林恒欣，裘晓华，王 欢，白 冬，李桂芬，俞群娣，谢 超

（1.浙江省海产品健康危害因素关键技术研究重点实验室，浙江海洋大学食品与医药学院，浙江舟山 316022；2.浙江国际海运职业技术学院，浙江舟山 316021）

脊腹褐虾方便食品在常温贮藏中的货架期预测分析

林恒欣1，裘晓华1，王 欢1，白 冬1，李桂芬2，俞群娣1，谢 超1

（1.浙江省海产品健康危害因素关键技术研究重点实验室，浙江海洋大学食品与医药学院，浙江舟山 316022；2.浙江国际海运职业技术学院，浙江舟山 316021）

通过测定脊腹褐虾调理食品在不同温度保藏中的细菌总数、挥发性盐基氮（TVB-N）值、pH值及感官评价等参数，以TVB-N作为该产品质量变化和推测货架期时长的关键指标。将各温度下测定的TVB-N值代入线性方程组计算出反应活化能Ea为55.21 kJ/mol,指前因子k0为1.08×109。利用Arrhenius方程外推法计算得出在k20℃=0.140 5和k25℃=0.238 6。进一步求得该条件下保藏的对虾即食产品的理论货架寿命分别为153.6 d和92.1 d。经质构仪分析发现脊腹褐虾虾仁的硬度与弹性变化。综合感官评定结果，考虑细菌总数与TVB-N值测定值，明确海捕脊腹褐虾产品在常温贮藏中的货架期为3个月左右。本实验的研究为常温下脊腹褐虾调理食品的开发提供了理论依据。

海捕脊腹褐虾；调理食品；货架期预测

近年来，全球海捕虾总产量明显提高，与此同时国际贸易对虾产品需求量也不断增大，为虾类食品的迅速发展提供了良好的市场环境。脊腹褐虾体型较小，肉质鲜美，蛋白含量高，富含钾、碘、镁、磷等矿物质及维生素A、氨茶碱等成分，其肉质和鱼一样松软，易消化，是身体虚弱以及病后需要调养病人的极好的营养食物[1]。常温贮藏的高水分调理海捕脊腹褐虾含有丰富的镁，对心脏活动具有调节作用，能很好保护心血管系统[2]。并且高水分脊腹褐虾其口感嫩滑，味道淡雅，同时也很好地保持了原料虾本身的口感、外观和质构。食品的保质期或货架寿命都至关重要。通过建立货架寿命预测模型并对其进行研究,可从理论上预测食品的保质期,同时还能对影响食品质量的关键因素进行严格控制,最终延长货架期[3-5]。本文研究脊腹褐虾调理食品在不同温度下的品质,预测脊腹褐虾常温贮藏的货架寿命,为产品规模生产提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

脊腹褐虾购自浙江省舟山市农贸市场；碳酸钾、三氯乙酸(TCA)、浓硫酸、亚硫酸钠、氯化钠、阿拉伯胶、三磷酸腺苷二钠（ATP）、甘油等，以上试剂均为分析纯。

1.2 实验设备

WFZUV-2000紫外可见分光光度仪（尤尼柯仪器有限公司）；MA35水分测定仪（德国赛多利斯有限公司）；ALP-KT-30L全自动灭菌锅（日本ALP公司）；GR21G高速冷冻离心机(日本日立)。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

原料→预处理→称重→调味→热风干燥→真空包装→灭菌→常温保藏。

1.3.2 测定项目

测定项目包括细菌总数、pH值、水分含量、TVB-N值、虾仁质构、感官指标。

细菌总数的检测按照《GB4789.2-2010》中的平板菌落计数法[6]；水分含量的检测采用GB 5009.3-2010“食品中水分的测定”中的直接干燥法；挥发性盐基氮（TVB-N）的检测按照水产品“SC/T 3032-2007中”测定[7]。

pH值的测定：称取碾碎的10 g脊腹褐虾虾肉于烧杯中，加入90 mL中性蒸馏水匀浆。搅拌均匀后制成1∶10的浸提液，离心后静置30 min浸出，过滤后取得上清液，用pH值计测定读数。记录得出虾仁的pH值，剔除数据差异较大的值。

虾仁质构的测定：采用美国FTC公司的TMS-Pro物性测试仪对海捕脊腹褐虾的TPA特性中的硬度与弹性进行测试[8]。记录得到脊腹褐虾的黏聚度、弹性等指标数据。

感官品质评价：参照表1标准对脊腹褐虾调理食品的风味、外形、色泽和组织质构四方面品质进行判定[9-10]。感官得分算取8位专家的总分平均值，将其当做是每个样品最终分数，并做好相应的数值记录。

表1 脊腹褐虾虾肉的感官评价标准Tab.1 Sensory evaluation standard of red shrimp

1.3.3 货架期预测模型

1.3.3.1 一级动力学模型

通常食品的品质都会随食品加工和贮藏过程或多或少产生相应的改变。但是这样改变大都会遵循零级或是一级动力学模型[11]，其中在实际运用中一级动力学模型应用较广泛，其方程式如下:

式中：y0为食品最初TVB-N值（mg/100g）；y为食品贮藏t天TVB-N值（mg/100 g）；k为食品品质变化速率常数；t为食品贮藏时间（d）。

1.3.3.2 Arrhenius方程

不同温度下反应速率常数变化产生的数学模型依据Arrhenius方程进行分析，为：

式中：k0为方程前因子；Ea为活化能（kJ/mol）；T为贮藏温度（K）；R为气体常数，取8.314 4 J/(mol·K)

对式(2)取对数：

根据实验可得在35℃、40℃、45℃温度下脊腹褐虾品质读数，将所得指标数值代入式(2)的动力学方程求得化学反应速率常数k，用lnk作纵坐标，热力学温度的倒数(1/T)为横坐标作图求出直线斜率为－Ea/ R。依据细菌总数和TVB-N值速率常数k算出活化能Ea和指前因子k0。推导食品货架期预测方程:SL=ln (y/y0)k0·exp(－Ea/RT)。获得该反应动力学模型中各参数数值，就可以推算货架寿命及预测不同温度的产品质量[12]，并在一定范围内推演品质对应贮藏时间。

2 结论与分析

2.1 不同温度下产品品质分析

2.1.1 细菌总数测定结果

在温度（35、40、45℃）条件下,脊腹褐虾调理食品的细菌总数变化情况如图1。整个贮藏过程中随着时间的推移，脊腹褐虾中菌落总数不断增多。贮藏前期繁殖比较缓慢，后期由于基数变大速率更快。

图1 不同贮藏温度中海捕脊腹褐虾的细菌总数变化Fig.1 The total number of bacteria in different storage temperature change Crangon affinis

2.1.2 水分含量变化

在设定温度中，测定脊腹褐虾水分含量变化情况如图2。脊腹褐虾产品中水分含量随贮藏时间延长而不断下降。其中贮藏的温度越高，到实验后期脊腹褐虾水分流失速度更快。在保藏期间产品的水分含量减少约4%。

图2 不同贮藏温度下海捕脊腹褐虾水分含量变化Fig.2 Changes in the moisture content C.affinis at different storage temperatures

2.1.3 pH值

直观可见图3数据，产品的pH值随着时间的延长呈现U形变化，数值在5.5～6.1之间波动。这个现象可能由于贮藏前期的脊腹褐虾肌肉糖原开始代谢，产生乳酸后使得pH值降低。一段时间后，脊腹褐虾虾仁在微生物作用下，蛋白质、氨基酸及其他含氮物质被分解为氨、组胺等物质，使得pH值逐渐回升[13]。

2.1.4 TVB-N值测定结果

挥发性盐基氮（T-VBN）通常作为蛋白质食品新鲜化指标，与水产品新鲜或腐败程度有关，测定数值来进行产品鲜度判断[14]。水产品中测定挥发性盐基氮读数越小，产品则越鲜美[15]。在35、40、45℃温度贮藏时，TVB-N值随贮藏时间（t）的变化情况如图4。随着时间的延长，挥发性盐基氮含量增加。且温度越高，产品达到T-VBN含量阈值的时间越短。

图3 不同贮藏温度下海捕脊腹褐虾的pH值变化Fig.3 Changes of pH value C.affinis under different storage temperatures

图4 不同贮藏温度下海捕脊腹褐虾TVB-N值变化Fig.4 Changes of TVB-N value C.affinis under different storage temperatures

2.1.5 感官品质的测定

表2～4分别罗列35、40、45℃贮藏时，感官评定小组得出的感官评定分数。不同贮藏温度，观察样品的色泽、形态、组织状态和风味的分数。横向比较，随时间的推移所得分数逐渐降低；纵向比较，随着温度提升，在相同时间内脊腹褐虾的感官评分也不断下降。

表2 35℃时保藏时间对脊腹褐虾感官品质的影响Tab.2 Time on the C.affinis sensory quality of preservation at 35℃

表3 40℃时保藏时间对脊腹褐虾感官品质的影响Tab.3 Time on the C.affinis sensory quality of preservation at 40℃

表4 45℃时保藏时间对脊腹褐虾感官品质的影响Tab.4 Time on the C.affinis sensory quality of preservation at 45℃

分别利用3个不同温度下的TVB-N值与色泽、组织质构、外形和风味分数进行SPSS软件分析，得相对应的Pearson相关系数[16]，见表5。

由表5可知，感官评价值和TVB-N值Pearson相关系数均大于0.95，可判定感官评价结果与TVB-N值间相关性最紧密[17]。因此本研究最后选取TVB-N值作为脊腹褐虾调理产品质量变化和货架寿命的关键指示因子。

2.2 海捕脊腹褐虾动力学模型

2.2.1 细菌总数模型

通过测定得到菌落总数，结合时间可以得相应的回归方程以及对应k值，见表6。

表6 不同温度下相应的回归方程、R2、kTab.6 The regression equations,R2and k values at different temperatures

根据方程式读得3个温度下细菌总数变化速率常数k分别为0.132 15、0.169 36、0.225 80。把lnk数值作纵坐标，贮藏温度倒数1/ T为横坐标作图，得到线性方程y=-5.354 4 x+15.361(R2=0.991 82)。

由线性方程组计算得出活化能Ea=44.51 kJ/mol，指前因子k0= 6.98×106。在贮藏过程中，根据已得数据建立细菌总数变化速率常数k与贮藏温度T的Arrhenius方程：

菌落总数货架寿命预测模型：

SL=ln（y菌落总数/y0菌落总数）/[6.98×106exp(-44.51×103/RT)]

2.2.2 细菌总数模型的验证

以菌落总数为品质指标，菌落总数104CFU/g为检测终点，大于104CFU/g时表示脊腹褐虾调理食品已腐败。记录3个温度下，脊腹褐虾调理食品的实际货架寿命。根据表7数值，在35、40、45℃条件下的脊腹褐虾调理食品货架预测值与实测值的相对偏差分别为9.83%、4.08%、5.13%，较好地检验了方程可信度。

图5 温度倒数与k值的自然对数关系Fig.5 The relationship curve between temperature reciprocal and logarithm of k values

表7 脊腹褐虾在35、40、45℃贮藏时货架期的预测值与实测值Tab.7 The predicted and measured shelf life of C.affinis at 35,40 and 45℃

2.2.3 TVB-N值模型的建立

综合3个不同温度下TVB-N的检测值，见表8。

表8 不同温度下对应的TVB-N值回归方程、R2、k值Tab.8 The regression equations,R2and k values under different temperatures

从表8可读，依据三个温度的方程式，读取对应TVB-N变化速率常数k分别为0.474 05、0.639 39、0.967 06。作Ink和贮藏温度倒数1/T图，得到线性方程y=-6.639 3 x+20.801(R2=0.971 85)。

依据线性方程组得活化能Ea=55.21 kJ/mol，指前因子k0= 1.08×109。并以方程数据为基础，建立TVB-N值变化速率常数k与贮藏温度T的阿伦尼乌斯方程：

图6 温度倒数与k值的自然对数关系Fig.6 The relationship curve between temperature reciprocal and logarithm of k values

代入一级动力学模型得：

总挥发性盐基氮货架寿命预测模型为：

2.2.4 TVB-N值模型的验证

以TVB-N值为品质指标，记录调理食品的实际货架期，同样记录依照方程算取的脊腹褐虾调理产品货架寿命理论值[18]，结果见表9。产品的货架寿命预测值与实测值的相对偏差分别6.67%、8.33%、14.63%，其值表明方程具有准确性。

表9 海捕脊腹褐虾在35、40、45℃贮藏时货架期的预测值与实测值Tab.9 The predicted and measured shelf life of Crangon affinis at 35,40 and 45℃

2.2.5 细菌总数模型与TVB-N模型的预测及比较

通过比较两者在35、40、45℃时的货架期预测，可以发现两者的准确性基本相近。利用Arrhenius方程外推法知道20℃和25℃温度下的TVB-N变化速率常数分别为k20℃=0.140 5和k25℃=0.238 6。根据方程(1)计算脊腹褐虾产品货架寿命的理论值，结果见表10。

表10 20℃和25℃条件下即食虾仁货架期的预测值Tab.10 Predictive value of red shrimp shelf life at 20 and 25℃

将理论值与实际货架寿命进行比较，其值用两者的相对误差表示。结果由表10可知，细菌总数和TVB-N值在20℃和25℃下脊腹褐虾调理产品Arrhenius法预测值与实测值相对误差均小于9%，模型具有较高准确性。

2.3 脊腹褐虾产品保藏期间的质构特性变化

如图7所示，在保藏期间，脊腹褐虾调理食品硬度随时间的延长而增大。可能由于常温保藏下肌肉蛋白之间氢键增加，肌动蛋白与肌球蛋白质之间结合变弱。而脊腹褐虾弹性随时间增长逐渐变小，这可能是由于改变了原先肌原蛋白与弹性蛋白质间的连接而造成的。

图7 保藏期间产品质构变化Fig.7 The product texture change during preservation

2.4 脊腹褐虾制品保藏期间的感官评定

由表11可知，脊腹褐虾食品在保藏过程中色泽、组织质构、外形和风味的感官评定值都不断下降。其中以色泽变化跟风味变化更为明显，脊腹褐虾的外形趋势相对较平缓。根据感官评定结果，实测90 d时各项感官评定分数维持在1分。说明脊腹褐虾还能保持较好的性状。

表11 保藏期间产品感官评分的变化Tab.11 The sensory score change during the preservation

3 结论

（1）用TVB-N值作为脊腹褐虾调理食品品质变化和货架寿命的指示指标，根据线性方程组可得反应活化能Ea=55.21 kJ/mol，指前因子k0=1.08×109。利用Arrhenius方程外推法算出20℃和25℃时TVB-N变化速率常数分别为k20℃=0.140 5和k25℃=0.238 6。进一步求得该条件下保藏的对虾即食产品的理论货架寿命分别为153.6 d和92.1 d。

（2）采用质构仪分析发现，脊腹褐虾产品弹性随贮藏时间的延长而有所下降，但硬度却逐渐增加。与此同时，产品色泽、外形、组织质构和风味评分也逐步降低，虾仁最终变化程度感官评定员表示可以接受。综合细菌总数与TVB-N值测定结果，因此确定脊腹褐虾产品在常温贮藏条件下的保质期为3个月。

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Shelf Life Prediction and Product Quality Anality Crangon affinis Prepared Foods in Storage at Room Temperature

LIN Heng-xin,QIU Xiao-hua,WANG Huan,et al
(Zhejiang Provincial Key Laboratory of Health Risk Factors for Seafood,School of Food and Medical of Zhejiang Ocean University,Zhoushan 316022,China)

Determination of total bacteria prepared foods Crangon affinis at different temperatures in the preservation,TVB-N value,pH value and sensory evaluation of other parameters.By detecting four C.affinis color,tissue texture,flavor and appearance,and comprehensive key indicators decided to TVB-N value as a conditioning C.affinis product quality changes and shelf life prediction indication factor.According to each temperature measurement volatile basic nitrogen(TVB-N)value,into the linear equations calculated activation energy Ea=55.21 kJ/mol,pre-exponential factor k0=1.08×109.TVB-N value variation rate constant use of the Arrhenius equation calculated by extrapolation 20℃and 25℃,respectively k20℃=0.140 5 and k25℃=0.238 6. Under these conditions obtain further preserved C.affinis conditioning product shelf life theory were 153.6 d and 92.1 d.By texture analyzer found hardness and elasticity change C.affinis shrimp.Integrated sensory e－valuation,considering the total number of bacteria and TVB-N values measured values,clearly C.affinis during storage at room temperature shelf life of three months.In this experiment,for the development of C.affinis prepared foods at room temperature to provide a theoretical basis.This study provides a theoretical basis for the normal development of C.affinis prepared foods.

Crangon affinis;prepared foods;shelf life prediction

TS254

A

1008－830X(2016)05－0417－08

2016-06-10

浙江省自然科学基金项目（LY14C200002）；浙江省科技计划项目（2016C32080）；舟山市科技计划项目（2014C41011；2016C41003）

林恒欣（1995-），浙江义乌人，硕士研究生，研究方向：水产品加工与储藏工程.E-mail:1414751924@qq.com

谢超，副教授.E-mail:xc750205@163.com