徐 姝，刘冬梅，王 勇，陈东坡，周 鹏,*
（1.江南大学 食品科学与技术国家重点实验室，江苏 无锡 214122；2.杭州老板电器股份有限公司，浙江 杭州 311100）
南美白对虾学名凡纳对虾，又称白脚虾，属节肢动物门、甲壳纲、十足目、对虾科、滨对虾属。南美白对虾属大型海水虾，是迄今世界上养殖产量最高的三大优良虾种（斑节对虾、中国对虾及南美白对虾）之一[1-4]。南美白对虾营养价值较高，其性温、味甘，具有补肾壮阳、通乳脱毒的功效[5-7]，且具有生长快、抗病力强[2]、耐高密度养殖、肌肉质地鲜嫩、含肉率高等特点[8]，是一种经济价值高的水产品，深受国内外消费者喜爱。
游离氨基酸又称为非蛋白氨基酸，是一类重要的呈味成分，其含量会直接影响食物的鲜美程度[9]。游离氨基酸种类较多，不同结构所呈现的滋味也不同，如谷氨酸（Glu）和天冬氨酸（Asp）呈鲜味，苏氨酸（Thr）、甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）等具有甜味，而组氨酸（His）、甲硫氨酸（Met）、亮氨酸（Leu）则呈苦味等不良风味[10-11]。与其他食物相比，水产品中富含游离氨基酸，鲜味是水产品的主要味觉特征[12]。
在虾类产品加工过程中，加热方式对其食用品质极其重要，会显着影响南美白对虾产品的外观、质构和风味成分。Lascorz等[13]研究发现加热方式和加热时间是影响对虾产品品质的关键因素。近几年来，质构仪在食品领域的应用越来越广泛，但多数集中在果蔬和禽畜产品方面，在水产品尤其是对虾产品中的应用较少；此外，对于水产品游离氨基酸的研究主要集中在不同品种、不同部位、不同蒸煮时间对游离氨基酸含量的影响[14-16]，而对于加热方式对南美白对虾游离氨基酸含量变化的研究较少。因此，本实验以南美白对虾为研究对象，采用不同的蒸烤模式，研究南美白对虾色差值、质构及游离氨基酸含量的变化情况，以确定最佳的蒸烤模式，以期提高对虾的食用品质。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
南美白对虾（厄瓜多尔冷冻白虾，质量为（23±5）g）购于京东超市。
三氯乙酸（分析纯）、乙酸钠（分析纯）、醋酸（分析纯）、四氢呋喃（色谱纯）、三乙胺（色谱纯）、乙腈（色谱纯）、甲醇（色谱纯）均购于国药集团化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
S226嵌入式蒸箱、C906嵌入式蒸烤一体机 杭州老板电器股份有限公司；UT 322高精度接触式温度计（K型热电偶） 优利德科技（中国）股份有限公司；CR-400色彩色差计 柯尼卡美能达（中国）投资有限公司；TA.XT plus物性测试仪 英国Stable Micro Systems公司；1100氨基酸专用高效液相色谱仪 美国安捷伦科技有限公司；PL2002电子天平 梅特勒-托利多（上海）有限公司；超声清洗仪 上海科导超声仪器有限公司；D-37520 Osterode离心机 美国Thermo Fisher Scientific公司。
1.3 方法
1.3.1 样品前处理
将购买的白虾放在4 ℃冰箱中过夜解冻，解冻后剪去虾足和须并用牙签挑去虾线，用自来水冲洗几次，再用吸水纸擦干对虾表面的水。称量每只虾的质量，选取质量在（21.5±1.0）g范围内的白虾作为实验原料；称取10 个处理好的虾作为一组，按质量加10%的料酒腌制15 min。烤架上铺上铝箔纸，每盘虾上插入3 个热电偶，热电偶插入虾的第二腹节。预热蒸箱或蒸烤一体机，待虾的中心温度回复至17 ℃左右，置于预热好的蒸箱或烤蒸一体机内，待样品中心温度达到75 ℃停止加热。
1.3.2 样品最佳烤蒸模式选择
根据智能蒸烤箱所提供模式，选择纯蒸、纯烤、先蒸后烤、先烤后蒸、蒸烤交替5 种蒸烤蒸模式：纯蒸模式根据不同的蒸汽量控制温度在85、90、95、100 ℃；纯烤模式选择快热、焙烤、风扇烤及强烧烤4 种烤制模式进行烤制；先蒸后烤模式通过不同的蒸制、烤制时间和模式确定；先烤后蒸模式通过不同的烤制、蒸制时间和模式确定；蒸烤交替模式先固定烤制模式，再于不同的时间段加入蒸汽以达到蒸烤交替的目的。根据前期感官评价结果确定最佳的纯蒸模式为90 ℃蒸至最佳终点温度，最佳纯烤模式为180 ℃风扇烤至最佳终点温度，最佳先蒸后烤模式为先100 ℃蒸制1 min再180 ℃风扇烤至最佳终点温度，最佳先烤后蒸模式为180 ℃风扇烤3 min再蒸至最佳终点温度，最佳烤蒸交替模式为180 ℃风扇烤，第2分钟加1 次蒸汽至最佳终点温度，对5 种加热模式的虾进行感官评定及指标测定。
1.3.3 汁液损失率的测定
加热处理前，用吸水纸吸干虾表面多余的水分，再用电子天平称质量，记为m1/g；加热处理后，待虾冷却至室温，用吸水纸吸干虾表面多余的水分，用电子天平称质量，记为m2/g。按下式计算热处理后汁液损失率，每种加热方法处理后平行测定6 次。
1.3.4 色差值的测定
各加热模式的南美白对虾于室温下冷却30 min后，采用CR-400色彩色差计测定各样品的虾皮色泽和虾肉色泽；其中虾皮测定位置为第二腹节表皮，虾肉测定位置为脱壳后虾仁第二腹节与第三腹节横切面，与文献[5,12]感官评分表中的表皮色泽指标相对应，作为一种客观分析的方法。色差值L*值代表黑白偏差量，正数表示偏白，负数表示偏黑；a*值代表红绿偏差量，正数表示偏红，负数表示偏绿；b*值代表黄蓝偏差量，正数表示偏黄，负数表示偏蓝。
1.3.5 质构特性测定
各加热模式的南美白对虾室温冷却30 min后进行质构特性测定。选取脱壳后虾仁的第三腹节进行质地剖面分析（texture profile analysis，TPA）测定，选用P/50柱形探头，测前速率2.00 mm/s、测中速率1.00 mm/s、测后速率1.00 mm/s、压缩程度50%、时间间隔3 s、压缩次数2 次，每组样品分别进行10 次平行实验，结果取平均值。
1.3.6 游离氨基酸含量的测定
将新鲜的虾和蒸烤后的虾绞碎，准确称取1.0 g于25 mL具塞试管，用5 g/100 mL三氯乙酸定容至25 mL，常温超声20 min，静置过夜。用双层滤纸过滤，取1 mL澄清滤液于1.5 mL离心管内，15 000 r/min离心30 min，取400 μL的上清液，用0.22 μm的水系滤膜过滤，装入液相小瓶中，用氨基酸专用高效液相色谱仪测定分析。
氨基酸自动分析测定条件：色谱柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）、柱温40 ℃；流动相：A相：称取8.0 g结晶乙酸钠于1 000 mL烧杯中，加入1 000 mL水搅拌至所有结晶水溶解，再加入225 μL三乙胺，搅拌并滴加体积分数5%的醋酸溶液，将pH值调至7.20±0.05，加入5 mL四氢呋喃，混合后备用；B相：称取8.0 g结晶乙酸钠于800 mL烧杯中，加入400 mL水搅拌至所有结晶溶解，滴加体积分数2%醋酸溶液，将pH值调至7.20±0.05，加入800 mL乙腈和800 mL甲醇，混合后备用。
1.3.7 感官评价
感官评价采用评分法进行，利用“盲法”对虾的色泽、皮肉分离程度、质地、湿润性、咀嚼性和滋味6 个指标打分，并采用“0～4评分法”确定各个指标的权重。感官评价小组由10 名评价员组成，对其进行为期15 d的感官训练，使其明确各指标的意义并能准确作出判断。感官评定过程中，评价员根据感官评分表对不同样品作出判断，在评价后一个样品前需漱口并休息1 min后进行。评分标准如表1所示。
1.4 数据处理与分析
采用SPSS 20.0软件对实验结果进行统计分析，用单因素方差分析法进行显着性分析，采用Duncan’s multiple range test法比较单个平均值之间的差异，P＜0.05时表明结果间存在显着差异；用Origin 9.0软件作图。每个实验组样品数量为10 只。
2 结果与分析
2.1 不同蒸烤模式下虾的中心升温曲线
图1 不同蒸烤模式下虾的升温曲线Fig.1 Temperature rise curves of shrimps during cooking by different methods
美国农业部规定虾的内部最低安全温度即能够使虾肉色泽像珍珠且不再透明的温度[17]。为了最大限度地保持虾肉原有的风味和营养，同时能杀死大多数微生物，根据前期预实验结果，设定中心温度达到75 ℃为加热终点温度。控制虾的初始温度为（20±3）℃，由图1可知，不同的蒸烤模式下虾肉的升温速率有所不同，纯烤模式所用时间最长，纯蒸、先烤后蒸和蒸烤交替模式所用时间相差较小，先蒸后烤模式所用时间最短。
2.2 蒸烤模式对南美白对虾汁液损失率的影响
图2 不同蒸烤模式南美白对虾的汁液损失率Fig.2 Cooking loss rates of shrimps with different cooking methods
汁液损失率能直观地体现出加热过程中虾水分及水溶性成分的流失情况。蒸烤模式以及加热温度的不同造成虾的汁液损失率也有所不同。不同蒸烤模式下南美白对虾汁液损失率如图2所示，纯蒸模式与先蒸后烤样品汁液损失率显着低于另外3 种模式样品（P＜0.05），纯蒸样品汁液损失率最小，仅为（3.43±0.08）%，纯烤样品的汁液损失率最大，为（10.42±1.31）%。先烤后蒸和蒸烤交替两种模式下的汁液损失率差异较小，分别为（8.22±0.06）%和（7.91±1.13）%。不同加热模式处理后水分的流失和扩散会直接影响虾肉的感官评价，因此，不同蒸烤模式的虾汁液损失率不同可能导致其口感存在明显差异。
2.3 蒸烤模式对南美白对虾色差值的影响
图3 不同蒸烤模式南美白对虾的色差值Fig.3 Color parameters of shrimps subjected to different cooking methods
色差是评价水产品的一个重要指标，L*、a*、b*值大小不同代表颜色深浅不同。不同蒸烤模式下虾皮的色差值如图3A所示，先蒸后烤模式下虾皮的L*值最高，显着高于纯蒸、纯烤和先烤后蒸模式，与先蒸后烤的L*值没有显着差异；其中先烤后蒸的L*值最低。各样品a*值为正，说明虾皮整体呈红色，纯烤和先蒸后烤两种模式下虾的a*值显着高于其他3 种模式（P＜0.05），先烤后蒸的虾a*值最低，表明其颜色较暗淡。b*值为正，表明虾整体偏黄色，虾的b*值结果与a*值结果类似，纯烤的虾的虾a*值显着高于其他4 种模式，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*值均显着低于其他4 种模式，先蒸后烤的L*、a*、b*值显着高于其他4 种模式。
大多数甲壳类动物，如螃蟹、虾、龙虾等所呈现的红色都是虾青素积累造成的，一些鱼类，如鲑鱼的体色也是虾青素积累的结果[3,18]。南美白对虾的色泽主要取决于虾肉中的虾青素含量[3,19]。另外，虾仁的色泽与水分含量及蛋白质变性等多方面也有关系，而肌红蛋白变色[20]、美拉德反应[21]、糖基化反应等也会引起虾色泽的变化[3]。Hosseinpour等[22]研究发现色泽变化与蛋白质变性程度之间有着一定的联系，由于蛋白质变性聚集及蛋白质与糖类成分的反应阻碍了光的传播，导致蛋白质的透光度减弱，色差值增大[23]。由图3B不同蒸烤模式下虾肉的色差值可知，纯烤样品的L*值最高，其次是先蒸后烤样品，先烤后蒸样品的L*值最低，表明纯烤的虾肉最亮，先烤后蒸的虾肉最暗。a*值和b*值结果与L*值类似，纯烤样品的值较大，先烤后蒸样品的值显着低于其他几种加热模式（P＜0.05）。虾肉的色差结果表明纯烤的虾肉最亮，颜色最红，而先烤后蒸的虾肉最暗，颜色偏绿。
虾青素能通过酯基和亚氨基分别与脂肪和甲壳素结合[24]，同时，还能通过亚氨基与蛋白质结合，虾青素与蛋白质结合形成虾青素蛋白[25]，这些化合物在新鲜虾中的颜色是从蓝色到绿色，当蛋白质部分变性或部分与类胡萝卜素分离时，颜色变为红色[26]。新鲜南美白对虾的虾青素稳定、含量较高，故虾体呈蓝绿色，受热后，蛋白质变性，虾青素氧化分解，虾红素暴露，使得虾肉颜色偏向红色[14]。
2.4 蒸烤模式对南美白对虾质构特性的影响
硬度是指使食品达到一定形变所需要的力，是食品保持形状的内部结合力[27]。弹性反映了外力作用时变形及去力后的恢复程度，其反映的是视觉效果[1,28]。咀嚼性与硬度、凝聚性和弹性有关，是指将固体食品咀嚼到可吞咽时所需做的功，数值上等于硬度与凝聚性和弹性的乘积[27]。凝聚性表示对食物咀嚼时的抵抗性[27]。咀嚼肌肉时受到的抵抗力大则凝聚性大，表明肌肉细胞间的结合力大；反之，在咀嚼肌肉时受到的抵抗力小则凝聚性小，肌肉细胞可能受损使其细胞间结合力变小[28]。
图4 不同蒸烤模式南美白对虾的质构特性Fig.4 Texture characteristics of shrimps subjected to different cooking methods
本实验用TPA法测定了各加热模式下虾的硬度、弹性、凝聚性、咀嚼性。硬度、弹性、凝聚性、咀嚼性结果如图4所示，可以看出纯烤模式下虾的硬度和咀嚼性都显着高于其他4 种加热模式；纯蒸模式下虾的弹性较高；先烤后蒸模式下虾的硬度低于其他4 种加热模式，可能是由于先烤后蒸加热模式使虾肉质变得软烂。在受热过程中，虾仁蛋白质的变化是造成其硬度、弹性等质构特性变化的主要原因[29-30]。另外，曹荣等[31]研究发现南美白对虾肌肉纤维较粗，肌肉纤维间的空隙较小，肌肉纤维结构比较紧密，在加热过程中易发生凝集，因而硬度较大。
2.5 不同蒸烤模式对南美白对虾游离氨基酸的影响
虾肉中大多数游离氨基酸对呈味具有一定的贡献作用，可将游离氨基酸分成鲜、甜和苦3 类。鲜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、丝氨酸、苏氨酸和脯氨酸，苦味氨基酸包括精氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、半胱氨酸、赖氨酸和酪氨酸。
表2 不同蒸合模式下南美白对虾游离氨基酸含量的变化Table 2 Changes in free amino acid content of Penaeus vannamei under different steaming modes mg/100 g
生虾、纯蒸、纯烤与不同蒸烤结合模式下虾的游离氨基酸含量变化如表2所示，本实验共测得17 种游离氨基酸，因色氨酸与酸反应损失，故未能检出。由表2可以看出，无论是生虾还是不同蒸烤模式下的南美白对虾，虾肉中大量游离氨基酸均为甘氨酸、精氨酸、丙氨酸、脯氨酸，这与Zhou Meng[32]和姜慧娴[33]等的结果一致。甘氨酸、丙氨酸及脯氨酸为甜味氨基酸的主要成分，4 种游离氨基酸含量的总和占游离氨基酸总量的85%左右。甘氨酸和丙氨酸有舒适的甜味，精氨酸是海鲜食物中的一种重要的风味物质[5]。由表2可以看出，纯蒸模式下虾肉中各游离氨基酸含量几乎均高于其他4 种加热模式；另外，游离氨基酸总量也表明纯蒸模式的虾肉总量最高，为2 256.00 mg/100 g，显着高于先蒸后烤（1 881.40 mg/100 g）和蒸烤交替（1 883.11 mg/100 g）（P＜0.05）。游离氨基酸在加热过程中发生变化的原因可能是加热处理会导致含氮物质的成分变化[34]，一方面，随着温度增加和时间延长，蛋白质会发生降解导致游离氨基酸含量增加[35-36]；另一方面，游离氨基酸会发生脱氨、脱羧等反应而转化为烃、醛、胺等，从而使其含量降低[37]。
图5 不同蒸烤模式南美白对虾呈味氨基酸占总游离氨基酸比例及含量Fig.5 Ratio of taste amino acids to total free amino acids in shrimps and their contents subjected to different cooking methods
由图5可以看出，不管采用何种加热方式，南美白对虾中3 类呈味氨基酸的含量大小顺序均为甜味＞苦味＞鲜味，说明南美白对虾肉糜中甜味比例较大。先烤后蒸模式下虾肉中的鲜味氨基酸含量（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%）也较高；甜味氨基酸含量为1 206.57 mg/100 g，所占比例较高。蒸烤交替模式的虾中甜味氨基酸比例最高，为63.10%；而苦味氨基酸比例最低，占游离氨基酸总量的33.16%；鲜味氨基酸所占比例仅次于先蒸后烤模式，为4.01%。
甲壳类水产食品的滋味物质、游离氨基酸的含量、呈味特性和其味道的鲜美程度有密切关系[38]。如表2所示，多数氨基酸具有一定的甜味，而甜味是水产品的一个重要滋味特征，甜味物质与水产品中的鲜味物质协同呈味，呈现出水产品鲜美的滋味[12,39]。甘氨酸和丙氨酸对蟹、虾等水产品风味有重要贡献[38]，例如虾蟹肉中特有的甜味是因为肌肉中含有较多的甘氨酸、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，甘氨酸在提供鲜甜味的同时也能减少苦味，丙氨酸是略带苦味的甜味氨基酸，与谷氨酸、鸟苷酸、肌苷酸等能产生鲜味相乘作用。此外，精氨酸虽然呈苦味但能够平衡其他滋味赋予水产品鲜腥味[38]。Higgins等[40]发现甲壳纲动物中游离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。虽然鲜味氨基酸所占总游离氨基酸的比例最小，但鲜味氨基酸赋予了水产品特有的滋味。鲜味并不是一种单一的味觉，其不仅可以平衡酸、甜、苦、咸这4 种味觉，还具有增强风味的作用[38]。另外，Hanifah等[41]研究发现苦味氨基酸如苯丙氨酸、酪氨酸，其含量低于呈味阈值时，可增强其他氨基酸的鲜味和甜味。
2.6 不同蒸烤模式对南美白对虾感官评分的影响
表3 不同蒸烤模式南美白对虾的感官评分结果Table 3 Sensory evaluation scores of shrimps subjected to different cooking methods
图6 不同蒸烤模式南美白对虾的感官评分结果Fig.6 Radar maps of sensory evaluation of shrimps subjected to different cooking methods
感官评分实验进行了两批，每批10 名感官评价员根据感评标准对不同蒸烤模式下加热的虾进行打分。根据0～4评分法计算出各感官指标的权重，分别为色泽15%、皮肉分离程度10%、质地20%、湿润性15%、咀嚼性15%、滋味25%。据此计算各加热模式的总分，感官评分结果如表3所示，两批感官评价的结果较为一致，纯蒸和蒸烤交替加热模式总分优于先蒸后烤，而先烤后蒸和纯烤模式较差。
经过不同蒸烤模式加热的南美白对虾感官特性有所不同。图6为不同蒸烤模式下南美白对虾的两次感官评定（指标为色泽、皮肉分离程度、质地、湿润性、咀嚼性、滋味）结果。对比两次感官评定结果，蒸烤交替和纯蒸两种模式加热的南美白对虾在各方面的评分均较高，且较为稳定，而纯烤和先烤后蒸两种模式则略显逊色。两次感评结果表明，色泽方面，先蒸后烤的加热方式得分较高，表皮鲜亮有光泽；而先烤后蒸加热方式得分最低，表皮颜色较暗，无光泽。因此蒸汽的引入时间对虾色泽影响较大，后期加入蒸汽使虾皮暗淡无光泽，这一结果与色差检测结果相吻合。皮肉分离程度方面，烤虾的皮肉不易分离，虾皮不容易剥除，得分最低；蒸烤交替模式皮肉易分离，虾皮最容易剥除，得分最高；其他3 种模式中纯蒸和先蒸后烤得分高于先烤后蒸。质地和滋味方面，纯蒸和蒸烤交替得分高于其他3 种模式；纯蒸模式下虾软硬适中且弹性较好；纯烤模式下虾的质地较硬，得分最低；先蒸后烤的质地和滋味得分优于先烤后蒸模式；滋味结果显示先烤后蒸模式表现最差，可能是由于虾中的鲜味氨基酸所占比例最高，但苦味氨基酸占比也较高，且甜味氨基酸比例最低，造成其滋味不平衡；蒸烤交替模式下虾的滋味得分最高，这与蒸烤交替模式下虾的甜味氨基酸比例最高，而苦味氨基酸比例最低结果一致。湿润性和咀嚼性结果类似，纯烤模式下虾的水分含量较少，咀嚼性过强，得分最低；其他4 种模式中，纯蒸的虾水分含量较多，得分最高，先蒸后烤、先烤后蒸和蒸烤交替3 种模式下虾的水分含量较为相似；先烤后蒸的虾稍软烂，咀嚼性得分低于纯蒸、先蒸后烤和蒸烤交替；这一结果与质构特性分析所测得的硬度和弹性结果相一致。
3 结 论
不同蒸烤模式对南美白对虾的影响较为显着。在色差方面，先烤后蒸模式下虾皮颜色明显比其他4 种模式暗；纯烤的虾肉最白，肌肉颜色最红，而先烤后蒸的虾肉最暗，虾肉微偏绿色。在质构方面，纯烤模式下虾的硬度和咀嚼性都显着高于其他4 种加热模式，纯蒸模式下虾的弹性较高，先烤后蒸模式下虾的硬度显着低于其他4 种加热模式。游离氨基酸分析结果表明，纯蒸模式下虾的游离氨基酸总量最多；蒸烤交替模式下虾的甜味氨基酸比例最高，苦味氨基酸比例最低。在感官评价方面，纯蒸和蒸烤交替两种模式表现最优，其次是先蒸后烤，而纯烤和先烤后蒸两种模式较差；其中纯烤模式的虾水分含量较少，质地较硬且咀嚼性过高；而先烤后蒸的虾肉质较软烂。综合所有指标，在南美白对虾的不同蒸烤模式中，纯蒸和蒸烤交替模式最优，其次是先蒸后烤，纯烤和先烤后蒸加热模式较差。
