烹调热处理方式对刀额新对虾品质特性及基础营养成分的影响

张兰，夏超，温平平，于小番，许慧卿

(扬州大学 旅游烹饪学院，江苏 扬州 225127)

刀额新对虾(Metapenaeusensis)又称基围虾、泥虾。虾肉营养丰富，其蛋白质含量丰富，可高达18.2%，含8种人体必需氨基酸及丰富的呈味氨基酸，还含有二十二碳六烯酸(DHA)等人体所必需的多不饱和脂肪酸以及诸多矿物质和维生素，深受广大消费者的喜爱[1-2]。

蒸制、烤制和微波是常见的热处理方式[3]。蒸制是以蒸汽为传热介质，在高温下产生热对流，从而将热量逐渐传递到食物内部使其熟化[4]；烤制是以空气为传热介质，先将热量传递到食物表面再到内部[5]；微波是利用电磁波与食物中的极性分子相互作用，产生大量摩擦热，使食品表面及内部同时受热，保证加热均匀[6]。目前刀额新对虾的研究主要集中在生物学、饲料和养殖技术等方面，并且热处理对肉制品品质影响的研究对象大多为猪肉[7]、牛肉[8]、禽肉[9]等， 对不同烹调热处理方式及不同加热中心温度下虾肉的营养成分相关变化鲜有研究。本文探究了不同热处理方式及加热中心温度对虾肉品质特性及基础营养成分的影响，为选择适合刀额新对虾的烹调方式提供了理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

刀额新对虾：购自扬州市邗江区农贸菜市场；石油醚、甲醇、盐酸、硫酸：国药集团化学试剂有限公司；总蛋白定量试剂盒(BCA微板法)：南京建成生物工程研究所。

1.2 仪器与设备

JK804/808型手持多路温度测试仪 青岛金科仪器仪表有限公司；H1650型离心机 湖南湘仪实验仪器开发有限公司；DY89-1型高速匀浆机 宁波新芝生物科技股份有限公司；HI8424型酸度计 上海精密科学仪器有限公司；SW-CJ-1D型超净工作台 苏州净化设备有限公司；SPX-1 SOB型生化恒温培养箱 上海博泰实验设备有限公司；HVE-50型高压灭菌器 日本Hirayama公司。

1.3 试验方法

1.3.1 样品制备

将市场购回的活虾(19±1.2) g于冰水浴放置10 min，猝死后除虾壳、剔虾线，将虾肉从后背劈开、腹部相连，用竹签串起放在冰上备用。蒸制时，水沸后放入样品并隔水加热；烤制温度为220 ℃；微波炉微波处理输出功率为500 W。待虾肉第一腹节肌肉中心温度达到65，70，75，80，85 ℃时取样，并在12 h内进行检测。同时，本试验设置过热处理，其处理方式为3种加热方式保持最高中心温度15 min。

1.3.2 肌原纤维蛋白相对提取率测定

称取1.3.1中不同处理组样品4.0 g，剪碎，加入10倍体积的PBS溶液(0.05 mol/L，pH 7.4)，匀浆3次(每次30 s，间隔30 s)，抽提90 min，对抽提液进行离心分离(4 ℃，8000 r/min，15 min)，分离上清液，重复2次。将沉淀加入10倍体积的含有0.6 mol/L NaCl的PBS(pH 7)溶液，匀浆3次(每次30 s，间隔30 s)，抽提12 h，对抽提液进行离心分离(4 ℃，10000 r/min，10 min)，得上清液即为肌原纤维蛋白溶液，采用考马斯亮蓝法测定上清液中肌原纤维蛋白质含量，代入标准曲线(见表1和图1)中进行计算。以生肉提取率为100%，计算加热处理后的虾肉肌原纤维蛋白的相对提取率。

表1 考马斯亮蓝法测定蛋白质含量的标准曲线制作Table 1 Making of standard curve for determination of protein content by Coomassie brilliant blue method

1.3.3 菌落总数的测定

参照GB 4789.2-2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》对各处理组进行菌落总数的测定。

1.3.4 感官评价

由10名感官评定员从各处理组样品的色泽、滋味、香气、质地4个指标进行感官评价，感官评定标准见表2。感官评定员每次品尝后用清水漱口并间隔1 min后再评定下一样品，全部评定完成后将评价结果进行汇总整理、统计分析。

表2 不同烹调热处理下刀额新对虾质量感官评定标准Table 2 Sensory evaluation standard for the quality ofMetapenaeus ensis under different cooking heat treatments

参考GB/T 37062-2018设立模糊感官分析因素集为U=(色泽，滋味，香气，质地)；设定评语集为V=(5，4，3，2，1)，其中5分表示感官质量最佳，1分表示感官质量最差；R代表U～V的一个模糊映射，以强制决定法设定U上权重集X=(0.3，0.2，0.2，0.3)，即色泽占0.3，滋味占0.2，香气占0.2，质地占0.3。模糊数学综合评定为Y=X·R，其中Y表示综合评判结果集，X表示权重集，R表示评判矩阵。以取大取小算法对X与R进行模糊线性转换，以计算结果作为Y，将Y进行归一化处理后乘以分数得到该样品最终的感官评定分数。

1.3.5 基础营养成分的测定

粗蛋白含量：参照GB 5009.5-2016凯氏定氮法进行测定。

粗脂肪含量：参照GB 5009.6-2016索氏抽提法进行测定。

灰分含量：参照GB 5009.4-2016食品中总灰分的测定方法进行测定。

1.3.6 pH值的测定

称取2.0 g各处理组样品，加入15 mL 蒸馏水，以8000 r/min匀浆3次(每次30 s，间隔1 min)。pH 值的测定参考GB 5009.237-2016《食品pH值的测定》方法，采用 HI8424型酸度计测定。

1.3.7 色度的测定

采用色度测定仪对虾肉进行色度测定。用规定白板校准后，使用中孔径反射对刀额新对虾虾肉第二腹节肌肉进行测定，记录L*值、a*值、b*值。

1.3.8 数据处理与分析

通过SPSS 19.0软件和Origin 8.5软件进行分析和图表绘制。试验结果以平均值±标准差(Mean±SD)表示，p<0.05表示具有显著性差异。

2 结果与讨论

2.1 虾肉熟化的判定

虾肉中的蛋白质主要是肌原纤维蛋白[10]，其相对提取率反映了肉制品的熟化程度，是确定加工程度的重要参考指标。研究表明，肌原纤维蛋白相对提取率低于10%时，肉品达到熟化[11]。肌原纤维蛋白提取率的蛋白质标准曲线见图1。

图1 考马斯亮蓝法测定蛋白质浓度标准曲线Fig.1 Standard curve of protein concentration determined by Coomassie brilliant blue method

烹调热处理方式对刀额新对虾肌原纤维蛋白提取率的影响见表3。

表3 烹调热处理方式对刀额新对虾肌原纤维蛋白提取率的影响Table 3 Effects of cooking heat treatment methods on the extraction rates of myofibrillar protein from Metapenaeus ensis

续 表

由表3可知，3种热处理方式下的虾肉均达到熟化程度。随着加热中心温度的增高，3种加热方式下刀额新对虾的肌原纤维蛋白提取率呈下降趋势。这可能是因为随着热处理温度的升高，肌原纤维蛋白质发生变性，虾肉受热收缩，变性的肌原纤维蛋白被挤出，随虾肉中的水分流失，导致肌原纤维蛋白的提取率下降。与蒸制和烤制相比，微波中虾肉肌原纤维蛋白提取率下降更为显著(p<0.05)。可能是因为微波加热与常规加热方式不同，微波是使物质中的极性与非极性分子进行全新排列，从而使肌原纤维蛋白被破坏程度增强。蒸制中肌原纤维蛋白的β-折叠的相对含量显著高于烤制和微波[12]，而β-折叠含量越多可使蛋白质的热稳定性越强[13]。因此，相对于烤制和微波处理，蒸制中肌原纤维蛋白稳定性相对较强，下降幅度相对较小。

2.2 菌落总数

经过菌落总数测定，各处理组培养皿中均未有菌落生长，符合食用、进行感官评定的要求。

2.3 最适热处理温度的确定

根据表3中感官评定标准对3种热处理方式下的不同中心温度刀额新对虾各感官评定因素集U进行打分，统计各分值人数，统计结果见表4。

表4 不同烹调热处理方式、不同中心温度下刀额新对虾的感官评定统计结果Table 4 Statistical results of sensory evaluation of Metapenaeus ensis under different cooking heat treatment methods and different central temperatures

续 表

以1号样品计算为例，将获得各分值的人数除以总参评人数构成评判矩阵R，其具体模糊关系综合评判集计算方法如下：

Y1= X·R1= (0.3，0.2，0.2，0.3)×

将其进行归一化后得出Y1=(0.1，0.3，0.3，0.2，0.1)，将评语集各等级得分乘以对应分值，加和后得到感官评定总分。15组样品的模糊关系综合评判集结果见表5。

表5 不同烹调热处理方式、不同中心温度下刀额新对虾的感官评价得分情况Table 5 Sensory evaluation scores of Metapenaeus ensis under different cooking heat treatment methods and different central temperatures

由表5可知，当虾肉中心温度超过70 ℃时，3种热处理方式得到的虾肉感官评分相对较高。结合蒸制、烤制和微波及5种热处理中心温度进行综合评价，当中心温度达到70 ℃时，为最优热处理中心温度。因此，确定后续营养成分及品质测定试验的中心温度梯度为60，70，80 ℃和过热状态。

2.4 不同烹调热处理对刀额新对虾基础营养成分的影响

蛋白质、脂肪和灰分是评价肉类质量的主要指标[14]。经不同热处理方式及热处理温度后，虾肉基础营养指标变化见表6。

表6 烹调热处理方式对刀额新对虾基础营养指标的影响Table 6 The effects of cooking heat treatment methods on the basic nutritional indexes of Metapenaeus ensis

续 表

由表6可知，随着热处理温度升高，不同烹调热处理方式下的虾肉粗蛋白相对含量均呈升高趋势；蒸制和微波热处理中虾肉的脂肪相对含量先增加并在过热时出现降低，烤制处理后的虾肉脂肪相对含量不断升高；蒸、烤和微波热处理中灰分相对含量呈现升高趋势。袁莉莉[15]对温度变化对虾肉糜蛋白质相对含量的影响进行了研究，结果表明当温度升高时，粗蛋白相对含量升高。粗蛋白、脂肪和灰分相对含量的变化，与热处理过程中虾肉在烹饪过程中水分损失程度有关。研究表明[16]，随着热处理温度的增高，水分逐渐散失，粗蛋白、脂肪和灰分等营养物质发生富集，其相对含量增加。蒸制及微波对虾肉过热处理时，虾肉的脂肪相对含量出现下降，可能与两者加热方式的原理有关。

2.5 不同烹调热处理方式对刀额新对虾pH值的影响

图2 烹调热处理方式对刀额新对虾pH值的影响Fig.2 The effects of cooking heat treatment methods on pH values of Metapenaeus ensis

pH值是肉类在其加工过程中酸碱变化及新鲜度的重要指标[17]。由图2可知，蒸制处理中虾肉pH值呈倒“S”形变化，这与甘晓玲等[18]的研究结果相同。烤制处理后的虾肉pH值在80 ℃后降低，并在过热时出现小幅度升高，但变化无显著性差异(p>0.05)；微波处理下，虾肉pH值呈下降趋势。但与生肉相比，3种热处理方式下的pH值显著升高，这与刘书成等[19]的研究结果相同。食品的pH值由其所含的小分子化合物及某些大分子化合物如蛋白质和核酸的游离羧基与氨基所决定[20]。对于肌肉来说，没有像磷酸盐缓冲液这类液体来维持pH值平衡，因此蛋白质的降解等构造变化成为影响肌肉pH值的主要因素[21]。肌肉蛋白受热，部分肽链打开，被分解成小分子的胺类物质，酸性基团减少，从而与生肉相比pH增加。

2.6 不同烹调热处理对刀额新对虾虾肉色度的影响

肉的色度是影响肉品的品质及消费者喜爱程度的重要指标之一[22]。L*、a*、b*是用来评价食物色度的主要参数，其中，L*代表亮度；a*代表红绿色；b*代表黄蓝色[23]。

图3 烹调热处理方式对刀额新对虾腹节肌肉色度的影响Fig.3 The effects of cooking heat treatment methods on the abdominal muscle chroma of Metapenaeus ensis

由图3可知，随着加热温度的升高，3种不同烹调热处理的刀额新对虾L*值、a*值、b*值的变化趋势基本相同，总体呈先增大后减小的趋势，这与肖朝耿等[24]的研究结果一致。蒸制处理中虾肉在过热时a*值出现小幅度下降，但与虾肉中心温度为70，80 ℃时的a*值没有显著性差异(p>0.05)；烤制和微波处理下当中心温度为80 ℃时出现下降，但二者分别与其前一热处理温度下的b*值相比均无显著性差异(p>0.05)。

虾肉色度的变化主要与肌肉色素的改变有关，刀额新对虾中的虾青素随着温度的升高转化为红黄色的虾红素。此外，虾肉色度的变化还与肌肉蛋白的变性有关。a*值增高可能是因为有大量的氧气渗入到肉的中心，使得较多的去氧肌红蛋白被氧化成亮红色的氧合肌红蛋白[25]；b*值变化离不开肉中去氧肌红蛋白和氧合肌红蛋白的比率[26]，且与两者比率成正比。试验结果显示，随着温度的升高，L*值的变化更稳定。研究表明[27]，可将L*值作为快速判断虾肉是否熟化的指标。

3 结论

随着虾肉中心温度的升高，蛋白质变性，温度越高，变性程度越严重，蛋白质变性程度不同引起刀额新对虾虾肉的基础营养物质及品质的变化。不同烹调热处理方式及温度对刀额新对虾品质特性及基础营养成分产生了显著影响。与烤制和微波处理相比，蒸制对虾肉的整体品质特性影响最小。微波过热处理下蛋白质、灰分相对含量达到最高，分别为75.93 g/100 g和5.96 g/100 g；微波80 ℃时脂肪相对含量最高，为2.41 g/100 g。与对照组相比，3种热处理下的虾肉pH值均增高且L*值变化相对更稳定。本试验从不同热处理方式、不同中心温度入手，分析刀额新对虾品质特性和基础营养成分的变化，为后续开展更优烹调方式、蛋白质理化性质等方面的研究打下了基础。