二次杀菌条件对凡纳滨对虾软烤虾品质的影响

鲁淑彦，迟 海，李学英，杨宪时

（1.中国水产科学研究院东海水产研究所，上海 200090；2.上海海洋大学食品学院，上海 201306）

二次杀菌条件对凡纳滨对虾软烤虾品质的影响

鲁淑彦1，2，迟 海1，李学英1，杨宪时1

（1.中国水产科学研究院东海水产研究所，上海 200090；2.上海海洋大学食品学院，上海 201306）

通过基于栅栏效应的工艺将凡纳滨对虾加工成高水分软烤虾，对产品进行二次杀菌，测定不同杀菌条件下软烤虾的色泽、质构、pH值、感官品质，并判定是否处于商业无菌状态。结果表明，随着杀菌温度的增加，L*值、a*值与b*值均呈现下降趋势，随杀菌时间增加，L*值略有下降，a*值与b*值略有上升。杀菌温度上升，硬度、胶粘性、咀嚼性、弹性在一定范围内先上升再下降；而粘附性一直上升，内聚性一直下降但变化相对较小，最大剪切力的整体趋势也下降。杀菌时间增加，硬度、粘附性与咀嚼性升高，内聚性与最大剪切力下降，胶粘性先下降再上升，而弹性先上升再下降。软烤虾的pH值随着杀菌温度升高变化较复杂，但杀菌时间增加时pH值上升。当杀菌条件为90℃·（30 min）-1时，软烤虾的感官品质最好，并且达到商业无菌状态。

凡纳滨对虾；软烤虾；二次杀菌；色泽；质构；商业无菌

凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei），俗称南美白对虾、白肢虾、白对虾，属节肢动物门，甲壳纲，十足目，对虾科，对虾属［1］。此虾原产于南美洲太平洋沿岸，与斑节对虾（Penaeusmonodon）、中国明对虾（Fenneropenaeus chinensis）同属世界上养殖产量最高的三大虾类［2］。

传统烤虾制品水分含量低，虽然有较好的贮藏性和货架期，但也丧失了鲜虾大部分的口感和风味，质地粗硬，口感较差。因此，近年来国内外对于改善烤虾类生产工艺方面的研究逐渐增多。本研究中的高水分烤虾以凡纳滨对虾为原料，基于栅栏效应理论［3］，通过一系列的生产工艺，生产出水分含量较高、营养价值保留较好、口感和风味接受度高的产品。同时，由于腐败微生物在高水分的情况下更易生长繁殖，软烤虾的高水分也带来了可能导致货架期变短的高风险，因此，为了延长高水分软烤虾的货架期，选择一种经济、安全、简便、适用范围广的二次杀菌方式很有必要，而加热杀菌是食品工业保藏及延长食品货架期的重要方法，LASCORZ等［4］使用欧姆加热蒸煮北极虾（Pandalus borealis），GAO等［5］研究了加热对虾肉蛋白的影响。目前对高水分软烤虾类的研究大多集中于风味物质［6］、贮藏中的品质变化和货架期等几方面［7］，王焕庆等［8］研究了高水分烤虾在不同贮藏温度下的品质变化和菌相分析，陈琛［9］研究了在高水分软烤虾储藏过程建立蜡样芽胞杆菌的生长／非生长模型，但是关于二次杀菌和热处理条件［10］对烤虾制品的感官和质构影响的研究较少。本文通过研究二次杀菌条件对软烤虾色差、质构及商业无菌等方面的影响，以期为提高烤虾制品的感官品质、延长货架期及是否能在货架期内保持商业无菌提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冷冻带头凡纳滨对虾（约20 g·ind-1），泰国卜蜂食品企业有限公司，-20℃贮藏运输至实验室，-80℃贮藏备用；食盐，中盐盐业公司；白糖，上海裕田农业科技有限公司；味精，太太乐食品有限公司；氯化钠，国药集团化学试剂有限公司；革兰氏染色试剂盒，杭州天和微生物试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

料理机，JYL-350B，九阳股份有限公司；水分活度仪，LabMaster-aw，瑞士Navasina公司；色差仪，CR-400，日本CHROMA METER公司；质构仪，TMS-Pro，美国Food Technology Corporation公司；天平，YP200N，上海菁海仪器有限公司，FA1004A，上海精天电子仪器有限公司；干燥箱，GZX-9240，上海博讯实业有限公司医疗设备厂，LG100B，上海实验仪器厂有限公司；恒温培养箱，HH.B11.500-BS-Ⅱ，上海跃进医疗机械厂；烤箱，YXD-8B，广州西厨设备厂；红外测温仪，830-T2，德国Testo集团；超净工作台，SEX-TJ，上海整新电子设备；均质机，Masticator，西班牙IUL公司；恒温水浴锅，HY31-05，绍兴柯桥医疗机械厂；灭菌锅，YXQ-LS-50 SⅡ，上海博讯实业有限公司；冰箱，MPR-414F与MDF-U32V（N），日本Sanyo公司；制冰机，SIM-F140AY65，日本Sanyo公司；pH计，pHS-2C型，上海伟业仪器厂。

1.3 样品制备

将带头虾从-80℃冰箱中取出，放入-20℃冰箱中过夜，再进行以下处理步骤：凡纳滨对虾流水解冻→去头去肠线→水煮→冰水冷却→去虾皮→清洗→沥干→称重→调味（加糖、盐、味精）→浸渍→摆盘干燥→平衡水分→烘烤→平衡水分→真空包装→二次杀菌→冷水冷却→成品。将最终成品的水分含量控制在（45±1）%范围，水分活度为0.91±0.02。

1.4 二次杀菌处理

对烘烤平衡水分后的制品用真空袋进行真空包装，每包约100 g，对各组进行二次杀菌，杀菌条件如下：固定杀菌时间30 min，杀菌温度分别为70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃；固定杀菌温度90℃，杀菌时间分别为10 min、20 min、30 min、40 min、50 min。最终与未进行二次杀菌的对照组各项指标进行对比。杀菌温度为90℃及以下时，将水浴锅调至相应温度，放入已真空密封的制品杀菌；杀菌温度为100℃及以上时，调节灭菌锅参数，放入已真空密封的制品灭菌。以上所指杀菌温度均为水的温度。

1.5 实验方法

1.5.1 水分含量的测定

按照GB 5009.3-2010，采用直接干燥法，称取适量已绞碎的各组样品平行测定2次。

1.5.2 水分活度的测定

按照GB／T 23490-2009，采用水分活度仪扩散法，称取适量已绞碎的各组样品，平行测定2次。

1.5.3 色泽的测定

采用日本CR-400色差仪测定制品的L*，a*，b*值，其中L*表示亮度，L*＝0表示黑色，L*＝100表示白色；a*表示红绿参数；b*表示黄蓝参数。每次从样品第二腹节部位测定读数，每组平行测定5次。

1.5.4 质构的测定

采用TMS-Pro型质构仪对软烤虾制品进行TPA测定，测试前将虾体表面的水分擦干。使用P／5柱形探头，测试速度为50 mm·min-1，形变量为50%，回升高度为20 mm，每组样品压缩测定10次；使用燕尾剪切探头对制品的第三腹节进行剪切实验，测试速度为50 mm·min-1，回程距离为30 mm，每组样品平行测定10次。

1.5.5 感官品质的测定

参考SC／T 3305-2003《烤虾》，采用“盲法”对即食虾仁产品的色泽、口感、质地和风味指标进行打分，感官评价小组由6名经过训练的评价员组成，以1～5分表示，5分为最好品质，其次为4分，3分为中等品质，2分为更次，1分为最差品质。具体评分规则见表1。

表1 软烤虾感官评分规则Tab.1 Standards for the sensory evaluation of roast shrim p

1.5.6 商业无菌的检验

软烤虾商业无菌的检验参照GB 4789.26-2013中的要求，将各组样品放入36℃恒温培养箱保温10 d，期间若有重量变化或胀袋立即剔出进行pH测定、感官检查和涂片染色镜检，判断是否有微生物增殖，进而判断样品是否符合商业无菌。

1.5.7 pH值的测定

取10 g已绞碎的软烤虾样品，加入90 mL蒸馏水，均质后放置30 min，取上清液测定溶液pH值，每组平行测定2次。

1.6 数据分析

本文中的实验数据用SPSS 22.0进行方差分析（ANOVA）和多重比较（DUNCAN法），P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 二次杀菌对软烤虾色泽的影响

色泽是评价食品品质的一个重要指标，虾类产品的品质也经常使用色泽来测定。TSIRONI等［11］在不同储藏温度下冻虾货架期的研究中发现，虾皮与虾肉的b*值与感官品质具有相关性；涂敏建等［12］研究了不同水分含量对南极磷虾的色泽和质构的影响。

图1为杀菌时间30 min时杀菌温度对软烤虾色泽的影响。由图1可知，软烤虾的L*值、a*值与b*值随着杀菌温度的升高而逐渐降低，根据显著性差异分析，杀菌温度低于100℃时，L*值与对照组相比没有显著性差异（P＞0.05），杀菌温度上升到100℃、110℃和120℃时，L*值与未杀菌、70℃、80℃有显著性差异（P＜0.05）；a*值与b*值也出现同样的显著性差异规律，这说明100℃及以上温度的杀菌对软烤虾的L*、a*值与b*值有影响，这与赵冰等［13］研究熏肉杀菌时，得出高温杀菌组的L*值、a*值与b*值相比低温杀菌组均有降低的结果一致。图2为杀菌温度90℃时杀菌时间对软烤虾色泽的影响。图2显示，随着杀菌时间的增加，L*值降低，a*值与b*值略有升高，但a*值、b*值在各杀菌组之间无显著性差异（P＞0.05），而当杀菌时间为40 min或50 min时，L*值显著降低（P＜0.05）。

软烤虾在二次杀菌过程中色泽产生变化的主要原因是，随着杀菌温度的升高和杀菌时间的增加，虾体内发生美拉德反应，产生了褐变，导致虾体变暗。在一定范围内，温度在很大程度上影响了美拉德反应的路线，温度越高，色泽越深。王军等［14］研究了美拉德反应对金带细鲹鱼（Selaroides leptolepis）的鱼肉蛋白酶解物功能特性及潜在危害物形成的影响，结果表明，潜在危害物如5-羟甲基糠醛（HMF）随着反应时间的延长而增加，而丙烯酰胺先增加再减小，美拉德反应也会降低鱼肉的消化性。

图1 杀菌温度对软烤虾色泽的影响Fig.1 Effects of the sterilization tem perature on the colour of roast shrim p

图2 杀菌时间对软烤虾色泽的影响Fig.2 Effects of the sterilization time on the colour of roast shrim p

2.2 二次杀菌对软烤虾质构的影响

质构的测定在产品的生产过程中可以为质量控制提供可靠依据，又可以为食品研发环节提供参数，同时，质构也会影响消费者的可接受度，进而影响产品的销售，TPA分析所获得的质构特性参数从一定程度上可以反映出肌肉品质的高低因此，在整个食品产业中，质构品质测定与评价占据整个食品产业链的重要地位［15-16］。

图3与图4显示，杀菌时间为30 min时，随着杀菌温度的上升，硬度、胶粘性、咀嚼性、弹性均呈现先在一定范围内上升，随后再下降的趋势；而粘附性一直上升，内聚性一直下降但变化相对较小，最大剪切力的整体趋势也是下降的。其中，硬度、胶粘性和咀嚼性均在70℃时达到最大，弹性在100℃时达到最大，而剪切力在100℃时稍有上升，随后下降。由差异性分析得出，粘附性和内聚性在各杀菌温度下均与对照组有显著性差异（P＜0.05），杀菌温度为120℃时，除弹性外均与其它组有显著性差异（P＜0.05）。图5与图6显示，杀菌温度为90℃时，随着杀菌时间的增加，硬度、粘附性与咀嚼性升高，内聚性与最大剪切力下降，胶粘性先下降再上升，而弹性先上升再下降，其中胶粘性在90℃·（10 min）-1时最低，弹性值在90℃·（30 min）-1的杀菌条件下最高，根据显著性差异分析，弹性在各杀菌时间下均与对照组有显著性差异（P＜0.05），胶粘性与咀嚼性在各杀菌时间下无显著性差异（P＞0.05）。

图3 杀菌温度对软烤虾硬度、胶粘性、咀嚼性、最大剪切力的影响Fig.3 Effects of the sterilization temperature on the hardness，gumm iness，chew iness and maximum shear force of roast shrimp

图4 杀菌温度对软烤虾粘附性、内聚性、弹性的影响Fig.4 Effects of the sterilization tem perature on the adhesiveness，cohesiveness and sp ringiness of roast shrim p

图5 杀菌时间对软烤虾硬度、胶粘性、咀嚼性、最大剪切力的影响Fig.5 Effects of the sterilization time on the hardness，gumm iness，chew iness and maximum shear force of roast shrim p

图6 杀菌时间对软烤虾粘附性、内聚性、弹性的影响Fig.6 Effects of the sterilization time on the adhesiveness，cohesiveness and springiness of roast shrimp

凡纳滨对虾的含肉率为50%以上，蛋白含量接近20%［17］，软烤虾在受热过程中质构发生变化的主要原因是蛋白质的热变性。温度为100℃左右时，蛋白质的三级结构和四级结构遭到破坏，水解，异肽链形成，与糖类发生初期的美拉德反应；温度上升到120℃时，蛋白质不但发生以上反应，甚至形成更为复杂的复合物或者氨基酸分解，这也是当杀菌温度上升到120℃时，几乎所有指标均与对照组差异明显（P＜0.05）的原因。当虾肉的中心温度高于100℃时，其质地会由于热处理而致密变硬，硬度变大会使口腔咀嚼难度增加，影响消费者可接受度［18］。魏心如等［19］在研究热处理对鸡胸肉剪切力与蒸煮损失的影响中，推荐对鸡胸肉热处理的最佳条件为：水浴温度75℃，加热中心温度70℃；康怀彬等［20］的研究结果表明，选用85～90℃·（30 min）-1的二次杀菌处理可有效延长烧鸡的保质期。因此在实际生产过程中应尽量采用100℃及以下的杀菌温度对软烤虾进行二次杀菌，以免对其质构造成大的破坏和营养成分的流失。

2.3 二次杀菌对软烤虾感官品质的影响

二次杀菌对软烤虾感官品质的影响如表2所示，当杀菌条件为90℃·（30 min）-1时，软烤虾的感官品质最高。而当杀菌温度过低或过高、杀菌时间过短或过长时，均会对食品的感官品质有影响。杀菌温度较低时，产品的风味物质并不能很好的发挥出来，温度过高又会使美拉德反应和蛋白质变性程度增加，色泽加深失去虾肉原有外观，口感较差，造成产品品质变劣，消费者可接受程度变低；而杀菌时间过短或过长也会产生类似的效果。因此，应采用合适的杀菌条件对软烤虾进行二次杀菌。而丁国微等［21］在研究杀菌条件对即食醉制虾仁品质的影响中，经综合分析得出结论，80℃·（30 min）-1的热处理是最佳的杀菌参数。

表2 二次杀菌对软烤虾感官品质的影响Tab.2 Effects of the two-stage sterilization on the sensory quality of roast shrimp

2.4 二次杀菌对软烤虾pH值的影响

软烤虾在不同杀菌条件下的pH值如图7、图8所示。图7中，pH初始值为6.88，杀菌温度升高至90℃过程中缓慢升高，100℃时突然下降至6.81，110℃和120℃先升高再下降。图8中pH值随着杀菌时间的增加由6.88逐渐升高至7.05。由于没有体液（磷酸盐缓冲液、碳酸氢盐缓冲液）维持pH值的平衡，因此，虾肉中蛋白质表面的酸碱集团是影响软烤虾pH值的首要因素。温度升高或持续加热会引起蛋白质热变性，导致部分肽链打开，酸性基团减少，从而pH值上升［22］。

2.5 商业无菌的检验

将软烤虾进行不同条件的二次杀菌，按照商业无菌的检验标准对样品进行判定，最终检验结果如表3所示。判定为非商业无菌的软烤虾与同批次冷藏样品对比，其pH值均显著降低（相差均大于0.5），这是因为杀菌时间较短或者杀菌温度较低会导致杀菌不彻底，进行保温实验后微生物增殖导致产品腐败。在感官评分差别不大的情况下，由表3可知，90℃·（30 min）-1的杀菌条件足以使软烤达到商业无菌的状态。

图7 杀菌温度对软烤虾pH值的影响Fig.7 Effects of the sterilization temperature on the pH of roast shrim p

图8 杀菌时间对软烤虾pH值的影响Fig.8 Effects of the sterilization tim e on the pH of roast shrimp

3 小结

二次杀菌时间为30 min时，随着杀菌温度的增加，L*值、a*值与b*值均呈现下降趋势；杀菌温度低于100℃时，L*值没有显著性差异（P＞0.05），杀菌温度高于100℃时，L*值、a*值与b*值与对照组有显著性差异（P＜0.05），这说明100℃及以上的杀菌对软烤虾的色泽有影响，并随着杀菌时间增加而增加。杀菌温度为90℃时，随着杀菌时间增加，L*值略有下降，a*值与b*值略有上升。软烤虾的色泽产生变化的主要原因是美拉德反应，但是温度过高时的美拉德糖基化反应会使软烤虾的品质劣变［23］，例如色泽过暗，产生有毒有害的化合物，破坏原有营养等［24-25］，这也是感官评定中100℃及以上的杀菌对软烤虾的品质有较大影响的原因。

随着杀菌温度的上升，硬度、胶粘性、咀嚼性、弹性在一定范围内先上升再下降；而粘附性一直上升，内聚性一直下降但变化相对较小，最大剪切力的整体趋势也是下降的；杀菌时间增加时，硬度、粘附性与咀嚼性升高，内聚性与最大剪切力下降，胶粘性先下降再上升，而弹性先上升再下降。

软烤虾的pH值随着杀菌温度升高变化较复杂，但杀菌时间增加时pH值上升。当杀菌条件为90℃·（30 min）-1时，软烤虾的感官品质最好，并且达到商业无菌状态。

表3 不同杀菌条件下商业无菌的判定结果Tab.3 Judgement results of commercial sterility under different sterilization conditions

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Effect of secondary sterilization on the quality changes of roast shrim p（Litopenaeus vannamei）

LU Shu-yan1，2，CHIHai1，LIXue-ying1，YANG Xian-shi1
（1.East China Sea Fisheries Research Institute，Chinese Academy of Fishery Sciences，Shanghai 200090，China；2.College of Food Science and Technology，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China）

Effects of secondary sterilization on the quality changes of roast shrimp（Litopenaeus vannamei）with high nutrients according to the hurdle technology were investigated.The experimentwas conducted with a series of treatments.Several sterilization temperatures and sterilization time treatments were set up，and the color，textural properties，sensory quality，pH and commercial sterility of roast shrimp were determined under different sterilization conditions.The results showed that with the increasing of sterilization temperature，all the values of L*，a*and b*decreased.When the sterilization time prolonged，L*slightly decreased.Conversely，a*and b*increased slightly.On the other hand，when the sterilization temperature rose，the hardness，gumminess，chewiness and springiness increased in the beginning but decreased afterwards，while the adhesiveness had the increasing tendency，and the shear force and cohesiveness presented the decreasing tendency.The hardness，adhesiveness and chewiness declined，while the adhesiveness and shear force rose on the contrary when the sterilization time prolonged.In addition，the gumminess of roast shrimp reducted to themininum but the springiness rose to the maxnum when the sterilization time prolonged.The pH changed dramatically when the sterilization temperature increased，and it rosewhen the sterlization time extended.The roast shrimp can accord with commercial sterility standard under the optimal condition of the sterilzation temperature 90℃for 30 min.

Litopenaeus vannamei；secondary sterilization；color；textural properties；commercial sterility

S 986

A

1004-2490（2017）03-0331-09

2016-10-11

上海市农业科技成果转化项目（编号：沪农科转字2015第2-1号）；农业部948计划（编号：2011-Z12）

鲁淑彦（1990-），女，河南开封人，在读硕士研究生，主要从事水产品加工与质量安全研究。E-mail：shuyanlu2014＠163.com

李学英（1983-），助理研究员。E-mail：shaying-0727＠163.com