胡夢月，王善宇，薛勇，曹榮*

(1.中國海洋大學食品學院， 山東 青島 266003； 2.中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所， 山東 青島 266071)

蝦肉質(zhì)鮮美，營養(yǎng)豐富，深受消費者的喜愛。中國蝦類以鮮銷為主，但由于多酚氧化酶和微生物的作用[1]，蝦易腐敗變質(zhì)，貨架期短，生產(chǎn)和銷售受到地域和季節(jié)的限制。蝦類常見的加工方式有冷凍、干制、油炸及罐裝等。其中，干制是指通過熱風干燥處理，加工成的即食蝦干產(chǎn)品，不僅可以保留蝦的營養(yǎng)成分，還可以賦予產(chǎn)品鮮美的滋味和富有嚼勁的口感，滿足了消費者營養(yǎng)和美味的雙重需求。

目前，關于即食蝦干的研究主要集中在不同干燥方法對品質(zhì)的影響方面，如李亞敏等[2]研究了滲透脫水膜干燥方式對蝦干制品的質(zhì)構和感官品質(zhì)的影響；張高靜[3]研究了自然晾曬、太陽能干燥、熱風干燥及真空冷凍干燥4種干燥方式對南美白對蝦(Penaeusvannamei)蝦干制品的基本營養(yǎng)成分、脂肪酸、硬度和色澤等的影響。關于水產(chǎn)品風味研究方面，蔡路昀等[4]比較了不同干燥方式對中國對蝦(Fenneropenaeuschinensis)風味的影響，隨新平等[5]研究了油炸對黑虎蝦(Penaeusmondon)關鍵性風味的影響，而有關即食蝦干風味形成的研究鮮有報道。

本研究以凡納濱對蝦為原料，模擬工廠生產(chǎn)工藝加工即食蝦干產(chǎn)品，對加工過程中蝦的質(zhì)構特性、游離氨基酸含量、呈味核苷酸含量及揮發(fā)性成分等進行了測定，以探究即食蝦干產(chǎn)品風味形成規(guī)律，為生產(chǎn)工藝的優(yōu)化和產(chǎn)品品質(zhì)控制提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料與儀器設備

1.1.1 材料與試劑

鮮活凡納濱對蝦于2019年10月購自青島市埠東海鮮市場，體長12.0～13.0 cm。采集后立即裝入塑料袋，充氧密封條件下1 h內(nèi)運至實驗室，選取鮮活個體進行實驗。

腺苷酸(adenosine monophosphate，AMP)、肌苷酸(inosine monophosphate，IMP)、鳥苷酸(guanosine monophosphate，GMP)及氨基酸混樣標準品(純度>99%)，其他均為分析純，購于Sigma公司。

1.1.2 儀器設備

DHG-9423A型電熱恒溫鼓風干燥箱(上海精宏設備有限公司)；TA-XT plus質(zhì)構儀(英國Stable Micro System公司)；L-8800型氨基酸自動分析儀(日本日立公司)；2695型高效液相色譜系統(tǒng)(美國Waters公司)；Pen 3型電子鼻(德國Airsense公司)；Floorspace?氣相色譜-離子遷移譜儀(德國G.A.S公司)。

1.2 實驗方法

1.2.1 加工工藝

根據(jù)實際生產(chǎn)工藝稍作修改。選擇完整、大小規(guī)格一致的凡納濱對蝦，流水沖洗后在質(zhì)量分數(shù)為1.5%的鹽水中預煮，料液比為1∶4(w∶v)，沸水煮5 min；然后平鋪在90 ℃的鼓風干燥箱中烘制4 h。分別取鮮蝦、煮后、干燥2 h及干燥4 h的樣品進行檢測分析。

1.2.2 水分含量測定方法

參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》[6]，采用直接干燥法測定。

1.2.3 質(zhì)構分析方法

參照曹榮等[7-8]的方法稍作修改。將蝦去頭、去尾并去殼，采用TA-XT Plus質(zhì)構儀對蝦肉第三腹節(jié)以穿刺模式測定硬度，測定參數(shù)：測試前速率5 mm/s，測試速率1 mm/s，測試后速率5 mm/s，穿刺位移5 mm，觸發(fā)力5.0 g，探頭類型P2/N。

1.2.4 游離氨基酸含量測定方法

參照GB 5009.124—2016《食品安全國家標準 食品中氨基酸的測定》[9]，采用磺基水楊酸法[10]處理樣品，氨基酸自動分析儀進行測定，以濕基計。

1.2.5 呈味核苷酸含量測定方法

參照YOKOYAMA等[11]的方法稍作修改。取樣品5.0 g，加入15.0 mL預先冷卻的過氯乙酸溶液(質(zhì)量分數(shù)10%)，均質(zhì)后再離心，收集上清液，中和至pH 6.5，過0.45 μm濾膜，濾液用高效液相色譜進行測定。

色譜分析條件：色譜柱Shiseido C18SG(4.6 mm×150 mm)；流動相為乙酸、檸檬酸、三乙胺混合溶液，濃度分別為20、20、40 mmol/L，pH 5.5；流速0.8 mL/min；柱溫40 ℃；紫外檢測器，檢測波長260 nm；進樣量10 μL。比較樣品與標準化合物色譜圖峰值的保留時間及峰高來確定AMP、IMP和GMP含量，以濕基計。

1.2.6 滋味活性值計算

滋味活性值(taste active value，TAV)按照式(1)[12]計算：

式(1)

1.2.7 鮮味評定方法

采用味精當量(equivalent umami concentration，EUC)評定鮮味程度[12]。按照式(2)進行計算。

EUC(g MSG/100 g)=
∑aibi+1218(∑aibi)(∑ajbj)

式(2)

式(2)中：1218為協(xié)同作用常數(shù)；ai為鮮味氨基酸的量g/100g；bi為鮮味氨基酸相對于谷氨酸單鈉(monosodium glutamate，MSG)的鮮味系數(shù)(Glu 1.0；Asp 0.077)；aj呈味核苷酸的量g/100g；bj為呈味核苷酸相對于IMP的鮮味系數(shù)(AMP 0.18、IMP 1.0、GMP 2.3)。

1.2.8 氣味特征分析方法

蝦肉剪碎，精確稱取2.0 g置于50 mL 錐形瓶中，密封后置于60 ℃水浴鍋中平衡5 min，用電子鼻進行檢測。電子鼻傳感器構成及其性能如表1所示。測定參數(shù)為：清洗時間120 s，氣體流速 200 mL/min，數(shù)據(jù)采集時間為70 s。采用電子鼻內(nèi)置程序WinMuster處理數(shù)據(jù)。

表1 電子鼻傳感器構成及其性能Tab.1 Composition of sensors in electronic nose and their performances

1.2.9 揮發(fā)性成分檢測方法

準確稱取1.0 g蝦肉，放入20 mL頂空進樣瓶中，60 ℃平衡20 min后，通過自動頂空進樣用氣相色譜-離子遷移譜儀(GC-IMS)進行檢測。色譜條件：氣相色譜柱采用FS-SE-54-CB毛細管柱(15 m，ID 0.53 mm)，柱溫為40 ℃。運行20 min，載氣N2，純度≥99.999%。流速：初始2 mL/min；增速至5 mL/min，保持2 min；增速至15 mL/min，保持8 min；增速至50 mL/min，保持5 min；增速至100 mL/min，保持5 min。IMS條件：IMS溫度45 ℃，載氣N2，純度≥99.999%。通過比對NIST氣相保留指數(shù)數(shù)據(jù)庫與IMS遷移時間數(shù)據(jù)庫對物質(zhì)進行定性分析，采用設備自帶LAV軟件的Gallery Plot功能繪制樣品中的揮發(fā)性成分圖譜。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用SPSS 17.0，采用t-檢驗進行組間差異顯著性分析，P<0.05為差異顯著，P>0.05為差異不顯著。

2 結果與討論

2.1 加工過程水分含量和質(zhì)構變化情況

水分含量是即食蝦干的重要指標之一，與產(chǎn)品硬度、咀嚼性等質(zhì)構指標密切相關。硬度是指使樣品達到一定形變所必需的力[8]，在一定程度上反映食品的咀嚼難易程度。水分含量過高時，肉質(zhì)軟、無嚼勁，且不易儲藏；水分含量過低時，則肉質(zhì)硬、難以咀嚼，影響口感。

蝦干加工過程中水分和硬度的變化如圖1所示。鮮蝦的水分含量為74.05%，硬度值為31.86 g。隨著加工的進行，蝦干的水分含量逐漸減小，而硬度逐漸增大，呈現(xiàn)出明顯的負相關效應，這與魯淑彥等[13]的研究結果基本一致。熱處理會造成組織細胞破裂，水分流失[14]，同時破壞蛋白質(zhì)結構，肌原纖維變性收縮，造成硬度值增大。干燥過程，水分含量快速下降，硬度值急速上升。烘至4 h時，蝦干的水分含量為43.33%，硬度值為413.47 g，此時蝦干色澤均勻，呈淡粉紅色，肉質(zhì)柔韌，富有嚼勁，滋味鮮美，并具有濃厚的蝦干香味，符合SC/T 3305—2003《烤蝦》[15]中一級品的感官要求。

圖1 即食蝦干加工過程水分含量和硬度變化Fig.1 Water content and hardness of shrimps during processing

2.2 加工過程滋味物質(zhì)變化情況

2.2.1 游離氨基酸

游離氨基酸是水產(chǎn)品滋味物質(zhì)的重要組成部分。表2為蝦干加工過程中游離氨基酸的變化情況。鮮蝦中游離氨基酸含量最高，煮后含量顯著降低(P<0.05)，這與游離氨基酸受熱發(fā)生降解以及部分水溶性氨基酸損失有關；干燥過程中，隨著水分含量的減少，以及熱處理使部分蛋白質(zhì)降解為游離氨基酸[16]，游離氨基酸含量略有增加；干燥后期，因游離氨基酸參與美拉德反應以及Strecker降解反應，含量略有減少。鮐(Scomberjaponicus)魚干制過程中，其游離氨基酸含量呈現(xiàn)出類似的變化規(guī)律[17]。

游離氨基酸對滋味的貢獻程度可以用TAV表示。即食蝦干加工過程中，TAV大于1的氨基酸有絲氨酸、丙氨酸和組氨酸。其中，組氨酸的TAV最大，表明組氨酸對蝦干滋味貢獻較大；絲氨酸和丙氨酸都為甜味氨基酸，絲氨酸略帶有鮮味，而丙氨酸能與谷氨酸、天門冬氨酸及AMP等鮮味物質(zhì)產(chǎn)生鮮味協(xié)同作用。蝦干加工過程中谷氨酸的TAV范圍在0.72～1.08，谷氨酸不僅僅對鮮味有貢獻，而且還賦予產(chǎn)品整體滋味的復雜性，使整體滋味更濃厚[18]。

2.2.2 呈味核苷酸

呈味核苷酸是水產(chǎn)品中滋味的另一重要組成成分。鮮蝦AMP含量為341.14 mg/100g，煮后AMP含量顯著增加(P<0.05)，這可能與熱處理導致ATP降解有關。IMP同樣是ATP降解的產(chǎn)物[19]，煮后含量顯著增加(P<0.05)。干燥過程中，IMP含量迅速減少，這與IMP進一步降解為HxR和Hx有關。當樣品含水量高時，核苷酸的熱穩(wěn)定性往往較差[20]，隨著干燥的進行，水分含量進一步降低，IMP生成速率大于降解速率，其含量增加。GMP含量在煮制和干燥過程略有波動，但含量相對較低，對鮮味貢獻不大。

AMP呈甜味和鮮味，有助于增加食品滋味的豐富性[21]。蝦干加工過程中，AMP的TAV大于1，對蝦干整體愉悅滋味有重要貢獻。IMP和GMP雖然含量相對較低，但與Asp、Glu等鮮味氨基酸之間存在協(xié)同增鮮作用。這種協(xié)同增鮮作用可以用味精當量表示。經(jīng)計算，鮮蝦的味精當量為3.32 g MSG/100g，煮制后味精當量略下降至3.14 g MSG/100g，干燥4 h蝦干的味精當量達到4.49 g MSG/100g，表明干燥過程對產(chǎn)品整體鮮味有提升作用。

表2 即食蝦干加工過程游離氨基酸含量變化Tab.2 The concentration of free amino acids in shrimps during processing

表3 即食蝦干加工過程中呈味核苷酸含量變化Tab.3 The concentration of nucleotides in shrimps during processing

2.3 揮發(fā)性成分變化情況

2.3.1 總體氣味差異

圖2電子鼻10個傳感器對不同加工階段蝦干樣品的響應值。2、7和9號傳感器響應值變化比較明顯，表明不同加工階段的氣味變化主要是氮氧化合物和硫化物等物質(zhì)引起的。

圖2 蝦干不同加工階段的氣味雷達圖Fig.2 Aroma radar diagram of shrimps at different processing stages

主成分分析法通過線性表達的降維思路將原始數(shù)據(jù)的多個指標信息轉(zhuǎn)化為較少的具有代表性的信息數(shù)據(jù)[22]。圖3是蝦干不同加工階段電子鼻檢測數(shù)據(jù)的PCA分析圖。第一主成分和第二主成分的貢獻率分別為95.73%和2.46%，總貢獻率達98.19%，表明這兩個主成分基本涵蓋了樣本信息，可以表征不同加工階段蝦干的氣味組成。鮮蝦、煮后樣品對應的位置相對獨立，可以明顯區(qū)分開，而干燥階段的蝦干區(qū)分不明顯，表明干燥階段蝦干的氣味變化相對較小。

圖3 不同加工階段蝦干的PCA分析圖Fig.3 Principal component analysis on aroma components of shrimps at different processing stages

2.3.2 GC-IMS分析結果

通過GC-IMS檢測不同加工階段蝦干中的揮發(fā)性物質(zhì)，生成氣味指紋圖譜如圖4所示。不同加工階段蝦干中的揮發(fā)性物質(zhì)差異較大。鮮蝦中的揮發(fā)性物質(zhì)較少，主要包含1-丙醇、苯甲醛和芳樟醇等。煮制后，蝦中揮發(fā)性物質(zhì)種類和含量明顯增加，如戊醛、正己醛、2-戊酮、乙酸乙酯、丁酮及1-戊醇等，而1-丙醇、芳樟醇含量顯著減少。在干燥階段，蝦中部分揮發(fā)性物質(zhì)含量減少。同時，由于氨基酸和還原糖發(fā)生的美拉德反應、脂肪氧化作用等，蝦肉中產(chǎn)生了丁醛、2-丁酮以及一些未確定的化合物，并且隨著干燥時間的延長，丙酸乙酯含量增加。酮類化合物主要由脂肪酸的氧化降解以及醇類物質(zhì)的氧化生成[23]，2-丁酮具有水果香氣[24]，可以給蝦干帶來清香。酯類化合物由酸和醇類化合物酯化形成的，可以賦予食品一種香甜的果香[25]。另外，許多研究表明蝦干中濃郁的烤肉香味主要由吡嗪類化合物產(chǎn)生的[26-27]，所以，干燥4 h蝦肉中未定性的化合物有可能是吡嗪類化合物，可以賦予蝦肉燒烤香味。綜上，蝦干風味物質(zhì)可能形成于干制階段，主要是干燥后期，最終形成了蝦干清甜的果香味和濃郁的烤肉香味。

圖4 不同加工階段蝦干的氣味指紋圖譜1、2、3和4分別為鮮蝦、煮后、干制2 h和干制4 h的樣品，每組2個平行。S1-S16為未確定的化合物。Fig.4 Fingerprint of the volatile components of shrimps at different processing stages1: Fresh raw shrimp; 2: Boiled shrimp; 3: 2 h dried shrimp; 4: 4 h dried shrimp. 2 parallels in each group. S1-S16 are unidentified compounds.

3 結論

即食蝦干加工過程中，煮制使蝦中水分含量減少，硬度增加，同時產(chǎn)生了硫化物、戊醛和丁酮等揮發(fā)性成分，賦予了產(chǎn)品熟蝦的特征風味。在干燥過程中，水分含量迅速減少，硬度增大，形成了蝦干富有嚼勁的口感。干制過程使蝦肉中游離氨基酸和呈味核苷酸含量相對增加，味精當量增大，同時揮發(fā)性物質(zhì)含量和種類均增加，例如2-丁酮、丙酸乙酯等化合物含量增加，對蝦干特征香氣的形成起到重要作用。