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凡纳滨对虾虾仁在冻藏过程中品质变化研究

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第6卷第4期 2 0 1 0年8月 doi:10.3969/j.issn.1673—2227.2010.04.007 南 方 水 产 South China Fisheries Science Vo1.6.No.4 Aug.,2010 凡纳滨对虾虾仁在冻藏过程中品质变化研究 邹明辉 ,李来好 ,郝淑贤 ,杨贤庆 ,石 红 ,魏 涯 ,岑剑伟 (1.广东海洋大学食品科技学院,广东湛江524025;2.中国水产科学研究院南海水产研究所,广东广州510300) 摘要:以凡纳滨对虾(Penaeus vannalnei)为研究对象,经过去头和去壳处理后,于一35℃冷冻过夜,然后置于 一l8℃条件下进行保藏试验。通过测定解冻损失率和肉色变化,明确冻藏期间虾肉的质量变化规律,结合腺苷 三磷酸(ATP)及其降解产物、总挥发性盐基氮(TVB—N)和酸碱度(pH)等鲜度指标的测定结果,分析对虾 在冻藏条件下鲜度的变化规律,旨在为其生产加工提供理论依据。研究结果表明,冷冻保藏至第18天时解冻损 失率达到最大,同时表面色差(L )也达到最大值41.56。而虾肌肉中的ATP质量摩尔浓度冻藏第1天就降低 了71.78%,次黄嘌呤(Hx)和次黄嘌呤核苷(HxR)则一直维持在较低水平。第10天鲜度指标(K值)达到 最大值7.18%,并能比较稳定地保持这一水平,结合TVB—N测定结果,发现冻藏至第30天时,虾肌肉中的 rVB—N仍未超过临界值。因此,冻藏处理可以保持凡纳滨对虾的鲜度,使各项理化指标维持在较低水平, 但会加重解冻损失现象。 关键词:凡纳滨对虾;冷冻保藏;品质评价 中图分类号:TS 254.1 文献标志码:A 文章编号:1673—2227一(2010)04—0037—05 Study on Penaeus vannamei quality changes during frozen storage ZOU Minghui ,LI Laihao ,HAO Shuxian ,YANG Xianqing , SHI Hong ,WEI Ya ,CEN Jianwei (1.College ofFood Science and Technology,Guangdong Ocean University,Zhanjiang 524025,China; 2.South China Sea Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences,Guangzhou 5 10300,Chia)n Abstract:In order to study the quality changes of Penaens vannamei during frozen storage,the prawn samples were frozen at一35 oC for one night after being gutted and washed.and then stored at一1 8℃for one month.We observed the thawing loss rate and chromat— ic aberration to study the weight change of prawn muscle.and observed ATP content and ATP—related compounds,totl volataile basic nitrogen(TVB—N)content and pH value to evaluate the prawn S freshness change,which provides theoretical reference for prawn pro— duction and processing.The results show that the thawing loss reaches a maximum value and the L value peaks to 41.56 when the prawns are stored at一18℃for 18 d.However.the ATP content drops by 71.78%at the first day.Hx and HxR are always stable at low levels.At day 10.K value peaks to 7.18%and remains relatively stable tiU day 30.TVB・N determination shows that TVB-N con— tent does not exceed the critical point of deterioration at day 30.Therefore,frozen storage Can maintain P.vannamei freshness and keep each physiochemical index at a low level,but will increase the thawing loss. Key words:prawn(Penaeus vannamei);frozen storage;quality evaluation 收稿日期: 2010-03-28;修回日期:2010-05-05 01l(b));级公益性科研院所基本 资助项目: 国家科技支撑计划项目(2008BAD94B02);广东省海洋渔业科技推广专项(A2009001-科研业务费专项资金(中国水产科学研究院南南海水产研究所)资助项目(2010YD08,2010TS09) l:mhzou1985@126.con 作者简介: 邹明辉(1985一),女,硕士研究生,从事水产品加工及贮藏研究。E—mai通讯作者: 李来好,E—mail:laihaoli@163.tom 38 南方水产 第6卷 凡纳滨对虾(Penaeus vanll,al'l ̄i),又称白肢 虾、白对虾,为热带型种类,原产于南美太平洋沿 纯)。 1.2仪器与设备 岸的水域,是当今世界养殖虾类产量最高的三大品 种之一【I J。与中国对虾(Fenneropenaeus chinensis) 相比具有繁殖季节长、离水存活时间长、对水环境 变化的抗逆能力强和抗病能力较强等优点,是中国 Agilent 1 100高效液相色谱仪(Agilent公司出 品);Sigma.3K30高速冷冻离心机(德国Sigma公 司出品);MDF—U333低温冰箱(SANYO公司出 品);DC—P3型全自动测色色差计(北京市兴光测 目前养殖产量最高的对虾品种之一_2 。 试仪器公司出品);PB一10型精密pH计(Sartorius 凡纳滨对虾肉质细嫩,味道鲜美,营养丰富, 公司出品);Ultra Turrax T25B型均质机(德国 但水分含量高,容易在微生物和酶的共同作用下发 IKA工业设备公司出品)。 生变质,捕获后如不采取适当的贮藏措施会严重影 1.3方法 响其市场流通和销售。低温贮运法是应用最广泛, i.3.1原材料预处理 鲜活凡纳滨对虾 清洗 也最简单的一种保鲜方法,其中冷藏(4~8 oC) 一去头、去尾一轻压排便一清洗一去壳一虾仁。 和微冻保藏(…3 2 oC)只能使虾肉中的酶和 参照高瑞昌 的方法,将虾仁装入自封袋, 微生物的活性受到一定程度的抑制,在虾死后体内 真空密封,然后放入一35℃冻结柜中冷冻过夜, 的某些生化反应仍可以继续进行,保鲜期一般不超 取出后置于一18℃的冰柜中冻藏,分别于第1、2、 过20 d;而冻藏(一23~一12 cc)可使虾肉中约 4、6、10、14、18、22、26和30天取试验样品进 90%以上水分冻结,酶的活性和微生物的生长几乎 行分析测定。 完全受到抑制,从而使其得以长期保藏。然而,冻 1.3.2解冻损失率的测定 将冷冻虾仁放入铺 藏时的溶质浓缩以及冰晶形成会使虾肉的品质发生 有滤纸的培养皿内,加盖后置于室温下自然解冻, 改变,随着冻藏时间的延长,还会造成虾肉蛋白冷 2 h后取出,用滤纸轻轻拭去虾仁表面的液体后称 冻变性,如持水性、柔嫩性、胶凝性及营养价值等 质量,试验设6个平行样。 均会产生劣变,解冻烹饪后口感风味较差。 解冻损失率:(原质量一解冻后质量)/原质 石强等 采用高浓度臭氧冰对凡纳滨对虾 量×100%[ J 保鲜效果进行了研究。但是,目前国内外对于对虾 1.3.3 ATP及其降解产物的测定 参考YOK— 在冻藏过程中品质的变化规律还缺乏系统的研究。 OYAMA等 的方法,略有改动。将待测样品剪 文章以凡纳滨对虾为研究对象,在一l8℃的冷冻 碎后,准确称取4 g放人离心管,加入15 mL预 条件下对其进行保藏试验,通过对虾仁解冻损失率 先冷却的10%高氯酸(PCA),匀浆后10 000 和肉色的测定,明确不同保藏时间的虾肉质量变化 rpm冷冻离心15 min,收集上清液。沉淀用5% 规律;通过分析总挥发性盐基氮(TVB—N)、酸碱 PCA洗涤离心,重复操作1次。合并3次离心所 度(pH)以及保藏期间虾肉中的腺苷三磷酸 得上清液,用10 mol・L KOH调整pH 6.5— (ATP)及其降解产物的变化情况,考察虾仁在冻 6.8,静置10 min以后用滤纸过滤,将滤液定容 藏条件下的鲜度变化规律,以期为凡纳滨对虾的保 至100 mL,过0.22 m滤膜,置于一35℃冰箱 鲜和加工提供参考依据。 中保存待测。整个过程均在0—4 qC下操作,试 1材料与方法 验设3个平行样。 HPLC条件:色谱柱GraceSmart RP一18 5 U 1.1 材料与试剂 (250 mm×4.6 mm),用pH 4.8的2 mM柠檬酸, 鲜活凡纳滨对虾购于广州华润万家超市。高氯 20 mM醋酸,20 mM三乙胺混和液平衡、洗脱。 酸、NaOH、柠檬酸、醋酸、三乙胺、硼酸、酚酞、 上样量1O L,流速0.8 mL・min-。,柱温4O℃, 甲基红、次甲基蓝和无水乙醇等(均为国产分析 260 nm检测。鲜度指标K值按下式计算: K值=丽 面 × 00% 第4期 邹明辉等:凡纳滨对虾虾仁在冻藏过程中品质变化研究 39 式中ATP、ADP、AMP、IMP、HxR和Hx分 别代表腺苷三磷酸、腺苷二磷酸、腺苷酸、肌苷 酸、次黄嘌呤核苷和次黄嘌呤的质量摩尔浓度 (1xmol・g~,湿基)。 1.3.4 TVB—N的测定 半微量蒸馏法,按SC/T 3032-2007《水产品中挥发性盐基氮的测定》 规定 的方法测定,试验设3个平行样。 1.3.5 pH的测定 称取试样5 g,加入45 mL蒸馏水,用高速分散均质机均质1 min后用pH 计测定,试验设3个平行样。 1.3.6表面色差(L )测定 以凡纳滨对虾 腹部第2节为测试点,室温下用DC.P3全自动测 色色差计测定样品的色泽,仪器采用标准白板校 正,记录L 坐标,试验设6个平行样。 1.3.7数据分析 试验数据应用SPSS 17.0进 行统计分析,结果以平均值4-标准差形式表示。采 用ANOVA和Duncan氏多重比较分析法进行比较, 显著性水平设为P<0.05。 2结果与分析 2.1解冻损失率的变化 虾仁冻藏一定时间,解冻以后称量样品的质 量,计算解冻损失率(图1)。随冻藏时间延长, 虾仁解冻后汁液流失缓慢增加,0~18 d损失率变 化较显著(P<0.05),损失范围2.69%~4.33%, 此后基本保持不变。这主要是因为在冻藏过程中肌 肉内部的水形成冰晶,体积增加,使蛋白质分子受 挤压集中、互相凝聚,同时破坏了细胞膜,导致蛋 白质变性造成水分流失_9]。 2.2 ATP及其降解产物质量摩尔浓度的变化 运用HPLC对在一18℃冷冻保藏期问对虾样 品ATP及其降解产物的质量摩尔浓度进行测定 (图2)。结果表明,冻藏1 d后b(ATP)和b (ADP)显著下降(P<0.05),特别是6(ATP)由 新鲜时的2.02 p ̄mol・g 降至0.57 mo卜g‘。,下降 幅度高达71.78%。ATP的快速降解与高活性的 ArrP酶密切相关,WATABE等¨ 认为这种现象是 由于水产动物在死后初期,肌细胞中肌浆网的钙离 子吸附能力下降,使钙离子大量释放到胞液中,促 使肌原纤维内钙浓度增加,而钙离子具有激活 Mg¨.ATP酶的活性,使ATP迅速降解。 虾肌肉内b(ADP)随着贮藏时间的延长逐渐 图1 凡纳滨对虾在冻藏期间解冻损失率的变化 Fig.1 Change in thawing loss rate of P.vannamei during frozen storage 14 12 O 2 10 4 图 2 。 8 暑 曼 6 4 2 O 6 8 1O 12 14 16 l8 2O 22 24 26 28 30 t/d 凡纳滨对虾冻藏期间ATP、ADP 和AMP质量摩尔浓度的变化 Fig.2 Changes in ATP,ADP and AMP concentrations P.vannamei during frozen storage 下降,与ATP的下降趋势相似,冻藏1 d其从 2.86 i ̄mol・g 下降至1.34 txmol・g~,约下降了 53.15%,之后几乎保持相对恒定的水平。相比之 下,AMP则有一个积累的过程,在贮藏第14天 时,其由最初的4.78 txmol・g 上升至11.63 Ixmol ・g~,此后缓慢下降,但仍维持在一个高位水平。 对虾经冻藏处理后,第1天肌苷酸(IMP)质 量摩尔浓度迅速累积,达到最大值6.0l p ̄mol・g~, 之后快速下降,第4天时降至3.10 p ̄mol・g~,此 后下降幅度较小(P>0.05),直至贮藏第30天时 b(IMP)仍可达到2.25 Ixmol・g~,仍高于虾刚死 时肌肉内的6(IMP)(1.29 Ixmol・g )(图3)。这 与戚晓玉和周培根… 对日本沼虾(Macrobrachium 7 6 5 4 3 2 南l 方水产 第6卷 nipponensis)以及李燕等 对罗氏沼虾( rosen— bergii)的研究结果相一致。IMP是具有强烈鲜味的 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 在该研究中,K值的测定结果表明冻藏30 d的情 况下对虾仍能保持较高的鲜度。 2.4 TⅦ-N的变化 呈味物质,对肉的适口感及新鲜风味有贡献,对虾 肉质鲜美,与高质量摩尔浓度的IMP密切相关。 TVB.N是指动物性食品由于酶和细菌的作用, 在过程中蛋白质分解而产生氨以及胺类等碱性 含氮物质 。许多鱼类中rr、,B—N水平与鲜度感官 评定之间具有极大的相关性。因此,,IvB—N广泛 用于反映鱼类新鲜度的指标¨ 。据GB 2733-2005 冻藏时间对b(Hx)和b(HxR)影响较小(P >0.05),可能是由于冷冻保藏使ATP关联物之间 的分解酶活力降低所致。通常b(Hx)和b(HxR) 可以用来衡量鱼、虾、贝类等水产品的鲜度,其值 越高,鲜度越差。该研究结果初步表明,冻藏至第 30天时对虾虾仁仍可基本保持其原有的鲜度和风 味。 2.3 K值的变化 ATP分解过程中,以HxR+Hx量对ATP关联 物总量的比值即为K值。K值越小表示鲜度越好, K值越大则鲜度越差。NAKAMURA和ISHIKA— WA 研究了日本对虾(P.japonicus)在20 c【=贮 藏时K值与鲜度之间的关系,结果表明K值可以 用作日本对虾鲜度的潜在指标;戚晓玉和周培 根 “等对日本沼虾在不同温度贮藏期间鲜度的变 化研究表明,K值比TvB.N更适合于反映虾在贮 藏初期的鲜度变化。 对虾虾仁在冻藏初期0—10 d K值呈显著上升 趋势(P<0.05),新鲜虾仁K值5.62%,第6天 为6.21%,第l0天达到7.18%,其中6—10 d增 幅最明显,随后几天基本保持稳定(图4一a)。李 燕等L1 J在对罗氏沼虾的研究中认为高品质虾的K 值应低于20%,超过35%表明虾已经不可食用。 规定,新鲜对虾的 ( rvB—N)应低于300 mg・ kg一 [16]。 对虾在冻藏期间W(TVB—N)的变化见图4一 b。贮藏初期0~6 d,W(TVB.N)增加幅度较大 (P<0.05),第6天达到93 mg・kg~,之后缓慢增 长,但在整个贮藏过程中W(TVB—N)始终没有超 过新鲜虾可食用的临界值,这主要是由于:1)低 温抑制了对虾中微生物的繁殖,从而抑制了微生物 对蛋白质的降解和作用;2)低温也降低了酶 的活性,减缓了其对虾肉的降解作用。因此,根据 测定结果可以看出,冷冻保藏可以较好地保持对虾 的品质。 2.5 pH的变化 测定虾肉的pH可作为判定其新鲜度的参考标 准之一。水产动物停止呼吸后,体内糖原开始分 解,产生乳酸,使肌肉的pH下降,下降的程度与 肌肉中糖原的质量分数有关。随着鲜度的变化,蛋 白质分解,呈碱性的物质不断增加,使肌肉pH上 升。动物肌肉pH先降后升的变化,与其鲜度密切 相关。 对虾在冻藏过程中pH的变化总体呈增加趋 势,说明贮藏过程中虾肉蛋白质不断降解,虾体 pH由酸性向中性和碱性方向偏移,虾肉品质逐渐 下降;但整个冻藏期间pH维持在6.6—7.0(图4 一c),说明冷冻保藏有效抑制了细菌生长,从而 使蛋白质分解速度减缓,这与吴成业等 ’ 对淡水 养殖的鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aris— tichthys nobilis)和罗非鱼(Tilapia mossambica)的 研究结果相一致。 2.6肉色的变化 L 又称明度,各色混合的非彩色,这些非彩 色由暗到明表现为黑色.灰色.白色,L 越大颜色越 亮 引。解冻以后虾仁发白略红,颜色较一致,所 以选定L 来进行其色泽的评价。L’的变化呈现先 第4期 邹明辉等:凡纳滨对虾虾仁在冻藏过程中品质变化研究 I{cI 7.50 7 6 6 5 5 7 6 6 6 6 6 6 6 6 41 ∞ ∞ 加:2∞ ∞ ∞ 如 ∞ 如 ∞ 苎 ● 耍 bn 鲁 ^ 、Z ∞ > 0 2 4 6 8 10 l2 14 16 18 2022 24 26 28 3O t/d 0 2 4 6 8 10l214 l6182O 222426 28 3O t/d 2 O 8 6 4 2 0 舵 ∞ ” 0 2 4 6 8 10 12 14 16 1 8 20 22 242628 30 t/d 0 2 4 6 8 10 12 14 16 1 8 2O 22 24 26 28 3O t/d 图4 凡纳滨对虾冻藏期间TVB—N质量分数、K值、pH和L 的变化 Fig.4 Changes in TVB—N content,K value,pH and L value of P. Ⅱn, o,,Le during frozen storage 快后慢的趋势,冻藏1 d后,L 由新鲜时的35.0l 上升至39.01,之后变化幅度不大,处于39.64~ 但活体宰杀后由于ATP水平不断降低,不能使肌 动球蛋白再次解离成肌球蛋白和肌动蛋白,因此肉 41.56(图4一d)。虾仁肉色L 升高主是由于冷冻 过程中冰晶体生成导致肉质持水性发生改变,虾肉 的持水性下降,解冻损失率增加 。研究ATP及 其相关产物代谢产物时发现,ATP和ADP在冻藏 第1天就发生了显著变化,分别迅速减少71.78% 和53.15%,而AMP增加比较缓慢。与对虾肉鲜 味关系密切的IMP在冻藏过程中呈现出先增加后 减少的趋势,在第1天就达到最大值6.01 txmol・ g~,且在第30天时仍可达到2.25 m0l・g~。冷 冻保藏对b(Hx)和b(HxR)的影响较小,主要是 因为冻藏使得ATP关联物之间的分解酶活力降低。 进一步研究K值发现,虽然在0~10 d虾肉的新鲜 表面游离水增多,增强了对光的反射效果 。陈 韬等 。。在不同持水性冷却肉的品质比较中发现, 高汁液损失率组肉色较白,L 较大,这与该研究 结果相一致,因此,冻藏处理对虾仁贮藏初期表观 影响较大。 3讨论 在冷冻水产品生产中,水产品的水分含量和持 水性将直接关系到水产品的组织状态、品质,甚至 风味。因为在冷冻贮藏、解冻等过程中常会出现因 自由水冻结和蛋白质结合水脱离所造成的汁液流失 现象,导致营养损失。研究表明,在0~18 d虾仁 解冻损失率变化较大,随后基本稳定在4.33%左 右。由于虾仁解冻损失率逐渐增加,解冻后虾仁表 面水分增多,L 也在第l8天达到最大值。 活体时机体能合成使肌动球蛋白解离的ATP, 度有所下降,然而冻藏30 d后对虾仍能保持较高 的鲜度。由于冻藏不仅能抑制对虾肉中微生物的生 长繁殖而且能降低酶的活性,所以W(TvB-N)在 第30天时仍维持在比较低的水平。在整个冻藏期 间pH始终维持在6.6~7.0之问,也说明冻藏能 有效地抑制细菌生长,降低蛋白质分解速度。 冷冻保藏对保持凡纳滨对虾虾仁的品质具有积 极作用,能够有效抑制ATP及其相关产物的代谢, 42 南方水产 第6卷 延缓TvB-N、pH以及肉色的变化,但在解冻过程 中会出现失水的情况,此种现象主要是由蛋白质冷 冻变性引起的。虾肉肌原纤维蛋白在冻藏过程中, [10]WATABE S,USHIO H,IWAMOTO M,et a1.Tempomture-de・ pendency of irgor—morris of ifsh muscle:myofibrillar Mg2 ・ATPase activity and Ca uptake by sarcoplasmie retic ̄um[J].J Food Sci,1989,54(5):1107—1115. 冰晶体的生成会使蛋白质的水化程度大大降低,进 而引起束缚水与蛋白质分子的结合状态发生改变, 加之冰晶体的相互挤压作用,使蛋白质分子的高级 结构发生改变,从而导致蛋白质变性。 [11]戚晓玉,周培根.日本沼虾冰藏期间ATP降解产物变化及鲜 度评价[J].水产学报,2001,25(5):482—484. 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