兩種殺菌方式對(duì)即食小龍蝦理化性質(zhì)及揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響

葛孟甜，李正榮，賴年悅，林琳，姜紹通，陸劍鋒

(1 合肥工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 合肥 230009；2 安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院水產(chǎn)研究所，安徽 合肥 230001；3 合肥市畜牧水產(chǎn)技術(shù)推廣中心，安徽 合肥 231000)

小龍蝦，學(xué)名克氏原螯蝦(Procambarusclarkii)，原產(chǎn)于美國(guó)中西部和墨西哥北部，1929年由日本引種到中國(guó)江蘇省和安徽省，后沿長(zhǎng)江流域自然擴(kuò)散，經(jīng)過(guò)多年的繁衍生長(zhǎng)，已經(jīng)成為中國(guó)淡水蝦類(lèi)中的一種重要資源，因其營(yíng)養(yǎng)豐富、肉質(zhì)鮮美受到人們的喜愛(ài)[1]。目前，國(guó)內(nèi)淡水小龍蝦主要是以生鮮產(chǎn)品、冷凍粗加工或低溫熟食制品的形式銷(xiāo)售，常溫保質(zhì)期短,限制了銷(xiāo)售市場(chǎng)，因此研發(fā)安全美味的即食小龍蝦產(chǎn)品，不僅可以促進(jìn)小龍蝦的市場(chǎng)消費(fèi)，還能促進(jìn)小龍蝦產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，為中國(guó)小龍蝦的加工生產(chǎn)和綜合利用開(kāi)拓一條新的道路。

為了有效延長(zhǎng)肉類(lèi)食品貨架期，已有多種工業(yè)化殺菌方式應(yīng)用到肉制品中，一般常用低溫巴氏殺菌法和高溫高壓殺菌法等[2]。低溫巴氏殺菌是一種利用相對(duì)較低的溫度殺死病菌的消毒法，能夠最大限度地保持產(chǎn)品原有的理化性質(zhì)和固有風(fēng)味，但殺菌效果不夠理想，產(chǎn)品只能低溫貯藏[3]。高溫高壓殺菌雖然對(duì)微生物有較好的致死效果，但是對(duì)產(chǎn)品蛋白質(zhì)變性，氨基酸降解及其質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味都有一定程度的影響，易失去固有的理化性質(zhì)和風(fēng)味[4]。近年來(lái)，殺菌方式對(duì)即食肉制品理化性質(zhì)及風(fēng)味的影響研究已成為一個(gè)研究熱點(diǎn)，如李陽(yáng)等[5]研究了輻照滅菌和高溫滅菌對(duì)風(fēng)干武昌魚(yú)魚(yú)肉的揮發(fā)性成分的影響；李新等[6]研究了高溫高壓殺菌和輻照殺菌對(duì)即食草魚(yú)的感官質(zhì)量、色差、物性和水解氨基酸含量的影響；Tang等[7]研究了殺菌溫度(110 ℃、115 ℃、121 ℃和130 ℃)對(duì)即食糖醋鯉魚(yú)的熱滲透特性、流變特性、質(zhì)地和感官特性等性能的影響。然而，關(guān)于殺菌技術(shù)對(duì)即食小龍蝦等蝦類(lèi)食品理化性質(zhì)和風(fēng)味影響的研究還較少[8]。

小龍蝦肉質(zhì)鮮嫩，且有彈性，富含多種人體必需氨基酸，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高[9]。如果采用傳統(tǒng)的高溫高壓殺菌工藝，可能在營(yíng)養(yǎng)、口感和風(fēng)味等多個(gè)方面不能滿足消費(fèi)者對(duì)即食小龍蝦制品的需求，因此低溫殺菌可能更為適宜。鑒于此，以即食小龍蝦為對(duì)象，研究高溫高壓殺菌和巴氏殺菌兩種殺菌方式對(duì)小龍蝦氨基酸品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性、感官質(zhì)量及揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響，比較兩種殺菌方式的優(yōu)劣，以期能為常溫即食小龍蝦的生產(chǎn)工藝提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1　材料與試劑

鮮活小龍蝦，由安徽省巢湖市大鑫食品有限公司提供。鹽酸、磺基水楊酸、氯化鈉等，均為分析純(AR)。

1.2　儀器與設(shè)備

DHG—9123J精密恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司；CT—15RT臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，上海天美生化儀器設(shè)備工程有限公司；L—8900氨基酸全自動(dòng)分析儀，日本 HITACHI 公司；QP—2010氣相—質(zhì)譜聯(lián)用儀，日本島津公司；75 μm CAR/PDMS萃取頭，德國(guó)Sigma公司；LDZX—30KBS高壓蒸汽殺菌鍋，上海申安醫(yī)療器械廠；DZ—500/2S真空包裝機(jī)，山東小康機(jī)械有限公司。

1.3　試驗(yàn)方法

1.3.1即食小龍蝦的生產(chǎn)工藝流程

參照于曉慧[10]的制作方法。將生鮮小龍蝦摘除頭部，清洗干凈，將其油炸3 min后加入調(diào)味料(2.5%鹽、4%十三香、4%辣椒和4%花椒)一起翻炒2 min，然后加入50%啤酒蒸煮5 min，室溫冷卻后真空包裝，最后殺菌20 min。殺菌分為兩組，分別為80 ℃巴氏殺菌和121 ℃高溫高壓殺菌，殺菌后冷卻至室溫，成品25 ℃保藏。

1.3.2氨基酸組成的測(cè)定和氨基酸評(píng)分

參考Chen等[11]方法，略有改動(dòng)。稱(chēng)取0.067 g樣品至 10 mL 安瓿瓶中，加入5 mL鹽酸溶液(6 mol/mL)，將安瓿瓶充滿氮?dú)夂笱杆倜芊猓?30 ℃下水解8 h后冷卻至室溫，水解液轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中定容，再取1 mL定容后的水解液，冷凍干燥后加入1 mL鹽酸(0.02 mol/L)

溶解，用0.22 μm水相微孔濾膜過(guò)濾后進(jìn)樣。

根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織(FAO/WHO)1973年發(fā)布的的氨基酸評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模式和雞蛋蛋白的氨基酸模式進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)。氨基酸評(píng)分(AAS)、化學(xué)評(píng)分(CS)和必需氨基酸指數(shù)(EAAI)的公式如下[12]：

(1)

(2)

(3)

式中：XAAS—氨基酸評(píng)分值；a—樣品中氨基酸含量(%，干樣)；AFAO/WHO—FAO/WHO評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模式中同種氨基酸含量(%，干樣)；XCS—化學(xué)評(píng)分值；A全蛋白為雞蛋蛋白質(zhì)中同種氨基酸的含量(%，干樣)；XEAAI—必需氨基酸指數(shù)值；n為比較的必需氨基酸的數(shù)量；t賴、t亮、t蘇—樣品中各類(lèi)蛋白質(zhì)氨基酸的含量(%，干樣)；S賴、S亮、S蘇—雞蛋蛋白質(zhì)中各類(lèi)氨基酸的含量(%，干樣)。

1.3.3質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

取制得的即食小龍蝦蝦尾肉中間部分，分切成長(zhǎng)為8 mm× 8 mm× 6 mm均勻方塊試樣。選用質(zhì)構(gòu)儀的質(zhì)地剖面分析(Texture Profile Analysis，TPA)模型分析其質(zhì)構(gòu)，測(cè)定參數(shù)設(shè)定為：觸發(fā)類(lèi)型Auto(自動(dòng))、測(cè)試速率0.50 mm/s、返回速率0.50 mm/s、下壓距離4.00 mm，兩次壓縮之間的停留時(shí)間為5 s。壓縮探頭為不銹鋼P(yáng)/36 R圓柱形。重復(fù)檢測(cè)5次。

1.3.4感官評(píng)定的方法

感官評(píng)定采取評(píng)分法[13]，分別對(duì)即食小龍蝦的肉質(zhì)、色澤和氣味三方面進(jìn)行綜合感官評(píng)分，最終結(jié)果取三項(xiàng)評(píng)分之和的平均值。即食小龍蝦的綜合感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1　即食小龍蝦的綜合感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

1.3.5揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的測(cè)定

參考楊陽(yáng)等[14]方法，略有改動(dòng)。采用頂空固相微萃取分離揮發(fā)性物質(zhì)，稱(chēng)取4 g樣品，加入4 mL氯化鈉(0.18 g/mL)溶液，均質(zhì)后置于20 mL頂空瓶中，使用75 μm的CAR/PDMS萃取頭恒溫80℃萃取40 min后取出，插入GC-MS注射口解析5 min。

色譜條件：DB—5MS色譜柱(60 m×0.32 mm×1 μm)。升溫程序：起始溫度為50 ℃，保持1 min，先以10 ℃/min升至100 ℃，再以5 ℃/min升至200 ℃，最后以8 ℃/ min升至250 ℃，保持5 min；使用氦氣作為載氣，流量為1.0 mL/min。

質(zhì)譜條件：離子源溫度230 ℃；電離能量70 eV；傳輸線溫度280 ℃；四級(jí)桿溫度150 ℃；質(zhì)量掃描范圍質(zhì)荷比(m/z)：35～350。

1.3.6數(shù)據(jù)處理

揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)采用NIST2008譜庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行定性分析，僅報(bào)道正反匹配度大于80(最大值為100)的化合物的鑒定結(jié)果。所有數(shù)據(jù)均采用Origin 8.5軟件和SPSS19.0進(jìn)行作圖處理和顯著性統(tǒng)計(jì)分析。

2　結(jié)果與分析

2.1　兩種殺菌方式對(duì)即食小龍蝦氨基酸組成和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

兩種殺菌方式處理后的即食小龍蝦氨基酸組成見(jiàn)表2。由于本試驗(yàn)采用的是酸法水解蛋白質(zhì)，在此過(guò)程中色氨酸與含醛基化合物反應(yīng)生成黑色物質(zhì)從而被酸化破壞[15]，最終檢測(cè)到17種常見(jiàn)氨基酸，包括7種必需氨基酸(EAA)和10種非必需氨基酸(NEAA)，且17種氨基酸中谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸和天冬氨酸為鮮味氨基酸。巴氏殺菌處理的即食小龍蝦所含的賴氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、丙氨酸、半胱氨酸和酪氨酸含量均顯著高于(P<0.05)高溫高壓殺菌組，其中賴氨酸是谷類(lèi)蛋白質(zhì)和母乳的第一限制性氨基酸，被稱(chēng)為人體第一限制性氨基酸，可以彌補(bǔ)谷類(lèi)蛋白質(zhì)中賴氨酸含量的不足，為人體平衡膳食提供保障[16]。除此之外，在EAA、NEAA、總氨基酸(TAA)和鮮味氨基酸總量方面，巴氏殺菌處理的即食小龍蝦也略優(yōu)于高溫高壓殺菌組，其中NEAA、TAA存在顯著差異(P<0.05)。這表明兩種殺菌方式處理對(duì)即食小龍蝦的氨基酸組成有一定影響，即巴氏滅菌組效果較好，而高溫高壓殺菌組在一定程度上會(huì)降低其氨基酸的含量。

蛋白質(zhì)是人類(lèi)營(yíng)養(yǎng)成分中最重要的基礎(chǔ)成分，在細(xì)胞的基本構(gòu)成和生理功能方面起著至關(guān)重要的作用[17]。蛋白質(zhì)進(jìn)入人體后會(huì)被分解為肽和氨基酸等小分子物質(zhì)，從而被人體吸收利用，所以蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)反映在氨基酸的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)上[18]。AAS、CS和EAAI是評(píng)估蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的常用方法[11]，因此試驗(yàn)進(jìn)一步評(píng)估了兩種殺菌方式處理的即食小龍蝦的AAS、CS和EAAI。

表2　兩種殺菌方式對(duì)即食小龍蝦氨基酸組成的影響

注：同行字母不同有顯著性，相同則無(wú)顯著性(P<0.05)；TAA為氨基酸;EAA為必需氨基酸;NEAA為非必需氨基酸

將表2中的數(shù)據(jù)換算成每克氮中含氨基酸毫克數(shù)(乘以62.50%)后，與FAO/WHO建議的氨基酸評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模式和全雞蛋蛋白質(zhì)的氨基酸模式進(jìn)行比較，并計(jì)算出其AAS、CS和EAAI[1]，結(jié)果見(jiàn)表3。根據(jù)AAS和CS的計(jì)算結(jié)果，兩種殺菌方式的小龍蝦的第一限制性氨基酸均為蛋氨酸+半胱氨酸，第二限制性氨基酸均為纈氨酸，該結(jié)果與丁建英等[1]的研究結(jié)果一致，但巴氏殺菌組的計(jì)算數(shù)值均高于高溫高壓殺菌組；除亮氨酸外，其它氨基酸也均有此趨勢(shì)。此外，巴氏殺菌處理的小龍蝦的EAAI為66.52，同樣明顯高于高溫高壓殺菌組(63.40)。由此可見(jiàn)，巴氏殺菌處理的即食小龍蝦的蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)于高溫高壓殺菌組。

表3　兩種殺菌方式處理的即食小龍蝦必需氨基酸組成的評(píng)價(jià)

注：AAS為氨基酸評(píng)分；CS為化學(xué)評(píng)分；EAAI為必需氨基酸指數(shù)

2.2　兩種殺菌方式對(duì)即食小龍蝦質(zhì)構(gòu)特性的影響

質(zhì)構(gòu)是衡量食品品質(zhì)的重要指標(biāo)，注射率、產(chǎn)品配方和殺菌方式等都會(huì)對(duì)肉制品的質(zhì)構(gòu)特性有一定的影響[19-20]。兩種殺菌方式對(duì)即食小龍蝦質(zhì)構(gòu)特性的影響如表4所示。

表4　兩種殺菌方式對(duì)即食小龍蝦質(zhì)構(gòu)特性的影響

注：同行字母不同有顯著性，相同則無(wú)顯著性(P<0.05)

由表4可知，兩種殺菌方式對(duì)即食小龍蝦的硬度、彈性、膠著性和咀嚼度都有一定的影響。與巴氏殺菌的即食小龍蝦相比，高溫高壓殺菌的即食小龍蝦的硬度、彈性、膠著性和咀嚼度都在一定程度上有所降低，且具有顯著性差異(P<0.05)。其中，咀嚼度代表的是將半固體的樣品咀嚼成吞咽時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)所需的能量[21]，這主要是其肌肉硬度、肌肉彈性和細(xì)胞間凝聚力等綜合作用的結(jié)果[22]，高溫高壓殺菌和巴氏殺菌的小龍蝦咀嚼度分別為20.074 g和423.520 g，相差20倍之多。由質(zhì)構(gòu)特性比較可知，高溫高壓殺菌對(duì)小龍蝦的質(zhì)構(gòu)特性影響非常大，在一定程度上破壞了小龍蝦肌肉的質(zhì)構(gòu)特性，這可能是由于高溫高壓處理使肌肉纖維和肌肉組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[23]。

2.3　兩種殺菌方式對(duì)即食小龍蝦感官質(zhì)量的影響

感官評(píng)價(jià)具有很強(qiáng)的直觀性，依據(jù)表1綜合感官評(píng)分表對(duì)兩種殺菌方式處理的即食小龍蝦進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表5。巴氏殺菌處理的即食小龍蝦的肉質(zhì)評(píng)分、色澤評(píng)分、氣味評(píng)分和感官總分均顯著高于(P<0.05)高溫高壓殺菌組。

表5　兩種殺菌方式對(duì)即食小龍蝦感官質(zhì)量的影響

注：同行字母不同有顯著性差異，相同則無(wú)顯著性差異(P<0.05)

圖1為兩種殺菌方式處理的小龍蝦尾及其蝦尾肉，結(jié)合圖1和表5可知，巴氏殺菌處理的即食小龍蝦蝦殼色澤鮮紅，肌肉組織緊密，堅(jiān)實(shí)有彈性，具有固有的龍蝦肉香味；而高溫高壓殺菌處理的小龍蝦蝦殼色澤偏白，與肌肉組織分離，且肉質(zhì)松散、略顯黑色，氣味也較巴氏殺菌組變淡。

該結(jié)果表明巴氏殺菌處理的即食小龍蝦更能迎合人們的口味，高溫高壓殺菌處理顯著降低了小龍蝦的品質(zhì)，對(duì)其感官造成一定程度的破壞。

圖1　兩種殺菌方式處理的小龍蝦蝦尾和蝦尾肉

2.4　兩種殺菌方式對(duì)即食小龍蝦揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響

利用SPME-GC-MS對(duì)兩種殺菌方式處理的即食小龍蝦揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表6。本次實(shí)驗(yàn)共檢測(cè)到57種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，巴氏殺菌和高溫高壓殺菌的即食小龍蝦分別檢測(cè)出41和44種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。

醇類(lèi)物質(zhì)可以由脂肪酸的氫過(guò)氧化物二次分解產(chǎn)生，也可以通過(guò)斯特雷克爾(Strecker)氨基酸反應(yīng)生成[15]。在巴氏殺菌處理的即食小龍蝦中檢測(cè)到19.30%醇類(lèi)物質(zhì)，顯著高于(P<0.05)高溫高壓殺菌處理組(16.40%)，而其中乙醇、芳樟醇和α-苯乙醇相對(duì)含量差異較明顯。乙醇、芳樟醇和α-苯乙醇在水產(chǎn)品中的報(bào)道較少，可能是通過(guò)香辛料經(jīng)滲透融入蝦體，芳樟醇具有顯著類(lèi)似花香、植物香和柑橘香味，α-苯乙醇具有樟腦、木香、梔子香氣。醚類(lèi)大多具有強(qiáng)烈而愉快的香氣，賦予食品特殊香味[24]。在巴氏殺菌處理的即食小龍蝦中檢測(cè)到59.21%醚類(lèi)物質(zhì)，顯著高于(P<0.05)高溫高壓殺菌處理組(53.70%)。即食小龍蝦的醚類(lèi)物質(zhì)主要為對(duì)丙烯基茴香醚，來(lái)源于八角茴香等香辛料，具有茴香、甘草的香氣[25]，是即食小龍蝦中相對(duì)含量最高的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，因此認(rèn)為其對(duì)小龍蝦整體風(fēng)味的形成有十分重要的作用。酯類(lèi)物質(zhì)是羧酸與醇酯化后的產(chǎn)物，具有令人愉悅的水果香氣，在蝦的肉味特征具有重要風(fēng)味貢獻(xiàn)[14]。在巴氏殺菌處理的即食小龍蝦中檢測(cè)到7.38%酯類(lèi)物質(zhì)，顯著高于(P<0.05)高溫高壓殺菌處理組(5.25%)。在即食小龍蝦檢測(cè)出的酯類(lèi)中，乙酸橙花酯具有甜的花香、玫瑰香氣和果香香氣，乙酸松油酯具有藥草、柑橘和辛香香氣[26]。

烷烴物質(zhì)主要來(lái)自于脂肪酸烷氧自由基的均裂，具有高芳香閾值，一般認(rèn)為對(duì)食品整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)較小[27]。在巴氏殺菌處理的即食小龍蝦中檢測(cè)到4.84%醇類(lèi)物質(zhì)，顯著低于(P<0.05)高溫高壓殺菌處理組(12.77%)，且烷烴類(lèi)物質(zhì)在現(xiàn)有含量水平上對(duì)即食小龍蝦風(fēng)味影響有限。含N類(lèi)物質(zhì)主要來(lái)源于蛋白質(zhì)，游離氨基酸和核酸的分解[28]。在巴氏殺菌處理的即食小龍蝦中檢測(cè)到1.44%含N類(lèi)物質(zhì)，顯著低于(P<0.05)高溫高壓殺菌處理組(2.81%)，但由于即食小龍蝦中該物質(zhì)相對(duì)含量較低且閾值較高，如2,5-二甲基吡嗪閾值為1500[26]，故認(rèn)為其對(duì)即食小龍蝦整體風(fēng)味貢獻(xiàn)不大。酮類(lèi)物質(zhì)一方面可以由脂肪氧化生成，另一方面可以由氨基酸降解產(chǎn)生，主要貢獻(xiàn)于蝦肉的花香和果香風(fēng)味[29]；醛類(lèi)物質(zhì)是脂肪氧化的二級(jí)或三級(jí)氧化產(chǎn)物，具有氣味疊加效應(yīng)[30]。巴氏殺菌和高溫高壓殺菌處理的即食小龍蝦的酮類(lèi)和醛類(lèi)的相對(duì)含量均無(wú)顯著性差異(P>0.05)，其中酮類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量分別為0.29%和0.30%，醛類(lèi)物質(zhì)含量分別為7.32%和7.17%。

表6　兩種滅菌方式對(duì)即食小龍蝦揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響

(續(xù)表)

注：同行字母不同有顯著性，相同則無(wú)顯著性(P<0.05)；“—”表示未檢出

3　結(jié)論

研究表明，巴氏殺菌處理的即食小龍蝦的EAA、NEAA，TAA、EAAI和鮮味氨基酸均優(yōu)于高溫高壓殺菌組，前者的氨基酸營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)較高；與巴氏殺菌組相比，高溫高壓殺菌的即食小龍蝦的硬度、彈性、膠著性和咀嚼度都在一定程度上有所降低，且具有顯著性差異(P<0.05)，破壞了產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性；巴氏殺菌處理的即食小龍蝦感官評(píng)分顯著高于(P<0.05)高溫高壓殺菌組，更能迎合消費(fèi)者的口味；巴氏殺菌和高溫高壓殺菌的即食小龍蝦分別檢測(cè)出41和44種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，巴氏殺菌處理的即食小龍蝦的醇類(lèi)、醚類(lèi)和酯類(lèi)物質(zhì)顯著高于(P<0.05)高溫高壓殺菌組，該差異對(duì)產(chǎn)品整體風(fēng)味有較大影響，巴氏殺菌處理的即食小龍蝦香氣更為濃郁。因此，高溫高壓殺菌不適于今后即食小龍蝦的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

□