2021,
Vol. 30
2. 中国水产科学研究院黄海水产研究所, 山东 青岛 266071;
3. 中华人民共和国黄岛海关, 山东 青岛 266555
虾类产品营养丰富，味道鲜美，深受消费者青睐。随着人们生活水平的提高，对虾类产品的需求大幅增长。以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)为例，自1988年从南美洲引进我国后，迅速发展成为最重要的虾类养殖品种之一[1]，2019年全国总产量高达181.56万t[2]。鲜虾易发生腐败变质，货架期短[3]，因此虾的加工对产业发展具有重要意义。目前虾类加工仍以冷冻品为主。即食虾干制品不仅口感好、风味独特，而且在加工过程中有效控制了产品水分含量，便于存贮[4-5]，成为近几年逐渐兴起的一类虾加工产品。
水产品富含多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid，PUFA)，这是其营养价值优于畜禽产品的重要原因之一。但PUFA在加工和贮藏过程中易发生氧化和分解，这与原料脂质组成、加工条件、光照等因素密切相关。适量的脂质氧化能够改善产品风味，增加消费者接受度[6]，但过度氧化会产生异味，导致产品营养价值下降和感官品质劣化。
水产品加工和贮藏过程中的脂质变化一直是科研工作者关注的焦点，目前已有鱼类加工贮藏过程中脂质变化的研究报道，如：王建辉等[7]研究发现草鱼冷藏期间脂肪酶、脂肪氧化酶是造成脂质水解和氧化降解的主要原因；CHUNG等[8]发现鲭鱼的脂质成分在烤制过程中会发生热降解，造成PUFA的减少；蔡秋杏等[9]研究发现黄花鱼在腌制过程中脂肪氧合酶的活性可被盐抑制，酶促反应不是引起脂肪氧化的主要原因。而有关虾类干制加工过程中脂质变化的研究报道还很少。
本文以凡纳滨对虾为研究对象，对其干制加工各阶段的总脂含量、主要脂质组成、脂肪酸组成、脂质氧化程度进行了检测分析，以期为即食虾干加工过程中的品质控制和工艺优化提供参考。
1 材料与方法 1.1 实验材料与试剂鲜活凡纳滨对虾购于青岛市埠东海鲜市场，体长为(12.50±0.48) cm，体质量为(15.60±1.80) g，充氧保活条件下运至实验室，选取规格一致、形态完整的个体，加冰猝死，备用。
主要试剂：总胆固醇(TC)试剂盒、甘油三酯(TG)试剂盒，购于中生北控；氯仿、甲醇、硝酸、高氯酸、钼酸钠、氯化钠、无水硫酸钠、醋酸铜、吡啶、正庚烷、95%乙醇、氢氧化钠、硫氰酸钾、氯化亚铁、还原铁粉、硫酸联氨、浓硫酸、异丙醇、1, 1, 3, 4-四乙氧基丙烷、TritonX100等均为分析纯，购于青岛青科赛尔生物技术有限公司。
1.2 主要仪器设备主要仪器：KQ-300V型超声波振荡器(昆山市超声仪器有限公司)；N-1001型旋转蒸发仪(上海爱朗仪器有限公司)；DS-1型高速组织粉碎机(上海标本模型厂)；CS110-4型冷冻干燥机(上海基因科技有限公司)；HH-4型数显恒温水浴锅(国华电器有限公司)；5975C/6890型气相色谱-质谱联用仪(美国安捷伦公司)；UV-2802型紫外/可见分光光度计(尤尼柯仪器有限公司)。
1.3 实验方法 1.3.1 虾干样品制备参考工厂实际生产的工艺流程和参数：凡纳滨对虾→清洗→100 ℃煮制5 min(食盐添加量1.5%)→沥水、冷却→90 ℃热风烘制4 h→成品。
分别取鲜虾、煮虾、干燥2 h和干燥4 h的样品，冻干、粉碎后进行各指标的测定。
1.3.2 水分含量测定方法参照GB/T 5009—2003，采用常压干燥法。
1.3.3 总脂含量测定方法参照VASTA[10]的方法。称取约10 g虾冻干粉，加入150 mL氯仿-甲醇，振荡浸提4~6 h，加入适量生理盐水，混合均匀后静置过夜。收集下层氯仿层，用无水硫酸钠过滤干燥，转移至旋蒸瓶中，旋蒸浓缩后，得到总脂样品，准确称量，即为总脂含量。
1.3.4 磷脂含量测定方法参照GB/T 5537—2008，采用钼蓝比色法。取适量提取到的总脂样品，加入20 mL硝酸-高氯酸混合液进行湿法消化[11]，至消化液基本无色，即为消化终点。将消化好的溶液定容至50 mL，然后采用钼蓝比色法测定总脂中的磷脂含量。
1.3.5 总胆固醇、甘油三脂含量测定采用试剂盒测定甘油三酯和总胆固醇含量。取适量总脂样品，分别用异丙醇-TritonX100(9∶ 1，v/m)溶液稀释成合适浓度，按说明书步骤进行操作。
1.3.6 游离脂肪酸含量测定采用铜皂比色法[12]。取适量总脂样品，用氯仿溶解定容至50 mL，取一定量样液氮气吹干，加入3 mL正庚烷溶解，振荡1 min后加入1 mL铜试剂(5%乙酸铜溶液，用吡啶调pH至6.1)，振荡2 min，静置10 min后取上层有机相于715 nm处测定样品吸光值，以油酸为对照样品绘制标准曲线，计算总脂中的游离脂肪酸含量。
1.3.7 脂肪酸组成分析参照楼乔明等[13]的方法，略作改动。样品甲酯化后，采用GC/MS进行分析。
气相色谱条件：采用TG-5MS毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，载气为氦气，恒流模式，流速1.2 mL/min，进样口温度290 ℃，检测器温度250 ℃。
质谱条件为：EI离子源，电离能量70 eV，离子源温度280 ℃，质荷比扫描范围30~400。
1.3.8 酸价(AV)测定参照GB 5009.229—2016[14]，采用热乙醇指示剂滴定法。
1.3.9 过氧化值(POV)测定参照GB/T 5009.37—2003[15]，采用比色法。
1.3.10 硫代巴比妥酸反应值(TBARS)测定参照GB 5009.181—2016[16]，采用分光光度法法。
1.4 数据处理实验重复2次，每次取3个平行样进行测定，结果以平均值±标准偏差表示。组间差异性分析采用t检验，利用Office Excel作图。
2 结果 2.1 虾干加工过程中脂质组成变化情况凡纳滨对虾鲜虾总脂含量为8.74 g/100 g(以干基计)，这与邴旭文等[17]、李婉君[18]的研究结果有所不同，这种差异可能与虾的规格、养殖环境、收获季节等因素有关。鲜虾经煮制、干制后总脂含量略有下降(图 1)，但与鲜虾相比无显著性差异(P>0.05)，说明在虾干加工过程中总脂含量变化不大。
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图 1 虾干加工不同阶段总脂含量变化 Fig. 1 Changes in total fat content at different stages of shrimp dry processing |
由图 2可知: 鲜虾脂质主要由磷脂、甘油三酯、游离脂肪酸和胆固醇组成，其中磷脂比例最高，为37.15%，符合水产品典型特征[19]；甘油三酯比例为20.13%，与南极磷虾[20]、牡蛎[21]、扇贝[22]等海产品相比相对较低。鲜虾煮后甘油三酯和游离脂肪酸的比例显著降低(P＜0.05)，说明这两种成分在煮制加工过程中受热影响较大。磷脂比例在煮后显著上升(P＜0.05)。在干燥2 h时，磷脂比例显著下降(P＜0.05)，且随干制时间的延长呈现下降趋势，这与在热和有氧条件下磷脂发生降解有关。干燥2 h时，游离脂肪酸的比例同样显著下降(P＜0.05)，这与游离脂肪酸在干燥阶段氧化降解生成小分子挥发性化合物有关。干燥4 h时，游离脂肪酸的比例有所上升，这可能与磷脂分解产生部分游离脂肪酸有关[23]。胆固醇相对稳定，其比例在煮制和干燥阶段均无明显变化。
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图 2 虾干加工不同阶段脂质组成相对含量变化 Fig. 2 Changes in the relative content of lipid composition at different stages of shrimp dry processing |
从鲜虾中共检测到26种脂肪酸，其中多不饱和脂肪酸(PUFA)＞饱和脂肪酸(SFA)＞单不饱和脂肪酸(MUFA)。饱和脂肪酸12种，以C16∶ 0和C18∶ 0为主；单不饱和脂肪酸7种，主要是C18∶ 1n-9c；多不饱和脂肪酸7种，C20∶ 5n-3(EPA)和C22∶ 6n-3(DHA)含量较高。EPA和DHA是人和动物生长发育的必需脂肪酸，具有降血脂、抑制血小板凝集和降血压等功效，是保健食品的重要成分，能显著降低心血管疾病发病率[24-25]。二者的含量占鲜虾脂肪酸总量的28.47%，高于张高静等[3](19.41%)、王娟[26](24.69%)的研究结果，这可能与凡纳滨对虾的养殖模式、饵料、捕获季节等因素有关。
虾干加工的煮制环节对脂肪酸组成的影响不大。整个加工过程，PUFA比例总体上有所下降，以C22∶ 6n-3变化最为明显，这与其自身具有较多的不饱和双键有关，在热和氧气作用下可降解生成多种氧化产物[27-28]，降低了虾干的营养价值。同时，不饱和脂肪酸氧化分解生成的部分醛类、酮类等小分子物质，赋予了虾干特有的风味[29]。刘昌华等[30]研究鲈鱼风干成熟过程中脂质变化规律，发现MUFA与PUFA在干制过程中呈上升趋势，与本实验结论一致。
2.3 虾干加工过程中脂质氧化情况过氧化值(POV)是评定脂质初级代谢产物氢过氧化物含量的指标。如图 3所示，鲜虾的POV较低，说明脂质氧化程度较轻。煮后，POV显著升高(P < 0.05)，这与脂质受热后发生分解、氧化有关。干制过程不饱和脂肪酸发生氧化生成大量氢过氧化物，2 h时POV升高至4.6 meq/kg，之后随着干制时间的延长，氢过氧化物进一步分解，且分解速度超过了生成速度，POV随之降低[31]。氢过氧化物不会对烤虾的风味产生直接影响，但却是重要的风味前体物质，这些中间产物氧化后会生成醛类、酮类等风味物质[32-33]。
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表 1 虾干加工过程脂肪酸组成变化(以干基计) Tab.1 Changes in fatty acid composition in shrimp dry processing |
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图 3 虾干加工过程中过氧化值含量变化 Fig. 3 Changes in POV during processing of dried shrimp |
AV反映的是样品中游离脂肪酸含量的多少，是衡量脂质水解程度的指标[34-35]。如图 4所示，虾干加工过程中AV呈先下降后上升趋势。鲜虾煮制后，AV由12.7 mg/g降至3.1 mg/g，与煮制过程中游离脂肪酸溶于水中损失有关，这与王欣宇等[36]的研究结果一致。干制4 h时AV由干制2 h时的2.27 mg/g增加至9.08 mg/g，这可能与长时间的热加工过程中甘油三酯和磷脂等发生水解生成大量游离脂肪酸有关。另外，脂质水解速度并不是匀速的，还与样品中水分含量及其状态、内源脂肪酶等因素有关[37-38]。
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图中数据以干物质基础计。 Data in the graph on a dry basis. 图 4 虾干加工过程中酸价变化 Fig. 4 Changes in AV during processing of dried shrimp |
TBARS是评价脂质次级氧化程度的指标，以产生的丙二醛(MDA)含量表示[39]。如图 5所示，虾干加工过程中TBARS呈上升趋势，由初始的0.16 mg/kg上升到0.51 mg/kg。这说明在虾干加工过程中，一方面脂肪氧化产生过氧化物，另一方面过氧化物也会逐步分解生成低级的醛、酮、醇、羧酸及杂环化合物等[40]。
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图 5 虾干加工过程中TBARS变化 Fig. 5 Changes in TBARS during processing of dried shrimp |
在虾干加工过程中，总脂含量变化不大，但脂质不同组分的比例有显著变化。鲜虾煮后甘油三酯和游离脂肪酸的比例显著降低(P＜0.05)，磷脂比例显著上升(P＜0.05)。干燥过程，磷脂比例呈下降趋势，游离脂肪酸的比例先下降后上升。胆固醇在整个加工过程比例相对稳定。虾中的脂肪酸以多不饱和脂肪酸为主，煮制对脂肪酸组成影响不大，干制过程多不饱和脂肪酸发生氧化，总体含量有所下降。煮制和干制使虾的POV升高，干制后期POV有所降低；AV在煮制后显著降低，而干制过程中随着脂质的水解显著升高；TBARS在加工过程一直上升。因此，在虾干加工过程中煮制和热风干燥会影响脂质组分的比例，同时引起脂质的氧化分解，这对于虾干产品的营养价值和风味形成有重要意义，后续研究应重点关注。
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2. Yellow Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Qingdao 266071, Shandong, China;
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