冷藏過(guò)程中凡納濱對(duì)蝦顏色變化與鮮度指標(biāo)間的相關(guān)性研究

凡納濱對(duì)蝦是我國(guó)主要養(yǎng)殖對(duì)蝦品種之一，其營(yíng)養(yǎng)豐富，味道鮮美，深受廣大民眾喜愛(ài)，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。鮮度是表征對(duì)蝦品質(zhì)的最重要因素，對(duì)產(chǎn)品的商品價(jià)值具有較大的影響。評(píng)價(jià)鮮度的指標(biāo)很多，如質(zhì)構(gòu)、顏色、感官、氣味和電導(dǎo)率等物理指標(biāo)[1]；揮發(fā)性鹽基氮(total volatile basic nitrogen，TVB-N)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)值、K值和pH值等化學(xué)指標(biāo)；致病菌含量、真菌含量和菌落數(shù)等微生物指標(biāo)[2]?；瘜W(xué)與微生物的檢測(cè)方法客觀性強(qiáng)，但操作繁瑣、設(shè)備要求高、耗時(shí)長(zhǎng)、材耗高、具有破壞性，因此需要簡(jiǎn)單和非破壞性的檢測(cè)方法來(lái)解決上述問(wèn)題。近年來(lái)對(duì)蝦的無(wú)損檢測(cè)和在線檢測(cè)技術(shù)取得了很大的進(jìn)展。QUAN等[3]設(shè)計(jì)一種對(duì)生物胺敏感的智能納米纖維比例熒光傳感器用于檢測(cè)蝦的新鮮度；HUANG等[4]通過(guò)羥丙基甲基纖維素改性的熒光醇膜與玫瑰茄花色苷的結(jié)構(gòu)修飾來(lái)改善功能特性以監(jiān)測(cè)蝦的新鮮度變化；DAI等[5]利用可見(jiàn)/近紅外高光譜成像技術(shù)快速檢測(cè)未冷凍和冷凍蝦的新鮮度；代瓊[6]、QU等[7]基于高光譜成像技術(shù)對(duì)蝦仁新鮮度進(jìn)行檢測(cè)?？焖贌o(wú)損檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)靈敏度高、快速，但也存在設(shè)備昂貴、數(shù)據(jù)建模復(fù)雜以及需要大量數(shù)據(jù)分析對(duì)比等很多問(wèn)題。

人們往往通過(guò)顏色判斷食品鮮度品質(zhì)，但這種判斷方法缺乏客觀性和再現(xiàn)性。貯藏過(guò)程中對(duì)蝦顏色變化是否與其他鮮度指標(biāo)之間存在較好的相關(guān)性仍不明確。對(duì)蝦顏色變化通常通過(guò)色差儀進(jìn)行測(cè)定，但是使用色差儀需要在相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境條件下精確地標(biāo)定。色差儀檢測(cè)樣品時(shí)具有不連續(xù)性，需要人為操作并對(duì)樣品進(jìn)行多點(diǎn)檢測(cè)，對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性存在影響。利用計(jì)算機(jī)可視化系統(tǒng)(computer visualization system，CVS)則可以實(shí)現(xiàn)顏色變化的定量化、連續(xù)化測(cè)定[8]。CVS是利用計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、圖像卡以及相關(guān)處理技術(shù)來(lái)模擬人的視覺(jué)，用以識(shí)別、感知和認(rèn)識(shí)世界。CVS不僅可以分析一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的顏色，還可以估計(jì)樣品的總體顏色。利用CVS捕獲、處理和分析圖像可以對(duì)顏色進(jìn)行客觀性檢測(cè)，也可以將其用于在線檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量自動(dòng)評(píng)估，提高生產(chǎn)速度和效率[9]。作為一個(gè)客觀、快速和非接觸的質(zhì)量評(píng)估工具，CVS已經(jīng)被應(yīng)用于魚(yú)肉[10-11]、奶酪[12]等食品的質(zhì)量非破壞性評(píng)價(jià)和分級(jí)等方面。但是CVS只是顏色測(cè)定結(jié)果，并沒(méi)有和鮮度變化指標(biāo)聯(lián)系起來(lái)，如果顏色變化和鮮度指標(biāo)存在相關(guān)關(guān)系，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)蝦鮮度變化的在線分析和智能化檢測(cè)。智能檢測(cè)可以以無(wú)創(chuàng)、無(wú)損、簡(jiǎn)單和快速的方式為用戶(制造商、零售商和消費(fèi)者)提供食品狀況方面的信息，將在品質(zhì)監(jiān)控方面發(fā)揮重要作用。

因此本文通過(guò)測(cè)定不同貯藏期對(duì)蝦顏色的變化，研究顏色變化和鮮度指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系，以期通過(guò)顏色變化對(duì)對(duì)蝦鮮度進(jìn)行判斷。首先建立色差儀和CVS測(cè)定的色差值之間的相關(guān)關(guān)系，然后探討顏色變化與pH、TVB-N值、K值、感官評(píng)價(jià)及質(zhì)構(gòu)等變化的相關(guān)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)利用顏色指標(biāo)預(yù)測(cè)貯藏加工過(guò)程中對(duì)蝦鮮度變化的目的，為無(wú)損檢測(cè)及在線評(píng)估提供一種有效途徑和方法。為對(duì)蝦鮮度的智能化檢測(cè)設(shè)備的開(kāi)發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

鮮活的凡納濱對(duì)蝦規(guī)格為每只12～17 g，廣東省湛江市東風(fēng)市場(chǎng)。采集質(zhì)量在每只15～18 g(55～56只/kg)，體型完好，為無(wú)損傷鮮蝦。當(dāng)天采購(gòu)的凡納濱對(duì)蝦置于0 ℃冰水混合物中致死后，先將其均分為“去頭”和“帶頭”2份樣品，每份的蝦數(shù)量不少于36只。之后以6只蝦為1組，將樣品分為去頭蝦6組、帶頭蝦6組，并放入(4±1)℃的冰箱內(nèi)冷藏。以6 d為1個(gè)試驗(yàn)周期，從冷藏后的第1天開(kāi)始，每天取“去頭”樣品和“帶頭”樣品各1組進(jìn)行檢測(cè)。

試劑：氧化鎂、硼酸、鹽酸、氫氧化鈉均為國(guó)產(chǎn)分析純，西隴科學(xué)股份有限公司(中國(guó)廣東汕頭市)。

儀器：HITACHI CR22G Ⅱ高速冷凍離心機(jī)，日本株式會(huì)社日立制作所；pH儀、SIM-F140制冰機(jī)，日本SANYO公司；TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀，美國(guó)FTC公司；VAPODEST450全自動(dòng)凱氏定氮儀，德國(guó)Gerhardt公司；Titroline5000自動(dòng)電位滴定儀，德國(guó)SI Analytics公司；DDSJ-308A型電導(dǎo)率儀，上海雷磁儀器廠；DEEP40 cm型攝影棚，上海諾美攝影器材有限公司；柯尼卡美能達(dá)CR-20色差儀，柯尼卡美能達(dá)控股株式會(huì)社；SONY ILCE-A7RM3數(shù)碼相機(jī)、SONY SEL50M28鏡頭，索尼(中國(guó))有限公司；RAL-D9標(biāo)準(zhǔn)色卡，德國(guó)勞爾公共有限責(zé)任公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 凡那濱對(duì)蝦貯藏過(guò)程中顏色變化測(cè)定

1.2.1.1 對(duì)蝦色差測(cè)定

從4 ℃冰箱中取出預(yù)處理的樣品，蝦去頭去殼，放在20 mm的比色皿中，用色差儀對(duì)蝦體第2腹節(jié)、第3腹節(jié)的側(cè)面進(jìn)行色澤檢測(cè)。測(cè)3次取平均值，記錄L*、a*、b*值，計(jì)算△E*值。3個(gè)值的正負(fù)以色差儀配備的標(biāo)準(zhǔn)白板、黑板為基準(zhǔn)校正。△E*值表示總體色差值[13]，按公式(1)計(jì)算：

(1)

式中：L*、a*、b*為樣品測(cè)量值；L0*、a0*、b0*為標(biāo)準(zhǔn)值。

1.2.1.2 色卡色差測(cè)定

把287色啞光色卡根據(jù)色差儀測(cè)量面積要求進(jìn)行適當(dāng)裁剪，編號(hào)后按照上述方法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.1.3 CVS測(cè)定

CVS系統(tǒng)由照明系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)及圖像處理系統(tǒng)組成。照明系統(tǒng)采用兩盞平行燈照明，燈長(zhǎng)40 cm、每盞燈均勻分布著120顆LED燈珠，燈板可以在棚體框架上移動(dòng)以靈活布光。色溫為5 700 K，顯色指數(shù)(Ra)大于92%，兩盞燈都位于樣品上方的40 cm處并與樣品呈45°的角度，作為標(biāo)準(zhǔn)照明系統(tǒng)。考慮到環(huán)境照明對(duì)實(shí)現(xiàn)可重現(xiàn)成像條件有著至關(guān)重要的影響，為保證整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中照明條件的統(tǒng)一性，在采集圖像之前，照明系統(tǒng)應(yīng)先打開(kāi)30 min以保持光源的穩(wěn)定。數(shù)碼相機(jī)垂直放置在距背景板30 cm處，相機(jī)鏡頭與光源軸線之間的角度為45°時(shí)可以減少顏色的漫反射(造成顏色的漫反射主要發(fā)生在入射光45°)，作為標(biāo)準(zhǔn)的拍攝條件。圖像在白色背景下拍攝，相機(jī)設(shè)置如為手動(dòng)模式，感光度(ISO)為400，鏡頭光圈f為4.0，快門(mén)速度為1/160；分辨率為2 816×1 880像素；無(wú)變焦、無(wú)閃光聯(lián)合圖象專(zhuān)家組(joint photographic experts group，JPEG)格式存儲(chǔ)。相機(jī)通過(guò)IFC-400PCU界面連接線連接到帶有Adobe Photoshop 2017的計(jì)算機(jī)USB端口，直接從計(jì)算機(jī)中獲取圖像。樣品為287色啞光色卡和不同貯藏期的對(duì)蝦，重復(fù)測(cè)量3次取平均值。用Adobe Photoshop 2018軟件打開(kāi)待處理圖片，用菜單欄中的橢圓選框工具選定需要分析的區(qū)域，在圖像中選擇Lab顏色模式，然后在圖像里的“直方圖”中查看選中區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)記錄L*、a*、b*值，重復(fù)測(cè)量3次取平均值[14-15]。

1.2.2 凡那濱對(duì)蝦貯藏過(guò)程中主要鮮度指標(biāo)測(cè)定

1.2.2.1 電導(dǎo)率的測(cè)定

對(duì)蝦經(jīng)預(yù)處理后去頭去殼，迅速剁碎，稱(chēng)取蝦肉5.00 g，加入45 mL蒸餾水，用均質(zhì)機(jī)18 000 r/min均質(zhì)40 s，在振蕩機(jī)上300 次/min振蕩30 min，在離心機(jī)中以8 000 r/min常溫條件下離心5 min。取上清液，用電導(dǎo)率儀測(cè)定電導(dǎo)率[16]。

1.2.2.2 pH值的測(cè)定

對(duì)蝦經(jīng)預(yù)處理后去頭去殼，迅速剁碎，稱(chēng)取蝦肉5.00 g，加入45 mL蒸餾水，用均質(zhì)機(jī)16 000 r/min均質(zhì)40 s，室溫靜置30 min后，8 000 r/min離心5 min，取上清液測(cè)其pH值。

1.2.2.3 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

質(zhì)構(gòu)的測(cè)定采用質(zhì)地剖面分析(texture profile analysis，TPA)(二次咀嚼測(cè)試)法[17]，通過(guò)使用質(zhì)構(gòu)儀模擬人的口腔咀嚼活動(dòng)，2次擠壓樣品，測(cè)試感應(yīng)探頭與電腦連接，通過(guò)電腦軟件輸出檢測(cè)過(guò)程中的質(zhì)構(gòu)曲線圖。從曲線圖中可以得到樣品質(zhì)構(gòu)特性的變量，本文選擇硬度和彈性做為質(zhì)構(gòu)的代表性指標(biāo)進(jìn)行分析。

1.2.2.4 TVB-N的測(cè)定

參照GB 5009.228—2016中自動(dòng)凱氏定氮儀法。將凡納濱對(duì)蝦樣品去頭，去殼和蝦線，用打漿機(jī)攪碎后取5 g(精確至0.001 g)樣品加入45 mL蒸餾水，再次勻漿，浸漬30 min。轉(zhuǎn)移至蒸餾管中，加入0.5 g氧化鎂后迅速連接到蒸餾器上，按照儀器設(shè)定條件測(cè)定。樣品中TVB-N含量以100 g樣品中所含氮的質(zhì)量(mg)表示。

1.2.2.5 K值的測(cè)定

色譜柱采用COSMOSIL5C18(4.6 mm×250 mm，5 μm)；流動(dòng)相A為CH3OH溶液，B為0.05 mol/L KH2PO4和0.05 mol/L K2HPO4混合溶液，pH調(diào)至6.5；C為超純水；將甲醇用0.22 μm的有機(jī)相膜抽濾，水溶液和鹽溶液用0.22 μm的水相膜抽濾，并進(jìn)行超聲脫氣；柱溫25 ℃；進(jìn)樣量10 μL；樣品運(yùn)行程序：采用等度洗脫，98%的0.05 mol/L KH2PO4和0.05 mol/L K2HPO4混合液和體積分?jǐn)?shù)2%的甲醇溶液，樣品運(yùn)行時(shí)間19 min，在波長(zhǎng)254 nm處進(jìn)行檢測(cè)。計(jì)算ATP關(guān)聯(lián)化合物的濃度，6種核苷酸的濃度計(jì)算如公式(2)所示：

(2)

式中：X，凡納濱對(duì)蝦樣品中的核苷酸及其關(guān)聯(lián)化合物的含量，μmol/g；ρ，6種核苷酸及其關(guān)聯(lián)化合物的標(biāo)準(zhǔn)混合品濃度校準(zhǔn)曲線，μg/mL；V，樣品提取物的體積，mL；m，樣品的質(zhì)量，g；M，每個(gè)核苷酸及其關(guān)聯(lián)化合物的分子質(zhì)量。K值計(jì)算如公式(3)所示：

(3)

式中：HxR為次黃嘌呤核苷含量，μmol/g；Hx為次黃嘌呤含量，μmol/g；ATP為腺苷三磷酸含量，μmol/g；ADP為腺苷二磷酸含量，μmol/g；AMP為腺苷酸含量，μmol/g；IMP為肌苷酸含量，μmol/g。

感官評(píng)價(jià)方法：取出存放在4 ℃的樣品解凍至室溫，感官評(píng)定小組成員由10名經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的人員組成，按照國(guó)標(biāo)SC/T 3113—2002《凍蝦》感官鑒定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)樣品品質(zhì)進(jìn)行評(píng)分(表1)。

表1 冷藏過(guò)程中對(duì)蝦品質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
Table 1 Sensory evaluation standard for prawns quality during storage

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

每個(gè)樣品平行處理3次，數(shù)據(jù)處理和表格由excel處理。樣本值由平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。使用SPSS 17.0進(jìn)行顯著性分析，P<0.05表示具有顯著性差異。相關(guān)性分析通過(guò)Excel中CORREL函數(shù)來(lái)計(jì)算相關(guān)系數(shù)。根據(jù)實(shí)測(cè)值(Xmeasure)和預(yù)測(cè)值(Xmodel)的差異計(jì)算均方根誤差(root-mean-square error，RMSE)，通過(guò)擬合優(yōu)度(R2)評(píng)定擬合程度，R2越接近1，擬合度越好。RMSE計(jì)算如公式(4)所示：

(4)

2 結(jié)果與分析

2.1 CVS系統(tǒng)與色差儀測(cè)定顏色相關(guān)性分析

CVS系統(tǒng)替代色差儀就可以對(duì)顏色進(jìn)行連續(xù)化的測(cè)定。將CVS系統(tǒng)測(cè)定的287色色卡的L*、a*、b*值，與色差儀測(cè)定的L*、a*、b*值進(jìn)行相關(guān)分析。由圖1可知CVS與色差儀在顏色數(shù)據(jù)測(cè)量上呈線性相關(guān)，且相關(guān)性較好，L*、a*、b*值相關(guān)系數(shù)分別是0.95、0.87、0.96。說(shuō)明可以利用CVS系統(tǒng)代替色差儀來(lái)進(jìn)行顏色的測(cè)定。

圖1 CVS系統(tǒng)與色差儀測(cè)定色卡板L*、a*、b*值相關(guān)關(guān)系
Fig.1 The correlation between the L*, a* or b* values of the color chart measured by the CVS and the colorimeter

a*相關(guān)系數(shù)沒(méi)有達(dá)到0.90以上，可能是因?yàn)樯ㄅc數(shù)碼相機(jī)制造商的顏色設(shè)定不是很匹配，因此造成顏色測(cè)定上的差異。利用普通數(shù)碼相機(jī)拍攝的圖像是對(duì)每個(gè)像素通過(guò)R、G和B 3個(gè)數(shù)值，記錄拍攝對(duì)象的顏色。通常應(yīng)用制造商自己的顏色校正，在理想情況下使用符合通用色彩標(biāo)準(zhǔn)(standard Red Green Blue，sRGB)(國(guó)際電工委員會(huì)指定的RGB色彩空間)的數(shù)碼相機(jī)拍攝，所得照片的顏色是準(zhǔn)確的。但是實(shí)際上市場(chǎng)上數(shù)碼相機(jī)的測(cè)量精度并不能保證，互換鏡頭可能也會(huì)影響記錄的RGB值；另外一個(gè)原因可能是由于拍攝的色彩數(shù)據(jù)以JPEG壓縮格式進(jìn)行儲(chǔ)存，對(duì)相鄰像素進(jìn)行平均，使合并所得色彩的部分信息不準(zhǔn)確。以上都是可能導(dǎo)致a*值的相關(guān)系數(shù)不高的原因，但是相關(guān)性>0.85，可以認(rèn)為CVS也可以代替色差儀進(jìn)行測(cè)定。

2.2 冷藏過(guò)程中對(duì)蝦顏色變化規(guī)律研究

如圖2所示，L*、a*、b*、△E*值從第1天開(kāi)始保持逐漸上升的趨勢(shì)，L*值和b*值上升幅度明顯，都能較好體現(xiàn)對(duì)蝦冷藏過(guò)程中顏色變化，肉眼也能明顯觀察到顏色變化。a*值從冷藏第1天到第6天的數(shù)值呈緩慢上升的趨勢(shì)，帶頭處理的對(duì)蝦a*值上升了0.65，去頭處理的對(duì)蝦a*值上升了0.55。上升的幅度不大，肉眼觀察顏色變化不明顯(圖2-a)。相較于去頭冷藏處理的蝦肉，帶頭冷藏處理的蝦肉更透亮發(fā)白。b*值從冷藏第1天到第6天的數(shù)值呈緩慢上升趨勢(shì)，帶頭對(duì)蝦b*值上升了1.87，去頭處理的對(duì)蝦b*值上升了1.29。帶頭與去頭對(duì)蝦b*值在冷藏前2 d相差不大，從第3天開(kāi)始2組樣品b*值上升速率均有提高，帶頭冷藏處理的對(duì)蝦上升速率提高更為明顯，從第3天開(kāi)始兩組b*值相差0.13，到第6天兩組b*值相差0.65，顏色相差十分明顯，帶頭蝦組蝦肉較去頭冷蝦肉更顯黃(圖2-b)。如圖2-c所示，在檢測(cè)周期內(nèi)帶頭蝦L*值上升了4.84，去頭蝦L*值上升了3.42。隨冷藏時(shí)間推移，L*值在第1天～第4天呈一定速率上升，在第4天起帶頭蝦L*值上升速率增加，去頭蝦上升速率變化不明顯。帶頭蝦的L*值比去頭蝦低，說(shuō)明隨著對(duì)蝦鮮度變化帶頭蝦顏色變暗較快。對(duì)蝦體表色澤變化的主要原因是在多酚氧化酶的催化作用下，蝦體內(nèi)無(wú)色的一元酚和氧氣發(fā)生生化反應(yīng)形成無(wú)色的二元酚，二元酚繼續(xù)氧化形成有色的醌類(lèi)物質(zhì)，醌類(lèi)物質(zhì)極易和蝦體里的蛋白質(zhì)或者氨基酸類(lèi)物質(zhì)結(jié)合成褐色的復(fù)合物。蝦肉隨著酪氨酸和醌類(lèi)物質(zhì)的產(chǎn)生而腐敗分解，褐變逐漸明顯，蝦體逐漸失去光澤，顏色逐漸變暗直至變成黑色，而蝦頭中的多酚氧化酶含量較多，在貯藏過(guò)程中可以加速蝦體變質(zhì)。ΔE*值越大，說(shuō)明色差越大，隨著貯存期的延長(zhǎng)，帶頭和去頭蝦的ΔE*值都呈上升趨勢(shì)，且?guī)ь^蝦的ΔE*變化更大。

a-a*值；b-b*值；c-L*值；d-△E*值
圖2 4 ℃冷藏過(guò)程中色差儀測(cè)定的對(duì)蝦顏色變化
Fig.2 Color change of prawns measured by colorimeter during storage at 4 ℃ 注：■ 帶頭蝦，▲ 去頭蝦(下同)

從圖3中可以看出，無(wú)論是帶頭蝦還是去頭蝦，其在貯藏過(guò)程中顏色變化的色差值和CVS值之間都呈相關(guān)度較高的線性相關(guān)關(guān)系，因此可以采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)代替色差儀對(duì)樣品顏色進(jìn)行測(cè)定，這也為連續(xù)化無(wú)損檢測(cè)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

a-L*值；b-△E*值；c-a*值；d-b*值;CIE-色差儀測(cè)定所得數(shù)據(jù)
圖3 對(duì)蝦在4 ℃貯藏過(guò)程中色差儀和CVS測(cè)定的顏色變化的相關(guān)性分析
Fig.3 Correlation analysis of color changes of prawns measured by colorimeter and CVS during storage at 4 ℃

2.3 冷藏過(guò)程中對(duì)蝦鮮度指標(biāo)的變化規(guī)律

2.3.1 冷藏過(guò)程中對(duì)蝦電導(dǎo)率的變化

從圖4可見(jiàn)帶頭對(duì)蝦與去頭處理對(duì)蝦隨冷藏時(shí)間延長(zhǎng)，兩組樣品電導(dǎo)率值均呈上升趨勢(shì)，帶頭冷藏對(duì)蝦的電導(dǎo)率值均比去頭冷藏對(duì)蝦高。對(duì)蝦在冷藏過(guò)程中，因?yàn)槲r肉中內(nèi)源酶和微生物發(fā)生分解作用，高分子蛋白降解為低分子物質(zhì)形成單電離子，蝦肉制成勻漿，勻漿電導(dǎo)率相比新鮮的蝦肉電導(dǎo)率值相對(duì)偏高。帶頭蝦與去頭蝦的電導(dǎo)率與貯藏時(shí)間的相關(guān)性很高，相關(guān)系數(shù)分別達(dá)0.98和0.94，呈正相關(guān)。

圖4 在貯藏過(guò)程中蝦肉的電導(dǎo)率變化
Fig.4 The electrical conductivity changes of prawns meat during storage

2.3.2 TVB-N的變化

TVB-N值是反映對(duì)蝦鮮度的一個(gè)重要指標(biāo)。貯藏過(guò)程中在對(duì)蝦中微生物和內(nèi)源酶的作用下，蛋白質(zhì)分解成氨和胺類(lèi)等堿性物質(zhì)與腐敗中產(chǎn)生的有機(jī)酸結(jié)合形成鹽基態(tài)氮。TVB-N指食物浸出液在堿性環(huán)境下蒸餾出的總氮含量，即此條件下能形成氨氣的含氮類(lèi)物質(zhì)的總稱(chēng)。如圖5所示，在第1天，帶頭蝦的TVB-N為(5.62±0.53)mg/100 g，去頭蝦為(4.79±0.41)mg/100 g，均在可接受范圍。從冷藏第1天開(kāi)始對(duì)蝦的TVB-N含量都呈持續(xù)上升趨勢(shì)，帶頭蝦TVB-N含量均高于去頭蝦。在第3天后帶頭和去頭蝦TVB-N含量增加的趨勢(shì)更明顯，帶頭蝦在第6天TVB-N數(shù)值超出國(guó)標(biāo)海蝦的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)30 mg/100 g，鑒定為不可食用。去頭蝦在第6天的TVB-N數(shù)值為29 mg/100 g臨近不可食用標(biāo)準(zhǔn)線。此增長(zhǎng)趨勢(shì)與劉金昉[18]和YUAN等[19]研究結(jié)果相似，但其樣品中TVB-N含量在貯藏第4天已達(dá)到臨界值30 mg/100 g附近。

圖5 對(duì)蝦在貯藏過(guò)程中TVB-N變化
Fig.5 Changes in TVB-N of prawns during storage

2.3.3 貯藏時(shí)間對(duì)蝦肉pH值的影響

pH值的變化與TVB-N含量變化相似，對(duì)蝦冷藏中pH的變化主要是由于對(duì)蝦內(nèi)源酶以及寄生的外源微生物分解蛋白質(zhì)，產(chǎn)生并積累氨類(lèi)、三甲胺等堿性物質(zhì)使pH上升。新鮮凡納濱對(duì)蝦的pH值為7.2～7.3[20-21]。如圖6所示，本研究中新鮮對(duì)蝦pH約為(7.2±0.02)，隨冷藏時(shí)間的推移，帶頭蝦與去頭蝦pH呈上升趨勢(shì)，帶頭對(duì)蝦在冷藏期間的pH上升較迅速且除第1天后帶頭蝦pH均高于去頭蝦。

圖6 在貯藏過(guò)程中對(duì)蝦蝦肉pH值變化
Fig.6 Changes in the pH value of prawns meat during storage

2.3.4 質(zhì)構(gòu)的變化

對(duì)蝦在死亡后會(huì)先進(jìn)入僵直期，再經(jīng)過(guò)內(nèi)源酶和外源微生物的分解作用使肌肉自溶從而使硬度下降[22]。硬度變化如圖7-a所示，對(duì)蝦在冷藏過(guò)程中，總體硬度先提升再逐漸下降。對(duì)蝦肌肉硬度在第1天～第3天先上升，第3天之后硬度呈下降趨勢(shì)，到第6天趨于穩(wěn)定，帶頭蝦硬度上升和下降的幅度都比去頭蝦大。對(duì)蝦的彈性來(lái)自肌肉中蛋白質(zhì)與水化層結(jié)合形成結(jié)構(gòu)緊密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，如果網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被破壞，肌肉就會(huì)失去彈性[23]，彈性變化趨勢(shì)和硬度相似(圖7-b)，貯藏第3天達(dá)到最高后變化趨勢(shì)不顯著(P>0.05)，而帶頭蝦和去頭蝦的彈性下降幅度沒(méi)有顯著差別。但ZHANG等[24]的研究顯示在冰藏過(guò)程中蝦肌肉的彈性降低。質(zhì)構(gòu)的變化受到很多因素的影響，如pH值變化，肌原纖維蛋白或結(jié)締組織的降解。王偉等[13]研究結(jié)果表明4 ℃冷藏條件下，蝦體的硬度在2.5 d時(shí)出現(xiàn)最大值，并進(jìn)入了僵直階段，之后硬度下降并趨于平緩。

a-硬度；b-彈性
圖7 對(duì)蝦在貯藏過(guò)程中質(zhì)構(gòu)變化
Fig.7 The texture changes of prawns during storage

2.3.5 貯藏時(shí)間對(duì)感官評(píng)分的影響

感官評(píng)定小組對(duì)國(guó)標(biāo)SC/T 3113—2002感官鑒定標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化后，對(duì)對(duì)蝦品質(zhì)分級(jí)進(jìn)行分?jǐn)?shù)制評(píng)定，如圖8所示。帶頭蝦在第4天與去頭蝦在第5天表現(xiàn)為外殼開(kāi)始失去光澤，出現(xiàn)黑斑，有少許殘缺，氣味雖然正常但是肌肉組織出現(xiàn)松弛感。第6天帶頭冷藏處理的少部分對(duì)蝦開(kāi)始出現(xiàn)令人不愉快的味道，肌肉組織彈性略差，局部出現(xiàn)輕微紅變，并出現(xiàn)軟殼的現(xiàn)象。去頭蝦的感官評(píng)分要高于帶頭蝦，說(shuō)明帶頭蝦在貯藏過(guò)程中鮮度下降更快。

圖8 對(duì)蝦在貯藏過(guò)程中感官評(píng)分變化
Fig.8 Changes in sensory scores of prawns during storage

2.3.6 貯藏過(guò)程中K值的變化

K值是以核苷酸的分解產(chǎn)物作為指標(biāo)的鮮度判定方法，它是對(duì)ATP降解產(chǎn)物分別進(jìn)行定量而求得的比值，K值通常作為評(píng)價(jià)魚(yú)肉鮮度的重要指標(biāo)[22]，但許多研究表明K值也可以用來(lái)評(píng)價(jià)蝦肉的鮮度。中國(guó)對(duì)蝦[24]、凡納濱對(duì)蝦[25]、日本沼蝦[26]等在冷藏期間K值與TVB-N值的變化趨勢(shì)基本相似。隨著貯藏時(shí)間的增加，帶頭蝦和去頭蝦的K值(圖9)都呈線性增長(zhǎng)趨勢(shì)，說(shuō)明對(duì)蝦的新鮮度不斷降低。帶頭蝦的K值要高于去頭蝦，帶頭蝦在貯藏過(guò)程中的鮮度更容易下降。

圖9 對(duì)蝦在貯藏過(guò)程中K值變化
Fig.9 Changes in K value of prawns during storage

2.4 冷藏過(guò)程中各鮮度指標(biāo)的變化與顏色變化的相關(guān)關(guān)系

從表2中可以看出，無(wú)論是帶頭蝦還是去頭蝦在貯藏過(guò)程中的顏色變化都與電導(dǎo)率、pH、TVB-N值、K值呈線性正相關(guān)關(guān)系，與感官評(píng)分呈線性負(fù)相關(guān)且相關(guān)系數(shù)都>0.9，說(shuō)明相關(guān)性很高。因此，可以利用CVS測(cè)定的總體色差值來(lái)推測(cè)其他指標(biāo)的變化，為智能鮮度檢測(cè)工具的開(kāi)發(fā)提供了理論依據(jù)。但是色差值與硬度和彈性等表征質(zhì)構(gòu)的指標(biāo)之間沒(méi)有相關(guān)關(guān)系，這說(shuō)明顏色變化可能與肌肉中某些成分的變化有關(guān)，但與肌肉蛋白質(zhì)的力學(xué)變化無(wú)關(guān)。

表2 貯藏期過(guò)程中對(duì)蝦鮮度指標(biāo)與CVS △E*值 相關(guān)關(guān)系分析
Table 2 Correlation analysis of prawns freshness index and CVS △E* value during storage

從表2中可以看出對(duì)蝦帶頭與否對(duì)預(yù)測(cè)模型的影響，因?yàn)槲r頭和蝦殼富集了大量微生物，酚氧化酶活力也較高[27]，所以對(duì)各鮮度值的影響比較大，帶頭蝦和去頭蝦的模擬公式也有所區(qū)別，但是兩者模擬公式的區(qū)別不是很大，因此對(duì)2個(gè)公式進(jìn)行整合，通過(guò)1個(gè)公式來(lái)表示顏色和各鮮度指標(biāo)之間的關(guān)系，見(jiàn)表3。通過(guò)RMSE和R2來(lái)判斷預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的偏差和擬合程度，RMSE越小說(shuō)明偏差越小，R2值越接近1說(shuō)明回歸直線對(duì)觀測(cè)值的擬合程度越好。將模擬公式整合后發(fā)現(xiàn)擬合優(yōu)度都>0.9，預(yù)測(cè)方程和實(shí)測(cè)值的擬合度很好，同時(shí)更加簡(jiǎn)便地表達(dá)了顏色和相關(guān)鮮度指標(biāo)的關(guān)系。

表3 貯藏期過(guò)程中對(duì)蝦鮮度指標(biāo)與△E*值函數(shù)關(guān)系
Table 3 Function relation of prawns freshness index and △E* value during storage

3 結(jié)論

在4 ℃貯藏條件下，隨著貯藏期的延長(zhǎng)，對(duì)蝦樣品色差值逐步增大，說(shuō)明樣品顏色逐漸加深；其他鮮度指標(biāo)如：電導(dǎo)率值、pH值、TVB-N值和K值呈上升趨勢(shì)；彈性和硬度先增大后減??；感官評(píng)分呈下降趨勢(shì)。帶頭蝦與去頭蝦在色差值、電導(dǎo)率值上區(qū)別較顯著，表示蝦頭中的酶類(lèi)物質(zhì)可能會(huì)加速鮮度的下降。

CVS測(cè)定的對(duì)蝦顏色與色差儀測(cè)定的對(duì)蝦顏色值呈高度相關(guān)，說(shuō)明可以利用CVS代替色差儀對(duì)對(duì)蝦的顏色進(jìn)行測(cè)定。同時(shí)色差值和對(duì)蝦鮮度值之間呈高度相關(guān)，建立了總體色差值與電導(dǎo)率、pH、TVB-N值及K值的關(guān)系模型。本項(xiàng)研究結(jié)果表明可以通過(guò)CVS系統(tǒng)測(cè)定的顏色值變化推導(dǎo)出其他鮮度值的變化，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)蝦顏色的在線監(jiān)測(cè)，為鮮度在線監(jiān)測(cè)儀器的開(kāi)發(fā)提供了理論依據(jù)。