微波熟制對小龍蝦營養與風味的影響

徐文思

楊祺福1,2,3,4,5

趙子龍1,2,3,4,5

閆明珠1,2,3,4,5

吳雙慶1

王 燕1,2,3,4,5

楊品紅1,2,3,4,5

(1. 湖南文理學院生命與環境科學學院，湖南 常德 415000；2. 水產高效健康生產湖南省協同創新中心，湖南 常德 415000；3. 環洞庭湖水產健康養殖及加工湖南省重點實驗室，湖南 常德 415000；4. 水生動物重要疫病分子免疫技術湖南省重點實驗室，湖南 常德 415000；5. 常德市農業生物大分子研究中心，湖南 常德 415000)

小龍蝦，學名克氏原螯蝦(Procambarusclarkii)，是中國水產產業經濟的重要組成。近年來，因其肉質鮮美，營養豐富，且口味多樣而備受人們喜愛[1]。小龍蝦是高蛋白、低脂肪的優質水產品，不飽和脂肪酸含量豐富，富含多種必需氨基酸[2]。目前關于小龍蝦的熟制加工工藝多集中于蒸煮、烤制、油炸和微波4種處理方式，與其他加熱方式相比，微波加熱具有加熱快、效率高、方便快捷、綠色環保等優點而被廣泛應用于小龍蝦的熱加工[3]。由于傳熱介質的不同，不同熱加工方式下，蝦肉中的大分子物質會發生不同程度變化，從而使其營養與風味不同[4]。

微波熟制后小龍蝦中的水分和質量損失高于水煮熟制工藝的，且加熱時間越長損失越多；隨著微波加熱時間及功率的增加，小龍蝦的質量損失和水分流失隨之增加，進而影響蝦肉的質構、剪切性、擠壓損失和口感[5]。但是對于南美白對蝦和南極磷蝦而言，微波相對于煮制可以得到更高含量的游離氨基酸、必需氨基酸和鮮甜味氨基酸等滋味[6]。微波中火加熱，干燥速率快，但嚴重影響了小龍蝦的外觀和肉的質地，采用中低火，干燥速率相對較慢，但肉的質構得到了很大改善；隨著微波時間的增加，小龍蝦肉的硬度增大；彈性先顯著增大后減小，微波中低火5 min，產品肉質緊密，口感良好[7]。然而微波處理后的小龍蝦，有關其營養與風味的變化研究尚未見報道。研究擬分析微波加熱處理后的小龍蝦與未經微波處理的小龍蝦的營養成分和風味成分，旨在為小龍蝦加工方式對其營養品質的變化規律研究提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

鮮活小龍蝦：市售；

鹽酸、氫氧化鈉、濃硫酸、甲醇、氯化鈣、石油醚、苯酚、無水硫酸鈉、丙酮等：分析純，湖南匯虹試劑有限公司；

正己烷、乙腈、二氯甲烷等：色譜純，上海麥克林生化科技有限公司；

胞苷酸(CMP)、腺苷酸(AMP)、鳥苷酸(GMP)、肌苷酸(IMP)標準品：上海源葉生物科技有限公司。

1.1.2 主要儀器設備

微波爐：EM7KCGW3-NR型，廣東美的廚房電器制造有限公司；

粗脂肪測定儀：SZF-06A型，上海昕瑞儀器儀表有限公司；

自動凱氏定氮儀：KT8400型，福斯分析儀器有限公司；

氣相色譜—質譜儀：7820A GC-5977E MSD型，美國安捷倫科技公司；

超高效液相色譜儀：AcQuity H class型，美國Waters公司。

1.2 方法

1.2.1 原料預處理 小龍蝦清洗后，加入適量白醋，浸泡1 h吐沙，洗凈后取10只左右的小龍蝦，將頭部稍微捏碎防止微波處理時蝦體脹破，放入大小合適的容器中，分別于微波功率210，350 W下(工作頻率2 450 MHz)處理5 min[7]。冷卻后剝殼，可食用部分凍干備用。

1.2.2 基本營養成分分析

(1) 水分：根據GB 5009.3—2016直接干燥法。

(2) 灰分：根據GB 5009.4—2016干法灰化法。

(3) 脂肪：根據GB 5009.6—2016索氏提取法。

(4) 粗蛋白：根據GB 5009.5—2016凱氏定氮法。

(5) 總糖：根據GB/T 9695.31—2008苯酚—硫酸法。

1.2.3 總氨基酸含量測定 根據文獻[1]。

1.2.4 脂肪酸含量測定 根據文獻[8]。

1.2.5 游離氨基酸含量測定 根據文獻[1]。

1.2.6 呈味核苷酸含量測定 根據GB 5413.40—2016。

1.2.7 味精當量(EUC)測定 根據文獻[9]。

1.2.8 數據處理 使用SPSS 25.0軟件進行單因素方差分析(One-Way ANOVA)，字母不同表示差異顯著(P<0.05)，所有試驗平行3次。

2 結果與分析

2.1 基本營養成分

由表1可知，未經處理的小龍蝦水分含量與210 W微波處理的無明顯區別，但350 W微波處理的小龍蝦水分含量與前兩者均存在顯著差異，說明低功率微波處理對小龍蝦水分含量并無明顯影響。灰分含量無明顯變化，說明微波高溫加熱未對小龍蝦肉中的礦物質等成分造成損失；隨著微波功率的增大，粗脂肪和總糖含量顯著減少，而粗蛋白含量增加。粗蛋白一般是指一些含氮化合物，微波功率增大后，可能使一些非蛋白含氮化合物有所增加；也可能由于電磁波高頻作用導致蛋白質結構變化、變性及聚集行為發生改變[10]，微波加熱對蛋白質結構的破壞較為嚴重[11]，微波功率大會導致水溶性蛋白溶出而易被檢出。

表1 微波熟制小龍蝦基本營養成分Table 1 Basic nutrient components of crayfish treated by microwave %

2.2 總氨基酸組成分析

由表2可知，小龍蝦中共檢出18種氨基酸。未處理與210，350 W微波處理后小龍蝦肌肉中氨基酸含量分別為(1 665.84±42.45)，(1 528.85±21.71)，(1 474.54±3.40) mg/g。其中必需氨基酸分別占氨基酸總量的69.73%，70.16%，64.84%。無論是氨基酸總量還是必需氨基酸含量，350 W 微波處理的均有損失的趨勢。研究[1]表明，優質蛋白質其EAA/TAA值為40%左右，EAA/NEAA值為60%左右。小龍蝦經微波熟制后，其EAA/TAA值和EAA/NEAA值分別為65%，185%。綜上，小龍蝦本身肉質氨基酸種類齊全，微波熟制后的蝦肉仍可保留豐富的營養成分，微波加熱處理并未對氨基酸造成嚴重影響。

表2 微波熟制小龍蝦總氨基酸組成分析?Table 2 Analysis of total amino acids composition of crayfish treated by microwave mg/g

由表3可知，不同微波功率下熟制后的小龍蝦中必需氨基酸評分均高于FAO/WHO建議的氨基酸參考值，其中評分最高的是賴氨酸。必需氨基酸的AAS>1，說明必需氨基酸均衡性佳，是一種優質全面的蛋白質[1]。隨著微波功率的增大，必需氨基酸含量有顯著損失，所以350 W微波熟制后小龍蝦的氨基酸評分顯著降低，但仍高于氨基酸參考值，因此該熟制工藝導致的必需氨基酸的損失是可以接受的。

表3 微波熟制的小龍蝦必需氨基酸評分Table 3 Amino acid scores of crayfish treated by microwave mg/g Pro

2.3 脂肪酸組成分析

由表4可知，小龍蝦中共檢出22種脂肪酸，其中14種脂肪酸在所有樣品中均有檢出。不同微波功率下，同種脂肪酸含量的變化規律也不盡相同(C18:1n7、C22:1n11損失；C18:1n9、C20:2n6、C22:4n6生成；C19:1n9、C19:0、C22:5n3低微波功率消失，高微波功率生成)，而影響脂肪酸含量的因素較多，高頻或高溫加熱可能影響直鏈脂肪酸結構的變化，同時其他脂肪酸前體物質也會轉變生成新的脂肪酸結構。微波熟制對小龍蝦中飽和脂肪酸(SFA)含量無顯著影響；210 W微波下的單不飽和脂肪酸(MUPA)和多不飽和脂肪酸(PUFA)均無顯著變化，而350 W熟制后MUPA降低，PUFA升高。微波處理可能會引起脂肪酸發生不同程度的化學反應，含有碳碳雙鍵的MUFA和PUFA穩定性不及SFA，但SFA∶MUFA∶PUFA仍基本保持在1∶1∶1。PUFA是人體所需的必需脂肪酸，其在降血脂、改善血液循環、抑制血小板凝集、阻抑動脈粥樣硬化斑塊和血栓形成，心腦血管病等方面有著很好的作用[13]。PUFA中，均檢測到了ω-6系列的亞油酸(LA)、花生四烯酸(ARA)和DHA(C22:6n6)，ω-3系列的EPA(C20:5n3)，除了亞油酸受微波功率影響顯著降低外，花生四烯酸、DHA和EPA含量在350 W下升高。雖然高功率微波對脂肪酸有一定影響，但整體脂肪酸組成變化卻在可接受程度內。

表4 微波熟制小龍蝦脂肪酸組成分析?

2.4 游離氨基酸分析

由表5可知，小龍蝦中共檢出18種游離氨基酸，隨著微波功率的增大，小龍蝦中游離氨基酸總含量顯著降低；呈鮮、甜味氨基酸含量也明顯下降。鮮甜味氨基酸會使小龍蝦呈現獨特的味道，說明微波處理會明顯影響小龍蝦的口味。味道強度值(TAV)代表呈味物質在食品中的含量與其味道閾值的比值，呈味物質的TAV>1，說明該呈味物質對食品的滋味有顯著貢獻，值越高，貢獻越大，<1時貢獻較小[14-15]。Asp、Glu、Arg、Gly、Thr、Ala等呈鮮、甜味游離氨基酸的TAV值均隨微波功率的增大而降低，說明滋味也明顯減弱。同理，克氏原螯蝦經蒸制10 min后，蝦尾肌肉中的Gly、Thr含量下降，總體甜味變淡[16]。

表5 微波熟制小龍蝦游離氨基酸分析?Table 5 Analysis of free amino acids of crayfish treated by microwave

2.5 呈味核苷酸分析

由表6可知，隨著微波功率的增大，CMP、GMP、IMP和AMP 4種游離核苷酸及其總量均顯著下降。微波加熱功率越大，對小龍蝦中的IMP、GMP和AMP含量影響越大。GMP的TAV值也由未微波的1.61逐漸降低至0.47，AMP的TAV值雖然>1，但350 W微波加熱后也明顯減小，說明微波加熱處理對小龍蝦呈味核苷酸的影響較大。呈味核苷酸與其他鮮味劑混合后，鮮味可提高數10倍，具有一定的協同增效作用，可降低鮮味閾值[9]。GMP、IMP的鮮味閾值分別為12.5，25.0，等量混合后，鮮味閾值降為6.3。而谷氨酸鈉分別與IMP、GMP按1∶1混合使用時鮮味強度分別增大了8，30倍[19]。此外，呈味核苷酸對甜味、肉味、醇厚感有增效作用，對酸味、苦味、腥味、焦味等不良風味有掩蓋或抑制作用[20]。

表6 微波熟制小龍蝦呈味核苷酸分析Table 6 Analysis of nucleotides of crayfish treated by microwave

2.6 鮮味強度分析

由表7可知，未微波及210，350 W微波熟制后小龍蝦肌肉的鮮味強度分別為1.47，0.23，0.16 g MSG/100 g，微波加熱后小龍蝦肌肉中的EUC當量值顯著降低，說明微波加熱處理對小龍蝦的鮮味滋味影響較大，與TAV的結果一致。

表7 微波熟制小龍蝦鮮味強度分析Table 7 Analysis of umami intensity of crayfish treated by microwave

3 結論

試驗表明，營養成分方面，水分在210 W微波5 min后無顯著變化，在350 W時顯著降低；高頻率微波會使水分含量降低，一定程度上延長食品的貨架期，但同時也會影響食物的口感；灰分在微波處理后未發生顯著變化；粗脂肪和總糖含量在微波處理后顯著下降；粗蛋白含量卻升高，脂肪和蛋白質是動物源食品中重要的風味前體物質。飽和脂肪酸在微波加熱后有明顯變化；必需氨基酸含量在微波處理后顯著降低，但必需氨基酸評分仍在氨基酸參考值以上，仍保留較高的營養價值。風味成分方面，微波加熱處理使小龍蝦肉中令人愉悅的鮮、甜味氨基酸含量和呈味核苷酸含量顯著降低，其味道強度值和味精當量也隨微波功率的增大而減小。所以微波加熱處理一定程度上會顯著影響小龍蝦的風味及口感，但營養成分并無顯著損失，在可接受范圍內。微波加熱技術在小龍蝦加工過程的應用具有一定的潛力，除了營養與風味外，微波小龍蝦的品質指標如色澤、質構、口感等方面要優于其他加工方式，后續將進一步對其品質變化規律進行探究。