南美白对虾的玻璃化转变温度及其冻藏品质变化的研究

作     者：齐贺 

作者单位：浙江海洋大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张宾;沈飚

授予年度：2021年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083204[工学-水产品加工及贮藏工程] 

主      题：南美白对虾 玻璃化转变温度 冻藏 糖类添加剂 品质变化 水分含量 

摘      要：南美白对虾的在冻藏过程中常常需要不同添加剂改善保鲜效果,传统添加剂在使用过程中制约条件较多,如蔗糖甜度和热量较高,影响产品风味;磷酸盐类影响矿物质吸收。本文研究了不同糖类添加剂对南美白对虾冻藏过程中品质变化的影响,探究了影响虾仁玻璃化转变温度(Tg)的相关因素,同时研究玻璃化转变温度与虾仁冻藏中品质和蛋白质稳定性的关系。以期能对虾仁冻藏保鲜中热力学的应用能有更深入的了解,降低工业生产中低温贮藏的成本。通过对退火温度、退火时间和升温速率的优化确定虾仁玻璃化转变温度的测量方法,为初温25℃恒温2 min,以10℃/min速率冷却至-80℃,恒温2 min;以10℃/min升温至30℃,恒温2 min;再以10℃/min降至退火温度-35℃,恒温30 min;以10℃/min降至-80℃,恒温2 min;以10℃/min升温至30℃。通过GAB和BET模型进行非线性回归拟合,确认虾仁水分活度和水分含量之间的关系,研究发现BET模型更适合用来描述虾仁的水分吸附特性。以焦磷酸钠、三聚磷酸钠、海藻糖、海藻胶寡糖、卡拉胶寡糖为添加剂,通过测定不同浓度、不同浸泡时间、不同冻藏时间、不同冻融次数对虾仁Tg’、水分活度和水分含量指标的变化,研究了糖类添加物对南美白对虾Tg’的影响,以及水分活度水分含量与Tg’之间的关系。实验结果表明,糖类物质均有效提高了虾仁的Tg’,糖浓度的增加和浸泡时间的延长均能提高Tg’,其中三聚磷酸钠和海藻糖效果最为显著,海藻胶寡糖、焦磷酸钠、卡拉胶寡糖之间差别不大。随着糖浓度的增大,浸泡时间的延长,虾仁Tg’呈缓慢上升趋势。随着冻藏时间的增长,虾仁的Tg’进一步升高,海藻糖组在90 d时达到-52.16℃。在反复冻融过程中,糖类添加组有效抑制了虾仁肌肉水分含量的降低,提高了虾仁的Tg’,其提高程度高低顺序依次为海藻糖组、三聚磷酸钠组、海藻胶寡糖组、卡拉胶寡糖组、焦磷酸钠组。虾仁的Tg’与水分含量成正比。采用真空低温渗透处理提高糖类浸入率,通过对解冻损失率、TPA特性、水分活度、水分含量、肌原纤维蛋白含量、Ca-ATPase活性和羰基含量等指标的测定,研究了不同添加剂对冻藏虾仁品质变化的影响。实验结果表明,南美白对虾解冻损失率、弹性、硬度、水分活度、水分含量、肌原纤维蛋白含量、Ca-ATPase活性、羰基含量在贮藏初期变化剧烈,再冻藏末期逐渐趋于平缓。三聚磷酸钠组在90 d时解冻损失率为3.90%,显著低于蒸馏水组(12.92%)。海藻糖组抑制了冻藏初期肌原纤维蛋白含量迅速下降的趋势,对蛋白质结构的稳定性起到了保护效果。随着渗透压增大和渗透时间增长,虾仁的ΔH、比热容、水分含量、水分活度减小,Tg增大,因此提高渗透压和渗透时间有助于增大糖类分子与体系的结合率。通过对南美白对虾肌原纤维蛋白热稳定性、原子力显微镜成像、浊度、内源荧光性、表面疏水性、SDS-PAGE凝胶电泳等指标的测定,研究不同糖类物质对冻藏虾仁蛋白质稳定性的影响。南美白对虾在冻藏过程中,肌球蛋白和肌浆蛋白热稳定差,容易发生受热变性,三聚磷酸钠和海藻糖的添加可以延缓肌球蛋白变形温度下降速度,肌动蛋白较为稳定。通过原子力显微镜可以看出,添加海藻糖后的肌原纤维蛋白在变性后离散较为平均,稳定性较高。在冻藏过程中肌原纤维蛋白肽链的伸展使得色氨酸基团和疏水基团暴露,引起内源荧光强度下降,表面疏水性上升。在浊度的变化关系中,各组在40℃之后浊度大幅上升,与肌球蛋白的变性温度一致。SDS-PAGE凝胶电泳分析中条带的变化也验证了这一点。