中华管鞭虾在不同贮藏温度下品质变化的规律

韩悦，张小军，陈雪昌*

1(浙江海洋大学 食品与药学学院，浙江 舟山，316000)2(浙江省海洋水产研究所水产品加工与质量安全研究室， 浙江 舟山，316000)3(浙江省海洋渔业资源可持续利用技术研究重点实验室，浙江 舟山，316000)

中华管鞭虾(Solenoceracrassicornis)属于管鞭虾科(Solenoeeraidae)，由于其身体的各个部位都表现为偏红色，所以别名红虾[1]。中华管鞭虾因为自身体积较大、肉质鲜嫩美味且营养物质丰富受到许多消费者的喜爱，主要在我国东海和黄海地区盛产，是最受欢迎的一种虾类。在生活水平质量越来越高的情况下，人们已经不再满足于温饱，而是对食物的安全及营养有了更多需要。在此背景下，虾制品逐步成为人们日常饮食当中必不可缺的一类食物，因此，海捕虾的市场价值也越来越高。但其主要的捕捞期较短，为每年8月份至次年4月份，使得人们无法在全年都进行享用。因此水产市场常用低温保鲜方式按贮藏温度分为冷藏和冻藏保鲜。冷藏保鲜是指将处理好的水产品置于0～4 ℃条件下进行贮藏的保鲜方法，但保鲜期较短，适合短期运输及贮藏，我国一般水产品流通中的冷链温度为0 ℃。冻藏保鲜是将水产品的中心温度控制在-18～ -30 ℃的保鲜方法。然而近年来国际上要求关于水产品的贮藏温度趋于低温化，英国对所有冻结鱼虾类制品推荐-30 ℃贮藏；美国认为水产品的冻藏温度应在-29 ℃以下。相关研究表明水产品贮藏与水产品的大小、种类以及脂肪厚度都有很大的关系。贮藏脂肪较多的水产品时，冷库温度控制在-30 ℃左右可以延长水产品贮藏期，还有一些特殊种类的水产品，如肌肉呈红色的虾类和鱼类等需要贮藏在低于-30 ℃的冷库中，更有甚者温度要控制-40～-60 ℃左右。虽然我国没有严格要求，一般为-20 ℃左右,但对于虾类、贝类和鱼类等含脂肪较多的水产品贮藏缺乏科学依据，同时，风险较大。因此，如何有效解决虾类的贮藏温度与贮藏品质劣变问题，对保障虾类制品价值及满足消费者需求具有重要意义。

研究发现低温可以达到延长水产品的贮藏时间的效果，但是长期的冷冻贮藏中由于冰晶的产生、升华和再结晶等，会导致水产品色泽、肌肉组织质构、风味、新鲜度和持水力等品质的劣变[2]。郑锐等[3]将探讨重点放在草鱼冻藏温度(-18、-25、-30、-80 ℃)和质构间，指出随着冻藏时间的不断延长，品质指标也不断下降，但是冻藏在-80 ℃比-18 ℃下指标变化缓慢，说明了冻藏温度越低，草鱼肉的质构就保持得越好。李杰[4]对南极磷虾的冷冻指标进行了研究，研究结果表明,与传统的冷藏保鲜相比，微冻保鲜下其品质、出肉率和挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen，TVB-N)值等指标都较优，更有利于虾的贮藏。李立杰等[5]研究了-3 ℃下南美白对虾质构特性的变化，结果显示，贮藏前期虾质构的各项指标均呈上升趋势，在贮藏后期呈现逐渐下降的趋势。LU等[6]研究了在冷藏和微冻2种情况下鳙鱼肉的持水性和质构特性的变化，结果显示冷藏条件下的鱼肉有较好的持水性。所以，冻结温度与冷藏条件在很大程度上影响着水产品的新鲜度、品质、感官质量与肌肉组织。

但张强等[7]对水产品在-35 ℃和-60 ℃的超低温下贮藏保鲜效果进行了研究，发现-35 ℃与-60 ℃下贮藏能够长时间保持水产品的新鲜度，并且由于温度低，水分冻结形成的冰晶细小且稳定，水产品物理性能保持较好，解冻损失率低，肌肉硬度、咀嚼性和弹性均保持较好，但由于在-60 ℃贮藏对设备以及操作要求均很高，且能耗大，因此在-35 ℃下进行贮藏较为理想。为更加深刻地探讨不同贮藏状况下中华管鞭虾品质如何变化以及剖析冻藏温度和时间会怎样影响虾的品质，本研究测定中华管鞭虾于0、-30、-45 ℃的贮藏过程中挥发性盐基氮、质构特性、K值以及感官品质等指标的变化，以期进一步提升水产品保鲜的质量。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

实验原材料为中华管鞭虾，体长(12±2) cm，体重(15±2) g。捕捞后在船上立即冻藏，到岸后送回实验室，分别放在0、-30、-45 ℃冰箱冷冻备用。

氧化镁、硼酸、三氯乙酸(trichloroacetic acid，TCA)、盐酸、硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid，TBA)、甲基红、溴甲酚绿、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、高氯酸、氢氧化钠等，国药集团化学试剂有限公司，上海阿拉丁试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

TA.XT.plus食品质构仪，超技仪器有限公司；FG2便携式pH计，梅特勒-托利多仪器有限公司；K-350全自动凯氏定氮仪，瑞士Buchi公司；高效液相色谱仪，美国Waters公司；Cary50紫外可见分光光度计，美国Varian公司；Centrifuge5810高速离心机，德国Eppendorf公司。

1.3 实验方法

1.3.1 原料的预处理

将中华管鞭虾放至保鲜袋，每种分别随机分为3组，置于0、-30、-45 ℃条件冻藏。0 ℃每隔2 d测定1次，连续测定12 d。-30 ℃和-45 ℃每隔20 d测定1次，连续测定120 d。

每种已处理虾将分成2组，一组切成2 cm×1 cm×1 cm的均等虾块，用来测定质构指标；另一组切块后均质匀浆用来测定理化指标。

1.3.2 感官评定

参考XU等[8]的方法并略作修改，分别在3组温度下各挑选3只完整的虾，根据表1，由评定小组给出虾感官品质得分。分别从气味、色泽、肌肉弹性、形态、蒸煮试验5个角度来作出评价，各指标得分取均值，测算总分，30分为新鲜，低于15分为变质，结果借助雷达图清晰地呈现出来。

表1 中华管鞭虾感官评分标准Table 1 Sensory scoring standard of Solenocera crassicornis

1.3.3 pH值的测定

参照张珊等[9]方法并做适量修改。各温度处理组分别称取3.00 g样品(精确到0.01 g)，加30 mL的蒸馏水，均质60 s后静置30 min，过滤，取滤液，测定pH值。每样品测3次，最后取均值。

1.3.4 TVB-N值的测定

参考钟京芝[10]的方法，并根据实际情况稍作修改。各温度处理组分别称取5 g样品，加37.5 mL的蒸馏水，均质60 s后静置30 min。已处理样本在蒸馏前依次加入1.0 g MgO和1滴消泡硅油，然后立即连接到自动凯氏定氮仪上，按照设备设定程序自动运行，通过自动电位滴定仪来判断滴定终点，记录消耗的盐酸体积。测量开始前先进行空白实验，记录空白值。依照公式(1)计算挥发性盐基氮含量：

(1)

式中：X，试样中挥发性盐基氮的含量，mg/100g；V1，试液消耗盐酸标准滴定溶液的体积，mL；V2，试剂空白消耗盐酸标准滴定溶液的体积，mL；c，盐酸标准滴定溶液的浓度，mol/L；14，滴定1.0 mL盐酸[c(HCl)=1.000 mol/L]标准滴定溶液相当的氮的质量，g/mol；m，试样质量，g；100，计算结果换算为mg/100g的换算系数。

实验数据取平均值表示，结果保留3位有效数字。

1.3.5 TBARS的测定

参考庄秋丽等[11]方法并做适量修改，各温度处理组分别称取10 g样品，加入50 mL 7.5%的三氯乙酸，均质60 s后振摇15 min，过滤，取5 mL，加5 mL 0.02 mol/L硫代巴比妥酸，混匀后于90 ℃恒温水浴锅加热40 min，快速冷却至室温，2 000 r/min下离心5 min，取上清液加入5 mL氯仿，混匀后静置，在532 nm 及600 nm下测其吸光度，按照公式(2)计算TBARS值：

(2)

式中：TBABS指硫代巴比妥酸反应产物值，含量以丙二醛计，mg MDA/100g；A532nm与A600nm指样本在532 nm 及600 nm下吸光度值；155指吸光系数；72.6指丙二醛相对分子质量；m指样本质量，g。

1.3.6K值测定

依据SC/T 3048—2014《鱼类鲜度指标K值的测定》中高效液相色谱法来测定虾肉中K值含量，并稍作修改。各温度处理组分别称取2 g样品，加入20 mL 10%高氯酸，涡旋60 s，在4 ℃下8 000 r/min离心10 min，取上清液；沉淀里加10 mL 5%高氯酸，重复操作，合并上清液，以0.22 μm微孔有机相滤膜过滤于进样瓶，滤液在4 ℃下保存，待上机测定。借助流动相配制核苷酸系列标准曲线。绘制标准曲线，并计算K值含量。K值计算如公式(3)所示：

(3)

式中：ATP、ADP、AMP、IMP、HxR、Hx分别是样品里三磷酸腺苷、二磷酸腺苷、腺苷酸、肌苷酸、次黄嘌呤核苷、次黄嘌呤含量,μmol/g。

1.3.7 持水率的测定

参考卢涵[12]的实验方法，并稍作改进。各温度处理组分别称取2 g样品(质量记作m1)，用滤纸包裹，1 600×g离心10 min后，再次称重(质量记作m2)。持水力表示样品保持质量的百分比，计算如公式(4)所示：

(4)

1.3.8 质构特性测定

参考周逸等[13]的方法，测样本硬度等质构指标，先于室温(约25 ℃)下将目标放置1 h。把处理后的虾切成2 cm×1 cm×1 cm大小。仪器参数设置为P/50探头；触发力5 N；测试前速度100 mm/min，测试速度 50 mm/min，测后速度 50 mm/min，测定部位中华管鞭虾第二腹节；压缩距离为5 mm(压缩比例为50%)，同时不同温度下的虾平行测试10次，取均值作为最后数据。

1.4 数据处理

数据用Excel进行统计，用Origin 8.5进行制图分析，用SPSS 23.0作方差分析，以平均值±标准偏差代表结果。

2 结果与分析

2.1 中华管鞭虾冻藏过程中感官评分变化规律

根据图1，感官评分与贮藏时间呈现出明显的反向关联，且随着贮藏温度提升，下降速度也在加快。新鲜虾在5个方面的初始分数都是5分左右。3个温度下的感官分值均逐渐降低，其原因是由于贮藏期间，虾肉中的蛋白质、氨基酸及其他含氮物质在内源酶和外源微生物的作用下被分解成氨、吲哚和醛等代谢产物，使虾产生腐败的臭味或异味，并且在有氧条件下，虾类表面的无色化合物单酚在多酚氧化酶作用下氧化成双酚，进而转变成有色的醌类，而醌类化合物极易与氨基酸或蛋白质结合生成黑色素，从而影响虾体的外观[14]。0 ℃冻藏虾的各项感官分值下降速度最快，总分在15以下代表感官难以接受，-30 ℃冻藏虾贮藏到90 d时分数达到13.88分；-45 ℃条件下则至120 d时达到14.23分。在本研究中，冻藏处理显著延缓了中华管鞭虾感官品质的劣变，这可能是由于温度低减少虾体表外源微生物的生长，从而抑制了多酚氧化酶等酶类的活性，证明冻藏温度低至- 45 ℃时可以在很大程度上让样本感官品质下降的速度变缓，研究表明，冻藏温度低可以延缓感官品质的下降。

2.2 中华管鞭虾冻藏过程中pH值的变化规律

图2是不同贮藏温度下中华管鞭虾pH值随着时间的变化曲线。pH值在一定程度上可以反映出虾体的新鲜度。据数据不难得出，目标于不同冻藏温度下pH值处在7.6～8.8，新鲜虾初始pH是7.73，随时间产生变动，整体表现为缓慢上升。0 ℃下贮藏第12天时升高至8.76，-30 ℃和-45 ℃下贮藏120 d时达到8.64和8.52。以上结果说明，随着贮藏时间的延长，虾体内蛋白质在外源微生物、内源酶作用下开始分解，生成含氮碱性化合物，所以虾体pH会逐渐上升[15]，虾肉的品质下降，由此可以看出冻藏温度较低时虾的肌肉蛋白降解较慢，变化趋势相对较稳定，品质保存较好，说明pH变化规律与虾体贮藏期间新鲜度变化密切相关。

a- 0 ℃下，贮藏0～12 d中华管鞭虾感官评分变化；b,c,d- -30 ℃和-45 ℃下，贮藏40、90、120 d中华管鞭虾感官评分变化图1 在不同贮藏温度下中华管鞭虾感官指标的变化Fig.1 Changes of sensory indexes of Solenocera crassicornis under different storage temperatures

a-0 ℃；b- -30、-45 ℃图2 在不同贮藏温度下中华管鞭虾pH值的变化Fig.2 Changes of pH value of Solenocera crassicornis under different storage temperatures

2.3 中华管鞭虾冻藏过程中TVB-N值的变化规律

TVB-N是水产品在贮藏期间，由于环境的原因，其自身发生腐败，肌肉中的蛋白质分解产生的具有挥发性的化合物。挥发性盐基氮是判断水产品新鲜度的一个重要指标。GB 2733—2015《鲜、冻动物性水产品》中规定TVB-N指标≤30 mg/100g为合格产品。

由图3可知，新鲜的虾初期TVB-N值为5.61 mg/100g，随着贮藏时间的延长，不同温度下TVB-N值都表现为缓缓增加。0 ℃下贮藏第12天时升高至34.92 mg/100g，已经超过国家标准不可食用，而在-30 ℃和-45 ℃下贮藏的虾，在120 d时TVB-N值分别为29.81 mg/100g和26.23 mg/100g，显然在0 ℃贮藏时，变化趋势较大，而-30 ℃与-45 ℃下，则更为平稳。一方面是由于温度低冻,结速度较快，生成的冰晶少，对肌肉组织细胞的破坏较小；另一方面可能是温度越低，酶活性越小，降低了虾肉蛋白的分解速度，更有利于保持冻藏虾肉的品质。结果表明，降低冻藏温度可以使得化学反应速率有效下降，从而让微生物活动和内源酶活性受到约束，因此可以明显降低TVB-N的增长。

a-0 ℃；b- -30 ℃、-45 ℃图3 在不同贮藏温度下中华管鞭虾TVB-N值的变化Fig.3 Changes of TVB-N value of Solenocera crassicornis under different storage temperatures

2.4 中华管鞭虾冻藏过程中TBARS值的变化规律

水产品中脂肪氧化酸败的程度大多通过硫代巴比妥酸数值的大小来体现，数值越大，证明自身氧化程度较高，新鲜度较低。另外带来的小分子物质也较多，所以常以TBARS值评定水产品品质[16]。MDA为水产品肌肉中脂肪氧化产物，和TBARS反应能够生成红色物质，在532 nm处测得最大吸收峰，表示水产品脂肪氧化的程度[17]。

中华管鞭虾在不同的冻藏温度过程中TBARS值的变化如图4所示。其TBARS初始值0.51 mg MDA/100g，新鲜的虾TBARS值含量较低，可能是由于虾体肌肉中含有的脂质较少所致。当0 ℃下贮藏12 d时，海捕虾的TBARS值达到2.56 mg MDA/100g，此时观察样本发现，整个虾体黑变严重，说明虾体整体氧化严重。而-30 ℃和-45 ℃下贮藏120 d时海捕虾的TBARS值分别为0.98 mg MDA/100g和0.91 mg MDA/100g，此时的虾虾壳光泽稍暗但个体依旧完整。刘奇[18]指出，TBARS值高于2.2 mg MDA/kg时，鱼类可能产生腥臭。而在-30 ℃和-45 ℃下冻藏120 d，都在合理区间。由图4可知0 ℃冻藏时TBARS值增加量要比-30 ℃与-45 ℃高得多，由此可知，冻结温度越低，TBARS值上升越缓慢。这可能是由于温度越低，冻结速率越快，冻结过程中形成的冰晶较小且比较均匀，对虾肌肉细胞造成的损伤较少，脂肪的氧化也较缓慢。BOONSUMREJ等[19]认为冰晶形成时，由于体积膨胀，细胞受到挤压变形甚至破裂，氧化酶、促氧化剂等从破裂的细胞中释放出来，加速了脂肪的氧化。温度和脂肪氧化程度和酸败呈正比，与品质呈反比。综上所述，中化管鞭虾在贮藏期间其肌肉脂质氧化程度明显发生变化，说明TBARS拥有参考意义。

a-0 ℃；b- -30 ℃、-45 ℃图4 在不同贮藏温度下中华管鞭虾TBARS值的变化Fig.4 Changes of TBARS value of Solenocera crassicornis under different storage temperatures

2.5 中华管鞭虾冻藏过程中K值变化规律

K值同样能够用来评价中华管鞭虾新鲜度。一些研究者指出，虾死后肌肉ATP持续分解，这可能是体内酶活性的缘故[20]。K值的基础是ATP和降解物含量比值，数值≤20%时是一级鲜度，20%～40%是二级，60%～80%是初期腐败[21]。所以，K值和新鲜度呈反比，在贮藏时间延长的情况下，肌肉里的肌苷酸与次黄嘌呤也在持续变多，故K值不断增大。

图5是不同冻藏温度下K值随时间的变动曲线。由图5可知，在时间延长的情况下，K值变为缓慢上升态势。新鲜虾K值初始值为2.53%，0 ℃下的中华管鞭虾K值变化较显著，在12 d时增加到45.3%，而-30 ℃和-45 ℃贮藏温度下K值的变化趋势较稳定，在120 d时达到31.67%和17.95%。在贮藏初期，K值增长较为缓慢，这是因为冰温能有效抑制ATP酶的活性，从而减缓ATP及其关联物的降解，且贮藏温度低，虾中大多数水分为结晶态，仅少量游离水可被利用，低温约束酶与微生物活动，导致K值变动平稳。贮藏末期贮藏温度越高的虾K值上升越快，表明低温冻藏处理可以有效维持虾肉的新鲜度，因为温度低时虾肉中水分冻结速度较快，能快速通过最大冰晶生成带，形成最大冰晶生成带时虾肉释放的热量最大，加快了ATP降解速度，且虾肉组织细胞受到的机械损伤小，虾肉中的水溶性成分可以均匀保存在组织中，这与王晓君等[22]测得南方大口鲶于-18 ℃与-25 ℃下冻藏60 d，K值最大分别是25.56%与14.03%的研究中的结果相符。由此可知，低温可延缓腐败变质，更好维持新鲜度。故针对中华管鞭虾等冷冻产品，贮藏时要对控制温度和贮藏时间严格控制，使其在加工、运输中保持良好的品质。

a-0 ℃；b- -30 ℃、-45 ℃图5 在不同贮藏温度下中华管鞭虾K值的变化Fig.5 Changes of K value of Solenocera crassicornis under different storage temperatures

2.6 中华管鞭虾冻藏过程中持水率变化规律

持水率也是判断水产品新鲜度的一项指标，越新鲜的水产品，其持水率就越高，因为其自身保持水分的和吸收外来水分的能力较高。如图6所示，随着贮藏时间的延长，虾肌肉的持水力均呈现出不断下降的趋势。0 d时新鲜的虾肌肉的持水力为90.8%，0 ℃下冷藏12 d时持水力下降为66.1%。-30 ℃和-45 ℃下则下降缓慢，冻藏120 d时持水力下降到73.9%和77.1%，这种变化是因为随着贮藏时间的延长，肌肉中内源蛋白酶导致肌原纤维降解及收缩加剧，致使组织中相邻纤维之间空间变大，从而使水分不断流失[23]。虾体的蛋白、脂肪等在微生物与酶的作用下己开始分解，肌肉组织结构被破坏，虾肉持水能力下降。而-45 ℃的中华管鞭虾在整个贮藏过程中的持水力都高于-30 ℃的，说明低温能有效减缓虾肉的水分流失，使其保持良好的品质。因此，贮藏温度越低，越能够减少虾肉的汁液损失率，保障中华管鞭虾的肌肉组织持水力提升。

a-0 ℃；b- -30 ℃、-45 ℃图6 不同贮藏温度下中华管鞭虾持水率的变化Fig.6 Changes of water holding rate of Solenocera crassicornis under different storage temperatures

2.7 中华管鞭虾冻藏过程中质构特性的影响

影响水产品贮藏期间质构特性的因素有硬度、弹性和咀嚼性，肌肉间结合力的大小和肌纤维损伤，会导致肌肉的硬度、弹性和咀嚼性发生改变。弹性(springiness)是指样品受到外力后恢复到发生形变前时的高度或体积比率[24]。如图7所示，新鲜的虾肌肉弹性为2.33 mm,0 ℃下冷藏12 d时弹性下降至1.3 mm，-30 ℃和-45 ℃下冻藏120 d时弹性分别降至1.81 mm和1.86 mm。硬度(hardness)，即坚实度(firmness)，即样品达一定变形必须的力，即首次压缩时的最大峰值力[25]。贮藏0 d时，虾肌肉组织硬度为885.55 g。0 ℃下冷藏12 d时硬度下降至580.45 g，-30 ℃和-45 ℃下冻藏120 d时硬度下降至873.33 g和899.47 g。咀嚼性(chewiness)为咀嚼样品到能够吞咽状态时所需能量，往往由弹性、硬度共同决定[26]。新鲜的虾肌肉的咀嚼性为2.77 mJ。0 ℃下冷藏12 d时咀嚼性下降至0.51 mJ，-30 ℃和-45 ℃下冻藏120 d时咀嚼性分别降至2.34 mJ和2.40 mJ。

随着冷藏时间的延长，虾肌肉的硬度、弹性和咀嚼性均呈现不断下降的趋势，这是因为在贮藏过程中，鱼体内ATP酶活性下降，导致肌动球蛋白变性，从而导致肌肉的质构特性下降。而在冻藏期间其硬度和咀嚼性出现了先上升后下降的趋势，可能是由于细胞中自由水的流失，导致肌原纤维密度变大，使得虾体肌肉硬度与咀嚼性增大[27]。但随着贮藏时间延长，肌原纤维蛋白降解以及冻藏期间冰晶的出现破坏了组织结构，因此硬度、弹性和咀嚼性逐渐降低[28]。XIONG[29]曾报道,在冻藏过程中，质构特性的改变可能与蛋白质的变性有关。由此可知，不同的贮藏温度对中华管鞭虾弹性、咀嚼性和硬度影响各异，通常而言，温度和质构参数变化速度呈正比，温度越低，虾肌肉品质质变速度也越慢。

a-0 ℃对弹性的影响；b- -30 ℃、-45 ℃对弹性的影响；c-0 ℃对硬度的影响；d- -30 ℃、-45 ℃对硬度的影响； e-0 ℃对咀嚼性的影响；f- -30 ℃、-45 ℃对咀嚼性的影响图7 不同冻藏温度下中华管鞭虾的、硬度、咀嚼性的影响Fig.7 Effects of the elasticity, hardness， and chewiness of Solenocera crassicornis under different freezing temperatures

3 结论

本文主要研究中华管鞭虾在0、-30、-45 ℃ 3种不同温度下的感官评价、pH值、TVB-N、TBARS、K值、持水率和质构等指标的变化。研究发现，随着贮藏时间的延长，3种温度下的中华管鞭虾品质都有所下降。其中0 ℃下贮藏12 d，中华管鞭虾的持水率、硬度、弹性和咀嚼性的下降至66.1%、580.45 g、1.3 mm 和0.51 mJ，pH值、TVB-N值、TBARS值与K值上升至8.76、34.92 mg/100g、2.56 mg MDA/100g和45.3%；而-30 ℃和-45 ℃下贮藏120 d，持水率、硬度、弹性和咀嚼性的下降为73.9%、77.1%、873.33 g、899.47 g、1.81 mm、1.86 mm、2.34 mJ和2.40 mJ，pH值、TVB-N值、TBARS值与K值上升为8.64、8.52、29.81 mg/100g、26.23 mg/100g、0.98 mg MDA/100g、0.91 mg MDA/100g和31.67%、17.95%。综上，在冻藏条件下，虾肉劣化速度慢于冷藏，降低冻藏温度能够有效保障中华管鞭虾肌肉组织结构，使肌纤维更为完整，低温冻藏则更有利于保障虾的质地与品质。