冷冻牡蛎加工工艺研究及模糊数学感官评价

邹文中，张小芳*，潘志民，张志鹏，邹艾一

(1.北海职业学院海洋食品研发中心，广西北海536000;2.鹤山市东古调味食品有限公司，广东鹤山529738;3.上海好唯加食品有限公司，上海200070;4.暨南大学化学系，广东广州510640)

牡蛎是我国四大养殖贝类之一［1-2］，富含蛋白质，含有人体必需氨基酸、牛磺酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸，还含有维生素A、B、C、D、E以及钙、硒、磷、铁、锌等矿物质，具有较高的食用价值、药用价值和经济价值，被称为“海洋牛奶”。牡蛎加工食品主要有冷冻牡蛎［3］、牡蛎干［4］、牡蛎即食罐头［5］、牡蛎酱油、蚝油、牡蛎蛋白饮料、牡蛎多糖及牛磺酸功能食品等。然而，由于贝类初级生产加工过于粗放、质量稳定性差，产品卫生监控不到位，产品卫生不合格等问题，欧盟自1997年起一直禁止从我国进口牡蛎等双壳贝类，至今仍未解禁。为了提高初级牡蛎加工品的质量、确保牡蛎深加工产品安全，有必要对冷冻牡蛎的加工工艺进行深入研究。

目前在冷冻牡蛎加工中存在的主要问题是:去腥效果差;微生物超标;出现干耗和汁液流失率大。采用臭氧水对新鲜牡蛎进行处理，具有一定的杀菌效果，采用多聚磷酸盐［5］可以降低水产品的干耗和汁液损失率，但以上处理未被用于冷冻牡蛎的加工工艺研究中。并且关于食盐与茉莉花茶复合物去腥、镀冰衣处理改善冷冻牡蛎上述缺陷的研究未见报道。此外，对于冷冻牡蛎质量评价主要采用的方法仍然是感官评价法［6-7］，而相对更为科学和准确的模糊数学感官评价方法［8-9］未被采用。鉴于此，笔者以牡蛎为原料，研究了食盐与茉莉花茶复配物、三聚磷酸钠、臭氧水消毒和壳聚糖镀冰衣处理对冷冻牡蛎感官特性、干耗、汁液流失率的影响，并选用模糊数学评价法对冷冻牡蛎加工工艺进行优化，以期为冷冻牡蛎工业化生产及质量安全控制提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料与试剂。鲜活牡蛎、食盐、茉莉花茶，市售。三聚磷酸钠，食品级，广州正通化工有限公司;壳聚糖，食品级，杭州富丽生物科技有限公司。

1.1.2 仪器设备。EL-320S型电子分析天平，上海精密仪器公司;KK22F57T1型冰箱，德国西门子公司;SD-90型制冰机，广州旭众食品设备公司;WF-A168型刨冰机，广州旭众食品设备公司;RYLR-08-W型直接饮用水装置，容声公司;SYM10型臭氧发生器，徐州市胜亚臭氧设备制造有限公司。

1.2 方法

1.2.1 冷冻牡蛎的加工工艺流程。鲜活牡蛎→开壳取肉、清洗→臭氧水消毒→三聚磷酸钠漂洗→食盐和茉莉花茶复配物去腥→沥水→称重→摆盘→冻结→用壳聚糖溶液镀冰衣→包装→冻藏→成品。

1.2.2 操作要点。

1.2.2.1 开壳取肉、清洗。从市场购买鲜活牡蛎，用挖蛎专用刀从牡蛎壳后缘插入壳内直至闭合肌，左右摆动蛎刀削离闭合肌开壳，取出牡蛎肉并放上一些冰块，然后取出牡蛎内脏，用冰水清洗2～3次。

1.2.2.2 臭氧水消毒。采用一定浓度的臭氧水溶液，以一定的流速淋洗牡蛎肉。淋洗时间为6 min、淋洗流速150 ml/min，臭氧水浓度为 0、1、2、3、4 mg/L。然后迅速取出，控水5 min。

1.2.2.3 三聚磷酸钠漂洗。将消毒控水后的牡蛎肉放入已配制好的三聚磷酸钠溶液中漂洗3 s，温度为4℃以下。三聚磷酸钠的浓度为 0、1.0、2.0、3.0、4.0 g/kg。漂洗后将牡蛎肉放入冰箱冷藏室中沥水15～20 min。

1.2.2.4 去腥、沥水。称取一定量的食盐和茉莉花茶混合物溶解在冰水中，配制成一定浓度的食盐和茉莉花茶复配物。然后将经过消毒和漂洗处理的牡蛎肉放入复配物中去腥30 min。食盐和茉莉花茶复配物的浓度为:0%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%。去腥后将牡蛎肉放入冰箱冷藏室中沥水15～20 min。

1.2.2.5 称重、摆盘、冻结。将牡蛎肉用电子称称重并整齐地放入塑料模具中，然后立即放入冰箱急冻室中(-30℃)进行速冻。

1.2.2.6 镀冰衣、包装。冻结完成后，手工脱盘，然后将牡蛎冻肉迅速浸泡在已经配制好的不同浓度的壳聚糖溶液中(溶液温度控制在0～4℃)，控制镀冰衣的重量占冻牡蛎肉净重的2.0%～5.0%。其中壳聚糖浓度为0～4.0%。镀冰衣完成后，将速冻牡蛎放入聚乙烯/聚酰胺复合包装袋中，真空包装。

1.2.2.7 冻藏、成品。将真空包装后的冷冻牡蛎放入冰箱冷冻室(-30℃)中贮存，得到冷冻牡蛎产品。

1.2.3 试验设计。

1.2.3.1 单因素试验设计。臭氧水浓度单因素试验设计:食盐和红茶复配物 3.0%，臭氧水浓度为 0、1.0、2.0、3.0、4.0 mg/L。三聚磷酸钠浓度单因素试验设计:食盐和红茶复配物3.0%，臭氧水浓度2.0 mg/L，三聚磷酸钠浓度0、1.0、2.0、3.0、4.0 g/kg。食盐和红茶复配物浓度单因素试验设计:臭氧水浓度2 mg/L，三聚磷酸钠3.0 g/kg，食盐和红茶复配物浓度0、1.5%、3.0%、4.5%、6.0%。壳聚糖浓度单因素试验设计:食盐和红茶复配物3.0%，臭氧浓度2.0 mg/L，三聚磷酸钠 3.0 g/kg，壳聚糖浓度 0、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%。

1.2.3.2 正交试验设计。根据单因素试验结果，确定臭氧水浓度、三聚磷酸钠浓度、食盐和茉莉花茶溶液浓度和壳聚糖浓度，然后以模糊数学感官评价为指标，采用L9(34)正交试验设计方案，对冷冻牡蛎加工工艺进行优化。

1.2.4 感官质量的模糊数学评价。采用10分法评定，即由10名评价员(5男5女)品尝，从色泽(U1)、质地(U2)、外观(U3)、气味(U4)4个指标按照冷冻牡蛎感官质量评价标准(表1)进行评价，分为非常好(v1)、较好(v2)、好(v3)、一般(v4)、差(v5)5个等级。各指标得分非常好为8分以上，较好为6～8分，好为4～6分，一般为2～4分，差为2分以下。担任评价员的基本条件参照文献［8］。模糊数学模型的建立按照参考文献［8］，其步骤是先建立因素集X，再确立模糊矩阵和模糊转换，最后引进综合评分矩阵T，从而得到冷冻牡蛎质量模糊综合评价总分T。

表1 冷冻牡蛎感官质量评价标准

1.2.5 测定项目。干耗及汁液流失率计算公式如下:

2 结果与分析

2.1 臭氧水浓度对冷冻牡蛎特性的影响

2.1.1 臭氧水浓度对冷冻牡蛎感官质量的影响。从图1中可以看出，当臭氧水浓度从0%增至2.0%时，T值逐渐增大且在浓度2%时达到最大值(7.479分)，表明臭氧水处理使冷冻牡蛎感官质量得到改善;而当臭氧水浓度继续增加时，T值逐渐减小。臭氧是一种高效、高洁性消毒剂，其灭菌速度是氯消毒剂的2倍，杀菌能力是氯的600～3 000倍。在臭氧水浓度较低时，由于臭氧水的杀菌作用，牡蛎中细菌总数减小，冷冻牡蛎的感官质量得到改善。而当臭氧水浓度较高时，臭氧的强氧化作用会使牡蛎的色泽和组织结构变差，从而使冷冻牡蛎的感官质量下降。

图1 臭氧水浓度对冷冻牡蛎感官质量的影响

2.1.2 臭氧水浓度对冷冻牡蛎干耗和汁液流失率的影响。由图2可见，采用臭氧水处理，冷冻牡蛎的干耗和汁液流失率均低于未处理的冷冻牡蛎。随着臭氧水中臭氧浓度从0 mg/L增加到2.0 mg/L，冷冻牡蛎的干耗逐渐下降;而当臭氧浓度继续增加时，干耗增大。干耗是指因水分蒸发或冰晶生化而引起的质量减少。当臭氧浓度较低时，由于臭氧杀灭了牡蛎表面和体内的微生物，阻止了因微生物腐败而对牡蛎组织结构的破坏，干耗下降。而当臭氧浓度继续增加时，由于臭氧的氧化使牡蛎蛋白质之间变性聚集，干耗下降。汁液损失率的变化趋势与干耗相似，但当臭氧浓度增加到3.0 mg/L时，汁液损失率最小。

图2 臭氧水浓度对冷冻牡蛎干耗和汁液流失率的影响

2.2 三聚磷酸钠浓度对冷冻牡蛎特性的影响

2.2.1 三聚磷酸钠浓度对冷冻牡蛎感官评价的影响。由图3可见，添加三聚磷酸钠，冷冻牡蛎的T值均高于未处理冷冻牡蛎。随着三聚磷酸钠浓度从0增至4.0%，T值从6.511分逐渐增至8.452分。以上结果表明，添加三聚磷酸钠，冷冻牡蛎感官质量得到明显改善。

图3 三聚磷酸钠浓度对冷冻牡蛎感官质量的影响

2.2.2 三聚磷酸钠浓度对冷冻牡蛎干耗和汁液流失率的影响。由图4可见，采用三聚磷酸钠处理，冷冻牡蛎产品的干耗和汁液流失率均低于未处理冷冻牡蛎，并且随着三聚磷酸钠浓度从0%增至4.0%，冷冻牡蛎的干耗和汁液损失率下降。三聚磷酸钠是水产品加工中常用的保水剂，其主要作用是提高牡蛎肉中pH，增加离子强度，提高蛋白质的溶解性，螯合金属离子和促进肌动球蛋白复合体的分解。随着三聚磷酸钠浓度增加，牡蛎中蛋白质与水之间的作用增大，蛋白质的持水能力提高，从而使冷冻牡蛎的干耗和汁液损失率下降。

2.3 食盐和茉莉花茶复配物浓度对冷冻牡蛎特性的影响

2.3.1 食盐和茉莉花茶复配物浓度对冷冻牡蛎感官质量的影响。从图5中可知，当食盐和茉莉花茶浓度从0%增至3.0%时，冷冻牡蛎的T值从6.231分增至8.057分，表明采用复配物去腥处理，冷冻牡蛎的感官质量得到显著改善。而当食盐和茉莉花茶浓度大于3.0%时，冷冻牡蛎的T值减小，表明感官质量下降。当复配物浓度较低时，复配物能够溶解腥味物质并除去腥味，感官质量提高;而当复配物较高时，冷冻牡蛎咸味太大且茉莉花茶味较重，感官质量下降。

图4 三聚磷酸钠浓度对冷冻牡蛎干耗和汁液流失率的影响

图5 食盐和茉莉花茶复配物浓度对商业化冷冻牡蛎感官特性的影响

2.3.2 食盐和茉莉花茶复配物浓度对冷冻牡蛎干耗和汁液流失率的影响。由图6可见，采用食盐和茉莉花茶复配物，冷冻牡蛎的干耗和汁液流失率均低于未处理冷冻牡蛎。当食盐和茉莉花茶复配物浓度从0%增至3.0%时，干耗和汁液流失率逐渐下降;而当浓度大于3.0%时，干耗和汁液流失率逐渐增大。在食盐和茉莉花茶复配物浓度较低时，由于食盐具有盐溶和杀菌作用以及茉莉花茶中茶多酚的抗氧化作用，牡蛎中蛋白质与水的作用增大，从而阻止了冷冻牡蛎的干耗和汁液流失。而当复配物浓度较高时，由于高浓度的食盐引起蛋白质变性，牡蛎中蛋白质之间发生聚集，从而使干耗和汁液流失率增大。

图6 食盐和茉莉花茶复配物浓度对干耗和汁液流失率的影响

2.4 壳聚糖浓度对冷冻牡蛎特性的影响

2.4.1 壳聚糖浓度对冷冻牡蛎感官质量的影响。将冻结后的牡蛎浸入不同浓度的壳聚糖溶液中浸泡进行镀冰衣处理，得到的壳聚糖浓度对冷冻牡蛎感官质量的影响曲线见图7。由图7可见，当壳聚糖浓度从0%增至4.0%时，T值从7.161分增至8.092分。以上结果表明，采用壳聚糖溶液进行镀冰衣，冷冻牡蛎的感官质量得到改善。

图7 壳聚糖浓度对冷冻牡蛎感官质量的影响

2.4.2 壳聚糖浓度对冷冻牡蛎干耗和汁液流失率的影响。由图8可见，用壳聚糖溶液进行镀冰衣处理，冷冻牡蛎的干耗和汁液流失率均低于未处理冷冻牡蛎，并且随着壳聚糖浓度增加，干耗和汁液损失率减小。壳聚糖是一种具有抗氧化性和抗菌性的功能性碳水化合物，随着壳聚糖浓度增加，壳聚糖的抗菌性和抗氧化性增大，同时由于壳聚糖能够与水发生氢键作用提高溶液的黏度，从而使冷冻牡蛎的干耗和汁液损失率减小。

图8 壳聚糖浓度对冷冻牡蛎干耗、汁液流失率的影响

2.5 模糊数学感官评价法优化冷冻牡蛎加工工艺

2.5.1 正交试验设计。根据单因素试验结果，确定试验因素为:三聚磷酸钠浓度、食盐与茉莉花茶溶液浓度、臭氧水浓度和壳聚糖浓度。然后以模糊数学感官评价为指标，采用L9(34)正交试验设计方案，对冷冻牡蛎加工工艺进行优化。冷冻牡蛎加工工艺优化正交试验设计见表2。

表2 不同加工工艺条件下冷冻牡蛎L9(34)正交试验因素水平设计

2.5.2 冷冻牡蛎加工工艺的模糊数学感官评价优化。通过20位用户对冷冻牡蛎4项质量因素重要性程度的分析评价，得出色泽(U1)的权重为0.144、质地(U2)的权重为0.302、外观(U3)的权重为0.346、气味(U4)的权重为0.208，从而得到冷冻牡蛎质量因素权重集 X={0.144，0.302，0.346，0.208}。然后通过10名感官评价员对9个冷冻牡蛎样品进行的4项指标评价，得出冷冻牡蛎感官质量评价结果，见表3。

根据表3结果，参考潘志民等的方法，将通过计算得出的U1、U2、U3、U44个单因素模糊矩阵的评价结果写成一个矩阵R，根据公式Y=X×R，模糊综合评价总分公式T=Y×K得出9个冷冻牡蛎产品模糊综合评价总分T。冷冻牡蛎综合得分结果见表2。

从表4可以看出，4个因素对模糊评价总分的影响从大到小的顺序为食盐和茉莉花茶复配物浓度＞三聚磷酸钠浓度＞壳聚糖浓度＞臭氧水浓度。各因素最优水平组合为A3B3C3D3，这一组合在正交试验中没有出现，需做验证试验。验证试验得出A3B3C3D3组合的模糊评价总分为8.430分，高于正交试验中得分最高的9号组合(8.360分)，可选用A3B3C3D3的加工工艺条件作为冷冻牡蛎的最优加工工艺条件，即食盐和茉莉花茶复配物浓度3.0%、三聚磷酸钠浓度3.0 g/kg、壳聚糖浓度3.0%、臭氧水浓度2.0 mg/L。

表3 不同加工工艺条件下冷冻牡蛎感官质量评价结果

3 结论

当臭氧水浓度从0%增至2.0%时，冷冻牡蛎的T值增大;添加三聚磷酸钠，T值均高于未处理冷冻牡蛎;当食盐和茉莉花茶浓度从0%增至3.0%时，T值增大;当壳聚糖浓度从0%增至4.0%时，T值增大。以上结果表明，冷冻牡蛎的感官质量得到改善。

采用臭氧水消毒、三聚磷酸钠漂洗、用食盐和茉莉花茶复配物去腥和用壳聚糖溶液进行镀冰衣处理，冷冻牡蛎的干耗和汁液流失率均低于未处理冷冻牡蛎。

模糊数学感官评价结果表明，4个因素对模糊评价总分的影响从大到小的顺序为食盐和茉莉花茶复配物浓度＞三聚磷酸钠浓度＞壳聚糖浓度＞臭氧水浓度;冷冻牡蛎的最优加工工艺条件为食盐和茉莉花茶复配物浓度3.0%、三聚磷酸钠浓度3.0 g/kg、壳聚糖浓度3.0%、臭氧水浓度2.0 mg/L。

表4 正交试验结果

［1］叶盛权，郑贤德，黄甫.牡蛎冷冻加工工艺［J］.冷饮与速冻食品工业，2003，9(3):12-13.

［2］陈慧斌，王梅英，王则金，等.牡蛎冻藏期间脂肪氧化影响因素研究［J］.西南大学学报:自然科学版，2008，30(2):96-101.

［3］陶晶，杨瑞金，张文斌，等.即食牡蛎软罐头的研制［J］.食品研究与开发，2008，29(4):94-98.

［4］杨贤庆，陈胜军，李来好，等.高水分半干牡蛎生产工艺技术研究［J］.食品科学，2006，27(11):343-346.

［5］邱春江，胡明霞.复合抗冻保鲜剂在文蛤冻藏过程中的应用［J］.食品研究与开发，2009，30(9):162-165.

［6］曹荣，薛长湖，薛勇.臭氧水对牡蛎细菌菌相及货架期的影响［J］.食品工业科技，2006，27(5):63-65.

［7］费星，秦小明，林华娟，等.臭氧净化对近江牡蛎的存活率和主要营养成分的影响［J］.食品工业科技，2009，30(7):91-93.

［8］潘志民，邹文中，邹艾一，等.模糊数学感官评价法优化培根加工工艺［J］.食品与机械，2014，31(2):123-126.

［9］刘勤华，周光宏，孟美晨，等.利用模糊数学感官评价法研究猪肉丸加工工艺［J］.食品与机械，2011，27(6):249-253.