无磷保水剂对预调理冷冻虾仁持水品质的影响

李凤舞，许学勤，单继航

(江南大学食品学院，江苏无锡214122)

无磷保水剂对预调理冷冻虾仁持水品质的影响

李凤舞，许学勤，单继航

(江南大学食品学院，江苏无锡214122)

为了取代传统含磷保水剂在水产制品中的应用，实验考察了无磷保水剂:食盐和碳酸氢钠对预调理冷冻虾仁持水品质的影响。通过复配实验，确定了食盐和碳酸氢钠的最佳配比，即食盐和碳酸氢钠的浓度分别为4.5%和1%。经过该保水剂处理后，虾仁的解冻失重率可降低至1.43%，加热失重率为28.84%，净增重率为16.23%。虾仁质构也得到明显改善，防止了虾仁在熟制过程中的变硬、肉质变粗糙等问题。

无磷保水剂，预调理，冷冻虾仁，品质

水产冷冻食品按其原料的处理形式一般可分为生鲜水产冷冻食品和水产冷冻调理食品两大类。生鲜水产冷冻食品是将单一的水产品加以简单处理后进行冻结的制品，即传统水产冷冻加工制品;水产冷冻调理食品是新鲜的水产品经简单处理后，加以调理，如调味、蒸煮、焙烤、面拖、油炸或配上其他蔬菜、调味汁烹调后再进行冻结的制品［1］。在我国，水产品的鲜活销售量占总产量的65%～70%，在剩余的保鲜加工品中，冷冻品产量约占加工品总产量的70%以上，虾类的冷冻加工又是水产品冷冻加工的重要组成部分［2］。虾仁在冷冻贮藏过程中由于虾肉蛋白质易发生变性，随着贮藏时间的增加，虾仁持水品质降低，当解冻和加热时汁液流失增多，产生失重现象，且肉质变硬、易碎，口感粗糙，外观色泽变暗，从而使品质下降。这些问题成为冷冻虾仁加工过程中的难题［3］。在冷冻虾仁加工中，磷酸盐因其优良的保水效果而被广泛使用，磷酸盐具有很多优点，其中最重要的是减少冷冻贮藏过程中产品重量的损失，减少汁液流失，使产品在冷冻贮藏期间具有更低的韧性，减少蒸煮损失。然而，长期食用磷酸盐含量过高的食物将会降低人体对钙的吸收，造成发育迟缓，骨骼畸形，骨和齿质量变差。长期大量摄入磷酸盐可导致旁甲状腺肿大，钙化性肾机能不全，低钙血症等疾病，从而危害身体健康［4］。此外，可能由于水质恶化的原因，虾仁原料中的磷含量不断攀升，使得加工中磷酸盐添加量受到限制，这就导致了磷酸盐保水剂保水效果的不断下降。因此，为预调理冷冻虾仁寻找一种无磷型保水剂，以替代含磷保水剂，具有极大的现实意义。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

速冻淡水生虾仁 虾仁尺寸:约为150尾/kg，江苏戚伍水产发展股份有限公司;碳酸氢钠 分析纯，国药集团化学试剂有限公司;食盐 江苏省盐业集团有限责任公司;味精 上海冠生园天厨调味品有限公司;绵白糖 杭州绿之宝食品有限公司。

BCD－245/E冰箱 荣事达;PL2002型电子天平梅特勒－托利多仪器(上海)有限公司;MC－PF18C型电磁炉 广东美的生活电器制造有限公司;TAXT2i型物性测试仪 STABLE MICROSYSTEMS公司。

1.2 实验方法

1.2.1 预调理冷冻虾仁制备工艺 制备工艺流程为:冷冻虾仁原料→解冻→浸渍→漂洗→拌料调味→包装→冷冻贮藏→成品

原料(于－18℃冰箱中贮藏)冷冻虾仁，于室温条件下，用自来水流水解冻，解冻至虾仁表面冰晶完全融化为止。按虾仁∶浸渍液1∶1(w/w)比例，浸渍处理5h，其中，前1h在室内温度条件下进行，每10min搅拌一次，后4h在0～5℃条件下处理，30min搅拌一次。浸渍后的虾仁用自来水冲洗约5min，去除虾仁表面的浸渍液。浸渍后的虾仁加入食盐(1%)、糖(0.8%)、味精(0.8%)，并与虾仁拌匀，对虾仁调味，然后在0～5℃条件下静置处理48h，使各调味成分充分渗透均匀。调味完毕的虾仁用自封袋包装后，于－18℃条件下冻结，并贮藏。

1.2.2 单因素及复配实验 选用具有持水效果的食盐和碳酸氢钠，进行单因素实验，确定各适宜的浓度范围。在此基础上进行复配实验。每个处理样的虾仁数量为15只，实验重复两次。

1.2.3 持水性指标测定

1.2.3.1 浸渍增重率 计算公式如下:

其中:A－虾仁原料解冻后重量，即虾仁原料解冻后用棉布吸去虾仁表面水分后所得重量;B－虾仁浸渍后重量，即虾仁原料解冻后经浸渍处理，并用棉布吸去虾仁表面水分后所得重量。

1.2.3.2 解冻失重率 解冻失重率由虾仁原料经解冻浸渍漂洗后，加调味料后的重量(C)，调味冷冻虾仁再经自然解冻后的重量(D)，根据下式计算得到:

1.2.3.3 加热失重率 加热失重率，由上述中的D，及虾仁成品解冻后在沸水中煮制3min后的重量(E)按下式计算:

1.2.3.4 净增重率 虾仁净增重率由上述中的(D)及(A)按下式计算:

1.2.4 质构实验 采用TA－XT2i物性测试仪，使用P/5(5mm直径)平底柱形探头，模拟人牙齿咀嚼食物，对试样进行2次压缩，在质地多面剖析(TPA)模式下测试，测试条件如下:测试前速率3mm/s，测试速率1mm/s，测试后速率1mm/s，压缩程度50%，停留间隔时间5s，负重探头类型:Auto－5g。待虾仁体表温度稳定至室内温度(20℃左右)时测定虾仁第二腹节处［5］，每组实验测定5个样品，取平均值。

1.2.5 感官评定 产品感官质量评定方法采用十分法评定。即由8名感官评定人员品尝，对产品外观色泽、质地和风味三方面进行评定，评定结果以分数表示，评定标准如下［6］:

1.2.5.1 外观、色泽 满分3分。虾体完整无散碎，体型饱满，色泽度好3分;虾体较完整，略有皱缩，光泽度一般2分;虾体有散碎，皱缩严重，光泽度差1分。

1.2.5.2 质地 满分3分。硬度适中，口感脆嫩，质地均匀3分;硬度较好，口感略粗糙，质地较均匀2分;柔软不脆，有不均匀感1分。

1.2.5.3 风味 满分4分。风味协调，鲜香适中4分;风味较好，较协调3分;风味一般，可以接受，略有异味2分;风味一般，有异味，不可接受1分。

2 结果与讨论

2.1 食盐、碳酸氢钠单因素保水效果

通过分别使用一定浓度梯度的食盐、碳酸氢钠溶液对虾仁进行浸渍处理，并经过拌料调味、冷冻、解冻等处理后，得到图1、图2的保水效果。

图1 食盐对虾仁保水效果的影响

图2 碳酸氢钠对虾仁保水性的影响

食盐液浸渍效果如图1所示。由图可知，虾仁浸渍增重率及净增重率均随着食盐浓度的提高而上升，两者(在最大实验浸渍浓度下)的最大值分别达到14.10%和12.67%。另一方面，解冻失重率和加热失重率分别随着食盐浓度提高呈下降趋势，其中，前者在最大浸渍浓度处降至3%左右，但后者依然很高，在最大浸渍浓度处仍达36%，失重非常明显。需要指出的是，虽然食盐浓度提高有利于增加产品的持水效果，但预调理冷冻虾仁是销售后直接烹饪的产品，需要有适中的咸度。通过感官评定发现，使用浓度为4.0%和4.5%的食盐液浸渍，可得到咸度适中的虾仁。食盐对肌肉的保水作用是由于肌原纤维蛋白(含肌球蛋白、肌动蛋白)属于高离子强度盐溶蛋白，一定浓度的盐溶液使肌原纤维上的负电荷增加，肌原纤维之间的斥力增大，孔隙加大，同时打破维持肌球蛋白、肌动蛋白、z线、M线之间相互连接的力，使肌原纤维发生膨胀，增加了肉的持水力和膨胀度［7］。

图2为碳酸氢钠溶液对虾仁持水效果的影响。可以看出，浸渍增重率和净增重率随着碳酸氢钠浓度的增加变化不大，平均值约为7.5%。从失重率角度看，解冻失重率较低，且随浓度的增加逐渐减小;同时碳酸氢钠浓度的增加对加热失重率有明显的降低作用。同样，碳酸氢钠浸渍液浓度也受制于产品烹饪风味。感官评定发现，碳酸氢钠浸渍液浓度不能大于2%，否则熟制后的虾仁会带有较明显的小苏打味，影响产品的风味接受性。碳酸氢钠的作用机理是由于其溶液显碱性，对蛋白质有一定腐蚀作用，可破坏肉类的组织结构，促使结构发生改变，并具有缓冲、螯合、乳化等作用，可以显著提高肉的pH，降低烹饪损失，改善熟制肉的色泽并使结缔组织热变性提高，从而使肌原纤维蛋白对热变性有较大的抗性，结果使肉的嫩度提高［8］。

2.2 食盐、碳酸氢钠复配保水效果

基于以上食盐和碳酸氢钠溶液单独浸渍对虾仁保水性效果均随浓度提高而增强的结果，以及两种浸渍液浓度对熟制虾仁风味的影响效果，选择了0.5%、1.0%和1.5%的碳酸氢钠浓度，与4.0%和4.5%的食盐浓度，进行碳酸氢钠和食盐的复配实验。图3～图6所示为复配液浸渍实验的保水效果。

图3 碳酸氢钠、食盐对虾仁浸渍增重率的影响

图4 碳酸氢钠、食盐对虾仁解冻失重率的影响

图5 碳酸氢钠、食盐对虾仁加热失重率的影响

从图3～图6可以看出，虾仁的保水效果与食盐浓度以及碳酸氢钠浓度成正相关。浓度越大，保水效果越好。其中净增重率可达17%，解冻失重率可降低至2%以下，加热失重率在26%左右。其中，食盐浓度的差异对虾仁加热失重率的影响很小，而碳酸氢钠的浓度变化对解冻失重率的影响，则是当其浓度大于1%时失重率不再降低。结合单因素实验来看，食盐的主要作用是提高虾仁的浸渍增重率和净增重率，而碳酸氢钠的作用则是降低解冻失重率和加热失重率。从复配的效果来看，食盐和碳酸氢钠的结合充分体现了它们的优势互补。当食盐和碳酸氢钠的浓度分别为4.5%和1%或4.5%和1.5%时，虾仁的持水品质最佳。

图6 碳酸氢钠、食盐对虾仁净增重率的影响

2.3 食盐、碳酸氢钠复配液浸渍对虾仁质构及感官品质的影响

经保水剂处理得到的虾仁成品，解冻后，经沸水煮制3min，待虾仁冷却至室温时，采用质构仪测定，测定得到的数据如图7所示，保水剂复配实验号对应的保水剂配比如表1所示。

表1 食盐、碳酸氢钠复配实验配比表

硬度是描述与食品变形或穿透产品所需的力有关的机械质地特性，是食品保持形状的内部结合力。硬度值越低，说明嫩度越高;弹性表示物体在外力作用下发生形变，撤去外力后恢复原来状态的能力;而咀嚼性则是指与硬度、内聚性和弹性有关，将固体食品咀嚼到可吞咽时需做的功的大小，在数值上等于硬度、内聚性和弹性三者的乘积［9］。

由图7可知，食盐和碳酸氢钠复配保水剂可明显降低熟制后虾仁的硬度和咀嚼性，提高虾仁的弹性，这是由于食盐和碳酸氢钠提高了虾仁的持水力，使虾仁能够束缚更多的水分，防止了虾仁在熟制过程中的变硬，肉质变粗糙等问题。虾仁弹性的升高则可能是由于保水剂促进了虾仁在受热过程中凝胶的形成，使其在受压后能更好地恢复到原有形状。从质构结果可以看出，虾仁的质构品质随着保水剂浓度的增大先升高后降低，其中当保水剂的食盐浓度为4.5%、碳酸氢钠浓度为1%时虾仁的质构品质表现最佳。

图7 食盐、碳酸氢钠复配液浸渍对熟制虾仁质构的影响

通过对解冻后的虾仁成品炒熟(全虾仁，不添加任何其他配料)并进行感官评定，从得出的结果可以看出，如图8所示，虾仁的外观色泽以及质地在食盐和碳酸氢钠浓度分别为4.5%和1%时最佳，而在风味方面，虾仁品质则随着保水剂浓度的增加而逐渐下降，这是由于低浓度的碳酸氢钠依然会使虾仁留有轻微的小苏打味，致使其经细细品尝后，会有别于未经保水处理的虾仁原料。此外，由于碳酸氢钠也具有一定的咸度，这使得原有的食盐浓度变得不再适宜。通过进一步的实验发现，采用食盐和碳酸氢钠浓度分别为4.5%和1%的保水剂处理后的虾仁，经过添加配料正常炒制后，虾仁不良风味消失，即碳酸氢钠所具有的小苏打味完全被掩盖，咸度也变得适中。

图8 虾仁炒熟后的感官品质

3 结论

高浓度的食盐溶液通过其较高的离子强度来增加虾仁的浸渍增重率和净增重率，却不能很好地维持从外部吸收水分的稳定，尤其是当虾仁经受热处理时。而低浓度的碳酸氢钠却可以较好地防止虾仁在解冻和加热过程中过度失水，这可能与碳酸氢钠使pH增大(pH为8.5)有关。而碳酸氢钠单独使用时的增重效果不佳，则可能与低浓度的碳酸氢钠的离子强度不够大有关。因此，我们可以得出这样的结论，即在中性和碱性溶液中，虾仁的增重效果主要与离子强度有关;在一定浓度的离子强度下，pH是虾仁维持组织内水分稳定的重要因素。

通过食盐和碳酸氢钠的复配，可以使它们优势互补，从而获得更佳的保水效果。从实验结果可以得出，当保水剂中食盐和碳酸氢钠的浓度分别为4.5%和1%时，虾仁的保水效果最佳，其解冻失重率仅为1.43%，加热失重率为28.84%，净增重率为16.23%，同时虾仁质构也得到明显改善。

［1］李志军.两种星鳗冷调理食品的加工工艺［J］.中国水产，2003(11):71－72.

［2］刘春泉，朱佳廷，赵永富，等.冷冻虾仁辐照保鲜研究［J］.核农学报，2004，18(3):216－220.

［3］夏文水，项建琳，杨方琪.提高冷冻虾仁持水性［J］.冷饮与速冻食品工业，1997(4):18－19.

［4］景慧.羊肉无磷保水剂和粘结剂的研究［D］.内蒙古农业大学，2008.

［5］Waravichanee Lopkulkiaert K P V R.Effects of sodium bicarbonate containing traces of citric acid in combination with sodium chloride on yield and some properties of white shrimp(Penaeus vannamei)frozen by shelf freezing，air－blast and cryogenic freezing［J］.LWT－Food Science and Technology，2009，42:768－776.

［6］曹文红.毛虾休闲食品的研制［J］.食品工业科技，2004，25(9):91－92.

［7］刘颖，王修俊，邱树毅，等.复合磷酸盐对鲜切猪里脊肉肌球蛋白凝胶保水性的影响研究［J］.现代食品科技，2008，24(4):324－326.

［8］罗海波.对虾干加工中嫩化及重组技术的研究［D］.南京农业大学，2006.

［9］郝红涛，赵改名，柳艳霞，等.肉类制品的质构特性及其研究进展［J］.Food＆Machinery，2009，25(3):125－128.

Effect of phosphorus－free water retaining agent on quality of water retention of pre－conditioning frozen shrimp

LI Feng－wu，XU Xue－qin，SHAN Ji－hang
(School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China)

In order to replace the traditional water－retaining agent containing phosphorus in the application of aquatic products，the effects of water retention quality of phosphorus－free water retaining agent of salt and sodium bicarbonate on the pre－conditioning chilled shrimp were investigated.By compounding experiments to determine the optimum ratio of salt and sodium bicarbonate，namely，the concentration of salt and sodium bicarbonate were 4.5%and 1%.After the treatment of the water retaining agent，the weight loss of shrimps thawing and heating can be reduced to 1.43%and 28.84%，and the net weight gain rate can reach 16.23%.Shrimp have also been significant improved in texture after the treatment of phosphorus－free water retaining agent，and prevented the process of hardening and roughening of shrimps when in the heating process.

phosphorus－free water retaining agent;pre－conditioning;frozen shrimp;quality

TS202.3

A

1002－0306(2011)06－0342－04

2010－05－28

李凤舞(1984－)，男，硕士研究生，主要从事食品添加剂及食品加工的研究。