微波熟制对小龙虾营养与风味的影响

徐文思

杨祺福1,2,3,4,5

赵子龙1,2,3,4,5

闫明珠1,2,3,4,5

吴双庆1

王 燕1,2,3,4,5

杨品红1,2,3,4,5

(1. 湖南文理学院生命与环境科学学院，湖南 常德 415000；2. 水产高效健康生产湖南省协同创新中心，湖南 常德 415000；3. 环洞庭湖水产健康养殖及加工湖南省重点实验室，湖南 常德 415000；4. 水生动物重要疫病分子免疫技术湖南省重点实验室，湖南 常德 415000；5. 常德市农业生物大分子研究中心，湖南 常德 415000)

小龙虾，学名克氏原螯虾(Procambarusclarkii)，是中国水产产业经济的重要组成。近年来，因其肉质鲜美，营养丰富，且口味多样而备受人们喜爱[1]。小龙虾是高蛋白、低脂肪的优质水产品，不饱和脂肪酸含量丰富，富含多种必需氨基酸[2]。目前关于小龙虾的熟制加工工艺多集中于蒸煮、烤制、油炸和微波4种处理方式，与其他加热方式相比，微波加热具有加热快、效率高、方便快捷、绿色环保等优点而被广泛应用于小龙虾的热加工[3]。由于传热介质的不同，不同热加工方式下，虾肉中的大分子物质会发生不同程度变化，从而使其营养与风味不同[4]。

微波熟制后小龙虾中的水分和质量损失高于水煮熟制工艺的，且加热时间越长损失越多；随着微波加热时间及功率的增加，小龙虾的质量损失和水分流失随之增加，进而影响虾肉的质构、剪切性、挤压损失和口感[5]。但是对于南美白对虾和南极磷虾而言，微波相对于煮制可以得到更高含量的游离氨基酸、必需氨基酸和鲜甜味氨基酸等滋味[6]。微波中火加热，干燥速率快，但严重影响了小龙虾的外观和肉的质地，采用中低火，干燥速率相对较慢，但肉的质构得到了很大改善；随着微波时间的增加，小龙虾肉的硬度增大；弹性先显著增大后减小，微波中低火5 min，产品肉质紧密，口感良好[7]。然而微波处理后的小龙虾，有关其营养与风味的变化研究尚未见报道。研究拟分析微波加热处理后的小龙虾与未经微波处理的小龙虾的营养成分和风味成分，旨在为小龙虾加工方式对其营养品质的变化规律研究提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂

鲜活小龙虾：市售；

盐酸、氢氧化钠、浓硫酸、甲醇、氯化钙、石油醚、苯酚、无水硫酸钠、丙酮等：分析纯，湖南汇虹试剂有限公司；

正己烷、乙腈、二氯甲烷等：色谱纯，上海麦克林生化科技有限公司；

胞苷酸(CMP)、腺苷酸(AMP)、鸟苷酸(GMP)、肌苷酸(IMP)标准品：上海源叶生物科技有限公司。

1.1.2 主要仪器设备

微波炉：EM7KCGW3-NR型，广东美的厨房电器制造有限公司；

粗脂肪测定仪：SZF-06A型，上海昕瑞仪器仪表有限公司；

自动凯氏定氮仪：KT8400型，福斯分析仪器有限公司；

气相色谱—质谱仪：7820A GC-5977E MSD型，美国安捷伦科技公司；

超高效液相色谱仪：AcQuity H class型，美国Waters公司。

1.2 方法

1.2.1 原料预处理 小龙虾清洗后，加入适量白醋，浸泡1 h吐沙，洗净后取10只左右的小龙虾，将头部稍微捏碎防止微波处理时虾体胀破，放入大小合适的容器中，分别于微波功率210，350 W下(工作频率2 450 MHz)处理5 min[7]。冷却后剥壳，可食用部分冻干备用。

1.2.2 基本营养成分分析

(1) 水分：根据GB 5009.3—2016直接干燥法。

(2) 灰分：根据GB 5009.4—2016干法灰化法。

(3) 脂肪：根据GB 5009.6—2016索氏提取法。

(4) 粗蛋白：根据GB 5009.5—2016凯氏定氮法。

(5) 总糖：根据GB/T 9695.31—2008苯酚—硫酸法。

1.2.3 总氨基酸含量测定 根据文献[1]。

1.2.4 脂肪酸含量测定 根据文献[8]。

1.2.5 游离氨基酸含量测定 根据文献[1]。

1.2.6 呈味核苷酸含量测定 根据GB 5413.40—2016。

1.2.7 味精当量(EUC)测定 根据文献[9]。

1.2.8 数据处理 使用SPSS 25.0软件进行单因素方差分析(One-Way ANOVA)，字母不同表示差异显著(P<0.05)，所有试验平行3次。

2 结果与分析

2.1 基本营养成分

由表1可知，未经处理的小龙虾水分含量与210 W微波处理的无明显区别，但350 W微波处理的小龙虾水分含量与前两者均存在显著差异，说明低功率微波处理对小龙虾水分含量并无明显影响。灰分含量无明显变化，说明微波高温加热未对小龙虾肉中的矿物质等成分造成损失；随着微波功率的增大，粗脂肪和总糖含量显著减少，而粗蛋白含量增加。粗蛋白一般是指一些含氮化合物，微波功率增大后，可能使一些非蛋白含氮化合物有所增加；也可能由于电磁波高频作用导致蛋白质结构变化、变性及聚集行为发生改变[10]，微波加热对蛋白质结构的破坏较为严重[11]，微波功率大会导致水溶性蛋白溶出而易被检出。

表1 微波熟制小龙虾基本营养成分Table 1 Basic nutrient components of crayfish treated by microwave %

2.2 总氨基酸组成分析

由表2可知，小龙虾中共检出18种氨基酸。未处理与210，350 W微波处理后小龙虾肌肉中氨基酸含量分别为(1 665.84±42.45)，(1 528.85±21.71)，(1 474.54±3.40) mg/g。其中必需氨基酸分别占氨基酸总量的69.73%，70.16%，64.84%。无论是氨基酸总量还是必需氨基酸含量，350 W 微波处理的均有损失的趋势。研究[1]表明，优质蛋白质其EAA/TAA值为40%左右，EAA/NEAA值为60%左右。小龙虾经微波熟制后，其EAA/TAA值和EAA/NEAA值分别为65%，185%。综上，小龙虾本身肉质氨基酸种类齐全，微波熟制后的虾肉仍可保留丰富的营养成分，微波加热处理并未对氨基酸造成严重影响。

表2 微波熟制小龙虾总氨基酸组成分析†Table 2 Analysis of total amino acids composition of crayfish treated by microwave mg/g

由表3可知，不同微波功率下熟制后的小龙虾中必需氨基酸评分均高于FAO/WHO建议的氨基酸参考值，其中评分最高的是赖氨酸。必需氨基酸的AAS>1，说明必需氨基酸均衡性佳，是一种优质全面的蛋白质[1]。随着微波功率的增大，必需氨基酸含量有显著损失，所以350 W微波熟制后小龙虾的氨基酸评分显著降低，但仍高于氨基酸参考值，因此该熟制工艺导致的必需氨基酸的损失是可以接受的。

表3 微波熟制的小龙虾必需氨基酸评分Table 3 Amino acid scores of crayfish treated by microwave mg/g Pro

2.3 脂肪酸组成分析

由表4可知，小龙虾中共检出22种脂肪酸，其中14种脂肪酸在所有样品中均有检出。不同微波功率下，同种脂肪酸含量的变化规律也不尽相同(C18:1n7、C22:1n11损失；C18:1n9、C20:2n6、C22:4n6生成；C19:1n9、C19:0、C22:5n3低微波功率消失，高微波功率生成)，而影响脂肪酸含量的因素较多，高频或高温加热可能影响直链脂肪酸结构的变化，同时其他脂肪酸前体物质也会转变生成新的脂肪酸结构。微波熟制对小龙虾中饱和脂肪酸(SFA)含量无显著影响；210 W微波下的单不饱和脂肪酸(MUPA)和多不饱和脂肪酸(PUFA)均无显著变化，而350 W熟制后MUPA降低，PUFA升高。微波处理可能会引起脂肪酸发生不同程度的化学反应，含有碳碳双键的MUFA和PUFA稳定性不及SFA，但SFA∶MUFA∶PUFA仍基本保持在1∶1∶1。PUFA是人体所需的必需脂肪酸，其在降血脂、改善血液循环、抑制血小板凝集、阻抑动脉粥样硬化斑块和血栓形成，心脑血管病等方面有着很好的作用[13]。PUFA中，均检测到了ω-6系列的亚油酸(LA)、花生四烯酸(ARA)和DHA(C22:6n6)，ω-3系列的EPA(C20:5n3)，除了亚油酸受微波功率影响显著降低外，花生四烯酸、DHA和EPA含量在350 W下升高。虽然高功率微波对脂肪酸有一定影响，但整体脂肪酸组成变化却在可接受程度内。

表4 微波熟制小龙虾脂肪酸组成分析†

2.4 游离氨基酸分析

由表5可知，小龙虾中共检出18种游离氨基酸，随着微波功率的增大，小龙虾中游离氨基酸总含量显著降低；呈鲜、甜味氨基酸含量也明显下降。鲜甜味氨基酸会使小龙虾呈现独特的味道，说明微波处理会明显影响小龙虾的口味。味道强度值(TAV)代表呈味物质在食品中的含量与其味道阈值的比值，呈味物质的TAV>1，说明该呈味物质对食品的滋味有显著贡献，值越高，贡献越大，<1时贡献较小[14-15]。Asp、Glu、Arg、Gly、Thr、Ala等呈鲜、甜味游离氨基酸的TAV值均随微波功率的增大而降低，说明滋味也明显减弱。同理，克氏原螯虾经蒸制10 min后，虾尾肌肉中的Gly、Thr含量下降，总体甜味变淡[16]。

表5 微波熟制小龙虾游离氨基酸分析†Table 5 Analysis of free amino acids of crayfish treated by microwave

2.5 呈味核苷酸分析

由表6可知，随着微波功率的增大，CMP、GMP、IMP和AMP 4种游离核苷酸及其总量均显著下降。微波加热功率越大，对小龙虾中的IMP、GMP和AMP含量影响越大。GMP的TAV值也由未微波的1.61逐渐降低至0.47，AMP的TAV值虽然>1，但350 W微波加热后也明显减小，说明微波加热处理对小龙虾呈味核苷酸的影响较大。呈味核苷酸与其他鲜味剂混合后，鲜味可提高数10倍，具有一定的协同增效作用，可降低鲜味阈值[9]。GMP、IMP的鲜味阈值分别为12.5，25.0，等量混合后，鲜味阈值降为6.3。而谷氨酸钠分别与IMP、GMP按1∶1混合使用时鲜味强度分别增大了8，30倍[19]。此外，呈味核苷酸对甜味、肉味、醇厚感有增效作用，对酸味、苦味、腥味、焦味等不良风味有掩盖或抑制作用[20]。

表6 微波熟制小龙虾呈味核苷酸分析Table 6 Analysis of nucleotides of crayfish treated by microwave

2.6 鲜味强度分析

由表7可知，未微波及210，350 W微波熟制后小龙虾肌肉的鲜味强度分别为1.47，0.23，0.16 g MSG/100 g，微波加热后小龙虾肌肉中的EUC当量值显著降低，说明微波加热处理对小龙虾的鲜味滋味影响较大，与TAV的结果一致。

表7 微波熟制小龙虾鲜味强度分析Table 7 Analysis of umami intensity of crayfish treated by microwave

3 结论

试验表明，营养成分方面，水分在210 W微波5 min后无显著变化，在350 W时显著降低；高频率微波会使水分含量降低，一定程度上延长食品的货架期，但同时也会影响食物的口感；灰分在微波处理后未发生显著变化；粗脂肪和总糖含量在微波处理后显著下降；粗蛋白含量却升高，脂肪和蛋白质是动物源食品中重要的风味前体物质。饱和脂肪酸在微波加热后有明显变化；必需氨基酸含量在微波处理后显著降低，但必需氨基酸评分仍在氨基酸参考值以上，仍保留较高的营养价值。风味成分方面，微波加热处理使小龙虾肉中令人愉悦的鲜、甜味氨基酸含量和呈味核苷酸含量显著降低，其味道强度值和味精当量也随微波功率的增大而减小。所以微波加热处理一定程度上会显著影响小龙虾的风味及口感，但营养成分并无显著损失，在可接受范围内。微波加热技术在小龙虾加工过程的应用具有一定的潜力，除了营养与风味外，微波小龙虾的品质指标如色泽、质构、口感等方面要优于其他加工方式，后续将进一步对其品质变化规律进行探究。