劉麗莎，徐　斌，鄧尚貴

（浙江海洋學(xué)院食品與醫(yī)藥學(xué)院，浙江舟山　316022）

即食南美白對(duì)蝦制品蝦殼軟化工藝研究

劉麗莎，徐斌，鄧尚貴

（浙江海洋學(xué)院食品與醫(yī)藥學(xué)院，浙江舟山316022）

摘要：以即食預(yù)煮熱風(fēng)干燥南美白對(duì)蝦蝦殼可食用為目標(biāo)，采用酸法軟化技術(shù)開發(fā)新型蝦類即食制品。本文以復(fù)配有機(jī)酸為軟化劑，通過(guò)蛋白質(zhì)損失率、脫鈣率和質(zhì)構(gòu)變化規(guī)律的研究，確定蝦殼軟化最佳工藝技術(shù)和參數(shù)。研究結(jié)果表明：當(dāng)脫鈣率達(dá)到55%時(shí)，蝦殼軟化可食。在體積分?jǐn)?shù)為5%的情況下，復(fù)配有機(jī)酸以乙酸與乳酸按1:1比例配合軟化30 min可獲得最佳軟化效果，南美白對(duì)蝦蛋白質(zhì)損失率為5.53%，且對(duì)蝦制品的營(yíng)養(yǎng)與風(fēng)味保持較好。

關(guān)鍵詞：南美白對(duì)蝦；復(fù)合有機(jī)酸；蝦殼；軟化

南美白對(duì)蝦為凡納濱對(duì)蝦Penaeus vannamei Boone的俗稱，是世界上養(yǎng)殖蝦類產(chǎn)量最高的三大優(yōu)良種類之一。近年來(lái)，因其具有生長(zhǎng)快、耐高密度養(yǎng)殖、肉質(zhì)鮮嫩且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，深受國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的歡迎。目

前，國(guó)內(nèi)福建、江蘇以及浙江等省區(qū)均有養(yǎng)殖，養(yǎng)殖總產(chǎn)量20多萬(wàn)t，而且，養(yǎng)殖產(chǎn)量有逐年增加的趨勢(shì)。然而，蝦殼硬度大，難以食用，為食用方便，加工為即食食品往往需要去掉蝦殼，不僅造成加工制品率低、企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益低等問(wèn)題，而且產(chǎn)生的蝦殼副產(chǎn)物還會(huì)造成較嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，將蝦殼軟化至可食用程度，不僅可提高制品率和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，還可解決環(huán)境污染問(wèn)題，這已經(jīng)成為蝦類干制品開發(fā)的新思路。日本鹿兒島大學(xué)進(jìn)藤［1-2］等人采用酸酶法軟化蝦殼，取得了一定效果，但其方法僅適用于個(gè)體較小的、甲殼硬度不高的蝦殼的軟化［3］，而且其使用的甲殼質(zhì)酶價(jià)格昂貴，不適合生產(chǎn)使用。中國(guó)海洋大學(xué)崔宏博［4］等人也采用酸酶法軟化蝦殼，雖有一定效果，但有機(jī)酸為單一酸，軟化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，對(duì)蝦肉的質(zhì)構(gòu)也有較大破壞，生產(chǎn)上也不適用；同時(shí)，其所使用的酶也容易水解蝦肉，破壞蝦肉組織結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)流失，制品率下降，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益下降等問(wèn)題。

為了充分利用南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖資源，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，解決其蝦殼軟化問(wèn)題已成為該產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。本文在前人已有研究成果的基礎(chǔ)上，從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，提出復(fù)配有機(jī)酸軟化蝦殼新思路，為南美白對(duì)蝦的加工與利用提供理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1材料與試劑

南美白對(duì)蝦：規(guī)格50只/kg，2015年9月，購(gòu)買自浙江省舟山市定海區(qū)南珍市場(chǎng)，水袋活運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室，去除死亡個(gè)體。

乙酸，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；乳酸，上?；瘜W(xué)試劑總廠；琥珀酸，阿拉丁試劑（上海）有限公司；EDTA，宜興市化學(xué)試劑三廠，均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水。

1.2儀器與設(shè)備

電熱恒溫水浴鍋（HWS-12），上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；電子天平（BSA323S），賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；TMS-Pro型物性分析儀，美國(guó)Foodtech公司；PHB-4便攜式pH計(jì)，上海益?zhèn)惌h(huán)境科技有限公司；全自動(dòng)凱氏定氮儀（KJELTEC 8400），美國(guó)FOSS公司；索氏脂肪測(cè)定儀（SOXTEC2045），美國(guó)FOSS公司；箱式電阻爐（SX2-4-10-s），上海纖檢儀器有限公司；BX41型顯微鏡（OP26型CCD），奧林巴斯（中國(guó)）有限公司。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1即食南美白對(duì)蝦制作流程

南美白對(duì)蝦→熱燙→軟化→清洗→調(diào)味→干燥→包裝→殺菌。

1.3.2蝦殼軟化試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.2.1可食用程度的鈣含量的確定

取南美白對(duì)蝦210只，隨機(jī)分成8組（每組10只，平行試驗(yàn)3次）。熱燙后浸泡于5%乙酸溶液中，分別于10 min、20 min、30 min、40 min、50 min、60 min和70 min后取出，用蒸餾水清洗去酸，瀝干后分別測(cè)定各組的脫鈣率，確定蝦殼軟化至可食用程度的鈣含量。

1.3.2.2單一有機(jī)酸軟化試驗(yàn)

以實(shí)驗(yàn)1.3.2.1確定的可食用脫鈣率為目標(biāo)。取南美白對(duì)蝦120只，隨機(jī)分成A、B、C、D4組（每組10只，平行試驗(yàn)3次）。熱燙后分別浸泡于蒸餾水（A組即空白對(duì)照組）、5%乳酸（B組）、5%乙酸（C組）和5%琥珀酸（D組）溶液中，不同時(shí)間后取出，用蒸餾水清洗去酸，瀝干后分別測(cè)定達(dá)到可食用程度的脫鈣率，確定軟化時(shí)間，從而選擇有機(jī)酸以及處理?xiàng)l件。

1.3.2.3復(fù)配有機(jī)酸軟化試驗(yàn)

以實(shí)驗(yàn)1.3.2.1確定的可食用脫鈣率為目標(biāo)。復(fù)配有機(jī)酸溶液比例見表1。取南美白對(duì)蝦150只，隨機(jī)分成A蒸餾水（即未軟化組）、B（單一有機(jī)酸處理組）、復(fù)配組（每組10只，平行試驗(yàn)3次）。熱燙后分別浸泡于不同溶液中，達(dá)到可食用程度的鈣含量后取出，用蒸餾水清洗去酸，瀝干后分別測(cè)定各組蛋白質(zhì)損失率和質(zhì)構(gòu)變化，選取蝦殼軟化的最佳有機(jī)酸復(fù)配比例和處理?xiàng)l件。

表1　復(fù)配有機(jī)酸溶液比例Tab.1　The mixed proportion of organic acid solution

1.3.3軟化蝦殼掃描電鏡觀察

將未軟化與復(fù)配酸軟化之后的樣品切成5 mm×5 mm×5 mm的塊狀切片在4℃條件下用體積分?jǐn)?shù)2.5%戊二醛溶液（25%戊二醛溶液10 mL，去離子水40 mL，0.2 mol/L pH為7.2的磷酸緩沖液50 mL配制而成）固定2 h，然后，用pH 7.2的磷酸緩沖液沖洗4次。再用30%、50%、70%、90%和100%乙醇按順序各脫水2次，每次10 min。干樣品用離子濺射儀噴金，掃描電鏡觀察［5］。

1.3.4蝦制品蛋白質(zhì)損失率的測(cè)定

總蛋白質(zhì)含量測(cè)定參考GB/T5009.5-2003，蛋白質(zhì)損失率按下式計(jì)算：蛋白質(zhì)損失率=新鮮蝦的蛋白質(zhì)含量-酸水解后蝦的蛋白質(zhì)含量新鮮蝦的蛋白質(zhì)含量

1.3.5蝦制品質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

將軟化后的對(duì)蝦瀝干2 min，平整放置，采用質(zhì)構(gòu)儀在TPA模式下測(cè)定硬度、彈性、粘聚性和咀嚼性，測(cè)定位置為蝦體的第二腹節(jié)處。采用平底圓柱形探頭P/50，直徑為15 mm，設(shè)定的參數(shù)分別為：感應(yīng)元探頭最大壓力值為60 N，探頭下降速度60.00 mm/s，形變量30%，觸發(fā)力0.6 N［6］。試驗(yàn)重復(fù)3次。

1.3.6蝦殼脫鈣率的測(cè)定

南美白對(duì)蝦殼總鈣的測(cè)定：將南美白對(duì)蝦殼剪成小片，準(zhǔn)確稱取一定量的碎蝦殼于1 mol/L的鹽酸溶液中，液料比為1:10，室溫下反應(yīng)12 h，將脫鈣液轉(zhuǎn)移至容量瓶，用蒸餾水洗滌蝦殼，并將洗滌液一并轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中定容，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定蝦殼中的含鈣量［7］。

將脫鈣液轉(zhuǎn)移至容量瓶，用蒸餾水洗滌蝦殼，并將洗滌液一并轉(zhuǎn)移至容量瓶，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定脫鈣液中的鈣含量；計(jì)算脫鈣率。

式中：CEDTA為EDTA的摩爾濃度，mol/L；VEDTA為消耗EDTA的體積，mL；MCa為鈣的摩爾質(zhì)量，g/mol；V1為定容體積，mL；V2為移取滴定樣品液的體積，mL。

1.3.7對(duì)蝦制品率的測(cè)定

對(duì)蝦制品率的計(jì)算公式如下：

1.3.8蝦制品感官評(píng)定

軟化和未軟化對(duì)蝦制品的感官質(zhì)量評(píng)判由訓(xùn)練有素的感官評(píng)定小組完成。感官評(píng)定小組由20名食品專業(yè)的學(xué)生組成（男女各10人），對(duì)不同復(fù)合酸水解條件下制得的南美白對(duì)蝦進(jìn)行外觀色澤、口感、風(fēng)味等的評(píng)定［8］。根據(jù)感官要求，設(shè)定產(chǎn)品感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表2。

1.3.9蝦制品理化指標(biāo)檢測(cè)［4］

水分含量測(cè)定：常壓烘干法；灰分測(cè)定：按GB/T 9695.18-2008方法測(cè)定；蛋白含量測(cè)定：凱式定氮法；脂肪測(cè)定：索氏抽提法。

1.4即食軟殼蝦制品制作

新鮮南美白對(duì)蝦于100℃質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的NaCl溶液熱燙2 min迅速取出，瀝干自然冷卻至常溫。

表2　產(chǎn)品感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Tab.2　Sensory evaluation standard of products

1.4.1軟化工藝

按照1.3的軟化工藝進(jìn)行制作。

1.4.2調(diào)味和干燥

經(jīng)軟化后的對(duì)蝦按表3配制的調(diào)味料（配制的調(diào)味料，煮沸后紗布過(guò)濾去除殘?jiān)┙n1 h，瀝水，60℃熱風(fēng)干燥。

表3　調(diào)味液成分配比表Tab.3　The matching table of flavoring liquid component

1.4.3包裝和殺菌

干燥對(duì)蝦真空包裝，100℃水浴殺菌15 min，制得成品。

2結(jié)果與分析

2.1可食用蝦殼鈣含量的確定

蝦殼中的碳酸鈣約占30%，是蝦殼重要成分之一［9］，使得蝦殼質(zhì)地堅(jiān)硬。為了確定可食用蝦殼鈣含量標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)了乙酸對(duì)蝦殼脫鈣的影響，如圖1。結(jié)合感官試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)酸處理時(shí)間達(dá)到60 min時(shí)，蝦殼較軟，即達(dá)到可食用程度，此時(shí)，蝦殼脫鈣率為55.47%?？赏茰y(cè)，蝦殼達(dá)到可食用程度的脫鈣率至少應(yīng)達(dá)到55%，對(duì)應(yīng)的蝦殼的鈣含量為8.28%。

圖1　乙酸對(duì)蝦殼軟化不同時(shí)間的脫鈣率Fig.1　The decalcification rate of acetic acid softening prawn shell in different time

2.2有機(jī)酸軟化蝦殼工藝條件的確定

2.2.1單一有機(jī)酸對(duì)蝦殼軟化的影響

試驗(yàn)首先研究單一有機(jī)酸的軟化效果，如圖2。由圖2可知，乳酸軟化處理達(dá)到可食用程度需要的時(shí)間至少為3 h（脫鈣率為54.97%），而琥珀酸軟化處理的時(shí)間至少需要4 h（脫鈣率為55.23%），均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于乙酸軟化處理的時(shí)間。由此可知，在3種有機(jī)酸中，乙酸是較合適的軟化有機(jī)酸。由圖3可知，當(dāng)處理時(shí)間為60 min時(shí)，不同乙酸濃度對(duì)蝦殼軟化的效果不同，當(dāng)乙酸濃度為5%時(shí)，蝦殼軟化已達(dá)到可食用程度，因此，單一有機(jī)酸軟化蝦殼最佳條件為5%乙酸處理60 min。

圖2　乳酸和琥珀酸對(duì)蝦殼軟化不同時(shí)間的脫鈣率Fig.2　The decalcification rate of lactic acid and succinic acid softening prawn shell in different time

圖3　不同乙酸濃度對(duì)蝦殼脫鈣率的影響Fig.3　The influence of decalcified rate of acetate softening prawn shell with different concentration

2.2.2復(fù)配有機(jī)酸對(duì)脫鈣率的影響

乙酸盡管在3種有機(jī)酸中是軟化處理的最佳有機(jī)酸，但處理時(shí)間仍然較長(zhǎng)，對(duì)制品的品質(zhì)影響較大，為了縮短軟化處理時(shí)間，試驗(yàn)研究了復(fù)配有機(jī)酸軟化效果，如圖4。從圖4（a）中可以看出，乙酸和乳酸復(fù)配處理時(shí)間大于30 min時(shí)，蝦殼均可達(dá)到食用程度，而處理時(shí)間為20 min時(shí)，按比例2:1復(fù)配時(shí)，蝦殼也可達(dá)到可食用程度；從圖4（b）中可以看出，在處理時(shí)間40 min時(shí)，乙酸和琥珀酸按1:2和2:1復(fù)配均達(dá)到蝦殼可食用程度；從圖4（c）中可看出，當(dāng)乳酸和琥珀酸按1:1、1:2和2:1復(fù)配達(dá)到蝦殼可食用程度分別至少需要3 h、2.5 h和2 h。

綜上所述，三種有機(jī)酸復(fù)配對(duì)蝦殼軟化均有明顯的促進(jìn)效果，與單一有機(jī)酸相比，軟化時(shí)間明顯縮短。綜合考慮，確定體積分?jǐn)?shù)為5%的乙酸與乳酸1:1比例復(fù)配，軟化處理時(shí)間為30 min，是蝦殼軟化處理的最合適條件。

圖4　不同復(fù)配方法對(duì)蝦殼脫鈣率的影響Fig.4　The influence of decalcified rate of different distribution softening prawn shell

2.3軟化蝦殼微觀結(jié)構(gòu)的變化

按照2.2確定復(fù)配酸軟化工藝條件對(duì)蝦殼進(jìn)行酸水解處理后，采用電鏡掃描觀察蝦殼的變化，如圖5。從圖5中可以看出，未經(jīng)酸處理過(guò)的蝦殼，質(zhì)地完整，結(jié)構(gòu)幾乎沒有斷裂及破損，蝦殼表面粗糙，有小的凸起。經(jīng)軟化處理過(guò)的蝦殼，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斷裂、缺失，蝦殼的完整性破壞，有細(xì)小的碎片，蝦殼表面較光滑。造成這樣的原因可能是因?yàn)槲窜浕r殼蛋白與蝦青素以及碳酸鈣成分形成緊密的結(jié)構(gòu)［4］，表現(xiàn)為硬度較大；采用軟化處理后，使得原本保持緊密的結(jié)構(gòu)遭到破壞，組織結(jié)構(gòu)由先前的緊密變得疏松，蝦殼組織變得松軟。由此可見，采用復(fù)配酸對(duì)蝦殼進(jìn)行適當(dāng)處理后實(shí)現(xiàn)了軟化蝦殼的目標(biāo)。

2.4蝦殼軟化處理對(duì)蝦制品品質(zhì)的影響

2.4.1蝦殼軟化處理對(duì)蝦制品感官品質(zhì)的影響

表4為不同復(fù)合酸水解方法所得的對(duì)蝦的感官評(píng)價(jià)結(jié)果。由表4可知，乙酸與乳酸1:1處理30 min的感官品質(zhì)優(yōu)于未處理組，說(shuō)明這種復(fù)配方法軟化后的蝦在感官上更容易使人接受。

圖5　對(duì)蝦酸解前后掃描電鏡圖Fig.5　SEM for prawn before and after the acid solution

表4　復(fù)配有機(jī)酸對(duì)蝦殼軟化感官品質(zhì)評(píng)分表Tab.4　Sensory evaluation of composite acids softening prawn shell

2.4.2蝦殼軟化處理對(duì)蝦制品質(zhì)構(gòu)特性的影響

TPA的基本參數(shù)（硬度、彈性、咀嚼性）反映了食品在嘴里的基本特征感覺。如圖6所示，酸處理組與未處理組相比，硬度均有所下降，其中最佳復(fù)配酸的硬度為8.39 N，最佳單一酸處理組為9.06 N，看出復(fù)配酸比單一酸效果更好。咀嚼性表示的是將食品咀嚼到可吞咽時(shí)所需要做的功，從圖6中看出，最佳復(fù)配酸處理組的咀嚼性比最佳單一酸處理組和未處理組都要小，說(shuō)明酸處理對(duì)蝦殼軟化有一定的作并且復(fù)配酸的效果較好，同時(shí)最佳復(fù)配酸處理組的彈性比另外兩組也要大，說(shuō)明南美白對(duì)蝦肉質(zhì)損壞程度較低，在口感上更容易使人接受。

2.4.3蝦殼軟化處理蛋白質(zhì)損失率和制品率的影響

最佳處理?xiàng)l件對(duì)蛋白質(zhì)損失率和制品率的影響如圖7所示。從圖中可以看出，最佳復(fù)合酸處理南美白對(duì)蝦后的蛋白質(zhì)損失率與最佳單一酸處理相比略有下降，且制品率有所提高，說(shuō)明最佳復(fù)合酸處理南美白對(duì)蝦的效果更好。

2.5對(duì)蝦干制品的理化指標(biāo)分析

軟殼蝦干制品與原料蝦的理化指標(biāo)差異見表5。由表5可知，差異主要在于水分和灰分的變化，干燥后的蝦水分流失大，而酸處理對(duì)蝦殼的作用，脫除了蝦殼中的部分鈣，使得軟殼蝦制品相比于原料蝦灰分成分明顯下降，但鮮蝦制品食用時(shí)，蝦殼是丟棄部分，二者的營(yíng)養(yǎng)成分相差不大，說(shuō)明軟殼蝦制品在制作過(guò)程中其營(yíng)養(yǎng)成分的損失較小。

圖6　蝦殼軟化處理對(duì)蝦制品質(zhì)構(gòu)特性的影響Fig.6　Effects of different composite method treating prawn shell on texture attributes

圖7　蝦殼軟化處理蛋白質(zhì)損失率和制品率的影響Fig.7　Effects of protein loss rate and the rate of products after prawn shell softend

表5　蝦干制品與原料蝦理化指標(biāo)對(duì)比Tab.5　The physical and chemical index comparison of dried product and fresh prawn

3結(jié)論

（1）試驗(yàn)結(jié)果表明，蝦殼軟化至可食用程度的脫鈣率至少應(yīng)達(dá)到55%，鈣含量低于8%。

（2）以達(dá)到蝦殼軟化至可食用脫鈣率為目標(biāo)，不同有機(jī)酸及濃度對(duì)蝦殼軟化的效果差異明顯，最適宜酸為乙酸，適宜濃度為5%體積分?jǐn)?shù)軟化時(shí)間1 h。

（3）以蝦殼軟化可食用鈣含量為測(cè)試指標(biāo)，通過(guò)脫鈣率和感官評(píng)定分析確定蝦殼軟化至可食用程度的復(fù)配有機(jī)酸軟化蝦殼的最佳工藝條件為：體積分?jǐn)?shù)為5%的乙酸與乳酸按1:1比例復(fù)配后軟化30 min，此時(shí)的蝦殼脫鈣率達(dá)到55.69%。

（4）掃描電鏡結(jié)果顯示復(fù)配酸酸水解前后蝦殼蛋白與蝦青素以及碳酸鈣成分形成緊密的結(jié)構(gòu)，因?yàn)殁}流失，組織結(jié)構(gòu)由緊密變得松軟，達(dá)到了酸解軟化蝦殼的目標(biāo)。

（5）通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)損失率和制品率的測(cè)定，表明最佳復(fù)配酸處理南美白對(duì)蝦的蛋白質(zhì)損失率略小于最佳單一酸處理的南美白對(duì)蝦的蛋白質(zhì)損失率，同時(shí)能夠提高制品率。通過(guò)感官評(píng)定和質(zhì)構(gòu)分析表明，最佳復(fù)配酸處理南美白對(duì)蝦的感官評(píng)分高于最佳單一酸處理的南美白對(duì)蝦的感官評(píng)分，而且質(zhì)構(gòu)參數(shù)也相對(duì)較高，說(shuō)明最佳復(fù)配酸處理的南美白對(duì)蝦在感官上更加容易使人接受。

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中圖分類號(hào)：TS254.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào):1008-830X（2016）01-0030-06

收稿日期：2015-09-21 基金項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2015BAD17B01）

作者簡(jiǎn)介：劉麗莎（1990-），女，湖南岳陽(yáng)人，碩士研究生，研究方向：水產(chǎn)品加工與貯藏. 通訊作者：鄧尚貴，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：水產(chǎn)品加工與貯藏.E-mail:dengshanggui@163.com

Shrimp Shell Softening Technology Research of Instant Penaeus vannamei Boone Product

LIU Li-sha，XU Bin，DENG Shang-gui
（Food and Mecical School of Zhejiang Ocean University，Zhoushan316022，China）

Abstract:Regarding the edible of the shrimp shell of Penaeus vannamei Boone by pre-cooking and hot air drying technology as the target，P.vannamei Boone was used as raw materials to develop new products of instant shrimp，by using acid softening technology，this paper was based on the distribution of organic acid as the softener to determine the best technology and parameters of shrimp shell softening，through the loss rate of protein，the decalcification rate and the change rule of texture.The results show that when the decalcification rate reaches 55%，the softening shrimp shell is edible.In the case of the volume fraction of 5%，the ratio of organic acid to acetic acid and lactic acid by 1:1 could get the best softening effect，and the loss rate of protein of P.vannamei Boone product was 5.53%.At the same time，the nutrition and flavor of shrimp products was keeping good.

Key words:Penaeus vannamei Boone；the distribution of organic acid；shrimp shell；softening technology