牡蛎干制品在不同温度下的贮藏特性及其货架期预测

孙 鹤，汪雅馨，史梦佳，谢洪轩，张阳阳

（1.信阳农林学院食品学院，河南信阳 464000；2.辽宁安井食品有限公司，辽宁鞍山 114000）

牡蛎（Oyster），俗称海蛎子、蚝，其肉质地柔软、水分含量高、蛋白质含量丰富，但去壳后在常温或冷藏条件下容易发生腐败变质[1-2]，在冷冻时，其组织结构易遭到破坏[3]。为了最大限度保留牡蛎中的营养成分和独特鲜味并方便贮藏，越来越多的研究者使用不同干燥技术对牡蛎进行加工处理，使其作为一种营养保健食品走向市场。张洁[4]采用喷雾干燥法制备牡蛎粉末产品，经检测该产品色泽和风味都较好，并完全符合卫生指标。余炼等人[5]采用微波干燥技术干燥牡蛎，并研究其对干制品品质的影响，确定了牡蛎微波干燥条件，并发现Page 方程适合描述牡蛎微波干燥水分变化情况。杨志娟等人[6]采用冷冻干燥对牡蛎进行试验研究，测试冻干过程中的共晶点和共熔点，分析影响因素，发现产品的冻干终点是影响冻干速率的关键因素，并综合考虑冻干时间和经济性，得出牡蛎冻干工艺的适宜条件。高加龙等人[7]对牡蛎进行真空冷冻干燥加工，研究发现真空冷冻干燥的牡蛎制品中几种滋味成分含量高于市售蚝干。丘华等人[8]采用Box-behnken 和响应面分析得到了非油炸即食牡蛎微波-热风联合干燥最优工艺。

研究表明，若食品在贮藏过程中主要因为某种化学反应或微生物生长而引起品质变化，则该食品可根据一级动力学方程建立货架期预测模型[9-10]。吴群芳[11]将热风干燥后的牡蛎干制品分别贮藏在20，28，37 ℃条件下进行加速试验，通过分析贮藏过程中过氧化值、酸价和菌落总数的变化规律，利用一级动力学方程式计算测定指标的变化速率常数，并结合Arrhenius 方程建立了以各测定指标为依据的货架期预测模型，各预测值与实测值之间相对误差低于4%。侯金东[12]对微波干燥制备的牡蛎干制品分别在恒定温度和波动温度下进行贮藏试验，分析贮藏过程中相应指标的变化规律，最终以挥发性盐基氮（Total volatile basic nitrogen，TVB-N） 值的变化规律为依据，结合一级反应动力学方程和Arrhenius 方程，预测牡蛎干制品在不同温度下贮藏时的货架期，其中25 ℃下牡蛎干制品可以贮藏472 d。

以冷风干燥和热风干燥制备的牡蛎干制品为研究对象，通过在不同温度下进行贮藏试验，以TVB-N 值、硫代巴比妥酸（Thiobarbituric acid，TBA）值和菌落总数为指标，分析其贮藏过程中的品质变化规律，并结合一级动力学模型和Arrhenius 方程预测2 种牡蛎干制品的货架期。旨在为企业产量和市场销售量的预估提供理论依据，对利用冷风干燥法制备牡蛎干制品的工业化生产具有实际意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜牡蛎，购自福州仓山区大润发超市，试验时挑选大小接近的个体；平板计数琼脂（PCA），广东环凯微生物科技有限公司提供；2 - 硫代巴比妥酸，国药集团化学试剂有限公司提供；氧化镁（轻质）、硼酸、NaOH、95%乙醇、三氯乙酸、EDTA 等均为分析纯试剂，国药集团化学试剂有限公司提供。

1.2 仪器与设备

YCF20-24P 型热泵冷风干燥机，杭州欧易电器有限公司产品；DHG-9420A 型电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司产品；SQP 型电子分析天平，赛多利斯科学仪器有限公司产品；Anke GL-20G-Ⅱ型离心机，上海安亭科学仪器厂产品；WSC-S 型测色色差计，北京辰泰克化学技术有限公司产品；K9840 型自动凯氏定氮仪，海能仪器有限公司产品；UV-1601 型紫外可见分光光度计，北京瑞利分析仪器有公司产品；VT-840K 型超净工作台，苏州安泰空气技术有限公司产品；DZD-5002SA 型真空包装机，青岛圣方食品机械有限公司产品；GSP-9160MBE 型恒温培养箱，上海博迅实业有限公司医疗设备厂产品。

1.3 试验方法

1.3.1 牡蛎干制品的制备

牡蛎冷风干制品（以下统称“冷风干制品”）：根据课题组前期确定的最佳干燥工艺[13]，新鲜牡蛎去壳、清洗，沸水预煮3 min，装盘放入冷风干燥箱，设置干燥温度为20 ℃，环境相对湿度为55%进行干燥，装盘量控制在2±0.5 kg，直至牡蛎干制品水分含量达18%±0.5%，停止干燥。

牡蛎热风干制品（以下统称“热风干制品”）：参考侯金东[12]研究结果，新鲜牡蛎去壳、清洗，沸水预煮3 min，装盘放入鼓风干燥箱，设置干燥温度为70 ℃进行干燥，装盘量控制在2±0.5 kg，直至牡蛎干制品水分含量达18%±0.5%，停止干燥。

1.3.2 贮藏试验

将制备的牡蛎冷风和热风干制品分别混合均匀，在封口袋中密封保存，放置1 周平衡水分后分装到真空包装袋中，每个真空包装袋中放入30 g 样品，用真空包装机封口，包装袋上标记贮藏温度和干制品类型，分别在25，35，45 ℃的恒温培养箱中进行贮藏试验。每隔5 d 取一次样品，并测定样品中TVB-N 值、TBA 值和菌落总数，每个指标重复3 次，取平均值。

1.3.3 挥发性盐基氮（TVB-N） 值的测定

根据GB 5009.228—2016 中自动凯式定氮仪法[14]，并参考刘君[15]的测定方法稍加修改。样品直接粉碎，称取10 g（精确至0.001 g） 于蒸馏管内，加入75 mL水，用漩涡混合器摇匀，使试样在样液中分散均匀，浸渍30 min。在蒸馏管中加1 g 氧化镁，固定在凯式定氮仪的加热一侧，另一侧用锥形瓶接收试剂，设定仪器参数为加NaOH 和水的体积为0 mL，加硼酸体积为30 mL，蒸馏时间为3 min，蒸馏结束后，将2 滴甲基红乙醇溶液和1 滴亚甲基蓝乙醇溶液滴在锥形瓶接收液中，用0.1 mol/L 盐酸标准滴定溶液滴定，终点颜色呈蓝紫色。不加样品的试剂做空白，每个样品重复3 次，取平均值，TVB-N 值计算如下式。

式中：X——样品中挥发性盐基氮的含量，mg/100 g；

V1——消耗盐酸标准滴定液的体积，mL；

V2——空白消耗盐酸标准滴定液的体积，mL；

C——盐酸标准滴定溶液的浓度，mol/L；

14——与滴定1.0 mL 盐酸标准滴定溶液相当的氮质量，g/mol；

m——样品质量，g；

100——单位转换系数。

1.3.4 硫代巴比妥酸（TBA） 值的测定

参考陈慧斌等人[16]的测定方法，并稍加修改。将制备的牡蛎干制品粉碎，称量5 g 样品至锥形瓶中，加入质量分数为7.5%的三氯乙酸溶液（含0.1%EDTA）50 mL，在70 ℃振荡水槽中放置30 min，用双层滤纸过滤2 次。取5 mL 上清液加入浓度为0.02 mol/L的TBA 溶液5 mL，在90 ℃水浴中保温40 min，取出冷却至室温，以转速6 000 r/min 离心15 min。加5 mL 氯仿于离心后的上清液，摇匀，静置分层后于波长532 nm 和600 nm处测定上清液的吸光度，每个样品重复3 次，取平均值，TBA 值计算如下式。

式中：M——样品的质量，g；与TBA 反应的物质的质量以每千克中丙二醛的毫克数表示。

1.3.5 菌落总数的测定

根据GB 47892—2010[17]测定样品中的菌落总数。

1.3.6 货架期预测

贮藏过程中牡蛎干制品品质随贮藏时间的变化规律符合一级动力学模型[18]，可根据一级动力学方程，得出牡蛎干制品品质变化速率常数k，方程公式[19]如下：

式中：A——不同贮藏时间样品各指标测定值；

A0——样品各指标的初始测定值；

k——样品品质变化速率常数；

t——样品贮藏时间，d。

对数形式为：

结合Arrhenius 方程[20]，见下式，可得到样品特定指标的货架期预测模型。

式中：K——指前因子；

Ea——反应活化能，J/mol；

R——摩尔气体常数，R=8.3144 J/(mol·K)；

T——样品贮藏绝对温度，K。

1.3.7 数据处理

试验数据采用Origin 9.0 软件进行处理，采用IBM SPSS Statistics 20 软件两两比较法（Duncan） 进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 牡蛎干制品贮藏期间的品质变化

2.1.1 牡蛎冷风干制品贮藏期间的品质变化

不同贮藏温度条件下牡蛎冷风干制品各指标变化见表1。

表1 不同贮藏温度条件下牡蛎冷风干制品各指标变化

在贮藏过程中，随着贮藏温度的升高和贮藏时间的延长，其品质变化越来越明显，贮藏至第30 天时，3 个指标值均有所上升，但上升趋势略有不同。不难看出，TVB-N 值和TBA 值随贮藏时间延长均呈现规律性上升，贮藏温度越高，数值上升越快，表明牡蛎干制品中蛋白质、脂肪在贮藏过程中均发生了不同程度的氧化分解，且贮藏温度对其分解程度影响较大。菌落总数在贮藏过程中虽有所增加，但呈现波动变化趋势，变化不明显，且均未超过国家标准，可能是因为牡蛎干制品水分含量比较低，抑制微生物的生长繁殖，此现象在多数研究中均有所呈现[21-22]。

2.1.2 牡蛎热风干制品贮藏期间的品质变化

不同贮藏温度条件下牡蛎热风干制品各指标变化见表2。

表2 不同贮藏温度条件下牡蛎热风干制品各指标变化

由表2 可知，牡蛎热风干制品在贮藏过程中TVB-N 值、TBA 值和菌落总数的变化情况与冷风干制品的变化趋势相似，各指标随贮藏温度升高及贮藏时间的延长均呈现上升趋势。但对比冷风干制品可以看出，牡蛎热风干制品的各指标数值变化速率均较低，造成这种现象的原因可能是由于牡蛎冷风干制品本身的营养成分高于热风干制品，贮藏过程中自身或微生物可分解的蛋白质、脂肪含量较多。

2.2 牡蛎干制品货架期预测

牡蛎干制品贮藏期间TVB-N 值变化趋势见图1。

图1 牡蛎干制品贮藏期间TVB-N 值变化趋势

TVB-N 值是评价水产品新鲜程度的重要指标，其数值与产品腐败程度呈正相关关系，即TVB-N 值越高，产品蛋白质分解越严重，腐败程度越高。牡蛎属于高蛋白低脂肪水产品，由前期对牡蛎冷风、热风干制品在贮藏过程中的品质变化分析可知，干制品经过30 d 贮藏，其TBA 值和菌落总数均有所上升，但变化不明显，不足以显示牡蛎干制品在贮藏过程中的动力学变化，因此选用TVB-N 值预测牡蛎干制品货架期比较可靠。

图1（a）、（b） 分别为经冷风、热风干燥方法制备的牡蛎干制品TVB-N 值在贮藏过程中随贮藏时间的变化情况。可以明显看出，在贮藏过程中，牡蛎干制品的TVB-N 值与贮藏时间呈正相关关系，运用Origin 9.0 软件对趋势图中曲线进行线性拟合。

牡蛎干制品贮藏期间TVB-N 值变化趋势相关参数见表3。

表3 牡蛎干制品贮藏期间TVB-N 值变化趋势相关参数

在贮藏期间牡蛎干制品的TVB-N 值变化规律遵循一级反应动力学方程，结合Arrhenius 方程可对牡蛎干制品的货架期进行预测。根据表3 中牡蛎干制品在各贮藏温度下TVB-N 值的变化速率常数k，分别以lnk 对贮藏绝对温度倒数1/T 作图。

牡蛎干制品TVB-N 值变化的Arrhenius 曲线见图2。

图2 牡蛎干制品TVB-N 值变化的Arrhenius 曲线

参照EEC 的规定[23]，当食品中TVB-N 值高于35 mg/100 g 时即可判断该食品已腐败变质，因此选取TVB-N 值为35 mg/100 g 作为牡蛎干制品的贮藏终点，将表3、图2 中所得变化速率常数k 及相关系数代入Arrhenius 方程，即可预测牡蛎干制品的货架期，并根据牡蛎干制品货架期模型预测任一温度下的牡蛎干制品的货架期。

牡蛎干制品预测货架期见表4。

表4 牡蛎干制品预测货架期

不同牡蛎干制品的货架期预测模型为：

（1） 牡蛎冷风干制品货架期预测模型：

（2） 牡蛎热风干制品货架期预测模型：

2.3 牡蛎干制品货架期预测模型的验证

根据EEC 对食品TVB-N 值的限定为货架期终点，测定牡蛎干制品贮藏在35 ℃和45 ℃下的实际货架期，对比根据货架期预测模型得出的预测货架期，进一步验证通过试验建立的货架期预测模型的可靠性。

牡蛎干制品货架期预测模型验证见表5。

表5 牡蛎干制品货架期预测模型验证

由表5 可知，2 种干燥方式制备的牡蛎干制产品在不同温度下贮藏，以TVB-N 值为指标分析预测其货架期，牡蛎冷风干制品的预测值与实测值的相对误差分别为1.86%，3.13%，热风干制品的预测值与实测值的相对误差分别为2.67%，1.75%，均在可接受范围内，表明牡蛎干制品的货架期预测模型是有效的。

3 结论

以TVB-N 值、TBA 值和菌落总数为指标，将牡蛎冷风、热风干制品在25，35，45 ℃下进行贮藏，分析贮藏过程中的2 种牡蛎干制品TVB-N 值、TBA值和菌落总数的变化规律，研究发现各指标值均与贮藏温度和贮藏时间呈正相关，且贮藏30 d 之后，3个指标值均有所上升，但上升趋势略有不同，其中TBA 值和菌落总数变化程度较小，TVB-N 值变化最为明显。以TVB-N 值为依据对牡蛎干制品贮藏期间的品质变化进行分析，结合建立Arrhenius 方程和一级动力学模型得到各牡蛎产品的货架期预测模型，并计算得出牡蛎冷风干制品在25，35，45 ℃下的货架期分别为428，158，62 d；牡蛎热风干制品在25，35，45 ℃下的货架期分别为402，146，56 d。进一步验证试验的结果显示，牡蛎干制品以TVB-N 值为指标预测的货架期相对误差均在可接受范围内，表明试验所得的牡蛎干制品货架期预测模型是有效的，该研究结果为拓宽牡蛎加工提供了一定的理论基础。