中華管鞭蝦(Solenocera Melantho)高水分即食蝦仁加工工藝優化及品質分析

駱 靜,何 鑫,謝 超,白 冬,李海波,黃 菊

(1.浙江海洋大學食品與醫藥學院,浙江舟山 316022; 2.浙江國際海運職業技術學院,浙江舟山 316021)

目前,中華管鞭蝦分布在我國東海海域,蘊藏量在100萬噸以上,具有巨大經濟開發價值[1]。現在市場上的產品以蝦仁、蝦米為主。海捕中華管鞭蝦體型較小,肉質鮮美,蛋白含量高,含有豐富的礦物質,蝦中富含的鎂元素對心臟活動具有重要的調節作用,可保護心血管系統;富含磷、鈣,對小兒、孕婦尤有補益功效[2]。海捕中華管鞭蝦產量日益增長和消費形式的日益多樣化,為該產業發展奠定了堅實的基礎。

目前國際市場流通性較強的即食蝦類產品有熟食蝦仁、烤蝦串、蝦餡餃子、蝦卷、鹽漬蝦等產品。國內市場占比率最高的是冷凍與干制類產品,多數是凍蝦仁等,處理工藝技術簡單,產品相似程度高,創新性不足。

目前國內學者趙儀等[3]研究認為,蝦殼蝦青素提取與純化受酶和微生物雙重影響;伍玉潔、楊瑞金等[4]研究水分活度(Aw)對干制蝦仁產品的貨架壽命與質構的關系,常溫保藏下蝦仁干制產品取得的平衡關系與水分活度有關;張秀花等[5]研究了對蝦對輥擠壓式剝殼工藝參數,完成全套的傳動系統的設計。俞微微等[6]對于蝦夷扇貝外套膜水解分離蛋白進行了研究,確定了分離蛋白的最佳工藝及劑量。對于如何加工海捕蝦,將其轉化成更優質的產品,我國還處于摸索階段,諸多關鍵技術還需要科技的發展進行突破與技術創新。例如捕撈上的海捕蝦自身攜帶著多酚氧化酶等酶類,這些酶溫度范圍廣,僅靠單純的冷凍并不能大幅度地降低其活性。同時蝦本身具有高蛋白和高水分的特點,使其在加工及運輸過程中很容易滋生細菌等,從而引起蝦體腐敗變質等影響產品質量[7-8]。傳統的海蝦降溫保存多依賴冰塊降溫保鮮,且制冰過程能源消耗量較大,運輸期間的耗損也很嚴重。再加上后期加工解凍等措施也要消耗時間、能源等，不利于蝦的加工生產。上面所述的一些問題現在已成為海蝦加工業發展的技術瓶頸,急需加以解決。本研究主要就海捕中華管鞭蝦高水分調味即食產品加工工藝優化及品質分析展開研究探討。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

中華管鞭蝦,體長3～5 cm 舟山市南珍菜場;六偏磷酸鈉(含量>99%,食品級)、三聚磷酸鈉(含量>99%,食品級),磷酸氫二鈉(含量>99%,食品級) 青島博智匯力生物科技有限公司;料酒 鎮江恒順酒業有限公司;味精 上海味丹企業有限公司;白砂糖 上海上棠食品有限公司;生抽 李錦記食品有限公司;食鹽 浙江綠海制鹽有限公司。

600型真空包裝機 河南豫盛包裝機械有限公司;PW15K高精度電子計數臺秤 昆山艾思博格電子科技有限公司;F6/10高速均質機 德國FLUKO公司;高精度電子計數臺秤 杭州嘉偉儀器有限公司;高速均質機 杭州納德儀器有限公司。

1.2 樣品處理

1.2.1 工藝流程 海捕中華管鞭蝦仁產品的工藝流程如下:新鮮海捕中華管鞭蝦→去頭、去殼→糖基化、嫩化→腌制→熟制→烘干→冷卻包裝→高壓滅菌→冷卻→成品。

1.2.2 操作要點 原材料選擇:選取大小一致的鮮活中華管鞭蝦樣品;前處理:原料經去頭、殼后,于-18 ℃冰箱中冷藏備用;調味腌制:將各調味料與蝦仁樣品進行混合,常溫下(20 ℃)進行腌制,對采用不同調味配方的樣品進行分組腌制,再根據相同調味配方下不同調味料混合液與蝦仁樣品比例(料液比)、不同食鹽添加量以及不同的蒸煮時間,對樣品進行分組腌制;熟制:將樣品浸沒于沸水中,在設定的時間下進行蒸煮熟制;烘干:瀝干后的樣品以60 ℃作為產品的干燥溫度[9],在設定的時間下進行烘干;冷卻包裝:樣品冷卻后在真空包裝機中以0.08 MPa真空度進行真空包裝,熱封時間30 s;殺菌:以115 ℃為產品的殺菌溫度[10],在設定的時間下進行滅菌;冷卻:冷卻后檢查成品包裝及狀態是否完好。

1.2.3 調味配方優化 調味配方是影響產品品質重要因素之一,直接影響產品的色、香、味等感官評價[11]。作為評價蝦類品質的重要指標,蝦類產品感官評分的方法已有很多研究[12-13]。以感官評分為考察指標,固定食鹽添加量為1.5%,對白砂糖、料酒、生抽、味精添加量進行單因素實驗,通過正交實驗確定最佳海捕蝦調味配方。

1.2.3.1 白砂糖添加量的單因素實驗 向料酒添加量為6%,生抽添加量為1.5%,味精添加量為0.3%的基料中,分別以2%、4%、6%、8%、10%的添加量加入白砂糖,混合均勻后,常溫下進行感官評定。

1.2.3.2 料酒添加量的單因素實驗 向白砂糖添加量為8.0%,生抽添加量為1.5%,味精添加量為0.3%的基料中,分別以3%、6%、9%、12%、15%的添加量加入料酒,混合均勻后,常溫下進行感官評定。

1.2.3.3 生抽添加量的單因素實驗 向白砂糖添加量為8.0%,料酒添加量為6%,味精添加量為0.3%的基料中,分別以0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%的添加量加入生抽,混合均勻后,常溫下進行感官評定。

1.2.3.4 味精添加量的單因素實驗 向白砂糖添加量為8.0%,料酒添加量為6%,生抽添加量為1.5%的基料中,分別以0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的添加量加入味精,混合均勻后,常溫下進行感官評定。

1.2.3.5 正交實驗 根據上述單因素實驗,確定了影響調味蝦仁四個主要因素(白砂糖、料酒、生抽、味精)的最佳添加量,每個因素取三個水平,以感官評分為考察標準[14-16],進行四因素三水平的正交實驗,來確定最佳調味工藝。因素水平表見表1。

表1 正交實驗因素水平表Table 1 Factors and levels of orthognal experiment

1.2.4 腌制工藝研究

1.2.4.1 食鹽添加量的確定 在白砂糖的添加量為8.0%,料酒的添加量為6%,味精的添加量為0.3%,生抽的添加量為1.5%,料液比為2∶1 g/mL,腌制時間為20 min條件下,選擇食鹽添加量為:0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%,研究海蝦的失水率、TVB-N及色差值的變化情況,確定最佳食鹽添加量。

1.2.4.2 液料比的確定 在白砂糖的添加量8.0%,料酒的添加量6%,生抽的添加量1.5%,味精的添加量0.3%,食鹽添加量為1.5%,腌制時間為20 min條件下,選擇的料液比為1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1 g/mL。相應時間腌制完成后研究中華管鞭蝦蝦仁的失水率、TVB-N與色差的變化情況,確定最佳液料比。

1.2.4.3 腌制時間的確定 在白砂糖的添加量為8.0%,料酒的添加量為6%,生抽的添加量為1.5%,味精的添加量為0.3%,食鹽添加量為1.5%,料液比為3∶1 g/mL的條件下,選擇的腌制時間為6、9、12、15、18 min。研究中華管鞭蝦蝦仁的失水率、TVB-N值與色澤的變化情況,確定最佳腌制時間。

1.2.5 生產工藝優化

1.2.5.1 調味時間確定 為了使海捕蝦仁更好的入味,將其與上述最佳調味溶液進行調味處理。實驗在1.2.3及1.2.4的最優條件下,選擇調味時間為6、9、12、15、18 min進行調味處理。相應時間調味完成后,以感官評分為指標,確定最佳調味時間。

1.2.5.2 蒸煮時間確定 蒸煮在一定程度上影響蝦仁的質構特征[17],蝦仁用沸水依次蒸煮0、2、4、6、8、10 min。經蒸煮后的產品以感官評分為指標,確定最佳蒸煮時間。

1.2.5.3 干燥時間確定 海捕蝦蒸煮調味完成后,除去水分,在托盤內整齊排列,保持60 ℃條件下分別干燥30、60、90、120、150 min。經干燥后的產品以感官評分為指標,確定干燥的最佳時間。

1.2.5.4 殺菌時間確定 將高水分海捕蝦產品進行包裝后,放置于115 ℃中,記錄殺菌10、15、20、25 min后的細菌菌落總數的變化,進行感官評定,平行實驗三次,取平均值,確定最佳殺菌時間。

1.2.5.5 正交實驗 根據上述單因素實驗確定了影響產品加工工藝四個主要因素(腌制時間、蒸煮時間、干燥時間、殺菌時間)的最優處理時間,每個因素取三個水平,在確保產品安全的基礎上,以感官評分為考察標準,進行四因素三水平的正交實驗,因素水平表見表2,來確定最佳工藝。

表2 正交實驗因素水平表Table 2 Factors and levelsTable of orthogonal experiment

1.3 理化指標測定

1.3.1 揮發鹽基氮含量的測定 按GB 2733-2015使用自動凱氏定氮儀,應用半微量凱氏定氮原理，測定放置在不同溫度下蝦仁的揮發性鹽基氮數值,TVB-N值以小于20 mg/100 g為標準,測定完成后記錄數值[18]。

1.3.2 水分含量的檢測 采用GB 5009.3-2010食品中水分的測定中的直接干燥法測定[19]。失水率按下式計算:

蒸煮失水率(%)=(蒸煮前克數-蒸煮后克數)/蒸煮前克數×100

1.3.3 色差測定 用WSC-S型色差計來測定蝦仁的顏色。L*值表示亮度,其值表示黑色到白色的變化;平行實驗3次,記錄下數據,剔除特別明顯錯誤的,重新讀取,最終取三次讀數的平均值。

1.3.4 感官評定 邀請6名專業人員組成感官評定小組。在實驗前,對品評員進行針對性的培訓。評定的內容為咀嚼性、彈性、風味和色澤,評定標準見表3。

表3 感官評分標準Table 3 Sensory scoring standard

1.3.5 細菌總數的測定 參考GB 4789.2-2010 食品衛生微生物學檢驗菌落總數測定[20]。

1.3.6 大腸菌群的測定 參考GB 4789.3-2010 食品衛生微生物學檢驗大腸菌群測定[21]。

1.4 數據處理

數據處理及作圖采用Origin 8.1、SPSS 13.0統計分析軟件,結果為平均值±標準偏差(采用SNK法分析測驗顯著性水平,p<0.05)。

2 結果與分析

2.1 調味配方單因素及正交優化實驗

2.1.1 白砂糖添加量 白砂糖添加量對感官評分的影響如圖1所示。

圖1 白砂糖添加量對感官評分的影響Fig.1 Effect of addition of white sugar on sensory score

從圖1可以看出,隨著白砂糖量的增加,感官評定總分呈先上升后下降趨勢。當白砂糖量超過8%時,感官評定分數在下降。這可能是因為白砂糖量多,使蝦仁偏甜,影響感官分數。從感官總分分析,確定最佳白砂糖添加量為8%。

2.1.2 料酒添加量 料酒添加量對感官評分的影響如圖2所示。

圖2 料酒添加量對感官評分的影響Fig.2 Effect of amount of wine on sensory score

從圖2數據可以看出,隨著料酒添加量的增加,感官評分值呈現先增后減的趨勢。當料酒添加量超過9%時,感官評定分數降低。確定最佳料酒添加量為9%。

2.1.3 生抽添加量的確定 生抽添加量對感官評分的影響如圖3所示。

圖3 生抽添加量對感官評分的影響Fig.3 Effect of soy sauce on sensory score

從圖3可以看出,隨著生抽含量的加大,產品整體感官評分呈現先上升后下降趨勢,可見生抽對蝦仁的風味起到比較重要的作用。確定最佳生抽的添加量為1.5%。

2.1.4 味精添加量 味精添加量對感官評分的影響如圖4所示。

圖4 味精添加量對感官評分的影響Fig.4 Effect of monosodium glutamate on sensory score

從圖4數據可以看出,隨著味精含量的增加,整體趨勢先上升后下降。確定最佳味精的添加量為0.2%。

2.1.5 調味料正交實驗優化 對正交實驗結果數據作極差分析,結果見表4。由表4中的R值分析,味精添加量對感官品質的影響程度最大。各因素對產品的影響程度依次為味精添加量>白砂糖添加量>料酒添加量>生抽添加量;根據方差分析(表5),味精添加量對感官品質影響未達到顯著水平(p>0.05),其他三個因素均達到顯著水平(p<0.05);根據k值法分析表4得到實驗最優水平組合為A2B2C2D3,即白砂糖的添加量為8.0%,料酒的添加量為9%,生抽的添加量為1.5%,味精的添加量為0.3%。從表4可得,由于優化方案不在正交表的9組實驗中,因此需要進行驗證性實驗。設定調味配方為白砂糖的添加量為8.0%,料酒的添加量為9%,生抽的添加量為1.5%,味精的添加量為0.3%。按照工藝流程進行正交驗證實驗,最后感官評分達到49分。由實驗結果表明,該調味配方優于原先的9組實驗,可行性較好。

表4 調味料正交實驗結果表Table 4 Orthogonal test results of seasonings

表5 正交實驗顯著性分析結果Table 5 Results of variance analysis in orthogonal test

2.2 產品調味工藝的確定

2.2.1 食鹽添加量 在確定調味配方的基礎上,固定料液比及腌制時間,考察食鹽添加量對產品的失水率、TVB-N及色差值的影響,結果見圖5。

圖5 食鹽添加量對中華管鞭蝦蝦仁色差、 失水率和揮發性鹽基氮的影響Fig.5 Effects of salt addition on color, water loss rate and volatile basic nitrogen of sea shrimp

由圖5可知,隨著食鹽添加量的遞增,中華管鞭蝦蝦仁的失水率也在不斷增大。食鹽添加量為2.5%時,失水率已經與原樣相差了約10%,而揮發性鹽基氮變化并不明顯,說明食鹽對中華管鞭蝦蝦仁TVB-N值的影響較小。隨著食鹽含量增加,色差先減少后增加,但是差值并不明顯。綜合分析選擇1.5%食鹽添加量為宜。

2.2.2 料液比的確定 在確定調味配方的基礎上,固定食鹽添加量及腌制時間,考察料液比對產品的失水率、TVB-N及色差值的影響,結果見圖6。

圖6 料液比含量對中華管鞭蝦蝦仁色差、 失水率和揮發性鹽基氮的影響Fig.6 Effect of solid to liquid ratio on color, water loss rate volatile basic nitrogen of sea shrimp

由圖6可知,隨著料液比的增加,中華管鞭蝦蝦仁的失水率呈現出上升的趨勢。當料液比達5∶1 g/mL添加量時,中華管鞭蝦蝦仁的失水率與初始值相差約10%。另外觀察揮發性鹽基氮發現其數值也在加大,但其增加不明顯。色差值與料液比成反比,隨含量增加呈下降趨勢[22]。綜合三者的數據,最終選擇料液比含量為3∶1 g/mL。

2.2.3 腌制時間的確定 在確定調味配方的基礎上,固定食鹽添加量及料液比,相應時間腌制完成后考察樣品的失水率、TVB-N與色差的變化情況,結果見圖7。

圖7 腌制時間對中華管鞭蝦蝦仁色差、 失水率和揮發性鹽基氮的影響Fig.7 Effect of pickling time on color, water loss rate and volatile basic nitrogen of sea shrimp

由圖7可知，隨著腌制時間的延長,中華管鞭蝦蝦仁的揮發性鹽基總氮呈現出上升的趨勢。前期增速比較緩慢,后期速率不斷增大,當腌制時間為25 min時,已接近16 mg/100 g。而從失水率角度看,其數值與腌制時間呈正相關,15 min開始,失水速率加快。色差值整體上呈下降趨勢。綜合分析最終選擇腌制時間為12 min。

2.3 中華管鞭蝦生產條件單因素及正交優化實驗

2.3.1 調味時間對產品感官品質的影響 根據圖8可知,隨著調味時間的增加,感官評定的分數先增后減。當調味時間為12 min時,感官評分達到最高。

圖8 調味時間對產品感官品質的影響Fig.8 Effect of seasoning time on sensory quality

2.3.2 蒸煮時間對產品感官品質的影響 依據圖9數據信息可知,隨著蒸煮時間的增加,感官評定分數呈現先增后減的狀態。當蒸煮時間為4 min時,感官評分達到最高。

圖9 蒸煮時間對產品感官品質的影響Fig.9 Effect of cooking time on sensory quality

2.3.3 干燥時間對產品感官品質和的影響 觀察圖10的數據,可以看出,隨著干燥時間的變化,產品口感也發生了相應的改變。感官評定在60 ℃下干燥1 h,取到最大評分。

圖10 干燥時間對產品感官品質的影響Fig.10 Effect of drying time on sensory quality

2.3.4 殺菌時間對產品感官品質的影響 根據圖11可知,隨著殺菌時間的加長,細菌總數在逐漸減少。從感官角度而言,115 ℃下滅菌20 min,此刻的細菌總量小于10,且感官評分超過45,此時的產品達到最優的殺菌效果。

圖11 殺菌時間對產品感官品質的影響Fig.11 The effect of sterilization time on sensory quality

2.3.5 生產條件正交實驗優化 對正交實驗結果數據作極差分析,結果見表6。由表中的R值分析,調味時間對感官品質的影響程度最大。各因素對產品的影響程度依次為調味時間>蒸煮時間>干燥時間>殺菌時間;根據方差分析(表7),調味時間對感官品質的影響達到極顯著水平(p<0.01),蒸煮時間達到顯著水平(p<0.05),其它二個因素均未達到顯著水平(p>0.05);根據k值法分析表6，得到實驗最優水平組合為W2X2Y2Z1,即調味時間為12 min,蒸煮時間為4 min,干燥時間為60 min,殺菌時間為10 min。

表6 生產工藝正交實驗結果表Table 6 Orthogonal test results of seasonings

按照最優工藝流程進行實驗,最后感官評分達到48分。由實驗結果表明,該生產條件優于原先的9組實驗,可行性較好。經檢測細菌總數小于1000 CFU/g，大腸菌群小于10 MPN/100 g。

3 結論

通過調味配方單因素與優化實驗確定最佳調味配方為:白砂糖添加量為8.0%,料酒添加量為9.0%,生抽添加量為1.5%,味精添加量為0.3%。四個因素影響由大到小依次為:味精添加量>白砂糖添加量>料酒添加量>生抽添加量,對中華管鞭蝦蝦感官評定的影響最大的是味精添加量,產品感官評分達到49分。通過產品調味工藝的確定，最佳調味工藝為最佳食鹽添加量為1.5%，料液比為3∶1 g/mL，腌制時間為15 min。

為使蝦仁產品獲得更好的口感,通過生產工藝條件的優化研究,確定中華管鞭蝦蝦仁產品的生產工藝條件為:調味時間為12 min、蒸煮時間為4 min、60 ℃下干燥60 min、115 ℃下滅菌10 min,獲得的產品經檢測細菌總數小于1000 CFU/g,大腸菌群小于10 MPN/100 g,且感官評分達到48分,完全達到常溫條件下安全食用6個月的衛生要求。

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