低溫真空慢煮加工對半殼扇貝肌肉品質特性的影響

姜珊珊，刁志杰，蔣慧麗，水珊珊，張 賓，林慧敏,*

（1.浙江海洋大學食品與藥學學院，浙江舟山 316022；2.浙江海洋大學中意比薩海洋研究生學院，浙江舟山 316022）

真空低溫慢煮（sous vide，SV）是一種在相對較低的溫度下長時間加熱真空包裝食品配料的烹飪方法。與傳統的烹飪方法相比，用SV 方法加工的產品加熱溫度約為65～95 ℃，加熱時間在1～7 h[1]，此溫度和時間加工下制品營養損失較小，感官特性良好，且同樣可以達到傳統加工使酶和微生物滅活的效果，同時真空包裝，可以有效避免食品貯藏過程中二次污染[2]。該技術已廣泛應用于不同類型食材，肉類如雞肉、牛肉、羊肉等[3-5]，果蔬類如胡蘿卜、土豆等[6-7]。近些年SV 開始逐漸應用于水產品加工，如蟹腿肉、大黃魚、歐洲海鱸魚等[8-19]。水產品在儲存過程中，由于內源性酶活性、厭氧微生物生長、蛋白質和脂質氧化等不同的生化反應和微生物生長，導致三甲胺（trimethylamine，TMA）和揮發性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）等物質的形成，魚類極易腐敗。SV 烹飪技術的應用可以使內源性酶失活，殺死導致腐敗的好氧微生物，同時保持產品高品質和感官特性。

櫛孔扇貝（Chlamys farreri）富含豐富的蛋白質，還富含硒元素、維生素、氨基酸、多不飽和脂肪酸等多種營養素[11]。鮮活扇貝的水分和蛋白質含量較高，自身攜帶的微生物豐富，所以生鮮扇貝極易受內源酶和腐敗微生物的破壞，貯藏成本較高，因此市場上多以干制品或冷凍制品的形式流通售賣[12]。但是干制品對貯藏環境要求較高且食用方式單一，冷凍扇貝則仍會被部分微生物和酶破壞，保持扇貝感官品質的效果不盡人意[13]。SV 烹飪的工藝條件對產品的營養價值和感官特性影響極大[14]。因此，從生產優質、安全食品的角度，探究SV 烹飪半殼扇貝適合的溫度和時間意義重大[15]。

因此，本文以櫛孔扇貝為對象，研究SV 加工對半殼櫛孔扇貝品質的影響，旨在探究SV 烹飪半殼扇貝閉殼肌理化性質的變化，確定最適合半殼櫛孔扇貝的SV 烹飪條件，為工業化生產提供理論支撐，豐富人們對扇貝的消費方式[16]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

櫛孔扇貝（重約65±5 g）舟山國際水產城，鮮活的扇貝樣品置于裝有冰袋的泡沫箱里1 h 內運送至實驗室；無水乙醇、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉 分析純，國藥化學試劑有限公司；4%多聚甲醛溶液北京雷根生物技術有限公司；Masson 染色試劑盒武漢谷歌生物科技有限公司；總蛋白含量測定試劑盒南京建成生物研究所。

Heraeus Multifuge X1R 高速冷凍離心機 美國Thermo Fisher 科技有限公司；T18 digital ULTRATURRAX 數顯勻漿機 德國IKA 公司；HD-3A 型智能水分活度測量儀 無錫市華科儀器儀表有限公司；TMS-Pilot 物性測試儀 美國食品科技公司（FTC）；CS-210 型色差儀 杭州彩譜科技有限公司；SU8100 掃描電子顯微鏡 日本日立公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 將扇貝樣品外殼泥沙及污漬洗刷干凈，自來水淋洗；用無菌解剖刀從殼一側、貼殼快速切斷閉殼肌（保持貝肉完整，無裂痕），將貝肉保留在半殼內；手動去除閉殼肌周圍的外套膜及內側的內臟團；用吸水紙吸去貝肉和貝殼表面的水分后，用耐熱的聚乙烯（PE）真空包裝袋包裝半殼扇貝，抽真空45 s 后真空封口（真空度為0 Mpa）。真空包裝的半殼扇貝分別在60、65、70、75 和80 ℃下水浴30、45、60 和75 min 低溫慢煮，然后在4 ℃冰水中冷卻10 min，手動攪拌，加速冷卻[17]。以100 ℃水浴15 min 的真空包裝的半殼扇貝為對照組，在24 h 內完成所有樣品的測定。

1.2.2 感官評價 按照楊婷婷等[18]的方法建立感官評價小組，驗證小組成員感官評價能力和確定SV 烹飪半殼扇貝的描述詞，組成6 人的評價小組，依據表1 對SV 半殼扇貝的色澤、氣味、多汁性、組織硬度、組織彈性、可接受性進行評分[19]。

表1 SV 半殼扇貝感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standards for SV half-shell scallops

1.2.3 汁液損失率測定 按照下式計算SV 半殼扇貝的汁液損失率。

式中：M1表示真空包裝的半殼扇貝重量，mg；M2表示SV 烹飪后打開真空袋，用紗布擦拭去除貝肉表面、真空袋中水分后的重量（包含半殼扇貝、真空袋），mg。

1.2.4 水分含量和水分活度測定 水分含量參考GB 5009.3-2016 中直接干燥法測定。水分活度參考GB 5009.238-2016 中水分活度儀擴散法測定。

1.2.5 質構特性分析 采用TMS-Pilot 物性測試儀測定樣品硬度、彈性和剪切力。將SV 扇貝閉殼肌切成長方體（20 mm×10 mm×5 mm），采用TPA 模型進行測定，設置起始力為0.6 N，形變量為30%，探針高度為20 mm，以60 mm/min 的速度，使用直徑為50 mm（P/50）的柱形探頭測定。每組樣品設置6 個平行[20]。

1.2.6 肌原纖維蛋白提取率測定 在洗去水溶性蛋白后留下的沉淀中再加入20 mL 磷酸鹽緩沖液（50 mmol/L，含0.6 mol/L NaCl，pH7.2），5000 r/min，冰水浴勻漿30 s，8000 r/min 低溫離心10 min，上清液即為肌原纖維蛋白鹽溶液，使用試劑盒測定其蛋白含量。按照公式計算肌原纖維蛋白提取率[21]。

1.2.7 肌肉微觀結構分析 掃描電子顯微鏡（SEM）參照Bolumar 等[22]的方法稍加修改。將扇貝切成約0.3 cm×0.3 cm×0.3 cm 的樣品，4 ℃下在2.5%戊二醛中固定24 h；使用pH6.8、0.1 mol/L 磷酸鹽緩沖液洗滌3 次，再依次用體積分數50%～90%乙醇溶液對樣品進行脫水處理，每次15 min；最后用100%乙醇脫水3 次，隨后將冷凍好的樣品固定在樣品臺上，噴金，于2000 倍下進行掃描電子顯微鏡觀察[23]。

蘇木精伊紅染色法（HE）參考Fu 等[24]的方法稍加修改，扇貝樣品用3%戊二醛固定，切成5 mm×5 mm×5 mm 立方體。蘇木精染色5 min，蒸餾水洗滌，再用85%和95%的酒精脫色5 min。將脫色過的切片用伊紅溶液染色5 min，無水乙醇脫水，并用玻璃玻片覆蓋。用在光學顯微鏡（×200）觀察樣品。

1.3 數據處理

實驗處理重復3 次。采用SPSS 26 軟件通過沃勒-鄧肯在P＜0.05 的水平上進行顯著性分析，用Origin 2017 繪制圖表。文中數據顯示為平均值±標準偏差。

2 結果與分析

2.1 SV 半殼扇貝感官特性變化

感官評價是衡量加工產品品質最直觀的指標。如圖1 所示，隨溫度的升高和時間的延長，SV 半殼扇貝在色澤、氣味上得分逐漸升高，這是由于前處理剩余的部分器官（如鰓）隨著熱誘導程度的增大而聚集成絮狀物質，使蒸煮汁液澄清，腥味變淡，扇貝特有的香氣愈發濃郁[25]。SV 半殼扇貝的多汁性隨煮制溫度和時間的增長而降低，加熱使部分蛋白質變性失水，表現為多汁性變差。硬度隨溫度的升高和時間的延長得分逐漸降低，因為硬度隨蛋白質變性程度的增大而增大，口感變差[26]。SV 半殼扇貝彈性隨溫度的升高和時間的延長逐漸變小，因為溫度過高使扇貝肉收縮。就總體可接受度而言，溫度過高過低均得分不高，可能是因為60 ℃和65 ℃時有腥味和汁液色澤渾濁，80 ℃時多汁性和硬度較差。因此70 和75 ℃真空煮制的扇貝感官特性更好。有研究表明70 ℃60 min SV 烹飪的海參感官特性良好[27]，本實驗與之結果相似。

Fig.1 Sensory evaluation scores of SV half-shell scallops

2.2 SV 處理對半殼扇貝肌肉汁液損失率的影響

圖2 所示，烹飪時間相同，溫度在60～75 ℃間SV 半殼扇貝汁液損失率升高但不具有顯著性，當溫度升高至80 ℃時，樣品汁液損失率顯著升高（P＜0.05），60 ℃時，烹飪時間延長，SV 半殼扇貝汁液損失率升高但不顯著（P＞0.05），說明SV 可以有效減緩汁液損失率的升高。而75～80 ℃間，烹飪時間延長，樣品汁液損失率顯著升高（P＜0.05），這是由于高溫下長時間煮制使肌纖維橫向和縱向不同程度的收縮，導致肌肉劇烈收縮失水。另外蛋白質變性后，螺旋結構打開，疏水基團暴露也會導致汁液損失率升高[28]。與100 ℃ 15 min 對照組相比，所有實驗組的汁液損失率均顯著低于對照組（P＜0.05），表明SV 烹飪對保持扇貝肌肉多汁性有良好的效果。Vaudagna 等[29]認為，真空烹飪不會遭受高溫烹飪損失的原因之一與肌內肌周結締組織（IMCT）膠原蛋白的熱誘導收縮有關，而IMCT 膠原蛋白在較低溫度下不會發生收縮。李雙琦等[30]的研究結果顯示SV 烹飪的鱸魚相較于傳統沸水煮制鱸魚的其汁液損失率明顯降低，與本文結果相似。就汁液損失而言SV 半殼扇貝溫度應低于75 ℃，時間小于60 min。

圖2 SV 處理對半殼扇貝肌肉汁液損失率的影響Fig.2 Changes of cooking loss of half-shell scallop under different SV cooking conditions

2.3 SV 處理對半殼扇貝肌肉水分含量和水分活度的影響

如圖3 所示，烹飪時間相同，隨溫度的升高SV 半殼扇貝水分含量降低（P＜0.05），這是由于加熱蛋白質變性后，肌肉持水力下降導致的。溫度相同延長烹飪時間，扇貝水分含量顯著降低（P＜0.05），這是由于長時間熱加工加劇了肌纖維收縮，汁液流失。相比于對照組，實驗組每個樣品的水分含量都高于對照組，是因為低溫對扇貝肌纖維蛋白的影響更小，所以汁液損失較少。馮秋鳳等[31]研究顯示烹飪溫度升高SV 鱘魚魚堡的結合水含量降低，與SV 烹飪對扇貝水分含量的影響一致。圖4 所示，70～80 ℃當溫度固定，延長烹飪時間時SV 半殼扇貝的水分活度無顯著差異（P＞0.05），時間為30 min 時隨烹飪溫度升高，樣品水分活度顯著升高（P＜0.05），是由于溫度升高蛋白質變性失水，導致自由水含量升高，水分活度增大。總之，烹飪溫度小于70 ℃樣品水分含量較高，口感良好，烹飪溫度小于75 ℃樣品水分活度較小，自由水含量低，易于貯藏。

圖3 SV 處理對半殼扇貝肌肉水分含量的影響Fig.3 Effect of SV treatment on muscle moisture content of half shell scallop

圖4 SV 處理對半殼扇貝肌肉水分活度的影響Fig.4 Effect of SV treatment on muscle water activity of half shell scallop

2.4 SV 處理對半殼扇貝肌肉質構特性的影響

質構特性對加工食品的感官評價影響很大。由圖5 可知，烹飪時間相同時，隨溫度的升高扇貝硬度降低，可能是由于蛋白質熱變性后肌纖維分布疏松，間隙增大導致[32]。溫度在60～65 ℃之間，同一溫度下隨時間的延長硬度先升高后降低，這是由與肌纖維蛋白熱誘導變性和交聯而硬度升高。溫度大于70 ℃時，相同烹飪時間，隨溫度升高，扇貝硬度降低，這可能是因為膠原蛋白的α-螺旋結構破壞，分解成肽段，冷卻后形成的凝膠體系強度降低[33]。當煮制溫度升高和時間延長時，扇貝彈性呈現先降低后升高的趨勢（圖6）。這可能是由于肌蛋白變性加劇，斷裂形成小分子肽段，隨后又聚集交聯形成大分子團[34]。剪切力的大小通常被用來表示加工制品的嫩度。由圖7可知，溫度相同時，隨烹飪時間的增加，扇貝剪切力顯著升高（P＜0.05）。時間相同溫度升高，剪切力顯著升高（P＜0.05）。這是由于蛋白質變性后，螺旋結構打開，彼此間交聯聚集形成團體。當煮制時間為30 min時，溫度升高至70 ℃，貝肉的剪切力升高但不顯著（P＞0.05），這說明SV 烹飪可有效避免蛋白質過度變性，從而降低肌肉的收縮程度，保持肌肉嫩度。有研究顯示SV 烹飪通過增加膠原蛋白的溶解度來促進內源性酶（組織蛋白酶和鈣蛋白酶）的激活，這些酶負責肉質嫩化[35]。閆寒等[5]的研究也顯示兩段式低溫真空烹飪牛排的剪切力優于傳統煎制牛排。

圖5 SV 處理對半殼扇貝肌肉硬度的影響Fig.5 Effect of SV treatment on muscle hardness of half shell scallop

圖6 SV 處理對半殼扇貝肌肉彈性的影響Fig.6 Effect of SV treatment on muscle elasticity of half shell scallop

圖7 SV 處理對半殼扇貝肌肉剪切力的影響Fig.7 Effect of SV treatment on muscle shear force of half shell scallop

2.5 SV 處理對半殼扇貝肌肉肌原纖維蛋白提取率的影響

肌原纖維蛋白提取率通常用來反映肉品熟化的程度，當肌原纖維蛋白提取率低于10%時認為肉品已完全熟化[36]。如圖8 所示，在60 ℃ 30 min 的條件下肌原纖維蛋白提取率為3.77%，貝肉已經達到熟化的要求。溫度升高時間增大，肌原纖維蛋白提取率降低，是由于蛋白質變性形成無規則卷曲，疏水相互作用增強[37]。在75 和80 ℃時，延長烹飪時間肌原纖維蛋白提取率未發現顯著降低（P＞0.05），表明在75 ℃下貝肉中肌原纖維蛋白已基本變性。有研究顯示扇貝中肌球蛋白和腹肌球蛋白的變性溫度為45 ℃，肌動蛋白在75 ℃變性[38]。與對照組相比，所有實驗組的肌原纖維蛋白提取率均高于對照組，表明SV 烹飪能夠降低蛋白質損失程度，減緩肌纖維收縮，減少肌原纖維蛋白隨汁液損失[39]。

圖8 SV 處理對半殼扇貝肌肉肌原纖維蛋白提取率的影響Fig.8 Effect of SV treatment on myofibrillar protein extraction rate of half shell scallop muscle

2.6 SV 處理對半殼扇貝肌肉組織SEM 觀察結果

為探究SV 烹飪溫度對扇貝肌纖維結構的影響，恒定烹飪時間為60 min，對60～80 ℃下真空烹飪的扇貝閉殼肌進行掃描電鏡觀察。由圖9 可知，生貝肉的肌纖維稀疏分明，存在局部彎曲，比SV 烹飪的扇貝肌纖維大，排列較整齊，分布較均勻。60 ℃SV 烹飪的貝肉肌纖維變直，排列分布更加均勻緊密。65 ℃真空烹飪的貝肉肌纖維邊界開始出現模糊，肌纖維開始斷裂和交聯。70 ℃真空烹飪的貝肉肌纖維斷裂，排列分布雜亂，呈現小碎片，肌纖維碎片局部聚集形成小團。75 ℃真空烹飪的貝肉肌纖維邊界模糊，交聯程度增大，肌纖維聚集成大團。80 ℃真空烹飪的貝肉肌纖維完全斷裂成小段，聚集在一起。這是由于溫度升高蛋白質變性、解旋，結構破壞，斷裂成肽段，小分子間交聯聚集形成大團。有關研究顯示SV 烹飪后牛腩肌纖維橫截面積、周長和直徑均顯著降低[40]，本實驗結果與之相似。

圖9 掃描電鏡觀察不同條件SV 烹飪半殼扇貝肌纖維結構情況（橫切）Fig.9 Scanning electron microscope observation of muscle fiber structure of scallop under different SV cooking conditions

2.7 SV 處理對半殼扇貝肌肉組織HE 染色結果

HE 染色被用來觀察真空烹飪溫度對半殼扇貝組織微觀結構的影響，如圖10 所示，生的扇貝組織結構緊密有序，肌纖維輪廓清晰，排列整齊，分布均勻，形態正常，存在局部彎曲，是扇貝肌纖維獨特的結構。60 ℃真空煮制后，扇貝貝肉中肌纖維排列依然緊密，局部彎曲消失，少數肌纖維出現明顯的裂痕。隨煮制溫度升高扇貝肌纖維間距逐漸增大，相同視野內肌纖維斷裂增多。這是由于發生變性的蛋白質種類增加，變性加劇，蛋白質解旋，肌纖維斷裂，同時持水力逐漸降低，結合水轉化為自由水，肌纖維收縮，間距增大。烹飪溫度升高至80 ℃時，肌纖維變性程度最大，小分子肽通過共價鍵實現交聯形成團，此時扇貝肌肉組織持水能力最差，水分損失最為嚴重。HE 染色的扇貝肌肉組織觀察結果為SV 烹飪對扇貝肌纖維變性程度的影響提供了直接證據。尹樂[41]的研究中也表明烤制溫度越高，鰻魚肉肌纖維受到的破壞越大，本研究結果與之一致。

圖10 HE 染色觀察不同條件SV 烹飪半殼扇貝組織結構情況（縱切）Fig.10 HE staining micrographs of muscle fiber structure of scallop under different SV cooking conditions

3 結論

70 和75 ℃煮制30 min 時扇貝的感官品質最佳。此時產品汁液損失率、彈性均小于對照組（100 ℃，15 min），水分含量、水分活度、硬度、肌原纖維蛋白提取率均高于對照組，掃描電鏡和HE 染色觀察顯示此烹飪溫度和時間下扇貝貝肉中肌纖維排列依然緊密，只有少數肌纖維出現明顯的裂痕。綜上，70 和75 ℃真空烹飪30 min 的有效減少半殼扇貝水分的損失，提高半殼扇貝感官品質，有效延緩半殼扇貝質構的變化。本文以研究 SV 技術在半殼櫛孔扇貝上的應用為出發點，通過探究 SV 烹飪半殼櫛孔扇貝的條件及品質變化規律，為 SV 半殼扇貝的工業化生產，保障流通時 SV 半殼扇貝品質提供理論支持。