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《中国海洋大学》 2010年
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凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)冰温气调保鲜技术的研究

王亮  
【摘要】:本课题主要针对我国生鲜水产品物流中存在的瓶颈问题,以凡纳滨对虾为原料,着重解决凡纳滨对虾鲜度下降快、贮藏期短、物流半径小等技术难题,旨在为凡纳滨对虾冰温气调保鲜技术体系的建立提供理论依据和技术支撑。 本论文的研究内容包括以下5个部分: 1.凡纳滨对虾冰温贮藏下品质特性的评价 以基本营养成分分析和描述性分析为基础,并结合生化分析及仪器检测,研究凡纳滨对虾品质特性的变化,通过因子与距离相关分析,建立冰温贮藏条件下凡纳滨对虾的食用品质评价体系。结果表明:随着贮藏时间的延长,凡纳滨对虾的基本营养成分、感官、质构、色差以及生化指标均存在显著性差异(P0.05)。经因子分析及距离相关分析发现,得到的9组因子在置信度95%的范围内,营养成分因子Fn、质构因子Ft、色差因子Fc,以及生化因子Fb之间都呈现出较显著的相关性(P0.05),而描述性分析因子Fd与质构因子Ft、色差因子Fc相关性不显著(P0.05),因此在一定程度上还不能完全用描述性分析来代替仪器检测和理化分析,三者必须有机结合才能更全面地反映凡纳滨对虾在冰温贮藏过程中的品质变化。 2.凡纳滨对虾低温相变区间热特性的研究 为了提供海水虾类的热特性参数并获得有效降低海水虾类冰点的复合调节剂,本研究以凡纳滨对虾为研究对象,采用D-饱和最优设计,探讨甘氨酸、氯化钠以及山梨糖醇等调节剂对凡纳滨对虾冻结点(Freezing point)、不可冻结含水率(Unfreezable water mass fraction,α)、表观比热(Apparent specific heat, Capp)以及热焓(Enthalpy, H)等热特性参数的影响,并结合构造函数法优化了凡纳滨对虾Tf,α,Capp以及H。结果表明,影响Tf主次顺序是山梨糖醇、甘氨酸和氯化钠(均极显著)含量,影响α主次顺序依次是甘氨酸、氯化钠(均极显著)和山梨糖醇含量(显著),影响Capp主次顺序是氯化钠(极显著)、甘氨酸和山梨糖醇含量(显著),影响H主次顺序依次是甘氨酸、氯化钠和山梨糖醇含量(均极显著)。随着甘氨酸、氯化钠和山梨糖醇含量的增加,凡纳滨对虾的α增大,冻结及熔融相变区间、Tf均向低温方向偏移,相应地,Capp和H也随着调节剂含量的增加而减小。凡纳滨对虾在0.8761%甘氨酸、2.2983%氯化钠及0.5887%山梨糖醇的配比下,对应响应值分别为Tf,-17.4402℃;α,17.2223%;Capp,41.0379 J/g℃;H, 155.9419J/g。 3.混料设计优化凡纳滨对虾气调配比的研究 采用3因子3质点单纯形混料设计,研究冰温贮藏条件下不同气调包装的凡纳滨对虾品质特性的变化(气体:原料=3:1),通过嗜温菌、嗜冷菌、感官、汁液流失率、pH以及TVB-N指标的分析,最终确定凡纳滨对虾冰温贮藏下最佳的气调配比,同时通过最小二乘法回归对各变量进行了显著性分析。结果表明,随着CO2水平的增加,凡纳滨对虾中嗜温菌、嗜冷菌以及TVB-N值会明显受到抑制(P0.05),但其汁液流失率也会相应地增加;而增加N2浓度,结果则恰恰相反。另外,高浓度的O2会加速凡纳滨对虾的褐变,但适量该气体则有利于其气味的改善。总之,通过优化设计,凡纳滨对虾的各项响应变量(气味、外观、TVB-N、pH、汁液流失率、嗜温菌及嗜冷菌)均达到了最佳,最终获得加权后的最佳气体配比,74.2%CO2/9.7%O2/16.1%N2(为了符合工业化操作,实际设定气体配比为75%CO2/10%O2/15%N2)。 4.不同包装方式的凡纳滨对虾冰温贮藏过程中微生物、生化及感官特性的变化规律 探讨了四种包装方式(空气AP、真空VP、气调包装MAP1,40%CO2/30%O2/30%/N2;气调包装MAP2,75%CO2/10%O2/15%/N2)的凡纳滨对虾在冰温贮藏过程中腐败微生物、生化及感官特性的变化规律。结果表明,与AP组相比,VP、MAP1以及MAP2组能够显著抑制凡纳滨对虾中嗜温菌和嗜冷菌的生长(P0.05)。菌相分析表明,气单胞菌为AP组的优势腐败菌,而该菌在VP、MAP1和MAP2组中均得到了显著抑制(P0.05)。VP组和MAP组(MAP1和MAP2)的优势腐败菌分别为乳酸菌和肠杆菌。并且在贮藏过程中,假单胞菌最终也成为AP、VP和MAP1组腐败期的优势菌属。生化分析表明,所有样品组的pH值均呈现出相似的变化规律。与AP组比较,VP、MAP1和MAP2组均显著地抑制了TVB-N值的增加,另外在气调包装中,提升CO2水平会明显增加凡纳滨对虾的汁液流失率。结合感官分析发现,AP组、VP组、MAP1组及MAP2组的货架期分别达到4天、7天、9天、11-12天。 5.凡纳滨对虾抑菌剂的筛选及最佳配比的优化 以10种抑菌剂(氯化钠、乙二胺四乙酸、甘氨酸、4-乙基间苯二酚、植酸、山梨酸钾、茶多酚、乳酸链球菌素、壳聚糖、溶菌酶)初步筛选的结果为基点,采用抑菌圈实验确定所选抑菌剂的使用浓度,并通过3因子2次通用旋转设计确定各种单一防腐抑菌剂的最佳配比用量。结果表明,茶多酚、乳酸链球菌素、壳聚糖和溶菌酶都能明显抑制混合腐败菌的生长。其中,茶多酚和壳聚糖对所选的气单胞、假单胞、乳酸菌以及肠杆菌菌株都有明显的抑制效果,抑菌谱较广;而溶菌酶和乳酸链球菌素对乳酸菌菌株有抑制作用,抑菌谱较窄,相对于溶菌酶来说,乳酸链球菌素不仅价格低廉,且在低pH条件下具有良好的稳定性。通过3因子(X1—茶多酚,X2—壳聚糖,X3—乳酸链球菌素)2次通用旋转设计得到复配抑菌剂的预测模型:Y=97.59591-11.05664X1-16.78799X2-7.22909X3-4.69267X12-6.4 6044X22-3.63201X32+4.12500X1X2+3.37500X1X3+3.87500X2X3,其中,X1和X2之间以及X2和X3之间的交互效应显著(P0.05),而X1和X3之间的交互效应不显著(P0.05)。单因子抑菌效果依次为X2>X1>X3,最终通过频率分析法得到复配抑菌剂的最优浓度范围,并在95%的置信区间内,得到经济效益较好,并贴近于实际工业化生产的抑菌剂配比方案:X1为0.30g/L,X2为1.00g/L,X3为0.60g/L。对此方案进行实验验证得到菌落总数均下降了4个对数单位。
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