超高壓對南美白對蝦熟制蝦仁風味的影響

楊　陽，施文正，汪之和，何國慶（.上海海洋大學食品學院，上海20306；2.浙江大學食品科學與營養系，浙江杭州30029）

超高壓對南美白對蝦熟制蝦仁風味的影響

楊陽1，施文正1，汪之和1，何國慶2，*
（1.上海海洋大學食品學院，上海201306；2.浙江大學食品科學與營養系，浙江杭州310029）

以熟制南美白對蝦蝦仁為研究對象，使用高效液相色譜儀、氨基酸全自動分析儀、電子鼻、氣質聯用儀等研究不同超高壓壓力下（0、100、200、300、400、500 MPa）蝦仁中風味物質的變化。結果顯示：呈味核苷酸中腺苷酸（AMP）含量最高，300 MPa超高壓處理后樣品中AMP含量顯著降低（p＜0.05），500 MPa實驗組中該含量卻有顯著提高（p＜0.05），而肌苷酸（IMP）的含量經超高壓處理后都呈下降趨勢；對比壓力對鮮、甜味氨基酸的含量的影響，300 MPa超高壓處理后甘氨酸（Gly）的含量提高26.82%，經過200和500 MPa壓力處理后丙氨酸（Ala）的含量從311.57 mg/100 g分別提升至417.86 mg/100 g和410.55 mg/100 g；電子鼻結果顯示300、400和500 MPa壓力作用下樣品的揮發性成分相似；六組樣品分別檢測出了36、36、37、36、33和35種揮發性化合物，根據GC-MS分析得，經過壓力作用能增加碳十以上的醛類化合物，提高樣品中的羰基化合物。

超高壓技術，南美白對蝦，核苷酸及關聯物，游離氨基酸，揮發性成分

南美白對蝦（Penaeus vannamei）又稱凡納對蝦，因其營養豐富，肉質鮮美而受到人們的喜愛，目前也是三大養殖對蝦中單產量最高的蝦種，在2013年的產量達到81萬噸，比2012年增長6.56%。但是其水分含量和蛋白質含量較高，同時組織蛋白酶的活性也比較強，所以非常容易腐敗變質，因此會影響到蝦肉的風味，食用價值也隨之降低。

超高壓技術（Ultra-high Pressure）是近年來備受青睞的一種新型保鮮技術，是指將食品用塑料袋真空熱封以后，施加100 MPa以上的高壓并作用一段時間的處理方法。使用超高壓處理能夠殺滅食品中的微生物和寄生蟲，從而可以一定程度延長食品的貨架期，并且超高壓能夠保持食品原有的營養物質以及性狀，與傳統的加熱殺菌比較來說，這是超高壓處理食品的一大優勢，具有廣闊的應用前景。因而目前國內外對于超高壓對食品保鮮效果的研究較多［1-2］，但是超高壓對風味影響的研究還比較少，具有很大的研究價值。馬漢軍等［3］的研究結果表明在室溫條件下，200 MPa的壓力處理可使牛肉肌肉中游離氨基酸的總量幾乎增加一倍，主要增加的有絲氨酸、谷氨酸、胱氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和賴氨酸等8種。Santiago P Aubourg等［4］研究得出，在135 MPa處理30 s的條件下能夠在保藏過程中有效地降低銀三文魚中的腐臭氣味。本文使用不同的超高壓條件對南美白對蝦熟制蝦仁進行處理，測定蝦仁中的核苷酸、游離氨基酸以及揮發性成分等指標，以此研究超高壓處理對南美白對蝦熟制蝦仁風味的影響，旨在對工業化生產提供一些理論價值。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

鮮活南美白對蝦購于上海市浦東新區古棕路農貿市場，體重為（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、次黃嘌呤核苷HxR、次黃嘌呤Hx、鳥苷酸GMP標準品美國Sigma公司；甲醇、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀色譜純，上海安譜科學儀器有限公司。

Waters高效液相色譜分析儀美國Waters公司；L-8800氨基酸全自動分析儀日本Hitachi公司；H2050R臺式高速冷凍離心機湘儀離心機儀器有限公司；FOX-4000氣味指紋分析儀（電子鼻） 法國Alpha M.O.S公司；AUW320電子分析天平梅特勒-托利多儀器有限公司；DZ-400-2D真空包裝機溫州市鹿城區黃龍華能機械廠；HPP.L2-600/2超高壓設備天津華泰森淼生物工程技術有限公司；7890A-5975C氣相色譜-質譜聯用儀、Thermo ODS-2 HYPERSIL（4.6 mm×250 mm，5 μm）色譜柱美國Agilent公司；手動SPME進樣手柄及65 μm PDMS固相微萃取頭美國Supelco公司。

1.2實驗方法

1.2.1樣品前處理方法取鮮活的南美白對蝦，使用冰水冷休克，蒸8 min致熟，去頭、殼、蝦線取蝦仁，混勻后裝入PE/PA復合真空包裝袋，30 g每袋，使用真空包裝機抽真空密封。隨后將包裝好的蝦仁樣品分為六組，以未經超高壓處理的蝦仁為對照組，其余五組分別使用壓力為100、200、300、400、500 MPa的超高壓處理，保壓時間10 min。

1.2.2ATP關聯產物的測定參考Yokoyama［5］的方法，略有改動。分別稱取蝦仁樣品5 g，加入10 mL 10%的高氯酸，勻漿，10000 r/min離心15 min，取其上清液，沉淀用5 mL 5%的高氯酸洗滌，再次離心取上清液，重復操作兩次，合并上清液，用10 mol/L和1 mol/L的KOH溶液調節pH至6.5，靜置30 min，取上清液定容至50 mL，搖勻，過0.22 μm膜后待測。整個過程在0～4℃下操作。

高效液相色譜儀（HPLC）條件：流動相：A為甲醇溶液，B為0.05 mol/L磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀（1∶1）溶液，含9 mmol/L四丁基氫氧化氨（TBA），用磷酸調pH至6.5；等梯度洗脫；流速：0.9 mL/min；柱溫：25℃；進樣量：10 μL；檢測波長：254 nm。

1.2.3游離氨基酸的測定參考姚志勇［6］的方法，略有改動。稱取蝦肉0.5 g，加入15 mL 15%的三氯乙酸進行勻漿，靜置沉淀2 h，然后用冷凍離心機4℃10000 r/min離心15 min，取5 mL上清液，用3 mol/L NaOH溶液調節pH至2.0，定容至10 mL，搖勻，過0.22 μm膜后待測。

氨基酸自動分析儀條件：分離柱：4.6 mm I.D.× 60 mm，分離樹脂為陽離子交換樹脂；分離柱溫度：57℃；檢測波長：570 nm（脯氨酸為440 nm）；緩沖溶液流速：0.40 mL/min；反應液：茚三酮試劑；反應液流量：0.35 mL/min；反應單元溫度：135℃；進樣量20 μL。

1.2.4電子鼻分析將各組蝦肉分別與0.18 g/mL NaCl溶液按照1∶1混合，均質，立即稱取2 g置于10 mL自動進樣瓶中加蓋待測，每組5個平行。

電子鼻參數：以干燥潔凈空氣為載氣，流速為150 mL/min；頂空平衡溫度40℃，頂空平衡時間600 s，振蕩速度500 r/min；注射針溫度60℃，進樣體積2500 μL，注射速度2500 μL/s；數據采集時間120 s，獲取延滯時間600 s。

1.2.5揮發性成分測定固相微萃取（SPME）條件：將各組蝦肉分別與0.18 g/mL NaCl溶液按照1∶1混合，均質，立即稱取4 g置于20 mL萃取瓶中，插入老化好的固相微萃取頭，恒溫80℃磁力攪拌，萃取40 min后取出，插入色譜儀進樣口，解析5 min。

色譜條件：DB-5MS彈性毛細管柱（60 m×0.32 mm× 1 μm），不分流模式；程序升溫：柱初溫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；載氣（He）流量1.0 mL/min。

質譜條件：傳輸線溫度280℃；離子源溫度230℃；四極桿溫度150℃；電子能量70 eV；質量掃描范圍m/z：35～350。

1.3數據處理

實驗所得數據均由SPSS17.0軟件進行分析處理。

2　結果與討論

2.1超高壓處理對呈味核苷酸含量的影響

圖1為7種ATP及其關聯產物標準化合物的高效液相色譜圖。按照由先到后的順序依次為ATP、GMP、IMP、ADP、Hx、AMP、HxR。ATP及其關聯化合物在18 min內得到有效分離。

圖1　ATP及其關聯產物標準品的高效液相色譜圖Fig.1　High performance liquid chromatogram of the ATP-related standard

不同超高壓處理對蝦仁中主要呈味核苷酸的影響見圖2。ATP及其降解產物是影響蝦肉風味的重要成分，蝦死后ATP的降解有兩種途徑，一種途徑是ATP→ADP→AMP→IMP→HxR→Hx；另一種途徑為ATP→ADP→AMP→AdR→HxR→Hx［7］。其中對風味貢獻較大的是AMP和IMP，AMP是一種良好的風味增強劑，有抑制苦味的作用，能夠使食品產生良好的甜味和咸味；IMP與GMP是典型的鮮味劑，其鮮味作用比味精更強，并且是肉類物質的主要的呈味物質。

圖2　超高壓處理對蝦仁中AMP、IMP和GMP含量的影響Fig.2　Influence of pressure treatment on AMP，IMP and GMP content of shrimp meat

從圖2中可以看出熟蝦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，這與王士穩等［8］研究的結果一致。實驗中未經超高壓處理組的AMP含量為157.91 mg/100 g，經過100 MPa和300 MPa處理后AMP顯著減少（p＜0.05），其中在300 MPa壓力處理下AMP達到最低，為132.4 mg/100 g，說明不同的高壓處理對蝦仁中的AMP含量的影響不一，經過100、300 MPa的處理可能會使AMP得到分解；但是實驗中100、300 MPa處理后蝦仁中的IMP含量，并無增加反而有所減少，未經超高壓處理的蝦仁中IMP含量為21.91 mg/100 g，而在100、300 MPa實驗組中IMP含量分別為11.14、14.49 mg/100 g，根據蝦中兩種ATP降解途徑推測，AMP可能通過分解為AdR后進行降解，所以IMP沒有富集。經過200、400 MPa壓力作用的實驗組中AMP含量與對照組相比無顯著變化（p＞0.05），而經過500 MPa處理組中AMP的含量顯著（p＜0.05）增大。IMP經過超高壓處理后均顯著（p＜0.05）減少，其中在200 MPa處理的實驗組中IMP減少的最多，僅含有4.48 mg/100 g，可能是在200 MPa壓力處理下的IMP發生降解作用，所以使其含量降低。GMP含量較小，經過超高壓處理后的變化不大。綜合得出，超高壓處理會影響熟蝦仁中核苷酸的降解，影響到蝦仁的風味。

表1　超高壓處理對蝦仁游離氨基酸含量的影響（mg/100 g）Table 1　Influence of pressure treatment on free amino acid content of shrimp meat（mg/100 g）

圖3　超高壓處理對蝦仁鮮、甜味氨基酸含量的影響Fig.3　Influence of pressure treatment umami and sweet amino acids content of shrimp meat

2.2超高壓處理對游離氨基酸含量的影響

不同超高壓處理后蝦仁中游離氨基酸含量見表1。由表1可知熟蝦仁中含量較高的有Arg、Gly、Pro、His和Ala，其中呈鮮甜味氨基酸主要有7種，即Asp、Thr、Ser、Glu、Gly、Ala和Pro。Asp與Glu稱為鮮味氨基酸，但它們本身只具有酸味，而它們的鈉鹽具有“味精”般的鮮味。鮮味氨基酸與呈味核苷酸（AMP、IMP、GMP等）一起使用時，具有協同效應［9］，能夠顯著的提高鮮味。Gly與Ala具有愉快的甜味，廣泛存在于各種海鮮中，甜味氨基酸與IMP也有協同作用，有少量IMP存在的條件下，能夠顯著提高Gly與Ala的甜味［10］。

實驗結果表明超高壓處理會對蝦仁中呈味氨基酸有所影響，蝦仁中鮮甜味氨基酸中Gly的含量最多，經過300 MPa處理后能夠將Gly的含量提高26.82%，其他壓力組也使得Gly的含量顯著增加（p＜0.05）。Pro的含量也會隨著壓力的改變而有所變化，在100、200、500 MPa壓力下，Pro含量無顯著變化，但在300、400 MPa處理后其含量有所減少。經過200和500 MPa壓力處理后Ala的含量從311.57 mg/100 g分別提升至417.86 mg/100 g和410.55 mg/100 g。從鮮甜味氨基酸總量上來看不同壓力處理對其影響不一，由圖3可以看出200、500 MPa處理能顯著（p＜0.05）增加鮮甜味氨基酸的含量，而100、300和400 MPa處理后對其無顯著影響。說明適當的壓力處理下能有利于呈味氨基酸的積累，提高蝦仁風味物質的含量。

2.3電子鼻分析

電子鼻是模仿人和動物的鼻子，用于分析、識別、檢測復雜氣味和揮發性成分的新型儀器，與常用的分析儀器相比電子鼻具有客觀、準確、快捷地評價氣味，并且重復性好的特點［11］。對不同壓力處理組南美白對蝦蝦仁進行電子鼻檢測分析，得到18根電子鼻金屬氧化物傳感器對氣味的響應值，如圖4所示。

圖5　不同蝦仁揮發性成分PCA圖Fig.5　PCA analysis of E-nose of shrimp meat with different pressure treatment

圖5為各組樣品的揮發性成分PCA圖，以二維散點圖顯示出來，其中第一主成分PC1貢獻率為84.43%，第二主成分PC2貢獻率為8.06%，兩者之和為92.49%，證明兩個主成分所包含的樣本原始信息完善。通過圖5可以看出，這六組樣品主要分為兩大部分，其中0、100和200 MPa超高壓處理下的樣品位于第二主成分軸左側，并且三者沒有重疊區域，說明經過這三種超高壓壓力下樣品的揮發性成分有明顯差異；而300、400和500 MPa超高壓處理的樣品位于第二主成分軸右側，由圖5可以看出300 MPa與400 MPa樣品能區分開，但500與400和300 MPa超高壓處理下的樣品都有重疊區域，說明這三組樣品的揮發性成分相似，雖然有所不同但是差異并不大。因此可以推斷經過超高壓處理對熟制蝦仁中的揮發性成分是有影響的，且根據壓力的大小而有所不同。

2.4SPME-GC-MS測定揮發性成分

采用SPME-GC-MS對不同壓力處理后蝦仁進行揮發性成分分析，結果見表2。實驗六組樣品中分別檢測出36、36、37、36、33和35種揮發性化合物。主要是烷烴類、醇類、醛類、酮類及芳香族化合物。烷烴類含量較高，賦予對蝦清香和甜香的氣味，雖然整體含量較高，但通常閾值較高，所以對整體風味貢獻與含量不成正比［12］。實驗中檢測出的醇類化合物含量相對較低，各組樣品中都檢測出柏木醇，其具有愉快而持久的柏木香氣，但是由于醇類的閾值也較高，所以濃度較低的情況下對食品的風味貢獻不大［13］。與烷烴和醇類相比，羰基化合物的閾值較低，其對風味的貢獻較大［14］，除未經超高壓處理組外其余樣品組中的醛類化合物含量都顯著高于酮類化合物的含量，并且差別較大。所有實驗組中低于十碳的醛含有種類較少，只有具有青草和脂肪味的壬醛和癸醛。酮類化合物主要貢獻于蝦肉的甜的花香和果香風味，可能是由于脂肪氧化或氨基酸降解產生，六組樣品中都含有香葉基丙酮，在香料工業上用于配制蘋果等水果香味的香精，其賦予蝦肉具有愉快的水果香。實驗中還檢測出一些酯類化合物及萘等芳香族化合物，酯類化合物通常是脂質代謝生成的羧酸和醇的酯化作用的產物，在蝦的肉味特征具有重要風味貢獻［15］；而芳香族化合物具有煤焦油等令人不愉快的氣味，說明樣品可能有所污染，是由蝦的生活環境所造成。

表2　超高壓對蝦仁揮發性成分含量的影響（%）Table 2　Influence of pressure treatment on volatile compounds contents of shrimp meat（%）

未經超高壓處理樣品組中主要含有的是烷烴類化合物，醛類化合物幾乎檢測不出，這與麥雅彥等［12］的研究一致。經過超高壓處理后烷烴相對含量有所下降，醛類物質在種類上都有很大提升，增加了癸醛、十一醛、十二醛、十四醛、十六醛以及十八醛，并且在總含量上也有顯著提升，說明超高壓處理能夠提高醛類化合物的相對含量。六組實驗樣品中羰基化合物總量分別3.16%、33.47%、20.15%、15.06%、15.86%、18.98%，其中300、400和500 MPa超高壓組羰基化合物含量相近，而0、100與200 MPa超高壓組羰基化合物含量有明顯差異，由于羥基化合物閾值較低，對風味的貢獻較明顯，從而導致這三組樣品的氣味有所差異，電子鼻PCA分析結果也得出這三組的氣味有所區別。

續表

3　結論

熟蝦仁經過100 MPa與300 MPa超高壓的處理可能會促進AMP降解，使AMP的含量有所下降，而在500 MPa壓力處理下AMP的含量顯著升高，并且500 MPa的壓力處理會使得樣品中整體呈味核苷酸有明顯提升。對風味影響較大的鮮甜味氨基酸也會隨著超高壓的不同而有所變化，其中經過200和500 MPa壓力處理后鮮甜味氨基酸的總體含量顯著升高（p＜0.05）。經過超高壓處理后能增加熟蝦仁中羰基化合物的含量，最顯著的物質為十碳以上的醛類化合物。根據電子鼻結果，不同壓力處理對熟蝦仁的揮發性成分影響有明顯差異。綜合四種指標的分析結果得出，超高壓處理能夠對熟制蝦仁中的風味物質有所提升，尤其在500 MPa超高壓處理后綜合效果最佳。

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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

楊陽（1991-），女，在讀碩士研究生，研究方向：水產品加工與貯藏，E-mail：13262970026@163.com。

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

國家自然科學基金面上項目（31471685）；國家科技支撐計劃（2015BAD17B01）；上海市蝦類產業技術體系建設（2014-5）；教育部高等學校青年骨干教師國內訪學項目。