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发展，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，研究表明，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，随着干燥过程中水分的流失，水产品

2、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、脂质得以保留，保留率分别为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留。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，对比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。O1.水产品干燥方式水产品利用不同的干燥方式制成水产干

3、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，抑制微生物繁殖以及减少代谢反应，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2.1水分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种存在状杰，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

4、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，一部分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

5、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。有研究表明绝大多细菌(0.9(KaW0.99)、酵母菌(0.88aw0.94),霉菌(0.73awO.75)、干性霉菌

6、(AwO.65)等在此范围内均能繁殖，而AwO.5则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180d02. 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(Iowfie1.dnuc1.earmagnetictechno1.ogy,1.F-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，结果表明，在干燥8h后，随着水分散失，T21水消失，T22、T23水往驰豫减

7、少的方向迁移，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450C干燥中自由水存在肩峰，对比各组分峰面积，表明内部有水分残留有关系。干制水产品干燥的逆反应称为复水，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蛋白、

8、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。肌浆蛋白则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。2.2.1 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、表面疏水性、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，陆妙灵等比较了不同含水率的鱼皮胶原蛋白含量，在热变性作

9、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(differentiaIscanningca1.orimetry,DSC)得出蛋白质容易在55飞0。C发生热变性，发现肌纤维蛋白紧缩，与瑞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。2.2.2 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功能的改变。筑基氧化成二硫键、酪氨酸氧化成聚酪氨酸、氨基

10、酸脱氨产生赛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。蔡路日匀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-螺旋向折叠、转角、无规则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，表明冷风干燥更具有实用性价值。2.2.3 蛋白质分解氨与二甲胺、三甲胺组成的含氮有机物称

11、为挥发性盐基氮(tota1.vo1.ati1.ebasenitrogen,TVB-N),TVB-N与三甲胺(trimethy1.amine,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0.3mgg,若TVB-N含量越小，说明产品货架期越长。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(re1.ativehumidity,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、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

12、脂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。石慧等研究图昌觞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。2.3.1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，脂质氧化主要是脂肪在活性氧作用下的自由基链式反应，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(m

13、a1.onicdia1.dehyde,MDA)等次级氧化物。硫代巴比妥酸(thiobarbituricacid,TBA值)、裁基值(Carbony1.Va1.ue,COV值)、过氧化值(peroxideva1.ue,POV值)、油脂总氧化值(tota1.oxidationva1.ueofoi1,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。1.iU等研究了热风干

14、燥下蛤仔脂质氧化过程，随着干燥温度的增大，ToToX值和POV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。2.3.2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等通过研究鳞鱼的脂质组成，发现在干燥过程中，鳏鱼的总脂质、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(acidva1.ue,AV)常作为脂质水解的指标，干燥导致脂质氧化，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

15、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(gaschromatography-massspectrometry-o1.factometry,GC-O)等分析产品的风味变化。非挥发性滋味则通过味觉所感知，由鲜味、酸味、甜味、苦味

16、、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、美拉德反应、StreCker降解对气味有重要影响。气味由醛、酮合称的翔基化合物及醇、烷烧类、含氮类、比嗪类等化合物组成，在不同加工环境下组成不同比例和种类的小分子物质，跋基化合物包括己醛、辛醛、壬醛、2,3-辛二酮等，是罗非鱼的主要挥发性气味物质。GOMS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种不同烧类、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。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、核甘酸、有机酸等含氮化合物和糖、无机离子等非含氮化合