不同干燥工艺对水产品营养品质和感官品质.docx

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1、不同干燥工艺对水产品营养品质和感官品质 的影响我国水产品产量高，种类丰富，富含蛋白质、脂质 等多种营养元素。随着加工设备的智能化开展，水产品 加工能力和加工总量稳步提升，但水产品中内源性蛋白 酶的水解和多不饱和脂肪酸的水解氧化等使得水产品容 易腐败变质，对水产品的品质产生极大的影响。目前，干燥技术主要应用于虾、蟹、鱼、贝、藻类 等贮藏及加工，研究说明，利用不同技术和方法对水产 品进行加工，能够有效抑制水产品死后肌肉自溶、解僵 等品质变化，抑制微生物生长。其中，对水分活度 (wateractivity, Aw)的控制是影响微生物缓慢繁殖的 一个关键点。干燥加工是降低Aw有效的加工方式，随着 干燥

2、过程中水分的流失，水产品中蛋白质、脂质等营养 物质也在一定程度上流失。不同干燥方式的损耗率不同，如真空微波干燥使扇 贝的蛋白质、脂质得以保存，保存率分别为96.84%、 87. 52%,同时二十碳五稀酸(EPA)和二十二碳六烯酸 (DHA)等不饱和脂肪酸也有效保存。目前，对水产品干燥的研究主要在干燥技术原理和 干燥技术应用等方面。对干燥过程中水分、蛋白质、脂 质等品质影响的相关综述较少。因此，本文通过对不同 干燥方式的原理进行分析，比照不同干燥方式的优缺 点，阐述干燥过程对水产品水分、蛋白质、脂质及感官3. 2非挥发性滋味蛋白质水解和多肽蛋白质降解均会影响滋味的组 成，滋味主要由游离氨基酸、核

3、甘酸、有机酸等含氮化 合物和糖、无机离子等非含氮化合物组成的浸出物决定 的。游离氨基酸、核甘酸、有机酸是主要的呈味物质。 低温和短时间能有效保存游离氨基酸，且游离氨基酸越 多，呈味效果越好。Oeztuerk等研究不同干燥海参的氨基酸组成及含 量，微波干燥时间短，能有效保存干燥过程的氨基酸损 失，丝氨酸、天冬氨酸和脯氨酸是作为海参风味的重要 氨基酸。邹磊等比照冰温、3、8、14 C的游离氨基酸 总量，冰温干燥后游离氨基酸增加约22%,甘氨酸、谷 氨酸是海鳗的呈味物质，与肌甘酸有协同作用。核甘酸主要是腺甘酸(adenylate, AMP)、肌甘酸 (inosincacid, IMP) 鸟甘酸(gu

4、anylicacid, GMP)为 代表的5,-核昔酸，内源酶对滋味的产生是基于ATP在 水产品死后发生降解，AMP在AMP脱氨酶作用下产生 IMP、IMP在磷酸酶产生次黄普 (hypoxanthineriboside, HxR)和次黄喋吟 (hypoxanthine, Hx)o李佳等研究了 AMP脱氨酶和酸性磷酸酶活性对滋味 的影响，冰温真空冷冻干燥抑制了磷酸酶的活性，IMP 大量保存，呈浓厚的鲜味。有机酸中的乳酸、柠檬酸、 苹果酸等具有酸味呈味作用，调节机体平衡促进新陈代 谢。陈青云等研究了真空冷冻干燥、热风干燥和冰温真 空冷冻干燥3种干燥条件下罗非鱼的滋味成分，在三竣 酸循环条件下，冰温

5、真空冷冻干燥产生的有机酸含量最 少，柠檬酸作为主要的呈味物质，能增强代谢功能，促 进食欲。质构是对食品施加一个可控的外力，对产品固态或 半固态进行2次重复压缩，肌肉所感觉到的食品的性 质，主要包括硬度(hardness)、咀嚼性(chewiness)、 弹性(springiness)等指标。硬度主要由于肌肉失水、 肌纤维收缩而变大。咀嚼性是硬度和弹性的综合表达， 表征咀嚼食品至吞咽状态所需的能量。温度过高会导致蛋白质变性，使得干制品外表硬 化、咀嚼性增大，对质构品质有较大的影响。郭雪霞等 研究发现在4555。C的太阳能干燥温度下，虾的硬 度、弹性、咀嚼性品质保持最好。产品的收缩率与水分 含量紧

6、密关联，微波干燥(microwavedrying, MD)能使 组织内外部产生压缩应力，导致肌肉收缩，收缩率越 小，产生的完整度越好。孟维博等研究不同的干燥方式下对牡蛎收缩率的影 响，微波和热风微波干燥均使收缩率降低。Wang等研究 发现出微波干燥蜕鱼丝，水分从内部向外部散失，在鱼 体内部形成多孔间隔，减小鲸鱼收缩率。色泽被当成评判感官品质的指标之一，L*（黑白色 度）、a*（红绿色度）、b*（黄蓝色度）由色差仪测得。干 燥温度和干燥方式会引起色泽的改变，干制品加热状态 下容易变性导致变色，在温和条件下更适合保持原样。Hamzeh等研究说明，虾的a*增加，L*减少的原因 是70。C下热风干燥降

7、低了虾青素的热降解和氧化反 应。Li等比照热风与冷风干燥下虾的色泽，说明热风干 燥使得虾体的L*、a*、b*增加，冷风干燥只增加L* 值，虾体亮度增加，更能保持色泽。薛超轶等研究冷风 干燥温度对鳏鱼片色泽的变化，得出蛋白质变性和脂质 氧化会产生不透明层，是导致L*减小、b*值增大的原因 之一。04总结与展望干燥能有效降低产品的水分，产生较好的风味和质 构，延长食品货架期。根据原料特性和干燥原理选择合 适的干燥工艺生产干制品能提高加工效率。目前对于联 合干燥技术的研究已有大量报道，但大局部的联合干燥 技术在水产品加工中的研究仍处于起步阶段。由于机器 设备本钱昂贵和推广度缺乏，许多研究都停留在理论

8、基 础。水产干制品加工中，蛋白质和脂质等物质易受加工 环境的变化导致氧化变性，失去原有的品质。为了发挥 联合技术的优势，应该从设备结构与能耗损失进一步优 化。对保证最正确的咀嚼口感，同时最大限度地保存风味，改善干燥环境来保持独特的品质具有重要科学意 义。随着科技水平的进步，相信会有更多的干燥工艺能 改善蛋白质变性和脂质氧化等缺乏，推动水产干制品的 深入研究。品质等影响，以期为水产品干燥工艺提供依据，为水产 干制品的高值化加工研究提供参考。01水产品干燥方式水产品利用不同的干燥方式制成水产干制品，进而 延长水产品的贮藏期。干燥是将液体或湿产品转变为干 燥状态的常用技术，降低水产品体内的水分活度，

9、抑制 微生物繁殖以及减少代谢反响，延长水产品货架期。不同的干燥方式通过不同的干燥原理来控制水分含 量，常见的干燥方式为自然晾晒技术、热风干燥技术、 冷风干燥技术、冷冻干燥技术、真空干燥技术、真空冷 冻干燥技术、微波真空干燥技术、冰温真空干燥技术及 新型联用技术等。02干燥工艺对水产品营养品质的影响水分是机体进行代谢变化的重要营养因素，水分与 物料的结合程度不同，主要有3种存在状态，第1种为 结合水(T21),是肌肉蛋白质中与极性基团能结合紧密 的水，不易被微生物利用；第2种为不易流动水 (T22),是肌原纤维及在肌原纤维细胞内的水，其在加 工与复水过程密切相关；第3种为自由水(T23),是肌

10、原纤维束以外的以游离状态存在的水。目前，干燥容易导致非结合水分散流失，一局部不 易流动水和自由水往结合水方向迁移；另一方面，受不 同干燥方式的影响，热风干燥与冷风干燥等水分迁移规 律为从外部向内部失水，而微波干燥与红外干燥等变化 趋势是由内往外的电磁波传热。水产品的品质特性由水 分含量、活度、分布状态共同影响，干燥能有效减少水 分含量，进而控制水分活度，实时监测水分分布，延长 干制品贮藏期，提高质构特性。2. 1. 1水分含量水分含量，指含水物质中所含水分量占该物质总重 量百分比的总称。干燥时间与温度都会影响水分含量， 温度越高时间越长，水分含量变化越明显，为准确预测 干燥过程，常用干燥速率曲

11、线模型来拟合干燥水分变化 趋势，吴靖娜等研究真空冷冻干燥海马的8种数学拟合 模型，得出R2=0. 9994的Page模型与干燥速率结果相 似，拟合程度高，说明真空冷冻干燥海马水分干燥趋 势。2. 1.2水分活度水分活度是表征水产品产生微生物的指标，平衡状 态下的水分状态。在干燥过程中，需控制水分含量，降 低到细菌等腐败致病菌无法生长的程度，食品贮藏性很 大程度上由水分活度决定，而不易流动水和自由水与微 生物的繁殖和酶的代谢密切相关。有研究说明绝大多细菌(0. 90aw0. 99)、酵母菌 (0. 88aw0, 94).霉菌(0. 73aw0. 75)、干性霉菌(Aw0. 65)等在此范围内均能

12、繁 殖，而AwO. 5那么微生物不进行生命活动。余丹丹利用 复配海藻糖的保水性，降低安康鱼肉的水分活度，维持 不易流动水的迁移，能延长调味鱼片的贮藏期到180d。2. 1. 3水分分布水分受外界加工、环境的双重作用，在肌原纤维细 胞内外不断迁移，导致各水分分布存在差异。低场核磁 (lowfieldnuclearmagnetictechnology, LF-NMR)是研 究水产品中水分分布的一种快速、无损的检测技术，可 以直接得出各组分水的实时信号强度、分布趋势与反演 谱图。Cheng等对干制虾进行研究，结果说明，在干燥8h 后，随着水分散失，T21水消失，T22、T23水往驰豫减 少的方向迁移

13、，不易流动水和自由水在干燥中流动性较 差，利用T1和T2加权成像，图像清晰的呈现：水分中 自由水往结合水转移变化。臧秀等研究刺参干燥过程中的水分分布，得出 45 C干燥中自由水存在肩峰，比照各组分峰面积，表 明内部有水分残留有关系。干制水产品干燥的逆反响称 为复水，表征重新吸收水分的能力，一般复水性越好， 品质越优。李帆对热风干燥下的扇贝进行复水研究，结果说明 T22和T23总的驰豫图谱随复水时间增加而往右移，体 外水向肌原纤维内部迁移，在100 C复水9min下得到 复水扇贝品质较优。2.2 蛋白质水产品是优质蛋白质的来源，其必需氨基酸种类众 多。根据蛋白质溶解性不同，可以分为盐溶性肌原纤维

14、 蛋白、水溶性肌浆蛋白和不溶性肌基质蛋白。肌原纤维 蛋白是水产品加工中起重要的结构和功能的蛋白质，包 括了肌球蛋白、肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白等。 肌浆蛋白那么包含多种水与代谢相关的酶。肌基质蛋白是 胶原和弹性蛋白的结合体。但在加工过程中，蛋白质易 发生变性、氧化及分解等现象。2.3 . 1蛋白质变性在加工过程中，因物理或化学因子的作用，蛋白质 分子内的空间结构遭到破坏，丧失原有的理化性质，导 致蛋白质发生变性。蛋白质的变性主要是由于肌原纤维 蛋白的变性，使盐溶性、ATP酶活性、活性疏基、外表 疏水性、稳定性等理化性质发生改变。干燥终点的含水率会影响蛋白质的稳定性，陆妙灵 等比拟了不同含水

15、率的鱼皮胶原蛋白含量，在热变性作 用下发生蛋白聚集效应，随着干燥过程中含水率的降 低，极性分子通过氢键连接的氨基酸稳定性降低，胶原 蛋白含量降低。干燥温度会影响变性的程度，容易导致干制品硬 度、弹性变化。吕飞等利用差示扫描量热法 (different i al scanningcalorimetry, DSC)得出蛋白质 容易在5560。C发生热变性，发现肌纤维蛋白紧缩，与疏基相连的氢键交联更加紧密，硬度、弹性增加。这 也是水产品干制品容易变硬的原因之一。1.1.2 蛋白质氧化蛋白质氧化是指蛋白质分子在自由氧的作用下产生 的共价键修饰变化。蛋白质交联和蛋白质构象、溶解性 的变化会引起蛋白质结构

16、功能的改变。弱基氧化成二硫 键、酪氨酸氧化成聚酪氨酸、氨基酸脱氨产生锻基衍生 物都表征蛋白质发生交联现象。干燥方式易改变肌原纤 维的构象，冷风干燥对肌纤维变化影响较小。蔡路的等用扫描电镜分析鱼肉肌纤维束得到，发生 不同程度的形变，破坏其完整性，肌纤维收缩，肌纤维 细胞间隙有不同程度的分裂，结合拉曼光谱图，发现蛋 白质二级结构构象会发生a-螺旋向折叠、转 角、无规那么卷曲的重排现象转变。Zhang等通过探究冷风干燥鲍鱼肉的肌纤维和流变 学特征，发现冷风干燥36h的鲍鱼肉的弹性模量、粘滞 模量和断裂强度均小于原始样品，停止干燥时肌纤维和 胶原无断裂，形成均匀的网状结构，适合于水分的恢 复，说明冷风

17、干燥更具有实用性价值。1.1.3 蛋白质分解氨与二甲胺、三甲胺组成的含氮有机物称为挥发性 盐基氮(totalvolatilebasenitrogen, TVB-N), TVB-N 与三甲胺(trimethylamine, TMA)都是判断蛋白质是否 发生腐败变质现象的指标，加工过程中TVB-N值不得超过0. 3mg/g,假设TVB-N含量越小，说明产品货架期越长O史梦佳等研究不同温度和不同湿度条件对牡蛎特性 的影响，结果发现20。C、55%湿温相对度 (relativehumidity, RH)的条件下牡蛎的TVB-N值最 小，温度过高易加快蛋白质水解速率。Nagwekar等研究 了热风、冷风

18、、太阳能干燥过程，肌肉产生不同的TVB- N与TMA的值，结果显示太阳能的干燥抑制效果最好。2.3. 质脂质是水产品机体代谢的重要营养素之一，机体含 有脂肪酸和甘油分为甘油酯和非甘油酯2大类。甘油酯 根据脂肪酸的含量又分为甘油单酯、甘油二酯、甘油三 酯。脂肪酸是甘油酯最主要的成分。石慧等研究细鲜鱼片在热风干燥下的脂肪酸含量， 多不饱和脂肪酸比饱和脂肪酸多，EPA、DHA不饱和脂肪 酸是水产品重要的营养来源。在水产品干燥过程中，在 微生物和酶的作用下容易发生脂质氧化、脂质水解等反 应。2.4. 1脂质氧化水产品的脂肪中富含的不饱和脂肪酸，在一定的 酶、温度、环境作用下容易氧化酸败，脂质氧化主要是

19、 脂肪在活性氧作用下的自由基链式反响，产生脂质氢过 氧化物等初级产物，这些产物不稳定又容易氧化成酸、 醛、酮类及丙二醛(malonicdialdehyde, MDA)等次级氧 化物。硫代巴比妥酸(thiobarbituricacid, TBA值)、 概基值(carbonylvalue, COV值)、过氧化值 (peroxidevalue, POV值)、油脂总氧化值 (totaloxidationvalueofoil, TOTOX)是常用来衡量脂 肪氧化的指标。陆妙灵等研究发现鱼皮在55。C的热泵干燥温度和 10%的干燥终点含水率，所测得MDA含量最低，其脂肪 氧化程度也最低。史梦佳等研究了冷风

20、干燥下牡蛎脂质 氧化产生的TBA值，得出任何温度与湿度条件均不会使 牡蛎变质。高温易发生脂质氧化，从而贮藏期缩短。Liu等研究了热风干燥下蛤仔脂质氧化过程，随着 干燥温度的增大，TOTOX值和P0V值增大，肌肉组织的 诱导期明显缩短，其氧化水平较高，氧化稳定性差，货 架期缩短。2.5. 3. 2脂质水解脂质水解是水产品的甘油三酯在酶的作用下水解产 生游离脂肪酸和甘油的过程。Azad等通过研究鲫鱼的脂 质组成，发现在干燥过程中，鲫鱼的总脂质、甘油三酯 和磷脂含量降低，游离脂肪酸、胆固醇、甘油二酯含量 增加。游离脂肪酸含量、酸价(acidvalue, AV)常作为脂 质水解的指标，干燥导致脂质氧化

21、，促进磷脂的水解， 产生更丰富的DHA含量。林芳等通过测定草鱼片的总脂 质、甘油三酯、磷脂、游离脂肪酸含量，研究发现脂质 在干燥过程中受磷脂酶和酯酶的作用水解，游离脂肪酸 含量增加，AV值也随干燥时间延长而增加。03干燥对水产品感官品质的影响水产品的风味是指食物进入口腔后，产生的一种综 合味道，包括挥发性呈味物质和非挥发性呈味物质。挥 发性风味即嗅觉所闻到，对总体风味贡献度较突出的几 种组合性物质。在不同预处理及加工工艺下对风味产生 的影响存在差异，常用气相色谱-质谱联用法 (gaschromatography-massspectrometry, GC-MS)、气 相色谱质谱联用-嗅辨法(ga

22、schromatographymass spectrometry-olfactometry, GC-0)等分析产品的 风味变化。非挥发性滋味那么通过味觉所感知，由鲜味、 酸味、甜味、苦味、咸味等味道构成的综合物质。3.1挥发性气味脂质的水解氧化、美拉德反响、Strecker降解对气 味有重要影响。气味由醛、酮合称的跋基化合物及醇、 烷妙类、含氮类、叱嗪类等化合物组成，在不同加工环 境下组成不同比例和种类的小分子物质，凝基化合物包 括己醛、辛醛、壬醛、2, 3-辛二酮等，是罗非鱼的主要 挥发性气味物质。GC-MS是利用色谱柱对样品进行微萃取，结合气相 色谱和质谱的特性进行定性定量的分析方法。王珏等对 烘干蛤鱼进行定性定量分析，图谱库共检测42种挥发性 成分，19种不同姓类、8种醛类，3种酮类，7种醇类 和5种含硫含氮含氧及杂环化合物。表2列出了水产品 中主要的挥发性成分及其相应的气味类型。