陳俊羽，薛德獎，裘夢佳，陳 靜,2

(1.浙江海洋大學(xué)食品與藥學(xué)學(xué)院，浙江舟山 316022；2.浙江省海產(chǎn)品健康危害因素關(guān)鍵技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江舟山 316022)

凡納濱對蝦Litopenaeus vannamei 是世界三大養(yǎng)殖蝦品種之一，其肉質(zhì)鮮美，營養(yǎng)豐富，蝦肉富含蛋白質(zhì)、多種必需氨基酸及大量礦物元素深受國內(nèi)外消費(fèi)者青睞。凡納濱對蝦是易腐敗的水產(chǎn)品，較難保藏，貨架期較短。在其死亡后，其體內(nèi)的微生物和自身氧化會導(dǎo)致腐敗以及品質(zhì)下降[1-3]。凡納濱對蝦體內(nèi)的細(xì)菌種類較為復(fù)雜繁多，不同生長環(huán)境、季節(jié)、貯藏方式，對蝦菌群種類含量均不同，復(fù)雜的細(xì)菌種群使得在低溫貯藏過程仍然對品質(zhì)會有較大影響[4-5]。冷凍和冷藏是蝦肉保藏常用方法，但蝦肉在冷凍及貯藏過程中會出現(xiàn)冰結(jié)晶成長、重結(jié)晶、蛋白質(zhì)變性等劣變反應(yīng)，導(dǎo)致其凝膠能力下降和持水力降低[6-8]。因此，通過抑制微生物生長保鮮蝦肉是食品科學(xué)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)。目前防止凡納濱對蝦黑變的方法一般是從蝦類捕獲到速凍之前始終處于低溫狀態(tài)，縮短冷凍加工時間，抑制酪氨酸酶的活性和隔絕蝦體與空氣的接觸。如何延長凡納濱對蝦貨架期并保證其營養(yǎng)價值、感官品質(zhì)及商業(yè)價值尤為重要。

ACP 已經(jīng)成為一種潛在的非熱技術(shù)，可以有效地消除病原體并腐蝕受污染物體中的微生物，是一種新型的食品保鮮殺菌技術(shù)?！暗入x子體”由中性原子、自由基、正離子和負(fù)離子等組成，這些物質(zhì)具有足夠的電能破壞共價鍵并引發(fā)不同的化學(xué)反應(yīng)，滅活微生物，并可有效抑制水產(chǎn)品自身酶的活性，延緩其腐敗變質(zhì)，從而達(dá)到保鮮的效果。MISRA N N,et al[9]研究顯示，ACP 中構(gòu)成等離子體的無數(shù)化學(xué)活性物質(zhì)會作用支鏈進(jìn)行化學(xué)修飾或切斷特殊鍵位，從而改變二級結(jié)構(gòu)，造成酶的失活。ACP 分為輝光放電、電暈放電與介質(zhì)放電等等。其中ACP 中的介質(zhì)阻擋放電更為廣泛運(yùn)用。其有電子能量高、反應(yīng)快、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)殺菌技術(shù)相比，ACP 處理占據(jù)多方面優(yōu)勢，例如可在低溫或者常溫條件下操作，操作成本低，處理時間短和殺菌效果顯著等等。其可有效改善傳統(tǒng)滅菌保鮮技術(shù)的弊端，為新型食品滅菌保鮮技術(shù)提供方向[9]。本實(shí)驗(yàn)利用ACP 處理凡納濱對蝦并對其理化性質(zhì)進(jìn)行測試，驗(yàn)證該技術(shù)對凡納濱對蝦黑變和保鮮作用控制。CHEN Jing,et al[10]發(fā)現(xiàn)，DBD-ACP 處理鮐魚的最優(yōu)參數(shù)為60 kV、60 s，其具有滅菌效果好，對化學(xué)成分及其品質(zhì)影響較小的優(yōu)點(diǎn)。前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)ACP 對部分水產(chǎn)品最優(yōu)參數(shù)為60 kV，因此本實(shí)驗(yàn)在ACP 電壓為60 kV 條件下研究凡納濱對蝦營養(yǎng)成分的變化和ACP 處理60、90、120 以及150 s 后對其不同貯藏時間段鮮度品質(zhì)和黑變感官作用的影響，以期為水產(chǎn)品保鮮技術(shù)的發(fā)展提供參考資料。

1 材料與方法

1.1 材料

凡納濱對蝦購于舟山老碶菜場(體長7～9 cm)。將鮮活凡納濱對蝦置于裝有碎冰的泡沫箱內(nèi)，40 min 內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。

Phenix BK130/36 ACP 處理儀，Phenix Technologies 有限公司；HWSG 恒溫培養(yǎng)箱，寧波東南儀器有限公司；HS-1300 超凈工作臺，蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；TMS-Pro 物性測試儀，美國FTC 公司；HAD/SXT-06 索氏抽提器，北京恒奧德儀器儀表有限公司；DHG-9023A 烘箱，上海雙旭電子有限公司，XB5-12高溫爐，深圳市鑫寶儀器設(shè)備有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)前處理

挑選色澤形態(tài)相近的鮮活凡納濱對蝦，剔除死亡，黑變及肢體殘缺等異常的蝦，用碎冰猝死后用清水沖洗，瀝干后隨機(jī)分空白組與ACP 處理組2 組，空白組不作任何處理；ACP 處理組處理時間：60、90、120 及150 s。

1.2.2 ACP 儀器介紹及處理方式

實(shí)驗(yàn)所用ACP 設(shè)備見圖1。儀器采用介質(zhì)阻擋放電(dielectric barrier discharge，DBD)，該裝置是由等離子體產(chǎn)生器(DBD-ACP)和交流電控制系統(tǒng)組成。其中DBD-ACP 系統(tǒng)有2 個直徑為15 cm 的鋁電極(高壓電極和接地電極)，2 個電極之間的距離為38 mm，放有200 mm×120 mm×36 mm 的聚丙烯(polypropylene，PP)盒，該P(yáng)P盒可用于MAP 處理后進(jìn)行ACP 處理，也可直接放置待處理的樣品。ACP 系統(tǒng)的輸入電壓220 V、頻率50 Hz 可以產(chǎn)生高達(dá)130 kV 的處理電壓，本實(shí)驗(yàn)參考國內(nèi)外研究文獻(xiàn)以及實(shí)驗(yàn)安全問題(高電壓容易擊穿介質(zhì)阻擋板，造成安全隱患)等因素，確定最高處理電壓為70 kV。

圖1 試驗(yàn)所用ACP 儀器Fig.1 ACP instrument used in the test

將處理過后的凡納濱對蝦放入PE 包裝將樣品分4 組。迅速將處理組置于圖1 低溫等離子體儀分別用電壓60 kV，時間60、90、120 和150 s 條件處理，另一組未處理對蝦樣品作為空白對照。置于(4±1)℃冰箱貯藏。在貯藏過程對各組進(jìn)行營養(yǎng)成分指標(biāo)測定及各鮮度指標(biāo)測定。

1.2.3 營養(yǎng)成分指標(biāo)測定

1.2.3.1 蛋白質(zhì)含量的測定

蛋白質(zhì)含量的測定采用GB 5009.5-2016[11]中凱氏定氮法測定。精確稱量2 g 蝦肉，移入定氮瓶中，加入0.4 g 硫酸銅、6 g 硫酸鉀和20 mL 硫酸，碳化后繼續(xù)加熱30 min，定容至100 mL 備用。凡納濱對蝦中蛋白質(zhì)含量較高，降解快，因此可以從對蝦蛋白含量的變化看出其營養(yǎng)成分流失是否嚴(yán)重。每組平行3 次，檢測結(jié)果保留3 位有效數(shù)字。

1.2.3.2 脂肪含量的測定

脂肪含量的測定采用GB 5009.6-2016[12]中索氏抽提法測定。精確稱量5 g 蝦肉，移入濾紙筒內(nèi)。放入索氏抽提器的抽提筒內(nèi)，抽提6～10 h。結(jié)束后回收石油醚，稱量。每組平行3 次，檢測結(jié)果保留3 位有效數(shù)字。

1.2.3.3 水分含量的測定

采用GB 5009.3-2016[13]中直接干燥法測定。將混合均勻的試樣磨細(xì)稱取5 g 加入恒重扁形稱量瓶置于101～105 ℃干燥箱中干燥1 h 冷卻后再稱量。每組平行3 次，檢測結(jié)果保留3 位有效數(shù)字。并且重復(fù)性條件下2 次獨(dú)立測定結(jié)果的絕對差值不得超過算術(shù)平均值的10%。

1.2.3.4 灰分含量的測定

根據(jù)GB 5009.4-2016[14]食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)中食品總灰分的測定方法。稱量3 g 樣品，碳化至無煙，然后放置于（550±25）℃高溫爐中灼燒4 h。灼燒至無碳粒即表示碳化完全，灼燒至前后2 次稱量相差不超過0.5 mg 為恒重。每組平行3 次，檢測結(jié)果保留3 位有效數(shù)字。并且重復(fù)性條件下2 次獨(dú)立測定結(jié)果的絕對差值不得超過算術(shù)平均值的5%。

1.2.4 揮發(fā)性鹽基氮的測定(TVB-N)采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB5009.288-2016[15]中自動凱氏定氮法測定，精確稱量10 g 蝦肉，切碎置于蒸餾管內(nèi)，加入75 mL 水，振搖使其分散均勻，浸漬30 min 后檢測。每組平行3 次，檢測結(jié)果保留3 位有效數(shù)字。

1.2.5 質(zhì)構(gòu)特性的測定

采用TMS-Pro 物性測試儀，測定凡納濱對蝦樣品的彈性、內(nèi)聚及咀嚼性。實(shí)驗(yàn)采用TMS 不銹鋼針頭探針(直徑1 mm)及圓柱形探頭(直徑36 mm)，起始力0.6 N，測試速度60 mm·min-1。將蝦剝殼取背部肌肉長為2 cm 測定。

1.2.6 凡納濱對蝦黑變評定

凡納濱對蝦黑變是自對蝦死亡后在貯藏過程中，蝦殼內(nèi)沉積大量的黑色素的過程。對蝦黑變嚴(yán)重影響蝦的品質(zhì)。感官評定小組由10 名專業(yè)人員組成，對5 組凡納濱對蝦的黑變、肉質(zhì)及氣味三方面進(jìn)行評定，黑變采用評分法：黑變評分標(biāo)準(zhǔn)見表1，分值在5(無黑變)到1(完全黑變)之間，最終取10 人評分平均值為評定結(jié)果[16]。

表1 凡納濱對蝦黑變評定表Tab.1 The blackening assessment table of L.vannamei

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用origin 8.0、SPSS 13.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)重復(fù)測定3 次，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2 結(jié)果與分析

2.1 營養(yǎng)成分的測定結(jié)果

凡納濱對蝦低脂肪、高蛋白，肉質(zhì)鮮美、營養(yǎng)豐富，符合現(xiàn)代人對飲食的需求。所以本實(shí)驗(yàn)探究了ACP處理是否對對其營養(yǎng)成分有所影響。結(jié)果如表2。

表2 ACP 60 kV 下對凡納濱對蝦營養(yǎng)成分的影響Tab.2 Effect of ACP at 60 kV on the nutritional composition of L.vannamei

基本營養(yǎng)成分見表2?？瞻捉M蛋白含量為（18.71±0.22）%；脂肪含量為（1.06±0.03）%；水分含量為（76.20±0.15）%；灰分含量為（1.33±0.11）%。ACP 在60 kV 條件下對其脂肪含量和灰分含量大體上沒有影響，但對蛋白質(zhì)含量和水分含量有微弱影響，并且可以看出隨著ACP 處理時間增加，凡納濱對蝦中蛋白質(zhì)含量和水分含量損失愈多。可能原因是處理時間過長，破壞凡納濱對蝦中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，水分散失，從而導(dǎo)致含量降低，降低比例約為2%和3%?？梢缘贸?，ACP 在60 kV 下處理凡納濱對蝦對其營養(yǎng)成分幾乎沒有影響。

2.2 TVB-N 的測定結(jié)果

TVB-N 是檢測水產(chǎn)品鮮度品質(zhì)中很重要的一項(xiàng)指標(biāo)，它是在水產(chǎn)品自身酶和微生物作用下，分解自身蛋白質(zhì)和含氮物質(zhì)從而產(chǎn)生三甲胺和生物胺等揮發(fā)性物質(zhì)，結(jié)果見圖2。

由圖3 可以看出，隨著貯藏時間的延長，處理組和空白組凡納濱對蝦中TVB-N 含量均呈上升趨勢，且初始TVB-N 值為（10±0.31）mg·100-1·g-1。空白組第2 d TVB-N 值為（24.2±2.73）mg·100-1·g-1，已接近海蝦衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 2733-2015 中規(guī)定TVB-N≤30 mg·100-1·g-1)。處理組TVB-N 值低于同時期空白組TVB-N 值，并且隨著ACP 處理時間的增加，TVB-N 值增大趨勢減緩。并且由圖2 可以看出第2 d 后處理組相較于空白組TVB-N 值抑制效果顯著增強(qiáng)。由此說明ACP 可以延緩凡納濱對蝦中TVB-N 含量的增加，保證了蝦的鮮度品質(zhì)。

圖2 ACP 對凡納濱對蝦中揮發(fā)性鹽基氮的影響Fig.2 Effect of ACP on volatile base nitrogen in L.vannamei

圖3 ACP 對凡納濱對蝦硬度的影響Fig.3 Effect of ACP on the hardness of L.vannamei

2.3 質(zhì)構(gòu)特性的測定結(jié)果

冷藏期間凡納濱對蝦硬度見圖3，空白組初始凡納濱對蝦硬度為（12.85±0.18）g，貯藏第8 d 時，處理組空白組與處理組60、90、120 及150 s 硬度分別降低38.05%、28.24%、24.68%、23.08%和23.02%。處理組與空白組隨貯藏時間的增加，凡納濱對蝦的硬度大體呈降低趨勢，并可看出隨著ACP 處理時間增長，凡納濱對蝦硬度降低趨勢有所減緩。說明ACP 對凡納濱對蝦硬度有保護(hù)效果。

冷藏期間凡納濱對蝦彈性變化如圖4，空白組初始彈性為（0.4±0.01）mm。處理組與空白組隨著貯藏時間增長彈性略有降低，推測原因?yàn)殡S著貯藏時間的增加，對蝦腐敗變質(zhì)，鮮度品質(zhì)不斷下降導(dǎo)致彈性降低[17]。隨著ACP 處理時間的增長，其彈性下降趨勢減緩。說明ACP 對其彈性變化起到了減緩作用。

圖4 ACP 對凡納濱對蝦彈性的影響Fig.4 Effect of ACP on the elasticity of L.vannamei

ACP 對凡納濱對蝦咀嚼性影響見圖5，初始處理組與空白組咀嚼性略有差異但大體一致，并且隨著貯藏時間增加，對蝦咀嚼性降低。初始空白組咀嚼性為（2.15±0.1）mJ。貯藏第8 d 時，處理組60、90、120 及150 s 與空白組咀嚼性分別降低31.84%、23.32%、23.09%、22.59%和40.00%。說明ACP 對凡納濱對蝦的咀嚼性有保護(hù)作用，并且ACP 處理時間越長，對其保護(hù)作用效果越明顯。

圖5 ACP 對凡納濱對蝦咀嚼性的影響Fig.5 Effect of ACP on the chewiness of L.vannamei

2.4 凡納濱對蝦黑變評定結(jié)果

如表3 所示，分值在5 分(無黑變)到1 分(完全黑變)之間，最終取10 人評分平均值為評定結(jié)果。隨著貯藏時間的增加，處理組與空白組凡納濱對蝦黑變程度逐漸加深，且兩組黑變趨勢都是逐漸增大。并可以看出隨著處理組時間條件的延長，凡納濱對蝦黑變程度抑制變強(qiáng)。初始空白組與處理組黑變評分為5 分?？瞻捉M在第6 d 左右達(dá)到完全黑變，處理組60、90、120 和150 s 分別在6 d 和8 d 完全黑變。由此表明ACP 對黑變感官上有減緩抑制作用。

表3 ACP 對凡納濱對蝦黑變的影響Tab.3 Effect of ACP on blackening of L.vannamei

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，凡納濱對蝦在條件為4 ℃貯藏、ACP 在電壓為60 kV、時間為60、90、120 和150 s條件下對凡納濱對蝦營養(yǎng)成分幾乎沒有影響；對TVB-N 值及黑變有顯著抑制作用，并且隨著處理時間條件的增長，抑制效果愈明顯。同時ACP 對凡納濱對蝦的質(zhì)構(gòu)(硬度、彈性和咀嚼性)特性均有保護(hù)和延緩作用，并且隨著處理時間條件的增長，對其保護(hù)、延緩作用愈明顯。研究表明經(jīng)過ACP 處理的凡納濱對蝦黑變時間延長，其營養(yǎng)成分的流失減小，保持了其鮮度品質(zhì)。同時可以延緩腐敗變質(zhì)、延長其貨架期。并且本實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果可為凡納濱對蝦的鮮度品質(zhì)控制的學(xué)術(shù)研究和貯運(yùn)及保鮮提供一定的參考價值。