冷链流通中温度波动对南美白对虾色泽和质构的影响及其品质调控

作     者：李桢桢 

作者单位：上海海洋大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王锡昌

授予年度：2023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(Litopenaeus vannamei) 温度波动 脂肪氧化 蛋白质氧化 包装方式 

摘      要：南美白对虾(Litopenaeus vannamei)的养殖量和需求量在世界范围内都位居养殖虾类榜首,其营养丰富、味道鲜美、肉质细腻,深受消费者的喜爱。南美白对虾离开水后难以存活,由于其高水分含量、高酶活性及高脆弱性等原料特性极易出现腐败变质现象,目前主要通过冻结对其进行长期贮藏和流通。但由于冷链装备相对缺乏、物流技术和管理落后等原因,在生产、运输、贮藏和加工等环节中容易出现温度波动现象,导致冷冻南美白对虾的色泽、质构和风味等发生劣变,营养价值和食用价值大大降低。因此,探究温度波动对冷冻南美白对虾品质的影响及其调控显得尤为重要。目前,国内外有关南美白对虾温度波动的研究主要集中在冻融循环以及物流分阶段过程中的品质变化,且波动过程大多数以在不同环境温度中切换为主,不贴合冷链物流的实际。本研究以南美白对虾为研究对象,首先探明不同温度波动(-18℃～-12℃、-18℃～-6℃和-18℃～0℃)下冷冻南美白对虾的品质变化,并通过偏最小二乘法确定其品质劣变的主要表观指标;其次探究导致其色泽和质构劣变的内在原因;最后探讨不同包装方式(普通包装、真空包装和气调包装)对冷冻南美白对虾脂肪氧化和蛋白质氧化的调控作用,以期为冷冻水产品在冷链流通中品质保全提供理论与技术支撑。主要研究内容及结果如下:(1)温度波动对冷冻南美白对虾品质表观特性的影响将冷冻南美白对虾在冻藏过程中的温度波动设计成三组(-18℃～-12℃、-18℃～-6℃和-18℃～0℃),取其波动0、1、3、5、7次的样品进行相关指标的测定。结果显示,三组南美白对虾在温度波动过程中整虾和虾仁色泽的感官得分及L*值和W值呈现下降趋势;波动7次后-18℃～-12℃组、-18℃～-6℃组和-18℃～0℃组的整虾a*值分别增加了20.99%、29.01%和32.06%,虾仁a*值分别增加了20.38%、27.31%和34.62%,-18℃～0℃组样品增加幅度最大。各组样品的肌肉组织得分、质构特性(硬度、内聚性、咀嚼性和剪切力)和水分含量随波动次数的增加而不断降低,冰晶逐渐变大且不规则化,肌肉组织出现大孔洞导致完整性降低。偏最小二乘法(Partial least squares regression,PLS-R)模型的结果表明,-18℃～-12℃组、-18℃～-6℃组和-18℃～0℃组分别在波动7、5和3次后品质发生显著性变化(P0.05)。温度波动过程中-18℃～-12℃、-18℃～-6℃和-18℃～0℃组的羰基含量从0.80 nmol/mg显著增加(P0.05),分别到1.51 nmol/mg、2.12 nmol/mg和2.33 nmol/mg;巯基含量分别减少20.07%、30.44%和35.32%;α-螺旋和β-折叠逐渐向β-转角和无规则卷曲结构转变;-18℃～0℃组的最大內源荧光强度(FI)下降程度最大且显著低于其余2组;SDS-PAGE显示肌原纤维蛋白部分发生氧化变性。相关性分析发现,色泽指标(L*、a*、b*和W值)与PPO活力和TBARS值的相关系数均较高,温度波动期间PPO的催化作用和脂肪氧化是造成南美白对虾色泽变化的主要原因;质构特性(硬度、内聚性、咀嚼性和剪切力)与肌原纤维蛋白羰基含量、巯基含量和FI具有较强的相关性,蛋白氧化变性在南美白对虾质构劣变中起着重要作用。(3)包装方式对冷冻南美白对虾脂肪及蛋白质氧化的调控将冷冻南美白对虾分装在聚丙烯袋中,分别经过普通包装机、真空包装机和气调包装机处理后,在-18℃～0℃条件下进行波动,取波动0、1和7次后的样品测定相关指标。结果显示,相比于气调包装组,普通包装组和真空包装组南美白对虾温度波动7次后硬度分别降低12.26%和5.41%,解冻损失增加1.80%和4.66%,TBARS值增加135.51%和64.29%,气调包装组一直保持较高的肌原纤维蛋白溶解度、巯基含量和FI。真空包装组TBARS值和脂肪酶(Lipase,LPS)活力均低于普通包装组,可一定程度上抑制温度波动过程中南美白对虾的脂肪氧化,但其肌肉组织遭到外力影响,蛋白质结构发生改变,从而导致其蛋白质变性较严重。综合主成分分析(Principal component analysis,PCA)得出结论,气调包装是一种可有效抑制脂肪氧化和蛋白质氧化且能保持南美白对虾较好色泽和质构特性的调控方式。