不同反压杀菌温度对即食小龙虾品质的影响

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1.合肥工业大学食品与生物工程学院 安徽合肥 230009 2.安徽省农产品精深加工重点实验室 安徽合肥 230009 3.农产品生物化工教育部工程研究中心 安徽合肥 230009

小龙虾，学名克氏原螯虾(Procambarus clarkii)，原产地为美国中西部、墨西哥以及古巴，后经日本传入我国江苏、安徽等地，并沿长江流域繁衍扩张，成为我国重要的淡水经济虾类[1]。2017年，我国淡水养殖的甲壳类产品总产量达291.85万t，虾类产量为216.76万t(其中小龙虾产量112.97万t)[2]，表明虾类占据我国淡水甲壳类产品消费的主导地位。

小龙虾肉质鲜美，风味独特，具有高蛋白、低脂肪等营养特性[3]，因而广受人们的喜爱。但因受地域和季节限制，目前我国小龙虾主要以鲜活销售或冷冻粗加工为主，且主要以冷链运输为主，流通及销售成本较高，不能满足广大人群对小龙虾的消费需求。因此，亟需开发一款在常温下即可长时间保藏的即食小龙虾，以填补小龙虾退市后带来的市场空缺，从而满足多元化市场的消费需求，同时降低即食小龙虾的流通及销售成本。

加工后的即食肉制品可能会有部分微生物残留，由于肉制品营养丰富，残留微生物将在适宜的温度下迅速繁殖，从而造成食品快速腐败[4]。为了能有效延长肉制品的保存时间，目前常用的杀菌方式有低温巴氏灭菌和高温高压灭菌[5]。巴氏杀菌采用相对温和的温度对食品进行杀菌，但只能杀死肉制品中部分细菌或细菌的营养体，不能杀死细菌的孢子，杀菌后的产品保质期较短[6]，因此必须辅以低温保存。当食品中心杀菌温度达到120℃以上时，包括耐热性芽孢杆菌在内的所有微生物均被杀死，但食品品质也遭到了极大破坏，不利于销售[7]。罐头类食品在高温杀菌时，罐内压力较大，易出现胀袋、脱盖等问题，所以在高温杀菌的同时向杀菌锅内加压，能够保证罐头内外部的压力平衡，降低产品包装的损坏率。贾晓昱[8](2015)的研究表明，鲜肉包子经高温反压灭菌后，微生物的生长繁殖得到了有效抑制。余秀芳[9](2011)的研究表明，卤蛋经微波灭菌后25℃下可储藏60d，而经高温反压灭菌后，在25℃下可储藏165d，大大延长了卤蛋的保质期。

我们前期的研究表明，高温高压处理后的即食小龙虾食品在营养、口感和风味等多个方面均不能较好地满足消费者的需求[10]。鉴于此，本研究进一步采用高温反压灭菌技术，对比不同反压杀菌温度(100℃、105℃、110℃、115℃、120℃)对即食小龙虾品质的影响，从而确定最佳的反压温度，旨在为即食小龙虾制品的产业化提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

小龙虾，取自安徽省巢湖市大鑫食品有限公司；

食盐、辣椒、花椒、十三香、啤酒、食用油，购自马鞍山路的家乐福超市；

真空包装尼龙袋，购自宁晋县恩泽塑业有限公司；

盐酸(分析纯AR)；

平板计数琼脂，购自北京奥博星生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

DZ-500/2S真空包装机，山东小康机械有限公司；

F-50反压高温蒸煮锅，山东创美机械科技有限公司；

LRH-50CB低温培养箱，上海一恒科技有限公司；

PHS-3C型精密酸度计，上海虹益仪器仪表有限公司；

HH-2A孔数显水浴锅，江苏金坛市环宇科学仪器厂；

LDZX-30KBS高压蒸汽灭菌锅，上海申安医疗器械厂；

SW-CJ-1F单人双面净化工作台，苏州净化设备有限公司；

DHP-9162恒温培养箱，上海一恒科学仪器有限公司；

FJ-200高速分散均质机，上海标本模型厂；

K9840凯氏自动定氮仪，海能(济南)仪器有限公司；

TA-XT plus物性测试仪，英国Stable公司；

SC-100全自动色差仪，北京康光光学仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 即食小龙虾的生产工艺

参照葛孟甜等[10](2018)的方法，略有改动。将去头的小龙虾尾清洗干净，油炸后加入调味料(2.5%食盐、4%辣椒、4%花椒)进行翻炒，混合均匀后加入4%的十三香和50%啤酒进行蒸煮，冷却至室温后真空包装，并反压杀菌20min(杀菌温度分别为100℃、105℃、110℃、115℃、120℃)，最后将真空包装的即食小龙虾置于37℃下贮藏(设定期限为1个月)，每隔7d检测1次。

列车的停站时间由开门时间、乘客上下车时间和关门时间3部分组成[8]。停站时间越长，车站的通行能力越强。停站时间较短时，乘客前往目的地的旅行时间可能会变长，并极有可能引起推搡事故。因此，每个车站的停站时间应根据年平均客流量进行初步限制，为每个车站做出参考的停站时间范围，且停站时间要求为5 s的整倍数。设车站编号为1,2,3，…,i,…,N，则每个车站对应的停站时间为D1,D2,D3,…,Di,…,DN。 第i个车站的停站时间下限为Di,min，停站时间上限为Di,max，则每个车站的停站时间约束为：

1.3.2 菌落总数的测定

参照GB4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》，略有改动。具体如下：对即食小龙虾的真空包装袋进行简单消毒后，在无菌环境下取出真空包装袋里的小龙虾，迅速剪碎，准确称取碎虾肉1g，加入9mL 0.1%无菌生理盐水，振荡混匀。制备10倍系列稀释样品匀液，准确吸取1mL稀释液倾注培养。菌落总数测定用平板计数琼脂，在30℃条件下培养72h后计数，结果以菌落总数的对数表示。

1.3.3 感官评定的方法

感官评定采取评分法[11]，表1所示为即食小龙虾的感官评定标准。在评定过程中，从即食小龙虾的色泽、气味、肉质组织三个方面出发，评定小组由8名经培训后的感官评定人员组成，按照表1所示的要求进行感官评分，最终结果取三项指标和的平均值。总分值在9分(极鲜美)和0分(完全腐败)之间，5分以下则表明样品已经不能食用。

表1 即食小龙虾的综合感官评价标准Table 1 Comprehensive sensory evaluation standard of ready-to-eat crayfish

1.3.4 质构的测定

将真空包装的即食小龙虾去壳，取虾尾中间部分，切割成8mm×8mm×6mm的均匀方块试样，采用TA-XT plus物性仪测定其质构(使用前先进行力量校准，再进行高度校准)，参数设定为：触发类型Auto(自动)、测试速率1mm/s、返回速率1mm/s、下压距离5.00mm，两次压缩之间的停留时间为5s。压缩探头为不锈钢P/36R圆柱形。重复检测试样10次。

1.3.5 TVB-N的测定

参照GB5009.228—2016《食品安全国家标准食品中挥发性盐基氮的测定》执行。

参照GB5009.237—2016《食品安全国家标准食品pH值的测定》执行。

1.3.7 色差的测定

采用SC-100全自动色差仪进行测定，使用前先用黑板调零，再用白板校准。样品的色泽参数L*(黑白：0=黑，100=白)；a*(红绿偏向：正值表示红色偏向，负值表示绿色偏向)；b*(黄蓝偏向：正值表示黄色偏向，负值表示蓝色偏向)。白度值W(Whiteness)由下式方程计算：

W=100-[(100-L*)2+a*2+b*2]1/2

1.3.8 数据处理

质构测定的试样，每组做10次平行，其他均做3次平行。数据以“平均值±标准差”表示，利用Office 2017进行数据处理，SPSS 17.0进行显著性统计分析，Origin 8.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 菌落总数的变化

菌落总数能够直接反映食品被微生物污染的程度以及是否符合卫生安全要求，所以菌落总数在一定程度上标志着食品可食用质量的优劣。Al-Dagal等[12](1999)的研究表明，当菌落总数≤5.0log cfu/g，虾类为一级鲜度；菌落总数为5.0～5.7log cfu/g，为二级鲜度。而我国规定虾类产品菌落总数的限量标准为4.7～5log cfu/g(GB10136-2015)，当即食小龙虾的菌落总数超过5.0log cfu/g，即已腐败变质，不可食用，此时定为即食小龙虾货架期的终点。

由图1可知，随着贮藏时间的增加，100℃组和105℃组的即食小龙虾菌落总数均呈上升趋势，差异显著(p<0.05)。100℃组在第14天的菌落总数为4.9log cfu/g，接近国家限量标准，表明即食小龙虾已趋于腐败变质，不可接受。105℃组在第25天的菌落总数超过5.0log cfu/g，即已腐败变质。相比较，杀菌温度为100℃、105℃时的杀菌效果不如110℃，其原因应当是杀菌温度不足，导致部分耐热性菌体可能仍然存活[13]。而115℃组和120℃组的即食小龙虾菌落总数随着贮藏时间的延长，略有上升，但差异不显著(p>0.05)。结果表明，反压杀菌温度越高，微生物增长速度越缓慢，杀菌效果也越好。

图1 不同反压杀菌温度对即食小龙虾菌落总数的影响Fig 1 Effect of different back pressure sterilization temperatures on colony count of ready-to-eat crayfish

2.2 感官评分的变化

由表2可知，在贮藏初期，100℃组的感官评分最高，为9分，虾肉非常新鲜。随着杀菌温度的升高，感官评分稍有下降，即120℃组的感官评分最低，为8分。随着贮藏时间的延长，五组反压杀菌的即食小龙虾的感官评分均显著性(p<0.05)下降。100℃组在第14天的感官评分值已接近5分，评分较差，这与菌落总数的结果一致。105℃组在第28天的感官分值低于5分，不可接受。110℃组和115℃组在贮藏期内的分值均高于5分，可接受。120℃组在第21天的感官分值低于5分。其中100℃组和105℃组的感官评分下降迅速，其原因在于微生物的生长繁殖导致蛋白质被分解，使得肌肉松散，同时产生胺类、氨类等物质，造成即食小龙虾挥发出氨气、尿素等气味[14]，使得感官品质降低。同时115℃组和120℃组的感官评分也较低，这是由于过高的温度会使得关键性的结构蛋白降解、肌肉纤维结构破坏、结缔组织无序松散[15]，肉制品的汁液流失较多，产品会变得较松软。对于感官评分来说，随着贮藏时间的延长，反压杀菌110℃组感官品质相对较好，能够更好地满足消费者的需求。

表2 不同反压杀菌温度对即食小龙虾感官品质的影响

注：同行字母不同，表示差异显著(p<0.05)。

2.3 储藏期内的胀袋情况

胀袋数主要与微生物和真空包装封口是否严密有关。

由表3可知，在一个月贮藏期内，随着反压杀菌温度的升高，即食小龙虾胀袋率逐渐降低(从65.00%下降到0%)，这与菌落总数结果一致，即温度越高，即食小龙虾的微生物残留越少，越不容易产气胀袋。

表3 不同反压杀菌温度下即食小龙虾的胀袋数(每组40袋)

2.4 质构的变化

质构是描述口腔对食品的感受[16]，它是水产品品质的重要组成部分。国内外多年来一直采用感官评价来描述食品的质构，但感官评分具有不稳定因素，即人为误差较大。而物性测试仪具有高度的客观性和灵敏性，近年来在食品质构的检测中得到了广泛应用。

硬度是食品保持形状的内部结合力，硬度越大表明食品内部结构越紧密[16]。由图2(a)可知，随着贮藏时间的延长，在不同反压杀菌温度下，即食小龙虾硬度呈显著性下降(p<0.05)。咀嚼性是由硬度、粘聚力、弹性共同作用的结果。由图2(b)可知，随着贮藏时间的延长，在不同反压杀菌温度下，即食小龙虾咀嚼性同样呈显著下降(p<0.05)，这与硬度的降低密切相关，硬度的下降造成肌肉细胞间凝聚力降低，使得咀嚼性下降。

图3 贮藏初期不同反压杀菌温度对即食小龙虾的硬度、 弹性(a)和咀嚼性、回复性(b)的影响Fig 3 Effect of different back pressure sterilization temperatures on Hardness (a), Springiness (a), Chewiness (b) and Resilience (b) of ready-to-eat crayfish during the initial phase of storage time

由图3(a)可知，在贮藏初期，随着反压杀菌温度的提高，即食小龙虾的硬度先增大后减小，弹性呈下降趋势，但无显著性差异(p>0.05)。弹性值在100℃组最大，为0.860；而硬度值在110℃时达到最大值1 690.380；105℃组略低于110℃组(p>0.05)。这与Khan等[17](2019)的研究结果一致，即随着杀菌温度的提高，样品肌肉中的肌原纤维结构收缩导致硬度上升，但温度过高会导致结构蛋白降解，使得肌肉组织松散，硬度下降，弹性降低。由图3(b)可知，在贮藏初期，随着反压杀菌温度的升高，咀嚼性先略有升高，后急剧下降(p<0.05)；回复性先略有下降，后又略有升高，但无显著性差异(p>0.05)。回复性值在100℃组最大，为0.369；其次为110℃组和115℃组，分别为0.365、0.368。咀嚼性值在105℃组达到最大值868.408；110℃组略低于105℃组(p>0.05)，这是由于高温会导致肌球蛋白和胶原蛋白变性增加所致。

对于即食小龙虾来说，弹性和回复性越大，质量越好。在一定的范围内，硬度和咀嚼性越大，质量越好。由图3(a)和(b)可知，在贮藏初期，弹性值最好的为100℃组；回复性最好的为100℃组，其次110℃组；硬度值最好的为110℃组，其次105℃组；咀嚼性最好的为105℃组，其次110℃组。采用综合平衡法比较，选出相对较好的杀菌温度为110℃组。

2.5 挥发性盐基氮(TVB-N)的变化

挥发性盐基氮(TVB-N)是评价水产品新鲜度的一个重要指标。生鲜类水产品在微生物和酶的作用下，促使蛋白质分解产生氨等碱性含氮物质，这些物质与水产品腐败时产生的有机酸结合，形成一种盐基态氮并在肉制品中积聚[18]。但经过100℃以上高温热处理后，食品中的内源酶已经失活[19]。因此影响熟制水产品挥发性盐基氮变化的主要因素是微生物。

由图4可知，随贮藏时间的延长，TVB-N含量逐渐上升，其中100℃组和105℃组呈显著性上升趋势(p<0.05)，且100℃组在14d的TVB-N值为19.39mg/100g，接近我国虾类挥发性盐基氮的限量标准20mg/100g(GB10136-2015)，之后均超过国标规定值，表明即食小龙虾已腐败变质。105℃组在第21天的TVB-N值为19.38mg/100g，之后均超过20mg/100g，即已腐败变质。在一个月贮藏期内，虽然110℃组、115℃组、120℃组的即食小龙虾挥发性盐基氮呈逐渐上升趋势，但均未超过国家限量标准。

图4 在贮藏期间不同反压杀菌温度对即食 小龙虾的TVB-N含量的影响Fig 4 Effect of different back pressure sterilization temperatures on TVB-N of ready-to-eat crayfish during the storage time

2.6 pH值的变化

pH值影响肉制品的质量。未经加工的小龙虾在储存期间，由于糖原分解产生乳酸使得pH值下降。对于熟肉制品，肌酸不再成为影响因素[20]。由图5可知，在不同反压杀菌温度下，即食小龙虾的pH初始值在7.2～7.9之间。随着贮藏时间的延长，pH值呈上升趋势，且杀菌温度越高，上升越缓慢。这可能是因为在贮藏过程中，相对较低的杀菌温度使得虾肉内残存部分耐热性微生物和芽孢在微生物和酶的作用引起蛋白质分解，产生碱性物质，使得pH值上升。

图5 在贮藏期间不同反压杀菌温度处理的 即食小龙虾的pH变化Fig 5 Changes in pH value of ready-to-eat crayfish treated with different back pressure sterilization temperatures during the storage time

2.7 色差的变化

颜色对即食小龙虾的外观和可接受性起着重要的作用。夏秀芳等[21](2012)的研究表明，由于脂质氧化、色素降解等原因会导致食品在贮藏过程中发生颜色变化。齐军等[22](2012)认为，肌原纤维蛋白溶解度对L*值有负面影响，而肌浆蛋白溶解度对L*值呈正面效应。Karayannakidis等[23](2008)的研究表明，肌肉不透明度的增大，使得更多的光在肌肉表明反射，导致更明亮的颜色。

表4 不同反压杀菌温度下即食小龙虾的色差变化Table 4 Changes of chromatic aberration of ready-to-eat crayfish treated with different back pressure sterilization temperatures

注：同列字母不同，表示差异显著(p<0.05)。

由表4可知，随着反压杀菌温度的提高，a*值和b*值显著减少(p<0.05)，与L*值和W值相反。100℃组的L*值和W值显著低于其他反压杀菌组(p<0.05)，这可能是随着反压杀菌温度的提高，小龙虾肌肉的不透明度和肌浆蛋白溶解度增大所致。白度值主要由L*值主导，所以和L*值变化趋势一致。a*值随着温度升高，呈下降趋势，这与夏克鑫[24](2017)的研究结果一致，这可能是由于高温导致肌红蛋白受热变性所致。b*值随着温度升高，同样呈下降趋势。Amonrat等[25](2006)认为，脂质氧化与b*值呈正相关。刘浩坤等[26](2019)认为，随着温度升高，脂肪氧化酶的活性降低，即反压杀菌温度越高，脂肪氧化酶的活性越低，脂肪氧化程度越低，黄色度越低，即b*值越小。105℃组的L*最好(33.40)，其次为110℃组(33.17)；100℃组的a*值最好(19.27)，其次为105℃组、110℃组、115℃组，但这三组无显著性差异(p>0.05)；120℃组的b*值最好(11.56)，其次为110℃组(12.60)，但这两组无显著性差异(p>0.05)。对于即食小龙虾产品而言，强烈的食品外观颜色对产品性能的改善和提高产品的吸引力具有较大优势。因而基于色差值来说，相对较好的杀菌温度组为110℃组。

3 结论

在一个月贮藏期间内(温度为37℃)，随着反压杀菌温度的提高，即食小龙虾的菌落总数显著降低(p<0.05)，杀菌温度越高，杀菌效果越明显，其中100℃组和105℃组在贮藏期间内已腐败变质(不可食用)，胀袋数的结果也与菌落总数的结果一致；感官品质逐渐降低，pH值呈上升趋势；硬度先增大后减小，110℃时达到最大值；咀嚼性随温度升高而降低，105℃和110℃时达到最大值；弹性和回复性随温度升高呈下降趋势，但无显著性差异(p>0.05)；TVB-N含量逐渐上升，其中100℃组和105℃组在贮藏期间内的TVB-N值超过了国家限量标准；L*值和白度W先增大后减小，105℃和110℃时达到最大值；a*和b*值呈下降趋势，100℃时a*值最好，110℃和120℃时b*值最好。综上所述，最适反压杀菌温度为110℃，在该杀菌温度下，既保证了即食小龙虾的相对安全性，又保持了较好的品质。