贮藏温度对中国毛虾(Acetes chinensis)品质变化影响的研究*

刘 娜 翁佩芳① 朱亚珠 吴祖芳 张 鑫

(1. 宁波大学 应用海洋生物技术教育部重点实验室 宁波 315211; 2. 浙江国际海运职业技术学院 舟山 316021)

中国毛虾(Acetes chinensis)属于甲壳纲(Crustacea)、十足目(Decapoda)、樱虾科(Sergestidae)、毛虾属(Acetes),全世界共有 17种,分别分布于美洲大西洋浅海域、太平洋美洲沿岸及印度洋-西太平洋浅海域(Caoet al,2012; Rahoumaet al,2013; Simöeset al,2013)。中国毛虾(Acetes chinensis)是我国产量最大的海产虾类资源,年产量达 2×105t,居世界之冠,在我国沿海浅海区均有分布,渤海沿岸数量最多(齐海明等,2013; 徐兆礼等,2013; 徐捷等,2014)。新鲜毛虾壳薄、体小、肉少,不易长期保存,故市场上供应的传统毛虾产品主要为干制的毛虾虾皮。毛虾虾皮(以下简称虾皮)是中国毛虾经过煮熟、烘干等工序加工而成的半干制品,是高蛋白、低脂肪食品,富含碘、钙等营养元素,素有“钙源仓库”之称,深受广大消费者的喜爱。

虾皮是冬存夏销、周年销售的产品,目前虾皮生产多为简单加工烘制而成,虾皮蒸煮时的中心温度一般为 80—90°C,微生物不能被彻底杀灭,而且虾皮大都是水分含量较高的半干制品(水分含量高达40%左右),在贮藏、销售过程中很容易影响质量。同时,虾皮质量受温度影响较大,由于我国的冷链物流还不完善,虾皮产品经常脱离冷链温度导致品质下降。研究表明,不同温度对水产品品质变化及货架期的影响不同(Tingmanet al,2010; Boziariset al,2011;Margeirssonet al,2012),贮藏不当虾皮往往容易失去光泽、发黄,并产生腐败产物,对虾皮的食用安全带来隐患。

曾有学者探讨了气调包装技术、BOPP/BOPA组合成的薄膜材料对虾皮的保藏效果(Nirmalet al,2011;Bonoet al,2012),但目前国内外对不同贮藏温度下虾皮品质变化的规律尚未进行系统的研究。本实验以感官评分、色度值、菌落总数、挥发性盐基氮(TVB-N)、硫代巴比妥酸(TBA)值及酸碱度(pH)为指标,对虾皮在低温(4°C)、室温(25°C)和高温(37°C)下贮藏期间的品质变化进行系统研究,明确不同贮藏温度下虾皮的品质变化规律,为虾皮及相关水产干制品的加工及贮藏保鲜提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

虾皮采自浙江省舟山市六横镇某加工厂,新鲜加工后半干产品,含水率40%左右,以25g每包分装到透明 PE袋中,当天带回实验室于不同温度(4°C,25°C,37°C)下贮藏。

1.2 仪器设备

HR83自动水分测定仪,瑞士梅特勒-托利多仪器有限公司; UV-3200扫描型紫外可见分光光度计,上海美谱达仪器有限公司; CR-400色差仪,日本KONICA MINOLTA公司; D-37520落地高速冷冻离心机,美国Thermo Fisher Scientific公司; SPX-128智能生化培养箱,宁波江南仪器厂; FSH-2可调高速匀浆机,江苏省金坛市环宇科学仪器厂; LDZX-50KBS立式压力蒸汽灭菌器,上海申安医疗器械厂; PHS-3C酸度计,上海精科仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 虾皮的主要组成成分测定 蛋白质,采用GB5009.5-2010中的凯氏定氮法测定; 脂肪,采用GB/T5009.6-2003中索氏提取法测定; 灰分,采用GB5009.4-2010中高温灼烧灰化法测定; 水分,采用GB5009.3-2010中的直接干燥法测定。

1.3.2 贮藏试验 小包分装好的虾皮样品分别在4°C、25°C和 37°C温度下贮藏。其中 4°C贮藏的样品每隔10 d取样; 25°C和37°C贮藏的样品每隔3 d取样,分别测定其理化指标(色度值、TVB-N值、TBA值和pH值),同时进行感官评定和菌落总数检测,每个指标重复测定3次。

1.3.3 感官评定 由 7位有感官评定经验的食品专家组成评定小组,对虾皮的色泽、组织和形态、滋味和气味、口感进行综合评分,评分分为 5(优)、4(良)、3(中)、2(差)、1(劣)五级,总分为 20 分。感官评定时先观察虾皮的色泽和组织形态,再对虾皮进行品尝,并评判其滋味及气味,当总分低于 6分时,则认为该虾皮样品已经腐败不宜继续食用。

1.3.4 色差测定分析 采用CR-400型色差仪测定虾皮样品的L*、a*、b*值。其中L*表示亮度,L*=0代表黑色,L*=100代表白色;a*表示红色程度,+a*表示红,-a*表示绿;b*表示黄色程度,+b*表示黄,-b*表示蓝。每个样品平行测定6次。

1.3.5 菌落总数的测定 采用GB 4789.2-2010的方法测定。

1.3.6 pH值的测定 取搅碎的虾皮样品 10.00 g,加入100 mL双蒸水,振摇5 min,静置30 min后过滤,用pH计测定。

1.3.7 硫代巴比妥酸(TBA 值)的测定 参照Mielnik等(2006)的方法并稍作调整: 取10.00 g虾皮样品绞碎,加50 mL含有0.1%EDTA的7.5%(W/V)的三氯乙酸,10000 r/min均质0.5 min,然后用Whatman No.l滤纸过滤,取滤液5 mL于25 mL比色管内,加入5 mL 0.02moL/L TBA溶液,混匀后于90°C水浴40 min,冷却至室温后,移入离心管4500 r/min离心5 min,上清液倾入25 mL比色管内,加入5 mL氯仿,于532 nm处测定吸光度值,与TBA标准曲线对照得出TBA值,结果用mg/kg表示。

1.3.8 挥发性盐基氮(TVB-N 值)的测定 参照SC/T3032-2007,按照半微量凯氏定氮法进行测定,结果用mg/100g表示。

1.3.9 数据分析 采用 Origin8.5及 PASW statistics 18.0软件对检测数据进行统计分析。数据差异性采用最小显著差异法(LSD)进行分析,P＜0.05为显著。

2 结果与讨论

2.1 虾皮的主要组成成分

对虾皮的主要成分进行分析,得到结果为: 蛋白质含量42.50%,脂肪含量3.30%,水分含量为39.28%,灰分含量12.22%(其中食盐含量为6.73%)。由此可见,虾皮是高蛋白、低脂肪的食品,水分含量较高,容易受到微生物的入侵引起腐败变质。

2.2 不同贮藏温度下虾皮感官品质随时间的变化

按表1虾皮感官评分表评定虾皮的品质,得到不同贮藏温度下虾皮感官评分的变化图,由图1可知在不同贮藏温度下,虾皮感官评分均随贮藏时间的延长而减小,说明随着贮藏时间的延长虾皮的品质逐渐下降。其中25°C和37°C温度下感官评分下降较快,4°C温度下感官评分下降缓慢,三种贮藏温度下感官评分差距显著(P＜0.05)。研究表明,由于微生物、物理及化学因素的影响,食品在贮藏期间的品质逐渐变差,当品质达到消费者能够承受的最低限度时,则认为食品发生了腐败变质(Giménezet al,2012;Houghet al,2012; Lorentzenet al,2014)。虾皮在 25°C和37°C温度下贮藏,分别贮藏至15 d和9 d时,产品完全失去原有光泽呈黄色、异味重、组织变得软烂,感官评分接近 6分,达到消费者能够承受的最低限度,已发生了腐败变质; 然而 4°C温度下虾皮在贮藏至60 d时,色泽略黄,感官评分为 15.60分,仍可继续食用。

图1 不同贮藏温度下虾皮感官评分的变化Fig.1 Changes in sensory scores of dried A. chinensis at different temperatures

2.3 不同贮藏温度下虾皮色泽随时间的变化

利用色差仪分别测定不同贮藏温度下虾皮色泽变化的结果如表2和表3所示。由表2可知在25°C和 37°C贮藏温度下,L*值随着贮藏时间的延长逐渐减小,a*及b*值逐渐增大,说明虾皮在贮藏过程中逐渐失去光泽,红色及黄色逐渐加深,这和感官评定结果一致。从表2可看出,25°C 和37°C贮藏温度下不同贮藏期样品之间L*、a*及b*值变化显著(P＜0.05);不同贮藏温度同一时期的样品之间L*、a*及b*值有显著差异(P＜0.05)。由表3可知,4°C贮藏条件下,不同贮藏期样品贮藏30d内,L*、a*及b*值变化不显著,贮藏后 30d才有显著差异(P＜0.05),这表明低温有利于虾皮原有色泽的保持。红色程度的变化可能是虾皮在贮藏过程中虾青素与蛋白质形成了不同的复合物的缘故,黄色程度的变化可能是由于虾本身脂肪氧化的作用,变色机理有待进一步研究。

2.4 贮藏温度对虾皮菌落总数及pH值的影响

表1 虾皮感官评分表Tab.1 Sensory evaluation standard of dried A. chinensis

表2 虾皮在25°C和37°C贮藏下色泽的变化Tab.2 Changes in the color of dried A. chinensis at 25°C and 37°C

不同贮藏温度下虾皮菌落总数和pH值的变化如图2和图3所示。由图2可见,25°C和37°C温度下贮藏期间菌落总数变化较快,整个贮藏期菌落总数增长显著(P＜0.05)。虾皮在 25°C贮藏至第 9天和第 12天菌落总数分别为2.19×106CFU/g、1.02×107CFU/g,随着贮藏时间的延长,微生物继续繁殖至第 15天后趋于稳定,菌落数达4.60×107CFU/g; 而在37°C贮藏至第3天和第6天菌落总数分别为1.25×105CFU/g、1.82×106CFU/g,至第 9天后趋于稳定,菌落总数达3.9×107CFU/g。25°C 贮藏 3—12 d,37°C 贮藏 2—9 d期间菌落总数急剧上升,说明此阶段为微生物的对数生长期,微生物利用虾皮的营养成分大量繁殖,代谢产物逐渐积累,随后微生物的增殖与营养基质之间达到平衡状态,菌落总数保持稳定(Simseket al,2013; Dabadéet al,2014)。4°C 贮藏下菌落总数在整个贮藏期间没有显著变化,贮藏至第 60 d时产品仍可继续食用。研究发现,不同贮藏温度下同一贮藏时期的样品之间,菌落总数有显著性差异(P＜0.05),表明贮藏温度对虾皮中腐败微生物的生长有显著影响,低温可以抑制虾皮中微生物的繁殖,有利于虾皮的保藏。

表3 虾皮在4°C贮藏下的色泽变化Tab.3 Changes in the color of dried A. chinensis at 4°C

图2 不同贮藏温度下虾皮菌落总数变化Fig.2 Changes in total bacteria count of dried A. chinensis at different temperatures

图3 不同贮藏温度下虾皮pH值的变化Fig.3 Changes in pH value of dried A. chinensis at different temperatures

由图 3可知,虾皮在 25°C和 37°C贮藏温度下,随着贮藏时间的延长,pH值先缓慢上升,后趋于稳定,这与国外文献中冷藏肉制品的变化基本一致(Adeyemiet al,2013; Liet al,2014)。贮藏前期pH值上升,可能是随着虾皮腐败菌数量的增多,腐败菌逐渐将蛋白质降解成含氮的小分子碱性物质所致; 贮藏后期蛋白质等营养成分被消耗殆尽,小分子碱性物质进一步降解致使pH值趋于稳定。4°C贮藏期间,在贮藏60 d内pH值基本无变化,这与图2所示的微生物的变化趋势基本一致。25°C和37°C贮藏下,不同贮藏时期的样品之间 pH值有显著差异(P＜0.05),4°C贮藏下不同贮藏期的样品之间pH值变化不显著,表明低温能够很好地抑制虾皮腐败菌降解蛋白质产生碱性物质的能力,较好地保持新鲜度。

2.5 贮藏温度对虾皮TVB-N值的影响

虾皮不同贮藏温度下贮藏期间TVB-N值的变化如图4所示。TVB-N值变化是因为在贮藏期间,动物性食品受到腐败微生物产生的酶或者内源酶的作用,蛋白质会随着贮藏时间的延长逐渐降解成小分子胺类物质及氨,它是评价动物性食品鲜度指标之一,TVB-N值越大表示动物性食品越不新鲜(Castroet al,2006; Okpalaet al,2014)。

由图4可见,虾皮在不同贮藏温度下TVB-N值呈上升趋势。37°C贮藏下 TVB-N值的变化与 25°C贮藏下的 TVB-N值的变化规律相似,贮藏前期呈缓慢增加趋势,分别贮藏至9 d、15 d时,TVB-N值分别从初始值 22.67 mg/100g增加至 58.67 mg/100g、59.65 mg/100g,随后则快速增加,分别贮藏至12 d、18 d时,TVB-N值分别高达 126.4 mg/100g、122.27 mg/100g。25°C、37°C 贮藏下 TVB-N 值的变化均是前期增加达一定值后则几乎呈垂直线上升,这可能是因为贮藏初期主要是腺嘌呤核苷酸脱氨基产氨,后期虾皮中优势腐败微生物开始利用营养成分大量繁殖产生大量有机酸、TMA、硫化物、醛酮类等腐败臭味和异味代谢产物,导致 TVB-N值快速上升(Pacquitet al,2006; Massaet al,2012),虾皮腐败变质。4°C贮藏下TVB-N值增加缓慢,贮藏前 20 d内无显著差异随后显著增加,贮藏至第 60 d时TVB-N值达43.68 mg/100g。三种贮藏温度下同贮藏时期样品之间TVB-N值有明显的差异(P＜0.05),这是低温抑制了虾皮中特定腐败微生物代谢蛋白质、氨基酸等含氮物质能力的缘故。

图4 不同贮藏温度下虾皮TVB-N值变化Fig.4 Changes in TVB-N value of dried A. chinensis at different temperatures

2.6 贮藏温度对虾皮脂肪氧化程度的影响

虾皮的脂肪含量为3.30%,且不饱和脂肪酸居多,在贮藏期间易发生氧化产生酮、小分子醛类等腐败产物,此类羰基化合物可能与蛋白质的降解产物相互作用,使虾皮变色变味,参与产品的劣变过程。脂质的氧化产物丙二醛与TBA反应生成在532 nm处有吸收峰的复合物,TBA值的大小能说明脂肪的氧化程度(Alfaroet al,2013; Caiet al,2014; 刘卓然等,2014)。经不同贮藏温度贮藏的虾皮脂肪氧化规律如图 5,由图可见,不同贮藏温度下 TBA值在贮藏前期变化缓慢,后期有显著增加(P＜0.05)。表明贮藏期间TBA值的变化与 TVB-N值的变化基本一致,两者具有一定的相关性,这与虾皮中腐败微生物的生长繁殖从而导致蛋白质降解和脂肪氧化有一定关系。另外4°C、25°C和37°C条件下,虾皮分别贮藏至60 d、18 d和12 d时,TBA值分别从初始的0.12 mg/kg分别增加到0.45、0.42和0.38 mg/kg,表明不同贮藏温度下,TBA值都随着贮藏时间的延长而增加,且虾皮脂肪氧化速度显著不同(P＜0.05),低温能够减缓虾皮脂肪氧化的速度。

图5 不同贮藏温度下虾皮TBA值变化Fig.5 Changes in TBA value of dried A. chinensis at different temperatures

3 结论

以感官评分、菌落总数、色度、TVB-N、TBA及 pH值为指标,分析了不同贮藏温度下虾皮的品质变化,结果表明,不同贮藏温度对虾皮贮藏期间的感官评分、色泽、TVB-N、TBA、pH值及菌落总数均有显著影响(P＜0.05)。与25°C和37°C贮藏温度相比,4°C能够明显抑制微生物的繁殖,减缓a*、b*、pH、TVB-N值以及脂肪氧化指标TBA值的增加和L*值的降低。25°C和37°C下分别贮藏至15 d及9 d时,虾皮已严重发黄并产生异味,已腐败变质。贮藏温度4°C时,贮藏至60 d时仍可继续食用,表明低温能够有效延长其货架期。

虾皮贮藏期间TVB-N与TBA值的变化规律具有相似性,可能是蛋白质的降解产物与脂肪氧化产物之间具有一定的相互作用,其机理还有待进步一研究。本研究明确了不同贮藏温度下虾皮的品质变化规律,为虾皮生产、贮藏及销售过程中的品质控制和相关产品的进一步开发提供科学依据。

刘卓然,翁佩芳,敖雨燕等,2014. 动力学模型预测泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)半干制品的货架期. 海洋与湖沼,45(2): 383—386

齐海明,孙 岳,徐兆礼等,2013. 椒江口海域春秋季虾类群落结构及其影响因素. 应用生态学报,24(12): 3546—3552

徐 捷,陈佳杰,徐兆礼,2014. 吕泗渔场沿岸海域春夏季虾类群落特征. 水产学报,38(8): 1097—1105

徐兆礼,孙 岳,2013. 春夏季闽江口和兴化湾虾类数量特征.生态学报,33(22): 7157—7165

Alfaro B,Hernández I,Baliño-Zuazo Let al,2013. Quality changes of Atlantic horse mackerel fillets (Trachurus trachurus) packed in a modified atmosphere at different storage temperatures. Journal of the Science of Food and Agriculture,93(9): 2179—2187

Adeyemi O T,Osilesi O O,Onajobi Fet al,2013. Stability study of smoked fish,horse mackerel (Trachurus trachurus) by different methods and storage at room temperature. African Journal of Biochemistry Research,7(6): 98—106

Bono G,Badalucco C V,Cusumano Set al,2012. Toward shrimp without chemical additives: A combined freezing-MAP approach. LWT-Food Science and Technology,46(1):274—279

Boziaris I S,Kordila A,Neofitou C,2011. Microbial spoilage analysis and its effect on chemical changes and shelf-life of Norway lobster (Nephrops norvegicus) stored in air at various temperatures. International Journal of Food Science& Technology,46(4): 887—895

Castro P,Padrón J C P,Cansino M J Cet al,2006. Total volatile base nitrogen and its use to assess freshness in European sea bass stored in ice. Food Control,17(4): 245—248

Cai L Y,Wu X S,Dong Z Jet al,2014. Physicochemical responses and quality changes of red sea bream(Pagrosomus major) to gum Arabic coating enriched with ergothioneine treatment during refrigerated storage. Food Chemistry,160: 82—89

Cao W H,Zhang C H,Ji H Wet al,2012. Optimization of peptic hydrolysis parameters for the production of angiotensin I-converting enzyme inhibitory hydrolysate fromAcetes chinensisthrough Plackett-Burman and response surface methodological approaches. Journal of the Science of Food and Agriculture,92(1): 42—48

Dabadé D S,den Besten H M W,Azokpota Pet al,2014.Spoilage evaluation,shelf-life prediction,and potential spoilage organisms of tropical brackish water shrimp(Penaeus notialis) at different storage temperatures . Food Microbiology,48: 8—16

Giménez A,Ares F,Ares G,2012. Sensory shelf-life estimation:A review of current methodological approaches. Food Research International,49(1): 311—325

Hough G,Garitta L,2012. Methodology for sensory shelf-life estimation: A review. Journal of Sensory Studies,27(3):137—147

Li M,Lin H,Khan M Net al,2014. Effects of bacteriophage on the quality and shelf life ofParalichthys olivaceusduring chilled storage . Journal of the Science of Food and Agriculture,94(8): 1657—1662

Lorentzen G,Skuland A V,Sone Iet al,2014. Determination of the shelf life of cluster of the red king crab (Paralithodes camtschaticus) during chilled storage. Food Control,42:207—213

Margeirsson B,Lauzon H L,Pálsson Het al,2012. Temperature fluctuations and quality deterioration of chilled cod (Gadus morhua) fillets packaged in different boxes stored on pallets under dynamic temperature conditions. International Journal of Refrigeration,35(1): 187—201

Massa A E,Manca E,Yeannes M I,2012. Development of Quality Index Method foranchovy(Engraulis anchoita)stored in ice: Assessment of its shelf-life by chemical and sensory methods. Food Science and Technology International,18(4): 339—351

Mielnik M B,Olsen E,Vogt Get al,2006. Grape seed extract as antioxidant in cooked,cold stored turkey meat. LWT-Food Science and Technology,39(3): 191—198

Nirmal N P,Benjakul S,2011. Retardation of quality changes of Pacific white shrimp by green tea extract treatment and modified atmosphere packaging during refrigerated storage.International Journal of Food Microbiology,149(3):247—253

Okpala C O R,Choo W S,Dykes G A,2014. Quality and shelf life assessment of Pacific white shrimp (Litopenaeus vannamei)freshly harvested and stored on ice. LWT-Food Science and Technology,55(1): 110—116

Pacquit A,Lau K T,McLaughlin Het al,2006. Development of a volatile amine sensor for the monitoring of fish spoilage.Talanta,69(2): 515—520

Rahouma M,Shuhaimi-Othman M,Cob Z C,2013. Assessment of selected heavy metals (Zn,Mn,Pb,Cd,Cr and Cu) in different species ofAcetes shrimpfrom Malacca,Johor and Terengganu,Peninsular Malaysia. Journal of Environmental Science and Technology,6(1): 50—56

Simöes S M,Castilho A L,Fransozo Aet al,2013. Distribution related to temperature and salinity of theshrimpsAcetes americanusandPeisospetrunkevitchi(Crustacea:Sergestoidea) in the south-eastern Brazilian littoral zone.Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom,93(3): 753—759

Simsek A,Kilic B,2013. Quality characteristics of ready to eat salmon döner kebab during manufacture and storage. Food Science and Technology Research,19(5): 739—747

Tingman W,Jian Z,Xiaoshuan Z,2010. Fish product quality evaluation based on temperature monitoring in cold chain.African Journal of Biotechnology,9(37): 6146—6151