梁鉆好,陳海強(qiáng),梁鳳雪,余銘*

1(陽(yáng)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院 食品與環(huán)境工程系,廣東 陽(yáng)江,529566)2(廣東省食品低溫加工工程技術(shù)研究中心,廣東 陽(yáng)江,529566)

干制是水產(chǎn)品主要加工方式之一。生產(chǎn)上采用傳統(tǒng)日曬或熱風(fēng)烘干為主,日曬受氣候影響,開放式環(huán)境下產(chǎn)品易受污染,最終水分含量和品質(zhì)難以控制;熱風(fēng)干燥通過(guò)高溫迅速脫水,期間容易發(fā)生蛋白質(zhì)熱變性、脂質(zhì)氧化、美拉德反應(yīng)等不良生化反應(yīng),或出現(xiàn)表面局部硬化現(xiàn)象,使產(chǎn)品品質(zhì)下降[1]。熱泵干燥、真空冷凍干燥、遠(yuǎn)紅外干燥等低溫干燥方式在高值水產(chǎn)品干制中的應(yīng)用研究越來(lái)越多。但這些干燥方式也存在不足,如干燥速度慢、時(shí)間長(zhǎng),產(chǎn)品泛白、色香味欠缺,穿透力不足,不適宜厚肉產(chǎn)品干燥等[2]。聯(lián)合干燥是指根據(jù)物料特點(diǎn),兩種或兩種以上干燥方式組合干燥,實(shí)現(xiàn)多種干燥方式之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),提高干燥速率,改善產(chǎn)品品質(zhì)。如熱泵-熱風(fēng)聯(lián)合干燥[3]、熱風(fēng)-真空冷凍聯(lián)合干燥[4]、微波-遠(yuǎn)紅外聯(lián)合干燥[5]、微波-真空冷凍聯(lián)合干燥[5]等多種聯(lián)合干燥方式在果蔬、水產(chǎn)品、肉制品和中草藥干制中已有應(yīng)用研究。

低溫?zé)岜酶稍锏奶攸c(diǎn)是原料表面和內(nèi)部的水分蒸發(fā)速率接近,干燥溫度較低(通常為10～40 ℃),可有效保留食品原有營(yíng)養(yǎng)和功效,節(jié)約能耗[6]。對(duì)于蝦而言,高溫加熱一方面可使蝦殼中其他色素分解,另一方面使與蛋白質(zhì)結(jié)合呈藍(lán)紫色或藍(lán)綠色的耐熱原蝦紅素游離出來(lái),恢復(fù)原來(lái)的橘紅色,而且蝦肉蛋白質(zhì)也會(huì)因高溫加熱變性從而使蝦口感發(fā)生改變,同時(shí)提升香氣和風(fēng)味。這也正是市場(chǎng)上高溫烘干的蝦干色澤和香氣誘人的重要原因。因此,對(duì)于蝦這類高溫加熱變色的特殊水產(chǎn)品,單獨(dú)采用低溫?zé)岜酶稍?不能滿足市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品色澤和香氣的要求。本文采用一段熱風(fēng)高溫熟制定型、上色、賦香,二段低溫?zé)岜酶稍餃睾兔撍?利用熱風(fēng)-熱泵聯(lián)合干燥優(yōu)勢(shì),提高干制對(duì)蝦品質(zhì)。另外,干燥是水分蒸發(fā)的過(guò)程,食品中水分蒸發(fā)的速度、所蒸發(fā)的水分在食品中的存在狀態(tài)以及水分蒸發(fā)過(guò)程所發(fā)生的水分遷移對(duì)干燥食品的最終品質(zhì)有著關(guān)鍵影響[7]。低場(chǎng)核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance, LF-NMR)可通過(guò)測(cè)定質(zhì)子在磁場(chǎng)中的弛豫特性,快速、無(wú)損、靈敏[8]地檢測(cè)食品中自由水、不易流動(dòng)水和結(jié)合水的含量、分布、活度及遷移率[9],配合核磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)技術(shù),可形象地還原加工過(guò)程中水在食品內(nèi)部的分布及變化過(guò)程[10]。如,LF-NMR聯(lián)合MRI技術(shù)可用于檢測(cè)天麻干燥過(guò)程的含水率[10];獲得熱風(fēng)干燥花生仁含水率預(yù)測(cè)模型[11];從3種水態(tài)的遷移和變化規(guī)律闡明超聲波預(yù)處理促進(jìn)扇貝熱泵干燥速率的機(jī)理[12];探索微干海參的復(fù)水時(shí)間與質(zhì)構(gòu)口感的相關(guān)性,從而預(yù)測(cè)最佳復(fù)水時(shí)間[13];動(dòng)態(tài)監(jiān)控復(fù)水過(guò)程香菇干內(nèi)部水分以確定最佳的熱風(fēng)干燥條件[14]等。因此,本研究利用LF-NMR技術(shù)監(jiān)控干燥過(guò)程以及復(fù)水過(guò)程的水分吸附動(dòng)態(tài),從水分遷移角度闡明聯(lián)合干燥技術(shù)對(duì)蝦肉肌纖維結(jié)構(gòu)及品質(zhì)的影響機(jī)理。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

南美白對(duì)蝦(海水養(yǎng)殖)購(gòu)于陽(yáng)江市場(chǎng);鹽酸、硼酸、氧化鎂、甲基紅、亞甲基藍(lán)、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、氯化鈉,均為分析純。

MesoMR23-040V-I核磁共振成像分析儀,蘇州紐邁分析儀器股份有限公司;EM ACE600真空鍍膜儀,德國(guó)萊卡儀器有限公司;EVO MA 15掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM),德國(guó)ZEISS公司;DDC06 TSL低溫?zé)岜酶稍锵?上海精密科學(xué)儀器有限公司;DHG-9070A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,成都圣欣科學(xué)儀器有限公司;CT3質(zhì)構(gòu)儀,美國(guó)博勒飛公司;SY204分析天平,上海佑科儀器儀表有限公司;ATN-300自動(dòng)凱氏定氮儀,上海洪紀(jì)儀器設(shè)備有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 原料預(yù)處理與干燥

挑選完好且大小一致的新鮮對(duì)蝦[(15±2) g],清洗干凈,去頭去殼,取蝦肉約3 cm長(zhǎng)度(靠近蝦頭部位),根據(jù)前期試驗(yàn)的工藝優(yōu)化[1],確定一段熱風(fēng)干燥溫度為90 ℃時(shí)蝦肉可獲得最佳品質(zhì),故選擇最佳聯(lián)合干燥條件為:一段90 ℃熱風(fēng)干燥定型,至蝦完全熟化,記錄熟化時(shí)間,取出降溫,二段轉(zhuǎn)20 ℃低溫?zé)岜脵C(jī)(風(fēng)速2.0 m/s,相對(duì)濕度20%)[15]中進(jìn)行二段干燥;對(duì)照組(CK組)二段轉(zhuǎn)60 ℃熱風(fēng)干燥(以生產(chǎn)中熱風(fēng)干燥常用的60 ℃為對(duì)照),以對(duì)蝦水分含量降至15%以下(約13%)為標(biāo)準(zhǔn)確定最終干燥時(shí)間。

CK組:90 ℃熱風(fēng)干燥2 h - 60 ℃熱風(fēng)干燥6 h;

聯(lián)合干燥組:90 ℃熱風(fēng)干燥2 h - 20 ℃熱泵干燥20 h。

1.2.2 理化指標(biāo)測(cè)定

水分含量參照GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》中的恒重干燥法測(cè)定;總揮發(fā)性鹽基氮(total volatile base nitrogen,TVB-N)含量測(cè)定參照GB 5009.228—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定》中的半微量滴定法。

1.2.3 電鏡掃描[16]

SEM分析加速電壓為10 kV,樣品切片大小為3 mm×3 mm×1 mm,檢測(cè)前均貼于有導(dǎo)電膠的檢測(cè)臺(tái)上,噴金30 s,使樣品表面鍍金約10 nm厚后進(jìn)行檢測(cè)。

1.2.4 質(zhì)構(gòu)分析

干燥蝦肉于45 ℃水浴浸泡2 h,取出用濾紙吸干表面水分,待降至室溫后采用CT3質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定。

TPA參數(shù):探頭型號(hào)TA41,測(cè)前下降速度2.00 mm/s,測(cè)試速度1.00 mm/s,測(cè)后探頭回程速度1.00 mm/s,形變50.0%,觸發(fā)值25 g,循環(huán)次數(shù)2;試驗(yàn)類型:壓縮。

剪切力參數(shù):夾具型號(hào)TA-SBA,測(cè)前下降速度2.00 mm/s,測(cè)試速度2.00 mm/s,測(cè)后探頭回程速度2.00 mm/s,下壓20.0 mm,觸發(fā)值25 g;試驗(yàn)類型:壓縮。

1.2.5 復(fù)水率

干燥蝦肉于45 ℃水浴復(fù)水,料水比為1∶100(g∶mL),0、5、15、30、45、60、75、90、120 min測(cè)定蝦肉重量,復(fù)水率的計(jì)算如公式(1)所示:

(1)

式中:Rf,復(fù)水率,%;m0,復(fù)水前樣品重量,g;mt,復(fù)水t時(shí)刻后樣品重量,g。

1.2.6 LF-NMR測(cè)定與成像分析[9]

干燥過(guò)程:二段干燥過(guò)程中,定期取出蝦肉,保鮮膜包好后采用低場(chǎng)核磁共振成像儀檢測(cè)。儀器內(nèi)1次放入1塊蝦肉進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)完畢后放回干燥箱中繼續(xù)干燥,用于下一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的檢測(cè),每次實(shí)驗(yàn)做5個(gè)平行。

復(fù)水過(guò)程:干燥蝦肉于45 ℃水浴浸泡,0、5、15、30、45、60、75、90、120 min分別取出蝦肉用濾紙吸干表面水分,保鮮膜包好后采用低場(chǎng)核磁共振成像儀檢測(cè)。儀器內(nèi)1次放入1塊蝦肉進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)完畢后放回水中繼續(xù)復(fù)水,用于下一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的檢測(cè),每次實(shí)驗(yàn)做5個(gè)平行。

核磁共振弛豫時(shí)間T2測(cè)試方法:放入玻璃試管(口徑40 mm),然后將樣品管置于核磁探頭中,使用CPMG序列測(cè)試橫向弛豫時(shí)間T2。其中參數(shù)設(shè)置如下:磁體溫度32 ℃;重復(fù)采樣等待時(shí)間TW=3 000.00 ms;重復(fù)采樣次數(shù)NS=16;回波時(shí)間TE=0.15 ms;回波個(gè)數(shù)NECH=9 000;采樣帶寬SW=200 kHz。模擬增益RG1=20.0 db;數(shù)字增益DRG1=3;干燥過(guò)程的前置放大器增益PRG=2,復(fù)水過(guò)程的前置放大器增益PRG=1。

MPI成像分析,參數(shù)設(shè)置:層數(shù)=1;層厚=5.0 mm;視野FOV=100 mm×100 mm;重復(fù)采樣次數(shù)Average=2;重復(fù)采樣等待時(shí)間TR=900.00 ms;回波時(shí)間TE=18.125 ms。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Execl 2010進(jìn)行處理,并用Origin 9.1作圖,SPSS 17進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 干燥對(duì)蝦的基本特性

2種干燥方式得到的蝦肉水分含量基本一致,均為21%左右,無(wú)顯著差異。即用這2種干燥工藝得到的對(duì)蝦做比較,具有較好的可比性。但二者的TVB-N含量卻有顯著差異,聯(lián)合干燥組的TVB-N含量顯著降低43.50%(P<0.05),即干燥到相同水分含量的情況下,聯(lián)合干燥方式更有利于延緩蝦肉氧化變質(zhì)。

哦，是這樣的?。∥亿s在父親回來(lái)之前到家了，把我看到的情況告訴了母親，我發(fā)現(xiàn)母親的臉頰上有兩行淚珠在淌。

熱風(fēng)干燥和熱泵干燥二者原理不同。熱風(fēng)干燥通常是通過(guò)加熱器加熱空氣實(shí)現(xiàn)烘干的,配有風(fēng)機(jī)排除濕空氣,艙體為非密閉空間,艙內(nèi)空氣高溫高濕。而熱泵干燥機(jī)是利用逆卡諾循環(huán)原理來(lái)對(duì)物料進(jìn)行干燥的,艙內(nèi)密閉,保持低溫低濕,在此條件下,有四大優(yōu)點(diǎn):(1)微生物繁殖速率減慢;(2)各種生化反應(yīng)速率受到抑制;(3)在前兩點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,可長(zhǎng)時(shí)間緩慢脫水,同時(shí)保持食品不腐敗;(4)食品內(nèi)外水分散失速率相對(duì)一致,溫和脫水,避免熱風(fēng)干燥情況下快速不均勻的脫水對(duì)肌肉組織結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞。

表1 干燥對(duì)蝦的基本特性Table 1 Basic characteristics of dried prawn

2.2 干燥方式對(duì)蝦肉微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖1 為干燥對(duì)蝦分別放大400、1 000和4 000倍數(shù)的電鏡掃描圖。如圖所示,CK組蝦肉肌纖維模糊,排序錯(cuò)亂(400 ×),在放大1 000倍和4 000倍下可見蝦肉肌纖維嚴(yán)重收縮,多處斷裂,被擠壓成團(tuán)。相比之下,聯(lián)合干燥組蝦肉仍可見排列有序的肌纖維紋路(400 ×),在更大的放大倍數(shù)下也能看到部分排序錯(cuò)亂(1 000 ×)、肌纖維溶脹(4 000 ×),但溶脹程度明顯小于CK組,整體紋路清晰,仍然保持原有排列方向。表明聯(lián)合干燥組的蝦肉肌纖維結(jié)構(gòu)破壞程度小于CK組。

2種處理方式的對(duì)蝦都是前期經(jīng)過(guò)90 ℃熱風(fēng)干燥熟化2 h的,肌纖維蛋白變性收縮,水分由內(nèi)向表面擴(kuò)散脫水,肌纖維間相互依靠,進(jìn)而形成緊密的結(jié)構(gòu)[17]。持續(xù)高溫處理,肌纖維會(huì)進(jìn)一步喪失完整性,發(fā)生斷裂,甚至溶解形成膠狀[18]。聯(lián)合干燥組采用的二段干燥方式是低溫?zé)岜酶稍?雖然干燥時(shí)間偏長(zhǎng),但卻能有效避免持續(xù)高溫對(duì)肌纖維的進(jìn)一步破壞作用。董志儉等[19]也得出了冷風(fēng)干燥南美白對(duì)蝦的組織結(jié)構(gòu)破壞成程度明顯小于熱風(fēng)干燥的。

a-400 ×;b-1 000 ×;c-4 000 ×圖1 干燥蝦肉電鏡掃描圖Fig.1 SEM chart of dried prawn

2.3 干燥方式對(duì)蝦肉質(zhì)構(gòu)的影響

蝦肉復(fù)水2 h后的質(zhì)構(gòu)評(píng)價(jià)如表2所示。2種干燥方式得到的蝦肉干復(fù)水后的剪切力、硬度和咀嚼性沒有顯著差異,但聯(lián)合干燥組蝦肉的內(nèi)聚性、彈性和膠著性顯著(P<0.05)高于CK組,分別高出21%、16%和42%。較高的內(nèi)聚性、彈性和膠著性表明對(duì)蝦肉質(zhì)保持較好。膠原蛋白變性、嚴(yán)重收縮以及肌原纖維的聚積、短縮會(huì)使得肌肉的持水性、恢復(fù)能力降低[20]。聯(lián)合干燥過(guò)程中,一段高溫?zé)犸L(fēng)干燥熟制,二段低溫脫水,相比CK組的長(zhǎng)時(shí)間高溫(60 ℃以上)處理,聯(lián)合干燥對(duì)蝦肉肌肉纖維組織破壞較小(圖1),復(fù)水后肌肉蛋白能保持一定的彈性和持水能力,表現(xiàn)為具有較好的質(zhì)構(gòu)特性。

表2 對(duì)蝦復(fù)水后的質(zhì)構(gòu)評(píng)價(jià)Table 2 Texture evaluation of prawn after rehydration

2.4 干燥過(guò)程的水分遷移分析

2.4.1 干燥過(guò)程蝦肉的水分遷移

圖2為利用低場(chǎng)核磁共振儀檢測(cè)蝦肉二段干燥過(guò)程的橫向弛豫時(shí)間變化,其反演圖大體上顯示了3個(gè)峰,T21、T22、T23分別代表蝦肉中的結(jié)合水、不易流動(dòng)水和自由水。其中不易流動(dòng)水含量和比例變化最明顯,整個(gè)干燥過(guò)程中以不易流動(dòng)水減少為主。不易流動(dòng)水是蝦肉的最主要水分存在狀態(tài),其含量變化及減少速度可反映干燥效果。因此,此處單獨(dú)列出不易流動(dòng)水所在峰頂點(diǎn)和峰面積隨干燥時(shí)間的變化(表3)。

CK組的T22峰在二段干燥過(guò)程中變矮變寬,峰面積在干燥前期急速減小,后期減小速率相對(duì)緩慢。而聯(lián)合干燥組的T22峰隨時(shí)間的增加,峰面積減小速率相對(duì)緩慢,在二段干燥前10 h,T22峰面積減小的平均速率為每小時(shí)150信號(hào)幅度,面積減小速率相對(duì)一致。但同等峰面積情況下,相比CK組,聯(lián)合干燥組的峰頂點(diǎn)左移速度加快,即不易流動(dòng)水的弛豫時(shí)間更小(表3),束縛力更大。這表明聯(lián)合干燥技術(shù)在去除蝦肉水分的同時(shí),也在促使蝦肉部分不易流動(dòng)水向結(jié)合水方向遷移,蝦肉對(duì)不易流動(dòng)水的束縛力加強(qiáng),所以熱泵干燥后期水分更難去除。如果與蛋白結(jié)合的水被強(qiáng)硬去除,蛋白也會(huì)發(fā)生變性。由于部分不易流動(dòng)水向結(jié)合水遷移,與蛋白牢固結(jié)合,這部分水分得以保留,聯(lián)合干燥的蝦肉結(jié)構(gòu)破壞相對(duì)較少,復(fù)水后質(zhì)構(gòu)特性表現(xiàn)相對(duì)較好(表2)。而CK組不易流動(dòng)水快速損失,肌肉組織快速脫水必然對(duì)肌纖維造成不可逆影響,復(fù)水后仍表現(xiàn)為肌肉斷層。

a-CK;b-聯(lián)合干燥圖2 蝦肉干燥過(guò)程中橫向弛豫時(shí)間T2反演圖Fig.2 Refutation graph of transverse relaxation timeT2 of prawn during the drying process

表3 蝦肉干燥過(guò)程的不易流動(dòng)水所在峰的峰信息Table 3 T22 Peak information of prawn during

圖3為蝦肉干燥過(guò)程中的MRI圖,圖中的顏色深淺反映了質(zhì)子密度大小引起的弛豫時(shí)信號(hào)強(qiáng)弱差別[21],直觀地還原了干燥過(guò)程蝦肉內(nèi)部水分分布情況的變化。CK組的蝦肉在二段干燥3、4 h后,蝦肉內(nèi)部信號(hào)值仍然是很深的紅色,而四周是明顯的綠色,蝦肉從內(nèi)到外的信號(hào)值顏色區(qū)別很大,表明蝦肉表面或蝦肉內(nèi)部顏色較淺部位脫水嚴(yán)重,而此刻的中心部位水分含量仍較高,這種情況很容易造成成品表面焦殼,進(jìn)而增加中心水分向外蒸發(fā)擴(kuò)散的阻力[22]。相比之下,聯(lián)合干燥組的蝦肉信號(hào)值顏色變化較緩慢,蝦肉整體信號(hào)值顏色差別比CK組小,屬于溫和脫水。

a-CK;b-聯(lián)合干燥圖3 蝦肉干燥過(guò)程中MRI圖Fig.3 MRI images of prawn during the drying process

2.5 復(fù)水過(guò)程的水分遷移分析

2.5.1 蝦肉復(fù)水率分析

由圖4可知,0～15 min CK組蝦肉復(fù)水率幾乎呈直線式上升,15 min后復(fù)水率的增加有所減緩,30 min 后復(fù)水率的增加大大減緩,復(fù)水120 min后,復(fù)水率只有66.56%。聯(lián)合干燥組蝦肉的復(fù)水率在15 min后就開始大于CK組,30 min以后的復(fù)水率就遠(yuǎn)超CK組,30～90 min的復(fù)水率增加速率仍然可以達(dá)到每15 min增加6%～10%。復(fù)水120 min,聯(lián)合干燥組的復(fù)水率高達(dá)91.79%。

圖4 蝦肉復(fù)水曲線Fig.4 Rehydration curve of prawn

復(fù)水率在一定程度上可反映干制品的品質(zhì)。干燥過(guò)程中產(chǎn)品的肌肉組織結(jié)構(gòu)破壞越小,復(fù)水效果就越好[23],干制品復(fù)水的口感就越接近新鮮樣品。相比CK組,聯(lián)合干燥組二段溫和干燥方式對(duì)蝦肉肌纖維結(jié)構(gòu)影響較小,蝦肉干復(fù)水率較高,復(fù)水后表現(xiàn)為持有較高的內(nèi)聚性、彈性和膠著性。肌纖維軸的橫向收縮主要發(fā)生在40～60 ℃,60～70 ℃時(shí)結(jié)締組織網(wǎng)絡(luò)和肌纖維縱向協(xié)同收縮[18, 24],這種收縮使得大量水分排出。高溫下蝦肉肌纖維蛋白質(zhì)疏水區(qū)域的局部結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)都會(huì)發(fā)生變化,蛋白發(fā)生降解聚集[25],肌纖維結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯的不可逆變化,失去持水性[26]。CK 組的二段干燥正處于60 ℃ ,因此復(fù)水后無(wú)法截留充足水分,復(fù)水率低下。而且長(zhǎng)時(shí)間的高溫,蝦肉表面也容易形成硬殼,復(fù)水時(shí)阻礙水分快速滲透到內(nèi)部組織。

2.5.2 復(fù)水過(guò)程蝦肉的水分遷移

由橫向馳豫時(shí)間T2反演圖(圖5)可看出,圖譜中主要有3峰,從左到右分別代表結(jié)合水、不易流動(dòng)水和自由水。從圖譜中可以看到,復(fù)水過(guò)程中,蝦肉的不易流動(dòng)水峰面積在增大,峰整體在向右移。表明蝦肌肉組織在吸水。

a-CK;b-聯(lián)合干燥圖5 蝦肉復(fù)水過(guò)程中橫向弛豫時(shí)間T2反演圖Fig.5 Refutation graph of transverse relaxation time T2 of prawn during the rehydration process

干制品復(fù)水過(guò)程增加的主要是不易流動(dòng)水和自由水,其中不易流動(dòng)水對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)影響最大。表4中可看到規(guī)律,復(fù)水前,聯(lián)合干燥的蝦肉不易流動(dòng)水所在峰的峰頂點(diǎn)橫向弛豫時(shí)間T2比CK組小的,單位峰面積也更小。即復(fù)水前,相比CK組,聯(lián)合干燥組的不易流動(dòng)水束縛力更大。但復(fù)水5 min后,聯(lián)合干燥組的蝦肉不易流動(dòng)水所在峰的峰頂點(diǎn)橫向弛豫時(shí)間T2開始大于CK組,單位質(zhì)量峰面積接近CK組。復(fù)水15 min以上,聯(lián)合干燥組的蝦肉不易流動(dòng)水所在峰的峰頂點(diǎn)橫向弛豫時(shí)間T2明顯大于CK組,平均大4ms,同時(shí),單位峰面積也表現(xiàn)為明顯更大。這表明復(fù)水后,聯(lián)合干燥蝦肉這部分水的束縛力明顯更小,含量更高。即聯(lián)合干燥的蝦肉復(fù)水速率增加得更快,復(fù)水效果更佳。結(jié)果與2.5.1復(fù)水率分析結(jié)果一致。此外,復(fù)水后蝦肉的內(nèi)聚性、彈性和膠著性也顯著較好。程沙沙等[27]的研究也表明,蝦仁復(fù)水過(guò)程中LF-NMR參數(shù)與部分質(zhì)構(gòu)特性和復(fù)水率有極顯著的相關(guān)性。

2.5.3 復(fù)水過(guò)程中蝦肉MRI分析

圖6為蝦肉復(fù)水過(guò)程中的MRI圖。由圖6可知,隨著復(fù)水時(shí)間的延長(zhǎng),核磁共振信號(hào)值從邊緣往內(nèi)部增強(qiáng),表明水分從外部逐漸滲透到內(nèi)部。復(fù)水5 min,CK組的蝦肉邊緣核磁共振信號(hào)值較高,復(fù)水較快,但后續(xù)復(fù)水過(guò)程中,聯(lián)合干燥蝦肉的整體信號(hào)值會(huì)比CK組的高,蝦肉內(nèi)部信號(hào)值覆蓋速度會(huì)快于CK組,表明聯(lián)合干燥的蝦肉內(nèi)部復(fù)水速度更快,復(fù)水效果更好。

表4 蝦肉復(fù)水過(guò)程的不易流動(dòng)水所在峰的峰信息Table 4 T22 peak information of prawn during the rehydration process

復(fù)水120 min后,聯(lián)合干燥組整只蝦肉都覆蓋有核磁共振信號(hào),邊緣信號(hào)值偏高(黃紅色),內(nèi)部信號(hào)值略低(綠色為主),但信號(hào)均勻,最中間部位信號(hào)值最低(淺藍(lán)色),表明聯(lián)合干燥的蝦肉120 min后大體復(fù)水完畢,蝦肉邊緣水分含量最高,內(nèi)部水分分配均勻,只是最中間有一點(diǎn)點(diǎn)部位還沒有完全復(fù)水。相比之下,CK組蝦肉復(fù)水75～120 min期間,蝦肉內(nèi)部有3個(gè)部位明顯是完全沒有信號(hào)值的(深藍(lán)色),猜測(cè)可能是這3個(gè)部位的蝦肉斷層。長(zhǎng)時(shí)間的高溫?zé)犸L(fēng)干燥使蝦肉變干變脆,肌肉纖維斷裂,彈性變差(表2),表現(xiàn)為蝦肉內(nèi)部組織斷層,復(fù)水時(shí)斷層部位沒有肌肉組織,所以沒有水分子信號(hào)表征。

圖6 蝦肉復(fù)水過(guò)程中MRI圖Fig.6 MRI images of prawn during the rehydration process

3 結(jié)論

本研究采用一段高溫?zé)犸L(fēng)(熟化、上色、定型)、二段低溫?zé)岜?進(jìn)一步脫水干燥)聯(lián)合干燥南美白對(duì)蝦,探究干燥過(guò)程及復(fù)水過(guò)程蝦肉的水分分布及遷移規(guī)律,結(jié)合微觀結(jié)構(gòu)分析、質(zhì)構(gòu)評(píng)價(jià)、復(fù)水率和MRI圖分析,并與分段熱風(fēng)干燥作對(duì)比(CK組:一段90 ℃ 熱風(fēng)干燥,二段60 ℃熱風(fēng)干燥),闡明低溫?zé)岜酶稍飳?duì)蝦肉品質(zhì)保持的機(jī)理。結(jié)論如下:

(1)在干燥品最終水分含量一致的情況下,相比CK組,熱風(fēng)-熱泵聯(lián)合干燥對(duì)蝦的TVB-N含量顯著降低43.50%;復(fù)水后表現(xiàn)出更佳的質(zhì)構(gòu)特性,內(nèi)聚性、彈性和膠著性分別高出21%、16%和42%;復(fù)水率和復(fù)水效果遠(yuǎn)超CK組,2 h后的復(fù)水率高達(dá)91.79%。電鏡掃描結(jié)果顯示,聯(lián)合干燥組的蝦肉肌纖維結(jié)構(gòu)破壞程度較小。

(2)基于LF-NMR分析干燥過(guò)程中蝦肉的水分分布和遷移,干燥過(guò)程以不易流動(dòng)水減少為主。二段干燥過(guò)程前10 h,聯(lián)合干燥的蝦肉不易流動(dòng)水以每小時(shí)150信號(hào)幅度的平均速率緩慢減少,同時(shí)T22峰頂點(diǎn)左移速度加快,促使蝦肉部分不易流動(dòng)水向結(jié)合水方向遷移,因此熱泵干燥后期水分更難去除。由MRI圖可見,CK組蝦肉二段干燥3～4 h后,蝦肉整體信號(hào)值顏色區(qū)別很大,容易造成表面焦殼,而聯(lián)合干燥的蝦肉整體信號(hào)值顏色差別較小,屬于溫和脫水。

(3)基于LF-NMR分析復(fù)水過(guò)程中蝦肉的水分分布和遷移,以不易流動(dòng)水和自由水的增加為主,T22峰面積逐漸增大,峰整體右移。復(fù)水過(guò)程,聯(lián)合干燥的蝦肉T22峰頂點(diǎn)快速右移,15 min后其峰頂點(diǎn)弛豫時(shí)間和峰面積明顯大于CK組,進(jìn)一步證實(shí)聯(lián)合干燥的蝦肉復(fù)水更快,復(fù)水效果更好。聯(lián)合干燥蝦肉復(fù)水過(guò)程的MRI圖信號(hào)值更高,蝦肉內(nèi)部信號(hào)值覆蓋速度更快,也證實(shí)了這一結(jié)論。而CK組的復(fù)水蝦肉MRI圖表明蝦肉內(nèi)部組織有3個(gè)部位斷層,與干燥過(guò)程對(duì)蝦肉肌纖維結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞有關(guān)。