方格星虫的干燥工艺对比及品质评价

◎ 梁钻好，陈海强，梁凤雪，余 铭

（1.阳江职业技术学院 食品与环境工程系，广东 阳江 529566；2.广东省食品低温加工工程技术研究中心，广东 阳江 529566）

方格星虫（Sipunculus nudusLinne.），俗称沙虫、沙肠子，形如蚯蚓，浑身光裸无毛，生活在沿海滩涂一带沙泥地质的海域，涨潮时钻出，退潮时潜伏在沙泥洞中，以吞食沙粒等为生。方格星虫主要分布在广东、广西、海南、福建和山东沿海地区，含有丰富的蛋白质、多糖、脂肪酸等活性成分，具有很高的食用和药用价值，对阴虚盗汗、脾虚、肾亏、夜尿频繁等均有明显疗效[1]，堪称“海洋里的冬虫夏草”[2-3]，是一种名贵的海产品。除去肠内沙粒，方格星虫全身均可食用。由于体内自溶酶活性较高，方格星虫死后（翻沙后）数小时内会自溶化作一滩水，因此除部分新销鲜食外，主要用于干燥处理后对外销售。

方格星虫的干燥方式以传统的日晒和烘干为主，日晒依赖气候变化，干制品水分含量较高，产品保质期短，同时存在微生物超标等食用卫生问题。烘干以40～70 ℃的高温加工为主，干燥过程中容易形成局部硬壳、发黄，使产品外观和口感欠佳。此外，高温干燥引起的蛋白质变性和脂肪酸氧化反应，对珍贵的方格星虫的多肽、脂肪酸、多糖等易敏性成分破坏较大[4]，相比新鲜样品，其营养价值和商品价值均大打折扣。对热敏性高值海产品而言，更适合使用低温干燥方式进行干制，如真空冷冻干燥[5]和低温热泵干燥[6]。真空冷冻干燥因机械设备昂贵、能耗大、成本高，难以大批量加工，在实际食品生产中推广难度较大；低温热泵干燥从自然环境或余热资源吸热从而获得更高的输出热能，具有节约能源、降低成本的产业推广优势[7-8]，而干品品质高、复水性好，因此具有良好的产业化推广前景。本研究应用低温热泵干燥技术干制方格星虫，获得产品品质更好的干制品，助力低温热泵干燥技术在水产品中的推广应用。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

新鲜方格星虫，购于湛江市遂溪县草潭镇南洪村农户；硼酸、乙醇、氧化镁、盐酸、无水碳酸钠、溴甲酚绿、甲基红、亚甲基红和亚甲基蓝等均为分析纯。

DDC06TSL型低温热泵干燥箱（上海精密科学仪器有限公司）、DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱（成都圣欣科学仪器有限公司）、ATN-300型全自动凯氏定氮仪（上海洪纪仪器设备有限公司）、SY204型分析天平（上海佑科仪器仪表有限公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程

工艺流程：新鲜方格星虫→清洗干净→翻沙→去内脏→二次清洗→漂烫定型→干制。

1.2.2 关键控制点

翻沙：将方格星虫一端切开，用直径3～4 mm的圆棍从另一端戳出，快速将整条方格星虫由内向外翻转。漂烫定型：80～90 ℃热烫30～60 s。

干制：样品采用3种干燥方式处理：①60 ℃热风干燥，风速1.5 m·s-1，湿度15%。②20 ℃热泵干燥，风速1.5 m·s-1，湿度15%。③40 ℃热泵干燥，风速1.5 m·s-1，湿度 15%。

1.2.3 水分含量和干燥曲线的测定

参照GB 5009.3—2016[9]，采用直接干燥法测定样品干燥前的水分含量。从干燥开始计时，每隔一定时间称量一次样品质量，直至重量不再变化。以减少的重量作为水分损失量，以水分含量-干燥时间作干燥曲线图。干燥t时刻样品的水分含量计算如下：

式（1）中：Rt为t时刻干燥样品的干基含水量，%；R0为样品干燥前的水分含量，%；M0为样品干燥前的重量，g；Mt为t时刻干燥样品重量，g。

1.2.4 挥发性盐基氮（TVB-N）含量

参照GB 5009.228—2016[10]中的半微量定氮法测定。

1.2.5 复水率的测定

方格星虫干品于25 ℃水浴复水，料水比为1∶50（m∶V），每隔0.5 h测定样品重量，计算复水率[11]。

式（2）中：Rf为复水率，%；mt为复水t时刻后样品重量，g；m0为复水前样品重量，g。

1.2.6 感官评价

对方格星虫干制品及蒸煮（复水2 h后沸水煮3 min）后的样品进行感官评价，评价内容包括色泽、组织形态、气味、口感，按十分制计[12]，具体评分细则如表1所示。选取12名方格星虫评价专家进行感官评价，去掉最高分和最低分后结果取平均值。

表1 方格星虫干品的感官评分细则表

1.2.7 数据处理

采用WPS Office 2019处理数据，并用Origin 8.0软件对数据进行统计学分析。

2 结果与分析

2.1 干燥工艺对方格星虫干燥效率的影响

方格星虫的干燥曲线如图1。3种干燥方式中以20 ℃热泵干燥速度最慢，整个干燥曲线明显分为恒速干燥阶段和降速干燥阶段，最后的水分含量平稳在11%左右。热风干燥前期干燥速率较快，干燥曲线陡峭，水分含量从0～2.5 h快速下降至11.75%，水分干燥速率为28%/h，此后干燥速率减缓，但水分含量仍在持续下降，干燥4.5 h后水分含量可下降至5%以下。40 ℃热泵干燥前期的干燥速率比高温热风干燥的速率更快，0～2 h的干燥速率高达35%/h。但此后的水分含量只能进一步下降至8%左右，很难再进一步脱水。3种干燥方式的最佳干燥时间和干燥结束时的水分含量如表2。60 ℃热风干燥2.5 h，20 ℃热泵干燥9.0 h，40 ℃热泵干燥2.0 h，得到的方格星虫干品水分含量在11%～12%，三者之间的水分含量无显著差异（P＞0.05）。

图1 方格星虫干燥曲线图

干燥方式和干燥温度对干燥期间方格星虫水分含量的变化有显著影响。整个过程的干燥速率为：40 ℃热泵干燥＞60 ℃热风干燥＞20 ℃热泵干燥。方格星虫干燥时间及水分含量见表2。

表2 方格星虫干燥时间及水分含量表

2.2 干燥工艺对方格星虫TVB-N值的影响

挥发性盐基氮是指动物性食品由于酶和细菌的作用，在腐败过程中，使蛋白质分解而产生氨以及胺类等碱性含氮物质，是反映鱼肉鲜度的主要指标。如图2所示，方格星虫干燥后的TVB-N含量排序为：60 ℃热风干燥＞40 ℃热泵干燥＞20 ℃热泵干燥，热风干燥的方格星虫TVB-N含量显著最高，是热泵干燥的1.4～1.7倍，表明热泵干燥可有效降低方格星干品TVB-N含量，提高干制品质量。而20 ℃热泵干燥TVB-N含量在3组样品中显著最低，比40 ℃热泵干燥低21.6%。

图2 不同干燥工艺处理的方格星虫挥发性盐基氮含量图

2.3 干燥工艺对方格星虫复水率的影响

如图3所示，干燥方式对方格星虫复水速率有较大影响。热风干燥的方格星虫干品整体复水速率较慢，而两种热泵干燥的复水效率接近，复水效果较好。复水0.5 h，热泵干燥方格星虫干品的复水率为300%以上，达到热风干燥样品复水2 h的效果，复水率随复水时间延长，以约每小时135%的速率直线增加至复水率500%以上（复水2.0 h），2 h时热泵干燥复水率是热风干燥的1.7倍。复水效果与干燥过程对样品肌纤维破坏的可逆程度密切相关。热风干燥水产品的肌纤维会因过度受热膨胀，不规则膨胀的肌纤维会相互挤压变型[13]，复水时水分难以渗透；热泵干燥也会对水产品的肌纤维造成一定的膨胀，但肌纤维结构受损程度较热风干燥小，蛋白的变性程度较小或在可逆范围，因此肌肉仍保持较好的持水能力。

图3 不同干燥工艺处理的方格星虫复水率变化图

2.4 干燥工艺对方格星虫干品感官品质影响

对干燥后的方格星虫干品外观、复水效果及蒸煮后的口感进行综合评价，感官描述结果如表3，外观图如图4。热风干燥的样品外观严重卷曲，复水效果差，体壁纵肌束有断裂现象，得分较低（中等级别）。两组热泵干燥样品的感官评分接近，均属优良级别。

表3 方格星虫干品的感官评分表

图4 不同干燥工艺处理的方格星虫干品、复水后及水煮后的外观图

3 结论

采用3种干燥方式干制方格星虫，干燥效率大小为：40 ℃热泵干燥＞60 ℃热风干燥＞20 ℃热泵干燥。最终水分含量为11%～12%时，三者用时分别为2.0 h、2.5 h、9.0 h。热泵干燥有利于降低方格星虫干品的TVB-N含量，提高干品品质，2 h复水率可达到500%以上，复水速度快、效率高，是热风干燥的1.7倍。感官评分方面，综合干品、复水样品和水煮后的样品外观和口感进行评价，两种热泵干燥方格星虫干品的感官评分均较高，属于优良级别。其中40 ℃热泵干燥方式最适合用于方格星虫干制，具有最高的干燥效率和较优的干品品质。