中短波紅外干燥溫度對(duì)南美白對(duì)蝦干燥特性、蝦青素含量和微觀結(jié)構(gòu)的影響

林雅文，李艾靑，田心怡，謝永康，勵(lì)建榮，李學(xué)鵬*

（1 渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 遼寧錦州121013 2 河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)副產(chǎn)品加工研究中心 鄭州 450002）

南美白對(duì)蝦（Pacific white shrimps），又名凡納濱對(duì)蝦，是當(dāng)今世界養(yǎng)殖蝦類中產(chǎn)量較大的蝦種之一，在中國乃至全球的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中占有重要地位[1]。由于其抗病力強(qiáng)、高產(chǎn)以及豐富的營養(yǎng)成分（不飽和脂肪酸、微量元素、蝦青素及維生素B12等），在中國被廣泛養(yǎng)殖。南美白對(duì)蝦富含的營養(yǎng)成分有抗腫瘤，降血脂，抗衰老等生物功能，可促進(jìn)兒童發(fā)育，提高人體健康。一般來說，南美白對(duì)蝦以鮮銷為主，由于鮮蝦體內(nèi)的含水率較高，在運(yùn)輸、加工和貯藏等環(huán)節(jié)易發(fā)生腐敗和黑變，使產(chǎn)品的商品價(jià)值下降[2]，因此，收獲后必須立即進(jìn)行保鮮或加工。干制是其主要的加工方式，可以降低對(duì)蝦的含水率，延長保質(zhì)期。目前，常用的干燥方法有真空冷凍干燥（VFD）[3]、微波干燥（MWD）[4]和熱風(fēng)干燥（HAD）[5]等。真空冷凍干燥是在真空和低溫環(huán)境下進(jìn)行，可有效維持干制品外觀形態(tài)及物質(zhì)結(jié)構(gòu)，營養(yǎng)成分及風(fēng)味物質(zhì)損失量小，然而存在著設(shè)備投入高，運(yùn)行成本高的問題[6]。微波干燥過程不易控制，容易導(dǎo)致干燥不充分或干燥過度。熱風(fēng)干燥是當(dāng)前農(nóng)產(chǎn)品干制加工的主要方式，由于操作方便，成本低，且對(duì)環(huán)境、場(chǎng)地和設(shè)備等要求不高，因此被廣泛應(yīng)用。然而，熱風(fēng)干燥的時(shí)間較長，容易造成脂肪氧化、美拉德褐變，出現(xiàn)不良?xì)馕叮茐闹破返慕M織結(jié)構(gòu)，熱敏性物質(zhì)容易被破壞，進(jìn)而降低產(chǎn)品品質(zhì)。此外，熱風(fēng)干燥因熱量傳遞的方向與水分?jǐn)U散的方向相反，對(duì)物料內(nèi)水分的蒸發(fā)不利。

相對(duì)于傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥，中短波紅外干燥（MSWID）能夠顯著縮短干燥時(shí)間，改善產(chǎn)品品質(zhì)。MSWID 是使用0.75～4 μm 范圍的電磁波，其特點(diǎn)在于輻射頻率和能量較高，引起分子之間轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)和振動(dòng)能級(jí)躍遷，熱能損失較少，加熱效率較高，同時(shí)因以電磁波形式傳遞，不需要任何媒介，既節(jié)能又環(huán)保，且干燥較均勻，品質(zhì)良好。MSWID已成功應(yīng)用于獼猴桃[7]、桑葚[8]、番木瓜[9]、海鮮菇[10]、南瓜片[11]、白玉菇[12]等農(nóng)產(chǎn)品。然而，將MSWID 應(yīng)用于水產(chǎn)品干燥的報(bào)道比較少。

本文以南美白對(duì)蝦為對(duì)象，研究其中短波紅外干燥特性及色澤、質(zhì)構(gòu)、蝦青素含量以及微觀組織結(jié)構(gòu)等的變化，建立薄層干燥模型，以獲得較優(yōu)的南美白對(duì)蝦干燥加工條件，為提高南美白對(duì)蝦干制品品質(zhì)，預(yù)測(cè)和控制干燥過程提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

南美白對(duì)蝦購于錦州當(dāng)?shù)厮a(chǎn)市場(chǎng)，于-18 ℃冰箱冷凍儲(chǔ)藏。

Na2HPO4·12H2O 和NaH2PO4，上海凜恩科技發(fā)展有限公司；Gluta 固定液（電鏡專用，2.5%），北京索萊寶科技有限公司；無水乙醇，煙臺(tái)市雙雙化工有限公司。以上試劑均為分析純級(jí)。

1.2 設(shè)備與儀器

2100620 型中短波紅外干燥箱，蘇州高鵬自動(dòng)化設(shè)備有限公司；XHF-DY 高速分散器，寧波新芝生物科技股份有限公司；Biofuge Stratos 型冷凍高速離心機(jī)，德國賀利氏公司；FX101-0 型電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海樹立儀器儀表有限公司；THZ-D臺(tái)式恒溫振蕩器，太倉市實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠；FBS-750A快速水分測(cè)定儀，廈門市弗布斯檢測(cè)設(shè)備有限公司；HD-5 型智能水分活度測(cè)量儀，無錫市華科儀器儀表有限公司；CM-5 型分光測(cè)色儀，日本柯尼卡美能達(dá)公司；ILC-S 型質(zhì)構(gòu)儀，美國Food Technology corporation；L5S 型紫外-可見分光光度計(jì)，上海儀電分析儀器有限公司；JSM-IT200 型掃描電子顯微鏡，日本電子株式會(huì)社；SBC-12 型小型離子濺射儀，北京中科科儀股份有限公司；JCS-31002C 電子天平，上海然浩電子有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 預(yù)處理方法 選擇外觀形態(tài)完整、大小均一[質(zhì)量（14.05±1.65）g，身長（13.56±0.2）cm]的南美白對(duì)蝦，清洗干凈，按每兩只蝦加500 mL 清水的配比，開水入鍋煮沸2 min。煮熟后，用吸水紙將蝦體表面的水分吸出。

1.3.2 中短波干燥 參數(shù)設(shè)定：溫度50，60，70℃，功率1 920 W，輻射距離10 cm。對(duì)南美白對(duì)蝦進(jìn)行干燥，以熱風(fēng)干燥為對(duì)照樣。前期每隔1 h 稱重1 次（精確至0.01 g），計(jì)算水分含量。干燥后期每隔1 h 或2 h 稱重1 次，直至濕基含水率≤10%，即干燥終點(diǎn)。重復(fù)3 次，取平均值。

1.3.3 熱風(fēng)干燥 將熟化的南美白對(duì)蝦放入熱風(fēng)干燥箱中，設(shè)定溫度60 ℃進(jìn)行干燥。稱重方法與中短波紅外干燥過程一致，直至濕基含水率≤10%，即干燥終點(diǎn)。重復(fù)3 次，取平均值。

1.3.4 水分的測(cè)定 參照GB 5009.3-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》。

1.3.5 水分活度的測(cè)定 參考GB5009.238-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品水分活度的測(cè)定》，使用經(jīng)飽和NaCl 校正過的水分活度儀測(cè)定，樣品切碎后平放在測(cè)試盒的底部，置測(cè)定室中，用儀器掃描樣品測(cè)定，待穩(wěn)定讀數(shù)即可。重復(fù)3 次，取平均值。

1.3.6 干燥特性的測(cè)定

1）干燥參數(shù) 用電子天平稱重，水分含量計(jì)算公式[13]：

式中：Mt——南美白對(duì)蝦在t 時(shí)刻的水分含量，g/g；mt——t 時(shí)刻的 南美白 對(duì)蝦質(zhì) 量，g；md——干燥處理至恒重時(shí)樣品絕干質(zhì)量，g。

水分比（MR）計(jì)算公式[13]：

式中：M0——南美白對(duì)蝦的初始含水率，g/g。干燥速率（drying rate，DR）計(jì)算公式[13]：

式中：DR——干燥速率；Mt1——t1時(shí)刻的水分含量（g/g）；Mt2——t2時(shí)刻的水分含量，g/g；t2-t1——干燥時(shí)間，min。

2）有效水分?jǐn)U散系數(shù)及活化能 有效水分?jǐn)U散系數(shù)（Deff）[11]描述水分在不同傳輸機(jī)制（如液體擴(kuò)散、蒸汽擴(kuò)散、克努森擴(kuò)散和靜水壓差等）下的運(yùn)動(dòng)速率。菲克第二定律可用于描述降速干燥過程中水分的擴(kuò)散。為消除物料幾何形狀的影響，作出如下假設(shè)：物料表面自由水含量為0；水分均勻分布；樣品的收縮可忽略；傳熱非?？?，即忽略內(nèi)部和外部的傳熱效應(yīng)。Deff計(jì)算公式：

式中：t——干燥時(shí)間，s；Deff——南美白對(duì)蝦的有效水分?jǐn)U散系數(shù)，m2/s；L——1/2 切片厚度，m。

將公式（4）兩邊取對(duì)數(shù)得公式（5）。

從lnMR 與t 的關(guān)系圖中，獲得斜率為k 的直線，通過公式（6）計(jì)算得到Deff。

Deff和溫度（T）的關(guān)系可用阿倫尼烏斯公式（7）來表示。

式中：D0——阿倫尼烏斯方程的預(yù)指數(shù)因子，為定值，m2/s；Ea——干燥活化能，kJ/mol；R——通用氣體常數(shù)，8.31451×10-3kJ/（mol·K）；T——干燥溫度，℃。

將公式（7）兩邊取對(duì)數(shù)得公式（8）：

根據(jù)公式（8）將Deff的自然對(duì)數(shù)與絕對(duì)溫度的倒數(shù)作圖，得到Ea。

1.3.7 干燥模型擬合 采用5 個(gè)常用典型的薄層干燥數(shù)學(xué)模型（表1）對(duì)干燥數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，通過擬合優(yōu)度（R2）、卡方值（χ2）和標(biāo)準(zhǔn)誤差（RMSE）對(duì)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。具有較高R2值和較低χ2和RMSE值的模型被認(rèn)為是較好的模型。R2，χ2和RMSE 的計(jì)算如公式（9）-（11）[14-15]所示。

表1 5 個(gè)常用典型的薄層干燥數(shù)學(xué)模型Table 1 Five common typical thin layer mathematical models

式中，MRexp，i——試驗(yàn)水分比；MRpre.i——預(yù)測(cè)水分比；N——觀察次數(shù)；n——模型中常數(shù)個(gè)數(shù)。

1.3.8 色澤的測(cè)定 根據(jù)王偉等[16]的方法，取干燥的南美白對(duì)蝦的第二、三腹節(jié)作為樣品進(jìn)行測(cè)定。將表面光滑的樣品放在平板上，然后將CM-5型色度計(jì)的傳感器放在樣品表面，讀取色澤參數(shù)L*、a*和b*值，計(jì)算△E 值。在測(cè)量前，使用包裝盒中的校準(zhǔn)套件對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。其中，L*表示亮度，a*表示紅綠值，b*表示黃藍(lán)值。△E 值表示總體色差，計(jì)算公式：

式中，L0*、a0*和b0*——熟化后干燥前樣品的色澤參數(shù)值；L*、a*和b*——干燥后樣品的色澤參數(shù)值。

1.3.9 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定 采用王偉等[16]的方法并稍作修改。使用P60 柱狀探針，隨機(jī)抽取南美白對(duì)蝦干樣品。測(cè)試條件：測(cè)試前、測(cè)試中和測(cè)試后的速度均為1 mm/s，測(cè)試距離為5 mm，重復(fù)進(jìn)行3 次。將熟化的南美白對(duì)蝦作為對(duì)照組，記錄數(shù)據(jù)。

1.3.10 蝦青素的測(cè)定 根據(jù)張旭飛等[17]的方法并略微修改。取2 g 樣品，放入50 mL 離心管中，加入乙醇，質(zhì)量（g）/體積（mL）比1.7，以5 r/min 的速度旋轉(zhuǎn)，均質(zhì)時(shí)間1 min。將其混勻后在水浴搖床中40 ℃混合提取2 h，4 ℃8 000 r/min 轉(zhuǎn)速離心5 min，收集上清液。重復(fù)上述操作。將沉淀提取3 次，直到無色，最后合并3 次提取的上清液。使用紫外-可見分光光度計(jì)在波長474 nm 處測(cè)定水不溶性化合物的吸收光譜，根據(jù)談佳玉[18]的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算蝦青素含量。

1.3.11 微觀結(jié)構(gòu)觀察 對(duì)Jones等[19]的方法稍作修改。將南美白對(duì)蝦腹部第2 節(jié)切下，切成薄片（5 mm×5 mm×1 mm），在磷酸鹽緩沖液（phosphate buffered solution PBS，0.1 mol/L，pH 7.2）中清洗5 min，重復(fù)4 次；在體積分?jǐn)?shù)2.5%的戊二醛溶液中浸泡5 h，在PBS 緩沖液中洗滌10 min，重復(fù)4 次。用不同體積分?jǐn)?shù)（50%，60%，70%，80%，90%，95%和100%）的乙醇溶液沖洗15 min，然后在干燥器中過夜，使肌肉脫水。用掃描電子顯微鏡觀察樣品并拍照（500×）。

1.3.12 數(shù)據(jù)處理與分析 采用SPSS 25 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，顯著水平為5%。圖表使用Origin 2022 和Microsoft Excel 2016 軟件繪制，試驗(yàn)數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示。

2 結(jié)果分析

2.1 干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦干燥特性的影響

不同干燥方法和溫度對(duì)南美白對(duì)蝦干燥特性和干燥速率曲線的影響分別見圖1 和圖2。由圖1可知，50，60，70 ℃中短波紅外干燥南美白對(duì)蝦的時(shí)間分別為16，12 h 和7 h 40 min，表明干燥溫度越低，后期干燥越困難。60 ℃熱風(fēng)干燥條件下達(dá)到干燥的最終含水率10% 濕基（w.b.）所用時(shí)間為14 h，而相同溫度（60 ℃）下中短波紅外干燥達(dá)到干燥的最終含水率10%濕基（w.b.）的時(shí)間為12 h，相比于熱風(fēng)干燥，干燥時(shí)間縮短14.3%，表明中短波紅外干燥可有效提高干燥速率。一般情況下，食品干燥過程發(fā)生在降速期。干燥速率曲線與水分含量有關(guān)[20]。由圖2 可知，不同干燥條件下，隨著南美白對(duì)蝦樣品中水分含量的降低，干燥速率降低，原因可能是對(duì)蝦表面水分蒸發(fā)，表面逐漸變硬，水分?jǐn)U散到表面的速率低于表面水分蒸發(fā)速率，使干燥速率有所下降[21]。在中短波紅外干燥過程中，溫度升高，水分比下降速率加快。結(jié)合干燥前、后南美白對(duì)蝦微觀結(jié)構(gòu)（圖3）發(fā)現(xiàn)，熟化后南美白對(duì)蝦肌纖維束間排列有序且致密，孔隙結(jié)構(gòu)較小，干燥后肌纖維結(jié)構(gòu)完整性下降，孔隙變大，致密結(jié)構(gòu)被破壞[22]。比較4 種干燥條件發(fā)現(xiàn)，50 ℃中短波紅外干燥的樣品肌纖維保持較為完整，有輕微斷裂，隨著干燥溫度的升高（60 ℃）肌纖維較為緊密，出現(xiàn)較多孔隙，干燥速率較50 ℃更快[23]。中短波紅外70 ℃干燥的樣品，肌束間縫隙最大，此溫度下的干燥速率最高[24]，干燥時(shí)間最短，然而，肌纖維破壞較嚴(yán)重，因此60 ℃為較優(yōu)的南美白對(duì)蝦中短波紅外干燥溫度。

圖1 不同干燥條件下南美白對(duì)蝦干燥特性曲線Fig.1 Drying curves of Penaeus vannamei under different drying conditions

圖2 不同干燥條件下南美白對(duì)蝦干燥速率曲線Fig.2 Drying rate of Penaeus vannamei under different drying conditions

圖3 干燥方式對(duì)南美白對(duì)蝦微觀組織結(jié)構(gòu)的影響Fig.3 Effect of drying methods on the microstructure of Penaeus vannamei

圖4 中短波紅外干燥過程中l(wèi)nDeff 與絕對(duì)溫度倒數(shù)關(guān)系圖Fig.4 Relationship between lnDeff and inverse of absolute temperature during MSWID

2.1.1 干燥條件南美白對(duì)蝦有效水分?jǐn)U散系數(shù)的影響 表2 為兩種干燥方法的不同干燥溫度對(duì)南美白對(duì)蝦Deff的影響。對(duì)于中短波紅外干燥，Deff值在50，60，70 ℃溫度下分別為2.2715×10-9，2.8929×10-9和5.0364×10-9。溫度越高，Deff越大。這可能由于溫度升高會(huì)增加水分子的活性，使Deff增大[25]。60 ℃時(shí)，中短波紅外干燥的南美白對(duì)蝦的Deff高于熱風(fēng)干燥的，因?yàn)橹卸滩t外輻射可加速南美白對(duì)蝦內(nèi)部水分蒸發(fā)[26]，這也佐證了前述中短波紅外干燥速率比熱風(fēng)干燥速率高的結(jié)論。

表2 不同干燥條件下南美白對(duì)蝦的有效擴(kuò)散系數(shù)Table 2 Effective diffusion coefficient of different drying conditions of Penaeus vannamei

2.1.2 干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦活化能的影響 活化能與水分含量呈反比，Ea越大，干燥難度越大。農(nóng)產(chǎn)品的Ea值通常在12～110 kJ/mol[11]。經(jīng)計(jì)算，中短波紅外干燥的Ea值為36.4332 kJ/mol，即去除南美白對(duì)蝦中1 mol 水分所需的最小能量為36.4332 kJ，略低于員冬玲等[13]測(cè)定的南美白對(duì)蝦過熱蒸汽干燥的Ea（39.63 kJ/mol），說明中短波紅外干燥比過熱蒸汽干燥較易失水。

2.1.3 干燥模型的確定 一般來說，R2值越接近1，χ2值及RMSE 越小，說明模型擬合程度越高。從表3可看出，Page 和Weibull模型的R2較高，χ2和RMSE 較小，表明相比于其它3 種模型，Page 和Weibull 模型可較好地預(yù)測(cè)不同干燥條件下南美白對(duì)蝦干燥過程。在Weibull 模型中，α 和β 分別表示尺度參數(shù)和形狀參數(shù)，分別代表物料在干燥過程中去除63%水分所需時(shí)間以及與干燥速率和水分遷移機(jī)理有關(guān)；形狀參數(shù)β 在0.76～0.86 范圍，表示干燥過程受內(nèi)部水分?jǐn)U散控制的降速干燥，與本研究中干燥速率曲線一致。由于Weilbull模型參數(shù)具有特殊的物理意義，因此選擇Weibull模型作為南美白對(duì)蝦干燥過程的預(yù)測(cè)模型。有研究表明，Weibull 模型也能較好地?cái)M合超聲波滲透羅非魚的真空微波干燥過程[16]。

表3 不同干燥條件下數(shù)學(xué)模型參數(shù)值Table 3 Parameter values of mathematical models under different drying conditions

2.2 干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦水分活度和色澤的影響

不同干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦水分活度和色澤的影響見表4。絕大多數(shù)新鮮收獲水產(chǎn)品的Aw 值都大于0.99，極易導(dǎo)致微生物生長。干制品一般要求Aw＜0.69，更利于儲(chǔ)存[27]。Aw＜0.65 時(shí)，大多數(shù)微生物可得到抑制。由表4 可知，50 ℃中短波紅外干燥和60 ℃熱風(fēng)干燥的樣品之間無顯著性差異（P＞0.05）。中短波紅外60 ℃和70 ℃干燥的樣品間也無顯著性差異（P＞0.05），且水分活度值都小于0.65。通常在較低的水分活度狀態(tài)下，微生物活性和食品內(nèi)酶反應(yīng)活性也相對(duì)較低，對(duì)比4 種干燥條件下的Aw 值，中短波紅外60 ℃干燥樣品的Aw值最低，利于保藏，最終選擇60 ℃中短波紅外干燥南美白對(duì)蝦。

表4 不同干燥條件南美白對(duì)蝦的色澤和水分活度Table 4 Color and water activity of Penaeus vannamei under different drying conditions

色澤是衡量海產(chǎn)品品質(zhì)的一個(gè)主要因素，色澤變化直接關(guān)系其感官品質(zhì)。干燥條件是影響物料色澤變化的原因之一。由表4 可知，當(dāng)干燥溫度50 ℃時(shí)，中短波紅外干燥前、后，南美白對(duì)蝦的L*值差異不顯著（P>0.05），中短波紅外60 ℃和70 ℃干燥以及60 ℃熱風(fēng)干燥時(shí)，南美白對(duì)蝦的L*降低；且干燥后a*和b*值均顯著下降，與熟化后相比差異顯著（P＜0.05），可能是因?yàn)榘l(fā)生美拉德褐變反應(yīng)和油脂的氧化降解形成更多的棕色產(chǎn)物，增加了色素濃度并使南美白對(duì)蝦干制品顏色加深[28]。

2.3 干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦質(zhì)構(gòu)特性的影響

質(zhì)構(gòu)特性也是影響蝦干制品感官特性的重要因素之一。由表5 可知，干燥條件對(duì)彈性的影響不顯著（P＞0.05）。干燥后南美白對(duì)蝦的硬度、咀嚼性和膠黏性顯著提升（P＜0.05），這是因?yàn)楦稍锸顾趾繙p少，蛋白質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞，從而導(dǎo)致肌肉硬度增加。同時(shí)硬度高的產(chǎn)品其膠黏性與咀嚼性也高。咀嚼性適當(dāng)增加有利于口感的提升。從微觀結(jié)構(gòu)圖可看出，干燥增加了南美白對(duì)蝦肌肉的收縮，改變了對(duì)蝦質(zhì)構(gòu)特性，且隨著溫度的增加，肌肉纖維出現(xiàn)斷裂，硬度下降。高瑞昌等[29]報(bào)道鰱魚肌肉硬度與水分含量成反比，與本試驗(yàn)結(jié)論一致。

2.4 干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦蝦青素含量的影響

蝦青素具有強(qiáng)抗氧化活性，是維生素C、β-胡蘿卜素、葉黃素和玉米黃素的幾十倍甚至幾百倍，屬于類胡蘿卜素的一種。由圖5 可知，熟化后樣品的蝦青素含量最高，為77.4600 μg/g，熱風(fēng)干燥產(chǎn)品蝦青素含量為56.2900 μg/g；50，60 和70 ℃中短波紅外干燥條件下的蝦青素含量分別為36.4972，42.0933 和37.1433 μg/g，與未干燥樣品相比差異顯著（P＜0.05）。這是由于蝦青素受熱極易發(fā)生熱降解，溫度和時(shí)間是影響蝦青素?zé)峤到獾膬蓚€(gè)主要因素。Niamnuy等[30]報(bào)道在煮沸過程中蛋白質(zhì)降解，導(dǎo)致胡蘿卜素-蛋白質(zhì)復(fù)合物釋放蝦青素，蝦的顏色發(fā)生變化。干燥后，南美白對(duì)蝦干制品a*降低，可能是蝦青素降解的結(jié)果。中短波70 ℃產(chǎn)品的蝦青素含量較少，可能是因?yàn)楦稍餃囟冗^高，導(dǎo)致蝦青素降解過多；50 ℃產(chǎn)品的蝦青素含量較少，可能由于干燥時(shí)間過長，導(dǎo)致蝦青素降解過多；中短波60 ℃干燥產(chǎn)品的蝦青素含量較多，可能是由于溫度和時(shí)間都較為適中。另外，60 ℃熱風(fēng)干燥產(chǎn)品的蝦青素含量高于中短波干燥產(chǎn)品，可能是輻射導(dǎo)致蝦青素降解較多。

圖5 干燥方式對(duì)南美白對(duì)蝦蝦青素含量的影響Fig.5 Effect of drying methods on the astaxanthin content of Penaeus vannamei

2.5 相關(guān)性分析結(jié)果

采用皮爾森雙尾檢驗(yàn)，對(duì)4 種干燥條件處理下的南美白對(duì)蝦樣品的色澤、質(zhì)構(gòu)特性和蝦青素含量進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如圖6 所示。色澤參數(shù)之間存在相關(guān)關(guān)系，a*值與L*值在統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），ΔE 與a*值在統(tǒng)計(jì)學(xué)上極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與b*值顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）。南美白對(duì)蝦干燥后的質(zhì)構(gòu)特性與色澤變化有關(guān)，硬度與L*值極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與a*值顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）。此外，質(zhì)構(gòu)特性參數(shù)間也存在相關(guān)關(guān)系，咀嚼性與膠黏性呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。南美白對(duì)蝦干燥后蝦青素含量與色澤變化、質(zhì)構(gòu)特性相關(guān)，蝦青素含量與L*值顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），與a*值極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與b*值顯著正相關(guān)（P＜0.05），與硬度顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）。這說明蝦青素是影響對(duì)蝦色澤的重要因素。Niamnuy等[31]也報(bào)道蝦青素含量與對(duì)蝦紅色間存在較好的相關(guān)性。

3 結(jié)論

中短波紅外干燥溫度對(duì)南美白對(duì)蝦的干燥時(shí)間影響顯著，溫度越高，達(dá)到濕基含水率10%以下所需時(shí)間越短，干燥速率越大。與60 ℃熱風(fēng)干燥的樣品相比，60 ℃中短波紅外干燥的樣品有效水分?jǐn)U散系數(shù)較高（2.8929 10-9m2/s）。中短波紅外干燥條件下，溫度越高，有效水分?jǐn)U散系數(shù)越高。南美白對(duì)蝦中短波紅外干燥的最優(yōu)模型為Weibull模型，各溫度下的決定系數(shù)R2均在0.9977 以上，可較好地預(yù)測(cè)其干燥過程。

中短波紅外干燥條件下，60 ℃得到的產(chǎn)品蝦青素含量最高（42.0933 μg/g）。相關(guān)性分析結(jié)果顯示：蝦青素含量與L*值和硬度顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），與b*值顯著正相關(guān)（P＜0.05），與a*值極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。60 ℃中短波紅外干燥得到樣品的ΔE與熟化后樣品相差最小，硬度較好，彈性適中。

綜上，中短波紅外干燥的干燥速率較高，品質(zhì)較好，采用60 ℃中短波紅外干燥南美白對(duì)蝦為宜。