（食品科学专业论文）中华绒螯蟹冻藏品质的研究.pdf

摘嘤 摘要 近年来，我国养殖产业发展迅速，以鲜活销售为主的方式已不能适应其产量快速增 长的状况。利用冰藏或冻藏进行养殖水产类的保藏，意义重大。然而在低温贮藏期i 口j 仍 会发生一系列的变化，这些变化严重影响着水产品的鲜度和食用品质。本文以中华绒螫 蟹为研究对象，选择相关指标来考察一1 0 、1 7 及2 4 贮藏对中华绒螯蟹品质的影响， 以期为中华绒螯蟹的保鲜及加工提供理论依据。 以无锡太湖公蟹和苏州上塘母蟹为研究对象，利用差示扫描量热法测定其玻璃化转 变温度，并据此确定本实验所采用的冻藏温度。结果表明：根据无锡太湖公蟹和苏州上 塘母蟹三个部位一螯、腹。脚的热分析曲线图，最终确定以1 7 。c 为临界点，并选择1 0 、 17 。c 及2 4 做为本实验所采用的冻藏温度。 以高淳固城湖的中华绒螯蟹为实验对象，分别在一1 0 、1 7 及2 4 下冻藏，以 c a 2 + - a t p a s e 酶活性、总巯基和活性巯基含量、表面疏水性、蛋白质组分的变化、盐溶 性蛋白含量、p h 值、三甲胺含量、挥发性盐基氮含量、感官评定值、蟹肉组织观察为 指标，考察在各个不同冻藏温度下各指标随冻臧时间的延长而变化的趋势。结果表明： 三个温度下冻藏，c a 2 + a t p a s e 酶活性都呈先上升后下降的趋势，总巯基和活性巯基含 量随冻藏时间的延长而下降，表面疏水性相反随时间的延长而增大，由电泳图可以看到， 随着冻臧时间的延长，肌球蛋白重链的条带有渐渐变淡的趋势，而肌动蛋白的条带基本 保持不变，也就是说肌球蛋白重链在冻藏过程中比肌动蛋白敏感，有聚集的趋势，盐溶 性蛋白变化趋势为时问越长含量越低，p h 值也具有先下降再上升的二相性，三甲胺含 量从痕量一直增加，其变化趋势与挥发性盐基氮含量相似，感官评定值也随着时间的延 长而降低，扫描电镜可以观察出冻藏的蟹肉的肌原纤维蛋白的变化及冰晶体的变化，本 章还依据各个指标的值做出了各自的品质变化动力学模型。 以高淳固城湖的中华绒螫蟹为研究对象，研究各指标随冻藏温度的变化而变化的规 律，并结合玻璃化转变温度的测定，研究玻璃化冻藏对中华绒螫蟹的作用。 综合各指标可知：冻藏温度越低，中华绒螯蟹的品质越好。1 0 下冻藏的河蟹品 质下降得最快；2 4 下降缓慢，食用价值最高；1 7 略次之。 关键词：中华绒螯蟹玻璃化转变温度冻藏品质变化 a b s t r a c t a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，m a r i c u l t u r e df i s h e r i e sh a v ed e v e l o p e dr a p i d l yi nc h i n a ，a n dt a k i n gt h e f r e s ho rl i v es a l ea st h em a i nw a yc a nn o ta d a p tt ot h ec o n d i t i o nt h a tt h ey i e l dq u i c k l y i n c r e a s e s i ti sv e r yi m p o r t a n tt ok e e pt h ef r e s h n e s sb yi c e do rf r o z e ns t o r a g e h o w e v e r , as e r i e s o fc h a n g e sw h i c ha f f e c ts e r i o u s l yt h ef r e s h n e s sa n de d i b l eq u i l i t i e so ft h ea q u a t i cp r o d u c t s s t i l lo c c u ra tl o wt e m p e r a t u r es t o r a g e u s i n gr e l a t i v ei n d e x e s ，c h a n g e so fe r i o c h e i rs i n e n s i s d u r i n gl o wt e m p e r a t u r es t o r a g p 一10 ，- 17 。c ，一2 4 cw e r es t u d i e dr e s p e c t i v e l y , i no r d e rt h a t t h i sc a np r o v i d ea c a d e m i cf o u n d a t i o nf o rr e f r e s h i n ga n dp r o c e s s i n go fe r i o c h e i rs i n e n s i s t h eg l a s st r a n s i t i o nt e m p e r a t u r e so fw u x it a i h uc r a ba n ds u z h o us h a n g t a n gc r a bw e r e d e t e r m i n e db yd if f e r e n t i a ls c a n n i n gc a l o r i m e t e r , t h e nt h es t o r a g et e m p e r a t u r e si nt h i s e x p e r i m e n tw e r es e l e c t e d r e s u l t ss h o w e dt h a t ：a c c o r d i n gt ot h et h e r m a la n a l y s i sg r a p h sg i v e n b yd s c ，c h o s e - 1 7 a sc r i t i c a lp o i n ta n ds e l e c t e d 一1 0 。c ，一1 7 。c ，一2 4 。c a sf r o z e ns t o r a g e t e m p e r a t u r ei nt h i sp a p e r c h a n g e so fc a 2 + _ a t p a s e ，t h ec o n t e n t so ft o s ha n da s h ，s o a n s ，t h es a l t s o l u b i l i t y o f a c t o m y o s i n ，p h ，t r i m e t h y l a m i n e ，t o t a l v o l a t i l e n i t r o g e n ，s e n s o r yp r o p e r t i e s o fe r i o c h e i r s i n e n s i sd u r i n g 一1 0 。c 一1 7 。ca n d 2 4 s t o r a g ew e r ea n a l y z e ds oa st os t u d yt h et r e n do f e a c h i n d e x e sc h a n g ew i t ht h ei n c r e a s eo fs t o r a g et i m e t h er e s u l t si n d i c a t e d ：t h ea c t i v i t yo f c a 2 + - a t p a s eh a v et h ec h a r a c t e r i s t i co ff i r s tg o i n gu pt h e nd e c l i n e t h et - s ha n da - s h c o n t e n td e c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s eo ft i m e w h i l es o a nsi n c r e a s e dw i t ht h ep r o l o n go f t i m e f r o mt h es d s - p a g e ，t h em y o s i n h e a v yc h a i nt u m e dt h i n ，t h e a c t i nr e m a i n e d u n c h a n g e d t h i ss h o w e dt h a tm y o s i nw a sm o r es e n s i t i v et h a na c t i n t h es a l t s o l u b i l i t yo f a c t o m y o s i nd e c l i n e dw i t ht h ee x t e n s i o no ft i m e p hf i r s tw e n tu pt h e nw e n td o w n t m a c o n t e n tr a i s e df r o mt r a c ea n dh a ds i m i l a rt r e n dw i t ht v b n b ys e n s o r ya s s e s s m e n t ，t h ep o i n t d r o p p e dw i t ht h ei n c r e a s eo ft i m e w ec a ns e ef r o mt h eg r a p h st h ec h a n g eo fm y o f i b r i l l a r p r o t e i na n di c ec r y s t a ld u r i n gt h ef r o z e ns t o r a g e m o r e o v e r , t h ek i n e t i cm o d e lh a sb e e ng i v e n a c c o r d i n gt ot h es e r i e so fi n d e x e s t h ei n f l u e n c eo fs t o r a g et e m p e r a t u r eo ne r i o c h e i rs i n e n s i s q u a l i t yw e r es t u d i e d s t u d y o nt h ei n f l u e n c eo fg l a s sf r o z e ns t o r a g ec o m b i n e dw i t ht h ed e t e r m i n a t i o no fg l a s st r a n s i t i o n t e m p e r a t u r e f r o ma l lt h ei n d e x e s ，t h el o w e rf r o z e ns t o r a g et e m p e r a t u r e ，t h eb e t t e re r i o c h e i rs i n e n s i s q u a l i t y t h er a t eo fq u a l i t yd e c l i n e du n d e r 一10 。cs t o r a g ei st h eh i g h e s t ；u n d e r - 2 4 。c ，i t sq u a l i t y d r o p p e dm o s ts l o w l y , u n d e r 17 ab i tw o r s et h a n - 2 4 k e yw o r d s ：e r i o c h e i r s i n e n s i s g l a s st r a n s i t i o nt e m p e r a t u r ef r o z e ns t o r a g e q u a l i t yc h a n g e 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 签 名：日期：力缈乡勿 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定： 江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文， 并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名： 导师签名： 勿识多少 船帝绪论 第一章绪论 我国地处温带和亚热带，海域总而积约3 54 m h m 2 ，大陆海岸线长达l8 万多公里， 拥有丰富的海洋渔业资源，是世界上水产类品种最多的国家之一。并且中国是水产品生 产大国，改革丌放以来水产品总产量持续高速增长1 9 7 9 2 0 0 3 年的2 4 年问年均增长 1 05 。自1 9 8 9 年以柬，中国水产品总产量已连续l5 年居全球第一，2 0 0 1 年达到4 3 8 】 万吨，是世界第二大水产品生产国秘鲁的年产量的5 倍多。中幽水产品总产量占世界水 产品总产量的比重逐年上升，目前这一比重己高达3 4 ，2 0 0 2 年中圜水产品人均占有 量达到3 56 公斤，比世界平均数高出1 1 公斤。 表1 1 中国水产品甚产量占世界水产品总产量比重 t a b 1 1 t h ep r o p o r t i o no f c h m a sa q u a t i cp r o d u c t s i n t h e w o r l d s t o t a o u t p u to f a q u a t i cp r o d u c t s 指标1 9 9 0 1 9 9 51 9 9 61 9 9 71 9 9 92 0 0 02 0 0 12 0 0 3 世界水产品总产擐万吨9 9 0 1 】7 2 81 2 0 2 01 2 2 5 01 2 6 6 0】3 0 4 01 2 8 8 0 - 中国水产品总产量，万吨1 2 3 7 2 5 】73 2 8 83 6 0 24 1 2 24 2 7 94 3 8 14 7 0 0 比重肼 】2 52 152 742 9 43 263 283 4 资料来源：世界水产- w ，总产坫资料来源于联台国粮农组织数据席2 0 0 2 年以前再年份中国水 产品总产量资料来源丁中国农村统计年鉴：2 0 0 3 年数字为农业部油业局根据2 0 0 3 年】月一2 0 0 3 年 1 1 爿统计数字什计。 2 0 0 5 年世界水产品总产量为1 3 亿吨，人均水产品占有量约2 0 公斤：中圈水产品 产量增加到约4 9 0 0 万吨。r h - l t 界水产品产量的3 5 位居世界第一位，尤其是养殖产 量已占到世界养蛸总产量的7 0 以上，是世界上唯一一个养殖产量超过捕捞产量的田 家，且我国水产品人均占有量己高出世界1 3 公斤。 近年柬我国河蟹的养殖规模也不断地扩大，养嫡的品种也在不断的增加，养殖产量、 产品质量和上市规格都有较大程度的提高川，养殖产量从1 9 9 9 年的1 72 万吨到2 0 0 3 年 的4 0 万吨，产量增长了i3 26 ，平均年递增率3 31 ，4 年时问产量翻番口】，如图l i 所示。 目闩n 厂| | 国1 1 河蟹养殖产量图 f i 9 1 - 1 t h ea q u a c u l t u r eo u t d u to f e d o e h e l e s i n e n s l s 江雨人掌i 砚l j 学位论艾 我幽境内的三大水系之一一长江，是久负盛名的长江水系中华绒螫蟹的主产地，境 内湖泊众多，水网纵横，又有近干公罩的海岸线、广阔的浅海滩涂和辐射沙洲，气候适 宜，水生饵料生物资源十分丰富，具有得天独厚的河蟹繁育生长的自然条件。因此仅江 苏省2 0 0 3 年河蟹养殖而积就达3 2 0 万亩，产量2 4 万亩，产值达8 4 亿元。辽宁省养蟹 面积有1 4 6 万亩，仅盘山县养殖面积就达4 7 力亩，安徽、江西、湖南、湖北等地规模 化养殖的发展速度也很快【3 j 。近来河蟹养殖生产的发展又经历了从捕捞天然蟹苗到攻克 人工繁殖技术，从最初的资源放流型到目前的集约化高密度精养，从分散型向地域集约 化发展，除黑龙江、青海、西藏等少数地域发展缓慢外，南到福建、广东、北至辽宁、 山东、河北等地都有河蟹的养殖，已形成了以太湖、洞庭湖、洪泽湖、鄱阳湖、巢湖、 阳澄湖等大中湖泊为基地，辽河、长江、闽江为产业带的区域集约化规模化养殖格局。 我国水产养殖经济效益巨大，目前，中国亿元以上7 2 个水产批发市场，全年成交金 额为4 4 7 亿元，比2 0 0 4 同期增长1 1 9 3 ，是肉、禽、蛋成交额1 1 9 亿元的4 1 ，水产 品是继蔬菜之后，中国农产品批发市场中，成交量最大的商品。 1 2 中华绒螯蟹的营养价值 中华绒螯蟹在动物分类学上隶属短尾部( b r a c h y u r a ) 、短额蟹股( b r a c h y r h h y n c h a ) 、扇 蟹总科( x a n t h o i d e a ) 、方蟹科( g r 叩s i d a e ) 、弓蟹亚科( v a r u n i n a e ) 、绒鳌蟹属( e r i o c h e r d e h a a n ) 。绒鳌蟹属有5 种，经济意义较大的种类除了中华绒鳌蟹外，还有日本绒鳌蟹和 合浦绒鳌蟹。中华绒整蟹，在我困民间又称河蟹( r i v e rc r a b ) 、螃蟹、毛蟹、清水闸蟹， 其味道鲜美可口，肉质细嫩，营养丰富，具有保健功能，是我国特有的名特优水产品【4 】。 ( 本文为简略起见，在后述内容中常采用河蟹一词) 。 俗话 兑：河蟹上席百味淡。河蟹含有人类所需的全部六大营养素，河蟹蛋白质含量 约为1 4 ，脂肪含量约为5 9 ，碳水化合物含量约为7 ，分别相当于对虾的8 倍和5 倍。河蟹中含有几乎所有的微量元素，其中含钙1 2 9 m g 1 0 0 9 ，磷1 4 5 m g 1 0 0 9 ，铁 1 3 m e t l 0 0 9 。河蟹中维生素含量非常丰富，比如维生素a 的含量就高达5 9 6 0 国际单位1 0 0 克，是海蟹的2 6 倍( 维生素a 的需要量为2 0 0 0 国际单位人日) ，维生素b 1 、b 2 ，烟酸 等含量也很高，可向人体提供足够的营养。而且其所含的八种必需氨基酸生物价值很高， 尤其是谷氨酸、甘氨酸含量高，这也是河蟹味道鲜美的原因所在【5 6 】。 河蟹营养价值很高，其中可食用部分的蛋白质是完全蛋白质，脂肪大部分是高度不 饱和脂肪酸，如二十碳五烯酸，二十二碳六烯酸，易于消化，营养丰富，对降低人体胆 固醇，防止血栓形成，增进大脑功能，预防心血管疾病，有着重要的食疗作用【7 】。 1 3 国内外水产及中华绒螯蟹研究现状 水产品加工和综合利用是渔业生产的延续，所谓“加工活，则流通活，流通活，则生 产兴”，搞活了加工，货畅其流，无形给养殖生产开辟了一个永久性的高速通道。因此， 水产品加工业的发展对于整个水产品业的发展起着非常关键的作用。 2 第一鼋绪论 近年来，由于市场需求的4 i 断增长尤其是海外市场的不断增长，中国的水产品加工 行业出现了两种不同的势头。一方面原有传统的加工企业由于油价上涨、w t o 开放等 原因，利润率下降，出现了周期性的紧缩，但是从需求来看还有很大的发展空间；另一 方面，在水产品深加工等高附加值的领域，中国的科研和加工能力还有待加强，可喜的 是，随着中国水产品加工业的不断发展，水产品深加工领域，也出现了喜人的增长势头。 中国提取河豚毒素成功并取得高纯度的结晶，从而获得美国f d a 认可并进入国际市场， 结束了日本公司独霸市场的局面。从海洋生物中提取d h a 、e p a 、d p a 、鲨鱼软骨素、 活性多糖和多肽类等生物活性成分用于保健和治疗疾病，目前都已进入工业化阶段，这 为中国水产品深加工的发展提供了良好的发展契机。鉴于此，尽管在发展的过程中出现 了很多波折，中国水产品加工业仍然呈现出蓬勃发展的良好趋势，成为产业发展的亮点 专一【8 ，9 】乙。 o 但是，中国加工和综合利用方面与世界水平相比差距还十分明显。一是加工量比例 较低，中国水产品加工比例不到总产量的三分之一，其中淡水产品不足5 ；其次是加 工技术含量低，高附加值产品少；三是废弃物综合加工利用水平不高，加工过程中的鱼 头、内脏、鱼鳞、鱼骨、虾头、蟹壳及腐烂水产品等废弃物，主要用来生产饲料鱼粉， 对其中很有价值的成分尚未充分提取和利用；四是传统产品加工技术落后，中国几千年 来形成的许多传统风味水产食品仍然沿用传统的作坊式手工加工方法【l 0 ，12 】；五是保鲜 技术相对落后，造成数量相当大的水产品的浪费【1 3 】。 而美国、日本等水产业发达国家，水产品和水产食品的保鲜早己应用了冷藏链的形 式，无论在作业渔船上保鲜或相l 加工，还是在陆上加工厂对水产品的精加工，原料的保 藏始终保持在低温状态，在水产物流的全过程基本消除了腐败变质现象，使市场销售的 水产食品保持食好的鲜度和品质【1 4 , 1 5 , 1 6 】。此外，国外对水产的冰藏或冻臧保鲜也进行了 相当多的理论研究，例如19 9 0 年s y c h 1 7 】等对鲤鱼冰藏条件下肌原纤维蛋白的盐溶性进 行了研究。19 9 5 年j u a n 1 8 】等研究了鳕鱼的肌动球蛋白的脂质和生化变化，包括 c a 2 + - a t p a s e 酶活性的变化、s d s p a g e 研究蛋白质的变化、脂类分布变化等。1 9 9 7 年 b e n j a k u l t 】等研究了冻藏鳕鱼的肌原纤维蛋白的电泳图谱图。1 9 9 7 年m a r t i d e 2 0 】等研究 了蛋白质的空间结构的变化。2 0 0 4 年m a r t a 2 1 】等研究了真空包装冷熏鲑鱼在o 、2 、4 、 6 、8 下贮藏时，t b a 、t m a 、k 值、乳杆菌等生化、微生物和感官指标的变化。2 0 0 4 年l o r e n a 2 2 】等以扇贝、双壳类软体动物、鱿鱼为研究对象，研究了肌原纤维蛋白的物理、 化学和功能特性，通过s d s p a g e 蛋白质的变化，粘度的下降、表面疏水性的测定来考 察其品质变化。2 0 0 5 年k u o c h i a n g 2 3 等研究了静水压处理对罗非鱼肌动球蛋白的构象 和巯基的影响。2 0 0 6 年y e s i m 【2 4 】等以野生大菱鲆为研究对象，测定了其在冰藏条件下贮 藏时化学、感官和微生物指标的变化趋势。2 0 0 6 年m a r i a 2 5 】等研究了鲽的肌动球蛋白在 o 冰藏下m 9 2 + a t p a s e 、m 9 2 + c a 2 + a t p a s e 、m 9 2 + e g t a a t p a s e 等指标的变化。 国内关于水产冷藏或冻藏的研究起步较晚，相关理论报道较浅，如刘艺杰【2 6 】等研究 了不同温度冻藏条件1 0 * c 、2 0 、3 0 下鳙鱼鱼糜的品质变化。刘茹【27 等以白鲢为原 料，研究了肌动球蛋白提取条件对其得率及c a 2 + - a t p a s e 酶活性的影响。郝淑贤【2 8 】等对 3 】：陌入学坝f ：学位论义 几种淡水鱼加工过程中c a 2 + - a t p a s e 稳定性进行了探讨，分析原料鱼死后彳i 同存放条件 下肌原纤维蛋白质c a 2 + a t p a s e 酶活性及肌肉组织p h 值的变化规律。宋广磊 2 9 等研究 了鱼肉蛋白质冷冻变性研究现状。杨文鸽【3 0 】等以养殖大黄鱼、美国红鱼、鲻鱼、缢蛏为 研究对缘，以a t p 及其关联物、糖原、甜菜碱等作为指标，对其低温贮藏生化特性的变 化及鲜度进行了评价。 然而关于河蟹品质的研究鲜见报道，仅单衡吲3 1 】通过对冷冻贮藏在不同温度下的蟹 进行感官鉴定和理化指标的测定，从而得出不同冻藏温度对蟹品质影响的结论。 1 4 立题依据和意义 新鲜水产品肌肉中水分含量高、组织脆弱、天然免疫物质少、不饱和脂肪酸易氧化 及可溶性蛋白质含量高，因此比一般的动物肉组织容易腐败，不易贮藏，又由于河蟹的 生活史和生命周期比较特殊，造成河蟹在9 1 1 月份集中上市的特征，使这一时期市场 上供大于求，销售价格偏低，因此若不进行保鲜、贮藏和加工，而只靠单一的鲜活销售 方式，不仅会挫伤蟹农的养殖积极性，还会制约河蟹产业的发展，造成产品的巨大浪费。 因此河蟹产品必须走产品深加工的路子，最大限度地提高产品的技术含量，像其他水产 品那样，将只能活体销售提升至鲜销、冷冻储存后销售及研制成各种类型的小包装河蟹 熟制品。 目前，在生产中为延长水产品的货架期，可以采用系列措施来降低其腐败变质的 速度，如低温保鲜( 冰藏保鲜、冷海水保鲜、微冻保鲜、冻结保鲜、冻藏保鲜、超冷快 速保鲜、玻璃化转移保鲜) 、高压保鲜( 高压杀菌) 、辐照保鲜、气调保鲜、化学保鲜( 加 入防腐剂、杀菌剂或抗氧化荆等) 、盐水保鲜、生物保鲜、脱水保鲜( 干制品) 、密闭加 热保鲜等。在众多的保鲜方法中，冻藏仍是水产品保鲜和长期保存的最常用的方法1 3 。 “低温”抑制了酶的活性、降低了食品中微生物的生长和各种生化反应的速率、降 低了食品基质中水的活性，对于水产品的腐败变质起到了抑制和延缓的作用，而且又不 含有防腐剂、添加剂或其它调味料，因此低温保藏是保证水产品和水产食品鲜度、营养 价值和原有风味的最佳途径。而且河蟹肉经过低温冻藏，蛋白质适度变性从而获得较高 的消化率，为人体提供较多的有效的营养成分；而且肉质结实、富有弹性、有咀嚼感， 且鲜嫩、脆软、多汁，最大限度地保持了原有营养和固有的风味【3 2 】。因此，通过低温冻 臧以延长蟹肉的品质和鲜度是水产工作者不懈努力的方向和目标。 目前河蟹已成为我国水产养殖业结构调整的主导品种，也是市场上最受欢迎、价格 最稳、销售最畅的水产品，不仅国内消费者喜食，而且大量出口，食用价值和经济价值 极高【6 】，随着其养殖技术日趋成熟，并得到全面普及，加工产业迅速发展，因此通过完 善的河蟹贮藏链来调节河蟹集中上市供大于求的市场现状，使河蟹从季节性销售走向全 年销售，让人们全年都能吃上可口的美味佳肴，意义重大。也只有这样，河蟹市场刊有 可能告别大起大落，保证河蟹市场的稳定和消费者的需要【3 】，并且为生产加工业长期提 供生产原料【3 3 1 。本研究在学术上也为河蟹的保藏及其在冻减过程中品质的变化提供一些 4 第一章绪论 依据。 1 5 本论文的主要研究内容 本研究的主要内容分为以下几个部分： ( 1 ) 选用无锡太湖公蟹和苏州上塘母蟹为研究对象，利用差示扫描量热法( d s c ) 来测定其玻璃化转变温度，从而确定本实验的冻藏温度。 ( 2 ) 采用1 0 。c 冻藏的方法，以c a 2 + - a t p a s e 酶活性、总巯基和活性巯基含量、 s o a n s 3 4 , 3 5 , 3 6 】、蛋白质组分的变化 3 7 , 3 8 】、盐溶性蛋白的含量、p h 值、t m a 含型3 9 ，4 0 川、 t v b n 含量、感官评定、蟹肉组织的观察为指标，研究在1 0 冻藏条件下各指标随着 冻藏时间延长的变化趋势。 ( 3 ) 采用玻璃化冻藏的方法，即在1 7 下冻藏，以c a 2 + - a t p a s e 酶活性、总毓基 和活性巯基含量、s o a n s 、蛋白质组分的变化、盐溶性蛋白的含量、p h 值、t m a 含量、 t v b n 4 2 】含量、感官评定、蟹肉组织的观察为指标，研究在玻璃化冻藏条件下各指标随 着冻藏时间延长的变化趋势。 ( 4 ) 在2 4 下冻藏，以c a 2 + - a t p a s e 酶活性、总巯基和活性巯基含量、s o a n s 、 蛋白质组分的变化、盐溶性蛋白的含量、p h 值、t m a 含量、t v b n 含量、感官评定、 蟹肉组织的观察为指标，考察各指标的变化趋势。 ( 5 ) 综合比较三个温度下各指标的变化，分析冻藏温度对河蟹品质的影响，并讨 论玻璃化冻藏的作用和自i 景。 汀南人学坝i j 学位论文 第二章中华绒螫蟹蟹肉的玻璃化转变温度的测定及冻藏温度的 确定 冻结食品的玻璃化保臧是近十年来在国外发展起来的一门新的学科，它以美国科学 家l e v i n c e 和s l a d e 提出的“食品聚合物科学”( f o o dp o l y m e r s c i e n c e ) 理论为核心内容。 该理论认为，任何食品处于玻璃态时，一切可导致其品质劣化的变化均停止或减缓，可 借此有效地提高保藏食品的品质及稳定性。其原因是：在此状态下，分子热运动能量很 低，只有较小的运动单元，如侧基、支链和链节能够运动，而分子链和链段均处于被冻 结状态，在此情况下，物质的自由体积分数仅为o 0 2 - - 一0 1 1 3 ，分子流动阻力较大，从而 使体系具有较大的黏度( 约为1 0 h p a s ) ，以致整个体系中的分子扩散速率很小【4 3 1 。 发生玻璃化转变时的温度称为玻璃化转变温度t 2 7 ，它是控制食品质量和稳定性的 关键。在“食品聚合物科学”理论中，根据食品含水量的多少，玻璃化转变温度有两种定 义：对于低水分食品( 水的质量分数 2 0 ) ，由于降温速率不可能达到很高，因此 一般不能实现完全玻璃化，此时，玻璃化转变温度指的是最大冻结浓缩溶液发生玻璃化 转变时的温度，定义为t 。，由于大多数食品含水量均较大，其玻璃化转变温度均为t g ， 因此，实现食品的玻璃化保臧只能借助部分结晶的玻璃化方法j 。 目前，国内外关于冷冻食品低温稳定性的研究焦点是未冻结的冷冻浓缩相的玻璃化 转变。冷冻食品中未冻结水的存在加剧了酶促反应和重结晶现象，缩短了食品的寿命。 在较高的冷藏温度、较大的温度波动和较长的贮存期间下，产品质量的下降会更加严重， 尤其是那些含有较多未冻结水、易形成结晶的食品。但处于玻璃念时，食品体系具有很 高的黏度，分子扩散速率极低，体系处于亚稳态，酶促反应和重结晶现象都很稳定。因 此，可以通过在玻璃化转变温度以下贮存食品，或提高食品体系的玻璃化转变温度束缓 解冷冻食品品质的恶化【4 引。 水产品具有丰富的营养成分，从氨基酸组成和蛋白质的生物价值来看，鱼贝虾蟹类 蛋白质的营养价值很高，同时还存在某些特殊的营养成分或生理活性物质，这就使水产 品的某些组分具有不稳定性，即容易发生化学变化。鲜度足水产品原料的一种重要品质， 水产品鲜度直接影响着价格，鲜度越好，价格越高。由于受到冻结速度及贮存、运输设 备条件等因素的制约，解冻后的冷冻和速冻水产品质量均有不同程度的下降，特别是冷 冻水产品，质量下降明显。因此水产冻结食品的质量一直是食品科学家和工程师们感兴 趣的课题【4 6 1 。例如阳国庆针对水产品的特点，运用其理论，着重分析了水产品在冷冻玻 璃化保存中的问题。水产品的玻璃化转变温度与组成水产品的蛋白质、糖类等高分子化 合物和低分子化合物的含量有关，而水产品组分的玻璃化转变温度又与其相对分子质量 有关。对于多组分组成的水产品而言，由于组分问的相互作用，使得玻璃化情况变得十 6 第- 二币中# 绒蝥蟹肉的玻璃化转变温度的测定及场：藏湓艘的确定 分复杂，尤其是水产品的含水量对t g 的影响较人1 4 7 。 一般水产品冷冻保鲜时，普遍认为温度越低越好，但从经济的角度看，常将贮藏温 度定为2 0 - - 3 0 。从玻璃化转变理论分析，对水产品可以找出冷冻贮藏的最佳温度t 。7 。 如果处于玻璃化状态则比较稳定，在t 。以下贮藏期间，首先质量劣化不大，其次，包 围着冰晶的玻璃状成分还可以阻止水分的流失并抑制冰晶的长大。所以t 。应该作为冷 冻贮藏的最佳温度，但找到r 非常困难，不同的水产品，其l 的差异也很大。然而， 在t 。7 以下导致水产品变质的某些生化反应就停止了吗? 最新研究认为：t 。并不能作为 食品材料安全贮存的唯一临界参数，水分含量、水分活度和反应底物的浓度也是食品材 料安全贮藏的重要参数【4 6 1 。 2 2 蟹肉玻璃化转变温度的测定 要进行食品的玻璃化加工与保藏，就要确定食品体系的玻璃化转变温度值，目前准 确地测定玻璃化转变温度通常都是非常困难的，而且所得值通常受样品的组成、样品的 热历史、设备类型等试验条件的影响，目自i 还没有一种简单快捷的方法准确测定某一种 物质的玻璃化转变温度。玻璃化转变温度没有固定的数值，往往随测定方法和条件而变。 测定玻璃化转变温度的常用方法有：测定比热变化( d s c 、d t a ) 、热膨胀( d m a 、 d m t a ) 、分子松弛( n m r ) 等。 用d s c 方法对食品体系t 进行测定在理论研究和实践中都有非常重要的作用。目 前在食品方面主要是用于研究谷物和淀粉的玻璃化转变。近年来在果蔬保藏、鱼肉制品 加工保藏以及蜂蜜制品方面的应用也越来越多。 d s c 可直接测量程序控制温度下物质的物理性质与温度的关系一热分析曲线，特 别适用于研究伴随有焓或比热容变化现象的物质的玻璃化转变，是目前被广泛采用的一 种测量食品t 。的方法，同时它也是传统的测定玻璃化转变温度的方法。 d s c 用于研究食品体系的玻璃化转变是基于体系在发生相转变时，会出现吸热或 放热现象。在加热扫描过程中，当体系发生相转变时，吸热曲线会出现一个台阶，此时 的温度就是玻璃化转变温度。它的工作原理简要介绍如下：d s c 是在温度程序控制下， 研究输送给被测物质和参比物质的能量差值与温度之间的关系的一组技术。d s c 有两套 独立的加热装置，在相同的温度下采用电补偿，并测量样品对热量的吸收，两个加热器 在整个过程中保持在一定的温度范围之内，可以准确快速地控制温度和进行热容、热焓 的测量。 虽然d s c 是测定玻璃化转变温度最常用的方法，但是准确测定玻璃化转变温度是 比较困难的，主要问题在以下几个方面：样品量很小，通常在2 0m g 以下；在一些 复杂的食品体系中，d s c 曲线上会出现几个突变，可能引起对t 。的误判；脂肪融化 转变可能掩盖玻璃化转变；用d s c 法测量t 。时灵敏度比热机械方法小，表现在d s c 曲线上玻璃化转变的台阶较小；热传递与样品的进样紧密程度有关；在高温条件下， 样品可能分解。该方法的优点是：由于样品是在密封盒内进行测定，因此正常情况下 7 江雨人学坝i ：学化论义 没有水分的损失； ) d s c 的样品准备简单，只需要对样品进行1 衡后就可以测定了【4 7 1 。 然而，用d s c 法直接测定含高浓度大分子物质的样品，如鱼肉、牛肉等，所得到的t 。 会偏高，并且会随冷却速度、升温速度、保温时间、退火条件、样品尺寸而不同，这主 要是因为这些因素会影响最大冻结浓缩溶液的得到。采用d s c 测定肌肉组织的最大冻 结浓缩溶液的玻璃化转变温度，多要求进行退火处理。l e v i n e 和s l a d e 在文章中还指出 组分的相容性会影响是出现一个或者多个t 。7 值，在含有两种互不相容的样品中出现两 个k 并不少见【4 8 1 。 目| j f 使用d s c 有三种方法可测量食品的t ，即经过退火处理的连续扫描法、不经 过退火处理的连续扫描法和分步扫描法【4 9 1 。本实验采用经过退火处理的连续扫描法测定 蟹肉的玻璃化转变温度【5 0 , 5 1 , 5 2 , 5 3 , 5 4 , 5 5 , 5 6 , 5 7 。 2 2 1 材料与方法 2 2 1 1 实验材料及设备 选取无锡太湖公蟹和苏州上塘母蟹进行实验，且螫、腹、脚各做两次平行实验。 所用实验设备为p e r k i n e l m e r 公司d s c 7 型差示扫描量热仪。实验所用液氮购买于 华品公司。 2 2 1 2 实验方法 取少量( 约o o l g ) 各个部位的蟹肉测定其玻璃化转变温度。基本程序如下： 以1o m i n 的速率降温至4 0 ； 以5 m i n 的速率从4 0 。c 升到2 3 ； 在2 3 保温4 5 m i n ； 再以1o m i n 的速率从2 3 降至3 5 ； 3 5 保温5 m i n ； 最后以5 m i n 的速率从3 5 升温到2 0 。 2 2 2 结果与分析 2 2 2 1 蟹肉各部位的玻璃化转变温度的测定 图2 1 、图2 2 、图2 3 所示为无锡太湖公蟹的各个部位的热分析曲线： 第：二章中华绒螯蟹肉的玻璃化转变温度的测定及i j 5 ；藏温度的确定 ， i 茎5 s 2 o 图2 1 无锡太湖公蟹的螯的热分析曲线图 f i g 2 - 1t h e r m a la n a l y s i sc u r v eo fw u x i t a i h ul a k ec r a b sn i p p e r ” - i 。 i ， 。 s e l 。 3 。 t 孟 ”o 图2 2 无锡太湖公蟹的腹的热分析曲线图 f i g 2 - 2t h e r m a la n a l y s i sc u r v eo fw u x it a i h ul a k ec r a b sa b d o m e n - ， l 。 ； 1 l ， 2 图2 3 无锡太湖公蟹的脚的热分析曲线图 f i g 2 - 3t h e r m a la n a l y s i sc u r v eo fw u x it a i h ul a k ec r a b sf o o t 图2 4 、图2 5 、图2 6 所示为苏州上塘母蟹的各个部位的热分析曲线图： 9 f i g 2 - 4t h e o n o m1 7 6 蒈t 0 帅jc p = 0 i 力j ，h 。c h c p e 口t 口d = 瓣c e 嘣；垤7 西c s t o p p e r 一 图2 5 苏州上塘母蟹的腹的热分析曲线图 n g 2 - 5t h e r m a la n a l y s i sc e l l v eo fs u z h o us h a n g t a n gm o x 0 c r a b ，sa b d o m e n g l l 童 一 图2 - 6 苏州上塘母蟹的脚的热分析曲线图 f j g 2 - 6t h e r m a la n a l y s i sc u r v eo fs u z h o us h a n g t ：n gm ”o t h e rc r a b ，s f o o t 脚 一1 8 0 5 一1 0 9 1 6 9 4 1 7 1 7 1 0 5 6 螯 一1 6 6 6 1 2 0 4 苏州上塘母蟹 腹 一1 4 3 5 1 8 三； 第一二章中华绒登缎肉的玻璃化转变温度的测定及冻蔽温度的确定 2 2 2 2 蟹肉各部位水分含量的测定 表2 - 2 无锡太湖公蟹和苏州上塘母蟹的水分含量表 t a b 2 2m o i s t u r ec o n t e n to f 7 u x it a i h ul a k e c r a ba n d s u z h o us h a n r t a n gm o t h e rc r a b 一1m 一 产地部位水分含量 2 2 2 3 结果分析 由图2 1 、图2 2 、图2 3 、图2 4 、图2 5 、图2 - 6 以及表2 1 、表2 2 可以看出，蟹 肉某些部位的d s c 曲线上有两个或者是三个台阶，出现这种现象可能是由于下述的原 因：如上所述，由于河蟹肉体系中含有水分，各种蛋白质( 肌球蛋白、肌动蛋白、肌钙 蛋白等) ，脂肪等，而且它们之中有些又是不相容的，所以有出现多个台阶的可能性， 因此就会难以判断t 。的真实值。同时，还可以看到不同样品不同部位之i b 】的t 。7 有一定 的差异，这可能是由于：对于同一产地同一部位的河蟹，差别在于两次实验中样品准 备过程可能会改变水分的原本含量，而水分对于玻璃化转变温度的影响是显著的，水分 含量下降1 ，r 可能会升高5 1 0 。c ，所以平行样品之问会出现一定的差异。同一 产地不同部位的河蟹，也是由于水分的差异。不同产地的河蟹，原本的水分含量就有 差异再加上实验样品准备过程中造成的误差使t 2 不同。 根据第三章中冻藏所用中华绒螯蟹的水分含量为8 0 0 3 5 ，与无锡太湖公蟹的脚和 苏州上塘母蟹的螫的水分含量相近，并且大小重量也相差不多，因此选择约1 7 作为 临界点。 2 3 本实验河蟹冻藏温度的确定 由于1 7 。c 为临界点，为便于玻璃化冻藏与高于玻璃化转变温度下冻藏的品质的比 较，同时借鉴前人在进行水产品冻藏研究时所选择的温度梯度，最终选择1 0 。c 、1 7 、 一2 4 。c 作为本课题的冻减温度。 2 4 本章小结 以无锡太湖公蟹和苏州上塘母蟹为实验对象，采用d s c 方法测定不同部位一螯、 腹、脚的玻璃化转变温度，选取约1 7 。c 作为临界点，并掘此确定了1 0 。c 、1 7 、2 4 c 作为本实验的三个冻藏温度。 江南人学硕l j 学位论文 3 1 引言 第三章中华绒螯蟹在不同冻藏过程中的品质变化 水