微波熟制對(duì)小龍蝦營(yíng)養(yǎng)與風(fēng)味的影響

徐文思

楊祺福1,2,3,4,5

趙子龍1,2,3,4,5

閆明珠1,2,3,4,5

吳雙慶1

王 燕1,2,3,4,5

楊品紅1,2,3,4,5

(1. 湖南文理學(xué)院生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖南 常德 415000；2. 水產(chǎn)高效健康生產(chǎn)湖南省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖南 常德 415000；3. 環(huán)洞庭湖水產(chǎn)健康養(yǎng)殖及加工湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 常德 415000；4. 水生動(dòng)物重要疫病分子免疫技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 常德 415000；5. 常德市農(nóng)業(yè)生物大分子研究中心，湖南 常德 415000)

小龍蝦，學(xué)名克氏原螯蝦(Procambarusclarkii)，是中國(guó)水產(chǎn)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要組成。近年來(lái)，因其肉質(zhì)鮮美，營(yíng)養(yǎng)豐富，且口味多樣而備受人們喜愛(ài)[1]。小龍蝦是高蛋白、低脂肪的優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)品，不飽和脂肪酸含量豐富，富含多種必需氨基酸[2]。目前關(guān)于小龍蝦的熟制加工工藝多集中于蒸煮、烤制、油炸和微波4種處理方式，與其他加熱方式相比，微波加熱具有加熱快、效率高、方便快捷、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于小龍蝦的熱加工[3]。由于傳熱介質(zhì)的不同，不同熱加工方式下，蝦肉中的大分子物質(zhì)會(huì)發(fā)生不同程度變化，從而使其營(yíng)養(yǎng)與風(fēng)味不同[4]。

微波熟制后小龍蝦中的水分和質(zhì)量損失高于水煮熟制工藝的，且加熱時(shí)間越長(zhǎng)損失越多；隨著微波加熱時(shí)間及功率的增加，小龍蝦的質(zhì)量損失和水分流失隨之增加，進(jìn)而影響蝦肉的質(zhì)構(gòu)、剪切性、擠壓損失和口感[5]。但是對(duì)于南美白對(duì)蝦和南極磷蝦而言，微波相對(duì)于煮制可以得到更高含量的游離氨基酸、必需氨基酸和鮮甜味氨基酸等滋味[6]。微波中火加熱，干燥速率快，但嚴(yán)重影響了小龍蝦的外觀和肉的質(zhì)地，采用中低火，干燥速率相對(duì)較慢，但肉的質(zhì)構(gòu)得到了很大改善；隨著微波時(shí)間的增加，小龍蝦肉的硬度增大；彈性先顯著增大后減小，微波中低火5 min，產(chǎn)品肉質(zhì)緊密，口感良好[7]。然而微波處理后的小龍蝦，有關(guān)其營(yíng)養(yǎng)與風(fēng)味的變化研究尚未見(jiàn)報(bào)道。研究擬分析微波加熱處理后的小龍蝦與未經(jīng)微波處理的小龍蝦的營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味成分，旨在為小龍蝦加工方式對(duì)其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的變化規(guī)律研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

鮮活小龍蝦：市售；

鹽酸、氫氧化鈉、濃硫酸、甲醇、氯化鈣、石油醚、苯酚、無(wú)水硫酸鈉、丙酮等：分析純，湖南匯虹試劑有限公司；

正己烷、乙腈、二氯甲烷等：色譜純，上海麥克林生化科技有限公司；

胞苷酸(CMP)、腺苷酸(AMP)、鳥(niǎo)苷酸(GMP)、肌苷酸(IMP)標(biāo)準(zhǔn)品：上海源葉生物科技有限公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

微波爐：EM7KCGW3-NR型，廣東美的廚房電器制造有限公司；

粗脂肪測(cè)定儀：SZF-06A型，上海昕瑞儀器儀表有限公司；

自動(dòng)凱氏定氮儀：KT8400型，福斯分析儀器有限公司；

氣相色譜—質(zhì)譜儀：7820A GC-5977E MSD型，美國(guó)安捷倫科技公司；

超高效液相色譜儀：AcQuity H class型，美國(guó)Waters公司。

1.2 方法

1.2.1 原料預(yù)處理 小龍蝦清洗后，加入適量白醋，浸泡1 h吐沙，洗凈后取10只左右的小龍蝦，將頭部稍微捏碎防止微波處理時(shí)蝦體脹破，放入大小合適的容器中，分別于微波功率210，350 W下(工作頻率2 450 MHz)處理5 min[7]。冷卻后剝殼，可食用部分凍干備用。

1.2.2 基本營(yíng)養(yǎng)成分分析

(1) 水分：根據(jù)GB 5009.3—2016直接干燥法。

(2) 灰分：根據(jù)GB 5009.4—2016干法灰化法。

(3) 脂肪：根據(jù)GB 5009.6—2016索氏提取法。

(4) 粗蛋白：根據(jù)GB 5009.5—2016凱氏定氮法。

(5) 總糖：根據(jù)GB/T 9695.31—2008苯酚—硫酸法。

1.2.3 總氨基酸含量測(cè)定 根據(jù)文獻(xiàn)[1]。

1.2.4 脂肪酸含量測(cè)定 根據(jù)文獻(xiàn)[8]。

1.2.5 游離氨基酸含量測(cè)定 根據(jù)文獻(xiàn)[1]。

1.2.6 呈味核苷酸含量測(cè)定 根據(jù)GB 5413.40—2016。

1.2.7 味精當(dāng)量(EUC)測(cè)定 根據(jù)文獻(xiàn)[9]。

1.2.8 數(shù)據(jù)處理 使用SPSS 25.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(One-Way ANOVA)，字母不同表示差異顯著(P<0.05)，所有試驗(yàn)平行3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本營(yíng)養(yǎng)成分

由表1可知，未經(jīng)處理的小龍蝦水分含量與210 W微波處理的無(wú)明顯區(qū)別，但350 W微波處理的小龍蝦水分含量與前兩者均存在顯著差異，說(shuō)明低功率微波處理對(duì)小龍蝦水分含量并無(wú)明顯影響。灰分含量無(wú)明顯變化，說(shuō)明微波高溫加熱未對(duì)小龍蝦肉中的礦物質(zhì)等成分造成損失；隨著微波功率的增大，粗脂肪和總糖含量顯著減少，而粗蛋白含量增加。粗蛋白一般是指一些含氮化合物，微波功率增大后，可能使一些非蛋白含氮化合物有所增加；也可能由于電磁波高頻作用導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化、變性及聚集行為發(fā)生改變[10]，微波加熱對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞較為嚴(yán)重[11]，微波功率大會(huì)導(dǎo)致水溶性蛋白溶出而易被檢出。

表1 微波熟制小龍蝦基本營(yíng)養(yǎng)成分Table 1 Basic nutrient components of crayfish treated by microwave %

2.2 總氨基酸組成分析

由表2可知，小龍蝦中共檢出18種氨基酸。未處理與210，350 W微波處理后小龍蝦肌肉中氨基酸含量分別為(1 665.84±42.45)，(1 528.85±21.71)，(1 474.54±3.40) mg/g。其中必需氨基酸分別占氨基酸總量的69.73%，70.16%，64.84%。無(wú)論是氨基酸總量還是必需氨基酸含量，350 W 微波處理的均有損失的趨勢(shì)。研究[1]表明，優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)其EAA/TAA值為40%左右，EAA/NEAA值為60%左右。小龍蝦經(jīng)微波熟制后，其EAA/TAA值和EAA/NEAA值分別為65%，185%。綜上，小龍蝦本身肉質(zhì)氨基酸種類齊全，微波熟制后的蝦肉仍可保留豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，微波加熱處理并未對(duì)氨基酸造成嚴(yán)重影響。

表2 微波熟制小龍蝦總氨基酸組成分析?Table 2 Analysis of total amino acids composition of crayfish treated by microwave mg/g

由表3可知，不同微波功率下熟制后的小龍蝦中必需氨基酸評(píng)分均高于FAO/WHO建議的氨基酸參考值，其中評(píng)分最高的是賴氨酸。必需氨基酸的AAS>1，說(shuō)明必需氨基酸均衡性佳，是一種優(yōu)質(zhì)全面的蛋白質(zhì)[1]。隨著微波功率的增大，必需氨基酸含量有顯著損失，所以350 W微波熟制后小龍蝦的氨基酸評(píng)分顯著降低，但仍高于氨基酸參考值，因此該熟制工藝導(dǎo)致的必需氨基酸的損失是可以接受的。

表3 微波熟制的小龍蝦必需氨基酸評(píng)分Table 3 Amino acid scores of crayfish treated by microwave mg/g Pro

2.3 脂肪酸組成分析

由表4可知，小龍蝦中共檢出22種脂肪酸，其中14種脂肪酸在所有樣品中均有檢出。不同微波功率下，同種脂肪酸含量的變化規(guī)律也不盡相同(C18:1n7、C22:1n11損失；C18:1n9、C20:2n6、C22:4n6生成；C19:1n9、C19:0、C22:5n3低微波功率消失，高微波功率生成)，而影響脂肪酸含量的因素較多，高頻或高溫加熱可能影響直鏈脂肪酸結(jié)構(gòu)的變化，同時(shí)其他脂肪酸前體物質(zhì)也會(huì)轉(zhuǎn)變生成新的脂肪酸結(jié)構(gòu)。微波熟制對(duì)小龍蝦中飽和脂肪酸(SFA)含量無(wú)顯著影響；210 W微波下的單不飽和脂肪酸(MUPA)和多不飽和脂肪酸(PUFA)均無(wú)顯著變化，而350 W熟制后MUPA降低，PUFA升高。微波處理可能會(huì)引起脂肪酸發(fā)生不同程度的化學(xué)反應(yīng)，含有碳碳雙鍵的MUFA和PUFA穩(wěn)定性不及SFA，但SFA∶MUFA∶PUFA仍基本保持在1∶1∶1。PUFA是人體所需的必需脂肪酸，其在降血脂、改善血液循環(huán)、抑制血小板凝集、阻抑動(dòng)脈粥樣硬化斑塊和血栓形成，心腦血管病等方面有著很好的作用[13]。PUFA中，均檢測(cè)到了ω-6系列的亞油酸(LA)、花生四烯酸(ARA)和DHA(C22:6n6)，ω-3系列的EPA(C20:5n3)，除了亞油酸受微波功率影響顯著降低外，花生四烯酸、DHA和EPA含量在350 W下升高。雖然高功率微波對(duì)脂肪酸有一定影響，但整體脂肪酸組成變化卻在可接受程度內(nèi)。

表4 微波熟制小龍蝦脂肪酸組成分析?

2.4 游離氨基酸分析

由表5可知，小龍蝦中共檢出18種游離氨基酸，隨著微波功率的增大，小龍蝦中游離氨基酸總含量顯著降低；呈鮮、甜味氨基酸含量也明顯下降。鮮甜味氨基酸會(huì)使小龍蝦呈現(xiàn)獨(dú)特的味道，說(shuō)明微波處理會(huì)明顯影響小龍蝦的口味。味道強(qiáng)度值(TAV)代表呈味物質(zhì)在食品中的含量與其味道閾值的比值，呈味物質(zhì)的TAV>1，說(shuō)明該呈味物質(zhì)對(duì)食品的滋味有顯著貢獻(xiàn)，值越高，貢獻(xiàn)越大，<1時(shí)貢獻(xiàn)較小[14-15]。Asp、Glu、Arg、Gly、Thr、Ala等呈鮮、甜味游離氨基酸的TAV值均隨微波功率的增大而降低，說(shuō)明滋味也明顯減弱。同理，克氏原螯蝦經(jīng)蒸制10 min后，蝦尾肌肉中的Gly、Thr含量下降，總體甜味變淡[16]。

表5 微波熟制小龍蝦游離氨基酸分析?Table 5 Analysis of free amino acids of crayfish treated by microwave

2.5 呈味核苷酸分析

由表6可知，隨著微波功率的增大，CMP、GMP、IMP和AMP 4種游離核苷酸及其總量均顯著下降。微波加熱功率越大，對(duì)小龍蝦中的IMP、GMP和AMP含量影響越大。GMP的TAV值也由未微波的1.61逐漸降低至0.47，AMP的TAV值雖然>1，但350 W微波加熱后也明顯減小，說(shuō)明微波加熱處理對(duì)小龍蝦呈味核苷酸的影響較大。呈味核苷酸與其他鮮味劑混合后，鮮味可提高數(shù)10倍，具有一定的協(xié)同增效作用，可降低鮮味閾值[9]。GMP、IMP的鮮味閾值分別為12.5，25.0，等量混合后，鮮味閾值降為6.3。而谷氨酸鈉分別與IMP、GMP按1∶1混合使用時(shí)鮮味強(qiáng)度分別增大了8，30倍[19]。此外，呈味核苷酸對(duì)甜味、肉味、醇厚感有增效作用，對(duì)酸味、苦味、腥味、焦味等不良風(fēng)味有掩蓋或抑制作用[20]。

表6 微波熟制小龍蝦呈味核苷酸分析Table 6 Analysis of nucleotides of crayfish treated by microwave

2.6 鮮味強(qiáng)度分析

由表7可知，未微波及210，350 W微波熟制后小龍蝦肌肉的鮮味強(qiáng)度分別為1.47，0.23，0.16 g MSG/100 g，微波加熱后小龍蝦肌肉中的EUC當(dāng)量值顯著降低，說(shuō)明微波加熱處理對(duì)小龍蝦的鮮味滋味影響較大，與TAV的結(jié)果一致。

表7 微波熟制小龍蝦鮮味強(qiáng)度分析Table 7 Analysis of umami intensity of crayfish treated by microwave

3 結(jié)論

試驗(yàn)表明，營(yíng)養(yǎng)成分方面，水分在210 W微波5 min后無(wú)顯著變化，在350 W時(shí)顯著降低；高頻率微波會(huì)使水分含量降低，一定程度上延長(zhǎng)食品的貨架期，但同時(shí)也會(huì)影響食物的口感；灰分在微波處理后未發(fā)生顯著變化；粗脂肪和總糖含量在微波處理后顯著下降；粗蛋白含量卻升高，脂肪和蛋白質(zhì)是動(dòng)物源食品中重要的風(fēng)味前體物質(zhì)。飽和脂肪酸在微波加熱后有明顯變化；必需氨基酸含量在微波處理后顯著降低，但必需氨基酸評(píng)分仍在氨基酸參考值以上，仍保留較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。風(fēng)味成分方面，微波加熱處理使小龍蝦肉中令人愉悅的鮮、甜味氨基酸含量和呈味核苷酸含量顯著降低，其味道強(qiáng)度值和味精當(dāng)量也隨微波功率的增大而減小。所以微波加熱處理一定程度上會(huì)顯著影響小龍蝦的風(fēng)味及口感，但營(yíng)養(yǎng)成分并無(wú)顯著損失，在可接受范圍內(nèi)。微波加熱技術(shù)在小龍蝦加工過(guò)程的應(yīng)用具有一定的潛力，除了營(yíng)養(yǎng)與風(fēng)味外，微波小龍蝦的品質(zhì)指標(biāo)如色澤、質(zhì)構(gòu)、口感等方面要優(yōu)于其他加工方式，后續(xù)將進(jìn)一步對(duì)其品質(zhì)變化規(guī)律進(jìn)行探究。