石慧，楊少玲，吳燕燕*，林婉玲，楊賢慶，黃卉

1(中國水產(chǎn)科學研究院 南海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品加工重點實驗室，廣東 廣州,510300)2(上海海洋大學 食品學院，上海,201306)

卵形鯧鲹，常見于中國南方沿海的暖水性中上層洄游海魚類，俗稱金鯧魚，又名黃蠟鯧。魚體為橢圓形，表皮無魚鱗，無肌間刺[1]，魚肉白嫩鮮美，其肌肉中粗脂肪和粗蛋白含量分別為10.38%和19.65%，與大部分經(jīng)濟海魚類相比較，其蛋白質和脂肪含量較高[2]，也比灰鯧、黑鯧等常見鯧魚高[3]；氨基酸種類豐富，常見氨基酸有16種，必需氨基酸7種[4]；脂肪酸尤其是不飽和脂肪酸含量較高，MUFA和PUFA分別為34.34%和31.99%[5]。卵形鯧鲹具有較高的營養(yǎng)價值，適合工業(yè)化生產(chǎn)加工[6]。

近幾年隨著我國卵形鯧鲹育苗和養(yǎng)殖技術的進步，其養(yǎng)殖年產(chǎn)量已達到12 t以上，加工制品占卵形鯧鲹總產(chǎn)量的50%～80%[7]，主要以條凍加工為主，存在冷凍鏈過長，運輸成本較高，由于溫度波動很難控制微生物污染等問題，因此加工技術多層次開發(fā)勢在必行。干燥加工以其制品貯藏時間長、運輸成本低、口感獨特等優(yōu)點成為近年來的熱門加工方法之一[8-9]。目前對于水產(chǎn)品的干燥加工方法主要以低溫熱泵干燥為主，雖然其產(chǎn)品品質均一良好，但也存在一些缺陷如溫度低，時間長，難以控制微生物污染，產(chǎn)品香味風味不足等。而熱風干燥設備成本低，操作簡單快捷，溫度可調范圍較大，適合于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，已被應用到各類食品中[10-12]，其在水產(chǎn)品上的研究主要是恒溫熱風干燥，但也存在產(chǎn)品穩(wěn)定性差，不均一等問題，主要是因為恒溫干燥若設置的溫度低，干燥效率就低；若設置的溫度高，其表面汽化速度遠大于內(nèi)部水分擴散速度，就會出現(xiàn)干燥不均，產(chǎn)品表面劣變的現(xiàn)象[13]。本文對變溫熱風干燥進行試驗，確定變溫程序，優(yōu)化變溫工藝條件，改善產(chǎn)品品質，并研究魚片干燥前后的品質變化。

1 材料與方法

1.1 材料與主要儀器設備

冰鮮卵形鯧鲹250～400 g/條，體長 20～30 cm，廣州華潤萬家超市。

DHG-9145A型電熱恒溫鼓風干燥器，上海一恒；Titrando 809 型自動電位滴定儀，瑞士萬通公司；3-550A 高溫馬弗爐，美國Ney VULCAN；BS124S 型電子天平，德國Sartorius公司；LFRA-100 質構儀，美國Brookfield公司；T50 均質機，德國IKA公司；DC-P3全自動測色色差計，北京市興光色差儀器公司；GCMS-QP2010 Plus氣相色譜-質譜聯(lián)用儀，日本島津公司；SH220N石墨消解儀，山東Manon；KjeltecTM2300 蛋白自動分析儀，丹麥福斯分析儀器公司；SoxtecTM2050型脂肪分析儀，丹麥Foss公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 預處理方法

取冰鮮卵形鯧鲹魚宰殺，去頭去內(nèi)臟，剪去魚鰭，用水清洗后，將魚肉切成約8.0 cm×3.0 cm×0.5 cm的魚片。

1.2.2 干燥曲線的測定方法

魚片分別置于60、70 ℃的熱風干燥箱中，在1、2、3、4、5、6、7、8 h依次取出，測定樣品水分含量。得到的同一溫度下，水分含量隨著時間變化的曲線，即為干燥曲線。

1.2.3 復水性

將干燥后的樣品稱重后置于500 mL的燒杯中，倒入蒸餾水250 mL，在室溫下復水5 h后擦干稱重，每次實驗重復3次，取平均值。復水率(rehydration ratio，RR)[14]的計算如公式(1)所示：

(1)

式中:mt為復水5 h物料的質量，g；m0為復水前物料的質量，g。

1.2.4 色差

采用色差儀測定魚片的色澤，用總色差值ΔE代表干燥魚片的色澤(L、a、b)與冰鮮魚片色澤的(L*、a*、b*)的差異[15]。色差值ΔE、色度角H0、色彩飽和度C的計算方法如公式(2)、(3)、(4)所示：

(2)

(3)

(4)

1.2.5 質構

采用質構分析儀的TPA模式在室溫條件下測量干燥前后樣品的硬度、彈性以及咀嚼性[16]。采用p/5的圓柱形探頭，預測試速率2 mm/s，測試速率0.5 mm/s，測試后速率0.5 mm/s，樣品變形量為50%。采用5點取樣法，最終數(shù)值為平均值。

1.2.6 營養(yǎng)成分的檢測

水分測定：直接干燥法[17]GB5009.3—2016；蛋白質測定：凱氏定氮法[18]GB5009.5—2016；脂肪測定：索氏抽提法[19]GB5009.6—2016；灰分測定：高溫灼燒法[20]GB5009.4—2016；脂肪酸含量測定[21]：GB 5009.168—2016。

1.2.7 菌落總數(shù)

根據(jù)GB4789.2—2016進行測定[22]，按公式(5)計算菌落數(shù)，平行3組，取平均值。

(5)

式中：N為樣品中菌落數(shù)；C為平板(含適宜范圍菌落數(shù)的平板)菌落數(shù)之和；n1為第1稀釋度(低稀釋倍數(shù))平板個數(shù)；n2為第2稀釋度(高稀釋倍數(shù))平板個數(shù)；d為稀釋因子(第1稀釋度)。

1.2.8 評分標準

10名(5男5 女)食品專業(yè)學生培訓后組成感官評定小組，從色澤、觸感和風味3個方面對干制樣品進行感官評分。計算復水性和水分含量的分數(shù)，按照品質評價標準(總分=Σ(項目得分×權重)，滿分100 分)最終結果取平均值[23]。

表1 魚片品質評價標準Table 1 Criterions of sensory and texture evaluation

1.2.9 單因素試驗設計

1.2.9.1 第一階段干燥時間對產(chǎn)品品質的影響

將魚片置于60 ℃的熱風干燥箱內(nèi)，分別在1、2、3、4、5 h后取出；再依次放入70 ℃熱風干燥箱中干燥3 h后取出。測定樣品中水分含量、復水率，并進行感官評價。確定第一階段干燥時間。

1.2.9.2 第一階段干燥溫度對產(chǎn)品品質的影響

將魚片分別置50、60、70、80、90 ℃的熱風干燥箱內(nèi)干燥3 h后取出，再放入70 ℃熱風干燥箱中干燥3 h后取出。測定各樣品的水分含量、復水率，并進行感官評價。確定第一階段干燥溫度。

1.2.9.3 第二階段干燥時間對產(chǎn)品品質的影響

將魚片置于60 ℃熱風干燥箱內(nèi)干燥3 h后取出，再放入70 ℃熱風干燥箱中干燥1、2、3、4、5 h后依次取出。測定樣品中水分含量、復水率，并進行感官評價。確定第二階段干燥時間。

1.2.9.4 第二階段干燥溫度對產(chǎn)品品質的影響

將魚片置于60 ℃熱風干燥箱內(nèi)干燥3 h取出后，分別放入50、60、70、80、90 ℃熱風干燥箱中干燥3 h后取出。測定樣品中水分含量、復水率，并進行感官評價。確定第二階段干燥溫度。

1.2.10 正交實驗設計

在單因素實驗的基礎上，以綜合品質評分為響應值，以影響熱風干燥工藝較大的第一階段干燥溫度、干燥時間、第二階段干燥溫度以及干燥時間為4個因素，采用L9(34)正交實驗進行干燥工藝條件的優(yōu)化實驗，正交試驗的因素水平設計見表2。

表2 正交試驗因素水平設計Table 2 Factors and levels for orthogonal array design

1.2.11 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS Statistics 22.0統(tǒng)計學軟件。

2 結果與分析

2.1 卵形鯧鲹干燥曲線繪制

如圖1所示，熱風干燥曲線呈兩段式下降趨勢。0～4 h，水分含量快速下降，隨著時間增加，曲線逐漸平緩。這是由于魚肉內(nèi)部水分擴散速度小于其表面汽化速度，經(jīng)過一段時間后表面水分幾乎汽化完全，而內(nèi)部水分卻沒來得及擴散到表面，從而導致干燥速度減慢。60和70 ℃的干燥曲線趨勢大體相同，但在相同干燥時間下，70 ℃比60 ℃的含水量要低，且在6 h后干燥速率趨于穩(wěn)定，但70 ℃在6 h后干燥速率還是處于波動狀態(tài)，原因可能是較高的溫度使魚肉逐漸形成硬殼，水分蒸出變難，因此后期有所波動。

圖1 熱風干燥曲線Fig.1 Hot air drying curve

2.2 單因素實驗結果

2.2.1 第一階段干燥時間對產(chǎn)品品質的影響

由表3可見，卵形鯧鲹的綜合評分隨著時間的延長表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢，在第一階段干燥時間達到3 h時，綜合評分值最大，且處理組存在顯著性差異(P<0.05)。其原因主要是剛開始水分減少，并伴隨著一些腥味物質的揮發(fā)，魚肉感官評分升高；但隨著干燥時間的延長，魚肉表面收縮嚴重，并伴有褐變，使得復水性和感官評分有所降低。綜合考慮，初步確定第一階段干燥時間為3 h。

表3 第一階段干燥時間對產(chǎn)品品質的影響Table 3 Effect of the first stage time on product quality

注：數(shù)值以均值±標準差表示；同列不同字母代表差異顯著(P<0.05)。下同。

2.2.2 第一階段干燥溫度對產(chǎn)品品質的影響

表4 第一階段干燥溫度對產(chǎn)品品質的影響Table 4 Effect of the first stage temperature on product quality

由表4可見，卵形鯧鲹的綜合評分隨溫度的升高表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢，在第一階段干燥溫度0～50 ℃，隨著溫度的升高，綜合評分也迅速增大，在50～60 ℃綜合評分變化不明顯，但達到70 ℃時，綜合評分達到最大，而70～90 ℃時綜合評分緩慢降低，其原因主要是隨著溫度的升高，魚肉中水分蒸發(fā)、腥味物質也逐步揮發(fā)，蛋白質發(fā)生輕微熱變性，脂肪也開始在溫度的作用下發(fā)生分解，形成香味成分，所以魚肉感官評分升高，但當干燥溫度持續(xù)升高時，魚肉水分迅速減少，蛋白變性加劇，影響魚肉的質構品質，而高溫也使魚肉脂肪過度氧化，產(chǎn)生不良風味，從而影響產(chǎn)品的色澤和和風味，使得感官評分降低。綜合考慮，初步確定第一階段干燥溫度為70 ℃。

2.2.3 第二階段干燥時間對產(chǎn)品品質的影響

由表5可見，卵形鯧鲹的綜合評分隨著時間的延長表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢，在第二階段干燥時間達到2 h時，綜合評分值達到最大，且與其他處理組存在顯著性差異(P<0.05)。結合表5，分析其原因是經(jīng)過第一階段的干燥魚肉開始進入降速干燥階段，干燥速率減慢；且一開始水分減少，并伴隨著一些腥味物質的揮發(fā)，魚肉感官評分升高；但隨著時間的延長，魚肉表面收縮嚴重，并伴有褐變，使得復水性和感官評分皆有所降低。綜合考慮，初步確定第二階段干燥時間為2 h。

表5 第二階段干燥時間對產(chǎn)品品質影響Table 5 Effect of the second stage time on product quality

2.2.4 第二階段干燥溫度對產(chǎn)品品質的影響

由表6可見，卵形鯧鲹的綜合評分隨溫度的升高表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢，在第二階段干燥溫度為80 ℃時達到最大，且與其他處理組存在顯著性差異(P<0.05)。結合表6分析，其原因可能是經(jīng)過60 ℃干燥一段時間后，魚肉表面形成硬殼，使水分的擴散受到阻礙，因此升高溫度有利于水分的蒸出；同時隨著魚肉中水分蒸發(fā)、腥味物質也逐步揮發(fā)，蛋白質發(fā)生輕微熱變性，脂肪也開始在溫度的作用下發(fā)生分解，形成香味成分，所以魚肉感官評分升高，但溫度的持續(xù)升高會使魚肉表面褐變甚至開裂，還會使蛋白變性加劇從而影響魚肉的質構品質，而高溫也會使魚肉脂肪過度氧化，產(chǎn)生不良風味，從而影響產(chǎn)品的色澤和和風味，使得感官評分降低。綜合考慮，初步確定第二階段干燥溫度為80 ℃。

表6 第二階段干燥溫度對產(chǎn)品品質的影響Table 6 Effect of the second stage temperature on product quality

2.3 正交實驗

由表7所示，由極值R可以看出影響綜合品質指標的4個因素的順序為A>C>B>D，由K值可以得出魚肉的最優(yōu)干燥條件為A3B3C2D1，即第一階段干燥時間4 h，溫度80 ℃，第二階段干燥時間2 h，溫度70 ℃。此條件下制得的產(chǎn)品的綜合評分結果為62.54 分。分析其原因可能是產(chǎn)品的干燥效果主要與2個因素有關，即表面的水分汽化速度和內(nèi)部水分的擴散速度，第一階段干燥采用較高溫度使得魚片表面水分迅速蒸干，第二階段干燥采用較低溫度使得內(nèi)部水分逐漸擴散到表面，因此這樣獲得的卵形鯧鲹魚片水分含量較低，復水性良好，色澤金黃，質地均勻，產(chǎn)品品質優(yōu)良。

表7 L9(34)正交實驗設計及優(yōu)化結果Table 7 L9 (34)Orthogonal experimental design and optimization results

由表8可看出，A和C的顯著性P值<0.01，表明這2個因素的變化對產(chǎn)品品質的影響極顯著；B的顯著性P值<0.05，表明該因素的變化對產(chǎn)品品質的影響顯著，所以優(yōu)化這些因素具有重要意義。

表8 正交實驗方差分析表Table 8 The table of variance analysis

2.4 工藝驗證與產(chǎn)品營養(yǎng)品質特性分析

在卵形鯧鲹魚片最優(yōu)干燥條件下進行驗證實驗，3次綜合品質評分分別為62.61、63.67、64.49，平均值為(63.59±0.94)。證明最佳干燥條件下卵形鯧鲹魚片綜合品質評分較高。在確定的最佳兩段式熱風干燥工藝條件下，進行卵形鯧鲹魚片熱風干燥，并對產(chǎn)品的營養(yǎng)組成和品質理化特性進行分析。

2.4.1 產(chǎn)品色澤分析

由表9看出，色差值ΔE為22.18，說明鮮卵形鯧鲹魚片與熱風干燥魚片兩者顏色存在一定的差距。色相角H0經(jīng)干燥有所降低，但色彩飽和度C值有所升高。鮮卵形鯧鲹魚片的L*值高，較為白皙，a*值為正，顏色呈現(xiàn)偏紅色，b*中等偏低，顏色偏黃，總體呈現(xiàn)出明亮的白色，中間稍帶黃色。熱風干燥后魚片L*值降低，顏色變深，a*值降低，降低數(shù)值較小，紅色略微變淡，b*升高，總體呈現(xiàn)為金黃色。說明經(jīng)過熱風干燥后，魚片呈金黃色，色澤均勻[24]。

表9 熱風干燥加工對卵形鯧鲹色澤的影響Table 9 Effect of hot air drying on the color of T.ovatus

注：L*“+”代表白，“-”代表黑；a*“+”則代表為紅，“-”則為綠；b*“+”代表黃，“-“為藍。

2.4.2 產(chǎn)品的質構分析

由表10所示，鮮卵形鯧鲹魚片經(jīng)熱風干燥后，魚片的硬度與咀嚼性都有明顯的上升，但彈性差別不大。因為采用熱風干燥處理，且是采用兩段式在80 ℃與70 ℃兩個溫度下進行，并沒有長時間高溫干燥，所以對魚肉的彈性影響較?。坏捎谡麄€干燥過程水分不斷流失，魚肉的蛋白質變性，肌原纖維緊縮，使得內(nèi)部結構變得致密，所以魚片的硬度和咀嚼性均增大。

表10 熱風干燥加工對卵形鯧鲹質構的影響Table 10 Effect of hot air drying on the texture of T.ovatus

2.4.3 產(chǎn)品營養(yǎng)成分分析

由表11可見，經(jīng)過優(yōu)化后的兩段式熱風干燥工藝干燥后卵形鯧鲹魚片的水分含量為(33.69±0.92)g/100 g，與新鮮魚肉相比，其脫除了50%左右的水分。按比例折算，熱風干燥對魚片的粗蛋白和灰分等營養(yǎng)成分沒有影響，但粗脂肪含量略有下降，這是因為卵形鯧鲹魚肉脂肪含量較高，在熱風干燥過程，隨著溫度的升高，魚片水分不斷蒸發(fā)，魚肉的細胞結構由于水分流失而受到破壞，脂肪細胞也遭到破壞，再加上溫度升高，脂肪化為液態(tài)而隨水分蒸出，所以經(jīng)熱風干燥處理，魚肉脂肪含量略有下降[25]。而魚肉中脂肪酸的變化見表12。

表11 熱風干燥加工對魚片基礎成分的影響 單位：g/100 gTable 11 Effect of hot air drying on the basic components of T.ovatus

表12 熱風干燥加工對卵形鯧鲹脂肪酸的影響Table 12 Effect of hot air drying on the fatty acids of T.ovatus

新鮮卵形鯧鲹體內(nèi)含有的不飽和脂肪酸占比大，多不飽和脂肪酸為(33.93±0.30)%，單不飽和脂肪酸為(28.66±0.25)%，飽和脂肪酸為(36.16±0.32)%，這與郭萌萌等研究接近[2]。DHA含量高于10%，是人體補充多不飽和脂肪酸的良好來源。經(jīng)過熱風處理過的魚片，隨水分減少，其脂肪酸相對上升，但由于脂肪酸受熱影響情況有所不同，飽和脂肪酸占比下降了3.48%，單不飽和脂肪酸占比上升了9.35%，而多不飽和脂肪酸下降了6.45%，其中DHA含量下降了9.74%，但EPA含量上升了40.12%。推測原因可能是飽和脂肪酸受熱發(fā)生降解成一些不飽和脂肪酸，而一些多不飽和脂肪酸則還原成單不飽和脂肪酸，DHA由于溫度較高受熱氧化成單不飽和脂肪酸[26]，可能是因為雙鍵數(shù)目不同即不飽和程度不同而出現(xiàn)這種差異，但具體的EPADHA含量變化的機理還有待進一步研究?？傮w來說，采用熱風干燥有利于提高卵形鯧鲹對人體有益的脂質含量。

2.4.4 產(chǎn)品的菌落總數(shù)分析

從圖2可以看出，冰鮮魚片的菌落總數(shù)數(shù)量明顯比干燥后魚片多，這說明該干燥工藝在一定程度上具有抑菌作用，產(chǎn)品水分活度低，不利于細菌的生長繁殖。因此采用該工藝干燥可以提高卵形鯧鲹的貯藏特性，能延長產(chǎn)品的貨架期[27]。

圖2 熱風干燥前后菌落總數(shù)的變化Fig.2 Changes in the total number of colonies before and after hot air drying

3 結論

本試驗通過單因素實驗和正交實驗方法，確定熱風干燥兩段式干燥的優(yōu)化條件，建立了兩段式熱風干燥卵形鯧鲹魚片的研究。最優(yōu)實驗條件為：在熱風溫度80 ℃干燥4 h后，再在70 ℃干燥2 h。該條件下，卵形鯧鲹魚片的品質評價指標(水分含量、復水比、感官評價)綜合評分最高，處理的魚片表現(xiàn)為質地均勻，色澤金黃且均一，硬度、咀嚼性有所上升；總體上基礎成分有所損失，但隨水分含量下降，粗脂肪含量、粗蛋白含量、灰份含量相對有所上升；總脂肪酸有所下降，而各類脂肪酸占比變化不同，飽和脂肪酸降低了3.48%，DHA降低了9.74%，但單不飽和脂肪酸上升了9.35%，EPA上升了40.12%；菌落總數(shù)有所減少，貯藏期延長。