林雅文，劉佳晨，李艾靑，高 月，勵(lì)建榮，李學(xué)鵬,2,*

（1.渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心，遼寧 錦州 121013；2.大連工業(yè)大學(xué) 海洋食品精深加工關(guān)鍵技術(shù)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，遼寧 大連 116034）

南美白對(duì)蝦（Penaeus vannamei）又名為凡納濱對(duì)蝦，是目前養(yǎng)殖產(chǎn)量最高的蝦品種之一。由于南美白對(duì)蝦比其他對(duì)蝦具有更快的生長(zhǎng)速度、更強(qiáng)的耐病性和生存能力以及更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1]，其已成為目前產(chǎn)量最高的對(duì)蝦。我國(guó)是世界上最大的南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖國(guó)，截至2020年，我國(guó)南美白對(duì)蝦產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到119.77萬(wàn) t，占我國(guó)海水養(yǎng)殖蝦總產(chǎn)量的80%[2]。南美白對(duì)蝦鮮香肥美，不僅具有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸和其他重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還是藥食同源物料，具有一定的食療價(jià)值，經(jīng)常食用可幫助人們提高免疫力、保護(hù)心血管系統(tǒng)、增強(qiáng)體質(zhì)等[3]，已逐漸成為國(guó)際漁業(yè)中的代表性資源。但因鮮蝦的含水量較高，易發(fā)生腐敗變質(zhì)，嚴(yán)重影響其貯藏期[4]。目前，對(duì)蝦產(chǎn)品以冷凍產(chǎn)品為主，常利用低溫貯藏保鮮技術(shù)如冷藏、冰溫、微凍和凍藏等延長(zhǎng)對(duì)蝦產(chǎn)品貨架期[5]，但冷凍通常能耗高，且長(zhǎng)時(shí)間冷凍會(huì)導(dǎo)致對(duì)蝦品質(zhì)劣變。目前水產(chǎn)品干燥脫水已成為食品加工業(yè)的重要組成部分。

干燥可將物料中的水分含量降低到足夠低的水平，以防止微生物生長(zhǎng)，并減緩可能導(dǎo)致食品變質(zhì)的酶促反應(yīng)和其他生物反應(yīng)。目前，常用于水產(chǎn)品的干燥方式主要有太陽(yáng)能干燥[6]、熱風(fēng)干燥（hot air drying，HAD）[7]、微波干燥[8]、真空冷凍干燥（vacuum freeze drying，VFD）[9]和熱泵干燥[10]等。郭雪霞等[11]研究了自然晾曬、HAD、太陽(yáng)能干燥和VFD下南美白對(duì)蝦水分活度、質(zhì)構(gòu)、色澤、收縮率、復(fù)水率、能耗和基本營(yíng)養(yǎng)成分的變化，發(fā)現(xiàn)53 ℃、7 m/s的太陽(yáng)能干燥最適合南美白對(duì)蝦。王雅嬌[12]比較了HAD、太陽(yáng)能熱風(fēng)干燥和自然晾曬干燥南美白對(duì)蝦的干燥特性和品質(zhì)，發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)能熱風(fēng)干燥較適宜南美白對(duì)蝦。Li Deyang等[13]研究了不同干燥工藝對(duì)南美白對(duì)蝦脂肪變質(zhì)和色澤特性的影響，發(fā)現(xiàn)冷凍干燥能更好地保持南美白對(duì)蝦的品質(zhì)和色澤。中短波紅外干燥（medium-short wave infrared drying，MSWID）是一種能直接穿透物料，通過(guò)分子振動(dòng)將輻射能轉(zhuǎn)化為熱能的紅外輻射干燥技術(shù)。其輻射波長(zhǎng)為0.75～4.00 μm，與水的吸收波長(zhǎng)（2.7～3.3 μm）相匹配，可以引起物料中水分子的劇烈振動(dòng)，加速物料內(nèi)部水分遷移，從而實(shí)現(xiàn)物料的快速干燥[14]。Moon等[15]利用MSWID和HAD兩種方法，比較在不同溫度下其對(duì)海參干燥特性和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，MSWID的海參形態(tài)、顏色和結(jié)構(gòu)特征都明顯優(yōu)于HAD。MSWID具有熱能損失小、加熱效率高和節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)[16]，已成功應(yīng)用于當(dāng)歸[17]、白參[18]、紅薯[19]、稻米[20]、獼猴桃[21]、黃花菜[22]等產(chǎn)品的干燥加工。目前MSWID在南美白對(duì)蝦加工中的研究較少，不同溫度下MSWID和HAD對(duì)南美白對(duì)蝦干燥的影響尚鮮見(jiàn)報(bào)道。

本實(shí)驗(yàn)以南美白對(duì)蝦為研究對(duì)象，利用MSWID和HAD技術(shù)研究不同干燥方法對(duì)南美白對(duì)蝦干燥特性、理化特性和微觀結(jié)構(gòu)的影響，以期為南美白對(duì)蝦干燥技術(shù)的應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷凍南美白對(duì)蝦（（2 4.1 3±1.5 6）g、（13.56±0.20）cm）購(gòu)自遼寧省錦州市某水產(chǎn)市場(chǎng)。

無(wú)水乙醇 天津市富宇精細(xì)化工有限公司；磷酸二氫鈉 上海凜恩科技發(fā)展有限公司；磷酸氫二鈉上海麥克林生化科技有限公司；戊二醛、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydracyl，DPPH）北京索萊寶科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

X3-233A微波爐 廣東美的廚房電器制造有限公司；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；FX 101-0型電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海樹立儀器儀表有限公司；A590型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)翱藝儀器（上海）有限公司；CR-400色差計(jì) 柯尼卡美能達(dá)（中國(guó)）投資有限公司；JSM-IT200型掃描電子顯微鏡捷歐路（北京）科貿(mào)有限公司；Biofuge Stratos型冷凍高速離心機(jī) 德國(guó)賀利氏公司；XHF-DY高速分散器寧波新芝生物科技股份有限公司；Universal TA質(zhì)構(gòu)儀上海騰拔儀器科技有限公司；NMI20-040V-I型低場(chǎng)核磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）分析儀蘇州紐邁分析儀器股份有限公司；DXRxi型顯微拉曼成像光譜儀 美國(guó)賽默飛世爾科技公司；zz-tp001精密電子天平 永康市戎睿商貿(mào)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品熟化預(yù)處理

選擇體型完整、大小均勻一致的帶殼冷凍南美白對(duì)蝦于實(shí)驗(yàn)前取出放入4 ℃冰箱中緩化1 h，將對(duì)蝦放入微波爐中進(jìn)行熟化，微波功率為500 W，時(shí)間3 min，吸去微波熟化蝦表面水分，并自然冷卻到室溫備用。按照GB 5009.3-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定方法》[23]中直接干燥法測(cè)定南美白對(duì)蝦初始水分含量及干物質(zhì)質(zhì)量。

1.3.2 南美白對(duì)蝦干燥及實(shí)驗(yàn)參數(shù)

將熟化后的南美白對(duì)蝦進(jìn)行MSWID，以HAD為對(duì)照組，設(shè)置MSWID溫度為50、60、70 ℃，功率1 125 W，輻射距離10 cm；HAD溫度為50、60、70 ℃。將試樣分別平鋪于中短波紅外干燥箱和熱風(fēng)干燥箱的烘盤內(nèi)，每1 h取出稱質(zhì)量[24]，直至南美白對(duì)蝦水分含量為0.2 g/g（以干質(zhì)量計(jì)，下同）為止[24]。水分含量按公式（1）計(jì)算。

式中：ωt為干燥至t時(shí)刻水分含量/（g/g）；mt為干燥至t時(shí)刻南美白對(duì)蝦總質(zhì)量/g；m0為干物質(zhì)質(zhì)量/g。

1.3.3 色澤測(cè)定

選取不同干燥條件下的南美白對(duì)蝦第2、第3腹節(jié)進(jìn)行色澤檢測(cè)，使用色差計(jì)，依據(jù)CIELAB表色系統(tǒng)對(duì)南美白對(duì)蝦的亮度（L*值）、紅綠度（a*值）、黃藍(lán)度（b*值）進(jìn)行測(cè)定[25]。

1.3.4 質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定

分別取不同方式干燥的南美白對(duì)蝦去殼，采用TA-XT-PLUS質(zhì)構(gòu)儀對(duì)其硬度、彈性、膠著性和咀嚼性進(jìn)行測(cè)定。參數(shù)設(shè)置：選用P/0.5柱形探頭，測(cè)前速率1.0 mm/s，測(cè)試中速率1.0 mm/s，測(cè)后速率1.0 mm/s，壓縮比50%，間隔時(shí)間5.0 s[10]。

1.3.5 水分分布測(cè)定

MRI可對(duì)南美白對(duì)蝦氫質(zhì)子密度成像進(jìn)行分析。將熟化和干燥后的南美白對(duì)蝦置于射頻線圈中心，在32 ℃條件下進(jìn)行成像實(shí)驗(yàn)，獲得MRI圖像[26]。主要參數(shù)：FOVRead＝100 mm，F(xiàn)OVPhase＝100 mm，TR＝1 500 ms，TE＝9.415 ms，RFA90＝4.0%，RFA180＝6.3%，Averages＝8。

1.3.6 蝦青素含量的測(cè)定

參考張旭飛等[27]的方法略有改動(dòng)。稱取2 g樣品，按料液比1∶7加入無(wú)水乙醇并置于50 mL離心管中，調(diào)整轉(zhuǎn)速為5 000 r/min，勻漿時(shí)間1 min，混合均勻后再40 ℃水浴搖床浸提2 h，于4 ℃、8 000 r/min下離心5 min，收集上清液，將沉淀按上述方法重復(fù)提取3 次直至無(wú)色，合并3 次上清液。為保證蝦青素不被分解破壞，提取過(guò)程全程溫度控制在4 ℃左右，將混勻后的上清液置于棕色玻璃瓶中，在472 nm波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。

蝦青素標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制參考談佳玉[28]的方法略作改動(dòng)。準(zhǔn)確稱取一定量的蝦青素標(biāo)準(zhǔn)品，用無(wú)水乙醇溶解成2～12 μg/mL的蝦青素標(biāo)準(zhǔn)品乙醇溶液，在472 nm波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度，通過(guò)繪制質(zhì)量濃度與吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線得到回歸方程（y＝0.096x＋0.119 9；R2＝0.999 1），計(jì)算蝦青素含量。

1.3.7 抗氧化能力的測(cè)定

參考Xie Zhengjun等[29]的方法并稍作修改。DPPH溶液的配制：稱取0.002 g DPPH溶于50 mL無(wú)水乙醇中，避光保存。將3.0 mL蝦青素提取液置于離心管中，加入3.0 mL DPPH溶液，室溫下避光反應(yīng)30 min，以無(wú)水乙醇進(jìn)行調(diào)零，在517 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。DPPH自由基清除率按公式（2）計(jì)算。

式中：A0為3.0 mL無(wú)水乙醇＋3.0 mL DPPH的吸光度；As為3.0 mL樣品溶液＋3.0 mL DPPH的吸光度；Ac為3.0 mL樣品溶液＋3.0 mL無(wú)水乙醇的吸光度。

1.3.8 微觀結(jié)構(gòu)觀察

參考葉韜等[30]的方法略有改動(dòng)。分別將熟化、干燥后的南美白對(duì)蝦剔除頭部和外殼，取其第3腹節(jié)，切成薄片，于2.5%（體積分?jǐn)?shù)，下同）戊二醛溶液中浸泡24 h，再使用0.1 mol/L、pH 6.8的磷酸鹽緩沖液漂洗4 次，每次10 min，然后依次利用體積分?jǐn)?shù)為50%、70%、80%和90%的乙醇溶液各沖洗40 min，最后使用無(wú)水乙醇沖洗3 次，脫水，冷凍干燥15 h后采用真空離子濺射儀噴金，利用掃描電子顯微鏡觀察其微觀結(jié)構(gòu)，加速電壓為15 kV。

1.3.9 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)測(cè)定

參考高瑞昌等[31]的方法略有改動(dòng)。分別取熟化、干燥后南美白對(duì)蝦第3腹節(jié)于載玻片上，使用DXRxi型顯微拉曼成像光譜儀進(jìn)行掃描。每個(gè)樣品測(cè)定3 次，計(jì)算南美白對(duì)蝦蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的相對(duì)含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進(jìn)行處理，采用Origin 8.5軟件繪圖，使用SPSS Statistics 26軟件分析數(shù)據(jù)，采用單因素方差分析（one-way ANOVA），基于Duncan檢驗(yàn)進(jìn)行顯著性比較（P＜0.05），所有實(shí)驗(yàn)平行測(cè)定3 次。實(shí)驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦水分含量的影響

依據(jù)GB 5009.3-2016測(cè)得南美白對(duì)蝦初始水分含量為（2.82±0.04）g/g，熟化后南美白對(duì)蝦水分含量為（2.14±0.04）g/g。如圖1所示，隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，南美白對(duì)蝦水分含量呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。隨著溫度的升高（50、60、70 ℃），南美白對(duì)蝦的干燥時(shí)間縮短（HAD時(shí)間分別為16、14、12 h；MSWID時(shí)間分別為15、13、10 h）；相同干燥溫度下，相比于HAD，MSWID時(shí)間分別縮短了6.25%、7.14%和16.67%。南美白對(duì)蝦的干燥過(guò)程為降速干燥，在干燥初期，南美白對(duì)蝦表面的自由水含量較高，隨著干燥的進(jìn)行，自由水逐漸蒸發(fā)，溫度越高，自由水蒸發(fā)的速率越快。干燥后期，由于結(jié)合水與細(xì)胞壁和毛細(xì)管壁的結(jié)合能力較強(qiáng)，不易被干燥除去，水分含量降低速度緩慢，脫水能力減慢。且干燥后期南美白對(duì)蝦表面結(jié)殼，阻礙水分蒸發(fā)，所以干燥困難。相同干燥溫度下紅外射線穿透能力更強(qiáng)，物料內(nèi)部產(chǎn)熱更快，短時(shí)間可使內(nèi)物料的溫度梯度降低，水分遷移加速，而HAD僅能通過(guò)熱效應(yīng)帶走物料表面的水分[32]，因此MSWID的干燥效果明顯強(qiáng)于HAD。Moon等[33]在對(duì)海參的干燥中也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果，即MSWID比HAD更省時(shí)。

圖1 不同干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦水分含量和干燥時(shí)間的影響Fig.1 Effects of different drying conditions on moisture content and drying time of P.vannamei

2.2 不同干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦色澤的影響

色澤被認(rèn)為是南美白對(duì)蝦最重要的感官屬性之一，如表1所示，與熟化后南美白對(duì)蝦相比，干燥后的南美白對(duì)蝦L*值均顯著降低（P＜0.05），色澤變暗。在MSWID過(guò)程中，L*值隨著干燥溫度的升高逐漸升高；在HAD過(guò)程中，L*值隨著干燥溫度的升高而逐漸降低。在MSWID中隨著溫度的升高，b*值逐漸升高，這可能是因?yàn)殡S著干燥溫度的升高，干燥時(shí)間縮短，蝦青素發(fā)生降解的過(guò)程變短，發(fā)生異構(gòu)化的蝦青素減少，游離的蝦青素含量升高，導(dǎo)致b*值升高。本研究結(jié)果與Murali等[7]研究發(fā)現(xiàn)干燥后蝦的顏色變深類似，干燥過(guò)程中釋放的蝦青素產(chǎn)生褐變反應(yīng)生成黃色色素，因此干燥后的蝦比熟化后顏色更鮮艷。

表1 不同干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦色澤的影響Table 1 Effects of different drying conditions on the color of P.vannamei

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

質(zhì)構(gòu)是影響水產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，常用來(lái)表征食品的組織狀態(tài)、結(jié)構(gòu)等。如表2所示，干燥后南美白對(duì)蝦的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)除彈性外均明顯提高，這是因?yàn)楦稍锸鼓厦腊讓?duì)蝦水分含量減少，蛋白質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞，隨著干燥溫度的升高，干燥過(guò)程失水迅速，肌纖維發(fā)生皺縮，使南美白對(duì)蝦硬度增大。干燥溫度對(duì)彈性的影響較小（P＞0.05）。中短波紅外輻射能量直接作用于南美白對(duì)蝦內(nèi)部，使其組織結(jié)構(gòu)膨脹并產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu)，從而使其硬度低于相同溫度條件下的HAD對(duì)蝦。李文盛等[34]也報(bào)道由于HAD時(shí)間較長(zhǎng)，表面硬化導(dǎo)致南美白對(duì)蝦硬度提高，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與之一致。

表2 不同干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 2 Effects of different drying methods on texture characteristics of P.vannamei

2.4 相關(guān)性分析

采用Pearson雙尾檢驗(yàn)對(duì)不同干燥方式處理下南美白對(duì)蝦的色澤和質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行相關(guān)性分析。如圖2所示，不同干燥方式南美白對(duì)蝦色澤和質(zhì)構(gòu)指標(biāo)之間無(wú)顯著相關(guān)性（P＞0.05）。由表1、2可以看出，L*、b*值與硬度、膠著性、咀嚼性在MSWID組呈正相關(guān)，而在HAD組則呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明不同干燥方式對(duì)色澤與質(zhì)構(gòu)的影響不同。這是因?yàn)椴煌稍锓绞綄?duì)蝦體內(nèi)的蝦青素降解程度不同，導(dǎo)致其顏色變化也不同。干燥過(guò)程破壞南美白對(duì)蝦的微觀結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致肌肉硬度增加，硬度高的產(chǎn)品膠著性與咀嚼性也較高，而咀嚼性的適當(dāng)增加有利于形成良好的口感。

圖2 不同干燥條件下南美白對(duì)蝦色澤和質(zhì)構(gòu)特性的相關(guān)系數(shù)熱圖Fig.2 Heatmap showing correlation coefficients between color and texture characteristics of P.vannamei under different drying conditions

2.5 不同干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦中水分分布的影響

在食品科學(xué)領(lǐng)域，MRI已經(jīng)被證明是研究水分分布的有效方法，其可根據(jù)不同位置氫質(zhì)子共振頻率的不同，獲得不同的磁共振信號(hào)強(qiáng)度，并將其通過(guò)空間編碼技術(shù)轉(zhuǎn)變成圖像，進(jìn)而研究樣品內(nèi)水分分布情況以及加工過(guò)程中的結(jié)構(gòu)變化[35]。MRI圖像不僅能展示南美白對(duì)蝦的形態(tài)學(xué)特征，還能表征其體內(nèi)水分含量。由圖3可知，隨著干燥的進(jìn)行，蝦干在兩種干燥方式下MRI圖像的亮度均逐漸降低，表明其內(nèi)部的水分含量逐漸減少。因?yàn)槲r肉厚度不一，蝦尾部的水分含量明顯比腹部降低得快，后期水分信號(hào)的分布明顯集中在腹部。在同一時(shí)間，同一干燥方式下，干燥溫度越高，水分信號(hào)消失的越迅速，即干燥速率越快；在同一時(shí)間，MSWID組明顯比HAD組水分信號(hào)消失更迅速，即干燥更快。干燥至7 h時(shí)MRI圖像中水分信號(hào)逐漸消失。這與Cheng Shasha等[26]對(duì)白蝦干燥過(guò)程中水分含量的動(dòng)態(tài)變化研究結(jié)果相似，即MRI的信號(hào)強(qiáng)度與樣品的水分含量成正比。橫截面中較亮區(qū)域的面積隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)而持續(xù)減小，圖像較亮區(qū)域從周邊到中心均勻減小，表明在干燥過(guò)程中南美白對(duì)蝦水分含量由外向內(nèi)逐漸降低。由于中短波紅外輻射能量可直接穿透至蝦干內(nèi)部，使內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱能，內(nèi)外同時(shí)作用，避免了因媒介產(chǎn)生的能量損失，所以MSWID組圖像的水分子信號(hào)比HAD組更加均勻。

2.6 不同干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦蝦青素含量的影響

蝦青素是一種抗氧化性極強(qiáng)的類胡蘿卜素，為甲殼類動(dòng)物中的主要色素，具有抗氧化、抗衰老、抗腫瘤、改善視力和預(yù)防心腦血管疾病的作用[36]。由圖4可知，對(duì)比熟化后的樣品，經(jīng)干燥后的南美白對(duì)蝦蝦青素含量降低。兩種干燥方式下蝦青素均發(fā)生一定程度的降解，且50、60 ℃干燥條件下的蝦青素含量存在顯著性差異（P＜0.05），60、70 ℃干燥條件下的蝦青素含量差異性不顯著（P＞0.05）。隨著溫度的升高，其對(duì)蝦青素的影響減小。蝦青素受熱極易發(fā)生降解，干燥溫度和時(shí)間是影響熱降解的兩個(gè)主要因素。宋素梅[37]以不同溫度貯藏南極磷蝦并提取蝦殼中的蝦青素，發(fā)現(xiàn)蝦青素保留率隨著溫度的升高而降低，且在蝦青素提取過(guò)程中以不同溫度進(jìn)行皂化，結(jié)果顯示溫度越高，游離蝦青素含量越低。相同條件下干燥后MSWID組比HAD組蝦青素含量更低，可能是由于受輻射影響導(dǎo)致更多蝦青素被降解，Yagiz等[38]也發(fā)現(xiàn)大西洋鮭魚的蝦青素含量隨輻射強(qiáng)度的增加而降低。

圖4 不同干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦蝦青素含量的影響Fig.4 Effects of different drying conditions on astaxanthin content of P.vannamei

2.7 不同干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦抗氧化能力的影響

如圖5所示，溫度對(duì)南美白對(duì)蝦DPPH自由基清除率具有顯著性影響（P＜0.05）。50、60、70 ℃下HAD組和MSWID組蝦干的DPPH自由基清除率分別為56.8%、68.9%、64.8%和35.2%、36.5%、32.0%，同一溫度下MSWID組蝦干的DPPH自由基清除率顯著低于HAD組（P＜0.05），HAD處理組南美白對(duì)蝦的抗氧化能力與蝦青素含量的變化趨勢(shì)類似，這是由于在干燥過(guò)程中蝦青素易受溫度、光照等因素的影響發(fā)生熱降解，使其抗氧化能力發(fā)生相應(yīng)變化[27]。而MSWID處理組南美白對(duì)蝦的抗氧化能力與蝦青素含量的變化趨勢(shì)相反，這可能是由于紅外輻射的干燥過(guò)程中蝦青素產(chǎn)生異構(gòu)化，其生成的順式異構(gòu)體的抗氧化能力比全反式異構(gòu)體高，導(dǎo)致抗氧化能力與蝦青素含量的變化趨勢(shì)相反，這與Zhao Liyan等[39]的研究結(jié)果類似。

圖5 不同干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦DPPH自由基清除率的影響Fig.5 Effects of different drying conditions on DPPH free radical scavenging activity of P.vannamei

2.8 不同干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦肌肉組織結(jié)構(gòu)的影響

如圖6所示，不同干燥條件下南美白對(duì)蝦肌肉的微觀結(jié)構(gòu)圖像有明顯差異。熟化后南美白對(duì)蝦肌纖維排列整齊緊密，結(jié)構(gòu)完整，肌肉紋理清晰，表面光滑緊密；干燥后蝦干的肌纖維失去了完整性，肌纖維結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斷裂、收縮，肌纖維間的空隙變大，整體空間結(jié)構(gòu)不再致密。比較兩種干燥方式下南美白對(duì)蝦的微觀結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)，在同一溫度下，MSWID組蝦干的微觀結(jié)構(gòu)沒(méi)有HAD組緊密，且隨著溫度的升高，兩種干燥方式下蝦干肌纖維變形、斷裂和坍塌的現(xiàn)象均更嚴(yán)重。MSWID組蝦干肌纖維組織結(jié)構(gòu)疏松，具有均勻的多孔結(jié)構(gòu)，而HAD組溝壑更嚴(yán)重。這是因?yàn)殡S著干燥溫度的升高，南美白對(duì)蝦細(xì)胞的組織結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致細(xì)胞坍塌。MSWID內(nèi)外熱能共同干燥，干燥初期水分?jǐn)U散速率遠(yuǎn)小于干燥速率，隨著溫度的升高以及水分的快速蒸發(fā)，細(xì)小通道逐漸變大，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞，形成多孔結(jié)構(gòu)。相比于MSWID，HAD盡管也會(huì)出現(xiàn)細(xì)小的空洞，但水分遷移速率較慢，故產(chǎn)生的溝壑通道較小，干燥耗時(shí)較長(zhǎng)。綜上，干燥使蝦干的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，蝦體發(fā)生皺縮，從而使其品質(zhì)發(fā)生改變，同時(shí)，干燥使蝦干的肌纖維空隙變大，從而增加了水分的遷移速率，并提高了干燥速率，從而減少了干燥時(shí)間。這與謝小雷等[40]報(bào)道的干燥會(huì)破壞肌纖維的完整性，使肌束收縮、肌束間縫隙變大，從而導(dǎo)致致密結(jié)構(gòu)喪失的結(jié)果一致。

圖6 不同干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦肌肉微觀結(jié)構(gòu)的影響（500×）Fig.6 Effects of different drying conditions on microstructure of P.vannamei muscle (500 ×)

2.9 不同干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響

由圖7可知，熟化南美白對(duì)蝦經(jīng)干燥后蛋白質(zhì)α-螺旋的相對(duì)含量升高，β-折疊的相對(duì)含量減少，β-轉(zhuǎn)角和無(wú)規(guī)卷曲的相對(duì)含量基本不變，其中MSWID-70 ℃和HAD-70 ℃南美白對(duì)蝦蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)相對(duì)含量與熟化南美白對(duì)蝦基本一致。隨著MSWID和HAD溫度升高，南美白對(duì)蝦α-螺旋的相對(duì)含量呈先升高后降低的趨勢(shì)，β-折疊的相對(duì)含量呈先降低后升高的趨勢(shì)。干燥后α-螺旋相對(duì)含量的增加可能是因?yàn)楦稍锾幚硎沟梅肿觾?nèi)氫鍵作用增強(qiáng)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子排列更加有序。Herrero等[41]認(rèn)為β-折疊相對(duì)含量的增加可增強(qiáng)蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性。干燥溫度越高，南美白對(duì)蝦蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性越好。比較兩種干燥方式對(duì)南美白對(duì)蝦蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)MSWID對(duì)蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響小于HAD，其α-螺旋和β-折疊相對(duì)含量的變化量相對(duì)較小，可能是由于MSWID時(shí)間短于HAD，分子間氫鍵增強(qiáng)作用有限[42]。

圖7 不同干燥條件對(duì)南美白對(duì)蝦蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響Fig.7 Effects of different drying conditions on secondary structure of proteins in P.vannamei

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究了MSWID和HAD對(duì)南美白對(duì)蝦干燥特性、色澤、質(zhì)地、水分分布、蝦青素含量、抗氧化能力、蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)的影響。發(fā)現(xiàn)隨著干燥的進(jìn)行，南美白對(duì)蝦水分含量及干燥速率逐漸降低。由于HAD時(shí)間長(zhǎng)，其干燥后南美白對(duì)蝦硬度更高且色澤較MSWID組更暗。通過(guò)MRI圖像可知，隨著干燥的進(jìn)行，南美白對(duì)蝦的水分信號(hào)從表面到內(nèi)部區(qū)域逐漸減小直至消失，同一溫度下，MSWID比HAD組水分信號(hào)消失更快。干燥使蝦干的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，蝦體皺縮，MSWID組蝦干肌纖維組織結(jié)構(gòu)疏松，具有均勻的多孔結(jié)構(gòu)，而HAD組溝壑更嚴(yán)重，MSWID的多孔結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了水分的遷移速率，加快了干燥進(jìn)程。相比于HAD，MSWID組南美白對(duì)蝦蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)中的α-螺旋和β-折疊相對(duì)含量的變化較小，蝦青素降解較多。

綜上所述，兩種方式比較而言，MSWID的干燥速率較快，干燥品質(zhì)較好，能更好地對(duì)南美白對(duì)蝦進(jìn)行干燥。MSWID作為一種新型干燥技術(shù)可以提高南美白對(duì)蝦的干制效率，但還需要從營(yíng)養(yǎng)成分、風(fēng)味成分和節(jié)能減排等多維度進(jìn)行研究，進(jìn)一步提高M(jìn)SWID技術(shù)在南美白對(duì)蝦干制中的應(yīng)用價(jià)值。