殼聚糖復合涂膜對青蝦煮制后食用品質的影響

齊懿涵，倪榮，馬曉璐，李丹丹，張振，郭雪松

錦州醫科大學食品科學與工程學院（錦州 121000）

青蝦學名日本沼蝦（Macrobrachium nipponense），又稱河蝦，是市場需求量大、經濟效益高、生產成本低的一種水產品[1]，在我國各省淡水水域均有分布[2]。其因鮮嫩的食品肉質，豐富的食物營養，得到廣大消費者一致青睞[3]，成為我國養殖蝦類中重要的品種之一。但是青蝦對生長和貯藏環境要求極高，易腐敗變質。青蝦除了使用傳統的低溫保鮮處理方式外，應用最多的保鮮處理方法還有化學法、氣調保鮮法、輻照殺菌法[4]，這些方法各有利弊，如：樣品長時間處于低溫狀態時易發生蛋白質變性，影響食用品質；添加化學防腐劑，可能會存在潛在的安全性風險；輻照和氣調會極大地影響樣品的口感和風味。隨著我國人民物質基礎水平的不斷提高及健康和文化生活理念的不斷提升，人們對食品的質量要求越來越高，食品安全和品質成為消費者不斷追求的重點，因此開發安全、環保、無毒的天然生物保鮮技術成為我國食品行業的研究熱點。

殼聚糖是有機化學高分子幾丁質脫乙酰作用的產物，作為一種天然動物源性生物保鮮劑，其具有非毒性、生物降解性和超強抗菌性等重要特點[5-6]。ε-聚賴氨酸對食品腐敗菌具有較高的體外抑菌活性和穩態抑菌活性，被認為可以安全地用于食品中，是一種具有極大商業潛能的生物防腐劑[7]?？ɡz是一種具有陰離子的聚多糖[8]，其穩定性強，是食品工業應用最廣泛的增稠劑之一。

殼聚糖涂膜在水產品保鮮中雖具有良好的保鮮效果，但成膜后拉伸強度減弱，影響保鮮效果，存在局限性[9-10]。殼聚糖復合涂膜的應用可以增強樣品的穩定性，提高抑菌活性，從而保持水產品的品質，延長其保鮮期[6]?，F有研究主要圍繞涂膜處理對水產品貯藏期間理化、微生物指標變化和貨架期的影響，將鮮蝦進行殼聚糖復合涂膜處理，貯藏一定時間，研究涂膜處理對其煮制熟化后感官、質構、風味影響還鮮有報道。因此，為探究聚糖復合涂膜對冷藏青蝦煮制熟化后感官品質、質構特性及風味品質的影響，結合前期研究結果，選用殼聚糖、ε-聚賴氨酸、卡拉膠復合涂膜處理青蝦，研究其冷藏一定時間后煮制熟化樣品感官、質構和風味的品質變化，以期為蝦類熟制品質保持提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

青蝦（選擇大小均勻，單只均重10±2 g，購買于錦州市林西路市場）。

殼聚糖（分子量161.16 kDa，脫乙酰度＞95%，黏度100～200 mPa·s，食品級，上海阿拉丁生化科技股份有限公司）；ε-聚賴氨酸（食品級，山東欣鼎生物科技有限公司）；卡拉膠（河南洪鑫食化有限公司）。

1.1.2 主要儀器與設備

PEN3便攜式電子鼻、TMS-PRO型質構儀（北京盈盛恒泰科技有限公司）；KQ3200B型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 涂膜液制備

按照前期研究結果制備涂膜液[11]。稱取1.5 g殼聚糖，取1 mL冰乙酸加水定容至100 mL，借助超聲輔助30 min使其充分溶解，制備1.5%的殼聚糖涂膜液，記為殼聚糖組；分別稱取殼聚糖、ε-聚賴氨酸和卡拉膠1.5 g，0.15 g和0.19 g，依次超聲輔助溶解于含1%冰乙酸的100 mL蒸餾水中，制備復合涂膜液，記為復合組。

1.2.2 原料預處理

將蝦洗凈，置于冰水中冷凍致死后隨機分為3組備用，未經涂膜處理組作為空白對照，其余2組分別放入殼聚糖單獨涂膜劑和殼聚糖復合涂膜劑中充分浸泡5 min取出，置于通風處瀝水1 h后將其放到無菌保鮮袋當中，放入4±1 ℃的冷藏冰箱內進行儲存[11]。定期取不同組樣品，分別放入冷水中煮制，水開3 min取出，取可食部分測定其感官品質、質構、風味等指標。

1.2.3 感官評定

建立男女各7人的感官評定小組，每2 d進行1次評估，評估過程獨立無互動。評定總分為9分，具體評定標準參考表1。其中：評分為9～8分，則表示最終的評定結果為優秀；評分為7～6分，則表示最終的評定結果為良好；評分為5～4分，則表示最終的評定結果為一般；評分為3分，則表示最終的評定結果為較差；評分為2～1分，則表示最終的評定結果為極差[12]。

表1 熟蝦感官品質評分標準

1.2.4 質構特性

參照王偉[13]的方法，并加以修改。以煮制熟化的蝦腹側第2節為測試點，設定力量感應元量程1 000 N，高度20 mm，形變量30%，檢測速度60 mm/min，起始力量0.5 N，通過8次平行測試，最終選取平均測試值。

1.2.5 電子鼻檢測

采用電子鼻對蝦肉熟制后的揮發性成分進行研究[14]。按照上述方法將不同處理組的蝦置于電磁爐中煮熟，稱取1 g蝦肉碎，放入50 mL小燒杯中，用保鮮膜將其頂部進行密封。每組3個平行樣品，放置20 min后可進行測定。設定參數：進樣速率和載氣速率為300 mL/min，清洗時間和檢測時間為120 s。電子鼻傳感器性能描述見表2。

表2 PEN3型電子鼻傳感器及性能

1.2.6 數據處理

通過利用Winmuster軟件對115～120 s的數據進行分析，采用SPSS數據分析軟件對試驗數據進行詳細研究和對比，p＜0.05表示數據具有顯著性差異。使用Excel軟件進行試驗中圖表的制作。

2 結果與分析

2.1 不同涂膜處理對煮制熟青蝦感官品質的影響

如圖1所示，各組煮制熟青蝦感官評分與冷藏時間呈負相關。各組樣品的感官品質在前4 d變化較小，4 d后的品質下降速度加快。貯藏第8天時，空白組、殼聚糖組、復合組樣品的感官評分分別為3.29± 0.31，5.55±0.35和6.66±0.30分。空白組與涂膜組的感官評分有較大差異，低于其他組（p＜0.05），且復合組顯著高于殼聚糖組（p＜0.05）。這可能是由于隨著貯藏時間延長，微生物數量增加，分解速率加快使蝦肉腐敗變質，而殼聚糖涂膜劑和復合涂膜劑都能對青蝦腐敗菌發揮抑制作用，減慢其腐敗速度，從而更好地維持熟制青蝦原有的色澤、風味、質地等感官品質[6]，其中殼聚糖復合涂膜處理青蝦能更有效維持其煮制熟化后的感官品質。

圖1 感官評定結果

2.2 不同涂膜處理對煮制熟青蝦質構特性的影響

質構是評價食品感官品質的重要方法之一[15]，其中測定熟蝦的硬度、彈性、咀嚼性等指標能有效反映其質構特性[16]。由圖2可知，在整個貯藏期煮制熟青蝦肉質的硬度在逐漸下降。貯藏前4 d，各組的差異均不明顯（p＞0.05）；貯藏至第8天時，各組差異明顯（p＜0.05）；空白組熟蝦肉的硬度下降最快，復合組蝦肉的硬度下降速率明顯低于殼聚糖組（p＜0.05）。這說明復合涂膜處理的熟蝦肉硬度保持最好，第8天時硬度可達7.51 g，而殼聚糖組僅為5.75 g，空白組熟蝦肉基本腐爛，硬度僅維持在1.2 g左右。因此，2種涂膜對煮制熟蝦肉硬度的變化均起到抑制作用，且復合組的抑制作用明顯優于殼聚糖組。

圖2 不同涂膜處理后在不同時間熟制青蝦硬度的變化

彈性可以表示外力作用時熟蝦肉的形變，是判斷蝦肉是否新鮮的重要指標之一[16]。如圖3所示，伴隨貯藏時間不斷增加，每組經過熟制的蝦肉彈性都有所降低。貯藏0～4 d時，各組彈性的變化并無明顯不同（p＞0.05）。貯藏8 d時，復合組和殼聚糖組的彈性下降至1.72和1.52 mm，而空白組彈性僅0.98 mm。涂膜組與空白組均出現明顯差異（p＜0.05），說明與空白組相比，復合組與殼聚糖組均較好地維持蝦肉彈性。

圖3 不同涂膜處理后在不同時間熟制青蝦彈性的變化

咀嚼性可以反映模擬咀嚼時所需的能量[16]。如圖4所示，青蝦在貯藏相同時間時，復合組和殼聚糖組樣品的咀嚼性均明顯高于空白組。貯藏0～4 d時，各組間無明顯不同（p＞0.05），貯藏第8天時，復合組和殼聚糖組樣品的咀嚼性分別為8.75和6.65 g，而空白組的咀嚼性僅1.66 g。這與硬度、彈性值的變化一致。因此，殼聚糖復合涂膜處理對保持煮制熟蝦質構特性具有明顯效果。

圖4 不同涂膜處理后在不同時間熟制青蝦咀嚼性的變化

2.3 不同處理組煮制熟青蝦響應雷達圖分析

不同涂膜處理組的響應雷達圖如圖5所示。電子鼻在第8天有明顯響應，其中傳感器7（W1W）響應值最明顯，此外6（W1S）、8（W2S）等其他幾個傳感器的響應值也具有較明顯的變化。由此可以說明，經過長期的冷藏保存，煮制熟青蝦有很多的硫化物等物質產生。對比空白組，殼聚糖組與復合組的響應值均有降低，說明2種涂膜處理對青蝦貯藏期間產生的硫化物均有抑制作用。電子鼻的雷達圖清晰展現蝦肉鮮度的變化情況，可用電子鼻判斷蝦肉中揮發性成分的變化，以確定蝦肉新鮮度，并判斷不同涂膜劑對蝦肉貯藏期間硫化物等物質的抑制作用。

圖5 不同涂膜處理組煮制熟青蝦雷達圖

2.4 主成分分析（PCA）

PCA可以在解釋數據的差異和相似之處的基礎上更好地將所有信息可視化。不同涂膜處理的青蝦熟制后的PCA分析如圖6所示。PC1、PC2的貢獻率分別是98.71%和0.88%，總貢獻率大于85%，且2個主成分相差范圍極大，說明數據有效。貯藏第4天時，各處理組之間存在交叉，不能很好地將各處理組的蝦區分，但總體觀察，涂膜組略好于空白組，說明貯藏第4天時，蝦肉的品質變化并不明顯。貯藏第8天時。各處理組之間無交叉，可以很好區分各組的蝦肉。其中，復合組的數據最接近新鮮蝦，殼聚糖組次之，空白組距離最遠。說明復合組與空白組的熟制蝦肉的揮發性成分有明顯區別，復合涂膜有效保持煮制青蝦的原有風味。

圖6 不同涂膜處理熟青蝦的PCA圖

2.5 Loading圖分析

Loading分析是針對電子鼻傳感器的分析，可以判斷電子鼻各個傳感器的相對重要性[17]。試驗對熟制蝦肉的揮發性成分進行載荷分析。如圖7所示，W1W傳感器PC1貢獻率最高，W1S、W2W傳感器的PC1貢獻率較高，PC2的貢獻率最高，而W6S和W3S兩個傳感器中的貢獻率近似為0，說明沒有或僅少量地識別出樣品中氫化物和烷烴類風味物質的存在。參照各傳感器的性能可知，W1W、W1S、W2W風味成分對不同涂膜處理后4～8 d青蝦熟制后的差異有主要貢獻。青蝦由于微生物和腐敗菌的作用，使肌肉發生蛋白質的變性，脂肪的酸敗等，從而使青蝦在冷藏過程中散發出硫化物、氨氣、二氧化碳等腐敗氣味[18]。因此復合涂膜法可較好保持樣品風味。

圖7 不同涂膜處理熟青蝦的Loading圖

2.6 LDA圖分析

LDA分析中，若PC1和PC2的總貢獻率達到70%，則證明數據有意義。如圖8所示，PC1的貢獻率為90.057%，PC2的貢獻率為4.078%，離散率大，說明4～8 d時蝦的風味速率變化大，不同涂膜處理條件下樣品的風味成分可以很好地分開。這與PCA分析結果一致，說明通過電子鼻檢測可以有效反映蝦在貯藏過程中揮發性物質的變化，從而判斷樣品的新鮮度和風味品質。

圖8 不同涂膜處理熟青蝦的LDA圖

3 結論

以青蝦為研究對象，探究殼聚糖復合涂膜對冷藏青蝦煮制熟化后感官品質、質構特性及風味品質的影響。結果表明，殼聚糖單獨涂膜和復合涂膜對青蝦熟制后的感官、質構、風味品質的保持均具有作用，且殼聚糖復合組優于殼聚糖組。試驗有效補充和延伸了關于涂膜處理對水產品貯藏期間品質變化和貨架期影響研究，為涂膜保鮮技術在蝦類等水產品品質保持中的應用提供依據。