超高压处理对虾夷扇贝脱壳及其品质影响的研究

文丽华 ，陈启航，宣晓婷，崔 燕，尚海涛，凌建刚，陈小娥，方旭波

（1.浙江海洋大学食品与医药学院，浙江舟山 316022； 2.宁波市农业科学研究院农产品加工研究所，浙江宁波 315040）

虾夷扇贝Patinopecten yessoensis 是滤食性双壳贝类的主要品种，具有营养丰富、味道鲜美的优点[1-2]。然而由于扇贝肉与壳之间是通过闭壳肌相互连接，并且闭壳肌较为发达，其脱壳方法主要以手工强制剥离和加热脱壳为主，常用的手工脱壳效率低、贝肉完整性差，加热脱壳易导致蛋白变性，降低扇贝商品价值[3-4]。因此提高脱壳效率，获得完整高品质的扇贝肉，成为目前生产加工的关键。

超高压（high hydrostatic pressure，HHP）技术高效方便，通过非热加工手段达到脱壳目的，并存在显著优势，不仅脱壳率较高，且不会影响产品的品质和营养价值[5-7]。因此超高压技术在贝类脱壳中的应用备受国内外学者重视，在扇贝[8]、鲍鱼[9]、缢蛏[10]、牡蛎[11]、毛蚶[12]等贝类中均有相关研究。然而我国目前超高压对扇贝脱壳技术研究尚处于起步阶段。

本研究以虾夷扇贝为试验对象，考察超高压处理对虾夷扇贝脱壳效果的影响，在此基础上，结合超高压技术对贝肉的持水率、色泽和质构的分析研究，确定最佳超高压工艺参数，旨在为扇贝的资源开发和产业化应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜活虾夷扇贝（62.23±7.20 g，8.93±0.34 cm），购于宁波路林水产品市场，其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

CQC2L-600 全液相超高压设备，北京速原中天股份有限公司；CR-400 色差仪，深圳金准仪器设备有限公司；TA-XT.Plus 质构仪，英国Stable Micro Systems 公司；MS105DU 电子分析天平，Mettler Toledo 仪器有限公司；TSE240V 超低温冰箱，美国赛默飞世尔科技公司。

1.3 试验方法

1.3.1 样品处理

将清洗干净的鲜活虾夷扇贝分装在聚乙烯袋中后（每袋9 只贝，添加100 mL 蒸馏水并密封）用超高压处理。分别在150、250、350 MPa 下处理1、3、5 min，另以蒸煮脱壳（鲜活扇贝100 ℃水蒸煮3～5 min）和手工脱壳（用手术刀人工脱壳）为对照组。

1.3.2 脱壳效果指标测定

（1）脱壳时间：将手工处理、蒸煮处理和超高压处理的扇贝在冷却至室温后进行手工脱壳，记录每组9 只扇贝脱壳所用的时间。

（2）得肉率：参考王敏[13]和李学鹏等[14]的研究方法，超高压处理之后，分离闭壳肌，用滤纸吸干贝肉后称重，计算公式如下：

式中，Mm为脱壳后贝肉质量，Ms为脱壳后贝壳质量，Mt为脱壳前整个扇贝质量。

（3）脱壳情况：观察不同处理后扇贝的脱壳情况，分为以下4 种脱壳情况，见表1。

表1 不同处理后扇贝的脱壳情况Tab.1 Shelling of scallops after different treatments

1.3.3 持水率

将棉花放入洁净干燥的离心管底部，用于吸水，并将脱壳后的贝肉放入，经10 000 r·min-1离心15 min 后，取出称重，计算公式如下：

式中，Mn为离心之后贝肉的质量，Mm为脱壳后贝肉质量。

1.3.4 色差

将超高压处理之后的扇贝肉取下，采用色差仪测定扇贝闭壳肌的L*值、a*值、b*值，同时利用ΔE 表征扇贝闭壳肌色泽的变化程度，计算公式如下：

式中：ΔL*为处理组与对照组L*值之差；Δa*为处理组与对照组a*值之差；Δb*为处理组与对照组b*值之差。

1.3.5 全质构

将超高压处理之后的扇贝肉取下，使用TA-XT Plus 型质构仪进行贝肉的质构分析，选取P/5 柱形探头，探头下行速度2.0 mm·s-1，下压速度1.0 mm·s-1，回升速度2.0 mm·s-1，下压深度6.0 mm，触发力5.0 g，两次压缩间隔时间5 s。

1.4 数据分析

采用Origin Pro 8.5 软件进行绘图，每组实验平行3 次。

2 结果与分析

2.1 超高压对扇贝脱壳效果的影响

扇贝闭壳肌与两片贝壳紧密相连，难以从贝壳上完全剥离，通常脱壳后的贝壳上会有贝肉残留，因此，得肉率可反映超高压脱壳后贝肉的产出率[13]。由表2 可知，经过超高压处理可以显著提高得肉率（P＜0.05）。与李高尚等[15]研究发现超高压条件下，可以提高虾蛄仁得率的研究结果相似。

表2 超高压对扇贝脱壳效果的影响Tab.2 Effect of ultra-high pressure on shelling of P.yessoensis

脱壳时间是最直接反映扇贝脱壳效率的评价指标，影响扇贝脱壳的成本和生产效率[9]。由表2 可知，手工脱壳所需时间最长，其次为蒸煮脱壳，此两种处理不能获得完整的贝肉，闭壳肌与贝壳有粘连。与蒸煮脱壳和手工脱壳相比，超高压脱壳时间显著缩短（P＜0.05）。随着超高压压力的增加和保压时间的延长，脱壳时间整体降低。超高压处理后扇贝明显有利于开壳，但开壳程度因处理压力与保压时间不同而有所不同。150 MPa 保压1 min 时，扇贝闭壳肌完全未脱离，需施加一定的外力才能使壳肉分离，贝肉与壳有粘连情况；150 MPa 保压3 min、5 min 和250 MPa 保压1 min 时，扇贝闭壳肌部分脱离，稍施加外力即可脱壳，贝肉与壳基本无粘连现象；250 MPa 保压3 min、5 min 和350 MPa 保压1 min、3 min 时，贝肉与壳完全脱离，获得的贝肉完整；但在350 MPa 保压时间5 min 条件下，扇贝贝壳会出现轻微破损，导致最终分离的贝肉中出现破碎的贝壳，从而影响贝肉品质。因此扇贝的脱壳压力不宜超过350 MPa 且保压时间不宜过长，在150 MPa 3 min 至350 MPa 3 min 范围内扇贝即可开壳，并获得完整的贝肉且贝壳未有破损，整体脱壳时间也明显低于对照组，同时可减少超高压处理过程的能耗，满足生产效率，降低了生产成本。

综合考虑扇贝脱壳时间、得肉率和以贝肉完整性为主的脱壳情况，250 MPa 保压3 min、250 MPa 保压5 min、350 MPa 保压1 min、350 MPa 保压3 min 范围内为扇贝适宜脱壳参数，在实现扇贝完全脱壳的情况下，可显著缩短脱壳时间并显著提高得肉率。

2.2 超高压对贝肉持水率的影响

由图1 可知，经过蒸煮处理对扇贝肉的持水率的影响显著低于超高压处理，可能是高温破坏了扇贝组织结构并造成贝肉蛋白质急剧变性，导致细胞内游离物质（水和水溶性组分）溢出，进而贝肉质量减少[16-17]。超高压处理后扇贝肉持水率高于手工脱壳组（24.44%），也高于蒸煮脱壳组（7.83%）。XUAN Xiaoting，et al[18]在研究贝类时同样发现超高压处理后其贝肉持水力升高，说明超高压处理提高了扇贝贝肉的持水能力。压力为150 MPa 时扇贝肉的持水率随着保压时间的延长而逐渐升高，压力为250 MPa，扇贝肉的持水率也随着保压时间的延长而上升。但当压力达到350 MPa，保压时间超过1 min 时，贝肉的持水率随着时间延长有所下降。

综上所述，蒸煮脱壳组扇贝肉持水率最低，故而其持水力最差。而超高压处理组的持水率均高于手工脱壳组，在处理压力达250 MPa，保压时间为3 min、压力为250 MPa 且保压时间为5 min，压力为350 MPa 且保压时间为1 min 为扇贝加工适宜持水率参数范围。

2.3 超高压对扇贝肉色泽的影响

贝肉色泽的变化是衡量扇贝感官品质的重要指标[19]。由表3 可知，各处理组L*值、a*值、b*值、ΔE值均发生了不同程度的变化，其中L*值蒸煮处理组低于手工脱壳组，并在压力超过250 MPa、时间大于1 min条件下显著高于手工脱壳组（P＜0.05），此条件下超高压处理组与蒸煮脱壳组差异明显。a*值在压力为150～250 MPa 时显著高于手工脱壳组，当压力达到350 MPa 时，a*值均为负值，表明压力增大a*值由红至绿变化，贝肉色泽变浅，此变化与手工处理相当。b*值由小到大表示蓝色到黄色，蒸煮脱壳组高于手工脱壳组，超高压组b*值均低于手工脱壳组，降低向蓝色转变，尤其当压力达到350 MPa 时贝肉b*值显著降低（P＜0.05），均为负值。当压力达到350 MPa，ΔE 值显著高于蒸煮脱壳组（P＜0.05），其余超高压组低于蒸煮脱壳组。随着压力的增大和保压时间的延长，扇贝贝肉颜色变化明显。综上所述，控制超高压处理条件为250 MPa 且保压时间为5 min 时，可获得色泽感官更佳的扇贝贝肉。

2.4 超高压对扇贝贝肉质构的影响

质构作为评价感官品质的重要依据，其中包括硬度、弹性、内聚性、咀嚼性这几项指标，硬度表示样品达到一定形变后恢复到原来程度所需的力；弹性是指形变样品在撤去变形力后恢复原状的高度或体积比率，与蛋白形成的网状结构有关；内聚性代表样品内部收缩力的强度，表示样品抵抗变形并维持原有形态的能力，咀嚼性是咀嚼样品时所需的能量，在数值上等于胶黏性与弹性的乘积（即硬度、内聚性和弹性三者的乘积）[20-21]。不同处理条件对扇贝肉质构的影响如表4 所示，超高压处理后，扇贝肉硬度整体上高于蒸煮脱壳组，低于手工脱壳组，在250 MPa、5 min 时硬度最大。弹性变化显著高于蒸煮脱壳组（P＜0.05），但整体上低于手工脱壳组。内聚性方面，在250 MPa、5 min 时扇贝肉具有最大的内聚性，其余超高压处理组与手工脱壳组和蒸煮脱壳组差异显著（P＜0.05）。咀嚼性方面，超高压处理组贝肉咀嚼性整体上高于蒸煮脱壳组，250 MPa 保压5 min 时咀嚼性最大与蒸煮脱壳组差异显著（P＞0.05）。

图1 超高压对扇贝持水率的影响Fig.1 Effect of ultra-high pressure on water holding capacity of P.yessoensis

表3 超高压对扇贝肉色泽的影响Tab.3 Effect of ultra-high pressure on color of P.yessoensis

表4 超高压对扇贝贝肉质构的影响Tab.4 Effect of ultra-high pressure on texture of P.yessoensis

由表4 可知，超高压处理后扇贝肉硬度、咀嚼性、弹性、内聚性基本都减小，低于手工脱壳组，但高于蒸煮脱壳组。综合考虑处理压力与保压时间对扇贝肉质构的影响，发现250 MPa 保压5 min 条件下处理扇贝肉可获得最佳口感，且能最大程度保持其食用品质。

3 结论

超高压处理有助于扇贝脱壳，可以显著提高扇贝脱壳效率。超高压脱壳扇贝的最佳脱壳条件确定为压力250 MPa，保压时间5 min。在此条件下，脱壳扇贝的得肉率较高，脱壳时间明显缩短，能够实现完全脱壳。经过超高压处理，扇贝贝肉的持水能力提高。处理后贝肉的ΔE 值随着压力的增加而增大。另外，超高压处理得到的贝肉硬度、咀嚼性、弹性、内聚性高于蒸煮脱壳组，其研究结果确保扇贝肉品质的同时提高生产效率，为超高压技术推广应用于扇贝脱壳提供了参考。