清蒸全蟹软罐头加工工艺优化及其贮藏过程中的品质变化

朱亚军 葛孟甜 林 琳 姜绍通 陆剑锋

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

中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)俗称河蟹，是中国最重要的经济蟹种之一，具有肉质细嫩，味道鲜美独特，营养丰富等优点，颇受消费者的喜爱[1]。但在幼蟹或蟹种培育程中，普遍存在着15%～30%的性早熟蟹，控制或解决性早熟问题，已成为我国河蟹产业面临的一个重要难题。与此同时，由于性早熟蟹比同期正常发育蟹的规格小、价格低，且占比高，严重影响了河蟹的养殖效益，也造成极大的资源浪费[2]。因此，对小规格性早熟蟹，进行综合开发利用具有重要意义。本研究旨在为充分利用低值螃蟹资源提供一条新途径。

与其他水产品相似，河蟹上市时间集中，加工的季节性较强，且易被微生物污染而腐败变质，因此寻求一种有效的加工和保藏工艺十分重要[3]。罐头作为一种传统食品，是食品保藏的重要方法之一[4]。研究发现，金属包装罐制品易受温度、pH等贮藏条件的影响，包装罐中的金属元素可能还会转移到罐内食品中，从而影响产品的安全性[5]。软罐头被称为第二代罐头食品，属于软包装食品的一种，是用软包装材料装制食品，经高温杀菌后，可以在常温下保存[6]。软罐头具有质量轻、体积小、食用方便、容易携带等特点[7]，可满足人们居家和旅行的需求，逐渐成为罐头食品主流包装形式。近年来，随着国民经济的快速发展和人们生活节奏的加快，消费者对食品种类和口味类型的追求，以及对罐头产品的营养品质和质量安全要求越来越高，已经开发出多种软罐头水产品。如米顺利[8](2018)等以牡蛎(Ostreagigas)为原料，研制出一种榄钱牡蛎软罐头的加工工艺，并对产品品质进行了检测；明汉萍[9](2002)等以武昌鱼(Megalobrama amblycephala)为原料，对风干武昌鱼软罐头的加工技术进行优化，同时对该产品质量进行监测。尽管已有上述一些水产软罐头食品等方面的研究，但有关蟹类软罐头食品的研究较少，缺乏专门针对小规格性早熟蟹高值化利用的软罐头加工研究。

本研究以性早熟蟹为原料，对清蒸全蟹软罐头的加工工艺进行优化，探讨其营养卫生指标，监测产品在贮藏期间的pH值、感官评分、微生物和TVB-N等品质变化并预测货架期，以期为性早熟蟹在休闲食品领域的发展，提供一定的理论参考依据。

1 材料与方法

1.1 原材料与设备、仪器

1.1.1 原材料、辅料

原料蟹(性早熟中华绒螯蟹，重量约20～25g)购自安徽福恩食品科技有限公司，用尼龙网兜扎紧后迅速冷链运输带回实验室4℃保存。

食盐、食用植物油、大葱、白砂糖、大蒜、味精和增鲜剂(5’-肌苷酸钠+5’-鸟苷酸钠)均购自家乐福超市。

1.1.2 仪器与设备

反压灭菌锅DY04-17，上海东亚压力容器制造有限公司；

蒸煮锅HH-S.Z.W，郑州英峪领科仪器设备有限公司；

水浴锅HH-2，江苏金坛市金城国胜实验仪器厂；

真空包装机LRH-100CL，上海一恒科技有限公司；

自动凯氏定氮仪K9840，烟台海能仪表科技有限公司；

电感耦合离子体发射光谱仪XSP-IntrepidⅡ，美国热电公司。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

原料蟹→清洗沥干→清蒸→自然冷却→浸泡(柠檬酸)→沥干→装袋→加汤(预制汤)→真空包装→反压灭菌→快速冷却→成品。

1.2.2 工艺操作要点

1.2.2.1 柠檬酸浸泡

将河蟹浸泡在0.2%的柠檬酸溶液中15min，漂洗并沥干一次(浸泡增重10%～20%为宜)，每批原料需更换新的浸泡液。柠檬酸浸泡有利于减少蟹肉罐头加工过程中产生的H2S，减少H2S与血液蛋白中残留的Cu2+发生反应生成CuS，从而导致罐头发蓝[10]。

1.2.2.2 汤料配方

按比例加入盐、糖、葱、蒜、增鲜剂、味精、食用油和适量水熬制汤。

1.2.2.3 装袋

蒸煮后，待产品、汤料冷却，称取一定重量的全蟹装入透明隔绝型的蒸煮袋中，然后再按比例加入汤料。

1.2.2.4 真空包装

产品采用中温热封，抽真空的时间为22s，热封的时间为2.5s。密封后逐一检查密封情况，确保密封良好。

1.2.2.5 反压灭菌

产品真空包装后，放入反压灭菌锅中灭菌，温度为121℃，时间为20min。灭菌完成后取出产品，用冰水迅速冷却至室温，即为成品。

1.2.3 单因素试验

1.2.3.1 固形物与汤料比例单因素实验

固汤比设置为：1∶1、2∶1、3∶1、4∶1和5∶1。其他食材用量取第三水平。产品按照1.2.1的工艺流程制作，通过感官评定分值比较确定固汤比。

1.2.3.2 食盐用量单因素实验

食盐的添加水平为：1%、1.5%、2%、2.5%和3%。取最佳的固汤比，其他食材用量取第三水平。产品按照1.2.1的工艺流程制作，通过感官评定分值比较确定加盐量。

1.2.3.3 食盐与白砂糖比例单因素实验

将食盐与白砂糖的比例设定为：1∶1、2∶1、3∶1、4∶1和5∶1。选择固汤比和加盐量的最佳水平，其他食材用量取第三水平。产品按照1.2.1的工艺流程制作，通过感官评定分值比较确定盐糖比。

1.2.3.4 味精用量单因素实验

味精的添加水平为：0.06%、0.07%、0.08%、0.09%和0.1%。固汤比、加盐量、盐糖比均为最优水平，其他食材用量取第三水平。产品按照1.2.1的工艺流程制作，通过感官评定分值比较确定味精用量。

1.2.3.5 增鲜剂用量单因素实验

增鲜剂的添加水平分别设定为：0.003%、0.0035%、0.004%、0.0045%和0.005%，固汤比、加盐量、盐糖比和味精用量为最佳水平，其他食材用量取第三水平。产品按照1.2.1的工艺流程制作，通过感官评定分值比较确定增鲜剂用量。

1.2.3.6 大蒜用量单因素实验

大蒜的添加水平为：0.5%、1%、1.5%、2%和2.5%，固汤比、加盐量、盐糖比、味精用量以及增鲜剂用量取最优水平，其他食材用量取第三水平。产品按照1.2.1的工艺流程制作，通过感官评定分值比较确定蒜用量。

1.2.3.7 大葱用量单因素实验

大葱的添加水平为：0.5%、1%、1.5%、2%和2.5%，固汤比、加盐量、盐糖比、增鲜剂用量、味精用量和大蒜用量取最优水平，其他食材用量取第三水平。产品按照1.2.1的工艺流程制作，通过感官评定分值比较确定葱用量。

1.2.3.8 食用油用量单因素实验

食用油添加量分别设定为：0.5%、1%、1.5%、2%和2.5%，固汤比、加盐量、盐糖比、增鲜剂用量、味精用量、大蒜用量以及大葱用量取最优水平。产品按照1.2.1的工艺流程制作，通过感官评定分值比较确定食用油用量。

1.2.4 正交试验

在单因素实验的基础上，综合实际情况，选取L27(313)正交表进行汤料配方正交试验，因素水平见表1，产品按照1.2.1的工艺流程制成后，进行感官评分，并分析整理所得结果。

表1 汤料配方的正交试验因素水平表Table 1 Orthogonal experiment factor and level of broth recipe

1.2.5 感官评定的方法

感官评分小组由预先经过培训的8～10人组成，根据表2的感官评分标准，进行感官评分，将每一项加权之和取平均值，得到最终的感官评分。10分表示感官最好，0分表示感官最差，低于6分表示产品品质恶化，已到达货架期终点。

表2 清蒸全蟹软罐头感官评定标准Table 2 The sensory evaluation standard of soft can with steamed-whole-crab

1.2.6 清蒸全蟹软罐头营养成分和理化性质的测定

1.2.6.1 基本成分测定

分别参照GB 5009.3-2016、GB 5009.5-2016、GB 5009.6-2016测定水分、粗蛋白和脂肪含量。

1.2.6.2 含盐量的测定

按照GB/T 5009.44-2016《食品安全国家标准食品中氯化物的测定》中银量法测定。

1.2.6.3 挥发性盐基氮(TVB-N)的测定

按照GB/T 5009.228-2016《食品中挥发性盐基氮的测定》中凯氏定氮法测定。

1.2.6.4 重金属含量的测定

采用GB/T 5009.11-2014、GB/T 5009.12-2017、GB/T 5009.15-2014提供的方法分别检测砷、铅和镉。

1.2.6.5 微生物的测定

菌落总数按GB 4789.2-2016测定；采用GB 4789.3-2016、GB 4789.5-2012、GB 4789.4-2016、GB 4789.10-2016提供的方法分别检测大肠杆菌、志贺氏菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌。

1.2.6.6 pH值的测定

取出清蒸全蟹软罐头产品的可食用组织5g，放入45mL的蒸馏水烧杯中，均质研磨，用精密酸度计测定滤液的pH值。

1.2.7 清蒸全蟹软罐头营养卫生指标的建立

参考GB 10136-2015《食品安全国家标准动物性水产制品》、GB/T 5009.44-2003《肉与肉制品卫生标准的分析方法营养卫生指标》和DB11/617-2009《熟制水产品卫生要求》，初步确定了清蒸全蟹软罐头的营养卫生指标。

1.2.8 贮藏过程中产品品质的变化及货架期的预测

清蒸全蟹软罐头(高温37℃下保温贮藏)贮藏期间，每3d测定1次菌落总数、TVB-N值和pH值，并根据感官评分标准(见表2)中组织形态、气味、色泽和口感滋味进行感官评价。

通过感官评分、化学性质和微生物种类及数量等综合指标，对清蒸全蟹软罐头的货架期进行了初步评估。

1.3 数据分析

本研究中所有试验均进行3次平行的重复，所有数据均采用Origin 8.5软件和SSPS 19.0进行作图处理和显著性统计分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 固汤比对产品感官评分的影响

由图1可见，随着固汤比的增加，综合感官评分逐渐上升，固汤比为2∶1时达到峰值。而固汤比进一步增加，感官评分迅速骤降，可能是由于当固汤比过高，即产品中汤料较少时会使得河蟹对料汁的吸收不足，导致产品口感寡淡。因此，最佳的固汤比为2∶1。

图1 固汤比对清蒸全蟹软罐头感官评分的影响Fig. 1 The effect of the ratio of crab to broth on sensory evaluation

2.1.2 食盐用量对产品感官评分的影响

食盐的添加量对食物的风味和品质有重大影响。盐位居五味之首，不仅能决定食品的口感和改善食品的质地，还能维持细胞外液的渗透压，参与调节体内酸碱平衡。但过量的盐摄入会加剧氧化应激和血脂异常引起的肝脂肪变性的炎症和纤维化[11]。从图2可以看出，随着食盐添加量的增加，感官评分逐渐增加，达到峰值时加盐量为1.5%；当加盐量大于1.5%后，感官评分逐渐下降，因此，确定食盐的添加量最佳值为1.5%。

图2 食盐用量对清蒸全蟹软罐头感官评分的影响Fig. 2 The effect of salt amount on sensory evaluation of soft can with steamed-whole-crab

2.1.3 盐糖比对产品感官评分的影响

从图3可以看出，感官评分的分值随着盐糖比的增加逐渐升高，在盐糖比为3∶1时达到最大值。可能是由于添加了糖，不仅缓冲了咸味，还有防腐除腥的作用[12]。但盐糖比大于3∶1时，产品的感官评分因其咸味过重而逐渐降低，因此最佳的盐糖比为3∶1。

图3 盐糖比对清蒸全蟹软罐头感官评分的影响Fig. 3 The effect of salt-sugar ratio on sensory evaluation of soft can with steamed-whole-crab

2.1.4 味精用量对产品感官评分的影响

由图4可见，感官评分的分值随着味精添加量的增加而逐渐增加，当感官评分达到最大值时，味精的添加量为0.07%，当味精用量大于0.07%后，感官评分呈下降趋势。可能是因为在一定范围内味精呈现为鲜味，且在这个范围内鲜味随着其浓度的增加而增加；当味精使用量超过此范围时，就会出现涩味，并且当进一步增加味精用量后，食物中的鲜味会消失，反而有越来越重的涩味[13]。

图4 味精用量对清蒸全蟹软罐头感官评分的影响Fig. 4 The effect of monosodium glutamate amount on sensory evaluation of soft can with steamed-whole-crab

2.1.5 增鲜剂用量对产品感官评分的影响

由图5可见，感官评分随着增鲜剂添加量的增加而逐渐上升，感官评分达到峰值时，增鲜剂用量为0.004%，当增鲜剂用量大于0.004%时，感官评分略有下降。可能是因为当达到一定的值后再增加增鲜剂，反而会对其他成分的风味有所掩盖，而且导致产品的鲜味过浓。

图5 增鲜剂用量对清蒸全蟹软罐头感官评分的影响Fig. 5 The effect of freshener amount on sensory evaluation of soft can with steamed-whole-crab

2.1.6 大蒜用量对产品感官评分的影响

大蒜因其强烈的蒜辣味或辛辣味常被用作食物中的调味料，同时，蒜还具有减少人体胃液中N-亚硝胺类化合物的产生，激活巨噬细胞，降低胃癌的风险，抗高血压、抗血小板凝集和抗动脉粥样硬化等作用[15]。由图6可知，感官评分随着蒜量的增加而逐渐升高，当达到最大值时，大蒜的用量为1%；当大蒜用量大于1%时，感官评分的值呈下降趋势，确定大蒜最佳用量为1%。

图6 大蒜用量对清蒸全蟹软罐头感官评分的影响Fig. 6 The effect of garlic amount on sensory evaluation of soft can with steamed-whole-crab

2.1.7 大葱用量对产品感官评分的影响

大葱作为一种常见的天然食品香料，不仅具有改善食欲和消化功能的作用，还对减少人体血管中胆固醇的沉积，防止血栓形成有一定功效[14]。由图7可知，感官评分随着葱量的增加而逐渐增加，当达到峰值时，大葱用量为1%，当添加大葱超过1%时，感官评分逐渐下降，确定大葱最佳添加量为1%。

图7 大葱用量对清蒸全蟹软罐头感官评分的影响Fig. 6 The effect of green onion amount onsensory evaluation of soft can with steamed-whole-crab

2.1.8 食用油用量对产品感官评分的影响

由图8可知，感官评分的分值随着食用油用量的增加而逐渐增加，当感官评分最高时，食用油的用量为1%；而后，随着用油量进一步增加，感官评分的分值缓慢下降，可能是当油添加过多时，产品太油腻，导致感官评分降低。因此，确定食用油的最佳用量为1%。

图8 食用油用量对清蒸全蟹软罐头感官评分的影响Fig. 8 The effectof edible oil amount on sensory evaluation of soft can with steamed-whole-crab

2.2 正交试验结果与分析

根据正交试验结果(表3和图9)，可以直接得出最佳汤料配方为8号，即A1B3C3D3E2F2G2H1。然后对实验结果进行计算分析，找出最优值，根据表3，经计算分析后的最优方案为：A3B3C3D3E1F1G2H2。

根据计算和直观分析的结果，2种分析方法得到的最优值不同，因此有必要设计验证试验，确定最终的最优汤料配方。试验方案按表4进行，产品按照1.2.1工艺流程制作后，进行感官评分，分析所得结果如表4所示。

表3 汤汁配方正交试验计算结果Table 3 Orthogonal experiment calculation result of broth recipe

图9 汤汁配方正交试验直观分析结果Fig. 9 Intuitive analysis result of broth recipe orthogonal experiment

表4 验证实验方案与结果Table 4 Verification experiment and result of broth recipe

根据感官评分结果，选择A3B3C3D3E1F1G2H2为最优方案，即最佳汤料配方为：固液比3∶1，食盐2%，盐糖比4∶1，味精0.06%，增鲜剂0.0045%，大蒜1%，大葱0.5%，食用油1%。

2.3 清蒸全蟹软罐头营养卫生指标的确定

清蒸全蟹软罐头的营养卫生指标按照相关文献和水产食品卫生标准制定如下。

(1)产品说明。

以小型河蟹为原料，经洗净沥干、清蒸冷却、柠檬酸浸泡、装袋、加入配方汤料、真空包装、反压灭菌和冷却成品等工序，制成的清蒸全蟹软罐头，是一种具有浓郁的蟹香味、营养卫生和携带方便的即食产品。

(2)感官要求。

蟹香味浓郁，具有典型的清蒸全蟹风味，鲜味适中，无腥味；具有鲜红的蟹身，金黄的蟹黄，雪白的蟹肉；肉质细嫩，蟹黄咸中带甜，回味悠长。

(3)基本成分及微生物指标。

清蒸全蟹软罐头的基本成分和微生物指标见表5。通过分析该产品的各项指标，可以看出该产品符合相关的营养和卫生标准。

表5 清蒸全蟹软罐头的基本成分及微生物指标标准Table 5 Physical, chemical and microbial index standards of soft can with steamed-whole-crab

2.4 清蒸全蟹软罐头在贮藏过程中感官评分的变化

目前，对蟹类产品而言，感官评价较之化学、微生物等方法简单快速，是评价贮藏过程中蟹类产品品质变化程度的最直观的方法[16]。由图10可见，清蒸全蟹软罐头在贮藏过程中感官评分不断下降，也就是清蒸全蟹软罐头品质在逐渐下降。清蒸全蟹软罐头产品在贮藏初期呈金黄、香、嫩，并保持了其独特的风味。在12d之前感官评分缓慢下降，12d之后迅速下降，第21天的感官评分为6.45，全蟹的独特香味开始消退，产品颜色变淡，口感一般，但不影响食用。到第24天，清蒸全蟹感官评分为5.73，风味变淡并伴有少量胺味，颜色较淡，口感较差，开始变质。由此可见，清蒸全蟹软罐头感官可接受的贮藏期终点是21d。

图10 清蒸全蟹软罐头在贮藏过程中感官评分的变化Fig. 10 The Change in sensory evaluation of soft can with steamed-whole-crab during storage

2.5 清蒸全蟹软罐头在贮藏过程中菌落总数的变化

在整个贮藏过程中，清蒸全蟹软罐头产品菌落总数均小于100CFU/g。分析其原因，可能是由于真空包装和反压灭菌后，产品中的细菌在贮藏初期生长缓慢，并且在到达腐败终点时其数值仍较低。这与徐贞[17](2017)等的研究结果相一致，在贮藏期微生物对产品的品质变化影响较小。因此，清蒸全蟹软罐头产品腐败变质的主因不是微生物，本产品品质变化的参考指标不宜包括菌落总数。

2.6 清蒸全蟹软罐头在贮藏过程中pH值的变化

清蒸全蟹软罐头pH值的变化情况如图11所示，清蒸全蟹的pH初始值为9.14，呈较高碱性，而相对于熟制虾类而言，其pH值一般在5.8～6.8之间[18]，可能是由于蟹壳中含有较多的碱性物质，有部分碱性物质在清蒸和反压灭菌过程中渗透到全蟹可食用组织中[19]，导致pH值较高。清蒸全蟹软罐头产品的pH值，在整个贮藏过程中整体呈逐渐下降的趋势，浮动于8.83～9.14之间。pH值的变化通常是由于微生物的分解和机体的生化反应，可以反映产品的品质变化[20]，根据菌落总数的变化结果可知，可能主要是因为机体自身的生化反应，即中性脂肪和磷脂被降解产生脂肪酸，以及在无氧条件下糖元分解产生乳酸等物质，而导致清蒸全蟹软罐头的pH值降低[21]。因此，pH值可作为清蒸全蟹软罐头产品品质变化的一项指标，但还需要结合其他评价指标，共同表征其品质来判断产品货架期。

图11 清蒸全蟹软罐头产品在贮藏过程中pH值的变化Fig. 11 The Change in pH of soft can with steamed-whole-crab during storage

2.7 清蒸全蟹软罐头产品在贮藏过程中TVB-N的变化

酶和细菌将动物性食品中的蛋白质分解生成的氨，以及胺类等碱性含氮物质被称为TVB-N。这些物质沸点低，易挥发，可以作为动物性食品腐败程度的表征。因此TVB-N的含量常被作为如鱼、虾、贝类等高蛋白食品品质的评定指标[22]。参考GB 2733-2015《食品国家标准鲜、冻动物性水产品》的规定，当蟹类产品中的TVB-N超过25mg/100g初始标准限值时，一般认为其开始腐败，不可食用。从图12可以看出，清蒸全蟹软罐头产品在贮藏过程中的TVB-N呈上升趋势，且总体速率比较均匀，第21天TVB-N超标，达到25.04mg/100g。根据菌落总数的结果可知，主要是因为机体自身蛋白质分解产生的氨和碱性含氮物质，如低级胺类等[23]导致清蒸全蟹软罐头产品TVB-N值增加。这一结果与感官评定结果无较大差异。

图12 清蒸全蟹软罐头产品在贮藏过程中TVB-N的变化Fig. 12 The Change in TVB-N of soft can with steamed-whole-crab during storage

3 结论

本研究优化了清蒸全蟹软罐头的加工工艺，确定了固液比3∶1，食盐2%，盐糖比4∶1，味精0.06%，增鲜剂0.0045%，大蒜1%，大葱0.5%，食用油1%为最佳汤料配方。并对清蒸全蟹软罐头的营养卫生标准进行了初步制定。经分析可得，本产品符合相关营养卫生标准。此外，对37℃贮藏过程中清蒸全蟹软罐头产品的感官评分、菌落总数、pH值和TVB-N的变化进行了分析和讨论。根据感官评定、化学性质和微生物等综合指标的结果表明，在贮藏期间清蒸全蟹软罐头产品的菌落总数没有超过限值，但在第21天感官评分到接近极限，且TVB-N超过限值。因此，初步确定清蒸全蟹软罐头产品，在贮藏条件为37℃时的货架期是18d。