向俊飛，朱亞軍，王福田，姜紹通,2,3，林琳,2,3，陸劍鋒,2,3*

(1.合肥工業(yè)大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，合肥 230009；2.安徽省農(nóng)產(chǎn)品精深加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，合肥 230009；3.農(nóng)產(chǎn)品生物化工教育部工程研究中心，合肥 230009)

中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)又名河蟹，其形態(tài)獨(dú)特、味道鮮美，是我國(guó)特有的名優(yōu)水產(chǎn)品[1-2]。河蟹不僅含有豐富的必需氨基酸和必需脂肪酸，還是極好的礦物質(zhì)來(lái)源，尤其是鋅、鐵、銅和磷等物質(zhì)，因此具有一定的營(yíng)養(yǎng)保健功能[3-5]。河蟹是我國(guó)重要的水產(chǎn)養(yǎng)殖品種之一，2019年產(chǎn)量達(dá)77.87萬(wàn)噸,因其獨(dú)特的風(fēng)味、良好的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)而具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[6-8]。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中，河蟹的售價(jià)與其規(guī)格大小關(guān)系密切，即小規(guī)格蟹相較于大規(guī)格蟹而言，售價(jià)較低，市場(chǎng)利用率也更低[9]。然而，研究表明，蟹肉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和規(guī)格大小之間并無(wú)必然聯(lián)系[10]。因此，以小規(guī)格蟹的蟹肉為原料開發(fā)制備風(fēng)味蟹肉軟罐頭，在充分利用了低值蟹資源的同時(shí)，還可創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。

軟罐頭加工方式有效地解決了蟹肉產(chǎn)品貯藏期間易腐敗變質(zhì)的問題[11-12]。但是風(fēng)味蟹肉軟罐頭在高溫滅菌過程中易發(fā)生褐變，這是由于在高溫條件下蟹肉中含硫氨基酸易分解產(chǎn)生揮發(fā)性硫，并與蟹肉中的銅離子結(jié)合成硫化銅沉淀，導(dǎo)致蟹肉顏色由金黃色變成黃褐色，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的外觀與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[13]。目前，對(duì)于蟹肉在高溫加熱過程中易褐變的問題尚沒有很好的解決方法，因此，研究一種安全、有效的護(hù)色工藝對(duì)于風(fēng)味蟹肉軟罐頭的品質(zhì)及食品安全性具有重要意義。本文通過選取在食品工業(yè)中常用的4種護(hù)色劑(檸檬酸、D-異抗壞血酸鈉、抗壞血酸和植酸)，以色澤變化及相對(duì)褐變程度為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)風(fēng)味蟹肉軟罐頭產(chǎn)品的護(hù)色效果進(jìn)行研究，以期為提高風(fēng)味蟹肉品質(zhì)及促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供一定理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原料：蟹肉(冷凍小規(guī)格河蟹蟹肉)，購(gòu)自安徽福恩食品科技有限公司；辣椒油(味井鮮辣椒油)，馬鞍山鮮味美調(diào)味品有限公司；糖(希美綿白糖)，徐州人和居食品廠；食用油(一級(jí)大豆油)，中糧食品營(yíng)銷有限公司；味精(加加味精)，加加食品集團(tuán)股份有限公司；分別購(gòu)自當(dāng)?shù)爻小?/p>

添加劑：檸檬酸、D-異抗壞血酸鈉、抗壞血酸和植酸(均為食品級(jí))，浙江一諾生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

IIMS-20全自動(dòng)雪花制冰機(jī) 常熟市雪科電器有限公司；AL204電子天平 上海精密儀器儀表有限公司；YS-ZS-420真空包裝機(jī) 杭州永創(chuàng)機(jī)械有限公司；KYQL-65DS反壓殺菌鍋 山東創(chuàng)美機(jī)械科技有限公司；SC-100全自動(dòng)色差計(jì) 北京康光光學(xué)儀器有限公司；TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 風(fēng)味蟹肉軟罐頭的制備

冷凍蟹肉→去雜→漂洗→瀝水→護(hù)色→瀝干→調(diào)味→稱量→裝袋→封口→殺菌。

1.3.2 單一護(hù)色劑護(hù)色試驗(yàn)

經(jīng)查閱文獻(xiàn)[14-18]及預(yù)試驗(yàn)處理，選擇一定質(zhì)量濃度的檸檬酸(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)、D-異抗壞血酸鈉(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)、抗壞血酸(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)、植酸(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)的護(hù)色液，將漂洗瀝水后的蟹肉分別在上述護(hù)色液中浸泡20 min，取出瀝干制備風(fēng)味蟹肉，真空包裝后進(jìn)行反壓高溫滅菌30 min，滅菌溫度為100 ℃，滅菌結(jié)束后取出產(chǎn)品進(jìn)行冰浴快速冷卻，再測(cè)定風(fēng)味蟹肉的L*值、b*值和相對(duì)褐變程度。

1.3.3 護(hù)色時(shí)間的篩選

根據(jù)單一護(hù)色劑試驗(yàn)結(jié)果，將漂洗瀝水后的蟹肉分別放在護(hù)色效果較好的檸檬酸濃度0.4%、D-異抗壞血酸鈉濃度0.3%、抗壞血酸濃度0.2%和植酸濃度0.3%的護(hù)色液中，分別浸泡10，20，30，40 min，瀝干后制備成風(fēng)味蟹肉軟罐頭，再測(cè)定風(fēng)味蟹肉的L*值、b*值和相對(duì)褐變程度。通過比較L*值、b*值和相對(duì)褐變程度來(lái)確定護(hù)色時(shí)間對(duì)風(fēng)味蟹肉色澤的影響。

1.3.4 護(hù)色正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，優(yōu)選出護(hù)色效果較好的檸檬酸和D-異抗壞血酸鈉濃度及護(hù)色時(shí)間作為正交試驗(yàn)的3個(gè)因素，確定3個(gè)水平，以L*值、b*值和相對(duì)褐變程度為考察指標(biāo)，進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素水平表見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)表Table 1 The factors and levels of orthogonal test

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 色澤的測(cè)定

將滅菌后的風(fēng)味蟹肉均勻地平鋪在干凈的培養(yǎng)皿上，堆盤厚度5 mm左右，利用全自動(dòng)色差儀進(jìn)行色澤分析，測(cè)定其L*值、b*值，每個(gè)樣品平行5次，取平均值。其中L*值表示樣品的亮暗程度，L*值越大說(shuō)明產(chǎn)品顏色越明亮；b*值代表樣品的黃藍(lán)程度，b*值越大說(shuō)明產(chǎn)品顏色越黃。

1.4.2 相對(duì)褐變程度的測(cè)定

取滅菌后的風(fēng)味蟹肉，準(zhǔn)確稱取5 g蟹肉與煮沸蒸餾水按1∶10混合后，在打漿機(jī)中勻漿1 min，隨后取出在4 ℃離心15 min(4000 r/min)，取上清液在波長(zhǎng)410 nm處測(cè)定其吸光值A(chǔ)410，為了更加合理地說(shuō)明試驗(yàn)結(jié)果，采用相對(duì)褐變程度作為評(píng)價(jià)交互作用的指標(biāo)。相對(duì)褐變程度按下式計(jì)算：

式中：A護(hù)色為經(jīng)護(hù)色液處理后的樣品勻漿上清液在410 nm下的吸光度；A空白為未經(jīng)護(hù)色液處理后的樣品勻漿上清液在410 nm下的吸光度，即對(duì)照樣品的吸光度。所以，對(duì)照樣品的相對(duì)褐變程度為1。

2 結(jié)果與分析

2.1 單一護(hù)色劑對(duì)風(fēng)味蟹肉色澤的影響

2.1.1 檸檬酸對(duì)風(fēng)味蟹肉色澤的影響

檸檬酸作為目前食品添加劑中應(yīng)用最廣泛的有機(jī)酸，其分子結(jié)構(gòu)中的3個(gè)羧基對(duì)蟹肉中血藍(lán)蛋白的銅有較強(qiáng)的螯合作用[19]。檸檬酸還可以調(diào)節(jié)體系的pH值，中和蟹肉中的堿性物質(zhì)，防止蟹肉加熱過程中堿性的增強(qiáng)，從而抑制硫化氫的形成和硫化物沉淀的生成。這是由于蟹肉中偏酸性的游離含硫氨基酸，如甲硫氨酸、胱氨酸、半胱氨酸，在弱酸性條件下較穩(wěn)定，因此，可有效抑制其在高溫滅菌過程中分解導(dǎo)致的硫化氫含量增加[20]。檸檬酸對(duì)風(fēng)味蟹肉護(hù)色效果見圖1。

圖1 檸檬酸對(duì)風(fēng)味蟹肉L*值和相對(duì)褐變程度的影響Fig.1 Effect of citric acid on L* value and relative browning degree of flavor crab meat

由圖1可知，隨著檸檬酸濃度的增大，風(fēng)味蟹肉的亮度值逐漸升高并趨于平穩(wěn)(P<0.05)，而相對(duì)褐變程度緩慢減小，檸檬酸濃度為0.4%時(shí)L*值達(dá)到最大，當(dāng)濃度繼續(xù)增大時(shí)，L*值有所降低，可能是由于較高的檸檬酸濃度導(dǎo)致溶液的pH降低，從而使檸檬酸螯合金屬離子的能力減弱。

2.1.2 D-異抗壞血酸鈉對(duì)風(fēng)味蟹肉色澤的影響

D-異抗壞血酸鈉是穩(wěn)定性較高的一種新型生物型抗氧保鮮劑，可用于肉制品的護(hù)色及品質(zhì)的穩(wěn)定[21]。D-異抗壞血酸鈉分子結(jié)構(gòu)中的羥基易于脫氫，并與水溶液中的氧發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生去氧的效果，從而達(dá)到抗氧化的目的，且其鈉離子會(huì)與蟹肉中血藍(lán)蛋白的銅離子競(jìng)爭(zhēng)，抑制硫化氫的生成以減少產(chǎn)品褐變[22]。

圖2 D-異抗壞血酸鈉對(duì)風(fēng)味蟹肉L*值和相對(duì)褐變程度的影響Fig.2 Effect of D-sodium isoascorbate on L* value and relative browning degree of flavor crab meat

由圖2可知，D-異抗壞血酸鈉的添加顯著提高了風(fēng)味蟹肉的護(hù)色效果(P<0.05)，但其不同濃度對(duì)風(fēng)味蟹肉的亮度值沒有顯著性影響(P>0.05)，當(dāng)D-異抗壞血酸鈉濃度為0.3%時(shí)，L*值達(dá)到最大，而相對(duì)褐變程度在D-異抗壞血酸鈉濃度較高時(shí)稍有增加。

2.1.3 抗壞血酸對(duì)風(fēng)味蟹肉色澤的影響

抗壞血酸是一種酸性己糖衍生物，作為天然抗氧化劑，能有效保護(hù)產(chǎn)品色澤，并避免產(chǎn)品中風(fēng)味及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化發(fā)生改變，因而被廣泛應(yīng)用于食品加工業(yè)中[23]。

圖3 抗壞血酸對(duì)風(fēng)味蟹肉L*值和相對(duì)褐變程度的影響Fig.3 Effect of ascorbic acid on L* value and relative browning degree of flavor crab meat

由圖3可知，抗壞血酸對(duì)風(fēng)味蟹肉有一定的護(hù)色效果，抗壞血酸濃度為0.1%時(shí)，風(fēng)味蟹肉的L*值顯著低于較高濃度的抗壞血酸處理組(P<0.05)，可能是由于抗壞血酸濃度過低，且其在加熱條件下不穩(wěn)定，易失活，導(dǎo)致護(hù)色效果較差；抗壞血酸濃度為0.2%時(shí)，L*值達(dá)到最大，隨著抗壞血酸濃度的繼續(xù)增大，風(fēng)味蟹肉的亮度值無(wú)顯著變化(P>0.05)，而相對(duì)褐變程度卻稍有增加。

2.1.4 植酸對(duì)風(fēng)味蟹肉色澤的影響

植酸是一種強(qiáng)酸，對(duì)促氧化的金屬離子有很強(qiáng)的螯合作用，植酸與金屬離子發(fā)生螯合作用時(shí)釋放出氫，破壞自氧化過程中產(chǎn)生的過氧化物，使之較難繼續(xù)氧化形成醛或酮等物質(zhì)，達(dá)到抗氧化的效果，從而起一定的穩(wěn)定色澤的作用[24-25]。植酸對(duì)風(fēng)味蟹肉的護(hù)色效果見圖4。

圖4 植酸對(duì)風(fēng)味蟹肉L*值和相對(duì)褐變程度的影響Fig.4 Effect of phytic acid on L* value and relative browning degree of flavor crab meat

由圖4可知，隨著植酸濃度的增大，風(fēng)味蟹肉的L*值整體呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)(P<0.05)，植酸濃度為0.3%時(shí)，亮度值達(dá)到最大，而相對(duì)褐變程度無(wú)顯著變化。

2.2 護(hù)色時(shí)間對(duì)風(fēng)味蟹肉色澤的影響

由圖5可知，隨著護(hù)色時(shí)間的延長(zhǎng)，不同護(hù)色劑均呈現(xiàn)出L*值逐漸增大，相對(duì)褐變程度逐漸減小的趨勢(shì)，20 min后變化趨勢(shì)均有所減緩。增加護(hù)色時(shí)間有利于蟹肉與護(hù)色液充分接觸，護(hù)色效果也會(huì)更好。因此，正交試驗(yàn)中護(hù)色時(shí)間因素選擇20，30，40 min 3個(gè)水平。

2.3 正交試驗(yàn)優(yōu)化

不同護(hù)色劑不同濃度對(duì)風(fēng)味蟹肉色澤的影響見圖6。

由圖6可知，檸檬酸對(duì)風(fēng)味蟹肉的護(hù)色效果最佳，其次是D-異抗壞血酸鈉，所以選用檸檬酸和D-異抗壞血酸鈉作為正交試驗(yàn)的2個(gè)較優(yōu)因素。從加工工藝成本考慮，檸檬酸和D-異抗壞血酸鈉的價(jià)格相對(duì)也更低，尤其是D-異抗壞血酸鈉，其成本只有抗壞血酸的1/3左右，但抗氧化作用卻大大超過抗壞血酸，熱穩(wěn)定性也更強(qiáng)[26]。因此，選擇護(hù)色效果較好的0.3%、0.4%、0.5%濃度的檸檬酸作為正交試驗(yàn)水平；D-異抗壞血酸鈉對(duì)風(fēng)味蟹肉的護(hù)色效果和其濃度沒有顯著性關(guān)系，因此選擇添加劑含量較低的0.1%、0.2%、0.3%濃度作為正交試驗(yàn)水平。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果與極差分析Table 2 Orthogonal test results and range analysis

續(xù) 表

表3 相對(duì)褐變程度的正交試驗(yàn)方差分析Table 3 Variance analysis of orthogonal test for relative browning degree

表4 L*值的正交試驗(yàn)方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal test for L* value

表5 b*值的正交試驗(yàn)方差分析Table 5 Variance analysis of orthogonal test for b* value

由表2和表3的相對(duì)褐變程度極差分析和方差分析可知，影響因素大小順序?yàn)闄幟仕?D-異抗壞血酸鈉>護(hù)色時(shí)間，3個(gè)影響因素均顯著(P<0.05)，最優(yōu)組合為A2B2C、即檸檬酸濃度為0.4%，D-異抗壞血酸鈉濃度為0.2%，護(hù)色時(shí)間為30 min。由表2和表4的亮度值極差分析和方差分析可知，影響因素大小順序?yàn)闄幟仕?D-異抗壞血酸鈉>護(hù)色時(shí)間，其中檸檬酸和D-異抗壞血酸鈉的影響顯著(P<0.05)，最優(yōu)組合為A3B2C3，即檸檬酸濃度為0.5%，D-異抗壞血酸鈉濃度為0.2%，護(hù)色時(shí)間為40 min。由表2和表5的黃度值極差分析和方差分析可知，影響因素大小順序?yàn)闄幟仕?護(hù)色時(shí)間>D-異抗壞血酸鈉，檸檬酸和護(hù)色時(shí)間的影響顯著(P<0.05)，最優(yōu)組合為A2B3C3，即檸檬酸濃度為0.4%，D-異抗壞血酸鈉濃度為0.3%，護(hù)色時(shí)間為40 min。結(jié)果表明，3個(gè)指標(biāo)中亮度值和黃度值兩個(gè)指標(biāo)都顯示護(hù)色時(shí)間40 min時(shí)效果較好，根據(jù)“少數(shù)服從多數(shù)”的原則，最終選取C3(護(hù)色時(shí)間40 min)；關(guān)于兩種添加劑濃度的選取，試驗(yàn)結(jié)果本著保證較好護(hù)色效果的同時(shí)，減少食品添加劑用量的原則，最終選取A2B2C3，即檸檬酸濃度為0.4%，D-異抗壞血酸鈉濃度為0.2%，護(hù)色時(shí)間為40 min。

2.4 驗(yàn)證試驗(yàn)

為驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，以最佳護(hù)色工藝A2B2C3(檸檬酸濃度0.4%，D-異抗壞血酸鈉濃度0.2%，護(hù)色時(shí)間40 min)制備風(fēng)味蟹肉軟罐頭，進(jìn)行5次平行試驗(yàn)，測(cè)定L*值、b*值和相對(duì)褐變程度，取其平均值，并分別與空白樣品、正交試驗(yàn)中不同指標(biāo)對(duì)應(yīng)較優(yōu)護(hù)色工藝A2B2C2、A3B2C3、A2B3C3的護(hù)色效果相比較。不同護(hù)色工藝的護(hù)色效果的比較結(jié)果見表6。采用最佳護(hù)色工藝制得風(fēng)味蟹肉的L*值為48.41，b*值為29.34，相對(duì)褐變程度為0.308，其護(hù)色效果顯著優(yōu)于其他護(hù)色工藝(P<0.05)。

表6 不同護(hù)色工藝的護(hù)色效果的比較Table 6 Comparison of color preservation effect with different color preservation technologies

3 結(jié)果與討論

本文對(duì)風(fēng)味蟹肉軟罐頭的護(hù)色工藝進(jìn)行研究，比較了不同護(hù)色劑(檸檬酸、D-異抗壞血酸鈉、抗壞血酸和植酸)和不同護(hù)色時(shí)間(20，30，40 min)對(duì)風(fēng)味蟹肉的護(hù)色效果，經(jīng)過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)得出最佳護(hù)色工藝為：檸檬酸濃度0.4%，D-異抗壞血酸鈉濃度0.2%，護(hù)色時(shí)間40 min。該護(hù)色工藝可使風(fēng)味蟹肉軟罐頭在高溫滅菌后仍保持良好的色澤與外觀品質(zhì)，其L*值為48.41，b*值為29.34，相對(duì)褐變程度為0.308，與未進(jìn)行護(hù)色處理的風(fēng)味蟹肉外觀色澤對(duì)比有較好的改善。研究結(jié)果為優(yōu)化蟹肉加工產(chǎn)品的品質(zhì)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了一定參考和理論依據(jù)。