不同解冻方式对碎虾仁品质特性的影响

2015-11-08 09:21翁梅芬郇延军樊明明郑佳飞
食品工业科技 2015年16期
关键词:静水动水虾仁

翁梅芬,郇延军,樊明明,郑佳飞

(江南大学食品学院,江苏无锡214122)

不同解冻方式对碎虾仁品质特性的影响

翁梅芬,郇延军*,樊明明,郑佳飞

(江南大学食品学院,江苏无锡214122)

以加工厂产生的碎虾仁及体型较小的虾仁为原料,通过分析色泽、持水力、挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)、三甲胺氮(trimethylamine nitrogen,TMA-N)及硫代巴比妥酸值(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)等指标,考察了静水解冻、装袋静水解冻、动水解冻、盐水解冻、冷藏解冻及微波解冻6种不同解冻方式对碎虾仁理化性质的影响,试图找出比较适合碎虾仁的解冻方式。实验结果表明,不同解冻方式对碎虾仁的品质有着明显的影响。装袋静水解冻、冷藏解冻、微波解冻后虾仁持水力下降,色泽褐变明显,解冻后其TBARS值显著(p<0.05)高于其他组,蛋白质降解产生的挥发性盐基氮、三甲胺氮等挥发性降解产物也高于其他水解冻方式;盐水解冻造成组织破裂,黄度值b*较高,引起持水力下降及20.48%的盐溶性蛋白流失率。与其他解冻方式相比,静水解冻、动水解冻后虾仁的色泽变化不明显,持水力较高,且蛋白质分解及脂肪氧化程度低,为碎虾仁较适宜的解冻方法。

碎虾仁,解冻方式,品质

在虾类加工厂,剥壳去头、清洗等工序所产生的碎虾仁,以及体长在1 cm以下不适合加工成全虾的小虾仁,占了很大一部分比例。生产过程中,约有15%的碎虾仁产生。碎虾仁的组织已经受到破坏,更易产生汁液流失和自溶作用。鲜虾在捕捞后就经过了第一次的冷冻处理,拣选出碎虾仁后,因为碎虾仁量少而不适宜马上进行批处理,所以需将每班产生的碎虾仁速冻,待积累到一定量后再进行综合利用。因而在实际生产中,碎虾仁一般经过了二次冻结和解冻的过程。

经过了二次冻结与解冻的碎虾仁,更容易腐败自溶。碎虾仁肉质细嫩,水分含量、蛋白质含量高,所含的酶类活性强,自溶进程快,组织结构易快速软烂[1];碎虾仁体型较小,且没有甲壳的保护,在冻结解冻过程中受到冰晶体对细胞的机械损伤作用会引起组织破碎、汁液流失、蛋白质损失,从而影响产品的品质[2];碎虾仁比表面积大,在各工序中易受到氧气与微生物的作用而发生蛋白质氧化、脂肪氧化及腥臭味的产生[3]。因此,选择适宜碎虾仁的解冻方式是进行碎虾仁综合加工利用的重要环节,解冻方式对碎虾仁及其制品的品质影响很大。目前,工厂常用的解冻方式有室温解冻、静水解冻、流水解冻及低温解冻等。迟海[4]在研究静水解冻对南极鳞虾品质的影响时,提出在静水解冻过程中进行包装,以减少脂肪氧化发生。Siriporn[5]的研究发现,鲈鱼采用流动水解冻比室温解冻蛋白质变性程度小。刘燕等[6]的研究表明温盐水解冻能很好地保持金枪鱼的品质。本研究比较了(10±1)℃下,静水解冻、装袋静水解冻、动水解冻、盐水解冻、冷藏解冻及微波解冻6种不同解冻方式对碎虾仁理化性质的影响,旨在为其进一步高值化的加工提供数据基础和理论依据。

1 材料与方法

1.1材料与仪器

碎虾仁靖江市绿高食品厂提供,原料获取后以(100±1)g一组,装入聚乙烯自封袋(90 mm×130 mm)中,采用-38℃速冻,至虾的中心温度达到-18℃,转移至-20℃冰箱中;硫酸铜、硫酸钾、氢氧化钠、甲苯等试剂均为分析纯国药集团化学试剂有限公司。

TA-XT plus型质构分析仪英国Stable Micro Systems公司;SIGMA2-16K型离心机德国Sigma公司;S 560型色差仪美国Microptix Corporation公司;2100分光光度计美国Unico仪器有限公司。

1.2实验方法

1.2.1解冻方法将冷冻碎虾仁从-20℃冰箱取出,按各解冻方法至虾肉的中心温度达到4℃时即为解冻终点。纪录解冻时间并进行指标测定。

1.2.1.1静水解冻将冷冻碎虾仁外包装袋去除之后浸没于1000 mL的水中,初始水温为10℃,控制水温(10±1)℃。

1.2.1.2装袋静水解冻将冷冻碎虾仁带包装袋浸没在1000 mL的水中,初始水温为10℃,控制水温(10±1)℃。

1.2.1.3流水解冻将冷冻碎虾仁外包装袋去除之后浸没于1000 mL的水中,通过磁力搅拌器以90 r/min的速度搅拌进行模拟流水解冻。初始水温为10℃,控制水温(10±1)℃。

1.2.1.4盐水解冻将冷冻碎虾仁外包装袋去除之后浸没于1000 mL含盐量3%的盐水中,初始水温为10℃,控制水温(10±1)℃。

1.2.1.5冷藏解冻将冷冻碎虾仁外包装袋去除后放在塑料托盘上,置于(10±1)℃的冷藏室中,相对湿度为60%~80%。

1.2.1.6微波解冻将冷冻碎虾仁外包装袋去除之后置于800 W的微波炉中进行解冻,工作频率为2450 MHz。

1.2.2色差的测定取20 g虾仁绞碎均匀后,在培养皿中摊平压实,于D65光源下利用色差仪采用LAB表色系统测定。实验设置6组平行。

1.2.3持水率的测定

1.2.3.1解冻损失率精确称量冻结前及解冻后虾肉的质量,按式(1)计算解冻损失率。

式中:m1为冻结前样品质量(g);m2为解冻后样品质量(g)。

1.2.3.2受压损失率称取5 g左右解冻后的虾仁,下面垫三张滤纸,上面放两张滤纸,用5 kg的重物压制2 min。按式(2)计算受压损失率。

式中:m1为受压前样品质量(g);m2为受压后样品质量(g)。

1.2.3.3蒸煮损失率参照文献[7]并略作修改。称取5 g左右虾仁,以聚乙烯塑料袋密封包装后在80℃的水浴锅中加热至中心温度升到70℃,待虾肉冷却至室温,用滤纸吸干表面水分,再次称质量。按式(3)计算蒸煮损失率。

式中:m1为蒸煮前样品质量(g);m2为蒸煮后样品质量(g)。

1.2.4蛋白质组成分析及其降解指标的测定

1.2.4.1蛋白分离参考文献[8]的方法,各组分蛋白质含量采用凯氏定氮法测定。

1.2.4.2挥发性盐基氮半微量蒸馏法,按照《水产品中挥发性盐基氮的测定》[9]规定的方法测定。

1.2.4.3三甲胺氮参照《火腿中三甲胺氮的测定》[10],采用苦味酸法进行测定。

1.2.5硫代巴比妥酸值测定参考文献[11]的方法进行测定。

1.3数据分析与处理

每组实验至少设置3组平行,应用Microsoft Excel 2007处理数据,结果以平均值±标准偏差表示。用SPSS 20.0统计软件对数据进行显著性差异分析。

2 结果与分析

2.1不同解冻方式所需要的解冻时间

表1 不同解冻方式所用的解冻时间Table 1 Required times for thawing by different methods

从表1可以看出,不同解冻方式所需要的解冻时间差异很大。采用静水解冻,碎虾仁的中心温度从-20℃上升到4℃所需的时间是90 min;而采用冷藏解冻时,完成同样的温度变化需要700 min。这是因为在标准状态下,水的比热是空气的4倍,因而静水解冻的热传递速率要大于冷藏解冻。相比于静水解冻,装袋静水解冻由于隔绝了冻品与水的直接接触,延长了33.3%的解冻时间。盐水解冻、动水解冻的解冻速率比静水解冻快,这是由于加盐及采用流动水促进了水的渗透速度,从而缩短了解冻时间。虽然微波解冻消耗的时间最短,但会出现解冻不均一和局部过热等问题,对冻品的品质造成一定影响。从解冻效率及解冻均匀性来看,水解冻的解冻效率较高。

2.2不同解冻方式对碎虾仁色泽的影响

虾肉颜色既是肌肉生理学、生物化学和微生物学变化的外部表现[12],也是影响消费者购买力的最重要因素。通过色差仪可以测出经不同解冻方式解冻后虾仁的L、a*、b*值,结果见图1。盐水解冻的亮度值L显著高于其他组(p<0.05),这是由于盐离子增大了对光的反射[13]。静水解冻、袋装静水解冻与冷藏解冻,动水解冻与微波解冻之间的亮度值差异不显著(p>0.05)。静水解冻的a*值为1.70、b*值为-1.79,显著低于其他组(p<0.05),很可能是因为在水中长时间的浸泡导致色素物质流失。盐水解冻、冷藏解冻及微波解冻的a*值分别达到了3.04、2.7、2.18,b*值分别为1.31、2.06、1.17,由此可知这三种解冻方式的色泽变化显著。引起a*值、b*值升高的原因主要有三点:水产品中肌红蛋白被氧化成高铁肌红蛋白,引起a*值升高[14];动物的类胡萝卜素通常与蛋白质形成复合体,蛋白质的降解会造成β-胡萝卜素的释放[15],进而引起了b*值升高;蛋白质降解产生的氨基酸与还原糖或虾体油脂氧化产生的醛类物质发生美拉德反应[16-17],产生了非酶促褐变,也使得b*值增加。盐水解冻、冷藏解冻及微波解冻后碎虾仁b*值较高,而b*值作为蛋白质、脂肪降解的外观体现,因此这三种解冻方式不利于保证碎虾仁的品质。

图1 不同解冻方式下虾仁的色差特性Fig.1 Color values of shrimps thawed by different methods

2.3不同解冻方式对碎虾仁保水性的影响

解冻损失率、受压损失率及蒸煮损失率是衡量蛋白保水性的重要指标。不同解冻方式对保水性的影响见图2。在各解冻方式中,装袋静水解冻的解冻损失率最低,可能是由于装袋避免了与水直接接触,减少了水溶性蛋白及色素等的流失。微波解冻的解冻损失率为16.83%,显著高于其他组(p<0.05)。微波解冻产生极高的解冻损失率,是由于解冻温度过高且受热不均匀,引起虾肉蛋白的聚集及热变性[18],蛋白质网状结构截留水的能力降低,肌原纤维遭到破坏,一部分细胞内液及外液流出,虾肉不能完全结合冰晶融化的水。盐水解冻的盐溶液渗透压大,导致虾肉细胞失水,其解冻损失率相比于静水解冻升高了32.31%。从解冻损失率来看,静水解冻、装袋静水解冻及动水解冻后碎虾仁的持水能力较高。

冷藏解冻的受压损失率及蒸煮损失率最低,分别是6.67%和24.06%。冷藏解冻虽然经过了长时间的解冻,其肌肉细胞保持水分的能力依然较高,这是由于冷藏解冻采用自然空气对流进行解冻,降低了虾仁中心与表面的温差,且避免了长时间在水中浸泡引起细胞吸水而膨胀破裂。静水解冻的受压损失率、动水解冻的蒸煮损失率显著高于其他组(p<0.05),可能是由于长时间的浸泡及流动水造成细胞组织松软,在受到机械力或热力作用容易造成水分流失。袋装静水解冻、盐水解冻及微波解冻间蒸煮损失率差异不显著(p>0.05)。综合来看,水解冻后的虾仁持水能力较高。虽然冷藏解冻、微波解冻的受压损失率、蒸煮损失率较低,但冷藏解冻对保持色泽不利,而微波解冻产生了极高的解冻损失率。

图2 不同解冻方式对虾仁解冻损失率、受压损失率及蒸煮损失率的影响Fig.2 Influence of thawing methods on the thawing loss,pressure loss and cooking loss of shrimps

表2 不同解冻方式对虾仁蛋白质组成的影响Table 2 The protein composition of the shrimps thawed by different methods

2.4不同解冻方式对虾仁蛋白质降解程度的影响

为了考察经不同解冻方式解冻后虾仁蛋白质组成的变化,测定了水溶性蛋白、盐溶性蛋白、非蛋白氮及总基质蛋白含量,结果见表2。

从表2可见,水溶性蛋白受动水解冻的影响最大,相比于静水解冻,其流失率增加了27.03%。水溶性蛋白对肉糜制品的弹性影响程度大体与其含量成正比,在肉糜生产中此类蛋白质要求在漂洗工艺中尽量除去[8]。盐溶性蛋白即肌原纤维蛋白,是肌肉最主要的结构蛋白和功能性蛋白质。盐溶性蛋白的大量流失将导致肌肉组织的崩溃及肉质软烂[19],同时将影响虾肉的凝胶性能。与静水解冻相比较,盐水解冻后水溶性蛋白、盐溶性蛋白分别损失了16.22%、20.48%,可以推测盐水的高渗透压造成组织的破裂,虾仁水分、可溶性蛋白及盐溶性蛋白大量溶出。经微波解冻后,虾仁的盐溶性蛋白含量下降为零,而总基质蛋白含量显著(p<0.05)增加,说明微波解冻过程发生了盐溶性蛋白的热变性,形成了大分子的不溶性蛋白[20]。非蛋白氮主要由一些游离氨基酸、核苷酸和小分子的多肽组成,是肉制品的主要呈味成分。与静水解冻相比,装袋静水解冻、微波解冻引起非蛋白氮增加;而盐水解冻的非蛋白氮降低了19.77%,说明大量与风味相关的组分溶于盐水中。考虑到盐水解冻及微波解冻对虾肉蛋白的破坏作用,这两种解冻方式不适用于虾仁解冻。

TVB-N是指在自溶阶段,由于微生物及酶的作用,蛋白分解所产生的氨及胺类等碱性含氮物质。肉品中所含的TVB-N随着鲜度的下降而增大[21],因此可将其作为评判水产品新鲜度的重要指标。根据GB 2733-2005《鲜、冻动物性水产品卫生标准》的规定,TVB-N应低于30 mg/100 g。三甲胺是挥发性盐基氮的组成部分,是由无臭的氧化三甲胺在兼性厌氧菌及酶作用下经还原生成的[22],具有腥味,其含量低于6 mg/100g是可食用的[23]。

TVB-N与TMA-N间相关性较好(见表3)。在各种水解冻方式中,动水解冻的解冻时间最短,蛋白质受到蛋白酶及微生物作用而发生的降解程度低,其TVB-N、TMA-N值均显著(p<0.05)低于其他组;随着解冻时间的延长,盐水解冻、静水解冻及装袋静水解冻的TVB-N分别增加了13.89%、33.03%、45.81%,TMA-N值分别升高了19.59%、6.15%、32.80%。经冷藏解冻及微波解冻后,虾仁的TVB-N、TMA-N值显著高于其他组(p<0.05),加重了异味的产生。Boonsomrej等[24]测得微波解冻后TVB-N值低于其他实验组,而Orban等[25]发现TVB-N、TMA-N随着温度升高而增加。这可能是由于物种间差异,或由于微波解冻中热能的产生及盐溶性蛋白降解,促进了胺类物质的产生。由此可见,冷藏解冻、微波解冻条件下,虾仁的蛋白质降解程度大于其他实验组,不利于产品品质的保持。

2.5不同解冻方式对脂肪氧化程度的影响

水产品的脂肪中多不饱和脂肪酸占的比重大,通过自动氧化或脂肪氧合酶的作用,这些不饱和脂肪酸被氧化成具共轭双键的氢过氧化物;氢过氧化物发生脂质的二级氧化,产生醇醛酮等挥发性小分子物质。硫代巴比妥酸值TBARS反映了脂质二级氧化产物丙二醛的含量。由图3可见,不同解冻方式对TBARS影响明显。动水解冻条件下,虾仁的TBARS值为0.22 mg/100g,显著低于其他组(p<0.05)。与动水解冻相比,静水解冻、盐水解冻后TBARS值增加较少,而冷藏解冻、微波解冻及装袋静水解冻的TBARS值分别增加了63.64%、81.86%、103.26%。在各解冻方式中,装袋静水解冻TBARS值最高,这可能是由于装袋静水的解冻速率慢,且由TVB-N、TMA-N值的变化规律可知其蛋白质降解程度较高,而肌红蛋白的氧化会引起脂肪的氧化[14]。微波解冻过程中产生的较高温度抑制了脂肪氧化酶的活性,由于解冻速度快,脂肪氧化程度也较低。从脂肪氧化指标来看,动水解冻、静水解冻及盐水解冻能较好地保证虾仁品质。

表3 不同解冻方式对TVB-N、TMA-N的影响Table 3 Influence of thawing methods on the TVB-N and TMA-N value

图3 不同解冻方式对TBARS值的影响Fig.3 Influence of thawing methods on the TBARS value

3 结论

不同解冻方式对碎虾仁的物理化学特性有着显著的影响。碎虾仁经盐水解冻后的亮度值L显著高于其他组(p<0.05)。静水解冻后碎虾仁的a*、b*值显著低于其他组(p<0.05);而盐水解冻、冷藏解冻及微波解冻引起了虾仁a*、b*值的升高,色泽变化较大。与动水解冻相比,经冷藏解冻、微波解冻及装袋静水解冻后,虾仁的TBARS值分别升高了63.64%、81.86%、103.26%。

不同解冻方式的热传递速率各异,发生了不同程度的蛋白质降解,从而引起了蛋白质组成、蛋白质持水力的变化。微波解冻由于加热不均、温度过高容易引发蛋白的聚集及热变性,造成的盐溶性蛋白损失率为100%、解冻损失率为16.83%,显著高于其他组(p<0.05);蛋白质降解产生的TVB-N、TMA-N值也较高。盐水解冻引起了20.48%的盐溶性蛋白损失率,蛋白质的持水性能较差。经袋装静水解冻后,虾仁的持水力依然较高,但蛋白质降解产生的TVB-N、TMA-N等挥发性降解产物也较高。

静水解冻、动水解冻与其他解冻方式相比,能更好地保证碎虾仁的各项品质,不仅减少了蛋白质和水分的流失,色泽好,还保持了碎虾仁的新鲜度。因此采用静水解冻或动水解冻,可以较好地保证碎虾仁的品质。若考虑到解冻时间,动水解冻为较理想的解冻方式;若考虑到工厂条件、设备成本,静水解冻则较合适。

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Influence of different thawing methods on the quality of shrimp pieces meat

WENG Mei-fen,HUAN Yan-jun*,FAN Ming-ming,ZHENG Jia-fei
(School of Food Science and Technology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)

The objective of this study was to investigate the effect of different thawing methods on physic-chemical properties of shrimp pieces meat.The shrimp samples were treated with six thawing methods including static water immersion thawing,packaged water thawing,running water thawing,salt-water thawing,cold-storage thawing,and microwave thawing.Shrimp qualities were assessed by required times for thawing,chroma evaluation,water-retaining capacity,TVB-N,TMA-N and TBARS values.Results showed that different thawing methods had significant impacts on physic-chemical properties of shrimp pieces meat.Samples treated with packaged water thawing,cold-storage thawing and microwave thawing showed poor water-retaining capacity,higher color-browning degree,TBARS,TVB-N and TMA-N values.Salt-water thawing caused higher b* value,20.48%loss of myofibrillar protein and decrease of water-retaining capacity.Among six thawing methods,static water immersion thawing and running water thawing could keep better quality of shrimp pieces meat based on better color,higher water-retaining capacity,lower degree of protein deterioration and lipid oxidation,thus being more appropriate thawing methods.

shrimp pieces meat;thawing methods;quality

TS254.1

A

1002-0306(2015)16-0162-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.16.025

2014-12-08

翁梅芬(1990-),女,在读硕士研究生,研究方向:食品工程,E-mail:wengmeifen.fujian@163.com。

郇延军(1963-),男,博士,副教授,研究方向:食品工程,E-mail:huanyanjun@jiangnan.edu.cn。

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