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 食品與生物工程學院，合肥 230009；2.安徽省農(nóng)產(chǎn)品精深加工重點實驗室，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)獨特、味道鮮美，是我國特有的名優(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)來源，尤其是鋅、鐵、銅和磷等物質(zhì)，因此具有一定的營養(yǎng)保健功能[3-5]。河蟹是我國重要的水產(chǎn)養(yǎng)殖品種之一，2019年產(chǎn)量達77.87萬噸,因其獨特的風味、良好的營養(yǎng)品質(zhì)而具有很高的經(jīng)濟價值[6-8]。在國內(nèi)市場中，河蟹的售價與其規(guī)格大小關系密切，即小規(guī)格蟹相較于大規(guī)格蟹而言，售價較低，市場利用率也更低[9]。然而，研究表明，蟹肉的營養(yǎng)價值和規(guī)格大小之間并無必然聯(lián)系[10]。因此，以小規(guī)格蟹的蟹肉為原料開發(fā)制備風味蟹肉軟罐頭，在充分利用了低值蟹資源的同時，還可創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟和社會價值。

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合成硫化銅沉淀，導致蟹肉顏色由金黃色變成黃褐色，嚴重影響產(chǎn)品的外觀與營養(yǎng)品質(zhì)[13]。目前，對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、有效的護色工藝對于風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)，以色澤變化及相對褐變程度為評價標準，對風味蟹肉軟罐頭產(chǎn)品的護色效果進行研究，以期為提高風味蟹肉品質(zhì)及促進產(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(一級大豆油)，中糧食品營銷有限公司；味精(加加味精)，加加食品集團股份有限公司；分別購自當?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)，浙江一諾生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

IIMS-20全自動雪花制冰機 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 杭州永創(chuàng)機械有限公司；KYQL-65DS反壓殺菌鍋 山東創(chuàng)美機械科技有限公司；SC-100全自動色差計 北京康光光學儀器有限公司；TU-1901雙光束紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 風味蟹肉軟罐頭的制備

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

1.3.2 單一護色劑護色試驗

經(jīng)查閱文獻[14-18]及預試驗處理，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%)的護色液，將漂洗瀝水后的蟹肉分別在上述護色液中浸泡20 min，取出瀝干制備風味蟹肉，真空包裝后進行反壓高溫滅菌30 min，滅菌溫度為100 ℃，滅菌結束后取出產(chǎn)品進行冰浴快速冷卻，再測定風味蟹肉的L*值、b*值和相對褐變程度。

1.3.3 護色時間的篩選

根據(jù)單一護色劑試驗結果，將漂洗瀝水后的蟹肉分別放在護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%的護色液中，分別浸泡10，20，30，40 min，瀝干后制備成風味蟹肉軟罐頭，再測定風味蟹肉的L*值、b*值和相對褐變程度。通過比較L*值、b*值和相對褐變程度來確定護色時間對風味蟹肉色澤的影響。

1.3.4 護色正交試驗設計

根據(jù)單因素試驗的結果，優(yōu)選出護色效果較好的檸檬酸和D-異抗壞血酸鈉濃度及護色時間作為正交試驗的3個因素，確定3個水平，以L*值、b*值和相對褐變程度為考察指標，進行L9(34)正交試驗，正交試驗因素水平表見表1。

表1 正交試驗因素水平設計表Table 1 The factors and levels of orthogonal test

1.4 測定項目與方法

1.4.1 色澤的測定

將滅菌后的風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，利用全自動色差儀進行色澤分析，測定其L*值、b*值，每個樣品平行5次，取平均值。其中L*值表示樣品的亮暗程度，L*值越大說明產(chǎn)品顏色越明亮；b*值代表樣品的黃藍程度，b*值越大說明產(chǎn)品顏色越黃。

1.4.2 相對褐變程度的測定

取滅菌后的風味蟹肉，準確稱取5 g蟹肉與煮沸蒸餾水按1∶10混合后，在打漿機中勻漿1 min，隨后取出在4 ℃離心15 min(4000 r/min)，取上清液在波長410 nm處測定其吸光值A410，為了更加合理地說明試驗結果，采用相對褐變程度作為評價交互作用的指標。相對褐變程度按下式計算：

式中：A護色為經(jīng)護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)護色液處理后的樣品勻漿上清液在410 nm下的吸光度，即對照樣品的吸光度。所以，對照樣品的相對褐變程度為1。

2 結果與分析

2.1 單一護色劑對風味蟹肉色澤的影響

2.1.1 檸檬酸對風味蟹肉色澤的影響

檸檬酸作為目前食品添加劑中應用最廣泛的有機酸，其分子結構中的3個羧基對蟹肉中血藍蛋白的銅有較強的螯合作用[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，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致的硫化氫含量增加[20]。檸檬酸對風味蟹肉護色效果見圖1。

圖1 檸檬酸對風味蟹肉L*值和相對褐變程度的影響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，風味蟹肉的亮度值逐漸升高并趨于平穩(wěn)(P<0.05)，而相對褐變程度緩慢減小，檸檬酸濃度為0.4%時L*值達到最大，當濃度繼續(xù)增大時，L*值有所降低，可能是由于較高的檸檬酸濃度導致溶液的pH降低，從而使檸檬酸螯合金屬離子的能力減弱。

2.1.2 D-異抗壞血酸鈉對風味蟹肉色澤的影響

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，可用于肉制品的護色及品質(zhì)的穩(wěn)定[21]。D-異抗壞血酸鈉分子結構中的羥基易于脫氫，并與水溶液中的氧發(fā)生反應，產(chǎn)生去氧的效果，從而達到抗氧化的目的，且其鈉離子會與蟹肉中血藍蛋白的銅離子競爭，抑制硫化氫的生成以減少產(chǎn)品褐變[22]。

圖2 D-異抗壞血酸鈉對風味蟹肉L*值和相對褐變程度的影響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味蟹肉的護色效果(P<0.05)，但其不同濃度對風味蟹肉的亮度值沒有顯著性影響(P>0.05)，當D-異抗壞血酸鈉濃度為0.3%時，L*值達到最大，而相對褐變程度在D-異抗壞血酸鈉濃度較高時稍有增加。

2.1.3 抗壞血酸對風味蟹肉色澤的影響

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

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

由圖3可知，抗壞血酸對風味蟹肉有一定的護色效果，抗壞血酸濃度為0.1%時，風味蟹肉的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，導致護色效果較差；抗壞血酸濃度為0.2%時，L*值達到最大，隨著抗壞血酸濃度的繼續(xù)增大，風味蟹肉的亮度值無顯著變化(P>0.05)，而相對褐變程度卻稍有增加。

2.1.4 植酸對風味蟹肉色澤的影響

植酸是一種強酸，對促氧化的金屬離子有很強的螯合作用，植酸與金屬離子發(fā)生螯合作用時釋放出氫，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]。植酸對風味蟹肉的護色效果見圖4。

圖4 植酸對風味蟹肉L*值和相對褐變程度的影響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，風味蟹肉的L*值整體呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(P<0.05)，植酸濃度為0.3%時，亮度值達到最大，而相對褐變程度無顯著變化。

2.2 護色時間對風味蟹肉色澤的影響

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

2.3 正交試驗優(yōu)化

不同護色劑不同濃度對風味蟹肉色澤的影響見圖6。

由圖6可知，檸檬酸對風味蟹肉的護色效果最佳，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的2個較優(yōu)因素。從加工工藝成本考慮，檸檬酸和D-異抗壞血酸鈉的價格相對也更低，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[26]。因此，選擇護色效果較好的0.3%、0.4%、0.5%濃度的檸檬酸作為正交試驗水平；D-異抗壞血酸鈉對風味蟹肉的護色效果和其濃度沒有顯著性關系，因此選擇添加劑含量較低的0.1%、0.2%、0.3%濃度作為正交試驗水平。

表2 正交試驗結果與極差分析Table 2 Orthogonal test results and range analysis

續(xù) 表

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

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

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

由表2和表3的相對褐變程度極差分析和方差分析可知，影響因素大小順序為檸檬酸>D-異抗壞血酸鈉>護色時間，3個影響因素均顯著(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%，護色時間為30 min。由表2和表4的亮度值極差分析和方差分析可知，影響因素大小順序為檸檬酸>D-異抗壞血酸鈉>護色時間，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%，護色時間為40 min。由表2和表5的黃度值極差分析和方差分析可知，影響因素大小順序為檸檬酸>護色時間>D-異抗壞血酸鈉，檸檬酸和護色時間的影響顯著(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%，護色時間為40 min。結果表明，3個指標中亮度值和黃度值兩個指標都顯示護色時間40 min時效果較好，根據(jù)“少數(shù)服從多數(shù)”的原則，最終選取C3(護色時間40 min)；關于兩種添加劑濃度的選取，試驗結果本著保證較好護色效果的同時，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%，護色時間為40 min。

2.4 驗證試驗

為驗證試驗結果的準確性，以最佳護色工藝A2B2C3(檸檬酸濃度0.4%，D-異抗壞血酸鈉濃度0.2%，護色時間40 min)制備風味蟹肉軟罐頭，進行5次平行試驗，測定L*值、b*值和相對褐變程度，取其平均值，并分別與空白樣品、正交試驗中不同指標對應較優(yōu)護色工藝A2B2C2、A3B2C3、A2B3C3的護色效果相比較。不同護色工藝的護色效果的比較結果見表6。采用最佳護色工藝制得風味蟹肉的L*值為48.41，b*值為29.34，相對褐變程度為0.308，其護色效果顯著優(yōu)于其他護色工藝(P<0.05)。

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

3 結果與討論

本文對風味蟹肉軟罐頭的護色工藝進行研究，比較了不同護色劑(檸檬酸、D-異抗壞血酸鈉、抗壞血酸和植酸)和不同護色時間(20，30，40 min)對風味蟹肉的護色效果，經(jīng)過單因素試驗和正交試驗得出最佳護色工藝為：檸檬酸濃度0.4%，D-異抗壞血酸鈉濃度0.2%，護色時間40 min。該護色工藝可使風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，相對褐變程度為0.308，與未進行護色處理的風味蟹肉外觀色澤對比有較好的改善。研究結果為優(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)。