的食用品質。Serra研究表明[27]肉制品的硬度、咀嚼性等質構指標與其水分含量呈負相關,與我們的研究結果一致。

            2.3不同殺菌溫度對產品品質的影響

            2.3.1不同殺菌溫度對產品質構特性的影響

            隨著殺菌溫度的升高,小龍蝦的硬度值和彈性值整體呈下降趨勢(P<0.05p>0.05)。彈性值在115℃組最大,而表面硬度值在115℃組最小。隨著殺菌溫度的升高,蝦肉中結構蛋白降解,肌肉組織松散,硬度下降,彈性增加。當殺菌溫度進一步升高,肌肉的纖維結構被破壞,結締組織變為無序,蝦肉中汁液流失加速,質地松軟,這與李肖嬋等人[1]研究結果一致。

            2.4軟包裝即食小龍蝦風味分析

            綜上結果,選擇復合加工工藝參數為:腌制液:T3:1.2%碳酸氫鈉+4%海藻糖,干燥條件:70℃,1h,殺菌條件:115℃,15min,制得小龍蝦產品,同時與不添加保水劑的產品對比進行質構、感官評價及風味分析。與對照組相比,添加保水劑后復合工藝獲得的產品硬度較低,且感官評分較高。與蝦肉風味的形成主要涉及加工過程中氨基酸、蛋白質等相互作用形成的風味化合物,脂肪氧化、水解反應產生的醛、酮、酯類化合物等方面。經工藝制得的小龍蝦肉中共檢測出43種揮發性化合物。研究表明,醛類物質對油炸蝦肉風味有較大影響[31]。

            兩種處理后蝦肉中存在與腥味有關的壬醛等醛類物質[32],顯著影響產品整體風味。芳樟醇等醇類物質是海鮮香氣的重要成分[33]。酚類化合物閾值較高,對風味影響較弱。蝦肉油炸后會發生美拉德反應,產生較多的吡嗪類化合物,對蝦風味的形成有較大影響[34]。如上結果中,吡嗪類化合物相對含量較高,而醛類及酚類物質含量相對較少,與對照組相比,保水劑的添加增加了吡嗪類化合物含量,表明碳酸氫鈉和海藻糖對油炸后蝦肉風味的形成有促進作用。

            3結論

            通過研究保水劑、干燥條件和殺菌溫度對軟包裝即食小龍蝦品質的影響,探究了蝦肉中水分與質地的關系,優化小龍蝦加工產品工藝。結果表明當添加1.2%碳酸氫鈉+4%海藻糖時獲得的產品硬度最低,且持水性較好。分析不同干燥條件后結果發現,隨干燥時間和干燥溫度的增加,水分含量顯著減少,蝦肉萎縮,硬度增加,最終選擇最佳干燥條件為70℃下熱風干燥1h;研究了殺菌溫度對小龍蝦成品質構特性和水分分布的影響,確定在115℃條件下殺菌15min獲得的小龍蝦品質最好。綜上結果對軟包裝即食小龍蝦進行風味分析,添加保水劑的產品感官評分較高,美拉德反應產生的吡嗪類化合物增加,具有炸蝦特有的風味。研究證明蝦肉中的水分含量及分布能顯著影響其質構特性,同時開發出小龍蝦最佳加工工藝,為生產更具附加值的小龍蝦產品提供了理論參考。

            參考文獻

            [1]李肖嬋,林琳,高凱日,等.不同反壓殺菌溫度對即食小龍蝦品質的影響[J].肉類工業,2019(5):2531.LIXiaochan,LINLin,GAOKairi,etal.Effectofdifferentantipressuresterilizationtemperatureonthequalityofinstantcrayfish[J].MeatIndustry,2019(5):2531.

            [2]李肖嬋,林琳,朱亞軍,等.巴氏殺菌和超高壓殺菌對即食小龍蝦貨架期的影響[J].漁業現代化,2020,47(4):8388.LIXiaochan,LINLin,ZHUYajun,etal.EffectofpasteurizationandultrahighpressuresterilizationontheshelflifeofreadytoeatProcambarusclarkii[J].FisheryModernization,2020,47(4):8388.

            [3]本刊訊.《小龍蝦全產業鏈圖譜(2021年版)》全文公布[J].中國水產,2021(11):2533.

            作者:李雪紅1,2,羅小瑩1,2,付朋3,付曉燕3,李述剛1,4,石柳2,吳文錦2,丁安子2,熊光權2,汪蘭

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