超高壓處理對蝦夷扇貝脫殼及其品質影響的研究

文麗華 ，陳啟航，宣曉婷，崔 燕，尚海濤，凌建剛，陳小娥，方旭波

（1.浙江海洋大學食品與醫(yī)藥學院，浙江舟山 316022； 2.寧波市農業(yè)科學研究院農產品加工研究所，浙江寧波 315040）

蝦夷扇貝Patinopecten yessoensis 是濾食性雙殼貝類的主要品種，具有營養(yǎng)豐富、味道鮮美的優(yōu)點[1-2]。然而由于扇貝肉與殼之間是通過閉殼肌相互連接，并且閉殼肌較為發(fā)達，其脫殼方法主要以手工強制剝離和加熱脫殼為主，常用的手工脫殼效率低、貝肉完整性差，加熱脫殼易導致蛋白變性，降低扇貝商品價值[3-4]。因此提高脫殼效率，獲得完整高品質的扇貝肉，成為目前生產加工的關鍵。

超高壓（high hydrostatic pressure，HHP）技術高效方便，通過非熱加工手段達到脫殼目的，并存在顯著優(yōu)勢，不僅脫殼率較高，且不會影響產品的品質和營養(yǎng)價值[5-7]。因此超高壓技術在貝類脫殼中的應用備受國內外學者重視，在扇貝[8]、鮑魚[9]、縊蟶[10]、牡蠣[11]、毛蚶[12]等貝類中均有相關研究。然而我國目前超高壓對扇貝脫殼技術研究尚處于起步階段。

本研究以蝦夷扇貝為試驗對象，考察超高壓處理對蝦夷扇貝脫殼效果的影響，在此基礎上，結合超高壓技術對貝肉的持水率、色澤和質構的分析研究，確定最佳超高壓工藝參數，旨在為扇貝的資源開發(fā)和產業(yè)化應用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮活蝦夷扇貝（62.23±7.20 g，8.93±0.34 cm），購于寧波路林水產品市場，其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

CQC2L-600 全液相超高壓設備，北京速原中天股份有限公司；CR-400 色差儀，深圳金準儀器設備有限公司；TA-XT.Plus 質構儀，英國Stable Micro Systems 公司；MS105DU 電子分析天平，Mettler Toledo 儀器有限公司；TSE240V 超低溫冰箱，美國賽默飛世爾科技公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品處理

將清洗干凈的鮮活蝦夷扇貝分裝在聚乙烯袋中后（每袋9 只貝，添加100 mL 蒸餾水并密封）用超高壓處理。分別在150、250、350 MPa 下處理1、3、5 min，另以蒸煮脫殼（鮮活扇貝100 ℃水蒸煮3～5 min）和手工脫殼（用手術刀人工脫殼）為對照組。

1.3.2 脫殼效果指標測定

（1）脫殼時間：將手工處理、蒸煮處理和超高壓處理的扇貝在冷卻至室溫后進行手工脫殼，記錄每組9 只扇貝脫殼所用的時間。

（2）得肉率：參考王敏[13]和李學鵬等[14]的研究方法，超高壓處理之后，分離閉殼肌，用濾紙吸干貝肉后稱重，計算公式如下：

式中，Mm為脫殼后貝肉質量，Ms為脫殼后貝殼質量，Mt為脫殼前整個扇貝質量。

（3）脫殼情況：觀察不同處理后扇貝的脫殼情況，分為以下4 種脫殼情況，見表1。

表1 不同處理后扇貝的脫殼情況Tab.1 Shelling of scallops after different treatments

1.3.3 持水率

將棉花放入潔凈干燥的離心管底部，用于吸水，并將脫殼后的貝肉放入，經10 000 r·min-1離心15 min 后，取出稱重，計算公式如下：

式中，Mn為離心之后貝肉的質量，Mm為脫殼后貝肉質量。

1.3.4 色差

將超高壓處理之后的扇貝肉取下，采用色差儀測定扇貝閉殼肌的L*值、a*值、b*值，同時利用ΔE 表征扇貝閉殼肌色澤的變化程度，計算公式如下：

式中：ΔL*為處理組與對照組L*值之差；Δa*為處理組與對照組a*值之差；Δb*為處理組與對照組b*值之差。

1.3.5 全質構

將超高壓處理之后的扇貝肉取下，使用TA-XT Plus 型質構儀進行貝肉的質構分析，選取P/5 柱形探頭，探頭下行速度2.0 mm·s-1，下壓速度1.0 mm·s-1，回升速度2.0 mm·s-1，下壓深度6.0 mm，觸發(fā)力5.0 g，兩次壓縮間隔時間5 s。

1.4 數據分析

采用Origin Pro 8.5 軟件進行繪圖，每組實驗平行3 次。

2 結果與分析

2.1 超高壓對扇貝脫殼效果的影響

扇貝閉殼肌與兩片貝殼緊密相連，難以從貝殼上完全剝離，通常脫殼后的貝殼上會有貝肉殘留，因此，得肉率可反映超高壓脫殼后貝肉的產出率[13]。由表2 可知，經過超高壓處理可以顯著提高得肉率（P＜0.05）。與李高尚等[15]研究發(fā)現超高壓條件下，可以提高蝦蛄仁得率的研究結果相似。

表2 超高壓對扇貝脫殼效果的影響Tab.2 Effect of ultra-high pressure on shelling of P.yessoensis

脫殼時間是最直接反映扇貝脫殼效率的評價指標，影響扇貝脫殼的成本和生產效率[9]。由表2 可知，手工脫殼所需時間最長，其次為蒸煮脫殼，此兩種處理不能獲得完整的貝肉，閉殼肌與貝殼有粘連。與蒸煮脫殼和手工脫殼相比，超高壓脫殼時間顯著縮短（P＜0.05）。隨著超高壓壓力的增加和保壓時間的延長，脫殼時間整體降低。超高壓處理后扇貝明顯有利于開殼，但開殼程度因處理壓力與保壓時間不同而有所不同。150 MPa 保壓1 min 時，扇貝閉殼肌完全未脫離，需施加一定的外力才能使殼肉分離，貝肉與殼有粘連情況；150 MPa 保壓3 min、5 min 和250 MPa 保壓1 min 時，扇貝閉殼肌部分脫離，稍施加外力即可脫殼，貝肉與殼基本無粘連現象；250 MPa 保壓3 min、5 min 和350 MPa 保壓1 min、3 min 時，貝肉與殼完全脫離，獲得的貝肉完整；但在350 MPa 保壓時間5 min 條件下，扇貝貝殼會出現輕微破損，導致最終分離的貝肉中出現破碎的貝殼，從而影響貝肉品質。因此扇貝的脫殼壓力不宜超過350 MPa 且保壓時間不宜過長，在150 MPa 3 min 至350 MPa 3 min 范圍內扇貝即可開殼，并獲得完整的貝肉且貝殼未有破損，整體脫殼時間也明顯低于對照組，同時可減少超高壓處理過程的能耗，滿足生產效率，降低了生產成本。

綜合考慮扇貝脫殼時間、得肉率和以貝肉完整性為主的脫殼情況，250 MPa 保壓3 min、250 MPa 保壓5 min、350 MPa 保壓1 min、350 MPa 保壓3 min 范圍內為扇貝適宜脫殼參數，在實現扇貝完全脫殼的情況下，可顯著縮短脫殼時間并顯著提高得肉率。

2.2 超高壓對貝肉持水率的影響

由圖1 可知，經過蒸煮處理對扇貝肉的持水率的影響顯著低于超高壓處理，可能是高溫破壞了扇貝組織結構并造成貝肉蛋白質急劇變性，導致細胞內游離物質（水和水溶性組分）溢出，進而貝肉質量減少[16-17]。超高壓處理后扇貝肉持水率高于手工脫殼組（24.44%），也高于蒸煮脫殼組（7.83%）。XUAN Xiaoting，et al[18]在研究貝類時同樣發(fā)現超高壓處理后其貝肉持水力升高，說明超高壓處理提高了扇貝貝肉的持水能力。壓力為150 MPa 時扇貝肉的持水率隨著保壓時間的延長而逐漸升高，壓力為250 MPa，扇貝肉的持水率也隨著保壓時間的延長而上升。但當壓力達到350 MPa，保壓時間超過1 min 時，貝肉的持水率隨著時間延長有所下降。

綜上所述，蒸煮脫殼組扇貝肉持水率最低，故而其持水力最差。而超高壓處理組的持水率均高于手工脫殼組，在處理壓力達250 MPa，保壓時間為3 min、壓力為250 MPa 且保壓時間為5 min，壓力為350 MPa 且保壓時間為1 min 為扇貝加工適宜持水率參數范圍。

2.3 超高壓對扇貝肉色澤的影響

貝肉色澤的變化是衡量扇貝感官品質的重要指標[19]。由表3 可知，各處理組L*值、a*值、b*值、ΔE值均發(fā)生了不同程度的變化，其中L*值蒸煮處理組低于手工脫殼組，并在壓力超過250 MPa、時間大于1 min條件下顯著高于手工脫殼組（P＜0.05），此條件下超高壓處理組與蒸煮脫殼組差異明顯。a*值在壓力為150～250 MPa 時顯著高于手工脫殼組，當壓力達到350 MPa 時，a*值均為負值，表明壓力增大a*值由紅至綠變化，貝肉色澤變淺，此變化與手工處理相當。b*值由小到大表示藍色到黃色，蒸煮脫殼組高于手工脫殼組，超高壓組b*值均低于手工脫殼組，降低向藍色轉變，尤其當壓力達到350 MPa 時貝肉b*值顯著降低（P＜0.05），均為負值。當壓力達到350 MPa，ΔE 值顯著高于蒸煮脫殼組（P＜0.05），其余超高壓組低于蒸煮脫殼組。隨著壓力的增大和保壓時間的延長，扇貝貝肉顏色變化明顯。綜上所述，控制超高壓處理條件為250 MPa 且保壓時間為5 min 時，可獲得色澤感官更佳的扇貝貝肉。

2.4 超高壓對扇貝貝肉質構的影響

質構作為評價感官品質的重要依據，其中包括硬度、彈性、內聚性、咀嚼性這幾項指標，硬度表示樣品達到一定形變后恢復到原來程度所需的力；彈性是指形變樣品在撤去變形力后恢復原狀的高度或體積比率，與蛋白形成的網狀結構有關；內聚性代表樣品內部收縮力的強度，表示樣品抵抗變形并維持原有形態(tài)的能力，咀嚼性是咀嚼樣品時所需的能量，在數值上等于膠黏性與彈性的乘積（即硬度、內聚性和彈性三者的乘積）[20-21]。不同處理條件對扇貝肉質構的影響如表4 所示，超高壓處理后，扇貝肉硬度整體上高于蒸煮脫殼組，低于手工脫殼組，在250 MPa、5 min 時硬度最大。彈性變化顯著高于蒸煮脫殼組（P＜0.05），但整體上低于手工脫殼組。內聚性方面，在250 MPa、5 min 時扇貝肉具有最大的內聚性，其余超高壓處理組與手工脫殼組和蒸煮脫殼組差異顯著（P＜0.05）。咀嚼性方面，超高壓處理組貝肉咀嚼性整體上高于蒸煮脫殼組，250 MPa 保壓5 min 時咀嚼性最大與蒸煮脫殼組差異顯著（P＞0.05）。

圖1 超高壓對扇貝持水率的影響Fig.1 Effect of ultra-high pressure on water holding capacity of P.yessoensis

表3 超高壓對扇貝肉色澤的影響Tab.3 Effect of ultra-high pressure on color of P.yessoensis

表4 超高壓對扇貝貝肉質構的影響Tab.4 Effect of ultra-high pressure on texture of P.yessoensis

由表4 可知，超高壓處理后扇貝肉硬度、咀嚼性、彈性、內聚性基本都減小，低于手工脫殼組，但高于蒸煮脫殼組。綜合考慮處理壓力與保壓時間對扇貝肉質構的影響，發(fā)現250 MPa 保壓5 min 條件下處理扇貝肉可獲得最佳口感，且能最大程度保持其食用品質。

3 結論

超高壓處理有助于扇貝脫殼，可以顯著提高扇貝脫殼效率。超高壓脫殼扇貝的最佳脫殼條件確定為壓力250 MPa，保壓時間5 min。在此條件下，脫殼扇貝的得肉率較高，脫殼時間明顯縮短，能夠實現完全脫殼。經過超高壓處理，扇貝貝肉的持水能力提高。處理后貝肉的ΔE 值隨著壓力的增加而增大。另外，超高壓處理得到的貝肉硬度、咀嚼性、彈性、內聚性高于蒸煮脫殼組，其研究結果確保扇貝肉品質的同時提高生產效率，為超高壓技術推廣應用于扇貝脫殼提供了參考。