復合保鮮劑對蝦皮貯存品質的影響及其常溫保質期的預測

劉芳，鄭昇陽

1. 寧德師范學院生命科學學院（寧德 352100）；2. 國家海洋局海西海洋特色生物種質資源及生物制品開發公共服務平臺（寧德 352100）；3. 閩東水產品精深加工福建省高校工程研究中心（寧德 352100）

蝦皮是以中國毛蝦（Acetes chinensis）、日本毛蝦（Acetes japonicus）等小型蝦為原料，添加或不添加輔料，經水煮（或不水煮）、干燥等工序制成的產品[1]。蝦皮富含鈣、鎂、磷、碘等微量元素，100 g蝦皮中含鈣量可達1 314.9 mg[2]，蝦皮中蛋白質含量達72.9%（干基）[3]，故蝦皮是高鈣高蛋白食品。蝦皮因其價格實惠、食用方法簡單、可提升鮮味等諸多優點，深受消費者的喜愛。

傳統加工工藝生產的蝦皮產品因含水率低，加工條件變化劇烈，營養成分損失較大，肉質干癟、口感干硬，鮮味淡，產品感官品質較差。由新鮮毛蝦經適度加熱、干燥后制成的高含水率（25%～45%）、高鮮度、低鹽度及較好適口性（肉質厚實柔韌）的蝦皮更受消費者的喜愛。但高含水率的蝦皮室溫下的貯存時間較短。尤其在高溫季節容易腐敗變質，散發出難以忍受的氨臭味，失去食用價值。

蝦皮品質的影響因素有：一是微生物，如致病菌、腐敗菌等；二是物理因素，如水分、pH、光照、溫度、氧氣等，貯存在適宜條件下食物可以保存更長時間；三是化學因素，如防腐劑、抗氧化劑等。根據影響蝦皮品質的因素，可通過添加防腐劑、抗氧化劑，改善包裝等方式以延長蝦皮在常溫下的保質期。Nirmal等[4]研究綠茶提取物和氣調包裝延緩太平洋白蝦冷藏貯藏品質的變化，結果表明在氣調包裝之前用綠茶提取物處理蝦可延緩冷藏期間的品質變化。Bhadra等[5]研究表明殼聚糖涂層可作為抗氧化劑和微擴散屏障，防止斑節對蝦中水分、質地、氣味、顏色等的損失，延長斑節對蝦的保質期。Mosilhey等[6]研究表明辣木提取物（作為抗菌劑）和異黃酮（作為抗氧化劑）可提高去皮蝦在冰貯藏過程中的品質。

試驗綜合考慮加工、包裝成本及盡量使用天然抗氧化劑和防腐劑等多方面問題，采用添加復合保鮮劑對蝦皮不同貯存溫度下理化、微生物及感官品質的變化進行分析，應用雙溫度試驗法預測蝦皮在25 ℃下品質保持的期限并進行驗證，為企業探索蝦皮常溫保存技術提供一定理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

蝦皮（福建皓大工貿有限公司）；平板計數瓊脂（PCA，青島海博生物技術有限公司）；茶多酚、乳酸鏈球菌素、竹葉抗氧化劑、山梨酸鉀等（安徽紅星藥業有限公司）；氧化鎂、硼酸、氯化鈉、乙醇等（國藥集團化學試劑有限公司）；50型脫氧劑包（杭州綠源精細化工有限公司）。

1.1.2 主要儀器與設備

JZ-1B拍擊式均質器[拓赫機電科技（上海）有限公司]；HWS-70B恒溫恒濕培養箱（天津市泰斯特儀器有限公司）；YXQ-75G立式壓力蒸汽滅菌器（上海博迅實業有限公司）；WSC-S色差計（上海儀電物光儀器有限公司）；BPC-250F生化培養箱（上海一恒科學儀器有限公司）；BSA223S分析天平[賽多利斯科學儀器（北京）有限公司]。

1.2 試驗方法

1.2.1 蝦皮的處理

根據GB 2760—2014《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》規定，以蝦皮質量為基準，選擇配制0.5%茶多酚（抗氧化劑）、0.08%乳酸鏈球菌素（防腐劑）、0.03%竹葉抗氧化劑（抗氧化劑）、0.10%山梨酸鉀（防腐劑、抗氧化劑）復合保鮮劑，與蝦皮充分混勻，以100 g每份分別裝入PE保鮮袋，內置50型脫氧劑包，盡量排出空氣后密封。對照組為未添加保鮮劑的蝦皮，將試驗組和對照組均置于37 ℃和47 ℃的恒溫恒濕（濕度60%）培養箱中進行避光貯存。

1.2.2 水分測定

按照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》[7]中的直接干燥法進行測定。

1.2.3 感官評價

根據SC/T 3205—2016《蝦皮標準》對蝦皮的感官要求，蝦皮感官評價表設計如表1所示。由6名評價員從色澤、組織形態及滋味氣味3個方面對蝦皮進行綜合評分，取其平均值為最終感官評價得分。每項30分，總分90分，總分低于45分則認為該蝦皮感官品質不可接受。

表1 蝦皮感官評價表

1.2.4 pH測定

將蝦皮用粉碎機粉碎，取樣5 g與45 mL去離子水混勻并充分攪拌，用pH計測定溶液的pH。

1.2.5 色差分析

用色差儀測定蝦皮的L*、a*、b*值，色差儀使用標準黑板和標準白板校正。L*值表征明亮度，a*值表征紅綠色度（正值為紅色、負值為綠色），b*值表示黃藍度值（正值為黃色、負值為藍色）。根據式（1）計算總色差ΔE（表示所測樣品與空白對照組之間的色澤是否一致）[8]。

1.2.6 菌落總數的測定

按照GB 4789.2—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗菌落總數測定》[9]的方法進行測定。

1.2.7 TVB-N的測定

按照GB 5009.228—2016《食品安全國家標準 食品中揮發性鹽基氮的測定》中半微量凱氏定氮法[10]進行測定。

1.2.8 數據處理與統計分析

取3次平行試驗的平均值，運用SPSS 26對試驗數據進行方差分析、差異顯著性分析，結果表示為平均值±標準差；使用Origin 2021作圖。

2 結果與分析

2.1 蝦皮水分

在SC/T 3205—2016中熟干蝦皮水分范圍為25～35 g/100 g，熟半干蝦皮水分范圍為35～50 g/100 g。經測定，試驗所采用的蝦皮水分為35.96%±0.05%，屬于熟半干蝦皮。高含水量導致該蝦皮在常溫下難以維持品質穩定，特別是在夏季等高溫、高光照的季節更是容易發生腐敗變質，產生明顯氨臭味，食用品質大為下降。故在包裝內放置脫氧劑包，添加防腐劑和抗氧化劑，并避光保存蝦皮。

2.2 貯存期間蝦皮感官品質的變化

通過蝦皮的外觀、色澤、滋味及氣味等，消費者能夠直觀且便捷地判斷蝦皮品質的好壞。由圖1可知，隨著貯存時間的延長，蝦皮的感官評分均呈下降趨勢，47 ℃儲存條件下感官品質的下降速率明顯高于37 ℃。添加保鮮劑的蝦皮在37 ℃和47 ℃下均能延緩蝦皮感官品質的劣變。37 ℃條件下，未添加保鮮劑的蝦皮到第6天即達到感官品質不可接受的程度，添加保鮮劑的蝦皮到第9天達到感官品質不可接受的程度。47 ℃貯存條件下，未添加保鮮劑的蝦皮和添加保鮮劑的蝦皮到第4和第5天均達到感官品質不可接受的程度。

圖1 蝦皮在37 ℃和47 ℃貯存條件下感官評分的變化

2.3 貯存期間蝦皮pH的變化

由圖2可知，在貯存期間蝦皮的pH呈上升趨勢，貯存溫度越高，變化速度越快。添加復合保鮮劑的蝦皮在37 ℃條件下pH變化相對最慢，而未添加復合保鮮劑的蝦皮在47 ℃下pH變化速率最快。pH的升高與蝦皮品質劣變過程中的多種理化反應、微生物因素有關，如微生物大量繁殖、代謝，蛋白質、氨基酸等含氮物質分解，產生和積累堿性的含氮物質，使蝦皮的pH呈升高趨勢，pH的變化趨勢與后文蝦皮的TVB-N的變化趨勢基本一致。

圖2 蝦皮在37 ℃和47 ℃貯存條件下pH的變化

2.4 貯存期間蝦皮色澤的變化

色澤是蝦產品重要的品質屬性之一，對蝦皮的市場價值會產生顯著影響[11]。圖3～圖6反映了蝦皮在貯存期間色澤的變化情況。由圖3可知，蝦皮在貯存期間明亮度呈下降趨勢。由圖4～圖6可知，紅度值、黃度值及總色差均呈增加趨勢。在貯存初期，蝦皮的色澤變化較快，數據之間存在顯著差異，貯存后期的色澤變化趨勢均放緩，數據之間的差異不顯著。不同貯存溫度下，蝦皮的色澤變化有顯著差異，溫度越高，色澤變化越迅速。添加復合保鮮劑相比于未添加復合保鮮劑的蝦皮，色澤變化相對緩慢。蝦皮色澤的變化與溫度、pH、氧氣等因素有關。Chalida等[12]認為蝦青素在貯存期間發生氧化、降解是蝦色澤變化的影響因素之一。葉日英等[13]研究了凡納濱對蝦的色澤變化，結果表明貯藏期間總色差變化與細菌總數、TVB-N含量、多酚氧化酶活性、肌肉pH均顯著相關。

圖3 蝦皮在37 ℃和47 ℃貯存條件下L*的變化

圖4 蝦皮在37 ℃和47 ℃貯存條件下a*的變化

圖5 蝦皮在37 ℃和47 ℃貯存條件下b*的變化

圖6 蝦皮在37 ℃和47 ℃貯存條件下ΔE的變化

2.5 貯存期間蝦皮菌落總數的變化

圖7反映了蝦皮在貯存期間菌落總數的變化情況。隨著貯存時間的延長，菌落總數呈增加趨勢。貯存溫度越高，增長速率越快。復合保鮮劑的添加能在一定程度上延緩菌落總數的增長速率，但無法抑制其增長。朱亞珠等[14]研究表明在25 ℃和37 ℃貯存條件下蝦皮優勢腐敗菌均是堿桿菌（Alkalibacillus）、葡萄球菌（Staphylococcus）及芽孢桿菌（Bacillus），而不同貯藏時期細菌菌群結構有所差異，25 ℃貯藏9 d后及37 ℃貯藏6 d后蝦皮細菌群落結構發生顯著變化，37 ℃下貯藏蝦皮菌群結構變化較快。菌落總數的增長與蝦皮的貯存溫度及保鮮劑的成分和用量等因素均有關系，故可通過控制貯存溫度、添加保鮮劑等措施以延長蝦皮的品質保存期限。

圖7 蝦皮在37 ℃和47 ℃貯存條件下菌落總數的變化

2.6 貯存期間蝦皮TVB-N的變化

水產品腐敗是由于細菌的生長繁殖、酶的作用使蛋白質分解而產生氨及胺類物質。TVB-N可以作為表征蛋白質分解程度、水產品新鮮度的一個指標[15-16]。一些鮮、凍水產品標準中將TVB-N作為評判產品品質的指標之一，如GB 2733—2015《食品安全國家標準 鮮、凍動物性水產品》[17]中規定鮮、凍海水魚蝦的TVB-N不可超過30 mg/100 g，鮮、凍海蟹的TVB-N不可超過25 mg/100 g等?？梢娫诓煌a品中，該指標的限量標準不同。但在干制海產品中將TVB-N作為品質指標的標準鮮見報導，如現行有效的農業部發布的蝦皮標準內還未將其作為判定蝦皮品質的指標之一。蝦皮中TVB-N變化與其品質變化有一定的相關性。邱緒建等[18]對淡干蝦皮在不同溫度下的TVB-N進行初步研究，研究表明溫度越高，TVB-N的增加速率越快，25 ℃下儲存到第5天達到0.987±0.013 mg/g。李馥君等[19]研究添加復合保鮮劑的蝦皮在常溫條件下的TVB-N值的變化情況，結果表明復合保鮮劑能減少蛋白質的分解，降低TVB-N的產生速率。TVB-N的產生與蝦皮的含水量、含鹽量、蛋白質含量、貯存溫度、光照、時間及添加的復合保鮮劑種類和添加量等因素均有關系，故其變化趨勢是多種因素影響的綜合呈現。由圖8可知，復合保鮮劑和溫度對TVB-N的產生速率和產生量均有影響。溫度越高，TVB-N的產生速率越快。添加復合保鮮劑的蝦皮能抑制TVB-N的產生速率，說明復合保鮮劑能在一定程度上抑制蛋白質分解，但不能夠完全阻止蛋白質的分解。這可能是由于復合保鮮劑只覆蓋于蝦皮表面，蝦皮內部在酶和菌的作用下，仍有蛋白質的分解。

圖8 蝦皮在37 ℃和47 ℃貯存條件下TVB-N的變化

2.7 蝦皮不同溫度貯存期間理化指標之間的相關性

貯存期間，蝦皮各指標之間的相關性見表2及表3。Pearson相關系數絕對值越大，說明兩者之間的相關性越大。正值代表正相關，負值代表負相關。根據表2及表3可知，各指標之間的Pearson相關系數均大于0.9，說明指標之間的相關性較好，各指標均能反應蝦皮品質的劣變情況。37 ℃和47 ℃下蝦皮的感官評價與TVB-N的Pearson相關系數絕對值最大，呈負相關，這可能主要是由于蝦皮是高蛋白食品，故TVB-N數值的變化與感官品質最為相關。

表2 37 ℃貯存期間各指標之間的pearson相關系數

表3 47 ℃貯存期間各指標之間的pearson相關系數

2.8 蝦皮在25 ℃下的品質保存期限預測及驗證

ASLT是一種有效、快速預測食品保質期的方法，廣泛應用于食品保質期的相關研究[20-21]。結果表明，添加復合保鮮劑的樣品在37 ℃下的保質期為8 d。在47 ℃下的保質期5 d。根據ASLT雙試驗溫度法[22]，得出在加速破壞性試驗條件下，溫差10 ℃的2個溫度下的保質期的比率Q10=37 ℃貯存條件下保質期/47 ℃貯存條件下保質期=8/5=1.6。

式中：θs(T)為實際貯存溫度T下食品的保質期；θs(T’)為在T’溫度下進行加速破壞性試驗得到的保質期。根據式（2）得貯存溫度25 ℃、濕度60%時保質期為θs（25 ℃）=θs（37 ℃）×1.6（37-25）/10=8×1.61.2≈14 d。

將添加復合保鮮劑的蝦皮均貯存于25 ℃、60%濕度的條件下進行驗證性試驗，以感官評價為指標，比較保質期的預測值和真實值之間的誤差。添加復合保鮮劑得蝦皮可貯存13.33±0.58 d，較準確地預測該蝦皮在25 ℃、濕度60%貯存條件下的保質期。

3 結果與分析

在不同貯存溫度下對蝦皮的生化品質指標及感官性狀進行研究和分析，試驗結果表明，隨著貯存時間的延長，蝦皮的感官品質逐漸下降，pH、菌落總數、TVB-N逐漸上升，在色澤上，蝦皮的透明度越來越差，逐漸失去光澤，色澤加深，各指標均能反映蝦皮品質的劣變趨勢，蝦皮品質分析評價依賴于多指標的綜合評判。通過Pearson相關系數，TVB-N與感官品質的系數絕對值最大，故可從該方面進一步研究蝦皮保質期與TVB-N之間的動力學模型，進而推測蝦皮不同溫度下的保質期。采用ASLT雙試驗溫度法預測添加復合保鮮劑的蝦皮在25 ℃、60%濕度貯存條件下的保質期約14 d，實測值為13.33±0.58 d。雖然蝦皮的保質期受到多方面因素的影響，但該研究仍可為蝦皮的品質保存提供一定理論依據，在試驗結果基礎上可通過氣調包裝等方式進一步延長蝦皮常溫貯存的保質期。

4 結論

研究表明：相比于未添加復合保鮮劑的蝦皮，添加復合保鮮劑能夠延緩蝦皮在常溫下的品質（感官評分、pH、色澤、菌落總數、TVB-N）劣變，延長蝦皮常溫下的貯存時間。本研究采用的蝦皮在常溫25 ℃下保質期約為14 d。