发酵温度对克氏原螯虾虾酱品质变化影响研究

李兴华，黄韬睿，李想

(四川旅游学院，成都 610100)

克氏原螯虾也称小龙虾，是淡水经济类虾，目前在我国广泛养殖，年产量巨大，备受消费者喜欢，被开发成各种餐饮产品[1]。为了提升其经济附加值，近年来其被开发成虾酱，克氏原螯虾虾酱含有大量不饱和脂肪酸和多种必需氨基酸，风味独特。虾酱发酵对温度要求较高，不同的发酵温度不仅影响其发酵速度，还影响其风味物质的产生以及食用安全性[2]。因此，分析其发酵过程中相关指标的变化情况，便于更准确地选择虾酱发酵温度和工艺配方等。

基于此，本研究通过正交试验优化克氏原螯虾虾酱的最佳配方，在传统工艺基础上，分析在不同温度条件下，克氏原螯虾虾酱发酵过程中水分含量、水分活度、菌落总数、pH值、氨基酸态氮(FAN)、挥发性盐基氮(TVB-N)、组胺等理化指标的变化规律，为克氏原螯虾虾酱制品的生产工艺优化和产品安全生产提供了理论支撑及科学依据[3]。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料

克氏原螯虾：购于成都市龙泉驿区水产品市场；食盐：中盐成都市盐业有限公司；平板计数琼脂：青岛海博生物科技公司；其他试剂：均为国产分析纯。

1.1.2 设备

KB26微波烘干箱 上海博奥微波能设备有限公司; WFJ-15超微粉碎机 江阴市富中机械有限公司；VM0198破壁料理机 Vita-Mix Corporation；YTH-080恒温保温箱 东莞市元耀电子科技有限公司；GL2201-1SCN电子天平 上海双旭电子有限公司；PV显微分光光度计 北京美嘉图科技有限公司；A330333台式酸度计、DZX320生化培养箱 上海艾测电子科技有限公司；HD-3A水分活度仪 上海精密仪器仪表有限公司；其他烹饪加工器皿 均由四川旅游学院实验室提供。

1.2 实验设计

1.2.1 克氏原螯虾虾酱制备工艺

1.2.1.1 工艺流程

预处理→活化→酶解→发酵→杀菌包装[4]。

1.2.1.2 制备要点

预处理：将克氏原螯虾去头、尾及外壳，取虾肉，漂洗干净，微波干燥，超微粉碎成虾粉，过150目筛。

活化：将乳酸菌溶解于3%葡萄糖溶液中，在28 ℃温度下活化4 h。

酶解：在虾粉中添加水，放入多功能料理机中搅拌10 min，加入食盐，酶解温度为50 ℃，酶解3 h。

发酵：将活化后的乳酸菌加入酶解后的溶液中，放入培养箱中，发酵10天。

杀菌：对发酵完毕的克氏原螯虾虾酱进行巴氏灭菌。

1.2.2 克氏原螯虾虾酱配方优化设计

影响克氏原螯虾虾酱发酵除温度外，虾粉、水、乳酸菌、葡萄糖溶液、食盐直接影响其成品品质[5]。本实验通过预制试验确定了主要工艺参数，通过正交试验确定了最佳配方，具体见表1。

表1 正交试验因素表Table 1 Factors and levels table of orthogonal experiment g

1.2.3 克氏原螯虾虾酱发酵条件

将样品置于恒温培养箱内在不同温度环境下发酵，每隔2天取样1次，共测10天，具体发酵条件见表2[6]。

表2 克氏原螯虾虾酱发酵条件Table 2 Fermentation conditions of Procambarus clarkii paste

1.2.4 水分含量及水分活度的测定

水分含量根据GB 5009.3—2016《食品中水分的测定》中的直接干燥法进行测定；水分活度根据GB 5009.238—2016 《食品水分活度的测定》进行测定[7]。

1.2.5 微生物的测定

菌落总数根据GB 4789.2—2016《菌落总数测定》进行测定[8]。

1.2.6 pH值的测定

根据GB 5009.237—2016《食品pH值的测定》进行测定[9]。

1.2.7 氨基酸态氮的测定

根据GB 5009.235—2016《食品中氨基酸态氮的测定》进行测定[10]。

1.2.8 挥发性盐基氮(TVB-N)的测定

根据GB 5009.44—2016《食品中氯化物的测定》，采用蒸馏滴定法测定[11]。

1.2.9 感官鉴定

感官评价选取具有食品背景的专业人员组成，鉴定前根据虾酱成品特点进行培训，采用盲评，取平均分，具体见表3。

表3 感官评分标准Table 3 Sensory scoring criteria

1.3 数据处理

每组别试验重复3次，并采用SPSS软件进行统计分析和均值差异性分析，P<0.05。

2 结果与分析

2.1 克氏原螯虾虾酱配方优化

本实验通过预制试验确定了克氏原螯虾虾酱的主要工艺参数，通过正交试验优化最佳配方，采用感官评分评价其品质，具体正交试验结果见表4，方差分析见表5。

表4 正交试验结果分析表Table 4 Results analysis table of orthogonal test

表5 方差分析表Table 5 Variance analysis table

注：“**”表示极显著，P<0.01；“*”表示显著，P<0.05。

通过正交试验分析, RC>RE>RA>RD>RB,即乳酸菌的添加量对克氏原螯虾虾酱品质影响最大，其次为食盐、虾粉、葡萄糖溶液、水。根据方差分析结果，虾粉添加量、乳酸菌添加量、食盐添加量对评分影响极显著，水添加量、葡萄糖溶液添加量对评分影响显著。基于此，当其他工艺条件恒定时，其最佳配方为A2B1C3D1E3，即虾粉添加量为800 g，水添加量为1500 g，乳酸菌添加量为120 g，葡萄糖添加量为100 g，食盐添加量为150 g，该配方条件下，制作的克氏原螯虾虾酱品质最佳。

2.2 不同发酵温度对虾酱水分含量及水分活度变化影响

图1 不同发酵温度对虾酱水分含量变化影响Fig.1 Effects of different fermentation temperatures on water content of Procambarus clarkii paste

图2 不同发酵温度对虾酱水分活度变化影响Fig.2 Effects of different fermentation temperatures on water activity of Procambarus clarkii paste

克氏原螯虾虾酱在发酵过程中，受发酵温度、盐添加量等影响，其水分含量及水分活度会有一定差异，水分含量及水分活度直接影响成品的感官性状和微生物繁殖。由图1和图2可知，在相同工艺条件下，原料与水的比例一致，随着发酵温度增加，水分含量和水分活度发酵温度高的组别明显高于发酵温度低的组别；随着发酵时间增加，整体呈下降趋势。说明发酵温度与时间对虾酱水分含量及水分活度有一定影响。

2.3 不同发酵温度对虾酱菌落总数变化影响

图3 不同发酵温度对菌落总数的变化影响Fig.3 Effects of different fermentation temperatures on the total number of colonies

微生物在克氏原螯虾虾酱发酵过程中对其风味形成非常重要，影响其发酵进程和风味种类，但是同时也是其腐败变质的主要原因。由图3可知，不同发酵温度的组别差异不大，在0～6天，整体呈上升趋势；6～10天，菌落总数保持相对稳定，发酵温度高，菌落总数相对较高。

2.4 不同发酵温度对虾酱pH值变化影响

图4 不同发酵温度对pH值的变化影响Fig.4 Effects of different fermentation temperatures on pH values

克氏原螯虾虾酱在发酵过程中，糖类被微生物分解，产生乳酸菌等有机酸，导致pH值下降，降解蛋白质产生碱性含氮物质使pH值上升[12]。由图4可知，克氏原螯虾虾酱在发酵过程中pH值整体呈上升趋势，说明其降解蛋白质效果较好，形成多种呈味物质，对糖类分解相对较弱，组别3在2～4天时呈下降趋势，证明发酵温度促进糖类分解，产生有机酸使pH值下降。

2.5 不同发酵温度对虾酱氨基酸态氮变化影响

图5 不同发酵温度对氨基酸态氮的变化影响Fig.5 Effects of different fermentation temperatures on the variation of amino acid nitrogen

克氏原螯虾虾酱内氨基酸态氮含量越高，其鲜味越好，发酵程度高。由图5可知，整体氨基酸态氮含量组别1<组别2<组别3<组别4，组别4含量最高，说明在30 ℃时发酵效果最好。组别5<组别4，说明发酵温度较高反而影响发酵质量。

2.6 不同发酵温度对虾酱挥发性盐基氮(TVB-N)变化影响

图6 不同发酵温度对挥发性盐基氮的变化影响Fig.6 Effects of different fermentation temperatures on the variation of volatile basic nitrogen

挥发性盐基氮在水产品发酵过程中受腐败微生物与酶的影响，将蛋白质、肽等含氮化合物分解为氨、三甲胺等，是评价水产品腐败变质的重要指标[13]。由图6可知，发酵的0～4天，克氏原螯虾虾酱挥发性盐基氮增长较快，4～10天趋于平稳，说明其发酵过程中的优势菌发挥作用及腐败微生物的生长，抑制其腐败变质。温度越高，对挥发性盐基氮的抑制效果越差，这与温度促进腐败微生物与酶活性有关，温度越高其活性越好，对含氮化合物的分解速度越快。后期优势菌快速繁殖，才对其起到抑制作用。

3 结论

本研究通过正交试验优化克氏原螯虾虾酱配方，最终确定了最佳配方：虾粉添加量为800 g，水添加量为1500 g，乳酸菌添加量为120 g，葡萄糖添加量为100 g，食盐添加量为150 g。在此基础上，分析发酵温度变化对克氏原螯虾虾酱在发酵过程中水分含量、水分活度、菌落总数、pH值、氨基酸态氮、挥发性盐基氮等指标的影响。通过研究发现，发酵温度对虾酱品质影响较大，随着发酵温度增加，水分含量、水分活度、菌落总数、pH值整体呈上升趋势，氨基酸态氮、挥发性盐基氮含量在30 ℃时最佳。综合各项指标和感官评价，发酵温度在30 ℃时虾酱风味形成最丰富，含水量和水分活度适中，整体效果最佳。本研究不仅为克氏原螯虾虾酱的生产提供了理论依据，也为传统水产发酵制品的品质把控提供了借鉴。