基于层析分析法的凡纳滨对虾品质评价因素分析

裴丽娜等

摘要：在构建凡纳滨对虾品质评价因素指标体系的基础上，借助层析分析法对凡纳滨对虾品质评价因素进行定量分析，通过综合评价分析，得出评价凡纳滨对虾品质的重要因素是化学评价和微生物评价。其中，最重要的是蛋白质、脂肪含量以及菌类数量和菌类种类，由此提出了有针对性的建议。

关键词：凡纳滨对虾；品质；评价；层次分析法；因素

凡纳滨对虾（Penaeus vannamei）是当今世界养殖产量最高的三大虾类之一，也是我国养殖面积最广、养殖产量最高的对虾[1]。人们对凡纳滨对虾的消费需求由此也由数量型转向质量型，消费者更关心的是能反映虾肉风味、质地、营养、安全等指标的虾肉品质。然而，凡纳滨对虾与其他水产品类似，都具有非常强的可替代性，一旦发生质量问题，消费者会立即选用其他水产品或者农产品代替，这样凡纳滨对虾供应链上的各个企业，尤其是大面积养殖企业会遭遇惨重的损失。

凡纳滨对虾捕捞上岸后很快失活，虾体细菌总数在数小时甚至数十分钟内迅速升高，其体内发生一系列生理代谢变化，虾体极易出现黑变，品质急剧下降；在贮藏保鲜、深度加工和运输物流中也存在同样的风险，这些风险都会影响凡纳滨对虾包括品相和商品价值在内的虾肉品质。另外，近年来，发达国家对我国出口凡纳滨对虾的品质、卫生、安全等技术要求越来越严格，而我国检验技术和水产品综合评价技术相对落后，标准体系尚未完全确立，使得品质评价成为限制我国出口的一大重要障碍。因此，针对凡纳滨对虾品质的研究显得尤为重要。目前关于凡纳滨对虾品质研究中，熊青等利用保鲜剂等化学手段实现了品质保持[2]，陈杭君等从捕前禁食、超高压、干燥等物理手段的角度研究了品质保持的方法[3-4]，李卉等运用冰温、涂膜、气调保鲜物理和化学相结合手段展开研究[5-6]，凌萍华等则采取外界手段、建模等方法进行了研究[7-8]。

但目前针对凡纳滨对虾的品质评价研究仍相对薄弱。在现有研究中，有从感官、理化指标范围等单向角度进行评价的研究，有综合评价研究。但综合评价中涉及多角度的检测数据和检测技术[9-10]，实际操作中检测技术复杂、检测难度大、检测所需时间长、检测成本高，难以实施。本研究旨在探索一种简单可行的综合评价方法，既能综合考虑影响对虾品质的各方面因素，也能在检测方法上方便、可行。

1凡纳滨对虾品质影响因素分类

通过调查了解消费者对凡纳滨对虾品质的认识、专家对品质的观点以及国家食品药品监督所的相关抽检指标，结合专业文献阅读，本研究关于凡纳滨对虾品质的定义如下：凡纳滨对虾品质指的是虾肉鲜度和所具有的外观、风味、营养、卫生等各种与加工和食用有关的物理、化学性状[11]，其中包括活体虾和虾仁。在此认识基础上，本研究将影响凡纳滨对虾品质的相关因素进行分类。

1.1感官因素

感官因素通常是指通过嗅觉、味觉、触觉和视觉来辨别的食品性质或特征。感官鉴别凡纳滨对虾及其制品的品质优劣时，主要是对凡纳滨对虾的体表形态即鲜活程度、色泽、气味、肉质的弹性等感官因素进行综合评价。目前水产品感官评价通用的方法通常包括欧盟方法（EU scheme）和质量指数方法（quality index method，QIM）。通常情况下，品质较好的凡纳滨对虾具有典型的特征气味（海草味）、外观头尾结合紧密完整、躯干和尾部具有特征色泽、组织壳与躯体坚硬。当凡纳滨对虾有强烈的硫化氢味、尿素味、类似排泄物臭味、氨味，外观头部从躯干脱落，躯干与尾部严重变红或变黑甚至完全变黑或变红，组织上肌肉糊状，壳柔软似纸时，表明虾体已经变质不能食用。

1.2物理因素

物理因素指根据蛋白质分解、低分子物质增多的原理，采用色差、质构特征、保水量等因素变化来衡量凡纳滨对虾品质的因素。

1.2.1质构特性包括硬度、弹性、内聚性（对一个模块内部各个组成元素之间相互结合的紧密程度的度量指标）、黏附性（指不同分子间产生的引力）等，其中硬度和弹性是凡纳滨对虾贮藏过程中最易发生变化的2个值[12]。质构特性的测定主要采用物性分析仪（别称质构仪）。通常意义上，品质优秀的凡纳滨对虾指标为：硬度（8.92±0.08） N，弹性（7.51±004） mm，内聚性（0.57±0.04）Ratio，黏附性（0.39±004） mJ。

1.2.2色差色差简单来说就是颜色的差别，分别从亮度、明度、纯度等角度进行描述。新鲜对虾体表色泽呈半透明，有光泽，躯干和尾部具有特征性青灰色。随着蛋白质分解，虾青素性质不稳定被逐步分解出来并被氧化，从而导致虾肉褪色，色泽发暗、无光泽，颜色变红变褐色甚至变黑被判定为色差大，品质差。

1.2.3水分含量凡纳滨对虾虾体水分含量（73.34±105）%均被认为健康。

1.3化学因素

化学因素主要利用化学物质和试验进行评定和测量，通常包括pH值、蛋白质含量、脂肪含量、ATP降解物等。

1.3.1pH值pH值是溶液中氢离子活度的一种标度，即溶液酸碱程度的衡量标准。通常情况下，pH值<5为很新鲜，5≤pH值<55为较新鲜，pH值>6为腐败。pH值可以作为虾新鲜度变化的一项重要参考指标，但是pH值不能准确反映虾体的新鲜度等级。

1.3.2蛋白质含量蛋白质含量为（21.75±1.05）%时，虾体正常。

1.3.3新鲜度指标K值（ATP降解物）K值是以分析肌肉中ATP及其降解产物的含量为基础，通过进一步计算得到的一个指标，它能够反映水产品在低温贮藏前期的新鲜度变化。K值<20%，一级新鲜度；20%～40%，二级新鲜度；60%～80%，初级腐败；K值>80%，已腐败。

1.3.4脂肪含量脂肪含量在（1.21±0.03）%范围内时，说明虾体品质良好。需要说明的是，脂肪含量越高，脂肪的氧化程度越高，酸败就越严重，产生的小分子物质（醛、酮、酸等）越多。

1.4微生物因素

微生物因素主要由影响凡纳滨对虾品质的细菌菌落总数与种类等因素组成，是引起多数水产品腐败的主要因素。其中，细菌菌落总数（TVC）的测记按照GB 4789.2—2010《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》采用9板计数培养基（PCA）倾注法记数测定。TVC<10万个/g，一级新鲜度；TVC<50万个/g时，二级新鲜度；TVC>100万个/g，已腐败。韩丽等采用PCR-DGGE对不同保藏方法的凡纳滨对虾样品虾壳和虾肉中腐败微生物进行分子动态监测，其中希瓦氏菌、不动杆菌、噬冷杆菌一直为优势腐败菌，而假单胞菌在保藏后期成为优势腐败菌[13]。

2用层析分析法分析凡纳滨对虾品质要素

层析分析法（analytic hierarchy process，AHP）是对定性问题进行定量分析的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法，它的特点是把复杂问题中的各种因素通过划分为相互联系的有序层次，使之条理化，根据对一定客观现实的主观判断结构把专家意见和分析者的客观判断结果直接而有效地结合起来，将一层次元素两两比较的重要性进行定量描述。而后，利用数学方法计算反映每一层次元素的相对重要性次序的权重值，通过所有层次之间的总排序计算所有元素的相对权重并进行排序。

2.1AHP评价建模

根据品质因素分类，建立指标层次递阶模型，见图1。

然后，进行专家问卷调查，并进行数据汇总分析，可以得到各层次的相对关联矩阵，见表1至表6。

2.2程序实现

本程序以凡纳滨对虾品质要素评价为范本，利用 ASP.NET 平台搭建，C# 语言编写出了层次分析评价模型系统（图2）。

2.3运算结果分析

输入专家给出的比较数据，借助以上应用程序的自动计算，得到各指标权重（表7）。

2.3.1化学评价和微生物评价在评价体系中占主导地位化学评价与微生物评价的权重和超过了整体权重的80%（82.1%）。根据专家意见反馈可知，凡纳滨对虾品质的变化过程实质上是虾中蛋白质、碳水化合物、脂肪的分解变化过

目标层A一级指标B权重二级指标C权重三级指标D权重排序凡纳滨对虾品质要素感官评价B10.057气味C10.0059外观C20.0265组织C30.026 5物理评价B20.122质构特性C40.079硬度D10.029 64弹性D20.029 64内聚性D30.009 98粘附性D40.009 98色差C50.023 6水分含量C60.0207化学评价B30.558pH值C70.0703蛋白质含量C80.2091K值C90.0703脂肪含量C100.2091微生物评价B40.263菌类总数C110.132 2菌类种类C120.1322

程[14]。虾品质的变化主要以其富含的蛋白质的分解为特征，蛋白质的变化导致结构、持水性等发生变化，致使质构改变，从而导致色泽、气味和外观等感官指标发生变化。虾的水分状态是其品质变化的主要原因之一，贮藏后期汁液流失率达到了9.38%，直接影响虾的质构特征[15]，即化学评价和微生物评价也蕴含了凡纳滨对虾的感官评价和物理评价。

2.3.2蛋白质含量和脂肪含量在化学评价中十分重要在化学指标中，蛋白质含量和脂肪含量的权重和达到74.9%，所以它们的含量直接影响化学评价结果。主要是因为虾类含有大量的蛋白质及少量的脂肪，这些大分子物质的聚合、其聚合物和颗粒以及相互联接形成的胶体结构是影响品质和质构的重要因素[15]。

2.3.3化学评价中的pH值与菌类之间的关系在微生物评价中一些气单胞菌、肠杆菌、希瓦氏菌和弧菌能产生三甲胺，并利用氨基酸通过脱羧作用产生生物胺等含氮挥发性物质，影响蛋白质的质量和含量，造成虾品质的恶化[2]，从而使虾体的pH值升高。

3结论

综上所述，评价凡纳滨对虾可以重点关注化学评价与微生物评价。特别是需要在快速、低成本且高效评价的情况下，仅考虑化学评价和微生物评价的“粗评价”方式是可行的。在化学和微生物评价中，重点的评价要素是蛋白质含量、脂肪含量、菌落总数和菌落种类4类要素，且由以上数据分析还可知，微生物评价中的菌落总数和种类可以涵盖到化学评价中的其他两方面。因此，在财力有限的前提下，政府应该首先扶持企业的化学、微生物检测技术研究，企业也应将有限的资金首先投入到化学和微生物快速、高效、无损检测手段上；而作为消费者，应当重点关注水产品检验的蛋白质含量、脂肪含量以及微生物菌落数量和种类，用这些数据来鉴别虾的品质。

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