复合保鲜剂对虾皮贮存品质的影响及其常温保质期的预测

刘芳，郑昇阳

1. 宁德师范学院生命科学学院（宁德 352100）；2. 国家海洋局海西海洋特色生物种质资源及生物制品开发公共服务平台（宁德 352100）；3. 闽东水产品精深加工福建省高校工程研究中心（宁德 352100）

虾皮是以中国毛虾（Acetes chinensis）、日本毛虾（Acetes japonicus）等小型虾为原料，添加或不添加辅料，经水煮（或不水煮）、干燥等工序制成的产品[1]。虾皮富含钙、镁、磷、碘等微量元素，100 g虾皮中含钙量可达1 314.9 mg[2]，虾皮中蛋白质含量达72.9%（干基）[3]，故虾皮是高钙高蛋白食品。虾皮因其价格实惠、食用方法简单、可提升鲜味等诸多优点，深受消费者的喜爱。

传统加工工艺生产的虾皮产品因含水率低，加工条件变化剧烈，营养成分损失较大，肉质干瘪、口感干硬，鲜味淡，产品感官品质较差。由新鲜毛虾经适度加热、干燥后制成的高含水率（25%～45%）、高鲜度、低盐度及较好适口性（肉质厚实柔韧）的虾皮更受消费者的喜爱。但高含水率的虾皮室温下的贮存时间较短。尤其在高温季节容易腐败变质，散发出难以忍受的氨臭味，失去食用价值。

虾皮品质的影响因素有：一是微生物，如致病菌、腐败菌等；二是物理因素，如水分、pH、光照、温度、氧气等，贮存在适宜条件下食物可以保存更长时间；三是化学因素，如防腐剂、抗氧化剂等。根据影响虾皮品质的因素，可通过添加防腐剂、抗氧化剂，改善包装等方式以延长虾皮在常温下的保质期。Nirmal等[4]研究绿茶提取物和气调包装延缓太平洋白虾冷藏贮藏品质的变化，结果表明在气调包装之前用绿茶提取物处理虾可延缓冷藏期间的品质变化。Bhadra等[5]研究表明壳聚糖涂层可作为抗氧化剂和微扩散屏障，防止斑节对虾中水分、质地、气味、颜色等的损失，延长斑节对虾的保质期。Mosilhey等[6]研究表明辣木提取物（作为抗菌剂）和异黄酮（作为抗氧化剂）可提高去皮虾在冰贮藏过程中的品质。

试验综合考虑加工、包装成本及尽量使用天然抗氧化剂和防腐剂等多方面问题，采用添加复合保鲜剂对虾皮不同贮存温度下理化、微生物及感官品质的变化进行分析，应用双温度试验法预测虾皮在25 ℃下品质保持的期限并进行验证，为企业探索虾皮常温保存技术提供一定理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂

虾皮（福建皓大工贸有限公司）；平板计数琼脂（PCA，青岛海博生物技术有限公司）；茶多酚、乳酸链球菌素、竹叶抗氧化剂、山梨酸钾等（安徽红星药业有限公司）；氧化镁、硼酸、氯化钠、乙醇等（国药集团化学试剂有限公司）；50型脱氧剂包（杭州绿源精细化工有限公司）。

1.1.2 主要仪器与设备

JZ-1B拍击式均质器[拓赫机电科技（上海）有限公司]；HWS-70B恒温恒湿培养箱（天津市泰斯特仪器有限公司）；YXQ-75G立式压力蒸汽灭菌器（上海博迅实业有限公司）；WSC-S色差计（上海仪电物光仪器有限公司）；BPC-250F生化培养箱（上海一恒科学仪器有限公司）；BSA223S分析天平[赛多利斯科学仪器（北京）有限公司]。

1.2 试验方法

1.2.1 虾皮的处理

根据GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定，以虾皮质量为基准，选择配制0.5%茶多酚（抗氧化剂）、0.08%乳酸链球菌素（防腐剂）、0.03%竹叶抗氧化剂（抗氧化剂）、0.10%山梨酸钾（防腐剂、抗氧化剂）复合保鲜剂，与虾皮充分混匀，以100 g每份分别装入PE保鲜袋，内置50型脱氧剂包，尽量排出空气后密封。对照组为未添加保鲜剂的虾皮，将试验组和对照组均置于37 ℃和47 ℃的恒温恒湿（湿度60%）培养箱中进行避光贮存。

1.2.2 水分测定

按照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》[7]中的直接干燥法进行测定。

1.2.3 感官评价

根据SC/T 3205—2016《虾皮标准》对虾皮的感官要求，虾皮感官评价表设计如表1所示。由6名评价员从色泽、组织形态及滋味气味3个方面对虾皮进行综合评分，取其平均值为最终感官评价得分。每项30分，总分90分，总分低于45分则认为该虾皮感官品质不可接受。

表1 虾皮感官评价表

1.2.4 pH测定

将虾皮用粉碎机粉碎，取样5 g与45 mL去离子水混匀并充分搅拌，用pH计测定溶液的pH。

1.2.5 色差分析

用色差仪测定虾皮的L*、a*、b*值，色差仪使用标准黑板和标准白板校正。L*值表征明亮度，a*值表征红绿色度（正值为红色、负值为绿色），b*值表示黄蓝度值（正值为黄色、负值为蓝色）。根据式（1）计算总色差ΔE（表示所测样品与空白对照组之间的色泽是否一致）[8]。

1.2.6 菌落总数的测定

按照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验菌落总数测定》[9]的方法进行测定。

1.2.7 TVB-N的测定

按照GB 5009.228—2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》中半微量凯氏定氮法[10]进行测定。

1.2.8 数据处理与统计分析

取3次平行试验的平均值，运用SPSS 26对试验数据进行方差分析、差异显著性分析，结果表示为平均值±标准差；使用Origin 2021作图。

2 结果与分析

2.1 虾皮水分

在SC/T 3205—2016中熟干虾皮水分范围为25～35 g/100 g，熟半干虾皮水分范围为35～50 g/100 g。经测定，试验所采用的虾皮水分为35.96%±0.05%，属于熟半干虾皮。高含水量导致该虾皮在常温下难以维持品质稳定，特别是在夏季等高温、高光照的季节更是容易发生腐败变质，产生明显氨臭味，食用品质大为下降。故在包装内放置脱氧剂包，添加防腐剂和抗氧化剂，并避光保存虾皮。

2.2 贮存期间虾皮感官品质的变化

通过虾皮的外观、色泽、滋味及气味等，消费者能够直观且便捷地判断虾皮品质的好坏。由图1可知，随着贮存时间的延长，虾皮的感官评分均呈下降趋势，47 ℃储存条件下感官品质的下降速率明显高于37 ℃。添加保鲜剂的虾皮在37 ℃和47 ℃下均能延缓虾皮感官品质的劣变。37 ℃条件下，未添加保鲜剂的虾皮到第6天即达到感官品质不可接受的程度，添加保鲜剂的虾皮到第9天达到感官品质不可接受的程度。47 ℃贮存条件下，未添加保鲜剂的虾皮和添加保鲜剂的虾皮到第4和第5天均达到感官品质不可接受的程度。

图1 虾皮在37 ℃和47 ℃贮存条件下感官评分的变化

2.3 贮存期间虾皮pH的变化

由图2可知，在贮存期间虾皮的pH呈上升趋势，贮存温度越高，变化速度越快。添加复合保鲜剂的虾皮在37 ℃条件下pH变化相对最慢，而未添加复合保鲜剂的虾皮在47 ℃下pH变化速率最快。pH的升高与虾皮品质劣变过程中的多种理化反应、微生物因素有关，如微生物大量繁殖、代谢，蛋白质、氨基酸等含氮物质分解，产生和积累碱性的含氮物质，使虾皮的pH呈升高趋势，pH的变化趋势与后文虾皮的TVB-N的变化趋势基本一致。

图2 虾皮在37 ℃和47 ℃贮存条件下pH的变化

2.4 贮存期间虾皮色泽的变化

色泽是虾产品重要的品质属性之一，对虾皮的市场价值会产生显著影响[11]。图3～图6反映了虾皮在贮存期间色泽的变化情况。由图3可知，虾皮在贮存期间明亮度呈下降趋势。由图4～图6可知，红度值、黄度值及总色差均呈增加趋势。在贮存初期，虾皮的色泽变化较快，数据之间存在显著差异，贮存后期的色泽变化趋势均放缓，数据之间的差异不显著。不同贮存温度下，虾皮的色泽变化有显著差异，温度越高，色泽变化越迅速。添加复合保鲜剂相比于未添加复合保鲜剂的虾皮，色泽变化相对缓慢。虾皮色泽的变化与温度、pH、氧气等因素有关。Chalida等[12]认为虾青素在贮存期间发生氧化、降解是虾色泽变化的影响因素之一。叶日英等[13]研究了凡纳滨对虾的色泽变化，结果表明贮藏期间总色差变化与细菌总数、TVB-N含量、多酚氧化酶活性、肌肉pH均显著相关。

图3 虾皮在37 ℃和47 ℃贮存条件下L*的变化

图4 虾皮在37 ℃和47 ℃贮存条件下a*的变化

图5 虾皮在37 ℃和47 ℃贮存条件下b*的变化

图6 虾皮在37 ℃和47 ℃贮存条件下ΔE的变化

2.5 贮存期间虾皮菌落总数的变化

图7反映了虾皮在贮存期间菌落总数的变化情况。随着贮存时间的延长，菌落总数呈增加趋势。贮存温度越高，增长速率越快。复合保鲜剂的添加能在一定程度上延缓菌落总数的增长速率，但无法抑制其增长。朱亚珠等[14]研究表明在25 ℃和37 ℃贮存条件下虾皮优势腐败菌均是碱杆菌（Alkalibacillus）、葡萄球菌（Staphylococcus）及芽孢杆菌（Bacillus），而不同贮藏时期细菌菌群结构有所差异，25 ℃贮藏9 d后及37 ℃贮藏6 d后虾皮细菌群落结构发生显著变化，37 ℃下贮藏虾皮菌群结构变化较快。菌落总数的增长与虾皮的贮存温度及保鲜剂的成分和用量等因素均有关系，故可通过控制贮存温度、添加保鲜剂等措施以延长虾皮的品质保存期限。

图7 虾皮在37 ℃和47 ℃贮存条件下菌落总数的变化

2.6 贮存期间虾皮TVB-N的变化

水产品腐败是由于细菌的生长繁殖、酶的作用使蛋白质分解而产生氨及胺类物质。TVB-N可以作为表征蛋白质分解程度、水产品新鲜度的一个指标[15-16]。一些鲜、冻水产品标准中将TVB-N作为评判产品品质的指标之一，如GB 2733—2015《食品安全国家标准 鲜、冻动物性水产品》[17]中规定鲜、冻海水鱼虾的TVB-N不可超过30 mg/100 g，鲜、冻海蟹的TVB-N不可超过25 mg/100 g等。可见在不同水产品中，该指标的限量标准不同。但在干制海产品中将TVB-N作为品质指标的标准鲜见报导，如现行有效的农业部发布的虾皮标准内还未将其作为判定虾皮品质的指标之一。虾皮中TVB-N变化与其品质变化有一定的相关性。邱绪建等[18]对淡干虾皮在不同温度下的TVB-N进行初步研究，研究表明温度越高，TVB-N的增加速率越快，25 ℃下储存到第5天达到0.987±0.013 mg/g。李馥君等[19]研究添加复合保鲜剂的虾皮在常温条件下的TVB-N值的变化情况，结果表明复合保鲜剂能减少蛋白质的分解，降低TVB-N的产生速率。TVB-N的产生与虾皮的含水量、含盐量、蛋白质含量、贮存温度、光照、时间及添加的复合保鲜剂种类和添加量等因素均有关系，故其变化趋势是多种因素影响的综合呈现。由图8可知，复合保鲜剂和温度对TVB-N的产生速率和产生量均有影响。温度越高，TVB-N的产生速率越快。添加复合保鲜剂的虾皮能抑制TVB-N的产生速率，说明复合保鲜剂能在一定程度上抑制蛋白质分解，但不能够完全阻止蛋白质的分解。这可能是由于复合保鲜剂只覆盖于虾皮表面，虾皮内部在酶和菌的作用下，仍有蛋白质的分解。

图8 虾皮在37 ℃和47 ℃贮存条件下TVB-N的变化

2.7 虾皮不同温度贮存期间理化指标之间的相关性

贮存期间，虾皮各指标之间的相关性见表2及表3。Pearson相关系数绝对值越大，说明两者之间的相关性越大。正值代表正相关，负值代表负相关。根据表2及表3可知，各指标之间的Pearson相关系数均大于0.9，说明指标之间的相关性较好，各指标均能反应虾皮品质的劣变情况。37 ℃和47 ℃下虾皮的感官评价与TVB-N的Pearson相关系数绝对值最大，呈负相关，这可能主要是由于虾皮是高蛋白食品，故TVB-N数值的变化与感官品质最为相关。

表2 37 ℃贮存期间各指标之间的pearson相关系数

表3 47 ℃贮存期间各指标之间的pearson相关系数

2.8 虾皮在25 ℃下的品质保存期限预测及验证

ASLT是一种有效、快速预测食品保质期的方法，广泛应用于食品保质期的相关研究[20-21]。结果表明，添加复合保鲜剂的样品在37 ℃下的保质期为8 d。在47 ℃下的保质期5 d。根据ASLT双试验温度法[22]，得出在加速破坏性试验条件下，温差10 ℃的2个温度下的保质期的比率Q10=37 ℃贮存条件下保质期/47 ℃贮存条件下保质期=8/5=1.6。

式中：θs(T)为实际贮存温度T下食品的保质期；θs(T’)为在T’温度下进行加速破坏性试验得到的保质期。根据式（2）得贮存温度25 ℃、湿度60%时保质期为θs（25 ℃）=θs（37 ℃）×1.6（37-25）/10=8×1.61.2≈14 d。

将添加复合保鲜剂的虾皮均贮存于25 ℃、60%湿度的条件下进行验证性试验，以感官评价为指标，比较保质期的预测值和真实值之间的误差。添加复合保鲜剂得虾皮可贮存13.33±0.58 d，较准确地预测该虾皮在25 ℃、湿度60%贮存条件下的保质期。

3 结果与分析

在不同贮存温度下对虾皮的生化品质指标及感官性状进行研究和分析，试验结果表明，随着贮存时间的延长，虾皮的感官品质逐渐下降，pH、菌落总数、TVB-N逐渐上升，在色泽上，虾皮的透明度越来越差，逐渐失去光泽，色泽加深，各指标均能反映虾皮品质的劣变趋势，虾皮品质分析评价依赖于多指标的综合评判。通过Pearson相关系数，TVB-N与感官品质的系数绝对值最大，故可从该方面进一步研究虾皮保质期与TVB-N之间的动力学模型，进而推测虾皮不同温度下的保质期。采用ASLT双试验温度法预测添加复合保鲜剂的虾皮在25 ℃、60%湿度贮存条件下的保质期约14 d，实测值为13.33±0.58 d。虽然虾皮的保质期受到多方面因素的影响，但该研究仍可为虾皮的品质保存提供一定理论依据，在试验结果基础上可通过气调包装等方式进一步延长虾皮常温贮存的保质期。

4 结论

研究表明：相比于未添加复合保鲜剂的虾皮，添加复合保鲜剂能够延缓虾皮在常温下的品质（感官评分、pH、色泽、菌落总数、TVB-N）劣变，延长虾皮常温下的贮存时间。本研究采用的虾皮在常温25 ℃下保质期约为14 d。