熱處理方式對南美白對蝦蝦青素含量、氨基酸組成及脂肪酸組成的影響

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(1.江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學院,食品科技學院,江蘇泰州 225300;2.渤海大學食品科學與工程學院,遼寧省食品安全重點實驗室,生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術國家地方聯(lián)合工程研究中心,遼寧錦州 121013;3.湛江國聯(lián)水產(chǎn)開發(fā)股份有限公司,廣東湛江 524088;4.蓬萊京魯漁業(yè)有限公司,山東煙臺 265600;5.榮城泰祥食品股份有限公司,山東威海 264309)

熱處理方式對南美白對蝦蝦青素含量、氨基酸組成及脂肪酸組成的影響

董志儉1,2,王慶軍2,孫麗平1,李學鵬2,陳華健3,牟偉麗4,李鈺金5,勵建榮2,*

(1.江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學院,食品科技學院,江蘇泰州 225300;2.渤海大學食品科學與工程學院,遼寧省食品安全重點實驗室,生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術國家地方聯(lián)合工程研究中心,遼寧錦州 121013;3.湛江國聯(lián)水產(chǎn)開發(fā)股份有限公司,廣東湛江 524088;4.蓬萊京魯漁業(yè)有限公司,山東煙臺 265600;5.榮城泰祥食品股份有限公司,山東威海 264309)

熱處理是南美白對蝦的重要加工手段,本文通過研究蒸制和煮制對南美白對蝦含水量、蝦青素含量、氨基酸組成及脂肪酸組成的影響,探索不同的熱處理方式對南美白對蝦營養(yǎng)成分的影響。結果表明:蒸制和煮制均導致南美白對蝦含水量降低;蒸制較煮制的南美白對蝦具有更高的蝦青素含量,蒸制6 min時蝦青素含量最高,達58.00 μg/g;蒸制和煮制后總氨基酸含量均明顯提高(p<0.05),蒸制樣品中的蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸等必需氨基酸含量均高于煮制樣品;蒸制和煮制后單不飽和脂肪酸含量降低,而多不飽和脂肪酸含量則分別由鮮蝦的33.32%增加到煮制樣品的35.13%和蒸制樣品的35.02%。因此,蒸制是南美白對蝦的一種良好的熱處理方式。

南美白對蝦,蒸制,煮制,蝦青素,氨基酸,脂肪酸

南美白對蝦(PenaeusVannamei)學名凡納對蝦,是世界養(yǎng)殖產(chǎn)量最高的三大蝦類之一。目前南美白對蝦加工產(chǎn)品主要為冷鮮產(chǎn)品、凍煮產(chǎn)品、干制品、半干制品等。熱處理如蒸制和煮制是這類產(chǎn)品加工中的重要工序,并可改善食品的色澤、風味、組織狀態(tài)、營養(yǎng)等方面的品質[1-4];但是如果熱處理不當,也可能引起食品質量惡化,使產(chǎn)品失去吸引力[5-9]。

熱處理方式對食品營養(yǎng)成分具有較大影響。陳銀基等研究了蒸煮與微波加熱對牛肉脂肪酸組成的影響,發(fā)現(xiàn)蒸煮對脂肪酸的保護效果好于微波加熱[10]。Neff 等研究了燒烤、烘烤、油炸對淡水魚脂肪酸組成的影響,發(fā)現(xiàn)油炸處理產(chǎn)品的n-6和單不飽和脂肪酸含量更高[11]。Karimiankhosroshahi 等研究了烘烤、蒸煮、微波、油炸對虹鱒魚的主成分、礦物質、維生素和脂肪酸組成的影響,結果顯示出烘烤和蒸煮是最好的烹制方法[12]。目前對于南美白對蝦在熱處理過程中主要營養(yǎng)成分的變化少有報道,尤其是不同的熱處理方式對營養(yǎng)成分的影響更是缺乏深入研究。

本文研究了蒸制與煮制兩種不同的熱處理方式對南美白對蝦水分含量、色澤、蝦青素含量、氨基酸組成及脂肪酸組成的影響,探索合適的熱處理方式,為南美白對蝦制品的深加工和品質控制提供技術支持和理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

南美白對蝦 錦州市水產(chǎn)市場,剔除不新鮮個體,采用大小、質量均勻一致個體。

UV-2550紫外可見分光光度計 日本島津公司;L-8900氨基酸分析儀 日本Hitachi公司;MS105DV電子天平 瑞士梅特勒托利多公司;C21-RK2102電磁爐 合肥美的榮事達電冰箱有限公司;CR-400色彩色差計 日本柯尼卡美能達電子科技公司;RE-52AA旋轉蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠;固相微萃取裝置 美國Supelco公司;Agilent7890氣質聯(lián)用儀 美國Agilent公司;BL301B3絞肉機 上海賽康電器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 南美白對蝦蒸制和煮制樣品的制備 選取等量的南美白對蝦若干,分別蒸制和沸水中煮制0、2、4、6、8 min,冷卻瀝干后待測。

1.2.2 水分含量測定 將方法1.2.1中蒸制和煮制的南美白對蝦去頭再去殼,按照GB/T 5009.3-2010[13]中直接干燥法測定水分含量。

1.2.3 色澤測定 將方法1.2.1中蒸制和煮制的南美白對蝦去除蝦殼,用色差計測量蝦腹部第一節(jié)位置的L*、a*、b*值,其中,L*表示亮度;+a*表示紅,-a*表示綠;+b*表示黃,-b*表示藍。

1.2.4 蝦青素的測定 蝦青素的測定參照Niamnuy等的方法[14],稱取5 g預先處理好的蝦肉樣品,加入40 mL 4 ℃預冷2 h的丙酮,用高速勻漿機混合2 min,提取3次。4 ℃下5000 r/min離心5 min,將上清液混合,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,用手搖勻,萃取20 min,分離石油醚層,轉移到50 mL容量瓶中定容,用紫外可見分光光度計測472 nm下的吸光值,含量計算參考Tolasa的標準曲線[15]。

1.2.5 氨基酸的測定 分別選取鮮蝦及蒸制和煮制4 min的南美白對蝦,去殼后切取蝦腹部第一節(jié),稱10 mg蝦肉加入水解管,再加10 mL的6 mol/L HCl,充N2后110 ℃水解22 h,后倒入50 mL圓底燒瓶內進行真空旋轉蒸發(fā)至干,加入0.02 N HCl使其全部溶解,后用針管吸出定容在10 mL容量瓶內,取出2 mL用0.45 μm有機過濾膜過濾,做為上機液。用全自動氨基酸分析儀進樣20 μL,測定氨基酸含量[16]。

1.2.6 脂肪酸的測定 脂肪提取:分別選取鮮蝦及蒸制和煮制4 min的南美白對蝦,去殼后切取蝦腹部第一節(jié),稱取25 g蝦肉加入200 mL 溶劑(氯仿∶甲醇∶蒸餾水=50∶100∶50)中,在4 ℃以9500 r/min均質2 min,再加50 mL氯仿,均質1 min,然后加25 mL蒸餾水均質30 s,在4 ℃以3000 r/min離心15 min并轉移到300 mL分離瓶。氯仿相排入125 mL錐形瓶(2～5 g無水Na2SO4),振蕩,通過濾紙轉移到圓底燒瓶。在25 ℃真空旋轉蒸發(fā),剩余的溶劑用氮氣吹掃。

脂肪酸甲酯化:按GB/T 17376-2008[17]進行甲酯化。

氣相色譜條件:HP-5(5% Phenyl Methyl Siloxane,30 m×0.25 mm×0.25 μm)毛細管柱;進樣口溫度為250 ℃;載氣為He,流速1.0 mL/min;分流模式進樣,分流比30∶1;程序升溫:柱初溫140 ℃,保持5 min,以4 ℃/min升至280 ℃并保持5 min。

質譜條件:色譜-質譜接口溫度280 ℃,離子源溫度230 ℃,四極桿溫度150 ℃;離子化方式EI;電子能量70 eV;質量掃描范圍m/z:30～550。

1.2.7 數(shù)據(jù)分析 本實驗中采用Origin 8.5軟件對結果進行顯著性分析(p<0.05),所有分析圖均采用Microsoft Excel 2003軟件繪制。

2 結果與討論

2.1 熱處理方式對南美白對蝦含水量的影響

由圖1可知,隨著熱處理時間延長,南美白對蝦含水量呈下降趨勢。鮮蝦的含水量約為74.95%,蒸制和煮制8 min后含水量分別降到68.50%和70.81%。蒸制和煮制前6 min時含水量相差不大(p>0.05),而8 min時煮制含水量顯著高于蒸制(p<0.05)。加熱會導致蝦肉蛋白質變性收縮,蛋白質分子間的持水力下降,南美白對蝦水分含量降低[18-19]。鄭皎皎等[20]的研究也表明隨蒸制時間延長,鯉魚肌肉組織失水率呈上升趨勢,這與本實驗的結論是一致的。煮制時南美白對蝦處于水相中,脫水速度相對較慢,最終的水分含量較蒸制高。

圖1 熱處理方式對南美白對蝦含水量的影響 Fig.1 Effect of heat treatment methods on the water content of Penaeus Vannamei

2.2 熱處理方式對南美白對蝦色澤的影響

由圖2、圖3、圖4可知,隨著蒸制和煮制時間的延長,南美白對蝦的L*、a*、b*值均呈上升趨勢。開始2 min色澤變化最為明顯,蝦體迅速變紅,4 min時南美白對蝦具有較好的外觀,顏色紅亮。蝦青素在南美白對蝦體內與蛋白質結合而呈青、藍色;熱加工中,由于蛋白質受熱變性,與蝦青素間的結合被破壞,游離出的蝦青素呈粉紅色。蒸制南美白對蝦的L*、a*、b*值顯著高于煮制(p<0.05),色澤更為紅亮,這可能是由于蒸制時南美白對蝦受熱更為強烈,游離出的蝦青素含量更高所致(見圖5)。因此,蒸制南美白對蝦的色澤較為理想。

圖2 熱處理方式對南美白對蝦L*的影響Fig.2 Effect of heat treatment methods on the L* of Penaeus Vannamei

圖3 熱處理方式對南美白對蝦a*的影響Fig.3 Effect of heat treatment methods on the a* of Penaeus Vannamei

圖4 熱處理方式對南美白對蝦b*的影響Fig.4 Effect of heat treatment methods on the b* of Penaeus Vannamei

2.3 熱處理方式對南美白對蝦蝦青素含量的影響

蝦青素(astaxanthin),是一種類胡蘿卜素,呈深粉紅色,具有抗氧化、抗腫瘤、預防癌癥、增強免疫力、改善視力等效果。由圖5可知,隨著蒸制和煮制時間延長,南美白對蝦蝦青素含量先逐漸升高而后降低。新鮮南美白對蝦的蝦青素含量為11.14 μg/g,蒸制前2 min蝦青素含量大幅度提高,之后緩慢增加,6 min時達到最高,為58.00 μg/g,繼續(xù)蒸制,蝦青素含量降低,蒸制2～6 min的樣品中蝦青素含量顯著高于煮制(p<0.05)。熱處理后蝦青素含量的升高主要是由于南美白對蝦中蝦青素與肌動蛋白通過疏水鍵結合成復合物,烹煮之后,肌原纖維蛋白變性,釋放出更多的蝦青素[21];而熱處理時間過長,蝦青素會隨著水分流失,含量下降,煮制造成的損失更為顯著(p<0.05),此外,熱降解、氧化分解及異構化等反應也會導致蝦青素的損失[22]。蒸制南美白對蝦蝦青素含量明顯高于煮制,產(chǎn)品具有更高的營養(yǎng)價值。

圖5 熱處理方式對南美白對蝦蝦青素含量的影響Fig.5 Effect of heat treatment methods on the astaxanthin content of Penaeus Vannamei

2.4 熱處理方式對南美白對蝦氨基酸組成的影響

由表1可知,南美白對蝦中含量較高的氨基酸是Asp、Glu、Ala、Leu、Lys、Arg、Pro,含量較低的氨基酸是Cys、Met、Tyr、His。熱處理后總氨基酸含量由鮮蝦的305.22 mg/g提高到煮制樣品的333.40 mg/g和蒸制樣品的349.81 mg/g,而總必需氨基酸含量由鮮蝦的92.87 mg/g提高到煮制樣品的101.16 mg/g和蒸制樣品的107.08 mg/g,并且蒸制樣品的總氨基酸、總必需氨基酸含量均顯著高于煮制樣品(p<0.05)。

表1 熱處理方式對南美白對蝦氨基酸組成的影響(mg/g)Table 1 Effect of heat treatment methods on the amino acid compositions of Penaeus Vannamei(mg/g)

注:同一行標注不同上標字母代表顯著差異(p<0.05),標注相同上標字母代表無顯著差異(p>0.05)。

與煮制相比,蒸制后必需氨基酸中的蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸含量均顯著提高(p<0.05),而賴氨酸含量變化不顯著(p>0.05)。蒸制南美白對蝦中的鮮味氨基酸如谷氨酸、天冬氨酸亦較煮制顯著提高(p<0.05),鮮美風味得到進一步改善。熱加工后南美白對蝦含水量顯著降低,導致產(chǎn)品中總氨基酸含量相對提高;與煮制相比,蒸制南美白對蝦總氨基酸含量提高更為顯著,這主要是由于煮制過程中部分可溶性的游離氨基酸溶解到溶液中,導致其總氨基酸量低于蒸制。付娜等研究了蒸制和煮制對中華絨螯蟹游離氨基酸的影響,發(fā)現(xiàn)蒸制比煮制的總含量高,較能保持蟹體中游離氨基酸含量,是較為理想的熟制方式[23];Oluwaniyi等也發(fā)現(xiàn)煮制和烘烤增加了總氨基酸的含量[24]。因此,與煮制相比,蒸制樣品的總氨基酸、總必需氨基酸、鮮味氨基酸含量更高,營養(yǎng)和風味更加理想。

2.5 熱處理方式對南美白對蝦脂肪酸組成的影響

由表2可知,南美白對蝦中飽和脂肪酸含量達到33.6%;單不飽和脂肪酸含量為33.08%,其中油酸含量最高,達到18.47%;多不飽和脂肪酸含量為33.32%,其中EPA含量最高,達到13.46%,其次是DHA,含量為11.10%。多不飽和脂肪酸,尤其n-3系列多不飽和脂肪酸具有健腦益智作用[25]。蒸制和煮制后總飽和脂肪酸含量沒有明顯變化,總單不飽和脂肪酸含量降低,總多不飽和脂肪酸含量升高,其中DHA的含量由鮮蝦的11.10%增加到煮制時的12.34%和蒸制時的12.95%。脂肪酸組成上的這種變化主要歸因為熱處理過程中水分和脂類的流出,而不是脂類的反應,如氧化反應[26];熊明民等[27]研究豬臘肉在蒸煮過程中的脂肪酸組成變化,也發(fā)現(xiàn)單不飽和脂肪酸含量緩慢降低,而多不飽和脂肪酸含量則先升高后降低,這與本實驗的結論基本一致。

表2 熱處理方式對南美白對蝦脂肪酸組成的影響Table 2 Effect of heat treatment methods on the fatty acid compositions of Penaeus Vannamei

續(xù)表

3 結論

本實驗研究了蒸制和煮制對南美白對蝦的含水量、色澤、蝦青素含量、氨基酸組成及脂肪酸組成的影響,發(fā)現(xiàn)不同的熱處理方式對南美白對蝦的營養(yǎng)成分具有很大影響,蒸制是加工南美白對蝦的一種良好方法。隨著蒸制和煮制時間的延長,南美白對蝦含水量分別由最初的74.95%降到68.50%和70.81%;L*、a*、b*值均呈上升的趨勢,并且蒸制明顯高于煮制(p<0.05),色澤更為紅亮;蝦青素含量變化與色澤的變化趨勢較為一致,蒸制樣品蝦青素含量明顯高于煮制(p<0.05),最高達58 μg/g;蒸制樣品的總氨基酸含量、總必需氨基酸含量、風味氨基酸含量均明顯高于煮制(p<0.05);蒸制和煮制后總單不飽和脂肪酸含量降低,而總多不飽和脂肪酸含量增加,尤其是DHA含量由鮮蝦的11.10%增加到煮制樣品的12.34%和蒸制樣品的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

董志儉(1977-),男,博士,副教授,研究方向:水產(chǎn)品貯藏加工與質量安全控制,E-mail:dongzhijian97@163.com。

*通訊作者:勵建榮(1964-),男,博士,教授,研究方向:水產(chǎn)品和果蔬貯藏加工，食品安全,E-mail:lijr6491@163.com。

“十二五”國家科技支撐計劃(2012BAD29B06);江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學院院級課題(NSF201505-2)。

TS254

A

1002-0306(2017)23-0014-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.23.004