脱水处理和冰温贮藏对真空低温烹调虾仁品质的影响

陶 磊,万金庆,2,3,*,厉建国,2,3,童 年

(1.上海海洋大学食品学院,上海 201306; 2.上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心,上海 201306； 3.农业部水产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室(上海)，上海 201306； 4.安徽宜康高新农业科技有限公司，安徽六安 237200)

南美白对虾(Penaeusvannamei)是一种营养价值极高的水产品,其蛋白质含量高,脂肪含量低,富含多种维生素、氨基酸等人体所需的营养成分[1]。但虾肉极易腐败变质,不利于销售和流通,对保鲜技术要求很高。

南美白对虾的保鲜通常是利用物理、化学、生物等方法延长贮藏期[2],真空低温烹调(Sous vide,简称SV)是把原料真空包装起来,在温度和时间控制的条件下恒温烹煮[3]。1974年法国厨师Pierre Troisgros开始研究SV方法,用于减少鹅肝烹饪过程中的水分损失[4]。与传统的烹调方法相比,SV方法不仅能延长食品的贮藏期,还能增加食品的风味和营养[5]。国内陈龙等[6]研究发现SV技术可以明显改良蒜泥白肉的口感。SV加工后的食品通常是冷藏或冷冻贮藏,Diaz等[7]研究发现SV处理后的三文鱼在3 ℃贮藏,其贮藏期可达到70 d,如需更长的贮藏期,则需冷冻,但是解冻后汁液流失严重,品质劣化。20世纪70年代,日本山根昭美博士率先提出了冰温技术,冰温是指零度以下冻结点以上的温度区域,在此范围内贮藏食品能够保持食品的新鲜度[8]。刘金昉等[9]研究了经复合生物保鲜剂处理的南美白对虾冰温贮藏,贮藏期为21 d。此外,对食品脱水以降低水分活度,是延长贮藏期的技术之一,胡烨等[10]研究发现将大黄鱼块脱水至60%,鱼块具有良好的感官品质,是一种理想的鱼肉贮藏前预处理的方法。冰温真空脱水是在真空条件下除去物料部分水分,且在脱水过程中物料温度一直维持在冰温带内,可以有效抑制食品中微生物的生长和繁殖。近年来,国内外的学者分别对冰温真空脱水技术和SV技术进行了较多的研究,将两种技术相结合的应用研究还未见报道。

本实验以南美白对虾为研究对象,虾仁先冰温真空脱水,再真空低温烹调,之后冰温贮藏,通过品质指标的测定,以冷藏为对照,研究虾仁的贮藏期和品质变化规律,以期对现有的真空低温烹调工艺进行优化,为实际应用提供新的思路。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲜活的南美白对虾 购于上海市浦东新区临港新城古棕路菜市场,虾仁的初始含水率74.5%±0.3%;PA+PE真空袋(10 cm×15 cm) 苏州苏曼特包装材料有限公司;平板计数琼脂 北京路桥技术有限公司;三氯乙酸、无水乙醇、甲基化、溴水酚绿指示剂 上海国药化学集团有限公司。

冰温真空干燥实验装置 自主研制[11];PBS-250CB恒温恒湿箱 上海一恒科学仪器有限公司;ZK-10L 真空包装机上海缘盛包装材料有限公司;Agilent-34972A温度采集仪 安捷伦公司;PYX-DHS-350-BS-Ⅱ恒温培养箱 上海予卓仪器有限公司;AvantiJ-26XP高效离心机 美国Beckman Coulter公司;超级恒温槽 上海舜宇恒平科学仪器有限公司;UV-3000PC型紫外可见分光光度计 上海美谱达仪器有限公司;TA-XT2i型质构分析仪 英国STABLE MI-CROSYSTEMS公司;XD110色差仪 上海天辰现代环境技术有限公司;FA1004天平 上海邦西仪器科技有限公司;Sartorins PB-10精密数显酸度计 赛多丽科学仪器(北京)分公司。

1.2 实验方法

1.2.1 原料处理 选取大小均一的鲜活的南美白对虾(虾的冰点为-2.2 ℃),保活运回实验室,剔除死亡、肢体破碎等个体,用水清洗干净,加冰猝死,去头,去虾壳。将虾仁放在冰温真空干燥实验装置中脱水(800～1200 Pa),脱水至含水率为60%±1%[10]。将所有的试样随机放在真空包装袋中,用真空包装机抽真空并密封,每袋虾仁约35 g,每组包装60袋,放入超级恒温槽中,70 ℃水浴加热18 min后,立即取出放入冰水混合物中,使虾仁中心温度快速冷却至3 ℃左右[12]。虾仁分成4个处理组进行贮藏,每隔6 d测量指标。

表1 实验设计Table 1 Design of experiment

1.2.2 感官评定 参考池岸英等[13]的感官评定标准。由5名感官评定人员组成感官评定小组,认为7分是最高分,认为3分左右的样品不可食用,每6 d评定一次,并对各组的评价结果取平均值后统计分析。

1.2.3 菌落总数 按照GB/T 4789.2-2016《食品微生物学检验:菌落总数测定》执行[14]。

1.2.4 pH的测定 参考杨胜平[15]等对带鱼pH的测定方法,稍作修改。取5 g捣碎后的虾仁肌肉放于锥形瓶中,加入45 mL煮沸后已经冷却的蒸馏水,静置30 min,过滤,用精密酸度计测定滤液的pH。

1.2.5 汁液流失率 参考谢晶等[16]对冷却肉的测定方法,略作改动。取出带包装的样品称重(w1),打开包装,立即将包装内和样品表面的汁液用滤纸吸干,包装和样品一起称重(w2),包装单独称重(w3),重复3次,取平均值。

式(1)

式中:w1-为带包装初始样品质量,g;w2-为经滤纸吸干表-面汁液后样品及包装质量,g;w3-为吸干表面汁液后包装质量,g。

表2 南美白对虾质量感官评定标准Table 2 Quality organoleptic estimation standard of Penaeus vanmamei

1.2.6 硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)的测定 参考刘金昉等[9]对南美白对虾TBA值的测定方法。称取虾肉糜5.00 g置于离心管中,加入25 mL质量分数为20%三氯乙酸溶液和20 mL蒸馏水,振摇60 s,静置1 h后2000 r/min转速离心10 min,过滤,用双蒸水定容至50 mL,取5 mL滤液加入5 mL 0.02 mol/L硫代巴比妥酸溶液,沸水浴中反应20 min,取出,流动水冷却5 min后用分光光度计在532 nm波长处测定吸光度A,以蒸馏水取代滤液为空白样。

1.2.7L*值的测定 参考唐彬等[17]对SV处理后鲶鱼的L*值测定的方法。先切割肉样,色差计放在肉样的切面上测试。颜色的数值化表示采用CIELab系统,L*(lightness)称为明亮指数,L*=0表示黑色,L*=100表示白色,中间有100个等级。每个样品取表面均匀分布的虾仁第二节出进行测量并求其平均值。

1.2.8 硬度测定 参考蔡燕萍[18]对南美白对虾质构的测定方法,略作改动。取虾仁的第二、第三腹节切成1 cm×1 cm×0.7 cm均匀的方块,放在质构仪上,采用P/0.5探头,测试前、测试时、测试后的速度分别为2.0、3.0、0.5 mm/s,下压距离为50%,时间为5 s,所有的测试均为4组平行试样。

1.3 数据处理

利用SPSS 17.0对所有数据进行显著性差异分析,当p<0.01时为极显著差异,0.010.05时不显著差异,用Origin 8.0绘图。

2 结果与分析

2.1 感官评定变化

感官评分是衡量样品腐败变质的指标之一,评分低于3分时样品已不可接受,不可食用。南美白对虾感官评定结果如图1所示,随着贮藏时间的延长,各组虾仁感官评价的分值都呈下降趋势,冰温贮藏的虾仁感官品质明显高于冷藏。冷藏条件下,A组的感官评分明显的低于AT组,在第22 d达到不可接受值,AT组则在第44 d达到不可接受值;冰温贮藏条件下,B组感官评分明显低于BT组,在第34 d达到不可接受值,BT组则在第52 d达到不可接受值。数据表明,上述四组的感官评定结果差异显著(p<0.05)。相同储藏时间,A组样品的品质最差,BT组的品质最好。这表明冰温脱水和冰温贮藏可能抑制了微生物的繁殖,使肌肉组织紧密,保持食品良好的外观。

图1 南美白对虾感官评定结果Fig.1 Sensory evaluation score of Penaeus vanmamei

2.2 菌落总数的变化

本实验以动物性水产制品标准 GB/T 10136-2015[19]中规定的菌落数5.7 lg CFU/g作为产品上限。由图2可知,在整个贮藏期间,四组实验的菌落总数最小为1.3 lg CFU/g,最大为2.7 lg CFU/g,增长十分缓慢,微生物总数变化缓慢。表明产品加工工艺能有效杀灭或抑制虾中的微生物生存和繁殖[20-21]。微生物没有变化是由于加工时热处理[21]对大部分微生物有致死或伤害作用,并且冰温脱水和冰温贮藏均有利于抑制微生物繁殖。在贮藏期间微生物的含量都没有达到上限,而感官评分却已经低于不可食用的标准了,这表明仅仅以微生物的数量评定SV熟制虾仁的贮藏期,可能会高估其贮藏期。此外,虾仁的腐败是否主要是由内源酶引起的,还有待于今后深入研究。迟坤蕊[22]等研究发现即食虾仁在冷藏期间的微生物菌落总数没有变化,与本文试验结果类似。

图2 南美白对虾菌落总数的变化Fig.2 Changes of total bacteria count of Penaeus vanmamei

2.3 pH变化

对于在缺氧条件下贮藏的食品,通常以pH的大小作为品质变化的参考指标,通常认为7.60为不可接受值[23]。由图3可知,随着贮藏时间的延长,样品的pH缓慢增加,贮藏的温度越高,pH就越大。在冷藏条件下,A组的pH大于AT组;冰温条件下,B组的pH大于BT组。冰温贮藏和脱水能够抑制微生物的作用和酶活,使碱性物质增加缓慢。数据表明,贮藏温度和脱水对SV处理后虾仁的pH影响差异均显著(p<0.05)。Tiziana[24]研究发现SV处理后的蚌在3 ℃贮藏时,在整个贮藏期间蚌的pH缓慢增加,和本实验的结果类似。

图3 南美白对虾pH的变化Fig.3 Changes of pH of Penaeus vanmamei

2.4 汁液流失率的变化

汁液流失率是食品腐败的一个参考指标。南美白对虾的汁液流失率由图4可以看出,A组和B组的初始汁液流失率为19.0%,远远大于AT组初始值3.2%和BT组的初始值5.4%。A组和B组的汁液流失率波动较大,而AT组和BT组汁液流失率波动较小。结果表明,贮藏温度不同对SV处理后的虾仁汁液流失率无显著影响(p>0.05);冰温脱水对SV处理后虾仁的影响差异显著(p<0.05)。汁液流失率增加的主要原因可能是加热导致蛋白质变性,引起虾肉的持水性能下降;冰温真空脱水能够使虾仁的肌肉组织更加紧密,减少了汁液的流失。

图4 南美白对虾汁液流失率的变化Fig.4 Changes of drip loss of Penaeus vanmamei

2.5 TBA含量变化

不饱和脂肪酸的氧化产物醛类可与TBA生成有色化合物,通过测定有色物的吸光度,可以用来衡量脂肪的氧化程度[25]。由图5可知,第0 d时,4组试验的TBA含量在1.3 mg/kg左右,而新鲜南美白对虾的TBA含量为0.091 mg/kg。由于TBA的含量与丙二醛(MDA)的含量有关,加热作为关键因素通常会加速化学过程,从而产生较高的TBA值[26]。随着贮藏时间的延长,各组样品的TBA值逐渐变大。其中,贮藏温度越高,脂质氧化速率越快,程度越深;在冷藏条件下,前12 d A组的TBA值低于AT组,在第12 d后A组的TBA值快速上升,约在第17 d后明显高于AT组;冰温贮藏的变化趋势和冷藏相同。四组实验样品的脂质氧化速率在贮藏初期较快,而脱水之后的样品在贮藏后期的脂质氧化速率变慢。数据表明,贮藏温度和脱水对SV处理后虾仁的TBA值影响差异均显著(p<0.05)。刘金昉等[9]的研究发现，南美白对虾贮藏温度越高,脂肪氧化的速率越快,程度越深。冰温可以减缓脂质氧化速率。

图5 南美白对虾硫代巴比妥酸(TBA)的变化Fig.5 Changes of thiobarbituric acid

2.6 L*值的变化

L*值大小反应了虾仁的亮度。由图6可知,随着贮藏时间的延长,样品L*值的变化比较稳定,在整个贮藏期间A组和B组的L*值明显大于AT组和BT组,Sanchez等[27]认为高水分含量的样品在颜色测量之前,其切片样品表面仍然有大量的游离水浸渍,导致L*值变大。A组和B组的L*值几乎相同,AT组和BT组的L*值基本接近。表明贮藏温度对L*值的影响很小(p>0.05);冰温脱水对虾仁L*值的影响显著(p<0.05),冰温真空脱水减小了虾仁的亮度,使虾仁保持了更好的颜色外观。Diaz等[28]研究了SV技术对冷藏条件下猪里脊肉保鲜品质影响,结果发现,经SV处理的猪里脊肉表观色泽并没有发生显著变化。

图6 南美白对虾L*值的变化Fig.6 Changes of lightness(L*)of Penaeus vanmamei

2.7 硬度变化

虾仁的硬度实验结果如图7所示。发现4组虾仁的硬度都是先上升后下降。这可能是由于虾仁在加热过程中,蛋白质发生热变性而凝固,且胶原蛋白组成的肌肉膜和肌束膜变形引起的收缩,使硬度增大[14];贮藏前期硬度有所增加,可能是由于肌肉寒冷收缩所致,而在贮藏后期可能是蛋白质在水解酶与微生物双重作用下发生水解,致使虾肉组织结构破坏,使虾仁硬度呈现下降趋势。A组、AT组、B组、BT组硬度的最大值分别出现在第12、12、18、24 d,冰温贮藏条件下样品硬度的最大值明显滞后于冷藏,且AT组和BT组的硬度最大值分别比A组和B组大。数据表明,贮藏温度和冰温脱水对SV处理后虾仁的感官影响差异均显著(p<0.05)。冰温能够抑制微生物繁殖和内源酶活性,减缓了硬度的下降;脱水使虾肉组织更加紧密,可以提高虾肉的硬度。Diaz等[7]研究发现SV处理后的三文鱼在3 ℃贮藏时,三文鱼的硬度在前5周是增大的,而后5周是减小的,与本实验结果是相似的。

图7 南美白对虾硬度的变化Fig.7 Changes of hardness of Penaeus vanmamei

3 结论

冰温贮藏和脱水可以增加感官评定的分数,减缓了菌落总数和pH的增长以及TBA值的产生速率,同时冰温贮藏减缓了虾仁硬度的下降,对亮度和汁液流失率基本无影响,而脱水提高了虾仁硬度的最大值,减小了亮度和汁液流失率。微生物和pH腐败临界限值的出现明显滞后于感官品评价,其原因还有待探讨。根据感官评定结合其他指标的结果分析,A组、B组、AT组、BT组的贮藏期分别为22、34、44、52 d。即经过脱水后SV处理的虾仁结合冰温技术贮藏期明显增加,品质更好,保鲜效果突出。

如何在此基础上结合其他保鲜方式或前处理,如添加保鲜剂、真空预冷等进一步延长其贮藏期,还需要进一步的研究。