李雪紅，羅小瑩，付 朋，付曉燕，李述剛，石 柳，吳文錦，丁安子，熊光權(quán)，汪 蘭,

（1.湖北工業(yè)大學(xué)生物工程與食品學(xué)院，湖北武漢 430064；2.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心農(nóng)產(chǎn)品加工研究分中心，湖北武漢 430064；3.武漢設(shè)計(jì)工程學(xué)院食品與生物科技學(xué)院，湖北武漢 430064；4.合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，安徽合肥 230601）

小龍蝦，學(xué)名克氏原螯蝦（Procambarus clarkii），是我國長江中下游地區(qū)重要的淡水經(jīng)濟(jì)蝦類[1]。其蝦肉蛋白質(zhì)含量高，味道鮮美，且富含多種微量元素，作為一種健康、優(yōu)質(zhì)綠色水產(chǎn)品深受消費(fèi)者喜愛[2]。近年來，我國小龍蝦產(chǎn)量持續(xù)增長，2020 年小龍蝦全國總產(chǎn)量239.37 萬噸，同比增長14.55%[3]，相關(guān)產(chǎn)品與日俱增[4]，但小龍蝦加工產(chǎn)業(yè)仍在發(fā)展初期。常見小龍蝦產(chǎn)品主要以凍熟蝦仁、帶殼整蝦、凍熟蝦尾等冷凍粗加工為主[5]，鮮有深加工的工業(yè)制品，因此研究小龍蝦的加工工藝對擴(kuò)大小龍蝦精加工產(chǎn)業(yè)鏈有重要意義。

即食蝦尾是小龍蝦的一種新型加工產(chǎn)品。其制作包括吐臟、清洗、腌制、干燥（干制/油炸）、殺菌等工序。其中，腌制、干燥（干制/油炸）和殺菌是生產(chǎn)過程中的三個主要工序，直接決定了加工后小龍蝦的品質(zhì)。食品工業(yè)中，一般使用鹽等調(diào)味料進(jìn)行腌制，以達(dá)到去腥和初步調(diào)味的目的，從而改善產(chǎn)品風(fēng)味[6]。而干燥能減少蝦肉中的水分，改善其質(zhì)地，同時也便于儲藏。殺菌則是為了減少蝦肉中的微生物，延長其保質(zhì)期。崔陽陽等[7]利用浸漬工藝制得的蝦肉產(chǎn)品肉質(zhì)及風(fēng)味均優(yōu)于傳統(tǒng)煮制入味蝦肉產(chǎn)品；胡夢月等[8]探究了即食蝦干加工工藝，發(fā)現(xiàn)當(dāng)水分含量為43.33%時獲得的產(chǎn)品肉質(zhì)柔韌，色澤均勻，符合感官一級品要求；鄭煜飛等[9]研究發(fā)現(xiàn)在115 ℃下殺菌5 min 獲得的即食小龍蝦蝦肉結(jié)構(gòu)完整，感官品質(zhì)較好。其中肉制品的水分含量顯著影響其質(zhì)地。水分的過度流失會導(dǎo)致食物喪失原有的風(fēng)味及口感，導(dǎo)致質(zhì)地變硬，咀嚼性差，水分含量過高會導(dǎo)致肉質(zhì)軟爛，且不易儲藏。軟包裝食品又叫塑料包裝食品，能夠通過殺菌延長食品貯藏期，因其成本低、貨架期長、方便貯運(yùn)等特點(diǎn)，被廣泛用于食品工業(yè)[10]。丁聰[11]通過單因素和響應(yīng)面設(shè)計(jì)優(yōu)化即食軟包裝甜玉米粒工藝及參數(shù)，延長了玉米粒保質(zhì)期。金文剛等[12]以長吻鮠為原料，開發(fā)出一種可投放市場的新型即食軟包裝魚加工產(chǎn)品。

目前對小龍蝦加工工藝的研究主要集中在品質(zhì)改善等方面，而對生產(chǎn)過程關(guān)鍵工序中水分與質(zhì)地的關(guān)系尚不明確。本文通過腌制、干燥、包裝和殺菌等工序制得軟包裝即食小龍蝦，以產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性和水分為主要指標(biāo)，探究保水劑、干燥條件及殺菌溫度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響，同時優(yōu)化小龍蝦產(chǎn)品加工工藝，為小龍蝦軟包裝即食產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮活小龍蝦 重量（6±2）g 體長8～10 cm，2021年7～8 月份購于于湖北省武漢市洪山區(qū)菜市場；大豆油、食鹽、花椒、辣椒、大茴香、生姜、白糖、料酒均市購；碳酸氫鈉 食品級，天津渤化永利化工股份有限公司；海藻糖 食品級，合肥盛潤生物制品有限公司；無磷保水劑 食品級，河南隆霄生物科技有限公司；檸檬酸 食品級，萬?；ぁ?/p>

TA-XTPlus 食品物性測試儀 英國Stable Micro System；FB224 分析天平 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；BYXX-50 熱風(fēng)干燥箱 中國艾博；YX280高壓滅菌鍋 上海三申醫(yī)療器械；CR22N 高速冷凍離心機(jī) 日本日立Hitachi；Trace 1310-ISQ LT/Trace Ultra DSQⅡLT 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）美國Thermo Fisher；NMI20-025V-I 核磁共振成像分析儀 蘇州紐曼分析儀器股份有限公司等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程 原料→清洗→腌制→干燥→油炸→包裝→殺菌→成品

1.2.2 操作要點(diǎn) 原料：市售鮮活小龍蝦。清洗：參照陳東清等[13]的清洗方法并稍作修改。在小龍蝦質(zhì)量兩倍的水中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%的食鹽、1.8%的檸檬酸、1.8%的碳酸氫鈉，浸泡吐臟1 h，清水漂洗1～2 次；低溫腌制：腌制溫度為4 ℃，時間2 h；按條件進(jìn)行熱風(fēng)干燥后油炸，設(shè)定油溫160 ℃，時間1 min；取出冷卻后定量分裝，真空包裝；按照設(shè)定的溫度和時間對包裝后的即食小龍蝦進(jìn)行高壓滅菌。

1.2.3 保水劑對產(chǎn)品品質(zhì)的影響 根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將小龍蝦尾在分別添加了1%（T-1）、1.5%（T-2）無磷保水劑和1.2%碳酸氫鈉+4%海藻糖（T-3）的腌制液中低溫腌制1 h，研究保水劑對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。

1.2.4 干燥條件對產(chǎn)品品質(zhì)的影響 將不添加品質(zhì)改良劑腌制后的小龍蝦尾分別在70、80、90 ℃溫度下干燥0.5、1、1.5、2 h，按照工藝制成產(chǎn)品，研究不同干燥條件對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。

1.2.5 殺菌條件對產(chǎn)品品質(zhì)的影響 將小龍蝦在不添加保水劑的腌制液中腌制后，70 ℃下干燥1.5 h，按照工藝制成產(chǎn)品。分別在100、115、121 ℃溫度下滅菌15 min，研究不同殺菌溫度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。

1.2.6 質(zhì)構(gòu)特性測定 參考Fan 等[14]法，將熟制小龍蝦放置在食品物性測試儀加載平臺上，采用P/5 圓柱形探針測量尾部硬度和彈性。設(shè)定參數(shù)為：測前1.0 mm/s，測中1.0 mm/s，測后1.0 mm/s，壓縮距離3.0 mm，測定時間30 s，觸發(fā)力5 g，每組樣品測試10 個平行樣，取平均值。

1.2.7 水分含量測定 水分含量測定參照GB 5009.3-2016 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)中水分的測定方法[15]。

1.2.8 持水性（Water-holding capacity，WHC）測定離心法測定蝦肉的持水性[16]。樣品用濾紙稱重并包裝。離心力4500 r/min,4 ℃離心10 min,WHC（%）按下式計(jì)算:

式中：m 為空離心管重量，g；m1為離心前蝦肉+管總重量，g；m2為離心后蝦肉+管總重量，g。該測試在室溫下測定了六次。

1.2.9 低場核磁共振分析 參考Iuabc 等[17]方法測定蝦尾的水分子分布并稍作修改。將小龍蝦尾置于30 mm 孔徑大小的LF-NMR 玻璃管內(nèi)，使用Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）序列分析水分子的弛豫時間（T2i）。橫向弛豫時間和面積通過使用MultiExp Inv 分析軟件（Niumag Co.,Ltd.，中國上海）計(jì)算，每個樣品一式三份進(jìn)行測試。

1.2.10 核磁共振成像分析 通過使用多重自旋回波（Multiple Spin Echo）序列，在同一核磁共振（NMR）分析儀上獲得質(zhì)子密度加權(quán)圖像。成像參數(shù)如下：時間重復(fù)：1000 ms，時間回波：18.2 ms，層隙：1.0 mm，層數(shù)：4，層寬：0.5 mm。

1.2.11 感官評定 根據(jù)即食小龍蝦加工工藝關(guān)鍵點(diǎn)，選取6 名經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的感官評定人員對干燥階段不同時間及不同溫度蝦肉的口感、色澤、形態(tài)和風(fēng)味等進(jìn)行感官評分（表1）。

表1 小龍蝦感官評定標(biāo)準(zhǔn)[13]Table 1 Crayfish sensory evaluation standards[13]

1.2.12 揮發(fā)性物質(zhì)分析 參考Huang 等[18]法并加以修改，準(zhǔn)確稱取蝦肉6 g，加入20 mL 頂空瓶中，并在45 ℃水浴鍋中平衡20 min，用已活化好的50/30 μm DVB/CAR/PDMS 萃取頭頂空吸附40 min，進(jìn)樣口溫度250 ℃。每組樣品分別制備3 個平行樣。

色譜條件參考朱萌等[19]的方法：使用DB-WAX極性毛細(xì)管柱（30 mm×0.25 mm，0.25 μm），流速為1 mL/min；程序升溫：40 ℃保持4 min 后，以3 ℃/min速度升至100 ℃，保持10 min，再以6 ℃/min 升溫至150 ℃，保持8 min，最后以20 ℃/min 升溫至280 ℃，保持10 min。

質(zhì)譜條件：接口溫度為280 ℃；離子源溫度為250 ℃；電子能量為70 eV；質(zhì)量范圍為35～350 u。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和單因素方差分析（ANOVA），數(shù)據(jù)差異的顯著性使用Duncan 多重比較，顯著性水平設(shè)置為P＜0.05，結(jié)果表示為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”，作圖采用Origin 2021 和Graphpad Prism 5 軟件。每組實(shí)驗(yàn)測定6 個平行。

2 結(jié)果與分析

2.1 保水劑對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

2.1.1 保水劑對產(chǎn)品水分含量和質(zhì)構(gòu)特性的影響水分含量是影響肉制品品質(zhì)的關(guān)鍵因素，主要影響產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性[20]。與對照組相比，添加保水劑后，產(chǎn)品的硬度顯著減?。≒＜0.05），水分含量無顯著性差異（P＞0.05），蝦肉的持水性顯著增加（P＜0.05）（表2）。可能由于保水劑能減少干燥過程中肌肉內(nèi)部水分流失，提高肉的持水性。與其余兩組對比，T-3 處理組后的蝦肉硬度值最低，且持水性增加?？赡苡捎谔妓釟溻c的作用使腌制液呈堿性，蛋白質(zhì)變性，加熱形成凝膠后，將水分束縛在蛋白質(zhì)的三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，提高蝦肉的持水能力[21]，Kang 等[22]研究發(fā)現(xiàn)碳酸氫鈉的添加能提高鹽溶蛋白的濃度，提高豬肉的持水能力；同時海藻糖比蛋白質(zhì)更易與水結(jié)合，使蝦肉中蛋白質(zhì)收縮，質(zhì)地與持水性均升高[23]。

表2 保水劑對小龍蝦尾肉質(zhì)構(gòu)參數(shù)（硬度和彈性）、水分含量及持水性的影響Table 2 Effect of water retention agent on texture parameters (hardness and elasticity),moisture content and water holding capacity of crayfish tail meat

2.1.2 保水劑對產(chǎn)品水分分布的影響 核磁弛豫時間能體現(xiàn)蝦肉樣品中的氫原子狀態(tài)，直接反映水分子的分布情況。圖1 表示不同腌制液后的小龍蝦尾肉橫向弛豫時間T2反演圖譜，共出現(xiàn)三個峰，即T21（0.1～10）、T22（10～100）和T23（100～1000）。研究發(fā)現(xiàn)，小龍蝦肌肉中存在三種形式的水，其中T21表示結(jié)合水，T22表示不易流動水，T23表示自由水[24]。與對照組相比，T22峰面積所占比例最大，保水劑對結(jié)合水和不易流動水的影響無顯著性差異。在T-3 組中，弛豫時間T22和T23均增加，說明碳酸氫鈉和海藻糖的添加增加了蝦肉中的不易流動水和自由水含量，在干燥過程中減緩了水分流失，在一定程度上改善蝦肉品質(zhì)。

圖1 添加不同腌制液的小龍蝦尾肉T2 反演圖譜Fig.1 T2 inversion map of crayfish tail meat with different marinating liquids

2.2 干燥條件對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

2.2.1 干燥條件對產(chǎn)品水分含量和質(zhì)構(gòu)特性的影響不同干燥條件對小龍蝦產(chǎn)品的水分含量、硬度、彈性及感官評價(jià)的測定結(jié)果如表3 所示，隨著烘干時間的增加，蝦肉的水分含量顯著減少，表面硬度和內(nèi)部硬度顯著升高（P＜0.05），感官評分降低。這是由于隨干燥溫度的升高和干燥時間的延長，蝦肉中肌原纖維蛋白發(fā)生部分變性，蝦肉表面水分蒸發(fā)速度和內(nèi)部水分向外擴(kuò)散的速度加快導(dǎo)致水分含量顯著下降，蝦肉內(nèi)部肌原纖維之間間距減小，纖維結(jié)構(gòu)致密使內(nèi)部阻力增加，硬度增加[25]，咀嚼性增加，口感較差。在同一時間下，干燥溫度越高，蝦肉內(nèi)部水分減少的速度越快，結(jié)構(gòu)致密程度越深，導(dǎo)致較高的硬度。蝦肉的彈性值隨干燥時間的延長呈下降趨勢，這種變化在較高溫度下更顯著。常莉莉等[26]通過對烤制后帶魚不同水分含量與質(zhì)構(gòu)的關(guān)系研究證明當(dāng)水分含量在70%時帶魚的肉質(zhì)細(xì)嫩，具有較好的食用品質(zhì)。Serra等研究表明[27]肉制品的硬度、咀嚼性等質(zhì)構(gòu)指標(biāo)與其水分含量呈負(fù)相關(guān)，與本文的研究結(jié)果一致。

表3 不同干燥條件對小龍蝦尾肉質(zhì)構(gòu)參數(shù)（硬度和彈性）、水分含量和感官評價(jià)影響Table 3 Effects of different drying conditions on texture parameters (hardness and elasticity),moisture content and sensory evaluation of crayfish tail meat

2.2.2 干燥條件對產(chǎn)品水分分布的影響 不同干燥條件下小龍蝦的橫向T2弛豫圖譜及加權(quán)成像結(jié)果如下。隨烘干時間的延長，T22不易流動水的弛豫時間向短弛豫方向移動（圖2），說明小龍蝦烘干過程中，水分從組織內(nèi)部向外部發(fā)生遷移，水分子流動性和自由度減小，活潑氫質(zhì)子信號強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致弛豫時間減小[28]。弛豫時間T2結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在任意烘干溫度下，隨烘干時間的增加，弛豫時間T22和T23分別對應(yīng)的弛豫峰面積PT22和PT23顯著下降表明隨著干燥時間的增加（表4），不易移動水逐漸向結(jié)合水發(fā)生轉(zhuǎn)化。而在同一時間下，隨溫度的升高，PT22和PT23出現(xiàn)明顯下降趨勢表明烘干溫度主要影響不易移動水和自由水的變化，溫度越高，自由度越小。

表4 70、80、90 ℃干燥后小龍蝦尾肉核磁共振參數(shù)Table 4 NMR parameters of crayfish tail meat after drying at 70,80,90 ℃

圖2 不同干燥條件下小龍蝦尾肉T2 反演圖譜Fig.2 T2 inversion map of crayfish tail meat under different drying conditions

不同干燥條件的核磁成像偽彩圖如圖3 所示。與唐英強(qiáng)[25]結(jié)果對比并結(jié)合蝦尾縱切面圖（圖4）表明，宏觀在同一干燥溫度下，紅色區(qū)域隨著干燥時間的延長逐漸減小，表明氫質(zhì)子信號強(qiáng)度減弱，蝦尾體積收縮（圖3）。在同一時間下，氫質(zhì)子信號隨著溫度的增加，強(qiáng)度由表面向內(nèi)部逐漸減小證明溫度越高，水分含量減少速度越快。Adiletta 等[29]通過MRI 檢測了干制過程中茄子的水分分布，結(jié)果表明干制溫度越高，水分流失越快，相應(yīng)的水分含量也越少，質(zhì)地變差。

圖3 不同干燥條件下小龍蝦尾肉的核磁成像圖Fig.3 MRI images of crayfish tail meat under different drying conditions

圖4 不同干燥條件下小龍蝦尾肉的縱切面Fig.4 Longitudinal section of crayfish tail meat under different drying conditions

2.3 不同殺菌溫度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

2.3.1 不同殺菌溫度對產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性的影響 由表5可知，隨著殺菌溫度的升高，小龍蝦的硬度值和彈性值整體呈下降趨勢（P＜0.05），而水分含量則無顯著變化（P＞0.05）。彈性值在115 ℃組最大，而表面硬度值在115 ℃組最小。隨著殺菌溫度的升高，蝦肉中結(jié)構(gòu)蛋白降解，肌肉組織松散，硬度下降，彈性增加。當(dāng)殺菌溫度進(jìn)一步升高，肌肉的纖維結(jié)構(gòu)被破壞，結(jié)締組織變?yōu)闊o序，蝦肉中汁液流失加速，質(zhì)地松軟，這與李肖嬋等[1]研究結(jié)果一致。

表5 不同殺菌溫度對小龍蝦尾肉質(zhì)構(gòu)參數(shù)（硬度和彈性）、水分含量的影響Table 5 Effects of different sterilization temperatures on texture parameters (hardness and elasticity) and moisture content of crayfish tail meat

2.3.2 不同殺菌溫度對產(chǎn)品水分分布的影響 圖5顯示了不同殺菌溫度后蝦肉樣品的T2弛豫時間分布情況。結(jié)果表明，隨殺菌溫度的升高，代表自由水的弛豫時間T23逐漸減小，不易流動水T22逐漸增加。在115 ℃殺菌條件下的T22弛豫時間下降，說明高溫殺菌能夠增加肌肉中肌原纖維對不宜流動水的束縛力，但三組殺菌條件的弛豫時間變化均無顯著性，表明殺菌溫度對水的束縛力影響較小[30]。

圖5 不同殺菌溫度后小龍蝦尾肉T2 反演圖譜Fig.5 T2 inversion map of crayfish tail meat after different sterilization temperatures

2.4 軟包裝即食小龍蝦風(fēng)味分析

綜上結(jié)果，選擇復(fù)合加工工藝參數(shù)為：腌制液：T-3：1.2%碳酸氫鈉+4%海藻糖，干燥條件：70 ℃，1 h，殺菌條件：115 ℃，15 min，制得小龍蝦產(chǎn)品，同時與不添加保水劑的產(chǎn)品對比進(jìn)行質(zhì)構(gòu)、感官評價(jià)及風(fēng)味分析。與對照組相比，添加保水劑后復(fù)合工藝獲得的產(chǎn)品硬度較低，且感官評分較高（表6）。與蝦肉風(fēng)味的形成主要涉及加工過程中氨基酸、蛋白質(zhì)等相互作用形成的風(fēng)味化合物，脂肪氧化、水解反應(yīng)產(chǎn)生的醛、酮、酯類化合物等方面。經(jīng)工藝制得的小龍蝦肉中共檢測出43 種揮發(fā)性化合物，如表7 所示。

表6 不同處理對小龍蝦尾肉質(zhì)構(gòu)參數(shù)（硬度和彈性）及感官評分的影響Table 6 Effects of different treatments on texture parameters (hardness and elasticity) and sensory scores of crayfish tail meat

表7 不同處理小龍蝦肉中風(fēng)味物質(zhì)變化情況Table 7 Changes of flavor substances in crayfish meat in different treatments

研究表明，醛類物質(zhì)對油炸蝦肉風(fēng)味有較大影響[31]。兩種處理后蝦肉中存在與腥味有關(guān)的壬醛等醛類物質(zhì)[32]，顯著影響產(chǎn)品整體風(fēng)味。芳樟醇等醇類物質(zhì)是海鮮香氣的重要成分[33]。酚類化合物閾值較高，對風(fēng)味影響較弱。蝦肉油炸后會發(fā)生美拉德反應(yīng)，產(chǎn)生較多的吡嗪類化合物，對蝦風(fēng)味的形成有較大影響[34]。如上結(jié)果中，吡嗪類化合物相對含量較高，而醛類及酚類物質(zhì)含量相對較少，與對照組相比，保水劑的添加增加了吡嗪類化合物含量，表明碳酸氫鈉和海藻糖對油炸后蝦肉風(fēng)味的形成有促進(jìn)作用。

3 結(jié)論

通過研究保水劑、干燥條件和殺菌溫度對軟包裝即食小龍蝦品質(zhì)的影響，探究了蝦肉中水分與質(zhì)地的關(guān)系，優(yōu)化小龍蝦加工產(chǎn)品工藝。結(jié)果表明當(dāng)添加1.2%碳酸氫鈉＋4%海藻糖時獲得的產(chǎn)品硬度最低，且持水性較好。分析不同干燥條件后結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨干燥時間和干燥溫度的增加，水分含量顯著減少，蝦肉萎縮，硬度增加，最終選擇最佳干燥條件為70 ℃下熱風(fēng)干燥1 h；研究了殺菌溫度對小龍蝦成品質(zhì)構(gòu)特性和水分分布的影響，確定在115 ℃條件下殺菌15 min 獲得的小龍蝦品質(zhì)最好。綜上結(jié)果對軟包裝即食小龍蝦進(jìn)行風(fēng)味分析，添加保水劑的產(chǎn)品感官評分較高，美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的吡嗪類化合物增加，具有炸蝦特有的風(fēng)味。研究證明蝦肉中的水分含量及分布能顯著影響其質(zhì)構(gòu)特性，同時開發(fā)出小龍蝦最佳加工工藝，為生產(chǎn)更具附加值的小龍蝦產(chǎn)品提供了理論參考。