冷凍干燥和熱風干燥單環刺螠產品品質分析

于文淼，劉鳳葉，王樂棟，朱東國，貢漢生

（魯東大學食品工程學院，山東煙臺 264025）

冷凍干燥和熱風干燥單環刺螠產品品質分析

于文淼，劉鳳葉，王樂棟，朱東國，貢漢生*

（魯東大學食品工程學院，山東煙臺 264025）

比較冷凍干燥法和熱風干燥法制備的單環刺螠干制品的感官品質、氨基酸組成及一些無機元素含量。兩種方法制得的干制品中氨基酸含量分別達到57.83%和55.28%，其中呈味氨基酸含量分別達到32.44%和30.81%，必需氨基酸含量和比值與人體模式接近；干制品中鈣和鋅含量較高，且都含有鐵和硒，冷凍干燥制品中鐵含量明顯高于熱風干燥制品。結果表明，冷凍干燥法制得的干制品的感官品質、氨基酸組成及無機元素含量均優于熱風干燥制品。

單環刺螠，冷凍干燥，熱風干燥，風味氨基酸，無機元素

單環刺螠（Urechis unicinctus Von Drasche）俗名海腸，分類學上隸屬螠蟲動物門Echiurioidea、螠綱Echiurida、無管螠目Xenopneusta、刺螠科Urchidae，是無管螠目在我國沿海分布的唯一種類[1]。單環刺螠生活在海邊帶泥性底質或珊瑚礁區中，主要分布在黃海、渤海沿岸的煙臺、青島等地，山東膠東地區是我國單環刺螠的最大產地。單環刺螠個體肥大，肉味鮮美，富含蛋白質和多種人體必需氨基酸。自古以來，單環刺螠在我國、日本和朝鮮沿海均作為名貴的海鮮食品。單環刺螠中除富含常規營養成分外，體內還含有多種生理活性物質，如螠速激肽[2-5]、血凝集素[6]、抗凝肽[7]和纖溶酶[8-9]等。

單環刺螠體內含有大量的呈味氨基酸，除做成韭菜炒海腸等膠東名菜外，也可制成鮮味調味品為其他菜肴增香添味。人們的傳統做法只食用其體壁，而廢棄內臟。單環刺螠廢棄內臟中蛋白質含量也非常豐富，氨基酸含量雖比體壁氨基酸含量低，但其必需氨基酸在總氨基酸中的含量很高，其營養組成更合理，營養價值更高[10]，而且內臟中同樣含有大量呈味氨基酸。另外，單環刺螠內臟中還含有較多的Ca、Mg、Fe、Zn等 元 素 和 豐 富 的 EPA、DHA 和DPA[11]。 因此，可應用單環刺螠廢棄體壁和內臟共同生產鮮味調味品。

本工作以單環刺螠的體壁和內臟為原料，分別采用冷凍干燥和熱風干燥兩種方法制得單環刺螠的干制品，應用氨基酸分析儀、原子吸收儀和熒光分光光度計測定兩種干燥方法制得的干制品中氨基酸組成和鈣、鐵、鋅、硒等對人體有益的元素含量。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

單環刺螠 購自山東省煙臺市芝罘區文化路市場，為市售鮮活單環刺螠，把單環刺螠從帶刺的部位剪開放出體液，體壁和內臟洗凈用絞肉機絞碎后備用。

LGJ-18S型冷凍干燥機 北京松源華興科技發展有限公司；DHG-9076A型電熱鼓風干燥箱 上海精宏實驗設備有限公司；K9840型凱氏自動定氮儀 濟南海能儀器有限公司；835-50型氨基酸自動分析儀 日本日立公司；F-4500型熒光分光光度計 日本日立公司；PE AA800型原子吸收光譜儀 美國Perkin Elmer公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 干制單環刺螠

1.2.1.1 冷凍干燥單環刺螠 絞碎后的單環刺螠置于凍干盤中，厚度不大于6mm，覆一層保鮮膜置于-60℃冷阱中預凍4h，然后真空冷凍干燥36h，真空度小于15Pa，凍干后用研缽研成粉末。

1.2.1.2 熱風干燥單環刺螠 絞碎后的單環刺螠置于底部為篩網的托盤中，放入電熱鼓風干燥箱，打開通風孔，60℃干燥4h，然后溫度提高到80℃繼續干燥4h，干燥后用研缽研成粉末。

1.2.2 單環刺螠樣品水分含量測定 單環刺螠干制前樣品、冷凍干燥樣品和熱風干燥樣品采用GB5009.3-2010食品中水分的測定中方法一（直接干燥法）測定水分含量[12]。

1.2.3 單環刺螠樣品中蛋白質含量測定 單環刺螠干制前樣品、冷凍干燥樣品和熱風干燥樣品中的蛋白質含量采用GB5009.5-2010食品中蛋白質的測定中方法一（凱氏定氮法）測定[13]。

1.2.4 氨基酸分析 取相同干物質含量的冷凍干燥和熱風干燥單環刺螠產品用鹽酸水解，在氨基酸自動分析儀上測定，采用離子交換柱：2.6mm×150mm；紫外光檢測器，波長：338nm；流動相為檸檬酸和檸檬酸鈉的緩沖液，流速：0.225mL/min。色氨酸分析采用熒光分光光度法[14]，樣品用氫氧化鈉水解后，在激發波長225nm，發射波長350nm處測定色氨酸的熒光強度，通過標準曲線計算出色氨酸含量。

1.2.5 無機元素分析 單環刺螠冷凍干燥制品和熱風干燥制品550℃灰化后，溶于去離子水中配成溶液，鈣、鐵和鋅的含量采用火焰原子吸收法測定，鈣、鐵和鋅檢測波長分別為422.7nm、248.3nm和213.8nm；硒的含量采用GB5009.93-2010食品中硒的測定中方法二（熒光法）測定[15]。

1.3 數據處理及統計方法

所有實驗數據采用SPSS19.0進行統計分析和誤差檢驗。

2 結果與分析

2.1 單環刺螠干制品的感官品質

冷凍干燥和熱風干燥單環刺螠感官品質如表1所示，冷凍干燥產品呈淺粉色，咀嚼時有明顯鮮味，結構疏松，易于研磨成粉末；熱風干燥產品顏色為紫紅色，除鮮味外稍有烘烤味，體積收縮較大，難以研磨成粉末。從感官上比較，冷凍干燥方法制得的單環刺螠制品優于熱風干燥制品。這是由于冷凍干燥在低溫高真空下進行，水分含量比熱風干燥方法所得干制品低，而且可以最大化保留新鮮食品的色香味及營養成分；不損傷產品的骨架結構，保持物料原有的形態；冰晶體消失后形成海綿狀多孔性結構，速溶性較好。

表1 冷凍干燥和熱風干燥單環刺螠制品的感官品質比較Table 1 Comparison of sensory qualities of freeze-drying and hot-air-drying product of Urechis unicinctus

2.2 冷凍干燥和熱風干燥制品中的蛋白質含量

經檢測，冷凍干燥制品和熱風干燥制品中的蛋白質含量分別為58.11g/100g和57.09g/100g，折合成干制前蛋白質含量分別為8.86g/100g和8.82g/100g，未干制單環刺螠樣品中蛋白質含量為8.89g/100g。由此可見采用兩種方法干制單環刺螠蛋白質都略有損失，但折算后與未干制單環刺螠樣品蛋白質含量比較差異均不顯著（p＞0.05）（見圖1），其中采用冷凍干燥法蛋白質損失小一些。本研究與熱風干燥和冷凍干燥芒果蛋白質保留率有相似的結果，冷凍干燥制品的粗蛋白保留率大于熱風干燥芒果[16]。

2.3 冷凍干燥和熱風干燥制品的氨基酸分析

檢測了冷凍干燥和熱風干燥單環刺螠制品的氨基酸含量和組成，從表2可以看出，兩種制品均檢測到18種常見氨基酸，總含量分別占干物質含量的57.83%和55.28%。其中冷凍干燥制品氨基酸總量較高，除酪氨酸和半胱氨酸外，其余氨基酸含量均高于熱風干燥制品。這是由于冷凍干燥在低溫和低氧含量下完成，干制過程中氨基酸由美拉德反應損失和氧化反應造成的損失較少[17]。本實驗中應用單環刺螠體壁和內臟共同制得的干制品與李諾等[18]測出的單環刺螠體壁中的氨基酸含量和比例差別不大，甚至某些氨基酸含量更高一些。

表2 冷凍干燥和熱風干燥單環刺螠制品的氨基酸組成和含量比較Table 2 Comparison of amino acid composition and contents of freeze-dried and hot-air-dried products of Urechis unicinctus

2.3.1 鮮味氨基酸及其含量 氨基酸系列中的鮮味氨基酸主要有天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、精氨酸和丙氨酸。從表2看出，單環刺螠干制品中5種鮮味氨基酸含量都比較高，其中冷凍干燥制品中5種鮮味氨基酸含量達到干物質總量的32.44%，氨基酸總量的55.72%。熱風干燥制品中5種鮮味氨基酸含量占干物質總量的30.81%，氨基酸總量的55.37%。單環刺螠中大量的呈味氨基酸使單環刺螠干制品成為良好的鮮味調味品。結果說明單環刺螠采用冷凍干燥比熱風干燥可以保留更多的呈味氨基酸。

2.3.2 兩種產品中必需氨基酸含量及與人體必需氨基酸模式的比較 冷凍干燥制品和熱風干燥單環刺螠制品的必需氨基酸組成模式見表3，由于胱氨酸可由甲硫氨酸轉變，酪氨酸可由苯丙氨酸轉變，所以考慮食物必需氨基酸組成時，將含硫氨基酸（甲硫氨酸+胱氨酸）和芳香族氨基酸（苯丙氨酸+酪氨酸）分別分析并合并計算。冷凍干燥和熱風干燥單環刺螠制品中必需氨基酸分別占干制品重量的19.13%和18.58%，可以看出冷凍干燥制品比熱風干燥制品中必需氨基酸含量稍高。在人體必需氨基酸中，賴氨酸含量最高，分別達到3.64%和3.52%（表2），這在日常膳食中可以彌補谷物類食物中賴氨酸含量的不足。其后依次為亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸和異亮氨酸，這些氨基酸含量均占到干制品重量的2%以上。其中作為嬰兒必需氨基酸的組氨酸，含量也達到干制品的1%以上。由于單環刺螠干制品中呈味氨基酸含量較高，使得必需氨基酸總量略低，但總量仍與人體模式接近，且氨基酸比值也接近人體模式（表3），所以冷凍干燥和熱風干燥單環刺螠干制品是營養價值較高的鮮味調味品。

2.4 冷凍干燥和熱風干燥產品中一些元素的分析

表4 單環刺螠冷凍干燥和熱風干燥制品中一些無機元素含量的比較Table 4 Comparison of inorganic elements content of freeze-dried and hot-air-dried products of Urechis unicinctus

表3 單環刺螠冷凍干燥和熱風干燥制品中必需氨基酸模式與人體氨基酸模式比較Table 3 Comparison of amino acid model of freeze-dried and hot-air-dried products of Urechis unicinctus with human body

冷凍干燥和熱風干燥產品中一些無機元素的分析見表4。兩種方法制得的干制品中均含有鈣、鐵、鋅和硒這幾種對人體有益的元素，其中鈣元素和鋅元素含量較高，可以作為鈣和鋅的良好食物來源。單環刺螠的冷凍干燥制品與熱風干燥制品相比，其中鈣、鋅和硒含量無明顯差異（p＞0.05），鐵含量差別較大（p＜0.05），冷凍干燥制品中鐵元素的含量明顯高于熱風干燥產品，說明在熱風干燥時，鐵元素在較高溫度和一定空氣流速下有所損失。

3 結論

3.1 分別采用冷凍干燥法和熱風干燥法制作單環刺螠干制品，兩種干制品比較，冷凍干燥制品鮮味感強，質地疏松，易溶于水。

3.2 單環刺螠冷凍干燥制品和熱風干燥制品中均含有豐富的呈味氨基酸，其中冷凍干燥制品中呈味氨基酸含量更高一些；兩種干制品中必需氨基酸的含量和比值與人體氨基酸模式接近，說明單環刺螠干制品是營養價值較高的調味品。

3.3 單環刺螠單環刺螠冷凍干燥制品和熱風干燥制品中含有較豐富的鈣和鋅，是鈣和鋅的良好食物來源，兩種產品中鐵含量差別較大，說明采用熱風干燥干制單環刺螠鐵元素有較大損失。

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Analysis of qualities of Urechis unicinctus by freeze-drying and hot-air-drying

YU Wen-miao，LIU Feng-ye，WANG Le-dong，ZHU Dong-guo，GONG Han-sheng*
（Food Engineering College，Ludong University，Yantai 264025，China）

Two dried products of Urechis unicinctus were produced by freeze-drying and hot-air-drying.The sensory test，amino acid composition and some inorganic elements were analyzed.The total amino acid contents of two products were up to 57.83%and 55.28% ，and the contents of flavor amino acid were up to 32.44%and 30.81% ，respectively.The contents and the ratio of all kinds of human essential amino acids were close to human body model.The dried products of Urechis unicinctus were rich in calcium and zinc.They also contained some iron and selenium.The iron content in freeze-dried product was significantly higher than that in hot-air-dried product.This study showed that the sensory quality，contents of amino acids and the inorganic elements of freeze-dried products were higher than those of hot-air-dried products.

Urechis unicinctus；freeze-drying；hot-air-drying；flavor amino acid；inorganic elements

TS254

A

1002-0306（2014）22-0102-04

10.13386/j.issn1002-0306.2014.22.014

2014－02－24

于文淼（1990-），男，在讀大學本科，研究方向：食品營養與檢測。

* 通訊作者：貢漢生（1981-），男，博士，副教授，研究方向：食品保鮮。

國家自然科學基金青年基金項目（31301565）；山東省自然科學基金青年基金項目（ZR2012CQ009）；煙臺市科技計劃項目（2012125）；山東省高等學校科技計劃項目（J12LD03）。