不同加熱方式下凡納濱對蝦品質的比較分析

孫魯浩，毛偉杰，張偉鴻，吉宏武，劉書成，高靜

（廣東海洋大學食品科技學院，水產(chǎn)品加工與安全重點實驗室，廣東湛江 524000）

凡納濱對蝦營養(yǎng)豐富，高蛋白低脂肪還富含人體所需微量礦物元素，必需氨基酸、維生素和不飽和脂肪酸等。同時因其味道鮮美，被廣大消費者所喜愛。但凡納濱對蝦的加工方法和條件對其食用品質將產(chǎn)生重要的影響。當今許多學者通過一種或兩種加熱方式對水產(chǎn)品品質進行研究，包括微波加熱、水煮加熱、蒸汽加熱和油炸加熱等方法。在微波加熱方面郭力等[1]的研究表明，控制微波加熱功率和時間可以控制中國龍蝦質構和感官特性。池岸英等[2]研究了凡納濱對蝦的微波熟制工藝，通過對比分析不同微波功率和加熱時間對凡納濱對蝦持水性、色差、質構等特性的變化，確定了微波熱處理的最佳工藝條件。戴陽軍等[3]利用響應曲面法優(yōu)化了微波干燥刀額新對蝦的工藝條件。目前微波加熱對水產(chǎn)品品質影響的研究多集中在感官、風味和質構等方面，對蛋白質的影響的研究則很少；在水煮加熱方面竹內友里等[4]研究了不同水浴加熱溫度條件下斑節(jié)對蝦色差等物理性質的變化，并探討了肌原纖維蛋白微觀結構的變化。目前水煮對水產(chǎn)品的影響研究多集中在加熱溫度和條件對水產(chǎn)品水分含量、顏色、體積、質構特性和微生物的影響；楊金生和尚雅麗等人研究了真空油炸對水產(chǎn)品營養(yǎng)成分的影響，油炸產(chǎn)品的品質受油炸溫度和油炸時間的影響較大[5]。

白青云和王南慶等人研究不同水分含量及干燥條件對焙烤蝦仁感官品質的影響，發(fā)現(xiàn)感官評分隨著水分含量的增加呈先升高后下降的趨勢[6]。但是微波加熱，水煮加熱，油炸，焙烤，蒸汽加熱等加熱方法將對蝦加熱到相同溫度時，在研究對同一溫度下對蝦品質產(chǎn)生的影響方面尚不十分明確。本文探討了不同加熱方法對凡納濱對蝦食用品質的影響，對比了對蝦在不同方法加熱后感官品質、重量減少率、色澤、彈性、蛋白質溶解性的變化，并進行了相關性分析。為不同產(chǎn)品需求選擇不同的加工方法提供理論數(shù)據(jù)依據(jù)，有利于建立起對蝦深加工研究體系，并探討了不同的加熱方式對對蝦品質的影響。

1 實驗內容

1.1 實驗材料與試劑

材料：凡納濱對蝦(17～19 cm)，購自湛江水產(chǎn)品批發(fā)市場，均為新鮮活蝦。試劑：氯化鈉和尿素購自天津鼎盛鑫化工有限公司；Lowry法蛋白質含量測定試劑盒購自上海荔達生物科技有限公司，試劑均為優(yōu)級純。

1.2 儀器與設備

分析天平(FY-300)產(chǎn)自研精工業(yè)株式會社；色差儀（NF333）產(chǎn)自日本電色工業(yè)株式會社；質構儀（RE-3305-1Y）產(chǎn)自山電公司；恒溫水浴槽（TRL-117NF）產(chǎn)自 Thomas公司；高速離心機（CF15RXⅡ）產(chǎn)自日立公司；紫外分光光度計（UV-1800）產(chǎn)自島津公司；Photon光纖溫度記錄儀產(chǎn)自Photoncontrol公司；電磁爐（WK2102T）微波爐（NN-DF382M）產(chǎn)自廣東美的電器制造有限公司；紅外烤箱用自Panasonic公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品前處理

將冷凍蝦仁從冷柜中取出，置于4 ℃的冰箱中解凍12 h，剪去帶殼蝦體的尾巴和腳，留蝦仁備用。預處理前從解凍好的蝦仁選取重量和體長相近的，用濾紙擦干蝦仁表面的水分，用電子托盤天平稱重，記錄各平行實驗樣品的重量 M1后，置于編好號的封口袋中，冷藏待用。樣品準備好之后，取出封口袋中的蝦仁，將無紙記錄儀溫度探針插入蝦仁第二腹節(jié)中心，再將蝦仁分別放入到微波爐(調節(jié)微波爐至中低火280 W，進行微波加熱)；水浴鍋(調節(jié)水浴鍋溫度為85 ℃，進行水煮加熱)；電磁爐(利用電磁爐將油加熱至150 ℃左右，進行油炸加熱)；紅外烤箱(進行先將紅外烤箱預熱，溫度控制在80～90 ℃之間進行烘焙)；電磁爐（調節(jié)電磁爐800 W，進行蒸汽加熱）；當蝦仁中心溫度到達81 ℃時，迅速取出樣品，置于封口袋中，再冰水冷卻30 min。

1.3.2 各項指標的測定方法

1.3.2.1 蝦體重量減少率測定

加熱前，取出冷凍好的蝦仁，擦干表面水分，用電子托盤天平稱重M1；熱處理后，記錄樣品冷卻的質量為M2，利用公式1計算熱處理后重量減少率，每種加熱方法處理后平行測定6次[7]。

1.3.2.2 色差測定

取出處理好的蝦仁，擦干水分，在第二腹節(jié)處進行色差的測定，先測帶殼的，平行測定6次后剝掉外殼，再進行色差的測定。記錄L*，a*，b*。L*值越大則說明亮度越大；a*值表示紅綠偏向，(60)紅色到綠色(-60)；b*表示黃藍偏向，黃色(60)到藍色(-60)，每組平行測定6次[8]。

1.3.2.3 質構測定

以剝殼蝦仁第二腹節(jié)為測定目標，使用質構儀測定TPA，設置質構儀參數(shù)，平底柱形探頭直徑5 mm，測試速率1 mm/s，壓縮程度50%，每組平行測定6次。記錄彈性，硬度和膠粘性[9]。

1.3.2.4 蛋白溶解度測定

從采用不同加熱方法的對蝦樣品中截取第二腹節(jié)和第三腹節(jié)，用剪刀剪成碎末，分別稱1.00 g蝦肉，加入 25 mL SA（0.05 mol/L Nacl）、SB（0.6 mol/L NaCl）、SC(0.6 mol/L NaCL，1.5 mol/L Urea)、SD（0.6 mol/L NaCl，8 mol/L Urea）。冰水浴中用組織勻漿器勻漿至均勻。以7000 r/min的速度在4 ℃條件下離心15 min，Lowry法測各溶液中蛋白濃度，平行3次[10]。

1.3.2.5 感官評價的測定

選擇10位感官評定員，參照參考文獻ZBX7004進行感官評定，每名評定員按照評分標準進行打分[11]。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理及分析

數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析利用Excel 2010。數(shù)據(jù)用平均值±標準差表示，組間分析采用t-檢驗進行顯著性分析，顯著水平設為p<0.05。

表1 感官質量指標表Table 1 Sensory quality indicators tables

2 結果分析

2.1 不同加熱過程中溫度隨時間的變化情況

圖1 不同加熱方法溫度隨時間變化圖Fig.1 Temperature changes of prawns during different heating methods

蝦肉蛋白變性的程度以及蝦肉的感官受加熱溫度和加熱時間的影響。為了最大限度地保持肉原有的營養(yǎng)及風味，殺滅大多數(shù)微生物，設置中心溫度達到81 ℃為加熱終點，81 ℃是（肌動蛋白，actin）全部變性的溫度。如圖1所示，未經(jīng)加熱的蝦肉中心溫度均控制在 5～10 ℃之間，不同加熱方法的加熱溫度以及升溫方式不同，導致蝦仁中心溫度變化速度不同，變化速度從微波、油炸、直接水煮、水煮、蒸汽、焙烤加熱，微波加熱用時最短19.31 s，烘焙加熱用時最長540 s。通過測定吸光度來進行肌肉蛋白質的變性研究，加熱溫度越高，蛋白質變性率越高，加熱速率高對蛋白質變性率影響較小[12]。

2.2 不同加熱方法對蝦體重量變化的影響

圖2表示不同加熱方法對重量損失率的影響。蝦仁重量的變化是加熱過程中蝦體水分及部分水溶性成分流失的直接體現(xiàn)。加熱方法因加熱產(chǎn)生的溫度以及升溫方式不同，造成蝦仁重量損失的效果也有所不同。其中除微波加熱除外，加熱時間越長，重量損失率越大，從水煮、蒸汽、微波、油炸到焙烤加熱，重量損失率水煮最少 11.32%，焙烤最多 22.34%，蒸汽加熱和微波加熱的重量損失率比較相近分別為 17.52%和18.60%。研究發(fā)現(xiàn)不同的加熱方式處理后水分的流失和擴散規(guī)律會直接影響蝦仁的口感以及感官評定[13]。不同加熱方法對樣品重量損失率有顯著性差異（p<0.05）。

圖2 不同加熱方法對重量損失率的影響Fig.2 Effect of different heating method on weight loss

2.3 不同加熱方法對蝦體色差變化的影響

圖3 不同加熱方法對蝦仁色澤的影響Fig.3 Effects of far-infrared and boiled on the shrimp colour

色差是評價對蝦熟成制品的一個重要指標，如圖3所示，不同加熱方法對色差的影響程度不同。蝦仁的色澤是水分含量和蛋白質變性等多方面綜合影響的結果，涂敏健等人[14]研究表明在一定范圍內，隨著熱處理的進行，水分損失率增大，水分含量對蝦仁的L*的影響不大，a*、b*值隨著蝦水分含量的下降有升高的趨勢。色澤變化和蛋白質變性程度之間有著一定的聯(lián)系，由于蛋白質變性聚集及蛋白質與糖類成分的反應，阻礙了光的傳播，導致蛋白質的透光度減弱，色差值增大[15]。不同加熱方法處理后得出的L*值沒有顯著性差異（p>0.05），而a*與b*則有顯著性差異（p<0.05）。蒸汽加熱a*值達到11.88，b*值為9.40；油炸加熱a*值為10.34，b*值為14.46；通過色差值的對比發(fā)現(xiàn)，蒸汽加熱使得蝦仁色澤偏紅，油炸加熱使蝦仁色澤偏黃。也可通過計算機視覺技術實時進行加熱溫度對蝦顏色動力學，進行調查與研究[16]，以便驗證不同的加熱方式，加熱速率和加熱溫度之間對色差變化的關聯(lián)性。

2.4 不同加熱方法對蝦體質構的影響

圖4 不同加熱方法對蝦仁質構特性的影響Fig.4 Effects of different heating methods on the prawn texture

蝦肉硬度、彈性和咀嚼性等質構特性是消費者評價蝦制品品質好壞的主要依據(jù)。硬度是食品保持原有形狀的內部結合力。彈性表示有外力作用時變形及撤去外力后形狀的回復程度。咀嚼性是指將食品咀嚼到可吞咽程度所需做的功[17]。如圖4所示，彈性從水煮加熱，蒸汽加熱，直接水煮加熱，微波加熱，焙烤加熱，油炸加熱依次增強分別為2.87 mm，3.02 mm，3.27 mm，3.37 mm，3.69 mm，差異不是很明顯。硬度來看，焙烤加熱的蝦仁硬度最大為12.02 N，而油炸加熱的蝦仁硬度最小為9.44 N咀嚼性從焙烤、蒸汽，微波，油炸，水煮加熱依次降低，水煮加熱的蝦仁咀嚼性最低為13.56 mj，而焙烤加熱的蝦仁咀嚼性最高為18.55 mj，咀嚼性是硬度、彈性和黏聚性的綜合體現(xiàn)，因此彈性和硬度有相似的變化趨勢。彈性大，說明產(chǎn)品肉質彈牙爽口，不軟爛，提高產(chǎn)品給消費者帶來感官享受，而硬度大對應產(chǎn)品咀嚼性的增大及形態(tài)保持程度高。

蝦肉的質構特性和蛋白質的各組分含量有密切聯(lián)系[18]。肌肉纖維發(fā)生聚集，蛋白質結構破壞，蛋白變性，導致水分含量降低，蝦仁質構特性改變。微波加熱時，水分蒸發(fā)速度快，蝦仁里外一同加熱，熱量同時產(chǎn)生，而其他加熱方式，熱量都是從外及里傳遞，蝦仁表面的水分都會先蒸發(fā)，表層蛋白首先發(fā)生變性，在熱作用下形成干膜，造成蝦仁質構特性的改變[19]。

2.5 不同加熱方法對蝦體蛋白質溶解度的影響

圖5 不同加熱方法下蛋白質在不同溶液中的溶解度變化Fig.5 Difference of protein solution during different heating means

蛋白的空間結構決定了蛋白的物化性質，當?shù)鞍资艿轿锢?、化學等因素的作用時，空間結構受到破壞，發(fā)生重組、聚集，分子間作用力也會經(jīng)歷斷裂、重新形成的過程。蛋白溶解度和分子間作用力有密切的關系。蛋白的溶解是同溶劑之間的相互作用。蛋白的溶解度是蛋白的一種重要功能性質，也是反應蛋白變性程度的一個重要指標，通過測定蛋白在不同溶液中的溶解度，可以反應相應分子間作用力的變化。

熱處理會引起蛋白質離子鍵、疏水鍵、氫鍵等非共價鍵的斷裂和重新形成，影響蛋白質的構象，引起蛋白質聚集變性。蛋白質溶解度和非共價鍵等分子間作用力之間有密切的關系，加熱時，穩(wěn)定蛋白質結構的氫鍵、離子鍵等將被破壞，分子發(fā)生伸展，疏水性殘基等暴露出來，影響了蛋白的溶解性能，通過測定蛋白質在不同溶液中的溶解度，可以反映分子間作用力在加熱過程中的變化，反應蛋白質的變性程度[20]。如圖5所示，用SB溶液和SA溶液的蛋白濃度差表示離子鍵變化，SC溶液和SB溶液蛋白濃度差表示氫鍵變化，SD溶液和SC溶液蛋白濃度差表示疏水相互作用的變化。

不同加熱方法對蛋白溶解度的影響不同。加熱處理后蝦仁離子鍵含量從微波加熱、油炸加熱、蒸汽加熱、焙烤加熱、水煮加熱依次增加其中離子鍵含量最高的是水煮加熱為0.083 mg/mL，離子鍵含量最低的是微波加熱為0.011 mg/mL。疏水鍵含量從焙烤加熱、水煮加熱、油炸加熱、微波加熱、蒸汽加熱依次增加，其中焙烤加熱的疏水鍵含量最低為0.016 mg/mL，蒸汽加熱的疏水鍵含量最高為0.051 mg/mL。氫鍵含量從水煮加熱、油炸加熱、蒸汽加熱、焙烤加熱、微波加熱依次增加，其中微波加熱的氫鍵含量最高為0.051 mg/mL，水煮加熱的氫鍵含量最低為0.026 mg/mL。離子鍵受加熱方法的影響較為明顯（p<0.05），而疏水鍵和氫鍵含量受加熱方法的影響較?。╬>0.05）。實驗表明水煮加熱能最大程度增加離子鍵的濃度，蒸汽加熱和微波加熱能增強疏水作用，微波加熱則能保持氫鍵含量。熱處理會引起蛋白質離子鍵、疏水鍵、氫鍵等非共價鍵的斷裂和重新形成，影響蛋白質的構象，引起蛋白質聚集變性。蛋白質溶解度和非共價鍵等分子間作用力之間有密切的關系，加熱時，穩(wěn)定蛋白質結構的氫鍵、離子鍵等將被破壞，分子發(fā)生伸展，疏水性殘基等暴露出來，影響了蛋白的溶解性能[20]。在隨著中心溫度的增加，肌原纖維蛋白的二級結構α-螺旋含量逐漸降低，β-螺旋含量逐漸增加肌原纖維蛋白經(jīng)歷高級結構的破壞，形成蛋白-蛋白聚合體和凝膠化過程[21]，最終發(fā)生熱不可逆變性，從而降低蛋白質的溶解度，引起食物品質的變化。在不同的加熱方法中，蛋白質的溶解度也不同，其功能性質和營養(yǎng)價值等各方面品質也隨之改變，其中有有利于食品口感，營養(yǎng)方面的變化，也有不利的變化。我們充分的了解這些變化，以便在不同的加熱方法中對蝦的品質有更加深入的研究。

2.6 不同加熱方法對蝦體感官評定的影響

感官評價是來測量感官的感知及這種感知對食物和口味接受性的影響，感官評定可以確定對蝦制品的價值和可接受性，幫助確定最合理的方式和范圍，得到最佳的價值價格比。使用不同加熱方法對對蝦進行處理，能得到不同風味及口感的產(chǎn)品，分別從色澤、香氣、滋味、形態(tài)和質地五個方面對對蝦產(chǎn)品的感官進行評定，從表2可以看出從油炸加熱、水煮加熱、蒸汽加熱、焙烤加熱、直接水煮加熱、微波加熱感官評價總分依次增加。

表2 不同加熱方法對感官評定指標的影響Table 2 Effects of different heating methods on sensory evaluation index

3 結論

3.1 當蝦體中心溫度到達81 ℃，不同加熱方法對對蝦品質的影響不同。在重量損失率方面，從水煮、蒸汽、微波、油炸到焙烤加熱，重量損失率依次升高。同時加熱方法的升溫方式、升溫速度以及水分的流失率會影響對蝦產(chǎn)品色澤和質構方面的變化。在色差方面，在一定范圍內，蒸汽加熱與水煮加熱能提升蝦仁的亮度，使L*達到最大，蒸汽加熱能使蝦仁顏色偏紅，油炸加熱能使蝦仁顏色偏黃。在質構方面，由于受熱蛋白發(fā)生變性，導致蝦質構和蛋白質各組分含量發(fā)生明顯改變。油炸與焙烤加熱能保持蝦仁的彈性及硬度，進而提升其咀嚼性；而蛋白質溶解度一定程度反應了不同加熱條件下對蝦蛋白質的變性程度，水煮加熱能最大程度保持離子鍵，蒸汽加熱能增強疏水作用，微波加熱可以增加氫鍵，水煮和微波加熱能夠最大程度的保持蛋白質的食用品質。感官評定是綜合多方面因素得出的結果，微波加熱使對蝦產(chǎn)品的感官評定最高為 86.30，而油炸加熱使蝦產(chǎn)品的感官評定最低為74.68。

3.2 本文創(chuàng)新性的提出利用微波、焙烤、水煮、蒸汽和油炸五種加熱方法對對蝦進行加熱處理，通過單因素實驗，分別從重量損失率、色澤、質構特性、蛋白質溶解度和感官評價五個評價指標出發(fā)探討不同加熱方法對對蝦品質的影響，通過不同方式加熱對蝦的品質的影響的研究提供了理論數(shù)據(jù)依據(jù)，以此能夠更好地為食品工業(yè)化生產(chǎn)提供更加科學的研究依據(jù)。但其內在影響和各個指標之間的相關規(guī)律還研究不夠深入，需要更進一步的研究。