解万翠，曾恩辉，杨锡洪*，吉宏武，周 浓，连 鑫，伍宏伟

(广东省水产品加工与安全重点实验室，广东普通高等学校水产品深加工重点实验室，广东海洋大学食品科技学院，广东 湛江 524088)

凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)又称白肢虾或者白对虾，外形与中国对虾和墨吉对虾相似，具有生长速度快、繁殖能力强等优点，是目前世界养殖虾类产量最高的三大种类之一[1-2]。近几年，我国凡纳滨对虾消费量逐年增加，过去以鲜活销售为主的方式已经不能满足社会的需求，因此，将凡纳滨对虾加工成冷冻虾仁进行贮藏和销售，成为了目前水产品加工企业普遍采用的方式之一。然而虾仁在冷冻贮藏过程中由于蛋白质变性，会出现汁液流失、持水力降低等现象，影响产品品质[3]。

在冷冻水产品生产中，水产品中的水分和持水能力将直接影响水产品的组织状态、品质，甚至风味[4]。目前国内外有使用多聚糖作为保水剂来替代多聚磷酸盐用于水产品的研究[5-9]。魔芋葡甘露聚糖(konjac glucomannan，KGM)是黏度很高的一种多聚糖[10]，具有良好的保水性、凝胶性、增稠性和成膜性等多种特性[11]，魔芋作为我国重要的特种经济作物，还具有资源开发的相对优势。魔芋葡甘露聚糖已被应用在部分食品和食品添加剂行业，但是作为保水剂应用在冷冻水产品的研究很少[12-14]。本实验通过制备不同水解率的魔芋葡甘露聚糖，考察其对冷冻虾仁持水性和质构的影响，确定最佳作用酶和酶解时间，充分发掘魔芋葡甘露聚糖的深层价值，以期为开发新型冷冻虾仁保水剂提供一定的依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜活凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)购于湛江市东风市场，加氧保活条件下运送至实验室。

魔芋胶 河南金润食品添加剂有限公司；甘露聚糖酶(酶活力≥30000U/g) 江苏奕农生物工程有限公司；葡聚糖酶(酶活力≥7 0 0 0 0 0 U/g)、纤维素酶(酶活力≥200000U/g) 宁夏和氏璧生物技术有限公司；a-淀粉酶(酶活力≥20000U/g) 广州市荔湾区瑞阳化玻仪器经营部；半纤维素酶(酶活力≥200000U/g) 苏柯汉(潍坊)生物工程有限公司；其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

磁力搅拌器 江苏金坛市新航仪器厂；722型分光光度计 上海昕圣电子科技有限公司；―74℃超低温冰箱 上海圣科仪器设备有限公司；―18℃立式冷藏柜 东莞市大昌冷冻机电工程有限公司；TMS-Pro型质构分析仪(TPA) 美国F.T.C公司。

1.3 方法

1.3.1 魔芋胶酶解液的制备

称取一定量的魔芋胶，配制质量分数为2%的魔芋胶溶液，用高速打浆机打浆2min，然后在50℃恒温水浴锅中溶胀4h，静置过夜。分别加入3%底物量的甘露聚糖酶、α-淀粉酶、葡聚糖酶、纤维素酶、半纤维素酶，酶解温度50℃、pH7.2，通过控制5种不同酶制剂的酶解时间(分别酶解1、2、3、4h)制备不同水解率的魔芋葡甘露聚糖，90℃灭酶10min，放置于4℃冰箱中备存。

1.3.2 凡纳滨对虾的前处理

鲜活凡纳滨对虾→加冰猝死→去头、去尾→去壳→除泥肠→清洗→虾仁→备用

操作要点：原料虾需采用鲜活凡纳滨对虾，除泥肠时避免虾肉挤压破碎，去壳前应将虾体洗净，去壳时注意保持虾体的完整性，避免影响实验结果。操作温度保持在0～4℃。

1.3.3 浸泡质量增加率的测定

将经过前处理的虾仁于纱网上沥水20min后，准确称量后放入500mL烧杯中，按质量比1：4添加不同魔芋胶酶解液。然后置于4℃冰箱中，每隔20min缓慢搅拌1次，2h后取出虾仁于纱网上沥水20min后准确称质量，计算虾仁的浸泡质量增加率，比较各组浸渍液的浸泡质量增加效果。实验重复2次，每次2个平行，取平均值。按式(1)计算。

1.3.4 解冻损失率的测定

将浸泡称质量后的虾仁装入自封袋中并编号，各虾仁在装袋时留有一定的空隙，排出空气密封，平放于聚酯托盘中，于―74℃超低温冰箱中速冻过夜，次日移至―18℃冰箱中冻藏5d后取出在室温条件下解冻2h，测定各组的解冻损失率。按式(2)计算。

1.3.5 蒸煮损失率的测定

将测定解冻损失后的样品，于100℃沸水中蒸煮2min[15]，于纱网上沥水20min后，准确称质量，计算蒸煮损失率。按式(3)计算。

1.3.6 出品率的测定

1.3.7 虾仁质构分析

将蒸煮后的虾仁在常温条件下放置，待表面温度稳定至室温时，采用TMS-Pro物性测试仪，使用P/5(5mm直径)平底柱形探头，测试速率1mm/s，测试形变量60%，以虾仁的第二腹节作为TPA测定位点[16]，模拟人的牙齿咀嚼食物，对试样进行2次压缩，测定虾仁的硬度、弹性、黏聚性和咀嚼性。每组实验测定4个样品，取平均值。

1.3.8 魔芋胶水解率的测定

在质量分数为2%魔芋胶溶液中，加入一定活力单位的半纤维素酶液(加酶量为底物量的3%)，在50℃条件下酶解2h，取样、灭酶、离心，取上清液适当稀释后用DNS法测定还原糖(以甘露糖计)量。还原糖和总糖含量按GB/T 18104—2000《魔芋精粉》的方法测定。按式(5)计算。

2 结果与分析

2.1 不同酶解液与虾仁浸泡质量增加率的关系

图 1 不同酶解液对虾仁浸泡质量增加率的影响Fig.1 Effects of different konjac hydrolysates on the weight gain rate of shrimps during soaking

由图1可知，酶解时间1h的各组浸渍液，质量增加率和空白组没有显著差异(P＞0.05)。随着酶解时间的延长，各组的质量增加率都相应地增加，而且与空白组相比都有显著增加(P＜0.05)，其中半纤维素酶酶解时间2h的处理组，虾仁质量增加效果明显(P＜0.05)，质量增加率达到9.28%；α-淀粉酶酶解时间4h的处理组虾仁质量增加率达到所有组的最高，为10.96%。魔芋胶的主要成分是葡甘露聚糖，随着酶解时间的延长，葡甘露聚糖的分子质量降低，它可能通过毛细血管作用力等渗透到肌肉中，与蛋白质相互作用，增加了肌肉纤维间的空间，使更多的水分进入到肌原纤维结构中；同时葡甘露聚糖可能在虾仁表面形成一层包裹膜，使渗入的水分更好地保留在肌肉中[17]。

2.2 不同酶解液与虾仁解冻损失率的关系

图 2 不同酶解液对虾仁解冻损失率的影响Fig.2 Effects of different konjac hydrolysates on the thawing loss of shrimps

由图2可知，酶解时间3h的各处理组浸泡后的虾仁，解冻损失率和空白组没有显著差异(P＞0.05)，解冻损失率都达到5%以上。酶解时间1、2、4h的各处理组浸泡后的虾仁与空白组相比，都能很好地降低解冻损失率(P＜0.05)，其中半纤维素酶酶解时间2h的处理组，虾仁的解冻损失率只有1.88%，而α-淀粉酶酶解时间1h的处理组，虾仁的解冻损失低至1.30%。解冻损失主要是因为在冻藏过程中肌肉内部的水形成冰晶，使蛋白质分子受挤压集中，互相凝聚，同时破坏了细胞膜，导致蛋白质变性而造成水分流失[18]。

2.3 不同酶解液与虾仁蒸煮损失率的关系

由图3可知，不同酶解液处理的虾仁经冷冻后都会产生较大的蒸煮损失，损失范围为17%～33%。在浸渍处理中，空白组蒸馏水浸泡后的虾仁蒸煮损失率达到30%以上，酶解时间2h和4h的处理组虾仁蒸煮损失率明显低于酶解时间1h和3h的处理组(P＜0.05)。其中半纤维素酶酶解时间2h的处理组虾仁蒸煮损失最低为17.04%，与空白组相比能很好地降低蒸煮损失(P＜0.05)。葡甘露聚糖降低蒸煮损失的主要原因可能是防止了蛋白质变性，并且在虾仁表面形成了一层保护膜，固定了内部水分，降低了内部非结合水和自由水的流失[19]。

图 3 不同酶解液对虾仁蒸煮损失率的影响Fig.3 Effects of different konjac hydrolysates on the cooking loss of shrimps

2.4 不同酶解液与虾仁出品率的关系

图 4 不同酶解液对虾仁出品率的影响Fig.4 Effects of different konjac hydrolysates on the yield of shrimps

出品率是衡量虾仁经浸泡、冻藏、解冻和蒸煮等一系列加工过程后样品的最终得率，出品率越高，样品在加工过程中损失越少，因此出品率是衡量样品处理全过程的一个重要指标。由图4可知，经不同酶解液处理后虾仁的出品率各不相同，空白对照组的出品率只有62%左右，其他处理组的出品率明显高于对照组(P＜0.05)。其中半纤维素酶酶解时间2h和4h的处理组，虾仁出品率都达到了82%左右。

2.5 不同酶解液与虾仁质构的关系

由图5可知，经不同酶解液处理后的熟虾仁质构参数各不相同。与空白组相比，酶解时间1h与2h的不同处理组都能不同程度地降低虾仁的硬度，其中α-淀粉酶酶解时间2h的效果最好，硬度仅有5.83N，而半纤维素酶酶解时间2h也有较低的硬度为6.16N，由于葡甘聚糖的高保水性，虾仁的硬度得到改善，嫰化效果明显。在弹性方面，酶解时间1h各处理组虾仁的弹性在4.8mm左右，低于空白组，但差异不显著(P＞0.05)；酶解时间2、3、4h的不同处理组，虾仁的弹性与空白组相比差异不明显(P＞0.05)。黏聚性反映了虾仁细胞间结合力的大小，黏聚性越小，那么水分与肌肉蛋白结合越紧密，与空白组相比，各处理组都能降低虾仁的黏聚性，但差异不明显(P＞0.05)。咀嚼性表示将固体样品咀嚼成吞咽时的稳定状态所需的能量。随着酶解时间的延长，各处理组虾仁的咀嚼性依次增大，与空白组相比，酶解时间1h和2h的不同处理组都能显著降低虾仁的咀嚼性(P＜0.05)，说明此条件下能减少虾仁咀嚼吞咽时所消耗的能量[20]。

图 5 不同酶解液对虾仁质构的影响Fig.5 Effects of different konjac hydrolysates on texture parameters of shrimps

2.6 魔芋胶总糖量和魔芋胶水解率

用DNS法测得魔芋胶的总糖含量为85.59%，魔芋胶在半纤维素酶的作用下酶解2h，测得还原糖量为41.55g/L，魔芋葡甘露聚糖的水解率为49%。

3 结 论

通过研究不同水解率的魔芋葡甘露聚糖对冷冻虾仁持水品质的影响，最终确定最佳作用酶为半纤维素酶、酶解时间为2h。与空白组相比，在此条件下制备的葡甘露聚糖能有效降低虾仁的硬度和咀嚼性，同时虾仁的持水品质得到改善，浸泡质量增加率为9.28%，解冻损失率低至1.88%，蒸煮损失率为17.04%，出品率达到82%。用DNS法测得经半纤维素酶酶解2h的魔芋胶，葡甘露聚糖的水解率为49%。

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