氣味、色澤、質構評價蝦鮮度的研究

王偉

（廊坊出入境檢驗檢疫局，河北廊坊065000）

氣味、色澤、質構評價蝦鮮度的研究

王偉

（廊坊出入境檢驗檢疫局，河北廊坊065000）

為探索出一種快速、準確評定蝦新鮮度的方法，用電子鼻、色差儀和質構儀建立評價蝦新鮮度的fisher判別模型，包括單指標模型、雙指標模型和綜合模型。結果顯示，單指標的模型準確率普遍較低；雙指標模型的準確率有所提高；綜合模型的準確率最高，可以到達98%。

蝦；新鮮度；電子鼻；色澤；質構

蝦產品富含蛋白質和礦物質，脂肪和糖含量低，味道鮮美，肉質細嫩，已成為消費者餐桌上的“常客”[1-4]。但作為一種季節(jié)性和區(qū)域性的水產品，蝦的新鮮度容易降低而失去食用價值和經濟價值。隨著蝦新鮮度的變化，其食用安全性也在逐漸下降，因此快速、準確的判定蝦的新鮮度很有必要。

蝦死后大致可以分為：僵硬、自溶和腐敗變質3個過程[5]。蝦的鮮度可以從氣味[6-9]，顏色[10-13]和質構[14-18]特性等多方面得到體現(xiàn)[19-25]，但是由于自身差異和環(huán)境因素的諸多影響，只通過一個指標難以準確可靠的評判其鮮度。單一指標的好壞只是評判蝦鮮度的必要不充分條件，想得到更加準確的評判結果，需要考慮聯(lián)合多種指標的結果。目前，關于蝦新鮮度快速檢測技術的探索研究[26-28]還主要集中在使用單一的技術手段對某單一指標進行檢測和分析。也有研究人員[5]嘗試聯(lián)合分析多重指標來評判蝦的新鮮度。本試驗嘗試找到凡納濱對蝦新鮮度變化與其氣味、顏色和質構特性變化規(guī)律之間的關系，為蝦新鮮度的評判提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

凡納濱對蝦：大小均勻，每只15 g左右，采購于天津市王頂?shù)趟a市場；食品保鮮膜：臺州市路橋幸福人家生活用品有限公司；高氯酸（分析純）、硼酸（分析純）、鹽酸（分析純）、氫氧化鈉（分析純）、酚酞指示劑（分析純）、混合指示劑（分析純）、硅油消泡劑（分析純）：天津市紅橋區(qū)北海實業(yè)公司玻璃儀器分公司。

1.2 儀器與設備

BCD-251WBCY型冰箱：青島海爾公司；電子鼻系統(tǒng)：天津商業(yè)大學食品科學實驗室自制；UltraScan PRO型色差儀：美國HUNTER LAB公司；TA-XT2i型質構分析儀：英國STABLE MICROSYSTEMS公司；半微量凱氏定氮儀：天長市長城玻璃儀器制造廠。

1.3 方法

1.3.1 樣品預處理及方案

選擇在4℃冷藏、-3℃微凍和-18℃冷凍3個條件下進行。將活蝦3只一組放在干凈的培養(yǎng)皿中，用食用保鮮膜密封，分別存放在4、-3、-18℃的冰箱中備用。4℃冷藏條件下樣品測量時間點是 0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5 d（每隔 12 小時檢測一次）；-3℃微凍條件下測量時間點是 0、1、2、3、4、11、18、25、32、39 d；-18 ℃冷凍條件下測量時間點是 0、2、4、6、13、20、40、60、80、100、120、140、160 d；測量取樣均不放回，平行試驗取3個樣品進行測量。試驗一直進行到蝦體顯著腐敗變質為止。依次對樣品進行感官評價、電子鼻檢測、色差檢測、質構儀檢測和揮發(fā)性鹽基氮含量（TVBN）的測定。

1.3.2 感官評價

參考并適當調整凡納濱對蝦感官檢驗的評分標準[28]見表1，請10名經過培訓的人員對樣品蝦進行感官評價。單項指標滿分設為20分，0分表示新鮮度極差，不可食用；20分表示新鮮度極好。

表1 凡納濱對蝦感官檢驗評分標準Table 1 Sensory evaluation standards for Litopenaeus vannamei

1.3.3 電子鼻檢測氣味

選用6個傳感器探頭（101號~106號）：空氣清新度檢測儀、二氧化碳檢測傳感器、酒精傳感器、硫化氫傳感器、甲烷等可燃氣體傳感器和胺類物質傳感器。大致測量步驟如下：將蝦樣品置于樣品室中，通入流速穩(wěn)定的空氣，載有蝦揮發(fā)性成分的氣流進入裝有6個不同氣體傳感器組成列陣的測量室進行檢測。

1.3.4 色差儀檢測色澤

將蝦樣品放在20 mm比色皿中，檢測第二、三腹關節(jié)側面。采用CIE（國際照明委員會）推薦使用的LAB表色系統(tǒng)體現(xiàn)蝦體的色澤情況，結果用L*值、a*值和b*值表示，計算△E*值。其中，L*值代表蝦體的明亮程度，a*值和b*值代表蝦體具體的顏色情況。值的正負以標準白板、黑板為基準，L*值表示黑白；a*值表示紅綠；b*值表示黃藍；△E*值表示總體色差，公式如下：（式中：L1為樣品L*值；L0為標準L*值；a1為樣品a*值；a0為標準a*值；b1為樣品b*值；b0為標準b*值；樣品值是不同測量時間點測量值，標準值均為保藏0 d時對蝦樣品的測量值。）

1.3.5 質構儀質構特性

對蝦樣品進行質地多面分析（TPA，Texture Profile Analysis），測定指標包括膠黏性、咀嚼性、硬度、彈性、黏合度和凝聚性等。探頭為P/50平底柱形探頭，測試參數(shù)為：測前速度為1.00 mm/s，測試速度為2.00 mm/s，測后速度為2.00 mm/s，壓縮程度為40%。

1.3.6 測量揮發(fā)性鹽基氮

參照SC/T 3032-2007《水產品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》標準，利用半微量凱式定氮儀按半微量定氮法測定樣品蝦中揮發(fā)性鹽基氮的含量：1）稱取10 g（精確到0.01 g）蝦肉，量取90 mL高氯酸溶液，充分混合并研磨，后用真空泵抽濾，濾液備用；2）在一錐形瓶中加入10 mL硼酸吸收液和2滴~3滴混合指示劑，將冷凝管的下端至于液面以下，向半微量定氮器反應室中先后加入5 mL濾液，1滴~2滴酚酞指示劑，和5 mL氫氧化鈉溶液，蓋緊并水封，通入熱蒸汽；3）蒸餾5 min，然后用標準鹽酸溶液滴定吸收液，計算揮發(fā)性鹽基氮（TVBN）的含量。每個樣品做3組平行試驗，同時進行空白試驗。

1.3.7 數(shù)據處理

將所獲取的數(shù)據用SPSS19.0軟件進行判別分析。

2 結果與分析

2.1 蝦鮮度的變化

隨著貯藏時間的延長，蝦的新鮮度逐漸下降，下降的速度隨著溫度的降低而減緩。4℃條件下（如圖1），蝦在36 h內未發(fā)生明顯的感官變化，得分在83分以上，TVBN值上升緩慢，含量在12 mg/100 g以下。到第4.5天時，蝦已經明顯腐敗變質，感官得分為35分，遠低于腐敗的界限60分，TVBN值已超過30 mg/100 g腐敗臨界值。-3℃條件下（如圖2），蝦在第4天時感官得分和TVBN值分別為：83分和15.61 mg/100 g，鮮度較好。第11天、第18天、第25天、第32天和第39天的感官得分和TVBN含量分別為：74分，24.51 mg/100 g；67 分，26.66 mg/100 g；55 分，29.56 mg/100 g；48 分，32.63 mg/100 g和45分，35.48 mg/100 g。溫度的降低延緩了蝦新鮮度下降的速度。-18℃條件下（如圖3），蝦的感官評分和TVBN的變化速度緩慢。20 d內變化不顯著，第20天時感官得分和TVBN值分別為：90分和10.71 mg/100 g。第60天、第100天和第160天時的感官得分和TVBN值分別為：85分，17.38 mg/100 g；81分，19.60 mg/100 g和76分，28.85 mg/100 g。蝦體一直保持了較好的感官狀況，TVBN值上升緩慢。

圖1 4℃下凡納濱對蝦新鮮度的變化Fig.1 The changes of freshness of Litopenaeus vannamei at 4℃

圖2 -3℃下凡納濱對蝦新鮮度的變化Fig.2 The changes of freshness of Litopenaeus vannamei at-3℃

圖3 -18℃下凡納濱對蝦新鮮度的變化Fig.3 The changes of freshness of Litopenaeus vannamei at-18℃

2.2 電子鼻檢測結果

各傳感器的響應值隨時間和溫度的不同產生了不同的變化趨勢見圖4~圖6。結果發(fā)現(xiàn)，隨時間的延長：101號響應值逐漸上升后趨于平穩(wěn)；103號響應值在貯藏的初期（冷藏2 d內，微凍5 d內，冷凍11 d內）有上升的過程，之后響應值開始下降；104號和105號傳感器的響應值在4℃條件下逐漸上升，在-4℃的條件下先上升后下降，在-18℃條件下前期逐漸下降，后期比較穩(wěn)定；106號傳感器響應值在冷藏條件下短暫上升后持續(xù)下降，在微凍和冷凍條件下變化不顯著，只有小幅上升波動。

圖4 4℃下各傳感器響應值的變化圖Fig.4 Changes of sensor response value at 4℃

圖5 -3℃下各傳感器響應值的變化Fig.5 Changes of sensor response value at-3℃

圖6 -18℃下各傳感器響應值的變化Fig.6 Changes of sensor response value at-18℃

2.3 色差儀檢測結果

不同溫度下凡納濱對蝦色澤特性的變化見圖7~圖9。4℃冷藏條件下，蝦體的△E*值和b*值在前兩天內明顯上升，且上升趨勢相近，2.5 d以后變化速度減緩，到4.5 d時變化趨于穩(wěn)定；-3℃微凍條件下，20 d以內△E*值和b*值處于顯著上升趨勢，之后△E*值上升逐漸減緩，b*值基本趨于平穩(wěn)；在貯藏的末期（即40 d左右時）蝦體的色澤幾經完全黑化，變化已難以體現(xiàn)；-18℃冷凍條件下，△E*值在前40 d內上升明顯，之后變化較小，趨勢平穩(wěn)，b*值在前40 d上升顯著，之后上升勢頭減緩，但仍保持一定的上升速度。

圖7 4℃下凡納濱對蝦色澤特性的變化Fig.7 The changes of color characteristics of Litopenaeus vannamei at 4℃

圖8 -3℃下凡納濱對蝦色澤特性的變化Fig.8 The changes of color characteristics of Litopenaeus vannamei at-3℃

圖9 -18℃下凡納濱對蝦色澤特性的變化Fig.9 The changes of color characteristics of Litopenaeus vannamei at-18℃

2.4 質構儀檢測結果

圖10 4℃下凡納濱對蝦質構特性的變化Fig.10 The changes of texture characteristics of Litopenaeus vannamei at 4℃

圖11 -3℃下凡納濱對蝦質構特性的變化Fig.11 The changes of texture characteristics of Litopenaeus vannamei at-3℃

圖12 -18℃下凡納濱對蝦質構特性的變化Fig.12 The changes of texture characteristics of Litopenaeus vannamei at-18℃

如圖10、圖11、圖12所示，4℃冷藏條件下，蝦體的硬度在第2.5天時出現(xiàn)最大值及進入了僵直階段，之后僵直解除，硬度逐漸下降，恢復性在前2.5天下降的較快，之后速度減緩，趨勢趨于平緩；-3℃微凍條件下，蝦體在第3天到第4天左右時開始出現(xiàn)僵直，硬度逐漸上升，僵直解除之后進入自溶階段，硬度開始逐漸下降，恢復性在5天以前下降明顯，之后下降邊平緩；-18℃冷凍條件下，蝦體在第5天左右就出現(xiàn)了硬度下降現(xiàn)象，可能是貯藏溫度過低形成了大量冰晶，解凍后造成組織失水，導致硬度開始下降，下降的速度逐漸減緩至趨于平緩，恢復性一直下降，但下降的速度隨時間的延長逐漸減緩。

2.5 模型的建立及驗證

2.5.1 單指標模型的建立

用spss軟件對所得數(shù)據分別進行單因素方差分析，結果顯示，在各貯藏條件下，各指標隨貯藏時間的延長均有顯著性差異（P≤0.05），可以用這些數(shù)據建立、驗證模型。

建模樣本量為60組數(shù)據（隨機取自不同溫度），其中新鮮樣本40組，腐敗樣本20組。以蝦的新鮮度為因變量，氣味參數(shù)、顏色參數(shù)（△E*值和b*值）與質構參數(shù)（硬度和恢復性）分別為自變量，用spss軟件進行fisher判別分析，分別得到氣味模型、色差模型和質構模型。

2.5.1.1 氣味模型的建立

先對所得的大量數(shù)據進行主成分分析，基于特征值大于0.9的條件下得到3個累計貢獻率達到82%的主成分，分別為：

其中，X1為101號傳感器的特征值；X2為102號傳感器的特征值；X3為103號傳感器的特征值；X4為104號傳感器的特征值；X5為105號傳感器的特征值；X6為106號傳感器的特征值。

以3個主成分因子得分為自變量的氣味模型為：

y=1.119X1+0.264X2-0.314X3（X1為因子 F1；X2為因子F2；X3為因子F3）。將樣本的數(shù)據導入SPSS軟件進行如上主成分分析，將所得的因子帶入建立的模型，y＞0時為新鮮，y＜0時為腐敗，對照蝦的實際新鮮度情況即可得到判別的準確率，結果如表2所示，模型的準確率為68.3%。

表2 氣味模型分類結果Table 2 Classification results of odor model

2.5.1.2 顏色模型的建立

以新鮮度為因變量，△E*值和b*值為自變量的顏色模型為：y=-3.022+0.138X1+0.555X2（-3.022為常量，X1為△E*值；X2為b*值）。將樣本的數(shù)據帶入建立的模型，y＞0時為新鮮，y＜0時為腐敗，對照蝦的實際新鮮度情況即可得到判別的準確率，結果如表3所示，模型準確率為86.7%。

表3 顏色模型分類結果Table 3 Classification results of color model

2.5.1.3 質構模型的建立

以新鮮度為因變量，硬度和恢復性為自變量的質構模型為：y=-7.650+0.001X1+12.828X2（-7.650為常量，X1為硬度；X2為恢復性）。將樣本的數(shù)據帶入建立的模型，y＞0時為新鮮，y＜0時為腐敗，對照蝦的實際新鮮度情況即可得到判別的準確率，結果如表4所示，模型的準確率為93.3%。

表4 質構模型分類結果Table 4 Classification results of texture model

2.5.2 雙指標模型的建立

2.5.2.1 氣味-顏色模型的建立

以新鮮度為因變量，氣味參數(shù)和色差參數(shù)為自變量的氣味-顏色模型為：

y=-2.595+0.515X1-0.150X2-0.035X3+0.114X4+0.484X5（-2.595 為常量；X1為因子 1；X2為因子 2；X3為因子3；X4為△E*值；X5為b*值）。將氣味數(shù)據導入SPSS軟件進行如上主成分分析，將所得的因子和顏色數(shù)據帶入建立的模型，y＞0時為新鮮，y＜0時為腐敗，對照蝦的實際新鮮度情況即可得到判別的準確率，結果如表5所示，模型的準確率為88.3%。

2018年11月8日（香港），國泰航空國際美酒品評大賽（HK IWSC）結果公布。大賽十年以來一直被視為反映亞洲葡萄酒市場來年趨勢的指引，今年以冷涼氣候葡萄酒、“高端化”及氣泡酒成為了大賽十周年中表現(xiàn)最亮眼的項目，同時，澳洲、法國和日本囊括所有最重要的獎杯項目。

2.5.2.2 氣味-質構模型的建立

以新鮮度為因變量，氣味參數(shù)和質構參數(shù)為自變量的氣味-質構模型為：

y=-7.284+0.381X1+0.282X2-0.002X3+0.001X4+12.222X5（-7.284 為常量；X1為因子 1；X2為因子 2；X3為因子3；X4為硬度；X5為恢復性）。將氣味數(shù)據導入SPSS軟件進行如上主成分分析，將所得的因子和質構數(shù)據帶入建立的模型，y＞0時為新鮮，y＜0時為腐敗，對照蝦的實際新鮮度情況即可得到判別的準確率，結果如表6所示，模型的準確率為95%。

表5 氣味顏色模型分類結果Table 5 Classification results of orod-color model

表6 氣味質構模型分類結果Table 6 Classification results of orod-texture model

2.5.2.3 顏色-質構模型的建立

以新鮮度為因變量，顏色參數(shù)和質構參數(shù)為自變量的模型為：

y=-3.798+0.001X1+7.055X2-0.060X3-0.328X4（-3.798為常量；X1為硬度；X2為恢復性；X3為△E*值；X4為b*值）。同理，將樣本的數(shù)據帶入建立的模型，y＞0時為新鮮，y＜0時為腐敗，對照蝦的實際新鮮度情況即可得到判別的準確率，結果如表7所示，模型的準確率可達96.7%。

表7 顏色質構模型分類結果Table 7 Classification results of color-texture model

2.5.3 綜合模型的建立

以新鮮度為因變量，氣味參數(shù)、顏色參數(shù)和質構參數(shù)為自變量的綜合模型為：

表8 綜合模型分類結果Table 8 Classification results of combined model

2.5.4 模型的驗證

驗證樣本量為40組數(shù)據（隨機取自不同溫度），其中新鮮樣本30組，腐敗樣本10組。將驗證組樣本的數(shù)據分別帶入所建模型，y＞0時為新鮮，y＜0時為腐敗。驗證結果顯示，氣味模型準確率為82.5%，顏色模型準確率為90%，質構模型準確率為92.5%，氣味顏色模型準確率為75%，氣味質構模型準確率為92.5%，顏色質構準確率為95%，綜合模型準確率為97.5%。

綜合建模組和驗證組的結果，氣味模型準確率為74%，顏色模型準確率為88%，質構模型準確率為93%，氣味顏色模型準確率為83%，氣味質構模型準確率為94%，顏色質構準確率為96%，綜合模型準確率為98%。

可見，隨著參考指標種類的增加，模型的準確率逐漸提高。單指標的模型準確率普遍較低，雙指標模型的準確率有所提高，綜合模型的準確率最高。說明在分析凡納濱對蝦新鮮度時，綜合考慮蝦的氣味特性、色澤特性和質構特性更有利于提高評判的準確性。

3 結論

隨著貯藏時間的延遲，凡納濱對蝦的新鮮度逐漸下降，具體體現(xiàn)在包括氣味、顏色和質構特性在內的感官狀況的變化，這種變化的速度隨著貯藏溫度的下降而減緩。根據所建模型可以用來評定凡納濱對蝦的新鮮度，但各模型準確率有所不同，隨著參考指標的增加模型的準確率逐漸提高。單指標模型的準確率一般，雙指標模型的準確率有所提高，綜合模型的準確率最高。所以，綜合考慮凡納濱對蝦各方面的品質狀況，聯(lián)合多種技術手段，可以更加準確、可靠地評定蝦的新鮮度。

[1] 柴春祥,凌云.電子鼻檢測蝦新鮮度的研究[J].食品科技,2010,35(2):246-249

[2] 李立杰,柴春祥,魯曉翔,等.微凍對南美白對蝦質構的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2013,39(3):73-76

[3] 王偉,柴春祥,魯曉翔,等.無損檢測技術在蝦鮮度評定中的應用[J]．食品與機械,2013,29(14):233-236

[4] 韓麗,趙勇,朱麗敏,等.不同保藏方式南美白對蝦的電子鼻分析[J].食品工業(yè)科技,2008,29(11):240-243

[5]徐麗敏.南美白對蝦與鷹爪蝦的保鮮及防黑變初步研究[D].青島:中國海洋大學,2008:6

[6] 柴春祥,凌云.電子鼻檢測蝦新鮮度的研究[J].食品科技,2010,35(2):246-249

[7] Miguel Peris,Laura Escuder-Gilabert.A 21st century technique for food control:Electronic noses[J].Analytica chimica acta,2009,638(1):1-15

[8] 李卉,李曉陽,邵勝鑫,等.基于電子鼻分析的南美白對蝦品質變化研究[J].食品工業(yè),2012,33(10):148-150

[9] 趙夢醒,曹榮,殷邦忠,等.電子鼻在對蝦新鮮度評價中的應用[J].漁業(yè)科學進展,2011,32(6):57-62

[10]唐琳,屠康,潘慶磊,等.基于氣味和顏色的脊尾白蝦新鮮度評價[J].農業(yè)工程學報,2011,27(9):344-348

[11]Tsironi T,Dermesonlouoglou E,Giannakourou M,et al.Shelf life modeling of frozen shrimp at variable temperature conditions[J].Food Science and Technology,2009(42):664-671

[12]鄭海波,宋運猛.不同貯藏溫度對干銀魚色澤的影響[J].安徽科技學院學報,2012,26(5):33-37

[13]Valeria A,Mabel C.Quality loss during the frozen storage of sea salmon(Pseudopercis semifasciata).Effect of rosemary(Rosmarinus officinalis L.)extract[J].LWT-Food Science and Technology,2010,43(2):263-272

[14]楊峰,遲海,楊憲時,等.復配保鮮劑對南極磷蝦保鮮及品質的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2012,38(7):190-195

[15]方靜,朱金虎,黃卉,等.冰藏中凡納濱對蝦的質構變化研究[J].南方水產科學,2012,8(6):80-84

[16]王樂,陳淑湘,王欣欣,等.冷藏處理方式對南美白對蝦品質的影響[J].食品與機械,2012,28(4):168-171

[17]Slgurgisladottir S,Hafsteinsson H,Jonsson A,et al.Textural Properties of Raw Salmon Fillets as Related to Sampling Method[J].Journal of Food Science,1999,64(1):99-104

[18]T Morkoren．Relating Sensory and Instrumental Texture Analyses of Atlantic Salmon[J].Journal of Food Science,2003,68(4):1493-1497

[19]王能友.蝦的營養(yǎng)及使用安全[M].北京:中國食物與營養(yǎng),2004:58

[20]Matsumoto M,Yamanaka H.Post-mortem biochemical changes in the muscle of Kuruma Prawn during storage and evalution of the freshness[J].Bull Jap Soc Sci Fish,1990,56(7):1145-1149

[21]Fereidoon Shahidi,Janak Kaxnil Vidana Arachehi.Food applications of chitin andchitosans[J].Trends in Food Science&Technology,1999,10:37-51

[22]鴻巢章二,橋本周久.水產利用化學[M].北京:中國農業(yè)出版社,1994

[23]Rattana S,Soottawat B.Pink discoloration and quality changes of squid(Loligo formosana)during iced storage[J].LWT-Food Science and Technology,2011,44(1):206-213

[24]李立杰,柴春祥,魯曉翔,等.微凍南美白對蝦鮮度的色澤評價[J].食品工業(yè)科技,2013,34(19):320-322

[25]鄒明輝,李來好,郝淑賢,等.凡納濱對蝦蝦仁在凍藏過程中品質變化研究[J].南方水產科學,2010,6(4):37-42

[26]閆李慧,王金水,渠琛玲,等.仿生電子鼻及其在食品工業(yè)中的應用研究[J].食品與機械,2010,26(6):156-159

[27]左克利,史巖,徐坤,等.近紅外光譜技術快速檢測狹鱈水分、脂肪和蛋白質的含量[J].食品工業(yè)科技,2012,33(23):326-329

[28]李學英,遲海,楊憲時,等.南極磷蝦冷藏過程中的品質變化[J].食品科學,2010,31(20):464-468

Freshness Evaluation of Shrimp with Smell，Color and Texture

WANG Wei
（Langfang Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Langfang 065000，Hebei，China）

In order to explore a combined means to rapidly and accurately evaluate the freshness of shrimp，electronic nose，texture and color-test machine were used to establish kinds of fisher discriminant models，include single index model，double indexes model and integrated model.Results showed that the accuracy of single index model was generally lower than the others；double indexes model accuracy was improved；the accuracy of integrated model was the best 98%.

shrimp；freshness；electronic nose；color；texture

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.22.036

王偉（1989—），男（漢），碩士，研究方向：食品科學。

2017-03-23