鮮活小龍蝦超高壓剝殼預(yù)處理工藝比較及對蝦仁品質(zhì)的影響

李彩璐 ,沈 建 ,歐陽杰 ,賀興禹 ,馬田田

(1 廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院,廣東 湛江,524088;2 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所,上海 200092)

小龍蝦(Procambarusclarkia)是淡水螯蝦的一種,其學(xué)名為克氏原螯蝦[1]。2020年,中國的小龍蝦養(yǎng)殖總面積約為145.7萬hm2,其養(yǎng)殖總產(chǎn)量超過240萬t[2]。小龍蝦具有蛋白含量高、低脂肪且多為不飽和脂肪酸及部分脂溶性維生素含量大于大多數(shù)陸生動物的特點[3-4],深受人們的喜愛。

目前,小龍蝦仍以鮮活銷售為主,但加工產(chǎn)業(yè)還在不斷擴(kuò)大,究其原因主要有幾點:1)小龍蝦的產(chǎn)量不斷增加;2)小龍蝦的生產(chǎn)有較強(qiáng)的季節(jié)性;3)小龍蝦的巨大產(chǎn)量無法在其大量上市的季節(jié)僅憑靠鮮活銷售消耗完。綜合三點原因可知,對小龍蝦進(jìn)行加工處理十分重要。現(xiàn)市場上出現(xiàn)了小龍蝦肉醬、即食龍蝦仁、凍生龍蝦仁、蝦糜等加工產(chǎn)品[5]。無論加工成何種產(chǎn)品,脫殼都是最重要的工序之一。

超高壓技術(shù)(Highhydrostaticpressure,HHP)是一種對小分子物質(zhì)(如風(fēng)味物質(zhì)和色素等)的天然結(jié)構(gòu)影響較小且能有效地保持食品的風(fēng)味和營養(yǎng)物質(zhì)的非熱加工技術(shù)[6]。現(xiàn)已有關(guān)于超高壓技術(shù)用于促進(jìn)甲殼類水產(chǎn)品脫殼方面的報道,如汪蘭等[7]對小龍蝦進(jìn)行先水煮4 min后超高壓處理,研究表明300 MPa、1 min處理后小龍蝦脫殼效率提高了約65.5%。此外,蝦仁還具有完整性好、硬度增加、耐嚼性變大等特點。Shao等[8]分別在100、200、300、400、500 MPa處理鮮活小龍蝦5 min,表明超高壓處理組的小龍蝦得肉率高于對照組,脫殼蝦仁的硬度、彈性和咀嚼性隨著壓力的增大先增加后略有下降,但均高于對照組。

目前國內(nèi)外已有的關(guān)于超高壓輔助小龍蝦脫殼對其品質(zhì)的影響的研究報道主要集中于超高壓處理對小龍蝦脫殼效率及蝦仁外在品質(zhì)的影響,對于肌肉內(nèi)在品質(zhì)(肌原纖維蛋白理化性質(zhì):肌原纖維蛋白含量、表面疏水性、Ca2+-ATPase活性、總巰基含量以及羰基含量)的影響的研究報道較少。

本研究以鮮活小龍蝦為原料,探究小龍蝦的超高壓處理脫殼的脫殼時間、蝦肉完整率、汁液流失率以及脫殼后小龍蝦肌原纖維蛋白含量、表面疏水性、Ca2+-ATPase活性、總巰基含量以及羰基含量的影響,為預(yù)處理輔助脫殼在小龍蝦機(jī)械剝殼的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料

鮮活小龍蝦,單只質(zhì)量為(18.5±2.2)g,在2022年6—9月期間,購于上海市江楊水產(chǎn)批發(fā)市場,室溫下無水?；钸\輸?shù)綄嶒炇?待用。

考馬斯亮藍(lán)染色試劑盒(常規(guī)法),上海碧云天生物技術(shù)有限公司;無水氯化鉀、鉬酸銨、無水硫酸鈉、氯化鉀、三羥甲基氨基甲烷(TRIS)、乙二胺四乙酸(EDTA)等分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HPP.L1-500/10 超高壓設(shè)備,天津市華泰森淼生物工程技術(shù)有限公司;SpectraMaxi3多功能酶標(biāo)儀,美國美谷分子儀器公司;VS-15000CFNⅡ高速冷凍離心機(jī),上海民儀電子有限公司;GTR16-2高速臺式冷凍離心機(jī),北京時代北利離心機(jī)有限公司;BPG-9056A精密鼓風(fēng)干燥箱,上海一恒科學(xué)儀器有限公司;DK-S22電熱恒溫水浴鍋,上海精宏實驗設(shè)備有限公司;XS-105梅特勒電子天平,梅特勒-托利多國際貿(mào)易有限公司;NR60CP色差儀,深圳三恩時科技有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 超高壓處理

將質(zhì)量相近的鮮活小龍蝦清洗干凈,確保清洗后的小龍蝦仍然鮮活。將鮮活小龍蝦放入真空袋(每袋10只蝦),密封,置于超高壓處理釜中。高壓腔內(nèi)介質(zhì)水的溫度為25℃。在預(yù)試驗基礎(chǔ)上,選擇的脫殼試驗參數(shù)見表1,高壓處理后進(jìn)行手工脫殼。

表1 超高壓脫殼試驗參數(shù)Tab.1 Different ultra-high pressure shucking treatments

1.3.2 脫殼時間和蝦仁完整性的檢測

脫殼時間的檢測參照汪蘭等[7]的方法,略做修改。未作處理的生鮮蝦以及超高壓處理的小龍蝦進(jìn)行手工脫殼。手工脫殼的步驟包括:掰掉頭部、去前兩節(jié)殼、將蝦仁從蝦殼抽出。若抽不出,則一節(jié)節(jié)將外殼除去。每組10只小龍蝦,從去第一節(jié)殼開始記錄脫殼時間。

蝦仁完整率:當(dāng)脫殼預(yù)處理后的小龍蝦同時滿足脫殼后蝦仁肌肉完整和尾部不斷裂兩條件時將蝦仁判斷為完整的[9],蝦仁完整率參照公式(1)計算:

X=100%×n/N

(1)

式中:X為蝦仁完整率;n為完整蝦仁個數(shù),個;N為總蝦個數(shù),個。

1.3.3 汁液流失率測定

用濾紙吸干鮮活小龍蝦、脫殼后蝦仁以及蝦殼與蝦頭等廢料的表面水分,在準(zhǔn)確稱取之后將其分別記為M0、M1和M2,每個處理組進(jìn)行3次平行試驗[10]。參照公式(2)計算:

CM=100%×(M0-M1-M2)/M0

(2)

式中:CM為小龍蝦的汁液流失率;M0為鮮活小龍蝦的質(zhì)量,g;M1為脫殼后蝦仁的質(zhì)量,g;M2為蝦殼及蝦頭等廢料的質(zhì)量,g。

1.3.4 肌原纖維蛋白的提取和制備

從小龍蝦蝦仁的第一腹節(jié)處稱取1.0 g,然后按照孟粉等[11]的方法,首先加入10倍體積4℃的蒸餾水,均質(zhì)2 min后以10 000 r/min離心5 min(離心半徑為6 cm,下同),留下沉淀,加入10倍體積4℃的KCl(50 mmol/L)均質(zhì)1 min后以10 000 r/min離心5 min,再留下沉淀加入10倍體積4℃的0.6 mol/L KCl-20 mmol/L Tris-馬來酸緩沖溶液(pH 7.0),勻漿30 s后放置1 h(4℃)后取出,10 000 r/min離心15 min后取上清液。肌原纖維蛋白含量的測定根據(jù)Bradford蛋白濃度測定試劑盒使用說明進(jìn)行。

1.3.5 肌原纖維蛋白的表面疏水性測定

肌原纖維蛋白的表面疏水性的測定參考ChelhI等[12]和Lü等[13]的方法測定。樣品組分別加入500 μL的肌原纖維蛋白溶液(1 mg/mL)、100 μL溴酚藍(lán)溶液(BPB,1 mg/mL),空白組分別加入500 μL的0.6 mol/L KC1-20 mmo1/L Tris-馬來酸(pH 7.0)、100 μL BPB溶液(1mg/mL)。混勻后,室溫下經(jīng)漩渦振蕩器震蕩反應(yīng)15 min,接著經(jīng)10 000 r/min離心15 min(離心半徑為6 cm),取150 μL上清液加入1 350 μL蒸餾水進(jìn)行稀釋,稀釋后使用酶標(biāo)儀測量其吸光度(在595 nm處)。表面疏水性即肌原纖維蛋白結(jié)合的BPB(μg/mg)的量。參照公式(3)計算:

HY=200×(A1-A2)/A1

(3)

式中:HY為表面疏水性值,μg/mg;A1為空白組吸光度;A2為樣品吸光度。

1.3.6 肌原纖維蛋白Ca2+-ATPase活性測定

參照李姣等[14]和藍(lán)蔚冰等[15]的方法進(jìn)行Ca2+-ATPase活性測定,略做修改。反應(yīng)管中依次加入250 μL肌原纖維蛋白溶液(3 mg/mL)、75 μL Tri-馬來酸溶液(0.5 mol/L、pH=7.0)、75 μL CaCl2溶液(0.1 mol/L)、795 μL蒸餾水和75 μL ATP溶液(20 mmol/L,pH=7.0),混勻,靜置反應(yīng)10 min(室溫條件下)后加入250 μL三氯乙酸(15%)后經(jīng)6 000 r/min離心5 min(離心半徑為6 cm)。留下上清液,使用鉬酸銨法進(jìn)行中無機(jī)磷含量測定:管中加入500 μL上清液,1 250 μL蒸餾水,使用旋渦振蕩器混勻后依次加入500 μL硫酸鉬酸,250 μL米吐爾試劑,再次混勻,發(fā)色45 min(25℃條件下),640 nm下測定其吸光度。試驗過程中的空白管先加三氯乙酸,再加ATP溶液。Ca2+-ATPase活性以每小時每毫克肌原纖維蛋白中ATP酶分解ATP產(chǎn)生1 μmol無機(jī)磷的量來計算。參照公式(4)計算:

AC=(A-B)×60/(t·M)

(4)

式中:AC為Ca2+-ATPase活性,μmol/mg;A為1 mL反應(yīng)液生成的磷酸量,μmol;B為空白值,μmol;t為反應(yīng)時間,min;M為1 mL 反應(yīng)液所含的肌原纖維蛋白量,mg;60為1 h=60 min。

1.3.7 肌原纖維蛋白總巰基含量的測定

參照石鋼鵬等[16]的方法進(jìn)行總巰基含量測定,稍做修改。其具體操作如下:

(1)Tris-HCl緩沖液:同一個燒杯中加入2.423 g Tris、48.048 g尿素、0.292 2 g EDTA和2 g SDS,加入水將其溶解,用6 mol/L鹽酸將溶液的pH至7.0,定容至100 mL。

(2)0.1%DTNB:同一個燒杯中加入2.423 g Tris和0.1 g DTNB,加入水將其溶解,用6 mol/L 鹽酸將溶液的pH至8.0,定容至100 mL。

(3)樣品管:依次加入1 mL肌原纖維蛋白溶液(4 mg/mL),9 mL、0.2 mol/L Tris-HCl緩沖液,振蕩混勻,放置30 min(室溫條件下),取4 mL,加入0.4 mL 0.1%DTNB,在40℃反應(yīng)25 min后,于412 nm處測定其吸光值。

(4)對照管:依次加入1 mol/L KCl-20 mmol/L Tris-馬來酸溶液(pH 7.0),9 mL、0.2 mol/L Tris-HCl緩沖液,振蕩混勻,放置30 min(室溫條件下),取4 mL,加入0.4 mL、0.1%DTNB,在40℃反應(yīng)25 min后,于412 nm處測定其吸光值。

X1=(A×D)/(ε×C0)

(5)

式中:X1為總巰基含量(mol/g);C0為肌原纖維蛋白質(zhì)量濃度,mg/mL;A為412 nm處的吸光值;D為稀釋倍數(shù);ε為摩爾消光系數(shù),其值為13 600 L/(mol·cm)。

1.3.8 肌原纖維蛋白羰基含量的測定

羰基含量的測定參照石鋼鵬等[16]的方法并稍做調(diào)整,樣品管及空白對照管均加入0.5 mL的肌原纖維蛋白,然后兩種管中分別加入2 mL DNPH(濃度為10 mmol/L,以2 mol/L HCl作為溶劑)溶液和2 mL、2 mol/L HCl溶液,充分混勻,避光常溫下反應(yīng)1 h(期間每15 min振蕩一次)后加2.5 mL、20%三氯乙酸溶液,4℃、12 000 r/min離心10 min(離心半徑為6 cm,下同),緩慢倒去上清液后在沉淀中加入2 mL乙醇:乙酸乙酯混合液(1∶1)清洗,該操作重復(fù)3次后留沉淀,加入6 mL溶解劑(6 mol/L鹽酸胍,以2 mol/L HCl作為溶劑),37℃條件下放置 10 min后經(jīng)12 000 r/min離心10 min(4℃),移取上清液,在 370 nm 波長下測定其吸光度。羰基含量(X2)參照公式(6)計算:

X2=(A×D)/(ε×C0)

(6)

式中:X2為總羰基含量,mol/g;C0為肌原纖維蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度,mg/mL;A為379 nm 處的吸光值;D為稀釋倍數(shù);ε為摩爾消光系數(shù),其值為22 000 L/(mol·cm)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

每一組試驗重復(fù)次數(shù)不少于3次,通過使用Origin 2021和SPSS 19分別獲取數(shù)據(jù)分析結(jié)果“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”和差異性分析結(jié)果。使用Origin 2021作圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 超高壓脫殼預(yù)處理對小龍蝦脫殼效果的影響

脫殼時間是決定小龍蝦脫殼生產(chǎn)效率和成本的最直接的小龍蝦脫殼效果指標(biāo)[17]。而蝦仁的完整率的高低能推測小龍蝦蝦尾斷裂程度以及蝦仁肌肉破裂程度。

表2可知,小龍蝦的脫殼時間:生鮮組>150 MPa、3 min超高壓處理組>其他超高壓處理組,超高壓處理可以縮短小龍蝦的脫殼時間,提高其脫殼效率。150 MPa、3 min處理后的小龍蝦的脫殼時間較長,這是因為蝦殼與蝦仁組織之間仍有粘連,這表明蝦殼和肌肉間的表皮連接蛋白的變性程度較低[7,18]。試驗過程也發(fā)現(xiàn),150 MPa、3 min后的小龍蝦會有部分肉粘連在蝦殼上面,會有蝦肉不完整、斷尾現(xiàn)象。除150 MPa、3 min處理組外,其他各超高壓處理組的蝦肉的完整性顯著提高且達(dá)到100%(P<0.05)。主要原因可能是小龍蝦的表皮的主要成分是蛋白,小龍蝦的外殼和肌肉的結(jié)合特點為通過表皮連接,超高壓使得殼肉之間的表皮連接蛋白發(fā)生破壞、變性,從而導(dǎo)致殼肉出現(xiàn)分離現(xiàn)象[7,18-20]。

表2 超高壓脫殼預(yù)處理對小龍蝦蝦脫殼時間、蝦仁完整率及汁液流失率的影響Tab.2 Effects of ultra-high pressure pretreatments before shucking on shucking time and the integrality and drip lose of crayfish meat

一定壓力范圍內(nèi),壓力和殼肉之間的表皮連接蛋白變性程度呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系,壓力越大,殼肉分離難度越低,脫殼后蝦仁完整性越高,壓力增大到脫殼的界限值后,蝦仁完整率達(dá)到最大值[10]。小龍蝦的汁液流失率隨壓力的增大呈現(xiàn)先降后升的趨勢,這一結(jié)果表明適當(dāng)?shù)膲毫梢越档托↓埼r的汁液流失率。在200 MPa以及250 MPa處理下,小龍蝦的汁液流失率隨著時間的延長出現(xiàn)先降后升的趨勢,這可能是因為在前5 min時超高壓通過氫鍵和疏水性相互作用促進(jìn)交聯(lián),可以保留水分子[21-22],使得汁液流失率降低,但隨著保壓時間的延長,先前結(jié)合的一部分析出的水分有少部分重新被擠出[23]。汁液流失率的升高可能是過度的壓力處理顯示出破壞性的效果,直接從纖維中擠出水分[24]。

2.2 超高壓脫殼預(yù)處理對小龍蝦肌原纖維蛋白理化性質(zhì)的影響

2.2.1 超高壓脫殼預(yù)處理對蝦仁肌原纖維蛋白含量的影響

肌原纖維蛋白和其鹽溶性關(guān)系表現(xiàn)為肌原纖維蛋白發(fā)生變性會導(dǎo)致鹽溶性降低,蛋白聚集程度升高從而致使能提取到的肌原纖維蛋白含量下降[25],故肌原纖維蛋白含量可作為蛋白變性的指標(biāo)之一。

小龍蝦蝦肉肌原纖維蛋白含量的變化如圖1所示。

注:不同字母表示差異顯著(P<0.05),下同圖1 超高壓脫殼預(yù)處理對蝦仁肌原纖維蛋白含量的影響Fig.1 Effects of ultra-high pressure pretreatments before shucking on myofibrillar protein content in fresh crayfish

相同保壓時間下,肌原纖維蛋白含量隨壓力的增大呈現(xiàn)下降的趨勢。與生鮮組對比,150 MPa、3 min處理組對蝦仁肌原纖維蛋白含量無顯著影響。150 MPa(3、5、7 min)處理后的小龍蝦肌原纖維蛋白含量比其他處理組的含量高。與其他超高壓處理組相比,250 MPa(5、7 min)以及300 MPa(1、3、5 min)處理組的肌原纖維蛋白含量更低,較生鮮組減少了47.82%～84.71%。200 MPa(1、3、5 min)處理組之間的肌原纖維蛋白含量沒有顯著性差異(P>0.05),較生鮮組減少了17.25%～18.89%。結(jié)果表明不同肌原纖維蛋白溶解性在經(jīng)不同超高壓剝殼預(yù)處理后出現(xiàn)不同程度的變化。肌原纖維蛋白含量減少的誘因可總結(jié)為高壓作用下肌原纖維蛋白遭受的這三點影響:1)肌原纖維蛋白的三級結(jié)構(gòu)被破壞使得蛋白質(zhì)變性,從而影響其溶解性;2)肌原纖維蛋白的相互作用增強(qiáng),促進(jìn)凝膠形成;3)酶被激活,使得蛋白被酶降解[26]。

2.2.2 超高壓脫殼預(yù)處理對蝦仁肌原纖維蛋白表面疏水性的影響

未變性蛋白因其疏水基團(tuán)被包裹在蛋白質(zhì)分子內(nèi)部而表現(xiàn)出較低的表面疏水性,表面疏水性越高說明蛋白質(zhì)疏水基團(tuán)暴露的數(shù)量越多,蛋白質(zhì)變性程度越高[16,27]。根據(jù)圖2可知,相同保壓時間下,小龍蝦的表面疏水性值呈現(xiàn)出隨著壓力的增大而上升的趨勢。

圖2 超高壓脫殼預(yù)處理對蝦仁肌原纖維蛋白表面疏水性的影響Fig.2 Effects of ultra-high pressure pretreatments before shucking on surface hydrophobicity of myofibrillar protein in fresh crayfish

與生鮮組對比,150 MPa、3 min處理后的蝦仁肌原纖維蛋白的表面疏水性值和肌原纖維蛋白含量分別表現(xiàn)出顯著上升(P<0.05)和不存在顯著差異(P>0.05)兩種變化。王芝妍等[28]也得出類似結(jié)論,與生鮮組對比,100 MPa(5 min)處理對表面疏水性存在顯著性影響(P<0.05)的同時對肌原纖維蛋白含量無顯著性影響(P>0.05),其原因尚未得知。300 MPa、5 min處理后小龍蝦肌原纖維蛋白表面疏水性達(dá)到了63.59±0.90 μg/mg。與生鮮組對比,經(jīng)過超高壓處理后,表面疏水性值上升了11.61%(150 MPa、3 min)～101.55%(300 MPa、5 min),這說明蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的疏水基團(tuán)外露。一個可能的原因是肌原纖維蛋白三級結(jié)構(gòu)在壓力作用下受到破壞后致使疏水基團(tuán)暴露于蛋白質(zhì)表面[29]。Chapleau等[30]認(rèn)為高壓作用下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的重新修飾會促使新的疏水位點的出現(xiàn)。Ko等[31]認(rèn)為對壓力敏感的氨基酸殘基的暴露是疏水相互作用增強(qiáng)的原因。

2.2.3 超高壓脫殼預(yù)處理對蝦仁對肌原纖維蛋白Ca2+-ATPase活性的影響

小龍蝦肌原纖維蛋白含有肌球蛋白,肌球蛋白因其頭部穩(wěn)定性差而易發(fā)生變性引起Ca2+-ATPase活性下降[16,32]。Ca2+-ATP酶活性高表明蛋白質(zhì)變性程度低,因此Ca2+-ATP酶活性可作為蛋白質(zhì)變性指標(biāo)。

小龍蝦的Ca2+-ATPase活性在不同超高壓剝殼預(yù)處理條件下的變化如圖所示,與文獻(xiàn)報道類似[33-34]。對比Ca2+-ATPase活性和肌原纖維蛋白含量(圖3)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),與生鮮組對比,Ca2+-ATPase活性經(jīng)150 MPa、3 min處理后顯著降低(P<0.05),但肌原纖維蛋白含量無顯著性變化(P>0.05),說明Ca2+-ATPase活性和肌原纖維蛋白含量并不存在絕對的對應(yīng)關(guān)系。

圖3 超高壓剝殼預(yù)處理對蝦仁肌原纖維蛋白Ca2+-ATP酶活性的影響Fig.3 Effects of ultra-high pressure pretreatments before shucking on Ca2+-ATPase activity of myofibrillar protein in fresh crayfish

生鮮小龍蝦蝦肉的Ca2+-ATP酶活性大約為1.77±0.03 μmol/(mg·h)與其相比,所有超高壓處理組的Ca2+-ATPase活性均顯著下降(P<0.05)。其中,較生鮮組,250 MPa(3、5、7 min)和300 MPa(3、5 min)處理組的Ca2+-ATPase活性損失超過70%。200 MPa(1、3 min)處理后其Ca2+-ATPase活性較生鮮組分別減少8.66%和27.31%。結(jié)果表明,無論壓力如何,超高壓都會導(dǎo)致小龍蝦肌球蛋白或肌動球蛋白頭部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而使酶活性發(fā)生變化。Xuan等[26]也得到類似的結(jié)論,Ca2+-ATPase活性的下降可能是由于肌球蛋白原有的蛋白質(zhì)相互作用在壓力作用下被破壞后發(fā)生重排生成不溶性大分子聚集體,使得Ca2+-ATPase活性丟失。

2.2.4 超高壓脫殼預(yù)處理對蝦仁肌原纖維蛋白巰基含量的影響

巰基是蛋白質(zhì)中最活躍的功能團(tuán)之一。蛋白質(zhì)構(gòu)象的變化可以通過巰基和二硫化物連接之間的轉(zhuǎn)變來反映[35]。不同超高壓剝殼預(yù)處理和小龍蝦肌原纖維蛋白巰基含量的關(guān)系如圖4所示。

圖4 超高壓脫殼預(yù)處理對蝦仁肌原纖維蛋白巰基含量的影響Fig.4 Effects of ultra-high pressure pretreatments before shucking on total sulfhydryl content of myofibrillar protein in fresh crayfish

由圖4可知,超高壓導(dǎo)致總巰基含量下降。150 MPa(5、7 min)和200 MPa、1 min處理組間的肌原纖維蛋白巰基含量差異不大(P>0.05)。250 MPa(1、3、5、7 min)與300 MPa(1、3、5 min)處理后肌原纖維蛋白巰基含量下降到生鮮組的62.32%～67.75%。對比各處理組巰基與羰基含量變化趨勢,200 MPa(3、5、7 min)和250 MPa(1、3、5、7 min)各處理組之間的巰基含量沒有顯著性差異(P>0.05),但羰基含量與之相反,羰基含量顯著上升,推測這可能是在壓力處理下羰基形成比巰基生成二硫鍵的速度更為迅速、敏感,具體原因尚待進(jìn)一步研究。巰基含量的下降表明小龍蝦經(jīng)超高壓處理過程中肌原纖維蛋白逐漸發(fā)生氧化等變化[28]。巰基含量的下降可能是超高壓處理促進(jìn)了埋在蛋白質(zhì)核心中的疏水基團(tuán)和巰基的暴露,暴露的巰基形成二硫鍵誘導(dǎo)蛋白構(gòu)象發(fā)生改變[36],另外,在壓力作用下,原先的巰基間距離縮短也會促使二硫鍵的生成[10]。

2.2.5 超高壓脫殼預(yù)處理對蝦仁肌原纖維羰基含量的影響

羰基含量是判斷蛋白質(zhì)氧化的指標(biāo)之一[24],羰基含量的增加會使得肌原纖維蛋白構(gòu)象發(fā)生變化而導(dǎo)致聚集,從而影響肉類的營養(yǎng)價值[37-39]。在氧自由基的存在下,蛋白質(zhì)分子會被其修飾然后形成羰基,因此蛋白質(zhì)氧化損傷程度的判斷可根據(jù)羰基含量高低進(jìn)行[40-42]。超高壓剝殼預(yù)處理對蝦仁肌原纖維蛋白羰基含量的影響由圖5所示。

圖5 超高壓剝殼預(yù)處理對蝦仁肌原纖維蛋白羰基含量的影響Fig.5 Effects of ultra-high pressure pretreatments before shucking on carbonyl content of myofibrillar protein in fresh crayfish

由圖5可知,小龍蝦肌纖維蛋白羰基含量隨著超高壓壓力的增大而不斷上升(P<0.05)。相同壓力,不同保壓時間下的小龍蝦肌原纖維蛋白羰基含量沒有顯著性(P>0.05),相同保壓時間,不同壓力下的小龍蝦肌原纖維蛋白羰基含量存在顯著性差異(P<0.05),這說明相比于保壓時間,壓力對羰基含量的影響更大的同時也表明肌原纖維蛋白在超高壓作用下發(fā)生了明顯的蛋白氧化。可以看出,相對其他處理組,300 MPa(1、3、5 min)處理條件下羰基含量的上升更明顯。羰基含量上升可能是由于壓力處理過程中生成自由基,釋放的自由基氧化被壓力破壞的肌原纖維蛋白,壓力上升時自由基釋放量持續(xù)增加,蛋白質(zhì)被自由基氧化生成羰基的速率加快,羰基含量明顯上升[43-45]。

3 結(jié)論

超高壓處理后的小龍蝦脫殼時間縮短,汁液流失率均低于生鮮組。隨著壓力的增大,各處理組的蝦肉完整率均達(dá)到100%(150 MPa,3 min處理組除外)。超高壓處理會破壞蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu),導(dǎo)致肌原纖維蛋白變性。與生鮮組對比,超高壓處理后的小龍蝦肌原纖維蛋白表面疏水性值及羰基含量增大,蝦肉肌原纖維蛋白含量(150 MPa、3 min處理組除外)、肌原纖維蛋白Ca2+-ATPase活性和巰基含量均顯著下降。綜合Ca2+-ATPase和巰基含量這兩個指標(biāo)來看250 MPa(3、5、7 min)與300 MPa(1、3、5 min)處理組下的肌原纖維蛋白發(fā)生明顯變性。綜合以上對脫殼效果及肌原纖維蛋白理化指標(biāo)的分析,認(rèn)為超高壓組中的200 MPa、1 min是相對最佳的小龍蝦脫殼工藝參數(shù)。