劉麗莎，徐　斌，鄧尚貴

（浙江海洋學院食品與醫(yī)藥學院，浙江舟山　316022）

即食南美白對蝦制品蝦殼軟化工藝研究

劉麗莎，徐斌，鄧尚貴

（浙江海洋學院食品與醫(yī)藥學院，浙江舟山316022）

摘要：以即食預煮熱風干燥南美白對蝦蝦殼可食用為目標，采用酸法軟化技術開發(fā)新型蝦類即食制品。本文以復配有機酸為軟化劑，通過蛋白質損失率、脫鈣率和質構變化規(guī)律的研究，確定蝦殼軟化最佳工藝技術和參數(shù)。研究結果表明：當脫鈣率達到55%時，蝦殼軟化可食。在體積分數(shù)為5%的情況下，復配有機酸以乙酸與乳酸按1:1比例配合軟化30 min可獲得最佳軟化效果，南美白對蝦蛋白質損失率為5.53%，且對蝦制品的營養(yǎng)與風味保持較好。

關鍵詞：南美白對蝦；復合有機酸；蝦殼；軟化

南美白對蝦為凡納濱對蝦Penaeus vannamei Boone的俗稱，是世界上養(yǎng)殖蝦類產量最高的三大優(yōu)良種類之一。近年來，因其具有生長快、耐高密度養(yǎng)殖、肉質鮮嫩且營養(yǎng)價值高，深受國內外市場的歡迎。目

前，國內福建、江蘇以及浙江等省區(qū)均有養(yǎng)殖，養(yǎng)殖總產量20多萬t，而且，養(yǎng)殖產量有逐年增加的趨勢。然而，蝦殼硬度大，難以食用，為食用方便，加工為即食食品往往需要去掉蝦殼，不僅造成加工制品率低、企業(yè)經濟效益低等問題，而且產生的蝦殼副產物還會造成較嚴重的環(huán)境污染。因此，將蝦殼軟化至可食用程度，不僅可提高制品率和企業(yè)經濟效益，還可解決環(huán)境污染問題，這已經成為蝦類干制品開發(fā)的新思路。日本鹿兒島大學進藤［1-2］等人采用酸酶法軟化蝦殼，取得了一定效果，但其方法僅適用于個體較小的、甲殼硬度不高的蝦殼的軟化［3］，而且其使用的甲殼質酶價格昂貴，不適合生產使用。中國海洋大學崔宏博［4］等人也采用酸酶法軟化蝦殼，雖有一定效果，但有機酸為單一酸，軟化時間過長，對蝦肉的質構也有較大破壞，生產上也不適用；同時，其所使用的酶也容易水解蝦肉，破壞蝦肉組織結構，導致蛋白質流失，制品率下降，企業(yè)經濟效益下降等問題。

為了充分利用南美白對蝦養(yǎng)殖資源，提高企業(yè)經濟效益，解決其蝦殼軟化問題已成為該產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵問題。本文在前人已有研究成果的基礎上，從生產實際出發(fā)，提出復配有機酸軟化蝦殼新思路，為南美白對蝦的加工與利用提供理論和技術基礎。

1材料與方法

1.1材料與試劑

南美白對蝦：規(guī)格50只/kg，2015年9月，購買自浙江省舟山市定海區(qū)南珍市場，水袋活運至實驗室，去除死亡個體。

乙酸，國藥集團化學試劑有限公司；乳酸，上海化學試劑總廠；琥珀酸，阿拉丁試劑（上海）有限公司；EDTA，宜興市化學試劑三廠，均為分析純，實驗用水為蒸餾水。

1.2儀器與設備

電熱恒溫水浴鍋（HWS-12），上海齊欣科學儀器有限公司；電子天平（BSA323S），賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；TMS-Pro型物性分析儀，美國Foodtech公司；PHB-4便攜式pH計，上海益?zhèn)惌h(huán)境科技有限公司；全自動凱氏定氮儀（KJELTEC 8400），美國FOSS公司；索氏脂肪測定儀（SOXTEC2045），美國FOSS公司；箱式電阻爐（SX2-4-10-s），上海纖檢儀器有限公司；BX41型顯微鏡（OP26型CCD），奧林巴斯（中國）有限公司。

1.3實驗方法

1.3.1即食南美白對蝦制作流程

南美白對蝦→熱燙→軟化→清洗→調味→干燥→包裝→殺菌。

1.3.2蝦殼軟化試驗設計

1.3.2.1可食用程度的鈣含量的確定

取南美白對蝦210只，隨機分成8組（每組10只，平行試驗3次）。熱燙后浸泡于5%乙酸溶液中，分別于10 min、20 min、30 min、40 min、50 min、60 min和70 min后取出，用蒸餾水清洗去酸，瀝干后分別測定各組的脫鈣率，確定蝦殼軟化至可食用程度的鈣含量。

1.3.2.2單一有機酸軟化試驗

以實驗1.3.2.1確定的可食用脫鈣率為目標。取南美白對蝦120只，隨機分成A、B、C、D4組（每組10只，平行試驗3次）。熱燙后分別浸泡于蒸餾水（A組即空白對照組）、5%乳酸（B組）、5%乙酸（C組）和5%琥珀酸（D組）溶液中，不同時間后取出，用蒸餾水清洗去酸，瀝干后分別測定達到可食用程度的脫鈣率，確定軟化時間，從而選擇有機酸以及處理條件。

1.3.2.3復配有機酸軟化試驗

以實驗1.3.2.1確定的可食用脫鈣率為目標。復配有機酸溶液比例見表1。取南美白對蝦150只，隨機分成A蒸餾水（即未軟化組）、B（單一有機酸處理組）、復配組（每組10只，平行試驗3次）。熱燙后分別浸泡于不同溶液中，達到可食用程度的鈣含量后取出，用蒸餾水清洗去酸，瀝干后分別測定各組蛋白質損失率和質構變化，選取蝦殼軟化的最佳有機酸復配比例和處理條件。

表1　復配有機酸溶液比例Tab.1　The mixed proportion of organic acid solution

1.3.3軟化蝦殼掃描電鏡觀察

將未軟化與復配酸軟化之后的樣品切成5 mm×5 mm×5 mm的塊狀切片在4℃條件下用體積分數(shù)2.5%戊二醛溶液（25%戊二醛溶液10 mL，去離子水40 mL，0.2 mol/L pH為7.2的磷酸緩沖液50 mL配制而成）固定2 h，然后，用pH 7.2的磷酸緩沖液沖洗4次。再用30%、50%、70%、90%和100%乙醇按順序各脫水2次，每次10 min。干樣品用離子濺射儀噴金，掃描電鏡觀察［5］。

1.3.4蝦制品蛋白質損失率的測定

總蛋白質含量測定參考GB/T5009.5-2003，蛋白質損失率按下式計算：蛋白質損失率=新鮮蝦的蛋白質含量-酸水解后蝦的蛋白質含量新鮮蝦的蛋白質含量

1.3.5蝦制品質構特性的測定

將軟化后的對蝦瀝干2 min，平整放置，采用質構儀在TPA模式下測定硬度、彈性、粘聚性和咀嚼性，測定位置為蝦體的第二腹節(jié)處。采用平底圓柱形探頭P/50，直徑為15 mm，設定的參數(shù)分別為：感應元探頭最大壓力值為60 N，探頭下降速度60.00 mm/s，形變量30%，觸發(fā)力0.6 N［6］。試驗重復3次。

1.3.6蝦殼脫鈣率的測定

南美白對蝦殼總鈣的測定：將南美白對蝦殼剪成小片，準確稱取一定量的碎蝦殼于1 mol/L的鹽酸溶液中，液料比為1:10，室溫下反應12 h，將脫鈣液轉移至容量瓶，用蒸餾水洗滌蝦殼，并將洗滌液一并轉移至100 mL容量瓶中定容，用EDTA標準溶液滴定蝦殼中的含鈣量［7］。

將脫鈣液轉移至容量瓶，用蒸餾水洗滌蝦殼，并將洗滌液一并轉移至容量瓶，用EDTA標準溶液滴定脫鈣液中的鈣含量；計算脫鈣率。

式中：CEDTA為EDTA的摩爾濃度，mol/L；VEDTA為消耗EDTA的體積，mL；MCa為鈣的摩爾質量，g/mol；V1為定容體積，mL；V2為移取滴定樣品液的體積，mL。

1.3.7對蝦制品率的測定

對蝦制品率的計算公式如下：

1.3.8蝦制品感官評定

軟化和未軟化對蝦制品的感官質量評判由訓練有素的感官評定小組完成。感官評定小組由20名食品專業(yè)的學生組成（男女各10人），對不同復合酸水解條件下制得的南美白對蝦進行外觀色澤、口感、風味等的評定［8］。根據感官要求，設定產品感官評定標準見表2。

1.3.9蝦制品理化指標檢測［4］

水分含量測定：常壓烘干法；灰分測定：按GB/T 9695.18-2008方法測定；蛋白含量測定：凱式定氮法；脂肪測定：索氏抽提法。

1.4即食軟殼蝦制品制作

新鮮南美白對蝦于100℃質量分數(shù)2%的NaCl溶液熱燙2 min迅速取出，瀝干自然冷卻至常溫。

表2　產品感官評定標準Tab.2　Sensory evaluation standard of products

1.4.1軟化工藝

按照1.3的軟化工藝進行制作。

1.4.2調味和干燥

經軟化后的對蝦按表3配制的調味料（配制的調味料，煮沸后紗布過濾去除殘渣）浸漬1 h，瀝水，60℃熱風干燥。

表3　調味液成分配比表Tab.3　The matching table of flavoring liquid component

1.4.3包裝和殺菌

干燥對蝦真空包裝，100℃水浴殺菌15 min，制得成品。

2結果與分析

2.1可食用蝦殼鈣含量的確定

蝦殼中的碳酸鈣約占30%，是蝦殼重要成分之一［9］，使得蝦殼質地堅硬。為了確定可食用蝦殼鈣含量標準，試驗了乙酸對蝦殼脫鈣的影響，如圖1。結合感官試驗發(fā)現(xiàn)，當酸處理時間達到60 min時，蝦殼較軟，即達到可食用程度，此時，蝦殼脫鈣率為55.47%?？赏茰y，蝦殼達到可食用程度的脫鈣率至少應達到55%，對應的蝦殼的鈣含量為8.28%。

圖1　乙酸對蝦殼軟化不同時間的脫鈣率Fig.1　The decalcification rate of acetic acid softening prawn shell in different time

2.2有機酸軟化蝦殼工藝條件的確定

2.2.1單一有機酸對蝦殼軟化的影響

試驗首先研究單一有機酸的軟化效果，如圖2。由圖2可知，乳酸軟化處理達到可食用程度需要的時間至少為3 h（脫鈣率為54.97%），而琥珀酸軟化處理的時間至少需要4 h（脫鈣率為55.23%），均遠遠大于乙酸軟化處理的時間。由此可知，在3種有機酸中，乙酸是較合適的軟化有機酸。由圖3可知，當處理時間為60 min時，不同乙酸濃度對蝦殼軟化的效果不同，當乙酸濃度為5%時，蝦殼軟化已達到可食用程度，因此，單一有機酸軟化蝦殼最佳條件為5%乙酸處理60 min。

圖2　乳酸和琥珀酸對蝦殼軟化不同時間的脫鈣率Fig.2　The decalcification rate of lactic acid and succinic acid softening prawn shell in different time

圖3　不同乙酸濃度對蝦殼脫鈣率的影響Fig.3　The influence of decalcified rate of acetate softening prawn shell with different concentration

2.2.2復配有機酸對脫鈣率的影響

乙酸盡管在3種有機酸中是軟化處理的最佳有機酸，但處理時間仍然較長，對制品的品質影響較大，為了縮短軟化處理時間，試驗研究了復配有機酸軟化效果，如圖4。從圖4（a）中可以看出，乙酸和乳酸復配處理時間大于30 min時，蝦殼均可達到食用程度，而處理時間為20 min時，按比例2:1復配時，蝦殼也可達到可食用程度；從圖4（b）中可以看出，在處理時間40 min時，乙酸和琥珀酸按1:2和2:1復配均達到蝦殼可食用程度；從圖4（c）中可看出，當乳酸和琥珀酸按1:1、1:2和2:1復配達到蝦殼可食用程度分別至少需要3 h、2.5 h和2 h。

綜上所述，三種有機酸復配對蝦殼軟化均有明顯的促進效果，與單一有機酸相比，軟化時間明顯縮短。綜合考慮，確定體積分數(shù)為5%的乙酸與乳酸1:1比例復配，軟化處理時間為30 min，是蝦殼軟化處理的最合適條件。

圖4　不同復配方法對蝦殼脫鈣率的影響Fig.4　The influence of decalcified rate of different distribution softening prawn shell

2.3軟化蝦殼微觀結構的變化

按照2.2確定復配酸軟化工藝條件對蝦殼進行酸水解處理后，采用電鏡掃描觀察蝦殼的變化，如圖5。從圖5中可以看出，未經酸處理過的蝦殼，質地完整，結構幾乎沒有斷裂及破損，蝦殼表面粗糙，有小的凸起。經軟化處理過的蝦殼，結構出現(xiàn)斷裂、缺失，蝦殼的完整性破壞，有細小的碎片，蝦殼表面較光滑。造成這樣的原因可能是因為未軟化蝦殼蛋白與蝦青素以及碳酸鈣成分形成緊密的結構［4］，表現(xiàn)為硬度較大；采用軟化處理后，使得原本保持緊密的結構遭到破壞，組織結構由先前的緊密變得疏松，蝦殼組織變得松軟。由此可見，采用復配酸對蝦殼進行適當處理后實現(xiàn)了軟化蝦殼的目標。

2.4蝦殼軟化處理對蝦制品品質的影響

2.4.1蝦殼軟化處理對蝦制品感官品質的影響

表4為不同復合酸水解方法所得的對蝦的感官評價結果。由表4可知，乙酸與乳酸1:1處理30 min的感官品質優(yōu)于未處理組，說明這種復配方法軟化后的蝦在感官上更容易使人接受。

圖5　對蝦酸解前后掃描電鏡圖Fig.5　SEM for prawn before and after the acid solution

表4　復配有機酸對蝦殼軟化感官品質評分表Tab.4　Sensory evaluation of composite acids softening prawn shell

2.4.2蝦殼軟化處理對蝦制品質構特性的影響

TPA的基本參數(shù)（硬度、彈性、咀嚼性）反映了食品在嘴里的基本特征感覺。如圖6所示，酸處理組與未處理組相比，硬度均有所下降，其中最佳復配酸的硬度為8.39 N，最佳單一酸處理組為9.06 N，看出復配酸比單一酸效果更好。咀嚼性表示的是將食品咀嚼到可吞咽時所需要做的功，從圖6中看出，最佳復配酸處理組的咀嚼性比最佳單一酸處理組和未處理組都要小，說明酸處理對蝦殼軟化有一定的作并且復配酸的效果較好，同時最佳復配酸處理組的彈性比另外兩組也要大，說明南美白對蝦肉質損壞程度較低，在口感上更容易使人接受。

2.4.3蝦殼軟化處理蛋白質損失率和制品率的影響

最佳處理條件對蛋白質損失率和制品率的影響如圖7所示。從圖中可以看出，最佳復合酸處理南美白對蝦后的蛋白質損失率與最佳單一酸處理相比略有下降，且制品率有所提高，說明最佳復合酸處理南美白對蝦的效果更好。

2.5對蝦干制品的理化指標分析

軟殼蝦干制品與原料蝦的理化指標差異見表5。由表5可知，差異主要在于水分和灰分的變化，干燥后的蝦水分流失大，而酸處理對蝦殼的作用，脫除了蝦殼中的部分鈣，使得軟殼蝦制品相比于原料蝦灰分成分明顯下降，但鮮蝦制品食用時，蝦殼是丟棄部分，二者的營養(yǎng)成分相差不大，說明軟殼蝦制品在制作過程中其營養(yǎng)成分的損失較小。

圖6　蝦殼軟化處理對蝦制品質構特性的影響Fig.6　Effects of different composite method treating prawn shell on texture attributes

圖7　蝦殼軟化處理蛋白質損失率和制品率的影響Fig.7　Effects of protein loss rate and the rate of products after prawn shell softend

表5　蝦干制品與原料蝦理化指標對比Tab.5　The physical and chemical index comparison of dried product and fresh prawn

3結論

（1）試驗結果表明，蝦殼軟化至可食用程度的脫鈣率至少應達到55%，鈣含量低于8%。

（2）以達到蝦殼軟化至可食用脫鈣率為目標，不同有機酸及濃度對蝦殼軟化的效果差異明顯，最適宜酸為乙酸，適宜濃度為5%體積分數(shù)軟化時間1 h。

（3）以蝦殼軟化可食用鈣含量為測試指標，通過脫鈣率和感官評定分析確定蝦殼軟化至可食用程度的復配有機酸軟化蝦殼的最佳工藝條件為：體積分數(shù)為5%的乙酸與乳酸按1:1比例復配后軟化30 min，此時的蝦殼脫鈣率達到55.69%。

（4）掃描電鏡結果顯示復配酸酸水解前后蝦殼蛋白與蝦青素以及碳酸鈣成分形成緊密的結構，因為鈣流失，組織結構由緊密變得松軟，達到了酸解軟化蝦殼的目標。

（5）通過對蛋白質損失率和制品率的測定，表明最佳復配酸處理南美白對蝦的蛋白質損失率略小于最佳單一酸處理的南美白對蝦的蛋白質損失率，同時能夠提高制品率。通過感官評定和質構分析表明，最佳復配酸處理南美白對蝦的感官評分高于最佳單一酸處理的南美白對蝦的感官評分，而且質構參數(shù)也相對較高，說明最佳復配酸處理的南美白對蝦在感官上更加容易使人接受。

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中圖分類號：TS254.4

文獻標識碼：A

文章編號:1008-830X（2016）01-0030-06

收稿日期：2015-09-21 基金項目：國家科技支撐計劃項目（2015BAD17B01）

作者簡介：劉麗莎（1990-），女，湖南岳陽人，碩士研究生，研究方向：水產品加工與貯藏. 通訊作者：鄧尚貴，教授，博士生導師，研究方向：水產品加工與貯藏.E-mail:dengshanggui@163.com

Shrimp Shell Softening Technology Research of Instant Penaeus vannamei Boone Product

LIU Li-sha，XU Bin，DENG Shang-gui
（Food and Mecical School of Zhejiang Ocean University，Zhoushan316022，China）

Abstract:Regarding the edible of the shrimp shell of Penaeus vannamei Boone by pre-cooking and hot air drying technology as the target，P.vannamei Boone was used as raw materials to develop new products of instant shrimp，by using acid softening technology，this paper was based on the distribution of organic acid as the softener to determine the best technology and parameters of shrimp shell softening，through the loss rate of protein，the decalcification rate and the change rule of texture.The results show that when the decalcification rate reaches 55%，the softening shrimp shell is edible.In the case of the volume fraction of 5%，the ratio of organic acid to acetic acid and lactic acid by 1:1 could get the best softening effect，and the loss rate of protein of P.vannamei Boone product was 5.53%.At the same time，the nutrition and flavor of shrimp products was keeping good.

Key words:Penaeus vannamei Boone；the distribution of organic acid；shrimp shell；softening technology