蒸烤模式對南美白對蝦食用品質的影響

徐 姝，劉冬梅，王 勇，陳東坡，周 鵬,*

（1.江南大學 食品科學與技術國家重點實驗室，江蘇 無錫 214122；2.杭州老板電器股份有限公司，浙江 杭州 311100）

南美白對蝦學名凡納對蝦，又稱白腳蝦，屬節肢動物門、甲殼綱、十足目、對蝦科、濱對蝦屬。南美白對蝦屬大型海水蝦，是迄今世界上養殖產量最高的三大優良蝦種（斑節對蝦、中國對蝦及南美白對蝦）之一[1-4]。南美白對蝦營養價值較高，其性溫、味甘，具有補腎壯陽、通乳脫毒的功效[5-7]，且具有生長快、抗病力強[2]、耐高密度養殖、肌肉質地鮮嫩、含肉率高等特點[8]，是一種經濟價值高的水產品，深受國內外消費者喜愛。

游離氨基酸又稱為非蛋白氨基酸，是一類重要的呈味成分，其含量會直接影響食物的鮮美程度[9]。游離氨基酸種類較多，不同結構所呈現的滋味也不同，如谷氨酸（Glu）和天冬氨酸（Asp）呈鮮味，蘇氨酸（Thr）、甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）等具有甜味，而組氨酸（His）、甲硫氨酸（Met）、亮氨酸（Leu）則呈苦味等不良風味[10-11]。與其他食物相比，水產品中富含游離氨基酸，鮮味是水產品的主要味覺特征[12]。

在蝦類產品加工過程中，加熱方式對其食用品質極其重要，會顯著影響南美白對蝦產品的外觀、質構和風味成分。Lascorz等[13]研究發現加熱方式和加熱時間是影響對蝦產品品質的關鍵因素。近幾年來，質構儀在食品領域的應用越來越廣泛，但多數集中在果蔬和禽畜產品方面，在水產品尤其是對蝦產品中的應用較少；此外，對于水產品游離氨基酸的研究主要集中在不同品種、不同部位、不同蒸煮時間對游離氨基酸含量的影響[14-16]，而對于加熱方式對南美白對蝦游離氨基酸含量變化的研究較少。因此，本實驗以南美白對蝦為研究對象，采用不同的蒸烤模式，研究南美白對蝦色差值、質構及游離氨基酸含量的變化情況，以確定最佳的蒸烤模式，以期提高對蝦的食用品質。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

南美白對蝦（厄瓜多爾冷凍白蝦，質量為（23±5）g）購于京東超市。

三氯乙酸（分析純）、乙酸鈉（分析純）、醋酸（分析純）、四氫呋喃（色譜純）、三乙胺（色譜純）、乙腈（色譜純）、甲醇（色譜純）均購于國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

S226嵌入式蒸箱、C906嵌入式蒸烤一體機 杭州老板電器股份有限公司；UT 322高精度接觸式溫度計（K型熱電偶） 優利德科技（中國）股份有限公司；CR-400色彩色差計 柯尼卡美能達（中國）投資有限公司；TA.XT plus物性測試儀 英國Stable Micro Systems公司；1100氨基酸專用高效液相色譜儀 美國安捷倫科技有限公司；PL2002電子天平 梅特勒-托利多（上海）有限公司；超聲清洗儀 上海科導超聲儀器有限公司；D-37520 Osterode離心機 美國Thermo Fisher Scientific公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理

將購買的白蝦放在4 ℃冰箱中過夜解凍，解凍后剪去蝦足和須并用牙簽挑去蝦線，用自來水沖洗幾次，再用吸水紙擦干對蝦表面的水。稱量每只蝦的質量，選取質量在（21.5±1.0）g范圍內的白蝦作為實驗原料；稱取10 個處理好的蝦作為一組，按質量加10%的料酒腌制15 min。烤架上鋪上鋁箔紙，每盤蝦上插入3 個熱電偶，熱電偶插入蝦的第二腹節。預熱蒸箱或蒸烤一體機，待蝦的中心溫度回復至17 ℃左右，置于預熱好的蒸箱或烤蒸一體機內，待樣品中心溫度達到75 ℃停止加熱。

1.3.2 樣品最佳烤蒸模式選擇

根據智能蒸烤箱所提供模式，選擇純蒸、純烤、先蒸后烤、先烤后蒸、蒸烤交替5 種蒸烤蒸模式：純蒸模式根據不同的蒸汽量控制溫度在85、90、95、100 ℃；純烤模式選擇快熱、焙烤、風扇烤及強燒烤4 種烤制模式進行烤制；先蒸后烤模式通過不同的蒸制、烤制時間和模式確定；先烤后蒸模式通過不同的烤制、蒸制時間和模式確定；蒸烤交替模式先固定烤制模式，再于不同的時間段加入蒸汽以達到蒸烤交替的目的。根據前期感官評價結果確定最佳的純蒸模式為90 ℃蒸至最佳終點溫度，最佳純烤模式為180 ℃風扇烤至最佳終點溫度，最佳先蒸后烤模式為先100 ℃蒸制1 min再180 ℃風扇烤至最佳終點溫度，最佳先烤后蒸模式為180 ℃風扇烤3 min再蒸至最佳終點溫度，最佳烤蒸交替模式為180 ℃風扇烤，第2分鐘加1 次蒸汽至最佳終點溫度，對5 種加熱模式的蝦進行感官評定及指標測定。

1.3.3 汁液損失率的測定

加熱處理前，用吸水紙吸干蝦表面多余的水分，再用電子天平稱質量，記為m1/g；加熱處理后，待蝦冷卻至室溫，用吸水紙吸干蝦表面多余的水分，用電子天平稱質量，記為m2/g。按下式計算熱處理后汁液損失率，每種加熱方法處理后平行測定6 次。

1.3.4 色差值的測定

各加熱模式的南美白對蝦于室溫下冷卻30 min后，采用CR-400色彩色差計測定各樣品的蝦皮色澤和蝦肉色澤；其中蝦皮測定位置為第二腹節表皮，蝦肉測定位置為脫殼后蝦仁第二腹節與第三腹節橫切面，與文獻[5,12]感官評分表中的表皮色澤指標相對應，作為一種客觀分析的方法。色差值L*值代表黑白偏差量，正數表示偏白，負數表示偏黑；a*值代表紅綠偏差量，正數表示偏紅，負數表示偏綠；b*值代表黃藍偏差量，正數表示偏黃，負數表示偏藍。

1.3.5 質構特性測定

各加熱模式的南美白對蝦室溫冷卻30 min后進行質構特性測定。選取脫殼后蝦仁的第三腹節進行質地剖面分析（texture profile analysis，TPA）測定，選用P/50柱形探頭，測前速率2.00 mm/s、測中速率1.00 mm/s、測后速率1.00 mm/s、壓縮程度50%、時間間隔3 s、壓縮次數2 次，每組樣品分別進行10 次平行實驗，結果取平均值。

1.3.6 游離氨基酸含量的測定

將新鮮的蝦和蒸烤后的蝦絞碎，準確稱取1.0 g于25 mL具塞試管，用5 g/100 mL三氯乙酸定容至25 mL，常溫超聲20 min，靜置過夜。用雙層濾紙過濾，取1 mL澄清濾液于1.5 mL離心管內，15 000 r/min離心30 min，取400 μL的上清液，用0.22 μm的水系濾膜過濾，裝入液相小瓶中，用氨基酸專用高效液相色譜儀測定分析。

氨基酸自動分析測定條件：色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）、柱溫40 ℃；流動相：A相：稱取8.0 g結晶乙酸鈉于1 000 mL燒杯中，加入1 000 mL水攪拌至所有結晶水溶解，再加入225 μL三乙胺，攪拌并滴加體積分數5%的醋酸溶液，將pH值調至7.20±0.05，加入5 mL四氫呋喃，混合后備用；B相：稱取8.0 g結晶乙酸鈉于800 mL燒杯中，加入400 mL水攪拌至所有結晶溶解，滴加體積分數2%醋酸溶液，將pH值調至7.20±0.05，加入800 mL乙腈和800 mL甲醇，混合后備用。

1.3.7 感官評價

感官評價采用評分法進行，利用“盲法”對蝦的色澤、皮肉分離程度、質地、濕潤性、咀嚼性和滋味6 個指標打分，并采用“0～4評分法”確定各個指標的權重。感官評價小組由10 名評價員組成，對其進行為期15 d的感官訓練，使其明確各指標的意義并能準確作出判斷。感官評定過程中，評價員根據感官評分表對不同樣品作出判斷，在評價后一個樣品前需漱口并休息1 min后進行。評分標準如表1所示。

1.4 數據處理與分析

采用SPSS 20.0軟件對實驗結果進行統計分析，用單因素方差分析法進行顯著性分析，采用Duncan’s multiple range test法比較單個平均值之間的差異，P＜0.05時表明結果間存在顯著差異；用Origin 9.0軟件作圖。每個實驗組樣品數量為10 只。

2 結果與分析

2.1 不同蒸烤模式下蝦的中心升溫曲線

圖1 不同蒸烤模式下蝦的升溫曲線Fig.1 Temperature rise curves of shrimps during cooking by different methods

美國農業部規定蝦的內部最低安全溫度即能夠使蝦肉色澤像珍珠且不再透明的溫度[17]。為了最大限度地保持蝦肉原有的風味和營養，同時能殺死大多數微生物，根據前期預實驗結果，設定中心溫度達到75 ℃為加熱終點溫度。控制蝦的初始溫度為（20±3）℃，由圖1可知，不同的蒸烤模式下蝦肉的升溫速率有所不同，純烤模式所用時間最長，純蒸、先烤后蒸和蒸烤交替模式所用時間相差較小，先蒸后烤模式所用時間最短。

2.2 蒸烤模式對南美白對蝦汁液損失率的影響

圖2 不同蒸烤模式南美白對蝦的汁液損失率Fig.2 Cooking loss rates of shrimps with different cooking methods

汁液損失率能直觀地體現出加熱過程中蝦水分及水溶性成分的流失情況。蒸烤模式以及加熱溫度的不同造成蝦的汁液損失率也有所不同。不同蒸烤模式下南美白對蝦汁液損失率如圖2所示，純蒸模式與先蒸后烤樣品汁液損失率顯著低于另外3 種模式樣品（P＜0.05），純蒸樣品汁液損失率最小，僅為（3.43±0.08）%，純烤樣品的汁液損失率最大，為（10.42±1.31）%。先烤后蒸和蒸烤交替兩種模式下的汁液損失率差異較小，分別為（8.22±0.06）%和（7.91±1.13）%。不同加熱模式處理后水分的流失和擴散會直接影響蝦肉的感官評價，因此，不同蒸烤模式的蝦汁液損失率不同可能導致其口感存在明顯差異。

2.3 蒸烤模式對南美白對蝦色差值的影響

圖3 不同蒸烤模式南美白對蝦的色差值Fig.3 Color parameters of shrimps subjected to different cooking methods

色差是評價水產品的一個重要指標，L*、a*、b*值大小不同代表顏色深淺不同。不同蒸烤模式下蝦皮的色差值如圖3A所示，先蒸后烤模式下蝦皮的L*值最高，顯著高于純蒸、純烤和先烤后蒸模式，與先蒸后烤的L*值沒有顯著差異；其中先烤后蒸的L*值最低。各樣品a*值為正，說明蝦皮整體呈紅色，純烤和先蒸后烤兩種模式下蝦的a*值顯著高于其他3 種模式（P＜0.05），先烤后蒸的蝦a*值最低，表明其顏色較暗淡。b*值為正，表明蝦整體偏黃色，蝦的b*值結果與a*值結果類似，純烤的蝦的蝦a*值顯著高于其他4 種模式，其次是先蒸后烤，而先烤后蒸的a*值最低。先烤后蒸的L*、a*、b*值均顯著低于其他4 種模式，先蒸后烤的L*、a*、b*值顯著高于其他4 種模式。

大多數甲殼類動物，如螃蟹、蝦、龍蝦等所呈現的紅色都是蝦青素積累造成的，一些魚類，如鮭魚的體色也是蝦青素積累的結果[3,18]。南美白對蝦的色澤主要取決于蝦肉中的蝦青素含量[3,19]。另外，蝦仁的色澤與水分含量及蛋白質變性等多方面也有關系，而肌紅蛋白變色[20]、美拉德反應[21]、糖基化反應等也會引起蝦色澤的變化[3]。Hosseinpour等[22]研究發現色澤變化與蛋白質變性程度之間有著一定的聯系，由于蛋白質變性聚集及蛋白質與糖類成分的反應阻礙了光的傳播，導致蛋白質的透光度減弱，色差值增大[23]。由圖3B不同蒸烤模式下蝦肉的色差值可知，純烤樣品的L*值最高，其次是先蒸后烤樣品，先烤后蒸樣品的L*值最低，表明純烤的蝦肉最亮，先烤后蒸的蝦肉最暗。a*值和b*值結果與L*值類似，純烤樣品的值較大，先烤后蒸樣品的值顯著低于其他幾種加熱模式（P＜0.05）。蝦肉的色差結果表明純烤的蝦肉最亮，顏色最紅，而先烤后蒸的蝦肉最暗，顏色偏綠。

蝦青素能通過酯基和亞氨基分別與脂肪和甲殼素結合[24]，同時，還能通過亞氨基與蛋白質結合，蝦青素與蛋白質結合形成蝦青素蛋白[25]，這些化合物在新鮮蝦中的顏色是從藍色到綠色，當蛋白質部分變性或部分與類胡蘿卜素分離時，顏色變為紅色[26]。新鮮南美白對蝦的蝦青素穩定、含量較高，故蝦體呈藍綠色，受熱后，蛋白質變性，蝦青素氧化分解，蝦紅素暴露，使得蝦肉顏色偏向紅色[14]。

2.4 蒸烤模式對南美白對蝦質構特性的影響

硬度是指使食品達到一定形變所需要的力，是食品保持形狀的內部結合力[27]。彈性反映了外力作用時變形及去力后的恢復程度，其反映的是視覺效果[1,28]。咀嚼性與硬度、凝聚性和彈性有關，是指將固體食品咀嚼到可吞咽時所需做的功，數值上等于硬度與凝聚性和彈性的乘積[27]。凝聚性表示對食物咀嚼時的抵抗性[27]。咀嚼肌肉時受到的抵抗力大則凝聚性大，表明肌肉細胞間的結合力大；反之，在咀嚼肌肉時受到的抵抗力小則凝聚性小，肌肉細胞可能受損使其細胞間結合力變小[28]。

圖4 不同蒸烤模式南美白對蝦的質構特性Fig.4 Texture characteristics of shrimps subjected to different cooking methods

本實驗用TPA法測定了各加熱模式下蝦的硬度、彈性、凝聚性、咀嚼性。硬度、彈性、凝聚性、咀嚼性結果如圖4所示，可以看出純烤模式下蝦的硬度和咀嚼性都顯著高于其他4 種加熱模式；純蒸模式下蝦的彈性較高；先烤后蒸模式下蝦的硬度低于其他4 種加熱模式，可能是由于先烤后蒸加熱模式使蝦肉質變得軟爛。在受熱過程中，蝦仁蛋白質的變化是造成其硬度、彈性等質構特性變化的主要原因[29-30]。另外，曹榮等[31]研究發現南美白對蝦肌肉纖維較粗，肌肉纖維間的空隙較小，肌肉纖維結構比較緊密，在加熱過程中易發生凝集，因而硬度較大。

2.5 不同蒸烤模式對南美白對蝦游離氨基酸的影響

蝦肉中大多數游離氨基酸對呈味具有一定的貢獻作用，可將游離氨基酸分成鮮、甜和苦3 類。鮮味氨基酸包括天冬氨酸和谷氨酸，甜味氨基酸包括丙氨酸、甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸和脯氨酸，苦味氨基酸包括精氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸、半胱氨酸、賴氨酸和酪氨酸。

表2 不同蒸合模式下南美白對蝦游離氨基酸含量的變化Table 2 Changes in free amino acid content of Penaeus vannamei under different steaming modes mg/100 g

生蝦、純蒸、純烤與不同蒸烤結合模式下蝦的游離氨基酸含量變化如表2所示，本實驗共測得17 種游離氨基酸，因色氨酸與酸反應損失，故未能檢出。由表2可以看出，無論是生蝦還是不同蒸烤模式下的南美白對蝦，蝦肉中大量游離氨基酸均為甘氨酸、精氨酸、丙氨酸、脯氨酸，這與Zhou Meng[32]和姜慧嫻[33]等的結果一致。甘氨酸、丙氨酸及脯氨酸為甜味氨基酸的主要成分，4 種游離氨基酸含量的總和占游離氨基酸總量的85%左右。甘氨酸和丙氨酸有舒適的甜味，精氨酸是海鮮食物中的一種重要的風味物質[5]。由表2可以看出，純蒸模式下蝦肉中各游離氨基酸含量幾乎均高于其他4 種加熱模式；另外，游離氨基酸總量也表明純蒸模式的蝦肉總量最高，為2 256.00 mg/100 g，顯著高于先蒸后烤（1 881.40 mg/100 g）和蒸烤交替（1 883.11 mg/100 g）（P＜0.05）。游離氨基酸在加熱過程中發生變化的原因可能是加熱處理會導致含氮物質的成分變化[34]，一方面，隨著溫度增加和時間延長，蛋白質會發生降解導致游離氨基酸含量增加[35-36]；另一方面，游離氨基酸會發生脫氨、脫羧等反應而轉化為烴、醛、胺等，從而使其含量降低[37]。

圖5 不同蒸烤模式南美白對蝦呈味氨基酸占總游離氨基酸比例及含量Fig.5 Ratio of taste amino acids to total free amino acids in shrimps and their contents subjected to different cooking methods

由圖5可以看出，不管采用何種加熱方式，南美白對蝦中3 類呈味氨基酸的含量大小順序均為甜味＞苦味＞鮮味，說明南美白對蝦肉糜中甜味比例較大。先烤后蒸模式下蝦肉中的鮮味氨基酸含量（84.71 mg/100 g）及所占比例（4.1 7%）最高；但苦味氨基酸含量（739.02 mg/100 g）及所占比例（36.40%）也較高；甜味氨基酸含量為1 206.57 mg/100 g，所占比例較高。蒸烤交替模式的蝦中甜味氨基酸比例最高，為63.10%；而苦味氨基酸比例最低，占游離氨基酸總量的33.16%；鮮味氨基酸所占比例僅次于先蒸后烤模式，為4.01%。

甲殼類水產食品的滋味物質、游離氨基酸的含量、呈味特性和其味道的鮮美程度有密切關系[38]。如表2所示，多數氨基酸具有一定的甜味，而甜味是水產品的一個重要滋味特征，甜味物質與水產品中的鮮味物質協同呈味，呈現出水產品鮮美的滋味[12,39]。甘氨酸和丙氨酸對蟹、蝦等水產品風味有重要貢獻[38]，例如蝦蟹肉中特有的甜味是因為肌肉中含有較多的甘氨酸、丙氨酸和脯氨酸等呈甜味氨基酸，其中甘氨酸起到主要作用，甘氨酸在提供鮮甜味的同時也能減少苦味，丙氨酸是略帶苦味的甜味氨基酸，與谷氨酸、鳥苷酸、肌苷酸等能產生鮮味相乘作用。此外，精氨酸雖然呈苦味但能夠平衡其他滋味賦予水產品鮮腥味[38]。Higgins等[40]發現甲殼綱動物中游離氨基酸存在大量的精氨酸、甘氨酸和脯氨酸以及少量的丙氨酸、谷氨酸和牛磺酸。雖然鮮味氨基酸所占總游離氨基酸的比例最小，但鮮味氨基酸賦予了水產品特有的滋味。鮮味并不是一種單一的味覺，其不僅可以平衡酸、甜、苦、咸這4 種味覺，還具有增強風味的作用[38]。另外，Hanifah等[41]研究發現苦味氨基酸如苯丙氨酸、酪氨酸，其含量低于呈味閾值時，可增強其他氨基酸的鮮味和甜味。

2.6 不同蒸烤模式對南美白對蝦感官評分的影響

表3 不同蒸烤模式南美白對蝦的感官評分結果Table 3 Sensory evaluation scores of shrimps subjected to different cooking methods

圖6 不同蒸烤模式南美白對蝦的感官評分結果Fig.6 Radar maps of sensory evaluation of shrimps subjected to different cooking methods

感官評分實驗進行了兩批，每批10 名感官評價員根據感評標準對不同蒸烤模式下加熱的蝦進行打分。根據0～4評分法計算出各感官指標的權重，分別為色澤15%、皮肉分離程度10%、質地20%、濕潤性15%、咀嚼性15%、滋味25%。據此計算各加熱模式的總分，感官評分結果如表3所示，兩批感官評價的結果較為一致，純蒸和蒸烤交替加熱模式總分優于先蒸后烤，而先烤后蒸和純烤模式較差。

經過不同蒸烤模式加熱的南美白對蝦感官特性有所不同。圖6為不同蒸烤模式下南美白對蝦的兩次感官評定（指標為色澤、皮肉分離程度、質地、濕潤性、咀嚼性、滋味）結果。對比兩次感官評定結果，蒸烤交替和純蒸兩種模式加熱的南美白對蝦在各方面的評分均較高，且較為穩定，而純烤和先烤后蒸兩種模式則略顯遜色。兩次感評結果表明，色澤方面，先蒸后烤的加熱方式得分較高，表皮鮮亮有光澤；而先烤后蒸加熱方式得分最低，表皮顏色較暗，無光澤。因此蒸汽的引入時間對蝦色澤影響較大，后期加入蒸汽使蝦皮暗淡無光澤，這一結果與色差檢測結果相吻合。皮肉分離程度方面，烤蝦的皮肉不易分離，蝦皮不容易剝除，得分最低；蒸烤交替模式皮肉易分離，蝦皮最容易剝除，得分最高；其他3 種模式中純蒸和先蒸后烤得分高于先烤后蒸。質地和滋味方面，純蒸和蒸烤交替得分高于其他3 種模式；純蒸模式下蝦軟硬適中且彈性較好；純烤模式下蝦的質地較硬，得分最低；先蒸后烤的質地和滋味得分優于先烤后蒸模式；滋味結果顯示先烤后蒸模式表現最差，可能是由于蝦中的鮮味氨基酸所占比例最高，但苦味氨基酸占比也較高，且甜味氨基酸比例最低，造成其滋味不平衡；蒸烤交替模式下蝦的滋味得分最高，這與蒸烤交替模式下蝦的甜味氨基酸比例最高，而苦味氨基酸比例最低結果一致。濕潤性和咀嚼性結果類似，純烤模式下蝦的水分含量較少，咀嚼性過強，得分最低；其他4 種模式中，純蒸的蝦水分含量較多，得分最高，先蒸后烤、先烤后蒸和蒸烤交替3 種模式下蝦的水分含量較為相似；先烤后蒸的蝦稍軟爛，咀嚼性得分低于純蒸、先蒸后烤和蒸烤交替；這一結果與質構特性分析所測得的硬度和彈性結果相一致。

3 結 論

不同蒸烤模式對南美白對蝦的影響較為顯著。在色差方面，先烤后蒸模式下蝦皮顏色明顯比其他4 種模式暗；純烤的蝦肉最白，肌肉顏色最紅，而先烤后蒸的蝦肉最暗，蝦肉微偏綠色。在質構方面，純烤模式下蝦的硬度和咀嚼性都顯著高于其他4 種加熱模式，純蒸模式下蝦的彈性較高，先烤后蒸模式下蝦的硬度顯著低于其他4 種加熱模式。游離氨基酸分析結果表明，純蒸模式下蝦的游離氨基酸總量最多；蒸烤交替模式下蝦的甜味氨基酸比例最高，苦味氨基酸比例最低。在感官評價方面，純蒸和蒸烤交替兩種模式表現最優，其次是先蒸后烤，而純烤和先烤后蒸兩種模式較差；其中純烤模式的蝦水分含量較少，質地較硬且咀嚼性過高；而先烤后蒸的蝦肉質較軟爛。綜合所有指標，在南美白對蝦的不同蒸烤模式中，純蒸和蒸烤交替模式最優，其次是先蒸后烤，純烤和先烤后蒸加熱模式較差。