栅栏技术优化即食调味珍珠贝肉工艺的研究

吴燕燕, 李来好, 杨贤庆, 李有宁, 陈胜军

吴燕燕, 李来好, 杨贤庆, 李有宁, 陈胜军. 栅栏技术优化即食调味珍珠贝肉工艺的研究[J]. 南方水产科学, 2008, 4(6): 56-62.
引用本文: 吴燕燕, 李来好, 杨贤庆, 李有宁, 陈胜军. 栅栏技术优化即食调味珍珠贝肉工艺的研究[J]. 南方水产科学, 2008, 4(6): 56-62.
WU Yanyan, LI Laihao, YANG Xianqing, LI Youning, CHEN Shengjun. Optimization of seasoned dried Pinctada fucata meat by hurdle technology[J]. South China Fisheries Science, 2008, 4(6): 56-62.
Citation: WU Yanyan, LI Laihao, YANG Xianqing, LI Youning, CHEN Shengjun. Optimization of seasoned dried Pinctada fucata meat by hurdle technology[J]. South China Fisheries Science, 2008, 4(6): 56-62.

栅栏技术优化即食调味珍珠贝肉工艺的研究

基金项目: 

海南省重点科技项目 070121

详细信息
    作者简介:

    吴燕燕(1969-), 女, 研究员, 从事水产品加工与质量安全研究。E-mail: wyy1028@tom.com

  • 中图分类号: TS254.9

Optimization of seasoned dried Pinctada fucata meat by hurdle technology

  • 摘要:

    文章运用栅栏效应的理论,确定了高水分型即食调味珍珠贝肉食品的制作工艺,分析了各种常见栅栏因子对制品感官品质及微生物的影响,优化前处理、烘干工艺、杀菌工艺、pH、水分活度(activity water,Aw)和低温处理等多种栅栏因子,形成有效防止制品腐败变质的栅栏模式。试验结果表明,原料前处理需用3%的食盐进行了清洗;采用0.15%柠檬酸溶液调节pH为5.6~5.7;贝肉调味后需经烫煮;产品水分含量45%~50%,Aw为0.88~0.90;产品真空包装,低温处理24 h,再采用巴氏杀菌(80~85℃、30 min),能较好地保持产品的品质和风味,延长保存期,保持珍珠贝肉特有的鲜味和营养价值,促进珍珠贝肉的开发利用。

    Abstract:

    The study aimed to develop high-Aw seasoned dried Pinctada fucata meat through the application of hurdle technology. The effects of different hurdles on the sensory quality and microbial stability of the product during storage were investigated. Several moderate strength hurdles that pretreatment, drying process, sterilization process, pH, Aw and low temperature treatment were designed.Because of the mutual effects between the hurdle effects, a model of guarantee quality hurdle was formed. The result showed that pre-treatment condition was using 3% salt to clean the material, 0.15% citric acid added to adjust pH 5.6~5.7, boiling after seasoned, controlling the moisture content 45%~50%, Aw 0.88~0.90, vacuum packaging, 24 h of low temperature treatment before pasteurization at 80~85℃ for 30 min.By this technique, the high moisture seasoned dried P.fucata product was developed, which can still be stored long time, hold special taste and nutrition and has such advantages as feeling soft, delicious and good quality. It will promote the development and utilization of P.fucata meat.

  • 合浦珠母贝(Pinctada fucata)是中国海水珍珠养殖最广、数量最大的主要贝类,全国收珠后的珍珠贝肉资源量非常丰富,其中广东、海南和广西3省采珠后珍珠贝肉约有4 000 t。目前,珍珠贝肉的利用率低,部分用于鲜食,大部分用做饲料,其潜在价值未得到充分利用。珍珠贝肉营养丰富,粗蛋白含量为74.9%(干基),氨基酸评分为82分,是优质蛋白质;呈味氨基酸在氨基酸组成中比例较高,味道鲜美;无机质含量丰富,锌和硒等微量元素含量较高;游离氨基酸中具有生理活性的牛磺酸比例占74%[1-2],因此,珍珠贝肉的开发具有很大潜力,可产生良好的经济效益和社会效益。

    栅栏技术(hurdle technology,HT)是根据食品内不同栅栏因子的协同作用或交互效应使食品的微生物达到稳定性的食品防腐保鲜技术[3]。LEISTNER[3-4]提出合理设置影响食品保质的栅栏因子,通过其相互协同作用,阻止食品品质的劣变,将食品的危害性以及在加工和商业销售过程中品质的恶化降低到最小程度。近几年来,国内有不少学者从事了栅栏技术的研究,研究畜肉产品防腐保质栅栏因子,杨宪时[5]研究了烤软扇贝Chlamys farreri的栅栏因子和强度,改变了传统干制品的水分含量较低,口感粗硬,风味质地较差的现象。随着生活水平的提高,人们对方便即食且高营养的水产食品需求越来越大,因此,该文提出以合浦珠母贝采珠后大量的珍珠贝肉为原料,利用栅栏效应,通过合理设置若干个强度和缓的栅栏因子,利用其交互作用,杀灭微生物,把珍珠贝肉制成高水分型即食调味食品,提高珍珠贝肉利用率的同时,使珍珠贝肉制品的品质及卫生安全性得到进一步的保证。

    合浦珠母贝肉由中国水产科学研究院南海水产研究所海南热带研究中心提供。

    辅料有味精、食盐、白砂糖、I+G、白酒、柠檬酸、山梨酸钾、苯甲酸钠等。

    包装材料为PET/PE(聚酯/聚乙烯)耐蒸煮复合材料。

    Novasina水分活度(activity water,Aw)测定仪、Sartorius普及型pH计、HG53卤素水分含量测定仪、DZ-400/2L多功能真空包装机、DHG-9145A型电热恒温鼓风干燥器等。

    按GB5009.3-2003食品中水分的测定方法[6],用HG53卤素水分含量测定仪检测。

    采用扩散法[7],将3 g左右样品剪碎,放入Aw测定仪测定。

    称取混匀试样10 g于烧杯中。加入90 mL蒸馏水,搅拌均匀,放置30 min,并不断振摇,然后过滤。滤液用酸度计测定,直接读取pH值。

    按GB4789.2-2003食品卫生微生物学检测菌落总数测定[8]

    合浦珠母贝肉→解冻→前处理→调味→烫煮→烘干→包装→杀菌→成品

    由5位专业人员组成感官评价小组,对产品的外观、色泽、口感、质地和风味等进行全面评价,评价标准采用10分制评分:

    (1) 外观紧实,呈黄褐色,3分。(2)外观饱满,呈黄褐色,2分。(3)外观较潮湿,多汁,呈浅黄色,1分。(4)外观干硬,褐色,0分。

    (1) 有咀嚼性,软硬适中,3分。(2)柔软,质地软,2分。(3)鲜嫩柔软、质地较软;或口感较硬,质地硬,1分。(4)口感粗硬,0分。

    (1) 风味突出,协调,4分。(2)风味较好,较协调,3分。(3)风味一般,可以接受,2分。(4)风味一般,稍有异味等,1分。

    制品放入37±2℃的培养箱中,恒温培养7 d,按照食品卫生微生物学检验罐头食品的检验方法,抽样检验。

    分别用清水或用贝肉重量3%的食盐处理解冻后的珍珠贝肉,分析微生物变化和贝肉外观发现,只用清水冲洗贝肉,贝肉仍有粘液,菌落总数为5.0×105CFU · g-1,而用贝肉重量3%的食盐处理贝肉,再用清水冲洗,贝肉表面没有粘液,菌落总数由清水洗的5.0×105CFU · g-1下降到9.4×103CFU · g-1,说明盐洗对贝肉的加工有着积极的影响,所以珍珠贝肉前处理用3%的食盐进行清洗。

    微生物的生长发育受pH值影响很大,一般细菌的最适pH值在7~8,随着pH下降,细菌的生长发育受到抑制。另一方面,pH值的变化对微生物抗热性的影响很大,其中细菌在pH下降时,提高杀菌效果比霉菌、酵母更为明显,尤其是抗热性的球菌和芽孢杆菌Bacillus sp.更为突出[9]。据研究,当pH值从6.6下降到5.5时,金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus致死温度从65℃下降到60℃,蜡状芽孢杆菌B.cereus等芽孢杆菌的致死温度从100℃下降到60℃[9-10]。此研究选用柠檬酸、醋酸、维生素C,分别用不同浓度添加到贝肉中,进行风味和微生物分析,结果见表 1

    表  1  有机酸添加量对品质和微生物的影响
    Table  1  Effect of adding organic acid on quality and total bacterial counts
    有机酸种类
    kind of organic acid
    用量/%
    dosage
    pH 菌落总数/CFU·g-1
    the total number of bacteria
    风味
    flavour
    柠檬酸 citric acid 0.10 5.97 1.5×104 鲜美
    0.15 5.67 1.2×104 鲜美
    0.20 5.44 3.4×103 偏酸
    醋酸 acetic acid 0.10 5.46 1.5×103 偏酸
    0.20 5.12 6×102 偏酸
    维生素 C ascorbic acid 0.10 5.94 5.5×104 不愉快酸味
    0.20 5.42 300 不愉快酸味
    0.50 5.27 300 不愉快酸味
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    表 1可见,几种酸的加入都有明显的抑菌效果,柠檬酸和醋酸对贝肉没有不良风味,但醋酸的酸味较浓,柠檬酸酸味柔和,其加入使贝肉风味更为鲜美。维生素C虽然抑菌效果较好,但在贝肉中产生不愉快酸味,且价格较贵。所以选择柠檬酸来调节贝肉的pH。

    将珍珠贝肉调味后直接烘干和烫煮后在55℃烘干,结果见表 2。如果不经过烫煮就直接烘干,烘干的时间较长,当烘干到水分含量为64.30%时,需要4 h,而烫煮后再进行烘干,所需时间较短,只要2.0 h,水分含量就下降到41.82%。而且经过烫煮可以杀灭部分微生物,烫煮后烘干2.0 h,菌落总数只有100 CFU · g-1。试验也表明,如果贝肉先经烫煮后再调味,虽然也能有效杀灭部分微生物,但最终产品风味没有先经调味再烫煮好,这是因为在烫煮过程,调味料中的香味物质更易浸透到贝肉中。所以工艺采用调味后烫煮,再进行烘干工序。

    表  2  烫煮对烘干时间和微生物的影响
    Table  2  Effect of boiling on drying time and microbe
    方式
    mode
    烘干时间/h
    drying time
    水分含量/%
    the total number of bacteria
    水分活度
    Aw
    菌落总数/CFU·g-1
    the total number of bacteria
    不经烫煮直接烘干
    direct drying
    1 80.38 0.980 80 000
    2 75.26 0.974 20 000
    3 69.01 0.962 16 000
    4 64.30 0.892 3 000
    烫煮后烘干
    drying after boiling
    1 58.06 0.903 1 000
    2 41.82 0.883 100
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    图 1图 2可知,当珍珠贝肉调味后直接在60℃下烘干过程,水分下降过程较为均速,当Aw为0.90时,产品的水分含量为63%。当Aw为0.85时,产品的水分含量在45%左右。从表 3可知,当产品水分含量过高时(大于60%),制品口感柔软,质地软,多汁,色泽较浅,外观较饱满,感官分值高,但菌落总数也较高。在产品水分含量在50%左右时,产品口感软硬适中,外观紧实,色泽为黄褐色,此时菌落总数也较少,最能体现珍珠贝肉的质地、外观和口感。而随着水分含量进一步减少,达到传统干制品的水分含量20%时,则口感较硬,色泽为深褐色,产品的品质较差。这与杨宪时等[5, 10]研究结果相符。绝大多数细菌只能在Aw 0.90以上生长,金黄色葡萄球菌虽然能在Aw 0.86以上生长,但在缺氧的条件下Aw 0.90时生长就会受到抑制。霉菌与细菌及酵母菌相比,能在较低的Aw下生长,但若处于高度缺氧环境下。即使处于最适Aw环境中霉菌也不能生长[10]。综合考虑珍珠贝肉产品品质和综合感官评价,确定产品的水分含量控制在45%~50%,对应的Aw为0.88~0.90。

    图  1  干燥时间对水分含量的影响
    Fig. 1  Effect of drying time on moisture content of the product
    图  2  水分活度与水分含量的关系
    Fig. 2  The relation between Aw and moisture content
    表  3  不同水分活度对产品品质和微生物的影响
    Table  3  Effect of different Aw on quality and microbe of product
    烘干时间/h
    drying time
    水分活度
    Aw
    水分含量/%
    moisture content
    菌落总数/CFU·g-1
    the total number of bacteria
    感官综合评价
    sensory comprehensive evaluation
    口感质地
    taste and texture
    外观、色泽
    appearance and colour
    风味
    flavor
    感官总分
    mark
    1 0.978 75.58 80 000 1 1 3 5
    2 0.931 73.24 20 000 1 1 3 5
    3 0.921 67.73 16 000 1 2 3 6
    4 0.903 63.56 3 000 2 2 3 7
    5 0.898 59.60 1 000 2 2 3 7
    6 0.890 55.10 500 2 3 3 8
    7 0.886 52.20 150 3 3 3 9
    8 0.850 46.80 <100 3 3 3 9
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    烘干工艺中的烘干温度、时间选择对制品的影响很大,表 4的结果表明,采用梯度升温,分段烘干,不仅烘干时间缩短,而且一段温度烘干后,放置1 h再进行二段烘干,使得贝肉内部的水分得以扩散到表面,这样烘干后产品外观不会出现外硬里软现象。采用60℃烘干0.75 h,再用70℃烘0.5 h,产品软硬适中,色泽好,咀嚼感好,此时水分含量为47.18%,菌落总数仅为200 CFU · g-1,是理想的烘干条件。

    表  4  不同烘干条件对产品感观品质的影响
    Table  4  Effect of drying conditions on sense and quality of product
    组号
    no.
    烘干温度/℃
    drying temp
    烘干时间/h
    drying time
    水分含
    量/%
    moisture content
    水分活度
    Aw
    菌落总数/CFU·g-1
    the total number of bacteria
    感官综合评价
    sensory comprehensive evaluation
    口感
    taste
    色泽
    colour
    风味
    flavor
    总分
    mark
    1 55、60、70 0.5、0.5、0.5 41.82 0.883 300 1 3 4 8
    2 55、70 1.5、0.5 41.11 0.897 200 0 3 3 6
    3 60、70 0.75、0.5 47.18 0.890 200 3 3 4 10
    4 60、70 1、0.5 38.94 0.896 120 1 0 3 4
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    将烘干好的产品真空包装后分2组,一组在直接90℃杀菌30 min,另外一组在0~4℃中放置24 h后再于90℃下杀菌30 min,杀菌效果见表 5。低温处理有利于提高杀菌的效果,产品在4℃存放24 h后再杀菌,残留菌落总数由1 000 CFU · g-1下降到100 CFU · g-1。杨宪时[5]的研究表明,将扇贝调味制品真空包装后在0℃左右环境中放置48 h后再杀菌,杀菌效果明显好于直接杀菌。这是因为微生物数量与抗热性有很大关系,菌量越多,抗热性越强,杀菌前低温处理可以降低细菌本身的抗热性,同时通过降低杀菌前的初菌数来降低细菌的抗热性。

    表  5  低温处理对产品杀菌效果的影响
    Table  5  Effect of low temperature treatment on sterilization of product   CFU · g-1
    试样
    sample
    杀菌前菌落总数
    before sterilization
    杀菌后菌落总数
    after sterilization
    无处理 no treatment 4.5×105 1 000
    4℃存放24 h  stored in 4℃ for 24 h 2.8×105 100
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    将含水量45%左右的珍珠贝肉制品,在0~4℃中放置24 h后,试用不同的温度和时间进行杀菌试验,对产品的微生物、品质的影响见表 6,随着温度的升高,微生物的数量迅速下降,产品包装基本未受影响,但在90℃进行了杀菌处理时,产品出现汁液,香味也减弱。而采用紫外照射30 min,产品风味正常,包装平整,菌落总数小于200 CFU · g-1,但通过进一步的保藏试验发现,采用紫外照射的产品,在37±2℃的条件下,第4天就出现发粘变质,细菌总数达到4.6×104 CFU ·g-1,第5天细菌总数为不可数。而采用80~85℃,30 min的热杀菌未出现胀袋,气味变坏等情况,且由保温后的菌落总数可看出都在标准允许范围内,产品具有的优良品质和食用安全性没有改变。所以确定最佳杀菌条件为80~85℃,处理30 min。

    表  6  杀菌条件对产品品质、微生物的影响
    Table  6  Effect of sterilizing conditions on microbe and quality of product
    杀菌温度/℃
    sterilize temperature
    杀菌时间/min
    sterilize time
    产品品质及包装外观
    product quality and packaging appearance
    菌落总数/CFU·g-1
    the total number of bacteria
    76~78 30 包装平整,风味正常 1 500
    40 包装平整,风味正常 1 300
    80~85 30 包装平整,风味正常 < 300
    40 包装平整,香气减少 < 200
    90 30 包装完整,香气减弱,出现汁液 < 200
    40 包装轻微变曲,风味欠佳,出现汁液。 < 200
    紫外辐照
    UV radiation
    30 包装平整,风味正常 < 200
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    将水分含量在45%左右的调味珍珠贝肉分别进行真空包装和普通包装,包装后再分别进行巴氏杀菌(80~85℃,30 min),将产品进行37±2℃的保温贮藏试验,结果见表 7。采用真空包装,制品处于真空缺氧状态,从而抑制需氧微生物生长的作用,通过保藏试验证明,经真空包装的珍珠贝肉产品保质时间长。

    表  7  真空包装和普通包装保质效果比较
    Table  7  Vacuum packaging and packaging shelf-general comparison
    项目
    item
    水分活度
    Aw
    菌落总数/CFU·g-1  the total number of bacteria
    1d 2d 3d 4d 5d 6d 7d
    真空包装 vacuum packaging 0.887 < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 110
    普通包装 packaging 0.893 < 10 120 1 500 不可数
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    通过试验,准确设置了高水分型即食调味珍珠贝肉生产工艺中的栅栏因子:原料前处理需用3%的食盐进行了清洗;采用0.15%柠檬酸溶液调节pH为5.6~5.7;贝肉调味后需经烫煮;烘干工艺采用二段式,先用60℃烘干0.75 h,再用70℃烘0.5 h,控制产品水分含量45%~50%,Aw为0.88~0.90;产品真空包装,包装后在0~4℃中放置24 h,再进行巴氏杀菌(80~85℃,30 min)。这样处理后的产品,不仅提高品质,延长保存期,产品水分含量在45%~50%左右,口感好,软硬适中,保持珍珠贝肉特有的鲜味和营养价值,而且也降低能耗和生产成本,充分利用珍珠开珠后大量珍珠贝肉,为人们提供美味的休闲即食海产品。

  • 图  1   干燥时间对水分含量的影响

    Figure  1.   Effect of drying time on moisture content of the product

    图  2   水分活度与水分含量的关系

    Figure  2.   The relation between Aw and moisture content

    表  1   有机酸添加量对品质和微生物的影响

    Table  1   Effect of adding organic acid on quality and total bacterial counts

    有机酸种类
    kind of organic acid
    用量/%
    dosage
    pH 菌落总数/CFU·g-1
    the total number of bacteria
    风味
    flavour
    柠檬酸 citric acid 0.10 5.97 1.5×104 鲜美
    0.15 5.67 1.2×104 鲜美
    0.20 5.44 3.4×103 偏酸
    醋酸 acetic acid 0.10 5.46 1.5×103 偏酸
    0.20 5.12 6×102 偏酸
    维生素 C ascorbic acid 0.10 5.94 5.5×104 不愉快酸味
    0.20 5.42 300 不愉快酸味
    0.50 5.27 300 不愉快酸味
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    表  2   烫煮对烘干时间和微生物的影响

    Table  2   Effect of boiling on drying time and microbe

    方式
    mode
    烘干时间/h
    drying time
    水分含量/%
    the total number of bacteria
    水分活度
    Aw
    菌落总数/CFU·g-1
    the total number of bacteria
    不经烫煮直接烘干
    direct drying
    1 80.38 0.980 80 000
    2 75.26 0.974 20 000
    3 69.01 0.962 16 000
    4 64.30 0.892 3 000
    烫煮后烘干
    drying after boiling
    1 58.06 0.903 1 000
    2 41.82 0.883 100
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    表  3   不同水分活度对产品品质和微生物的影响

    Table  3   Effect of different Aw on quality and microbe of product

    烘干时间/h
    drying time
    水分活度
    Aw
    水分含量/%
    moisture content
    菌落总数/CFU·g-1
    the total number of bacteria
    感官综合评价
    sensory comprehensive evaluation
    口感质地
    taste and texture
    外观、色泽
    appearance and colour
    风味
    flavor
    感官总分
    mark
    1 0.978 75.58 80 000 1 1 3 5
    2 0.931 73.24 20 000 1 1 3 5
    3 0.921 67.73 16 000 1 2 3 6
    4 0.903 63.56 3 000 2 2 3 7
    5 0.898 59.60 1 000 2 2 3 7
    6 0.890 55.10 500 2 3 3 8
    7 0.886 52.20 150 3 3 3 9
    8 0.850 46.80 <100 3 3 3 9
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    表  4   不同烘干条件对产品感观品质的影响

    Table  4   Effect of drying conditions on sense and quality of product

    组号
    no.
    烘干温度/℃
    drying temp
    烘干时间/h
    drying time
    水分含
    量/%
    moisture content
    水分活度
    Aw
    菌落总数/CFU·g-1
    the total number of bacteria
    感官综合评价
    sensory comprehensive evaluation
    口感
    taste
    色泽
    colour
    风味
    flavor
    总分
    mark
    1 55、60、70 0.5、0.5、0.5 41.82 0.883 300 1 3 4 8
    2 55、70 1.5、0.5 41.11 0.897 200 0 3 3 6
    3 60、70 0.75、0.5 47.18 0.890 200 3 3 4 10
    4 60、70 1、0.5 38.94 0.896 120 1 0 3 4
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    表  5   低温处理对产品杀菌效果的影响

    Table  5   Effect of low temperature treatment on sterilization of product   CFU · g-1

    试样
    sample
    杀菌前菌落总数
    before sterilization
    杀菌后菌落总数
    after sterilization
    无处理 no treatment 4.5×105 1 000
    4℃存放24 h  stored in 4℃ for 24 h 2.8×105 100
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    表  6   杀菌条件对产品品质、微生物的影响

    Table  6   Effect of sterilizing conditions on microbe and quality of product

    杀菌温度/℃
    sterilize temperature
    杀菌时间/min
    sterilize time
    产品品质及包装外观
    product quality and packaging appearance
    菌落总数/CFU·g-1
    the total number of bacteria
    76~78 30 包装平整,风味正常 1 500
    40 包装平整,风味正常 1 300
    80~85 30 包装平整,风味正常 < 300
    40 包装平整,香气减少 < 200
    90 30 包装完整,香气减弱,出现汁液 < 200
    40 包装轻微变曲,风味欠佳,出现汁液。 < 200
    紫外辐照
    UV radiation
    30 包装平整,风味正常 < 200
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    表  7   真空包装和普通包装保质效果比较

    Table  7   Vacuum packaging and packaging shelf-general comparison

    项目
    item
    水分活度
    Aw
    菌落总数/CFU·g-1  the total number of bacteria
    1d 2d 3d 4d 5d 6d 7d
    真空包装 vacuum packaging 0.887 < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 110
    普通包装 packaging 0.893 < 10 120 1 500 不可数
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图(2)  /  表(7)
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出版历程
  • 收稿日期:  2008-06-13
  • 修回日期:  2008-09-10
  • 刊出日期:  2008-12-04

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