超高压对南美白对虾熟制虾仁风味的影响

杨　阳，施文正，汪之和，何国庆（.上海海洋大学食品学院，上海20306；2.浙江大学食品科学与营养系，浙江杭州30029）

超高压对南美白对虾熟制虾仁风味的影响

杨阳1，施文正1，汪之和1，何国庆2，*
（1.上海海洋大学食品学院，上海201306；2.浙江大学食品科学与营养系，浙江杭州310029）

以熟制南美白对虾虾仁为研究对象，使用高效液相色谱仪、氨基酸全自动分析仪、电子鼻、气质联用仪等研究不同超高压压力下（0、100、200、300、400、500 MPa）虾仁中风味物质的变化。结果显示：呈味核苷酸中腺苷酸（AMP）含量最高，300 MPa超高压处理后样品中AMP含量显著降低（p＜0.05），500 MPa实验组中该含量却有显著提高（p＜0.05），而肌苷酸（IMP）的含量经超高压处理后都呈下降趋势；对比压力对鲜、甜味氨基酸的含量的影响，300 MPa超高压处理后甘氨酸（Gly）的含量提高26.82%，经过200和500 MPa压力处理后丙氨酸（Ala）的含量从311.57 mg/100 g分别提升至417.86 mg/100 g和410.55 mg/100 g；电子鼻结果显示300、400和500 MPa压力作用下样品的挥发性成分相似；六组样品分别检测出了36、36、37、36、33和35种挥发性化合物，根据GC-MS分析得，经过压力作用能增加碳十以上的醛类化合物，提高样品中的羰基化合物。

超高压技术，南美白对虾，核苷酸及关联物，游离氨基酸，挥发性成分

南美白对虾（Penaeus vannamei）又称凡纳对虾，因其营养丰富，肉质鲜美而受到人们的喜爱，目前也是三大养殖对虾中单产量最高的虾种，在2013年的产量达到81万吨，比2012年增长6.56%。但是其水分含量和蛋白质含量较高，同时组织蛋白酶的活性也比较强，所以非常容易腐败变质，因此会影响到虾肉的风味，食用价值也随之降低。

超高压技术（Ultra-high Pressure）是近年来备受青睐的一种新型保鲜技术，是指将食品用塑料袋真空热封以后，施加100 MPa以上的高压并作用一段时间的处理方法。使用超高压处理能够杀灭食品中的微生物和寄生虫，从而可以一定程度延长食品的货架期，并且超高压能够保持食品原有的营养物质以及性状，与传统的加热杀菌比较来说，这是超高压处理食品的一大优势，具有广阔的应用前景。因而目前国内外对于超高压对食品保鲜效果的研究较多［1-2］，但是超高压对风味影响的研究还比较少，具有很大的研究价值。马汉军等［3］的研究结果表明在室温条件下，200 MPa的压力处理可使牛肉肌肉中游离氨基酸的总量几乎增加一倍，主要增加的有丝氨酸、谷氨酸、胱氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸等8种。Santiago P Aubourg等［4］研究得出，在135 MPa处理30 s的条件下能够在保藏过程中有效地降低银三文鱼中的腐臭气味。本文使用不同的超高压条件对南美白对虾熟制虾仁进行处理，测定虾仁中的核苷酸、游离氨基酸以及挥发性成分等指标，以此研究超高压处理对南美白对虾熟制虾仁风味的影响，旨在对工业化生产提供一些理论价值。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

鲜活南美白对虾购于上海市浦东新区古棕路农贸市场，体重为（13.5±1.0）g/尾；腺苷三磷酸ATP、腺苷二磷酸ADP、腺苷酸AMP、肌苷酸IMP、次黄嘌呤核苷HxR、次黄嘌呤Hx、鸟苷酸GMP标准品美国Sigma公司；甲醇、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾色谱纯，上海安谱科学仪器有限公司。

Waters高效液相色谱分析仪美国Waters公司；L-8800氨基酸全自动分析仪日本Hitachi公司；H2050R台式高速冷冻离心机湘仪离心机仪器有限公司；FOX-4000气味指纹分析仪（电子鼻） 法国Alpha M.O.S公司；AUW320电子分析天平梅特勒-托利多仪器有限公司；DZ-400-2D真空包装机温州市鹿城区黄龙华能机械厂；HPP.L2-600/2超高压设备天津华泰森淼生物工程技术有限公司；7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪、Thermo ODS-2 HYPERSIL（4.6 mm×250 mm，5 μm）色谱柱美国Agilent公司；手动SPME进样手柄及65 μm PDMS固相微萃取头美国Supelco公司。

1.2实验方法

1.2.1样品前处理方法取鲜活的南美白对虾，使用冰水冷休克，蒸8 min致熟，去头、壳、虾线取虾仁，混匀后装入PE/PA复合真空包装袋，30 g每袋，使用真空包装机抽真空密封。随后将包装好的虾仁样品分为六组，以未经超高压处理的虾仁为对照组，其余五组分别使用压力为100、200、300、400、500 MPa的超高压处理，保压时间10 min。

1.2.2ATP关联产物的测定参考Yokoyama［5］的方法，略有改动。分别称取虾仁样品5 g，加入10 mL 10%的高氯酸，匀浆，10000 r/min离心15 min，取其上清液，沉淀用5 mL 5%的高氯酸洗涤，再次离心取上清液，重复操作两次，合并上清液，用10 mol/L和1 mol/L的KOH溶液调节pH至6.5，静置30 min，取上清液定容至50 mL，摇匀，过0.22 μm膜后待测。整个过程在0～4℃下操作。

高效液相色谱仪（HPLC）条件：流动相：A为甲醇溶液，B为0.05 mol/L磷酸二氢钾和磷酸氢二钾（1∶1）溶液，含9 mmol/L四丁基氢氧化氨（TBA），用磷酸调pH至6.5；等梯度洗脱；流速：0.9 mL/min；柱温：25℃；进样量：10 μL；检测波长：254 nm。

1.2.3游离氨基酸的测定参考姚志勇［6］的方法，略有改动。称取虾肉0.5 g，加入15 mL 15%的三氯乙酸进行匀浆，静置沉淀2 h，然后用冷冻离心机4℃10000 r/min离心15 min，取5 mL上清液，用3 mol/L NaOH溶液调节pH至2.0，定容至10 mL，摇匀，过0.22 μm膜后待测。

氨基酸自动分析仪条件：分离柱：4.6 mm I.D.× 60 mm，分离树脂为阳离子交换树脂；分离柱温度：57℃；检测波长：570 nm（脯氨酸为440 nm）；缓冲溶液流速：0.40 mL/min；反应液：茚三酮试剂；反应液流量：0.35 mL/min；反应单元温度：135℃；进样量20 μL。

1.2.4电子鼻分析将各组虾肉分别与0.18 g/mL NaCl溶液按照1∶1混合，均质，立即称取2 g置于10 mL自动进样瓶中加盖待测，每组5个平行。

电子鼻参数：以干燥洁净空气为载气，流速为150 mL/min；顶空平衡温度40℃，顶空平衡时间600 s，振荡速度500 r/min；注射针温度60℃，进样体积2500 μL，注射速度2500 μL/s；数据采集时间120 s，获取延滞时间600 s。

1.2.5挥发性成分测定固相微萃取（SPME）条件：将各组虾肉分别与0.18 g/mL NaCl溶液按照1∶1混合，均质，立即称取4 g置于20 mL萃取瓶中，插入老化好的固相微萃取头，恒温80℃磁力搅拌，萃取40 min后取出，插入色谱仪进样口，解析5 min。

色谱条件：DB-5MS弹性毛细管柱（60 m×0.32 mm× 1 μm），不分流模式；程序升温：柱初温50℃，保持1 min，以10℃/min升至100℃，以5℃/min，升至200℃，再以8℃/min升至250℃，保持5 min；载气（He）流量1.0 mL/min。

质谱条件：传输线温度280℃；离子源温度230℃；四极杆温度150℃；电子能量70 eV；质量扫描范围m/z：35～350。

1.3数据处理

实验所得数据均由SPSS17.0软件进行分析处理。

2　结果与讨论

2.1超高压处理对呈味核苷酸含量的影响

图1为7种ATP及其关联产物标准化合物的高效液相色谱图。按照由先到后的顺序依次为ATP、GMP、IMP、ADP、Hx、AMP、HxR。ATP及其关联化合物在18 min内得到有效分离。

图1　ATP及其关联产物标准品的高效液相色谱图Fig.1　High performance liquid chromatogram of the ATP-related standard

不同超高压处理对虾仁中主要呈味核苷酸的影响见图2。ATP及其降解产物是影响虾肉风味的重要成分，虾死后ATP的降解有两种途径，一种途径是ATP→ADP→AMP→IMP→HxR→Hx；另一种途径为ATP→ADP→AMP→AdR→HxR→Hx［7］。其中对风味贡献较大的是AMP和IMP，AMP是一种良好的风味增强剂，有抑制苦味的作用，能够使食品产生良好的甜味和咸味；IMP与GMP是典型的鲜味剂，其鲜味作用比味精更强，并且是肉类物质的主要的呈味物质。

图2　超高压处理对虾仁中AMP、IMP和GMP含量的影响Fig.2　Influence of pressure treatment on AMP，IMP and GMP content of shrimp meat

从图2中可以看出熟虾仁的主要呈味核苷酸中AMP的含量最高，其次是IMP。然而GMP的含量最低，这与王士稳等［8］研究的结果一致。实验中未经超高压处理组的AMP含量为157.91 mg/100 g，经过100 MPa和300 MPa处理后AMP显著减少（p＜0.05），其中在300 MPa压力处理下AMP达到最低，为132.4 mg/100 g，说明不同的高压处理对虾仁中的AMP含量的影响不一，经过100、300 MPa的处理可能会使AMP得到分解；但是实验中100、300 MPa处理后虾仁中的IMP含量，并无增加反而有所减少，未经超高压处理的虾仁中IMP含量为21.91 mg/100 g，而在100、300 MPa实验组中IMP含量分别为11.14、14.49 mg/100 g，根据虾中两种ATP降解途径推测，AMP可能通过分解为AdR后进行降解，所以IMP没有富集。经过200、400 MPa压力作用的实验组中AMP含量与对照组相比无显著变化（p＞0.05），而经过500 MPa处理组中AMP的含量显著（p＜0.05）增大。IMP经过超高压处理后均显著（p＜0.05）减少，其中在200 MPa处理的实验组中IMP减少的最多，仅含有4.48 mg/100 g，可能是在200 MPa压力处理下的IMP发生降解作用，所以使其含量降低。GMP含量较小，经过超高压处理后的变化不大。综合得出，超高压处理会影响熟虾仁中核苷酸的降解，影响到虾仁的风味。

表1　超高压处理对虾仁游离氨基酸含量的影响（mg/100 g）Table 1　Influence of pressure treatment on free amino acid content of shrimp meat（mg/100 g）

图3　超高压处理对虾仁鲜、甜味氨基酸含量的影响Fig.3　Influence of pressure treatment umami and sweet amino acids content of shrimp meat

2.2超高压处理对游离氨基酸含量的影响

不同超高压处理后虾仁中游离氨基酸含量见表1。由表1可知熟虾仁中含量较高的有Arg、Gly、Pro、His和Ala，其中呈鲜甜味氨基酸主要有7种，即Asp、Thr、Ser、Glu、Gly、Ala和Pro。Asp与Glu称为鲜味氨基酸，但它们本身只具有酸味，而它们的钠盐具有“味精”般的鲜味。鲜味氨基酸与呈味核苷酸（AMP、IMP、GMP等）一起使用时，具有协同效应［9］，能够显著的提高鲜味。Gly与Ala具有愉快的甜味，广泛存在于各种海鲜中，甜味氨基酸与IMP也有协同作用，有少量IMP存在的条件下，能够显著提高Gly与Ala的甜味［10］。

实验结果表明超高压处理会对虾仁中呈味氨基酸有所影响，虾仁中鲜甜味氨基酸中Gly的含量最多，经过300 MPa处理后能够将Gly的含量提高26.82%，其他压力组也使得Gly的含量显著增加（p＜0.05）。Pro的含量也会随着压力的改变而有所变化，在100、200、500 MPa压力下，Pro含量无显著变化，但在300、400 MPa处理后其含量有所减少。经过200和500 MPa压力处理后Ala的含量从311.57 mg/100 g分别提升至417.86 mg/100 g和410.55 mg/100 g。从鲜甜味氨基酸总量上来看不同压力处理对其影响不一，由图3可以看出200、500 MPa处理能显著（p＜0.05）增加鲜甜味氨基酸的含量，而100、300和400 MPa处理后对其无显著影响。说明适当的压力处理下能有利于呈味氨基酸的积累，提高虾仁风味物质的含量。

2.3电子鼻分析

电子鼻是模仿人和动物的鼻子，用于分析、识别、检测复杂气味和挥发性成分的新型仪器，与常用的分析仪器相比电子鼻具有客观、准确、快捷地评价气味，并且重复性好的特点［11］。对不同压力处理组南美白对虾虾仁进行电子鼻检测分析，得到18根电子鼻金属氧化物传感器对气味的响应值，如图4所示。

图5　不同虾仁挥发性成分PCA图Fig.5　PCA analysis of E-nose of shrimp meat with different pressure treatment

图5为各组样品的挥发性成分PCA图，以二维散点图显示出来，其中第一主成分PC1贡献率为84.43%，第二主成分PC2贡献率为8.06%，两者之和为92.49%，证明两个主成分所包含的样本原始信息完善。通过图5可以看出，这六组样品主要分为两大部分，其中0、100和200 MPa超高压处理下的样品位于第二主成分轴左侧，并且三者没有重叠区域，说明经过这三种超高压压力下样品的挥发性成分有明显差异；而300、400和500 MPa超高压处理的样品位于第二主成分轴右侧，由图5可以看出300 MPa与400 MPa样品能区分开，但500与400和300 MPa超高压处理下的样品都有重叠区域，说明这三组样品的挥发性成分相似，虽然有所不同但是差异并不大。因此可以推断经过超高压处理对熟制虾仁中的挥发性成分是有影响的，且根据压力的大小而有所不同。

2.4SPME-GC-MS测定挥发性成分

采用SPME-GC-MS对不同压力处理后虾仁进行挥发性成分分析，结果见表2。实验六组样品中分别检测出36、36、37、36、33和35种挥发性化合物。主要是烷烃类、醇类、醛类、酮类及芳香族化合物。烷烃类含量较高，赋予对虾清香和甜香的气味，虽然整体含量较高，但通常阈值较高，所以对整体风味贡献与含量不成正比［12］。实验中检测出的醇类化合物含量相对较低，各组样品中都检测出柏木醇，其具有愉快而持久的柏木香气，但是由于醇类的阈值也较高，所以浓度较低的情况下对食品的风味贡献不大［13］。与烷烃和醇类相比，羰基化合物的阈值较低，其对风味的贡献较大［14］，除未经超高压处理组外其余样品组中的醛类化合物含量都显著高于酮类化合物的含量，并且差别较大。所有实验组中低于十碳的醛含有种类较少，只有具有青草和脂肪味的壬醛和癸醛。酮类化合物主要贡献于虾肉的甜的花香和果香风味，可能是由于脂肪氧化或氨基酸降解产生，六组样品中都含有香叶基丙酮，在香料工业上用于配制苹果等水果香味的香精，其赋予虾肉具有愉快的水果香。实验中还检测出一些酯类化合物及萘等芳香族化合物，酯类化合物通常是脂质代谢生成的羧酸和醇的酯化作用的产物，在虾的肉味特征具有重要风味贡献［15］；而芳香族化合物具有煤焦油等令人不愉快的气味，说明样品可能有所污染，是由虾的生活环境所造成。

表2　超高压对虾仁挥发性成分含量的影响（%）Table 2　Influence of pressure treatment on volatile compounds contents of shrimp meat（%）

未经超高压处理样品组中主要含有的是烷烃类化合物，醛类化合物几乎检测不出，这与麦雅彦等［12］的研究一致。经过超高压处理后烷烃相对含量有所下降，醛类物质在种类上都有很大提升，增加了癸醛、十一醛、十二醛、十四醛、十六醛以及十八醛，并且在总含量上也有显著提升，说明超高压处理能够提高醛类化合物的相对含量。六组实验样品中羰基化合物总量分别3.16%、33.47%、20.15%、15.06%、15.86%、18.98%，其中300、400和500 MPa超高压组羰基化合物含量相近，而0、100与200 MPa超高压组羰基化合物含量有明显差异，由于羟基化合物阈值较低，对风味的贡献较明显，从而导致这三组样品的气味有所差异，电子鼻PCA分析结果也得出这三组的气味有所区别。

续表

3　结论

熟虾仁经过100 MPa与300 MPa超高压的处理可能会促进AMP降解，使AMP的含量有所下降，而在500 MPa压力处理下AMP的含量显著升高，并且500 MPa的压力处理会使得样品中整体呈味核苷酸有明显提升。对风味影响较大的鲜甜味氨基酸也会随着超高压的不同而有所变化，其中经过200和500 MPa压力处理后鲜甜味氨基酸的总体含量显著升高（p＜0.05）。经过超高压处理后能增加熟虾仁中羰基化合物的含量，最显著的物质为十碳以上的醛类化合物。根据电子鼻结果，不同压力处理对熟虾仁的挥发性成分影响有明显差异。综合四种指标的分析结果得出，超高压处理能够对熟制虾仁中的风味物质有所提升，尤其在500 MPa超高压处理后综合效果最佳。

［1］励建荣，王泓.超高压技术在食品工业中的应用及前景［J］.现代食品科技，2006，22（1）：171-173.

［2］Kural A G，Chen H.Conditions for a 5-log Reduction of Vibrio vulnificus in Oysters Through High Hydrostatic Pressure Treatment［J］.International journal of food microbiology，2008，122（1）：180-187.

［3］MA Han-jun，ZHOU Guang-hong，XU Xing-lian，et al.Effect of Combined High Pressure and Thermal Treatment on Free Amino Acids in Beef Muscle［C］//Proceedings of 53rd International Congress of Meat Science and Technology.Beijing：China Agricultural University Press，2007：477-478.

［4］Aubourg S P，Rodríguez A，Sierra Y，et al.Sensory and Physical Changes in Chilled Farmed Coho Salmon（Oncorhynchus kisutch）：Effect of Previous Optimized Hydrostatic High-pressure Conditions［J］.Food and Bioprocess Technology，2013，6（6）：1539-1549.

［5］Yokoyama Y，Sakaguchi M，Kawai F，et al.Change in Concentration of ATP-related Compounds in Various Tissues of Oyster During Ice Storage［J］.Nippon Suisan Gakkaishi，1992，58（11）：2125-2136.

［6］姚志勇，万金庆，庞文燕，等.真空冷诱导对冰温贮藏罗非鱼片鲜度和滋味的影响［J］.现代食品科技，2014，30（2）：198-203.

［7］沈月新.水产食品学［M］.北京：中国农业出版社，2001：100-102.

［8］王士稳，梁萌青，林洪，等.海水和淡水养殖凡纳滨对虾呈味物质的比较分析［J］.海洋水产研究，2006，27（5）：79-84.

［9］陈德慰.熟制大闸蟹风味及冷冻加工技术的研究［D］.无锡：江南大学，2007.

［10］Kawai M，Okiyama A，Ueda Y.Taste Enhancements Between Various Amino Acids and IMP［J］.Chemical senses，2002，27（8）：739-745.

［11］Haugen J E，Lundby F，Wold J P，et al.Detection of Rancidity in Freeze Stored Turkey Meat Using a Commercial Gas-sensor Array System［J］.Sensors and Actuators B：Chemical，2006，116（1）：78-84.

［12］麦雅彦，杨锡洪，连鑫，等.SDE/GC-MS测定南美白对虾的挥发性香气成分［J］.现代食品科技，2014，30（1）：206-210.

［13］施文正，陈青云，尤其嘉，等.不同温度条件下草鱼肉挥发性成分的检测［J］.食品科学，2014，35（4）：66-70.

［14］Cavalli J F，Fernandez X，Lizzani-Cuvelier L，et al. ComparisonofStaticHeadspace，HeadspaceSolidPhase Microextraction，Headspace Sorptive Extraction，and Direct Thermal Desorption Techniques on Chemical Composition of French Olive Oils［J］.Journal of agricultural and food chemistry，［15］Nuzzi M，Scalzo R L，Testoni A，et al.Evaluation of Fruit Aroma Quality：Comparison Between Gas Chromatographyolfactometry（GC-O）and Odour Activity Value（OAV）Aroma Patterns of Strawberries［J］.Food analytical methods，2008，1（4）：270-282.

2003，51（26）：7709-7716.

Effect of ultra-high pressure on the flavor of cooked white shrimp meat

YANG Yang1，SHI Wen-zheng1，WANG Zhi-he1，HE Guo-qing2，*
（1.College of Food Science and Technology，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China；2.Department of Food Science and Nutrition，Zhejiang University，Hangzhou 310029，China）

The research object in this paper was based on the cooked white shrimp meat，the change of flavor substances in cooked white shrimp which treatment by different pressure（0，100，200，300，400，500 MPa）were studied using high performance liquid chromatograph，amino acid analyzer，electronic nose and gas chromatograph-mass.The results showed that the highest content was AMP in flavor-enhancing nucleotides，the content of AMP was reduced significantly after treated by 300 MPa（p＜0.05），while the content of 500 MPa in the experimental group was significantly increased（p＜0.05），however the IMP content by high pressure treatment showed a trend of decline.Compared the effect of pressure on the content of umami amino acids and sweet amino acids，the content of glycine（Gly）increased by 26.82%after treated by 300 MPa，the pressure of 200 and 500 MPa could increase the contend of alanine（Ala）from 311.57 mg/100 g to 417.86 mg/100 g and 410.55 mg/100 g respectively.The results of electronic nose showed that the aroma of samples that treated by 300，400 and 500 MPa were similarly.There were detected 36，36，37，36，33 and 35 kinds of volatile compounds. High pressure treatment could add some above ten carbon aldehydes according to the results of GC-MS and improve the carbonyl compounds in the samples.

ultra-high pressure；white shrimp；nucleotide-related compounds；amino acid；volatile compounds

TS201.1

A

1002-0306（2015）18-0087-07

10.13386/j.issn1002-0306.2015.18.009

2015－01－30

杨阳（1991-），女，在读硕士研究生，研究方向：水产品加工与贮藏，E-mail：13262970026@163.com。

何国庆（1957-），男，教授，研究方向：食品微生物，E-mail：gqhe@zju.edu.cn。

国家自然科学基金面上项目（31471685）；国家科技支撑计划（2015BAD17B01）；上海市虾类产业技术体系建设（2014-5）；教育部高等学校青年骨干教师国内访学项目。