冻藏温度对罗氏沼虾冻藏品质的影响

于丽霞YU Li-xia 姜启兴 - 夏文水 - 许艳顺 - 王 斌 高 沛 杨 方

(江南大学食品学院，江苏 无锡 214122)

罗氏沼虾(Macrobrachiumrosenbergii)，又名淡水长臂大虾，原产于东南亚，具有生长快、养殖周期短、肉味鲜美以及营养成分好等优点。近年来，随着水产养殖技术的不断提高，罗氏沼虾养殖产量快速上升，2016年中国罗氏沼虾养殖产量为1.327×105t，比2015年增加2.49%[1]。但是，目前罗氏沼虾主要以鲜销为主，加工比率低。受市场波动的影响，前几年经常出现卖虾难的问题，加工的滞后成为制约养殖产业健康可持续发展的瓶颈。

冷冻产品仍然是水产品加工的主要品种。冷冻保藏主要是通过降低温度来抑制微生物的生长、酶的活性以及生化反应的进行，从而可以长时间保持虾类的品质[2]。然而，在冻藏过程中产品品质仍然会发生劣化，尤其是在质构特性、颜色和风味方面，以及由冰晶造成的肌纤维破坏等[2-4]。罗氏沼虾因其个体较大，深受消费者欢迎，但其上市时间主要集中在7～11月，不能满足消费者全年消费的需求。因此，目前已有很多加工企业将罗氏沼虾加工成速冻整虾、速冻虾仁、调理虾仁等产品，但是普遍发现在传统的速冻工艺及冻藏条件下，随着冻藏时间的延长，虾肉品质会变得松软无弹性，虾头会变黑，虾壳也会出现类似结晶的斑点，严重影响产品的食用品质，迫切需要解决冻藏品质变差的问题。

研究[5]发现水产品的冻藏品质与冻结速率、冻藏条件有密切的关系。液氮冻结在国内外金枪鱼肉等产品的工业化生产过程中已被广泛使用，本项目在前期的研究中也发现液氮冻结对于保持罗氏沼虾冻藏品质的效果最好，为了尽量减少冻结过程的影响，宜选用液氮冻结。此外，国内外学者在大黄鱼、南极磷虾、虹鳟鱼等产品的冻藏研究中，已开展了很多关于冻藏温度对冻藏品质影响的研究，所选用的冻藏温度主要有-80，-50，-40，-30,-20，-18 ℃等[6]44[7-8]，考虑到试验设备因素以及工厂目前常采用的冻藏条件，宜选取冻藏温度-50,-18 ℃进行对比分析。本试验拟以经液氮速冻的罗氏沼虾为原料，研究-50,-18 ℃这2种冻藏温度对罗氏沼虾在冻藏过程中的蒸煮损失、TVB-N、K值、硬度、剪切力和色差等品质指标变化的影响，探讨冻藏温度与冷冻罗氏沼虾品质间的关系，为相关企业合理选择适用的冻藏条件提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂

罗氏沼虾：江苏省无锡市华润万家超市；

三磷酸腺苷 (ATP)：美国Sigma公司；

其它试剂：分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

1.1.2 主要仪器设备

高速冷冻离心机：4K-15型，德国Sigma公司；

pH计：FE28型，梅特勒-托利多仪器上海有限公司；

物性分析仪：TA-XT Plus型，英国Stable Micro Systems公司；

自动定氮仪：KDN-103F型，上海纤检仪器有限公司；

高效液相色谱仪：Waters e269型，美国沃特世公司；

色差仪：CR-400型，日本Konica Minolta Sensing公司；

超低温冰箱：MDF-U53V型，日本Sanyo公司。

1.2 方法

1.2.1 样品处理 选择大小均匀、平均质量为(18±2) g (带头) 的新鲜活虾，加冰猝死后用预冷蒸馏水冲洗干净，然后10只一组浸没于大约2 L的液氮中，等到中心温度降至-18 ℃ 后取出，并随机分为2组放置于多聚乙烯袋中，封口，分别冻藏在-18 ℃和-50 ℃的冰箱中，每隔4周随机取样，4 ℃解冻后测试各个指标。

1.2.2 解冻汁液流失率的测定 参照文献[9]。

1.2.3 蒸煮损失率的测定 参照文献[10]10。

1.2.4 TVB-N的测定 按SC/T 3032—2007执行。

1.2.5 K值的测定 参照文献[11]，按式(1)计算K值。

K=

(1)

式中：

K——次黄嘌呤核苷和次黄嘌呤之和与三磷酸腺苷及其分解物总量之比的百分率，%；

[ATP]——三磷酸腺苷含量，μmol/g；

[ADP]——二磷酸腺苷含量，μmol/g；

[AMP]——磷酸腺苷含量，μmol/g；

[IMP]——腺苷酸含量，μmol/g；

[HxR]——次黄嘌呤核苷含量，μmol/g；

[Hx]——次黄嘌呤含量，μmol/g。

1.2.6 硬度的测定 采用TA-XT Plus型物性分析仪及其分析软件，使用平底柱形探头P/36R，对大小均等的去头、壳的沼虾肌肉进行2次压缩质地多面剖析(TPA)模式测试。设定参数为：测量前探头下降速度1 mm/s；测试速度1 mm/s；测量后探头回程速度1 mm/s；压缩比例40%；触发力5 g；测定时间5 s。每组样品测定6个平行。

1.2.7 剪切力的测定 采用TA-XT Plus型物性分析仪及其分析软件，使用刀片探头A/CKB，垂直于去头、壳的沼虾第二腹节(靠近头部)肌肉纤维走向进行测试，刀片探头下降速度为2 mm/s，压缩比为50%。剪切力即为剪切行程中力的最大值。每组样品测定6个平行。

1.2.8 色度的测定 采用高精度分光测色仪测定去头、壳的沼虾第二腹节肌肉的色度。采用CIE LabL*a*b*均匀色空间，L*表示亮度，a*和b*表示色度，+a*为红色方向，-a*为绿色方向，+b*为黄色方向，-b*为蓝色方向，dE*表示总色差。每个样品测定6次平行。

1.2.9 数据处理 数据用SPSS 19.0进行处理与分析，结果均以平均值±标准偏差的形式表示，采用Origin 8.6作图。

2 结果与分析

2.1 冻藏温度对罗氏沼虾持水能力的影响

解冻汁液流失率和蒸煮损失率是衡量虾肉持水能力的重要指标[10]20。图1为冻藏温度对虾肉解冻汁液流失和蒸煮损失的影响。

图1 冻藏温度对罗氏沼虾持水能力的影响

Figure 1 Effects of different frozen temperatures on the water holding capacity of freshwater prawn

由图1可知，在整个冻藏周期内，2种冻藏条件下的解冻汁液流失率和蒸煮损失率均随时间的延长而上升，且2种条件下的解冻汁液流失率无明显差异。在蒸煮损失率方面，2个试验组的蒸煮损失率在前4周无明显差异。但是在4周后，冻藏于-50 ℃的罗氏沼虾蒸煮损失相比于冻藏于-18 ℃的明显更低。可能是样品在-18 ℃条件下对温度波动比较敏感，较小的温度变化都会影响冰晶的大小和分布，从而加剧对肌肉组织结构的破坏，导致汁液流失率更高[12]。

2.2 冻藏温度对罗氏沼虾TVB-N的影响

TVB-N与酶和微生物的作用有直接的联系，常作为水产品腐败变质的鲜度指标。图2为罗氏沼虾在不同冻藏温度下TVB-N含量随冻藏时间的变化曲线。

图2 冻藏温度对罗氏沼虾TVB-N的影响

Figure 2 Effects of different frozen temperatures on the TVB-N value of freshwater prawn

根据水产品的国家标准(GB 2733—2015)，一级品的TVB-N值≤13 mg/100 g，二级品≤20 mg/100 g。由图2可知，新鲜罗氏沼虾的TVB-N含量为(7.54±0.43) mg/100 g，符合一级鲜度标准。在冻藏过程中各组TVB-N的含量随着冻藏时间的延长都呈上升趋势，但在冻藏前8周，2组无明显差异。冻藏8周后，冻藏于-50 ℃的TVB-N含量明显低于冻藏于-18 ℃的。到冻藏的第12周，-18 ℃组的TVB-N值已经超过了13 mg/100 g，进入二级鲜度，而-50 ℃组则在16周才进入二级鲜度。本研究结果表明，冻藏温度越低，TVB-N 含量增加越缓慢，与廖媛媛[6]46的研究结果一致。说明较低的冻藏温度可以明显延长产品的保鲜期。

2.3 冻藏温度对罗氏沼虾K值的影响

K值是评价水产品在贮藏期间鲜度变化的重要指标之一[13]，K值越大，表明水产品中的蛋白等分解越严重，其鲜度就越差。罗氏沼虾在不同冻藏温度下K值的变化见图3。

由图3可知，新鲜罗氏沼虾的K值为2.08%，随着冻藏时间的延长，罗氏沼虾的K值呈逐渐增加的趋势，冻藏温度越高，K值上升的速度越快。在冻藏20周后，-50，-18 ℃ 这2种冻藏温度下的罗氏沼虾，K值分别达到17.68%和19.60%。这是因为在冻藏过程中，冻藏温度越低，冻藏过程中的微生物数量越少，从而使罗氏沼虾腐败变质的速度越慢。K值的变化趋势与TVB-N的结果相吻合。

图3 冻藏温度对罗氏沼虾K值的影响Figure 3 Effects of different frozen temperatures on the K-value of freshwater prawn

2.4 冻藏温度对罗氏沼虾质构特性的影响

图4为罗氏沼虾在不同冻藏温度下硬度及剪切力的变化。

图4 冻藏温度对罗氏沼虾质构特性的影响

Figure 4 Effects of different frozen temperatures on the texture properties of freshwater prawn

由图4可知，随着冻藏时间的延长，罗氏沼虾的硬度及剪切力均呈下降趋势。冻藏前期，罗氏沼虾剪切力显著下降，冻藏4周后，剪切力分别下降了55.62% (-50 ℃)，63.88% (-18 ℃)；冻藏20周后，硬度分别下降了55.79% (-50 ℃)，59.45% (-18 ℃)，剪切力分别下降了76.35% (-50 ℃)，81.47% (-18 ℃)。经过液氮速冻后，冻藏于-50 ℃ 的罗氏沼虾，其硬度和剪切力下降缓慢，其质构劣变速度慢。冻藏期间，微生物和酶仍在缓慢产生作用，使得部分蛋白质发生降解，同时，冻结过程形成的冰晶及冻藏过程冰晶的生长，影响虾的肌肉组织结构，最终导致质构特性的变化。更低的冻藏温度微生物和酶的作用更小且蛋白冷冻变性程度更小，所以可以较好地维持罗氏沼虾的质构特性。

2.5 冻藏温度对罗氏沼虾色度的影响

色泽是虾的品质指标，和新鲜度密切相关。表1为不同冻藏温度下罗氏沼虾在冻藏期间色泽的变化。

从表1可以看出，随着冻藏时间的延长，2种冻藏温度下的罗氏沼虾的亮度L*呈现下降趋势，而红度a*和dE*呈现上升趋势，并且，相比于-18 ℃冻藏，-50 ℃冻藏条件下的罗氏沼虾的L*较高，a*、dE*较低。冻藏20周时，L*值从新鲜罗氏沼虾的57.79±0.85分别减少到53.94±2.57 (-50 ℃)、51.15±0.43 (-18 ℃)，a*值从新鲜罗氏沼虾的0.25±0.29分别增加到1.33±0.85 (-50 ℃)、1.62±0.17 (-18 ℃)，dE*值从新鲜罗氏沼虾的35.91±0.29分别增加到39.81±1.10 (-50 ℃)、41.58±0.45 (-18 ℃)。L*值降低可能是随冻藏时间的延长虾肉的水分不断流失[14]；a*值增加可能是罗氏沼虾体内的多酚氧化酶与多巴胺物质反应，使得沼虾体色逐渐变黑或变红[15]。结果表明，较低的冻藏温度有利于保持罗氏沼虾的色泽。

表1 冻藏温度对罗氏沼虾色度的影响†Table 1 Effects of different frozen temperatures on the color properties of freshwater prawn

† 行的显著性分析用小写字母表示 (P<0.05)。

3 结论

不同冻藏温度对罗氏沼虾品质的影响显著。与-18 ℃的冻藏条件相比，-50 ℃下冻藏的罗氏沼虾，持水能力和质构特性保持得更好，TVB-N和K值较小，-50 ℃可以延长罗氏沼虾的保藏期。较低的冻藏温度，有利于罗氏沼虾冻藏品质的保持。

本试验未对相关品质变化的机理进行深入的研究，后续将进一步对冻藏过程中菌落总数以及菌相变化、内源酶的变化等进行深入分析，更好地揭示冻藏温度对于罗氏沼虾品质影响的机制。

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