不同干燥方式对封鳊鱼品质的影响

陈小雷，胡 王，鲍俊杰，周蓓蓓，李正荣

( 安徽省农业科学院水产研究所，安徽 合肥 230031 )

封鳊鱼是新鲜鳊鱼(Parabramispekinensis)经宰杀、去鳃、去内脏、去腹膜、清洗、干腌、浸卤、鱼腹内填入腌制五花肉后风干等工艺制成的特色水产加工品，其传统制作工艺在安徽省沿江地区流传久远，具有厚重的历史底蕴和文化价值。封鳊鱼具有独特的风味和口感，加之其高蛋白、低脂肪的特点，深受人们喜爱。干燥是封鳊鱼加工过程中至关重要的一个环节，能赋予其独特风味，包括滋味(肌肉蛋白质水解产生的游离氨基酸、小分子多肽以及三磷酸腺苷降解产生的肌苷酸)和气味(脂肪氧化分解和某些游离氨基酸进一步降解产生的醛、酮等挥发性物质)，决定了封鳊鱼的风味和品质。目前市场上所供应的封鳊鱼基本沿用传统自然晾晒方法制成，这种干燥方式受天气影响大，易导致生产连续性差、周期长、产品品质不稳定及食用安全隐患多等问题。本研究旨在利用现代技术与装备，探索封鳊鱼干燥的新途径、新方法，在兼顾封鳊鱼传统风味的同时，显著提高其食用品质和工业化生产程度。

1 材料与方法

1.1 试验材料

鳊鱼、食盐、茴香、八角等天然香辛料均购于合肥市永辉超市四里河路店。

1.2 试验仪器及试剂

SIM-FD5-3真空冷冻干燥设备(美国GOLD-SIM集团)；DHG-9240A型电热鼓风干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司)；FA25型高速分散机(弗鲁克有限公司)；雷磁PHS-2F型精密pH计(上海精科有限公司)；2300型KjeltecTM自动凯氏定氮仪(丹麦Foss公司)；TA-XT Plus型质构仪(英国Stable Micro System 公司)；SP-752紫外可见分光光度计(上海普光仪器有限公司)；JSM-6490LV电镜扫描仪(日本电子株式会社)；Aqualab Seeries4水分活度仪(美国安培公司)等。

硫酸铁铵、硝酸银、冰乙酸、硫氰酸钾、高氯酸、硼酸、氯仿、碘化钾、硫代硫酸钠等均为分析纯。

1.3 试验方法

1.3.1 封鳊鱼的加工工艺流程

原料鱼→预处理(宰杀、剖割、去内脏、清洗、沥干)→腌制→复合增香→填肉入鱼腹→干燥→包装→灭菌→成品。

1.3.2 干燥方法

自然干燥：将预处理后的封鳊鱼在温度(10±2) ℃、湿度(70±10)%的室外进行干燥，含水率约50%(湿基)时停止干燥，待测定品质用。

冷风干燥：将预处理后的封鳊鱼在温度(13±2) ℃、湿度(35±3)%、风速(2.5±0.5) m/s的条件下进行干燥，含水率约50%(湿基)时停止干燥，待测定品质用。

真空冷冻干燥：将预处理后的封鳊鱼置于-50 ℃的超低温冰柜中预冻24 h，取出后在真空冷冻干燥设备中(温度-60 ℃，压强0.01 kPa)进行干燥，含水率约50%(湿基)时停止干燥，待测定品质用。

冷风—热风联合干燥：将预处理后的封鳊鱼在温度(13±2) ℃、风速(2.5±0.5) m/s条件下干燥48 h，之后置于电热恒温鼓风干燥箱内(35 ℃)进行干燥，含水率约50%(湿基)时停止干燥，待测定品质用。

热泵干燥：将预处理后的封鳊鱼置于温度(18±2) ℃、湿度(34±2)%、风速(2.5±0.5) m/s条件下进行干燥，含水率约50%(湿基)时停止干燥，待测定品质用。

1.3.3 封鳊鱼理化指标的测定

质量损失：在封鳊鱼干燥过程中，每12 h测定1次，记录数据，直至封鳊鱼含水率约50%(湿基)时停止干燥。

干燥速率：在封鳊鱼干燥过程中，每12 h测定1次，记录数据，直至封鳊鱼含水率约50%(湿基)时停止干燥。按下式计算：

Dr=(M1-M2)/(t2-t1)

M=(mt-mG)/mG

式中，Dr为干燥过程中时间在t1和t2之间物料的干燥速率[g/(g·h)]；M1为干燥过程中t1时刻物料的干基含水率；M2为干燥过程中t2时刻物料的干基含水率。M为干基含水率，mt为任意干燥时刻物料的总质量(g)；mG为物料的干物质质量(g)。

硫代巴比妥酸值：取10 g鱼肉，搅碎后，加入50 mL 7.5%的三氯乙酸(含体积分数为0.1% EDTA)，振摇30 min，双层滤纸过滤后取5 mL上清液于具塞试管中，加入5 mL 0.02 mol/L硫代巴比妥酸溶液并在沸水浴中保温30 min，取出冷却1 h，4500 r/min下离心5 min，上清液加入5 mL氯仿摇匀，静置分层后取上清液分别在600 nm和532 nm处测定吸光度，并按下式计算硫代巴比妥酸值[1]。

硫代巴比妥酸值/mg·kg-1=(A532-A600)/155×(1/10)×72.6×1000

式中，A532为波长532 nm处样品上清液的吸光度，A600为波长600 nm处样品上清液的吸光度。

挥发性盐基总氮：参照SC/T 3032—2007测定。

水分活度：水分活度仪预热30 min后，在25 ℃条件下测定经不同干燥方式干燥的封鳊鱼样品，将样品剪成均匀的颗粒，平铺在仪器内的圆底容器内，迅速放入水分活度计内，测定样品的水分活度。

复水率：取鱼肉样品约20 g，记录其质量为m干，放入(90±5) ℃的热水中，15 min复水后取出，放置在不锈钢丝网上沥干8～10 min，进行称质量，记为m复，复水率=m复/m干[2]。

微观结构：采用高分辨率X射线Micro-CT系统扫描，扫描分辨率100、5 μm，旋转角度360°，电压88 kV，电流112 μA，曝光时间800 ms。

质构特性：将封鳊鱼样品剪成2.0 cm×2.0 cm×1.0 cm的长方体，采用TA-XT-plus型质构仪，选择圆柱形探头P/36R。参数：模式TPA；触发类型Auto；测试前速度1 mm/s；测试时速度2 mm/s；测试后速度1 mm/s；测试模式下压，下压距离50%。

1.3.4 数据统计分析和绘图

采用SPSS 17.0数据分析软件进行单因素方差分析和差异显著性分析，采用Excel软件对数据进行绘图。

2 结果与分析

2.1 不同干燥方式对封鳊鱼质量损失的影响

达到干燥终点时自然、冷风、联合、热泵和冷冻干燥的时间分别为180、132、108、108、72 h，5种干燥方式对封鳊鱼质量损失影响极显著(P<0.01)(图1)。随着干燥时间的延长，5种干燥方式的封鳊鱼质量损失随时间的延长逐渐降低，可能是因为随着水分含量的不断减少，肌纤维逐渐收缩且相互间紧密连接，缩小了水分通道，导致水分从肌肉内部向外部扩散的速率不断降低，且干燥后期占主导机制的样品中的物质迁移方式都是内部物质转移机制[3-4]。

图1 不同干燥方式对封鳊鱼干燥过程中质量损失的影响

2.2 不同干燥方式对封鳊鱼干燥速率的影响

冷冻干燥速率最快，热泵其次，自然最慢，5种干燥方式对封鳊鱼干燥速率影响极显著(P<0.01)(图2)。真空冷冻之所以速度最快是因为封鳊鱼表面是真空状态，内外形成了大的压力梯度，在此压力梯度推动下，水分得以快速去除；热泵干燥时，加热使封鳊鱼内部产生较高的蒸汽压力，在此压力的推动下，水分能够较快去除；自然干燥速率不稳定，环境温度、湿度、光照强度等均对其产生较大影响，所以干燥速率最慢。

图2 不同干燥方式对封鳊鱼干燥速率的影响

2.3 不同干燥方式对封鳊鱼硫代巴比妥酸值的影响

硫代巴比妥酸值常用来衡量鱼体脂肪氧化的程度，反映的是封鳊鱼中多不饱和脂肪酸降解的二级产物的累积量和可以造成氧化产品不愉快气味的羧基化合物的产生程度。干燥方式对封鳊鱼的硫代巴比妥酸值影响极显著(P<0.01)(图3)，其中，自然干燥的封鳊鱼硫代巴比妥酸值最高，为12.13 mg/kg，联合干燥8.76 mg/kg，热泵干燥7.68 mg/kg，冷风干燥6.46 mg/kg，冷冻干燥最低，为1.85 mg/kg，与Selmi等[5]的研究结果一致，自然干燥的封鳊鱼脂肪氧化程度最严重，原因可能是自然干燥过程中的封鳊鱼长时间受紫外线的照射，而紫外线极易使鱼肉中的不饱和脂肪酸氧化。

图3 不同干燥方式对封鳊鱼硫代巴比妥酸值的影响

2.4 不同干燥方式对封鳊鱼挥发性盐基总氮的影响

水产品中的挥发性盐基总氮是三甲胺、二甲胺、氨和其他一些挥发性胺类物质的统称，常作为水产品腐败程度的重要评价指标之一[6-8]。随着干燥方式的变化，封鳊鱼的挥发性盐基总氮依次为联合干燥>热泵干燥>自然干燥>冷风干燥>冷冻干燥，且挥发性盐基总氮的变化极显著(P<0.01)(图4)。封鳊鱼干燥过程中，温度升高，微生物和原料鱼中酶类作用加强，蛋白质分解产生氨及胺类等碱性物质的程度加剧，这些物质在鱼体内不断积累，使得鱼肉挥发性盐基总氮的含量增大[9-12]，所以联合干燥的封鳊鱼挥发性盐基总氮含量最高，而冷冻干燥最低。联合干燥、热泵干燥和自然干燥的封鳊鱼挥发性盐基总氮含量均超过最大接受限度值300 mg/kg[13]。

图4 不同干燥方式对封鳊鱼挥发性盐基总氮的影响

2.5 不同干燥方式对封鳊鱼水分活度的影响

食品中所含的水分分为自由水和结合水，只有自由水才能被微生物、酶和化学反应利用，即有效水，可用水分活度加以估量。所以降低食品的水分活度，就能有效抑制食品中微生物的生长活动和化学反应。不同干燥方式的封鳊鱼水分活度约0.90，且干燥方式对封鳊鱼的水分活度影响不显著(P>0.05)(图5)。

图5 不同干燥方式对封鳊鱼水分活度的影响

2.6 不同干燥方式对封鳊鱼复水率的影响

复水率是衡量风干制品品质的重要指标，反映了干燥方法对其理化性质的影响，产品的复水性能主要取决于物料细胞和结构的破坏程度[14-15]，通常，产品复水率越大，品质越好。在干燥过程中如果物料内部发生了不可逆转的细胞破坏和错位，导致细胞完整性丧失、毛细管收缩和组织结构坍塌，复水率就会降低[16]。随着干燥方式的变化，鱼肉复水率发生极显著的变化(P<0.01)，其中，经冷冻干燥的鱼肉复水率最大，为1.088，其次是冷风干燥1.052，热泵干燥1.038，自然干燥1.032，联合干燥最小，为1.006(图6)。真空冷冻干燥封鳊鱼复水率最

图6 不同干燥方式对封鳊鱼复水率的影响

大，是因为封鳊鱼体内的水分冻结后在真空的压力差之下以升华的方式扩散转移排出体外，使得封鳊鱼表面和内部产生大量孔隙，所以干品复水时，水分子也较容易进入鱼肉组织中，复水率高，这与张国琛等[17-18]的研究结果一致；冷风、热泵和自然干燥对封鳊鱼的组织结构影响较小，此时的鱼肉肌纤维仍然紧密排列[19]，所以复水率低于真空冷冻干燥；联合干燥的鱼肉经过热风干燥后，收缩率较大，空隙塌陷，复水时水分较难渗入，导致其复水率最低[18]。

2.7 不同干燥方式对封鳊鱼微观结构的影响

从鱼肉的微观结构来看，冷风干燥和自然干燥的封鳊鱼组织结构相似，比较致密；热泵干燥和联合干燥的封鳊鱼组织结构遭到了一些破坏，致使其结构上出现塌陷；冷冻干燥的封鳊鱼呈现出疏松多孔的结构特征(图7)。这是因为冷风干燥和自然干燥在低温(<15 ℃)条件下进行，组织结构上遭到的破坏程度较低；热泵干燥和联合干燥过程中温度较高，鱼肉表面水分快速蒸发，内部水分由内向外迅速扩散，造成肌肉发生快速收缩，组织塌陷[20]；冷冻干燥时，低温使物料中的水分冻结成冰晶，随后在真空条件下，冰晶直接升华成为水蒸气，形成肌肉疏松多孔的结构[21]。

图7 不同干燥方式对封鳊鱼微观结构的影响

2.8 不同干燥方式对封鳊鱼质构特性的影响

全质构分析也被称为2次咀嚼模式，本试验选择硬度、弹性和咀嚼性作为产品品质的评价指标。硬度是指鱼肉达到一定变形所需要的力，测定中指第1次压缩时的最大峰值，单位用g表示；弹性是指变形鱼肉在去除压力后恢复到变形前的高度比率，测定中指用第2次压缩与第1次压缩的高度比值表示，弹性数值在0～1之间变化，数值越大，鱼肉的口感越好；咀嚼性则是模拟鱼肉咀嚼到可吞咽时所需的力。冷冻干燥、热泵干燥、冷风干燥、联合干燥和自然干燥的封鳊鱼硬度依次降低，且差异极显著(P<0.01)(表1)，鱼肉在脱水过程中，肌肉中原纤维蛋白收缩，肌纤维组织结构逐渐致密，导致鱼肉质构变硬[22-23]，因此，鱼肉的硬度应与干燥速率呈正相关，干燥速度越快，鱼肉脱水越快，肌肉纤维的收缩力也越大，这个结果与干燥过程中的质量损失结果一致。在弹性方面，冷风干燥、自然干燥、联合干燥、热泵干燥和冷冻干燥弹性依次递减，且差异极显著(P<0.01)，其中冷风干燥弹性最好，自然干燥次之，与热泵干燥和联合干燥相比，冷风干燥和自然干燥一直是在较低温度下进行的，鱼肉的结缔组织被破坏的程度低，在水分蒸发的同时，肌纤维逐渐收缩且紧密连接；虽然冷冻干燥温度最低，但封鳊鱼的组织结构疏松多孔，当受到外力挤压作用，很容易发生不可逆的形变，空隙坍塌，所以其弹性反而不如冷风干燥[24]。在咀嚼性方面，冷风干燥、自然干燥、联合干燥、热泵干燥和冷冻干燥的封鳊鱼咀嚼性逐渐降低，且差异极显著(P<0.01)，其原因与弹性类似。

表1 不同干燥方式对封鳊鱼质构特性的影响

注：同行不同字母表示差异显著(P<0.05).

3 讨 论

3.1 自然干燥的优势与不足

自然干燥是水产品的传统干燥方法，也是最经济的方法，目前许多封鳊鱼加工企业仍以自然干燥为主。由试验结果可见，自然干燥的封鳊鱼组织结构和质构特性较好，仅逊色于冷风干燥；干燥速率最慢；硫代巴比妥酸值结果显示，其脂肪氧化程度最高；挥发性盐基总氮含量高于冷冻和冷风干燥，说明鱼肉腐败程度较高；复水率较差，仅高于联合干燥；微观结构显示自然干燥封鳊鱼肌肉组织紧致、平滑。

3.2 真空冷冻干燥的优势与不足

真空冷冻干燥是通过调节温度将物料中水分完全冻结成小冰晶，利用真空泵使箱体内维持较低的真空度，使物料中的水分由固态冰直接升华成气态水蒸气，然后利用真空系统的冷阱将水蒸气冷凝，达到降低物料水分含量的目的。由试验结果可知，真空冷冻干燥的速率、鱼肉的复水率均最高，脂肪氧化程度和鱼肉腐败程度均最低；微观结构和质构特性显示，真空冷冻干燥封鳊鱼肌肉组织疏松、多孔，肌肉弹性、咀嚼性差。

3.3 热泵干燥的优势与不足

热泵是一种自低温热源吸收热量，在较高温度下将有效热能加以利用的热能装置，与普通的热风相比，热泵干燥充分的利用了干燥排出的水蒸气潜热，是一种新型的节能技术。由试验结果可见，热泵干燥速率较快，仅次于冷冻干燥；硫代巴比妥酸值低于自然和联合干燥，说明热泵干燥封鳊鱼氧化程度比自然干燥和联合干燥低；挥发性盐基总氮值仅低于联合干燥，说明热泵干燥封鳊鱼腐败程度较高；鱼肉复水率高于自然干燥和联合干燥，说明热泵干燥封鳊鱼制品优于自然干燥和联合干燥封鳊鱼；微观结构和质构特性显示，热泵干燥封鳊鱼肌肉组织坍塌，弹性、咀嚼性较差。

3.4 联合干燥的优势与不足

试验中的联合干燥指先进行冷风干燥，干至一定程度再热风干燥，这样在一定程度上消除了高温干燥时产生的表面干燥效应的不利影响。由试验结果可见，联合干燥速率居中；硫代巴比妥酸值仅次于自然干燥，说明联合干燥封鳊鱼脂肪氧化程度较高；挥发性盐基总氮值最高，说明联合干燥封鳊鱼腐败程度最高；复水率最低，说明联合干燥的封鳊鱼干制品品质最差；微观结构和质构特性结果显示，联合干燥封鳊鱼肌肉组织坍塌严重，弹性、咀嚼性较差。

3.5 冷风干燥的优势与不足

试验所用的冷风干燥是一种低温、控湿风干方法。由试验结果可见，冷风干燥速率仅高于自然干燥；硫代巴比妥酸值和挥发性盐基总氮值仅高于冷冻干燥，说明与其他3种干燥方式相比，冷风干燥能够有效降低干燥过程中封鳊鱼的脂肪氧化和鱼肉腐败程度；复水率仅次于冷冻干燥，说明这种干燥方式所制封鳊鱼品质较好；微观结构和质构特性结果说明，冷风干燥封鳊鱼肉质紧致，弹性和咀嚼性最好。