低鹽處理對扇貝柱熱風干燥品質的影響

郭　潔，白鳳岐，李笑顏，王　頡

（河北農業大學食品科技學院，河北保定071000）

低鹽處理對扇貝柱熱風干燥品質的影響

郭潔，白鳳岐，李笑顏，王頡*

（河北農業大學食品科技學院，河北保定071000）

以海灣扇貝柱為原料，分析研究在扇貝柱熱風干燥過程中不同熱風干燥溫度、食鹽濃度對扇貝柱干燥品質的影響，選取扇貝柱質構、色澤、收縮率與復水率為指標，確定了扇貝柱熱風干燥的最優工藝條件。同時測定了扇貝柱干燥過程中水分含量和水分活度的變化，結果表明不同熱風干燥溫度以及食鹽濃度對扇貝柱的干基含水率的影響差異性顯著，干燥溫度為55℃最優，干燥完成水分含量為20.0%±1.6%。不同食鹽濃度對扇貝柱熱風干燥質構參數、色澤參數、復水率影響差異性顯著，食鹽濃度為3%時的質構參數、色澤參數明顯優于其他濃度處理的扇貝柱，對扇貝柱收縮率影響差異性不顯著。綜合熱風干燥溫度和食鹽濃度對扇貝柱干燥特性的影響，確定扇貝柱熱風干燥最優工藝條件為：熱風干燥溫度為55℃，預煮食鹽濃度為3%，干燥時間為8h。

食鹽濃度，熱風干燥，扇貝柱，干燥品質

扇貝（scallop）屬于雙殼軟體動物，扇貝科。扇貝不僅是世界海洋生態系統的重要資源，而且是一種具有全球商業價值的水產品［1］。扇貝營養豐富，肉質鮮美，具有很高的食用價值和藥用價值。扇貝柱含有豐富的蛋白質、碳水化合物、脂肪、維生素和微量元素等營養物質［2］，并且還含有多種人體必需的氨基酸、不飽和脂肪酸［3］、多糖［4］、多肽［5］、牛磺酸、膽堿等多種生物活性物質，具有抗氧化、抗腫瘤、抗衰老和抗輻射等多種生物功能［6-8］，是值得開發利用的優良貝類。

然而，鮮活扇貝水分含量高，具有易腐敗變質的特性，極不易長期儲藏［9］。目前，國內扇貝加工主要有干制、冷凍和真空包裝等方法［10］。干制是一種最傳統的適合食品長期保存的方法［11］，食品在干制過程中能大大降低食品中的水分活度，抑制微生物的生長，延長保質期，保證產品的品質［12-13］。目前，扇貝干制主要采用傳統的日光晾曬方法，但目前此方法不易控制，容易受到天氣和周圍環境如蟲害、灰塵的影響，導致產品質量下降［14］，嚴重制約了扇貝干制產業的發展。目前熱風干燥廣泛應用于扇貝干制，且一般水產品熱風干燥溫度為50～60℃［15］，張國琛等研究了熱風干燥參數對扇貝柱干燥速度及品質的影響，結果表明，熱風干燥最適溫度為55～70℃，而且熱風溫度超過70℃，會嚴重影響扇貝柱干燥品質，風速為0.7～1.2m/s，相對濕度為8%［16］。扇貝柱的低鹽處理能提高原料失水速率，降低水分活度，抑制微生物的生長，改善產品的風味，延長貯藏時間。

本文初步研究了不同食鹽濃度處理對扇貝柱熱風干燥品質的影響，通過測定干燥過程中干燥特性指標的變化，得到扇貝柱熱風干燥預處理的最優工藝條件，為扇貝柱的熱風干燥提供數據與理論依據。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

海灣扇貝柱購于河北省秦皇島昌黎縣，規格60～80粒/500g，每粒直徑為1～2cm，將新鮮扇貝剝殼去除裙邊和內臟，清洗干凈后真空包裝，放置在-18℃冰箱中冷凍備用；食鹽市售。

DHG-9070A電熱鼓風恒溫干燥箱河南予華儀器有限責任公司；WA.130-MB35水分含量儀北京卓川電子科技有限公司；FA-stlab水分活度測定儀法國GBX公司；CR-400色彩色差計柯尼卡美能達公司；TMS-Pro物性分析儀美國Food Technology Corporation公司；AR826手持風速儀香港希瑪儀器儀表有限公司。

1.2實驗方法

扇貝柱經過不同濃度（0%、2%、3%、4%）的食鹽溶液預煮，預煮時間為3min，煮后在室溫下瀝干5min，待干燥；將經過不同濃度預煮后的扇貝柱放入溫度分別為45、55、65℃的電熱鼓風恒溫干燥箱內進行干燥，熱風風速為1.1～1.5m/s。在干燥過程中每隔1h測定扇貝柱干基含水量和水分活度，干燥結束后樣品的干基含水量為20%±1.6%。

1.3測定方法

1.3.1干基含水量及水分活度的測定按照GB 5009.3-2010直接干燥法進行測定，實驗重復3次；稱取3.0g干燥的扇貝柱碾碎后放入法國GBX公司水分活度測定盒內測定Aw，樣品約占測定盒的3/4，實驗重復三次。

1.3.2扇貝柱物性測定使用美國FTC公司物性儀TPA（Texture Profile Analysis），即質構剖面分析測定程序，主要是模擬人體口腔的二次咀嚼過程，測定了扇貝柱干燥過程中的硬度、彈性、內聚性和咀嚼性。本實驗采用力量感應元為1000N、直徑為10mm的圓柱型擠壓探頭，質構測定參數為測前速度1mm/s，測試速度180mm/min，壓縮率50%，壓縮時間間隔0s，實驗重復三次。

使用TPA測定程序進行測定時，硬度代表牙齒擠壓樣品的力量，彈性代表形變樣品在去掉擠壓力時恢復原狀的比率，內聚力代表樣品內部的收縮力，膠粘性代表克服食品表面同其他物質表面接觸之間的吸引力所需要的能量，其計算值等于硬度值與內聚力的乘積，咀嚼力代表咀嚼固體樣品時需要的能量，其計算值等于彈性值與膠粘性的乘積。

1.3.3扇貝柱色澤測定使用柯尼卡美能達公司CR-400型色差計測定干燥過程中樣品的L*值、a*值和b*值。L*值代表明度，反映色澤的亮度，取值為0～100，L*=0表示黑色，L*=100表示白色，a*值代表Hunter標度中的a軸值，正數代表紅色，負數代表綠色，b*值代表Hunter標度中的b軸值，正數代表黃色，負數代表藍色，顏色測定于自然光下進行，實驗重復3次。

1.3.4扇貝柱收縮率及復水率的測定

式中，r為收縮率，v為熱風干燥前扇貝柱的體積（cm3），v0為干燥終止后扇貝柱的體積（cm3），體積測定均采用體積置換法，置換介質為小米，實驗重復3次。

式中，Rf為復水率，mf為樣品復水后瀝干重（g），即在100℃的恒溫沸水中復水3min，測得樣品復水后瀝干重；mg為扇貝干燥前樣品重量，即經預處理后冷卻瀝干水分的重量（g），實驗重復3次。

1.3.5感官評價評定小組由10名評委（男5名，女5名）組成，對熱風干燥后的扇貝柱外觀、色澤、風味和口感進行評分，感官評分表見表1。

表1　感官評分標準Table 1　Sensory evaluation criteria

1.4數據統計方法

使用SPSS 17.0軟件進行方差分析（ANOVA），鄧肯氏多重檢驗確定數據間的差異，顯著水平為p＜0.05。

圖1　不同熱風溫度對扇貝柱干基含水率的影響Fig.1　Effect of different temperatures on moisture content

2　結果與分析

2.1不同熱風干燥溫度對扇貝柱干基含水率影響

熱風干燥溫度是扇貝柱干燥的一個重要因素，直接影響扇貝柱的質量與感官品質。不同熱風干燥溫度對扇貝柱干基含水率的影響，結果如圖1所示。

由圖1可見，不同的干燥溫度對扇貝柱干基含水率影響差異性顯著，食鹽水濃度為3%，干燥溫度為45℃，干燥時間為7h時，干燥完成后扇貝柱干基含水率顯著高于55℃與65℃；干燥溫度為55℃與65℃，扇貝柱干基含水率差異性不顯著，扇貝柱的干基含水率達到20%左右，達到干貝貯藏的條件。劉征等［17］研究了不同熱風溫度對扇貝柱干燥品質的影響，采用45、55、65℃熱風溫度對扇貝柱進行干燥，結果表明溫度越高干燥速度越快，但溫度過高易使扇貝柱產生開裂和褐變。因此，從節約能源與環保方面考慮，扇貝柱熱風干燥溫度選擇55℃，為適宜的熱風干燥溫度。

2.2不同食鹽濃度對扇貝柱熱風干燥干基含水率影響

圖2　不同食鹽濃度對扇貝柱干基含水率的影響Fig.2　The effects of different salt concentrations on moisture content

食鹽濃度是扇貝柱干燥預處理的一個重要指標，直接決定扇貝柱的感官品質與質構特性。不同食鹽濃度對熱風干燥扇貝柱干基含水率影響結果如圖2所示，由圖2可見，經過預處理后的0%、2%、3%、4%食鹽濃度的扇貝柱初基含水率為283.01%、246.95%、223.86%、259.20%，說明食鹽濃度對扇貝柱干基含水率有顯著性差異。扇貝柱在干燥過程中干基含水率隨著干燥時間的增加呈下降趨勢，隨著食鹽溶度的增加，在相同干燥時間下，干基含水率呈下降趨勢，Bellagha S等［18］研究了沙丁魚鹽漬的干燥過程，沙丁魚中的水分隨著鹽分由內向外遷移，高濃度的鹽加速沙丁魚的水分遷移速率；但食鹽溶度為4%處理在干燥時間為3h時，干基含水率反而增加，明顯高于其他食鹽溶度處理，并且通過8h干燥結束后，食鹽濃度為4%時，扇貝柱的干基含水率明顯高于其他組分，有可能是在干燥過程中，食鹽濃度過高，會在扇貝柱表面形成結晶，阻礙了水分的蒸發，導致干燥完成后扇貝柱干基含水率較高；在干燥時間為3h時，2%食鹽處理與3%食鹽處理無明顯差異。隨著食鹽溶度的增加，扇貝柱的干燥時間逐漸降低，但無明顯差異。由此確定的干燥時間為8h。

2.3不同食鹽濃度對扇貝柱干燥過程中的水分活度的影響

水分活度（Aw）是食品質量安全控制的一個重要指標，影響著食品中微生物的生長、酶促反應以及脂肪氧化反應等，是確定食品貯藏期限的重要因素。食品的腐敗變質是有微生物引起的，研究表明，一般新鮮水產品的Aw均高于0.9，適合細菌、霉菌及其他微生物的生長繁殖，而干制品的水分活度低于0.69，抑制了大部分微生物的生長，但由于扇貝的干燥特性，干燥至水分活度小于0.7時，水分含量太低，幾乎無法食用。根據干貝的水產的行業標準，扇貝柱干燥至水分含量為20%時，水分活度小于0.8，扇貝柱的干燥特性及感官指標、微生物指標均符合要求。

圖3　不同食鹽濃度對扇貝柱水分活度的影響Fig.3　The effects of different salt concentrations on water activity

由圖3所示，經過0%、2%、3%、4%食鹽濃度預處理的扇貝柱水分活度為0.995、0.983、0.971、0.967，由此可見，食鹽處理有助于降低扇貝柱的水分活度。不同食鹽濃度對扇貝柱干燥過程中的水分活度的變化均呈下降趨勢，干燥前3h變化不明顯，但未經過食鹽處理的扇貝柱水分活度下降緩慢，這是由于鹽處理使扇貝柱的細胞產生滲透壓，使扇貝柱中游離水快速向外擴散，Aw下降。干燥4h起不同食鹽濃度處理的Aw結果出現顯著性差異，且食鹽濃度越高，水分活度下降的速率越快，表明低鹽處理能顯著降低扇貝柱微生物的生長繁殖，減少干燥時間。

2.4不同食鹽濃度對扇貝柱干燥后質構的影響

扇貝柱的質構參數是衡量扇貝柱可食性的一項重要特性，是表征扇貝柱硬度、可咀嚼性、彈性的重要指標，表2為不同的食鹽濃度對熱風干燥扇貝柱質構參數差異性結果。Marquez-Rios.E等［19］研究了扇貝柱經過檸檬酸預處理的干燥過程，結果表明干燥后的質構特性與干燥過程中傳質阻力有關，扇貝柱表面蒸發速率大于內部水分遷移速率導致表面變硬產生干裂。由表2可見，不同食鹽濃度處理，對干燥后扇貝柱質構參數差異性顯著。干燥結束后，扇貝柱的質構參數發生明顯改變，這是因為蛋白質在受熱劇烈失水時造成酪蛋白形成網格結構，肌肉組織發生較大程度的收縮，達到不可逆的形變。食鹽濃度為4%時，扇貝柱的硬度、彈性均達到最大值，分別為（57.4± 7.99）N，（3.19±0.33）mm，這是因為在干燥過程中，濃度大的食鹽會在扇貝柱表面形成結晶，阻礙了水分的揮發，導致干燥結束后扇貝柱的硬度、彈性變大；隨著食鹽濃度的增大，硬度呈增加的趨勢，彈性呈先下降后升高的趨勢。這是由于蛋白質的鹽析作用使扇貝柱發生變性，引起肌纖維蛋白的溶解，而使硬度增大［20］。食鹽濃度為3%時，扇貝柱的內聚力與咀嚼力最大，達到（0.37±0.05）Ratio和（34.44±3.51）mJ，表明食鹽濃度為3%時，扇貝柱的口感好。

表2　不同的食鹽濃度對熱風干燥扇貝柱質構參數的影響Table 2　The effects of different salt concentrations on TPA paramenters

2.5不同食鹽濃度對扇貝柱干燥過程后色澤的影響

扇貝柱色澤是干貝的一項重要指標，直接決定扇貝柱的感官品質。對于干燥產品而言，干燥溫度和干燥時間會直接影響產品的色澤［21］。不同的食鹽濃度對扇貝柱色澤參數的影響如表3所示。不同食鹽濃度干扇貝柱色度值L*值介于60.26～73.52之間，a*值介于1.87～2.98，b*介于20.25～32.66之間，E值最小為35.68，最大為48.10，其中，L*值代表明度，反映色澤的亮度，a*值代表紅色，b*值代表黃色。

表3　不同食鹽濃度對扇貝柱色澤參數的影響Table 3　The effects of different salt concentrations on the color paramenters

由表3可見，不同食鹽濃度處理扇貝柱的L*值差異極顯著，隨著食鹽濃度的增大，扇貝柱亮度越大，而食鹽濃度為3%與4%之間差異不顯著；在干燥過程中隨著干燥過程的進行，由于蛋白質發生不可逆的變性并且由于和氧氣的接觸，易發生美拉德反應，導致表面變成暗黃色，食鹽濃度為3%時，a*、b*、△E值最小分別為1.87±0.43、20.25±0.79、32.18±0.16，表明在食鹽濃度為3%時，扇貝柱表面顏色變化最小，得到的外觀品質最好。

2.6不同食鹽濃度對扇貝柱收縮率和復水率的影響

扇貝柱的收縮率與復水率是衡量干貝柱品質的一項重要指標，直接決定扇貝柱加工的品質與特性。圖4為不同食鹽濃度對扇貝柱收縮率與復水率影響。由圖4可知，不同的食鹽濃度對扇貝柱的收縮率影響差異性不顯著，對復水率差異性顯著，當食鹽濃度為0%、2%、3%時對扇貝柱復水率影響差異性不顯著，當食鹽濃度達到4%時，扇貝柱的復水率為46.67%± 1.82%，顯著低于食鹽低濃度的扇貝柱的復水率，主要是因為預煮液中食鹽濃度過高，扇貝柱中的水分遷移與肌肉收縮的程度越來越大，水分流失后形成的結構空隙變小，不利于復水。張國琛等［22］研究了扇貝柱的干燥過程中表面肌纖維束干燥速度很快，與內層纖維束之間形成較大的水分梯度，因而會出現較大的內部應力而產生裂紋，因而收縮率較小，復水率高。

圖4　不同食鹽濃度對扇貝柱收縮率與復水率影響Fig.4　The effects of different salt concentrations on shrinkage and rehydration

2.7低鹽處理扇貝柱感官評價實驗結果

食品的感官分析是評價產品最直接、最外在的質量因素，最終決定著產品是否能被消費者接受的重要指標。不同食鹽濃度對扇貝柱感官評價結果見表4。由表4可見，從外觀色澤方面看，由感官評價結果可知，經過食鹽濃度3%和4%處理的扇貝柱差異性顯著，由于NaCl的作用，使扇貝柱干燥過程中失水速度加快，使扇貝柱肌肉呈現顆粒飽滿、完整的狀態；食鹽濃度為3%與其他處理相比，扇貝柱顏色較好，易被接受。經過食鹽處理的扇貝柱，隨著食鹽與扇貝柱內蛋白質發生美拉德反應，顏色呈現金黃色，但食鹽濃度過高，導致顏色呈現暗黃色，影響產品的品質。從風味口感看，食鹽濃度過低或過高，都會影響扇貝柱干燥后的品質。綜合評定結果食鹽濃度為3%時，顆粒飽滿、無皺縮，味道鮮美，硬度適中，咀嚼性較好。

表4　不同食鹽濃度對扇貝柱感官評價結果Table 4　The effects of different salt concentrations on the sensory evaluation

2.8低鹽處理對扇貝柱營養成分分析

扇貝是一種高蛋白、低脂肪的水產品，具有較高的營養價值。不同食鹽濃度對扇貝柱鹽分、粗蛋白質和粗脂肪含量的影響見表5。由表5可看出，低鹽處理對于扇貝柱干燥后食鹽含量具有明顯差異，隨著食鹽濃度的增大，鹽分含量呈上升趨勢，當食鹽濃度為3%時的鹽分含量符合干貝一級產品質量標準。粗蛋白隨著食鹽濃度的增大呈下降趨勢，食鹽濃度為4%與0%、2%、3%粗蛋白含量差異性顯著，這可能是由于NaCl的作用使蛋白質產生變性而影響粗蛋白的含量。

表5　不同食鹽濃度對扇貝柱干燥營養成分的影響Table 5　The effects of different salt concentrations on nutrients

3　結論

不同的食鹽處理使扇貝柱初始干基含水率呈現較大的差異，不同熱風干燥溫度以及食鹽濃度對扇貝柱的干基含水率的影響差異性顯著，結果表明干燥溫度為55℃最優，干燥時間較短，干燥完成水分含量為20%±1.6%。不同的食鹽濃度對扇貝柱熱風干燥的質構參數、色澤參數、復水率影響差異性顯著，食鹽濃度為3%時的質構參數、色澤參數明顯優于其他濃度處理的扇貝柱，對扇貝柱收縮率影響差異性不顯著。感官評價結果表明食鹽濃度為3%時，易被消費者接受。綜合考慮扇貝柱干燥特性指標，選定食鹽濃度為3%作為食鹽預處理濃度。綜合熱風干燥溫度和食鹽濃度對扇貝柱干燥特性的影響，確定扇貝柱熱風干燥最優工藝條件為：熱風干燥溫度為55℃，預煮食鹽濃度為3%，干燥時間為8h。

［1］Marín A，Fujimoto T，Arai K.Rapid species identification of fresh and processed scallops by multiplex PCR［J］.Food Control，2013，32（2）：472-476.

［2］湯俊杰，段振華，楊麗娟.扇貝的加工利用研究進展［J］.食品工業，2013，32（5）：191-194.

［3］樓喬明，王玉明，徐杰，等.櫛孔扇貝和海灣扇貝脂質及其脂肪酸組成分析［J］.中國食品學報，2012，12（11）：198-203.

［4］李雪梅，蘇運聰，王頡.響應面法優化水溶性扇貝多糖的提取工藝［J］.中國食品學報，2014，14（2）：127-131.

［5］曾慶祝，許慶陵，林魯萍，等.扇貝邊活性肽的分離及其對羥自由基的清除活性研究［J］.中國食品學報，2004，4（3）：13-18.

［6］李偉青，王頡，孫劍鋒，等.海灣扇貝營養成分分析及評價［J］.營養學報，2011，33（6）：630-632.

［7］毛文君，李翊，李八方.扇貝裙邊提取物對小鼠移植宮頸癌的抑制作用研究［J］.營養學報，2000，22（2）：175-178.

［8］顧謙群，方玉春，辛現良，等.櫛孔扇貝糖蛋白的腫瘤抑制活性和對免疫功能的影響［J］.營養學報，2001，23（3）：200-202.

［9］孫麗雯，劉倩，侯麗麗，等.冷風干燥對扇貝柱品質及結構的影響［J］.農產品加工·學刊，2013，12（24）：1-4.

［10］李書紅，王頡，宋春風，等.不同干燥方法對即食扇貝柱理化及感官品質的影響［J］.農業工程學報，2011，27（5）：373-377.

［11］Silva V，Figueiredo A R，Costa J J，et al.Experimental and mathematical study of the discontinuous drying kinetics of pears［J］.Journal of Food Engineering，2014，134：30-36.

［12］Zhu A，Shen X.The model and mass transfer characteristics of convection drying of peach slices［J］.International Journal of Heat and Mass Transfer，2014，72：345-351.

［13］M.S.Hatamipour H H K A.Drying characteristics of six varieties of sweet potatoes in different dryers［J］.Food and Bioproducts Processing，2007，85（3）：171-177.

［14］Akpinar E K.Mathematical modeling and experimental investigation on sun and solar drying of white mulberry［J］. Journal of Mechanical Science and Technology，2008，22（8）：1544-1553.

［15］劉紅英.水產品加工與貯藏［M］.北京：北京工業出版社，2006.

［16］張國琛，牟晨曉，潘瀾瀾，等.熱風干燥參數對扇貝柱干燥速度及品質的影響［J］.大連水產學院學報，2004（01）：35-39.

［17］劉征，王頡，張政.不同熱風干燥溫度對扇貝柱干燥特性及品質的影響［J］.食品工業，2012，33（8）：37-40.

［18］Bellagha，S.，Sahli，A.，Farhat，A.，et al.Studies on salting and drying of sardine（Sardinella aurita）：Experimental kinetics and modeling［J］.Journal of Food Engineering，2007，78（3），947-952.

［19］Marquez-Rios，E.，Oca?o-Higuera，V.M.，Maeda-Martínez，A.N.，et al.Citric acid as pretreatment in drying of Pacific Lion’s Paw Scallop（Nodipecten subnodosus）meats［J］.Food Chemistry，2009，112（3），599-603.

［20］何學連.白對蝦干燥工藝的研究［D］.無錫：江南大學，2008.

［21］Soysal，Y，Ayhan，Z，Es，türk，O，et al.Intermittent microwaveconvectivdrying of red pepper：Drying kinetics，physical（colour and texture）and sensory quality［J］.Biosystems Engineering，2009，103（4）：455-463.

［22］張國琛，毛志懷，牟晨曉，等.微波真空干燥扇貝柱的物理和感觀特性研究［J］.農業工程學報，2004，20（3）：141-144.

Effect of low salt on scallop quality in hot air drying

GUO Jie，BAI Feng-qi，LI Xiao-yan，WANG Jie*
（College of Food Science&Technology，Agricultural University of Hebei，Baoding 071000 China）

The bay scallop columns were chosen as raw materials，the quality of scallop under different hot air temperature and salt content were analyzed.The textural properties，color，shrinkage and rehydration were selected as indicators to determine the optimization of the hot air processing on bay scallop，also，the changes of water content and water activity during the drying process were studied.Results showed there were significant differences on water content and water activity among different hot air temperature and salt content，and the quality of bay scallop was the best under the hot air temperature of 55℃with the water content of 20.0%±1.6% in the end.There were significant differences among textural properties，color dates and rehydration except for shrinkage.Meanwhile，the textural properties，color dates with 3%salt content were better than other salt concentration.Taking the hot air drying temperature and salt content on the quality of bay scallop during hot drying into consideration，the optimal hot air drying condition was obtained，with hot air drying of 55℃，salt content of 3%and the hot air drying time of 8h.

salt concentration；hot air drying；scallops column；quality of drying

TS254.4

B

1002-0306（2015）14-0303-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.14.053

2014-09-01

郭潔（1988-），女，碩士研究生，研究方向：食品加工與安全。

王頡（1959-），男，博士，教授，研究方向：棗酒釀造及水產品加工。

國家海洋公益性行業科研專項項目（201205031）。