牡蠣干制品在不同溫度下的貯藏特性及其貨架期預測

孫 鶴，汪雅馨，史夢佳，謝洪軒，張陽陽

（1.信陽農林學院食品學院，河南信陽 464000；2.遼寧安井食品有限公司，遼寧鞍山 114000）

牡蠣（Oyster），俗稱海蠣子、蠔，其肉質地柔軟、水分含量高、蛋白質含量豐富，但去殼后在常溫或冷藏條件下容易發生腐敗變質[1-2]，在冷凍時，其組織結構易遭到破壞[3]。為了最大限度保留牡蠣中的營養成分和獨特鮮味并方便貯藏，越來越多的研究者使用不同干燥技術對牡蠣進行加工處理，使其作為一種營養保健食品走向市場。張潔[4]采用噴霧干燥法制備牡蠣粉末產品，經檢測該產品色澤和風味都較好，并完全符合衛生指標。余煉等人[5]采用微波干燥技術干燥牡蠣，并研究其對干制品品質的影響，確定了牡蠣微波干燥條件，并發現Page 方程適合描述牡蠣微波干燥水分變化情況。楊志娟等人[6]采用冷凍干燥對牡蠣進行試驗研究，測試凍干過程中的共晶點和共熔點，分析影響因素，發現產品的凍干終點是影響凍干速率的關鍵因素，并綜合考慮凍干時間和經濟性，得出牡蠣凍干工藝的適宜條件。高加龍等人[7]對牡蠣進行真空冷凍干燥加工，研究發現真空冷凍干燥的牡蠣制品中幾種滋味成分含量高于市售蠔干。丘華等人[8]采用Box-behnken 和響應面分析得到了非油炸即食牡蠣微波-熱風聯合干燥最優工藝。

研究表明，若食品在貯藏過程中主要因為某種化學反應或微生物生長而引起品質變化，則該食品可根據一級動力學方程建立貨架期預測模型[9-10]。吳群芳[11]將熱風干燥后的牡蠣干制品分別貯藏在20，28，37 ℃條件下進行加速試驗，通過分析貯藏過程中過氧化值、酸價和菌落總數的變化規律，利用一級動力學方程式計算測定指標的變化速率常數，并結合Arrhenius 方程建立了以各測定指標為依據的貨架期預測模型，各預測值與實測值之間相對誤差低于4%。侯金東[12]對微波干燥制備的牡蠣干制品分別在恒定溫度和波動溫度下進行貯藏試驗，分析貯藏過程中相應指標的變化規律，最終以揮發性鹽基氮（Total volatile basic nitrogen，TVB-N） 值的變化規律為依據，結合一級反應動力學方程和Arrhenius 方程，預測牡蠣干制品在不同溫度下貯藏時的貨架期，其中25 ℃下牡蠣干制品可以貯藏472 d。

以冷風干燥和熱風干燥制備的牡蠣干制品為研究對象，通過在不同溫度下進行貯藏試驗，以TVB-N 值、硫代巴比妥酸（Thiobarbituric acid，TBA）值和菌落總數為指標，分析其貯藏過程中的品質變化規律，并結合一級動力學模型和Arrhenius 方程預測2 種牡蠣干制品的貨架期。旨在為企業產量和市場銷售量的預估提供理論依據，對利用冷風干燥法制備牡蠣干制品的工業化生產具有實際意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮牡蠣，購自福州倉山區大潤發超市，試驗時挑選大小接近的個體；平板計數瓊脂（PCA），廣東環凱微生物科技有限公司提供；2 - 硫代巴比妥酸，國藥集團化學試劑有限公司提供；氧化鎂（輕質）、硼酸、NaOH、95%乙醇、三氯乙酸、EDTA 等均為分析純試劑，國藥集團化學試劑有限公司提供。

1.2 儀器與設備

YCF20-24P 型熱泵冷風干燥機，杭州歐易電器有限公司產品；DHG-9420A 型電熱鼓風干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司產品；SQP 型電子分析天平，賽多利斯科學儀器有限公司產品；Anke GL-20G-Ⅱ型離心機，上海安亭科學儀器廠產品；WSC-S 型測色色差計，北京辰泰克化學技術有限公司產品；K9840 型自動凱氏定氮儀，海能儀器有限公司產品；UV-1601 型紫外可見分光光度計，北京瑞利分析儀器有公司產品；VT-840K 型超凈工作臺，蘇州安泰空氣技術有限公司產品；DZD-5002SA 型真空包裝機，青島圣方食品機械有限公司產品；GSP-9160MBE 型恒溫培養箱，上海博迅實業有限公司醫療設備廠產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 牡蠣干制品的制備

牡蠣冷風干制品（以下統稱“冷風干制品”）：根據課題組前期確定的最佳干燥工藝[13]，新鮮牡蠣去殼、清洗，沸水預煮3 min，裝盤放入冷風干燥箱，設置干燥溫度為20 ℃，環境相對濕度為55%進行干燥，裝盤量控制在2±0.5 kg，直至牡蠣干制品水分含量達18%±0.5%，停止干燥。

牡蠣熱風干制品（以下統稱“熱風干制品”）：參考侯金東[12]研究結果，新鮮牡蠣去殼、清洗，沸水預煮3 min，裝盤放入鼓風干燥箱，設置干燥溫度為70 ℃進行干燥，裝盤量控制在2±0.5 kg，直至牡蠣干制品水分含量達18%±0.5%，停止干燥。

1.3.2 貯藏試驗

將制備的牡蠣冷風和熱風干制品分別混合均勻，在封口袋中密封保存，放置1 周平衡水分后分裝到真空包裝袋中，每個真空包裝袋中放入30 g 樣品，用真空包裝機封口，包裝袋上標記貯藏溫度和干制品類型，分別在25，35，45 ℃的恒溫培養箱中進行貯藏試驗。每隔5 d 取一次樣品，并測定樣品中TVB-N 值、TBA 值和菌落總數，每個指標重復3 次，取平均值。

1.3.3 揮發性鹽基氮（TVB-N） 值的測定

根據GB 5009.228—2016 中自動凱式定氮儀法[14]，并參考劉君[15]的測定方法稍加修改。樣品直接粉碎，稱取10 g（精確至0.001 g） 于蒸餾管內，加入75 mL水，用漩渦混合器搖勻，使試樣在樣液中分散均勻，浸漬30 min。在蒸餾管中加1 g 氧化鎂，固定在凱式定氮儀的加熱一側，另一側用錐形瓶接收試劑，設定儀器參數為加NaOH 和水的體積為0 mL，加硼酸體積為30 mL，蒸餾時間為3 min，蒸餾結束后，將2 滴甲基紅乙醇溶液和1 滴亞甲基藍乙醇溶液滴在錐形瓶接收液中，用0.1 mol/L 鹽酸標準滴定溶液滴定，終點顏色呈藍紫色。不加樣品的試劑做空白，每個樣品重復3 次，取平均值，TVB-N 值計算如下式。

式中：X——樣品中揮發性鹽基氮的含量，mg/100 g；

V1——消耗鹽酸標準滴定液的體積，mL；

V2——空白消耗鹽酸標準滴定液的體積，mL；

C——鹽酸標準滴定溶液的濃度，mol/L；

14——與滴定1.0 mL 鹽酸標準滴定溶液相當的氮質量，g/mol；

m——樣品質量，g；

100——單位轉換系數。

1.3.4 硫代巴比妥酸（TBA） 值的測定

參考陳慧斌等人[16]的測定方法，并稍加修改。將制備的牡蠣干制品粉碎，稱量5 g 樣品至錐形瓶中，加入質量分數為7.5%的三氯乙酸溶液（含0.1%EDTA）50 mL，在70 ℃振蕩水槽中放置30 min，用雙層濾紙過濾2 次。取5 mL 上清液加入濃度為0.02 mol/L的TBA 溶液5 mL，在90 ℃水浴中保溫40 min，取出冷卻至室溫，以轉速6 000 r/min 離心15 min。加5 mL 氯仿于離心后的上清液，搖勻，靜置分層后于波長532 nm 和600 nm處測定上清液的吸光度，每個樣品重復3 次，取平均值，TBA 值計算如下式。

式中：M——樣品的質量，g；與TBA 反應的物質的質量以每千克中丙二醛的毫克數表示。

1.3.5 菌落總數的測定

根據GB 47892—2010[17]測定樣品中的菌落總數。

1.3.6 貨架期預測

貯藏過程中牡蠣干制品品質隨貯藏時間的變化規律符合一級動力學模型[18]，可根據一級動力學方程，得出牡蠣干制品品質變化速率常數k，方程公式[19]如下：

式中：A——不同貯藏時間樣品各指標測定值；

A0——樣品各指標的初始測定值；

k——樣品品質變化速率常數；

t——樣品貯藏時間，d。

對數形式為：

結合Arrhenius 方程[20]，見下式，可得到樣品特定指標的貨架期預測模型。

式中：K——指前因子；

Ea——反應活化能，J/mol；

R——摩爾氣體常數，R=8.3144 J/(mol·K)；

T——樣品貯藏絕對溫度，K。

1.3.7 數據處理

試驗數據采用Origin 9.0 軟件進行處理，采用IBM SPSS Statistics 20 軟件兩兩比較法（Duncan） 進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 牡蠣干制品貯藏期間的品質變化

2.1.1 牡蠣冷風干制品貯藏期間的品質變化

不同貯藏溫度條件下牡蠣冷風干制品各指標變化見表1。

表1 不同貯藏溫度條件下牡蠣冷風干制品各指標變化

在貯藏過程中，隨著貯藏溫度的升高和貯藏時間的延長，其品質變化越來越明顯，貯藏至第30 天時，3 個指標值均有所上升，但上升趨勢略有不同。不難看出，TVB-N 值和TBA 值隨貯藏時間延長均呈現規律性上升，貯藏溫度越高，數值上升越快，表明牡蠣干制品中蛋白質、脂肪在貯藏過程中均發生了不同程度的氧化分解，且貯藏溫度對其分解程度影響較大。菌落總數在貯藏過程中雖有所增加，但呈現波動變化趨勢，變化不明顯，且均未超過國家標準，可能是因為牡蠣干制品水分含量比較低，抑制微生物的生長繁殖，此現象在多數研究中均有所呈現[21-22]。

2.1.2 牡蠣熱風干制品貯藏期間的品質變化

不同貯藏溫度條件下牡蠣熱風干制品各指標變化見表2。

表2 不同貯藏溫度條件下牡蠣熱風干制品各指標變化

由表2 可知，牡蠣熱風干制品在貯藏過程中TVB-N 值、TBA 值和菌落總數的變化情況與冷風干制品的變化趨勢相似，各指標隨貯藏溫度升高及貯藏時間的延長均呈現上升趨勢。但對比冷風干制品可以看出，牡蠣熱風干制品的各指標數值變化速率均較低，造成這種現象的原因可能是由于牡蠣冷風干制品本身的營養成分高于熱風干制品，貯藏過程中自身或微生物可分解的蛋白質、脂肪含量較多。

2.2 牡蠣干制品貨架期預測

牡蠣干制品貯藏期間TVB-N 值變化趨勢見圖1。

圖1 牡蠣干制品貯藏期間TVB-N 值變化趨勢

TVB-N 值是評價水產品新鮮程度的重要指標，其數值與產品腐敗程度呈正相關關系，即TVB-N 值越高，產品蛋白質分解越嚴重，腐敗程度越高。牡蠣屬于高蛋白低脂肪水產品，由前期對牡蠣冷風、熱風干制品在貯藏過程中的品質變化分析可知，干制品經過30 d 貯藏，其TBA 值和菌落總數均有所上升，但變化不明顯，不足以顯示牡蠣干制品在貯藏過程中的動力學變化，因此選用TVB-N 值預測牡蠣干制品貨架期比較可靠。

圖1（a）、（b） 分別為經冷風、熱風干燥方法制備的牡蠣干制品TVB-N 值在貯藏過程中隨貯藏時間的變化情況?？梢悦黠@看出，在貯藏過程中，牡蠣干制品的TVB-N 值與貯藏時間呈正相關關系，運用Origin 9.0 軟件對趨勢圖中曲線進行線性擬合。

牡蠣干制品貯藏期間TVB-N 值變化趨勢相關參數見表3。

表3 牡蠣干制品貯藏期間TVB-N 值變化趨勢相關參數

在貯藏期間牡蠣干制品的TVB-N 值變化規律遵循一級反應動力學方程，結合Arrhenius 方程可對牡蠣干制品的貨架期進行預測。根據表3 中牡蠣干制品在各貯藏溫度下TVB-N 值的變化速率常數k，分別以lnk 對貯藏絕對溫度倒數1/T 作圖。

牡蠣干制品TVB-N 值變化的Arrhenius 曲線見圖2。

圖2 牡蠣干制品TVB-N 值變化的Arrhenius 曲線

參照EEC 的規定[23]，當食品中TVB-N 值高于35 mg/100 g 時即可判斷該食品已腐敗變質，因此選取TVB-N 值為35 mg/100 g 作為牡蠣干制品的貯藏終點，將表3、圖2 中所得變化速率常數k 及相關系數代入Arrhenius 方程，即可預測牡蠣干制品的貨架期，并根據牡蠣干制品貨架期模型預測任一溫度下的牡蠣干制品的貨架期。

牡蠣干制品預測貨架期見表4。

表4 牡蠣干制品預測貨架期

不同牡蠣干制品的貨架期預測模型為：

（1） 牡蠣冷風干制品貨架期預測模型：

（2） 牡蠣熱風干制品貨架期預測模型：

2.3 牡蠣干制品貨架期預測模型的驗證

根據EEC 對食品TVB-N 值的限定為貨架期終點，測定牡蠣干制品貯藏在35 ℃和45 ℃下的實際貨架期，對比根據貨架期預測模型得出的預測貨架期，進一步驗證通過試驗建立的貨架期預測模型的可靠性。

牡蠣干制品貨架期預測模型驗證見表5。

表5 牡蠣干制品貨架期預測模型驗證

由表5 可知，2 種干燥方式制備的牡蠣干制產品在不同溫度下貯藏，以TVB-N 值為指標分析預測其貨架期，牡蠣冷風干制品的預測值與實測值的相對誤差分別為1.86%，3.13%，熱風干制品的預測值與實測值的相對誤差分別為2.67%，1.75%，均在可接受范圍內，表明牡蠣干制品的貨架期預測模型是有效的。

3 結論

以TVB-N 值、TBA 值和菌落總數為指標，將牡蠣冷風、熱風干制品在25，35，45 ℃下進行貯藏，分析貯藏過程中的2 種牡蠣干制品TVB-N 值、TBA值和菌落總數的變化規律，研究發現各指標值均與貯藏溫度和貯藏時間呈正相關，且貯藏30 d 之后，3個指標值均有所上升，但上升趨勢略有不同，其中TBA 值和菌落總數變化程度較小，TVB-N 值變化最為明顯。以TVB-N 值為依據對牡蠣干制品貯藏期間的品質變化進行分析，結合建立Arrhenius 方程和一級動力學模型得到各牡蠣產品的貨架期預測模型，并計算得出牡蠣冷風干制品在25，35，45 ℃下的貨架期分別為428，158，62 d；牡蠣熱風干制品在25，35，45 ℃下的貨架期分別為402，146，56 d。進一步驗證試驗的結果顯示，牡蠣干制品以TVB-N 值為指標預測的貨架期相對誤差均在可接受范圍內，表明試驗所得的牡蠣干制品貨架期預測模型是有效的，該研究結果為拓寬牡蠣加工提供了一定的理論基礎。