热处理方式对南美白对虾虾青素含量、氨基酸组成及脂肪酸组成的影响

2017-12-18,,,,,,,,*

食品工业科技 2017年23期

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(1.江苏农牧科技职业学院,食品科技学院,江苏泰州 225300;2.渤海大学食品科学与工程学院,辽宁省食品安全重点实验室,生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心,辽宁锦州 121013;3.湛江国联水产开发股份有限公司,广东湛江 524088;4.蓬莱京鲁渔业有限公司,山东烟台 265600;5.荣城泰祥食品股份有限公司,山东威海 264309)

董志俭1,2,王庆军2,孙丽平1,李学鹏2,陈华健3,牟伟丽4,李钰金5,励建荣2,*

热处理是南美白对虾的重要加工手段,本文通过研究蒸制和煮制对南美白对虾含水量、虾青素含量、氨基酸组成及脂肪酸组成的影响,探索不同的热处理方式对南美白对虾营养成分的影响。结果表明:蒸制和煮制均导致南美白对虾含水量降低;蒸制较煮制的南美白对虾具有更高的虾青素含量,蒸制6 min时虾青素含量最高,达58.00 μg/g;蒸制和煮制后总氨基酸含量均明显提高(p<0.05),蒸制样品中的苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸等必需氨基酸含量均高于煮制样品;蒸制和煮制后单不饱和脂肪酸含量降低,而多不饱和脂肪酸含量则分别由鲜虾的33.32%增加到煮制样品的35.13%和蒸制样品的35.02%。因此,蒸制是南美白对虾的一种良好的热处理方式。

南美白对虾,蒸制,煮制,虾青素,氨基酸,脂肪酸

南美白对虾(PenaeusVannamei)学名凡纳对虾,是世界养殖产量最高的三大虾类之一。目前南美白对虾加工产品主要为冷鲜产品、冻煮产品、干制品、半干制品等。热处理如蒸制和煮制是这类产品加工中的重要工序,并可改善食品的色泽、风味、组织状态、营养等方面的品质[1-4];但是如果热处理不当,也可能引起食品质量恶化,使产品失去吸引力[5-9]。

热处理方式对食品营养成分具有较大影响。陈银基等研究了蒸煮与微波加热对牛肉脂肪酸组成的影响,发现蒸煮对脂肪酸的保护效果好于微波加热[10]。Neff 等研究了烧烤、烘烤、油炸对淡水鱼脂肪酸组成的影响,发现油炸处理产品的n-6和单不饱和脂肪酸含量更高[11]。Karimiankhosroshahi 等研究了烘烤、蒸煮、微波、油炸对虹鳟鱼的主成分、矿物质、维生素和脂肪酸组成的影响,结果显示出烘烤和蒸煮是最好的烹制方法[12]。目前对于南美白对虾在热处理过程中主要营养成分的变化少有报道,尤其是不同的热处理方式对营养成分的影响更是缺乏深入研究。

本文研究了蒸制与煮制两种不同的热处理方式对南美白对虾水分含量、色泽、虾青素含量、氨基酸组成及脂肪酸组成的影响,探索合适的热处理方式,为南美白对虾制品的深加工和品质控制提供技术支持和理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

南美白对虾锦州市水产市场,剔除不新鲜个体,采用大小、质量均匀一致个体。

UV-2550紫外可见分光光度计日本岛津公司;L-8900氨基酸分析仪日本Hitachi公司;MS105DV电子天平瑞士梅特勒托利多公司;C21-RK2102电磁炉合肥美的荣事达电冰箱有限公司;CR-400色彩色差计日本柯尼卡美能达电子科技公司;RE-52AA旋转蒸发器上海亚荣生化仪器厂;固相微萃取装置美国Supelco公司;Agilent7890气质联用仪美国Agilent公司;BL301B3绞肉机上海赛康电器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 南美白对虾蒸制和煮制样品的制备选取等量的南美白对虾若干,分别蒸制和沸水中煮制0、2、4、6、8 min,冷却沥干后待测。

1.2.2 水分含量测定将方法1.2.1中蒸制和煮制的南美白对虾去头再去壳,按照GB/T 5009.3-2010[13]中直接干燥法测定水分含量。

1.2.3 色泽测定将方法1.2.1中蒸制和煮制的南美白对虾去除虾壳,用色差计测量虾腹部第一节位置的L*、a*、b*值,其中,L*表示亮度;+a*表示红,-a*表示绿;+b*表示黄,-b*表示蓝。

1.2.4 虾青素的测定虾青素的测定参照Niamnuy等的方法[14],称取5 g预先处理好的虾肉样品,加入40 mL 4 ℃预冷2 h的丙酮,用高速匀浆机混合2 min,提取3次。4 ℃下5000 r/min离心5 min,将上清液混合,加入250 mL分液漏斗中,并添加40 mL石油醚和100 mL的0.5% NaCl溶液,用手摇匀,萃取20 min,分离石油醚层,转移到50 mL容量瓶中定容,用紫外可见分光光度计测472 nm下的吸光值,含量计算参考Tolasa的标准曲线[15]。

1.2.5 氨基酸的测定分别选取鲜虾及蒸制和煮制4 min的南美白对虾,去壳后切取虾腹部第一节,称10 mg虾肉加入水解管,再加10 mL的6 mol/L HCl,充N2后110 ℃水解22 h,后倒入50 mL圆底烧瓶内进行真空旋转蒸发至干,加入0.02 N HCl使其全部溶解,后用针管吸出定容在10 mL容量瓶内,取出2 mL用0.45 μm有机过滤膜过滤,做为上机液。用全自动氨基酸分析仪进样20 μL,测定氨基酸含量[16]。

1.2.6 脂肪酸的测定脂肪提取:分别选取鲜虾及蒸制和煮制4 min的南美白对虾,去壳后切取虾腹部第一节,称取25 g虾肉加入200 mL 溶剂(氯仿∶甲醇∶蒸馏水=50∶100∶50)中,在4 ℃以9500 r/min均质2 min,再加50 mL氯仿,均质1 min,然后加25 mL蒸馏水均质30 s,在4 ℃以3000 r/min离心15 min并转移到300 mL分离瓶。氯仿相排入125 mL锥形瓶(2～5 g无水Na2SO4),振荡,通过滤纸转移到圆底烧瓶。在25 ℃真空旋转蒸发,剩余的溶剂用氮气吹扫。

脂肪酸甲酯化:按GB/T 17376-2008[17]进行甲酯化。

气相色谱条件:HP-5(5% Phenyl Methyl Siloxane,30 m×0.25 mm×0.25 μm)毛细管柱;进样口温度为250 ℃;载气为He,流速1.0 mL/min;分流模式进样,分流比30∶1;程序升温:柱初温140 ℃,保持5 min,以4 ℃/min升至280 ℃并保持5 min。

质谱条件:色谱-质谱接口温度280 ℃,离子源温度230 ℃,四极杆温度150 ℃;离子化方式EI;电子能量70 eV;质量扫描范围m/z:30～550。

1.2.7 数据分析本实验中采用Origin 8.5软件对结果进行显著性分析(p<0.05),所有分析图均采用Microsoft Excel 2003软件绘制。

2 结果与讨论

2.1 热处理方式对南美白对虾含水量的影响

由图1可知,随着热处理时间延长,南美白对虾含水量呈下降趋势。鲜虾的含水量约为74.95%,蒸制和煮制8 min后含水量分别降到68.50%和70.81%。蒸制和煮制前6 min时含水量相差不大(p>0.05),而8 min时煮制含水量显著高于蒸制(p<0.05)。加热会导致虾肉蛋白质变性收缩,蛋白质分子间的持水力下降,南美白对虾水分含量降低[18-19]。郑皎皎等[20]的研究也表明随蒸制时间延长,鲤鱼肌肉组织失水率呈上升趋势,这与本实验的结论是一致的。煮制时南美白对虾处于水相中,脱水速度相对较慢,最终的水分含量较蒸制高。

图1 热处理方式对南美白对虾含水量的影响 Fig.1 Effect of heat treatment methods on the water content of Penaeus Vannamei

2.2 热处理方式对南美白对虾色泽的影响

由图2、图3、图4可知,随着蒸制和煮制时间的延长,南美白对虾的L*、a*、b*值均呈上升趋势。开始2 min色泽变化最为明显,虾体迅速变红,4 min时南美白对虾具有较好的外观,颜色红亮。虾青素在南美白对虾体内与蛋白质结合而呈青、蓝色;热加工中,由于蛋白质受热变性,与虾青素间的结合被破坏,游离出的虾青素呈粉红色。蒸制南美白对虾的L*、a*、b*值显著高于煮制(p<0.05),色泽更为红亮,这可能是由于蒸制时南美白对虾受热更为强烈,游离出的虾青素含量更高所致(见图5)。因此,蒸制南美白对虾的色泽较为理想。

图2 热处理方式对南美白对虾L*的影响Fig.2 Effect of heat treatment methods on the L* of Penaeus Vannamei

图3 热处理方式对南美白对虾a*的影响Fig.3 Effect of heat treatment methods on the a* of Penaeus Vannamei

图4 热处理方式对南美白对虾b*的影响Fig.4 Effect of heat treatment methods on the b* of Penaeus Vannamei

2.3 热处理方式对南美白对虾虾青素含量的影响

虾青素(astaxanthin),是一种类胡萝卜素,呈深粉红色,具有抗氧化、抗肿瘤、预防癌症、增强免疫力、改善视力等效果。由图5可知,随着蒸制和煮制时间延长,南美白对虾虾青素含量先逐渐升高而后降低。新鲜南美白对虾的虾青素含量为11.14 μg/g,蒸制前2 min虾青素含量大幅度提高,之后缓慢增加,6 min时达到最高,为58.00 μg/g,继续蒸制,虾青素含量降低,蒸制2～6 min的样品中虾青素含量显著高于煮制(p<0.05)。热处理后虾青素含量的升高主要是由于南美白对虾中虾青素与肌动蛋白通过疏水键结合成复合物,烹煮之后,肌原纤维蛋白变性,释放出更多的虾青素[21];而热处理时间过长,虾青素会随着水分流失,含量下降,煮制造成的损失更为显著(p<0.05),此外,热降解、氧化分解及异构化等反应也会导致虾青素的损失[22]。蒸制南美白对虾虾青素含量明显高于煮制,产品具有更高的营养价值。

图5 热处理方式对南美白对虾虾青素含量的影响Fig.5 Effect of heat treatment methods on the astaxanthin content of Penaeus Vannamei

2.4 热处理方式对南美白对虾氨基酸组成的影响

由表1可知,南美白对虾中含量较高的氨基酸是Asp、Glu、Ala、Leu、Lys、Arg、Pro,含量较低的氨基酸是Cys、Met、Tyr、His。热处理后总氨基酸含量由鲜虾的305.22 mg/g提高到煮制样品的333.40 mg/g和蒸制样品的349.81 mg/g,而总必需氨基酸含量由鲜虾的92.87 mg/g提高到煮制样品的101.16 mg/g和蒸制样品的107.08 mg/g,并且蒸制样品的总氨基酸、总必需氨基酸含量均显著高于煮制样品(p<0.05)。

表1 热处理方式对南美白对虾氨基酸组成的影响(mg/g)Table 1 Effect of heat treatment methods on the amino acid compositions of Penaeus Vannamei(mg/g)

注:同一行标注不同上标字母代表显著差异(p<0.05),标注相同上标字母代表无显著差异(p>0.05)。

与煮制相比,蒸制后必需氨基酸中的苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸含量均显著提高(p<0.05),而赖氨酸含量变化不显著(p>0.05)。蒸制南美白对虾中的鲜味氨基酸如谷氨酸、天冬氨酸亦较煮制显著提高(p<0.05),鲜美风味得到进一步改善。热加工后南美白对虾含水量显著降低,导致产品中总氨基酸含量相对提高;与煮制相比,蒸制南美白对虾总氨基酸含量提高更为显著,这主要是由于煮制过程中部分可溶性的游离氨基酸溶解到溶液中,导致其总氨基酸量低于蒸制。付娜等研究了蒸制和煮制对中华绒螯蟹游离氨基酸的影响,发现蒸制比煮制的总含量高,较能保持蟹体中游离氨基酸含量,是较为理想的熟制方式[23];Oluwaniyi等也发现煮制和烘烤增加了总氨基酸的含量[24]。因此,与煮制相比,蒸制样品的总氨基酸、总必需氨基酸、鲜味氨基酸含量更高,营养和风味更加理想。

2.5 热处理方式对南美白对虾脂肪酸组成的影响

由表2可知,南美白对虾中饱和脂肪酸含量达到33.6%;单不饱和脂肪酸含量为33.08%,其中油酸含量最高,达到18.47%;多不饱和脂肪酸含量为33.32%,其中EPA含量最高,达到13.46%,其次是DHA,含量为11.10%。多不饱和脂肪酸,尤其n-3系列多不饱和脂肪酸具有健脑益智作用[25]。蒸制和煮制后总饱和脂肪酸含量没有明显变化,总单不饱和脂肪酸含量降低,总多不饱和脂肪酸含量升高,其中DHA的含量由鲜虾的11.10%增加到煮制时的12.34%和蒸制时的12.95%。脂肪酸组成上的这种变化主要归因为热处理过程中水分和脂类的流出,而不是脂类的反应,如氧化反应[26];熊明民等[27]研究猪腊肉在蒸煮过程中的脂肪酸组成变化,也发现单不饱和脂肪酸含量缓慢降低,而多不饱和脂肪酸含量则先升高后降低,这与本实验的结论基本一致。

表2 热处理方式对南美白对虾脂肪酸组成的影响Table 2 Effect of heat treatment methods on the fatty acid compositions of Penaeus Vannamei

续表

3 结论

本实验研究了蒸制和煮制对南美白对虾的含水量、色泽、虾青素含量、氨基酸组成及脂肪酸组成的影响,发现不同的热处理方式对南美白对虾的营养成分具有很大影响,蒸制是加工南美白对虾的一种良好方法。随着蒸制和煮制时间的延长,南美白对虾含水量分别由最初的74.95%降到68.50%和70.81%;L*、a*、b*值均呈上升的趋势,并且蒸制明显高于煮制(p<0.05),色泽更为红亮;虾青素含量变化与色泽的变化趋势较为一致,蒸制样品虾青素含量明显高于煮制(p<0.05),最高达58 μg/g;蒸制样品的总氨基酸含量、总必需氨基酸含量、风味氨基酸含量均明显高于煮制(p<0.05);蒸制和煮制后总单不饱和脂肪酸含量降低,而总多不饱和脂肪酸含量增加,尤其是DHA含量由鲜虾的11.10%增加到煮制样品的12.34%和蒸制样品的12.95%。

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Effectofheattreatmentmethodsontheastaxanthincontent,theaminoacidcompositionandthefattyacidcompositionofPenaeusVannamei

DONGZhi-jian1,2,WANGQing-jun2,SUNLi-ping1,LIXue-peng2,CHENHua-jian3,MUWei-li4,LIYu-jin5,LIJian-rong2,*

(1.College of Food Science and Technology,Jiangsu Agri-animal HusbandryVocational College,Taizhou,225300,China;2.College of Food Science and Technology,Bohai University;Food Safety Key Lab of Liaoning Province;National & Local Joint Engineering Research Center of Storage,Processing and Safety ControlTechnology for Fresh Agricultural and Aquatic Products,Jinzhou 121013,China;3.Zhanjiang Guolian Aquatic Products Co.,Ltd,Zhanjiang 524088,China;4.Penglai Jinglu Fishery Co.,Ltd,Yantai 265600,China;5.Rongcheng Taixiang Food Co.,Ltd,Weihai 264309,China)

The heat treatment was an important method processingPenaeusVannamei. In this study,effects of steaming and boiling on the water content,the astaxanthin content,the fatty acid composition,the amino acid composition ofPenaeusVannameiwere studied to investigate the impact of different heat processing methods on the nutritional ingredients ofPenaeusVannamei. The results showed that the water content ofPenaeusVannameidecreased for the steaming and the cooking. The astaxanthin content of steaming samples was higher than that of cooking samples,arriving at the highest content,58.00 μg/g,after six minutes of heating processing. The total amino acid content obviously increased after steaming and boiling(p<0.05)and the content of essential amino acids of the steaming samples,threonine,valine,leucine,isoleucine,phenylalanine,methionine was higher than that of the boiling products. Monounsaturated fatty acid contents decreased,while polyunsaturated fatty acid contents increased respectively from 33.32% of raw material to 35.13% of boiling samples and 35.02% of steaming samples. Therefore,the steaming was an excellent method processingPenaeusVannamei.

PenaeusVannamei;steaming processing;boiling processing;astaxanthin;amino acid;fatty acid

2017-05-22

董志俭(1977-),男,博士,副教授,研究方向:水产品贮藏加工与质量安全控制,E-mail:dongzhijian97@163.com。

*通讯作者:励建荣(1964-),男,博士,教授,研究方向:水产品和果蔬贮藏加工，食品安全,E-mail:lijr6491@163.com。

“十二五”国家科技支撑计划(2012BAD29B06);江苏农牧科技职业学院院级课题(NSF201505-2)。

TS254

1002-0306(2017)23-0014-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.23.004