南美白对虾冷风干燥过程中的品质变化研究

董志俭，孙丽平，祁兴普，张焕新，瞿桂香，吴明亮

（江苏农牧科技职业学院食品科技学院，江苏 泰州 225300）

南美白对虾，学名凡纳滨对虾，是世界养殖产量最高的三大虾类之一[1]，也是我国南方地区主要的养殖虾种。目前南美白对虾主要以鲜销为主，由于虾肉水分含量高，营养丰富，很容易腐败变质。将南美白对虾加工成干制品，不但产品易于贮存、方便携带，而且风味独特，深受广大消费者欢迎。

热风干燥由于干燥设备简单、操作方便，是南美白对虾最常用的干燥方法[2-4]。冷风干燥是利用低温、低湿的空气循环，使食品中水分逐渐减少并达到干燥的目的[5]，该方法克服了热风干燥温度高、能耗大的缺点，可以有效地避免由于高温引起的脂肪氧化和蛋白质降解，提升了产品的品质[6-8]。刘倩等[9]利用冷风干燥鲍鱼，结果表明冷风干燥能最大限度地保持鲍鱼原有的营养成分和品质，是一种相对较好的干燥方法；孙丽雯等[10]采用冷风干燥扇贝柱，发现产品内部纤维结构有序，具有坚韧、不易散柱的特点；袁丽等[11]也发现冷风干燥可以很大程度避免水产品中不饱和脂肪酸氧化和表面发黄。目前采用冷风干燥南美白对虾的研究较少，尤其是对于干燥过程中质构、色泽等品质变化的研究文献尚不多见。

本文研究了冷风干燥过程中，南美白对虾水分含量、复水率、质构、肌肉组织结构、色泽及感官评分的变化规律，为南美白对虾深加工和品质控制提供理论指导和技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

南美白对虾：大润发超市，剔除不新鲜个体，采用大小、质量和外观均匀一致的个体。

CM1850-1-1 冷冻切片机：德国 Leica 公司；Nikon80i显微镜：日本尼康公司；TA-XT-PLUS 质构仪：超技仪器有限公司；CR-400 色彩色差计：日本柯尼卡美能达电子科技公司；ZT-LFGZ 冷风干燥机：大连中通食品机械有限公司。

1.2 方法

1.2.1 冷风干燥产品的制备

选择体型大小均匀一致的南美白对虾清洗干净，用5%的盐水煮制3 min 后，捞出沥干，并将其放入冷风干燥机中干燥，冷风干燥条件为15 ℃～20 ℃。

1.2.2 水分含量的测定

将冷风干燥 0、8、16、24、32 h 的南美白对虾，按照GB 5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》中直接干燥法测定[12]，记录水分含量。试验重复3次，求平均值。

1.2.3 复水率的测定

称取一定质量的干制南美白对虾，置于100 ℃的恒温水浴中进行复水，每隔2 min 取出用滤纸吸去表面多余的水分后称重[13]。将试验重复3 次，求平均值。

复水率计算公式为：

复水率/%=（M2/M1）×100

式中：M1为干制南美白对虾的质量，g；M2为复水后南美白对虾的质量，g。

1.2.4 质构的测定

选取虾腹部第二节，采用TA-XT-PLUS 质构仪对样品的质地剖面分析（texture profile analysis，TPA）特性中的硬度、咀嚼性进行测试。选用P/50R 柱形探头，测前速度 1.0 mm/s，测试速度 1.0 mm/s，测后速度1.0 mm/s，压缩比 50%，触发力 5.0 g，间隔时间 5.0 s。将试验重复3 次，求平均值。

1.2.5 组织结构观察

将南美白对虾切成1 cm×1 cm×1 cm 的小块，固定于冷冻切片机中，-23 ℃冻结20 min 以上，用冷冻切片机切成 8 μm 厚，贴于载玻片上，并用 Van Giesion 染色法进行染色[14]，染色后，用光学显微镜进行观察。

1.2.6 色差的测定

分别选取冷风干燥时间为 0、8、16、24、32 h 的南美白对虾，除虾壳，用色差计测量虾腹部第一节位置的 L*、a*、b*值，其中，L*表示亮度；+a*表示红，-a*表示绿；+b*表示黄，-b*表示蓝。将试验重复3 次，求平均值。

1.2.7 感官评价

选取不同冷风干燥时间的南美白对虾样品，采用感官评分的方式进行外观色泽、口感、风味3 个方面测试，评分规则如下[4]。

表1 南美白对虾感官评定标准Table 1 Criteria for sensory evaluation of dried penaeus vannamei

1.2.8 数据分析

数据处理采用Origin 8.5 软件对结果进行显著性分析（P＜0.05），所有分析图均采用 Microsoft Excel 2003软件绘制。

2 结果与讨论

2.1 南美白对虾在冷风干燥过程中水分含量的变化

冷风干燥过程中水分含量的变化见图1。

由图1 可知，随着冷风干燥时间的延长，南美白对虾的水分含量逐渐降低。冷风干燥前期，水分含量下降较快，干燥16 h 时水分含量降到46.8%，之后水分含量下降缓慢。干燥初期南美白对虾中自由水含量较高，蒸发速度较快，之后随着结合水含量的相对提高，水分蒸发速度减慢[15]。孙丽雯等[10]也发现在干燥前期，冷风干燥速率下降趋势明显；在干燥的中后期，其速率的变化一直处于相对平缓的状态，这与本试验的结论是一致的。

图1 冷风干燥过程中水分含量的变化Fig.1 The change of moisture content during cold air drying process

2.2 南美白对虾在冷风干燥过程中复水率的变化

冷风干燥过程中复水率的变化见图2。

图2 冷风干燥过程中复水率的变化Fig.2 The change of rehydration rate during cold air drying process

由图2 可知，南美白对虾经过冷风干燥后，随着干燥时间的延长，复水率显著升高（P＜0.05），可能是由于肌纤维收缩，纤维之间的空隙变大造成的。干燥制品的复水率与干燥时产品的收缩率密切相关。有研究发现罗非鱼片微波干燥时，肌纤维发生收缩，在鱼片表面产生了许多缝隙，微波功率越大，肌纤维收缩越剧烈，所形成的缝隙越大，越利于复水[16]。因此，可以通过适当延长冷风干燥时间提高南美白对虾干制品的复水率。

2.3 南美白对虾在冷风干燥过程中质构的变化

冷风干燥过程中硬度的变化见图3，冷风干燥过程中咀嚼度的变化见图4。

由图3、4 可知，随着冷风干燥时间的延长，虾的硬度、咀嚼性不断增大，尤其是在干燥16 h 后硬度和咀嚼性增加均十分显著（P＜0.05）。南美白对虾的硬度主要与水分含量及蛋白质的性质有关。干燥过程中随着含水量不断降低，肌原纤维蛋白变性，收缩聚集，密度增大，导致硬度、咀嚼性变大[17]。咀嚼性反映了从可咀嚼状态到可吞咽状态所需的能量，结合感官评定发现，适当提高虾干的咀嚼性有利于改善口感。

图3 冷风干燥过程中硬度的变化Fig.3 The change of hardness during cold air drying process

图4 冷风干燥过程中咀嚼度的变化Fig.4 The change of chewiness during cold air drying process

2.4 南美白对虾在冷风干燥过程中肌肉组织结构的变化

冷风干燥过程中南美白对虾组织结构的变化见图5。

图5 冷风干燥过程中南美白对虾组织结构的变化Fig.5 The change of histological structure of penaeus vannamei during cold air drying process

如图5 所示，未经干燥的南美白对虾肌原纤维较为致密，结构完整；随着干燥时间的延长，肌原纤维蛋白聚集，纤维束间空隙变大，结构逐渐变得不规则。冷风干燥16 h 时，南美白对虾肌肉纤维结构仍较完整，排列紧密，纹理清晰。刘倩等的研究也表明冷风干燥鲍鱼样品纤维束发生较小程度弯曲，纤维间空隙较大，形成均匀网状结构[9]；而热风干燥的鲍鱼样品肌原纤维产生变形、断裂、坍塌等现象，其内部结构受到较大的破坏[18]。因此，冷风干燥对产品的内部结构具有较好的保护作用。

2.5 冷风干燥过程中色泽的变化

冷风干燥过程中L*值的变化见图6，冷风干燥过程中a*值的变化见图7，冷风干燥过程中b*值的变化见图8。

图6 冷风干燥过程中L*值的变化Fig.6 The change of L*value during cold air drying process

图7 冷风干燥过程中a*值的变化Fig.7 The change of a*value during cold air drying process

图8 冷风干燥过程中b*值的变化Fig.8 The change of b*value during cold air drying process

由图6、图7、图8 可知，随着冷风干燥时间的延长，L*值逐渐下降，亮度降低，a*值和b*值先升高，随后又慢慢降低。冷风干燥16 h 时，虾的a*值达到最大，颜色最红，这可能是由于干燥脱水过程中虾青素得到浓缩，色泽变得更红[19]；同时部分虾青素和脂肪的氧化，形成较多的棕色产物，表现为亮度的下降[20]。薛超轶等也发现鳀鱼片在冷风干燥过程中由于脂肪的氧化和肉层中离子的反应造成亮度的降低与黄度的升高[6]。

2.6 冷风干燥过程中感官评分的变化

冷风干燥过程中感官评分的变化见图9。

图9 冷风干燥过程中感官评分的变化Fig.9 The change of sensory evaluation during cold air drying process

由图9 可知，随着冷风干燥时间的延长，南美白对虾的感官评分呈先升高后降低的趋势。冷风干燥脱水过程中，南美白对虾的颜色变得更红，咀嚼性增强；当干燥16 h 时，颜色最为红艳，虾肉硬度适中，咀嚼性好，风味浓郁，鲜香可口；但干燥时间过长，其口感和风味变差，此时虾肉硬度较大，咀嚼性差，感官评分降低。

3 结论

南美白对虾在冷风干燥开始阶段水分含量下降较快，干燥16 h 后水分含量下降缓慢；经冷风干燥后复水率显著增加，硬度、咀嚼度不断增大；肌原纤维蛋白聚集，纤维束间空隙变大，干燥16 h 后样品肌肉纤维结构仍较完整，冷风干燥对产品的内部结构具有较好的保护作用；冷风干燥过程中，L*值逐渐下降，a*值和b*值先升高，而后降低，干燥16 h 时虾的a*值达到最大，色泽最红，并且虾肉硬度适中，咀嚼性好，风味浓郁，鲜香可口，感官评分最高。