沈思远，施文正，曲映红，汪之和

(上海海洋大学 食品学院， 上海 201306)

南美白对虾(Litopenaeusvannamei)是世界养殖产量最高的三大虾类之一[1]，也是我国养殖产量最高的虾类，具有很高的经济价值[2]。干制是南美白对虾的重要加工方式之一，在有效提升对虾保质期的同时还能够形成独特的滋味。目前干制虾的生产主要采用热风干燥方法，热风干燥不易使虾肉内部的水分蒸发，但长时间热风干燥会造成虾肉表面出现结痂现象[3]。不同的干燥条件对滋味的形成有不同的影响，已有研究主要是集中在干燥方式及其预处理过程中虾肉风味的变化[4-7]，关于热风微波联合干燥过程中滋味物质变化的研究少见报道。

本文拟研究热风微波联合干燥过程中南美白对虾的滋味及其相关物质的变化。希望通过对干制过程中虾肉呈味核苷酸、游离氨基酸的测定，计算虾肉味精当量值与滋味活性值，并根据干燥中虾肉的水分含量变化计算其呈味核苷酸与游离氨基酸的干基含量变化，以期为南美白对虾干制加工以及获得滋味更好的干制虾产品提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

南美白对虾，2020年8月购于上海市古棕路农工商超市，虾体质量为(17.00±0.50) g。

氢氧化钠、氢氧化钾、高氯酸、三氯乙酸，购于国药集团化学试剂有限公司；马来酸、氯化钾，购于源叶生物科技有限公司。以上试剂均为分析纯。

三磷酸腺苷(ATP)、二磷酸腺苷(ADP)、一磷酸肌苷(AMP)、肌苷酸(IMP)、肌苷(HxR)和次黄嘌呤(Hx)，购于美国Sigma公司；磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、甲醇，购于国药集团化学试剂有限公司；17种氨基酸混合标准品，购于中国计量科学研究院化学计量与分析科学研究所。以上试剂均为色谱纯。

1.2 仪器与设备

MM721NG1- P1150型微波炉，美的集团；FGJ- 10型热风干燥机，德国Demashi公司；H2050R型高速冷冻离心机，长沙湘仪有限公司；A25型实验室小型均质机，上海福克设备有限公司；LA- 8080型全自动氨基酸分析仪，日本Hitachi 公司；W26955型高效液相色谱仪，美国Waters公司；GL Inertsil ODS- 3型液相色谱柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)，上海安谱科学仪器公司；HP- 2500型低温生化培养箱，上海精宏实验设备有限公司；UV- 2450型紫外分光光度计，日本岛津公司。

1.3 实验方法

1.3.1样品处理

将南美白对虾去头、去壳、去虾线，冲洗干净后低温沥干，得到的虾仁质量为(8.50±0.50) g，长度为(8.00±0.25) cm。根据预实验结果，将虾仁先60 ℃热风干燥12 h，再以385 W功率微波干燥120 s，得到的干制虾仁总体质量较好。分别在热风干燥0、3、6、9、12 h与微波干燥40、80、120 s时取样。

1.3.2水分含量测定

参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中直接干燥法测定。

1.3.3水分活度测定

参照GB 5009.238—2016《食品安全国家标准 食品水分活度的测定》中水分活度仪扩散法测定，以饱和氯化钠为校正溶液。

1.3.4呈味核苷酸测定

参考Wang等[8]的方法，稍做修改。称取5.00 g样品于50 mL离心管中，加入10 mL预冷至4 ℃高氯酸(体积分数为10%)后均质，4 ℃离心15 min(10 000 r/min)，过滤取上清液。用5 mL预冷高氯酸(体积分数为5%)洗涤沉淀后再离心，合并上清液，重复该操作两次。用氢氧化钾溶液(1 mol/L和10 mol/L)调节得到的上清液pH值至6.50后，静置30 min，待沉淀与溶液分离后仅将澄清溶液倒入50 mL容量瓶中，并用超纯水迅速定容，过0.22 μm水相膜至进样瓶中待测。每组样品平行测定3次。操作过程中样品温度保持在4 ℃以下。

高效液相色谱条件：Cosmosil 5C18- PAQ 型液相色谱柱，SPD- 10A检测器；流动相为磷酸盐缓冲溶液(0.05 mol/L，pH值为6.5)和甲醇溶液，以1 mL/min速度进行等梯度洗脱20 min；柱温为30 ℃，进样量为10 μL，检测波长为254 nm。

1.3.5游离氨基酸测定

根据Yu等[9]的方法提取游离氨基酸，并稍做修改。将0.50 g样品与15 mL三氯乙酸溶液(质量分数为15%)匀浆1 min，并在静置2 h后离心15 min(10 000 r/min)，过滤。取上清液5 mL，用NaOH溶液(3 mol/L)调节pH值至2.00，并用超纯水迅速定容至10 mL，过0.22 μm膜待测。每组样品平行测定两次。操作过程中温度保持在4 ℃以下。

游离氨基酸采用全自动氨基酸分析仪测定。流动相为柠檬酸钠和柠檬酸的混合缓冲液(pH值为3.2、3.3、4.0和4.9)和茚三酮缓冲液(体积分数为4%)。流速分别为0.4 mL/min和0.35 mL/min。

1.3.6滋味活性值计算

滋味物质的滋味活性值(taste activity value，TAV)，也称为滋味强度值，能够表明某种滋味物质是否对味觉产生明显作用，计算公式见式(1)[10]。

TAV=C/T。

(1)

式(1)中，C代表样品中滋味物质的浓度，T代表该滋味物质的阈值。当TAV<1时，表示该物质对滋味贡献不大；当TAV>1时，该物质对滋味贡献较大，且数值越大，贡献越大。

1.3.7味精当量值的计算

味精当量(equivalent umami concentration，EUC)的计算公式见式(2)(采用湿基含量计算)。

(2)

式(2)中，EUC为味精当量，以单位质量虾肉中的谷氨酸钠质量表示，g/100 g；ai和aj分别代表游离鲜味氨基酸和鲜味核苷酸的质量分数，g/100 g；bi和bj分别代表游离鲜味氨基酸和鲜味核苷酸的相对呈鲜系数(谷氨酸, 1; 天冬氨酸, 0.077; IMP, 1; AMP, 0.18)；1 218代表协同作用常数[11]。

1.3.8肌浆蛋白与肌原纤维蛋白提取与含量测定

肌浆蛋白和肌原纤维蛋白的提取参考Lü等[12]的方法，并略做修改。准确称取2 g绞碎的虾肉于50 mL离心管中，加入10倍体积缓冲液A(20 mmol/L Tris-maleate，pH 值7.0，0.05 mol/L KCl)，4 ℃下匀浆。匀浆液在4 ℃以10 000 r/min离心15 min，并分别收集沉淀与上清液，上清液即为肌浆蛋白。将沉淀重复添加缓冲液A，匀浆、离心2次，合并上清液。沉淀加入10倍体积缓冲液B(20 mmol/L Tris-maleate，pH 值为7.0，0.6 mol/L KCl)匀浆，匀浆后在4 ℃下浸提1 h，并以10 000 r/min (4 ℃)离心15 min，上清液即为肌原纤维蛋白溶液。将沉淀重复添加缓冲液B，匀浆、离心2次，合并上清液。

肌浆蛋白与肌原纤维蛋白含量采用双缩脲法测定。

1.4 数据处理

实验结果以平均值±标准差表示。使用 IBM SPSS Statistics 19软件对数据进行方差分析，平均值比较采用单因素ANOVA法，多重比较采用Duncan法。

2 结果与分析

2.1 热风微波联合干燥过程中水分含量与水分活度变化分析

图1为南美白对虾在热风微波联合干燥过程中水分含量和水分活度的变化情况。由图1可知：在热风干燥初期，水分含量迅速下降，之后其下降速率不断减缓，这主要是由于南美白对虾在干燥初期自由水含量高，而自由水在高温下容易蒸发；随着干燥时间延长，自由水含量降低，结合水含量相对增加，同时南美白对虾表面出现轻微的结痂现象，水分含量下降速率减缓；进入微波干燥阶段后，由于微波干燥直接作用在虾肉内部，不受到虾肉表面的结痂现象与自由水含量减少的影响，因此能够在短时间内完成干燥；干燥结束时，虾肉水分含量为19.36%，水分活度受到自由水挥发的影响也从0.945下降到0.697。

40、80、120 s表示热风干燥后再进行微波干燥的时间。图1 热风微波联合干燥过程中南美白对虾水分含量 与水分活度变化Fig.1 Changes of moisture content and water activity of Litopenaeus vannamei during hot air-microwave combined drying

2.2 呈味核苷酸含量变化分析

呈味核苷酸分解顺序为ATP→ADP→AMP→IMP→HxR→Hx[13]。ATP是其余呈味核苷酸的前体物质，所以ATP及其关联物是虾肉中重要呈味核苷酸。对虾肉滋味有较大贡献的是IMP与AMP。IMP是鲜味核苷酸，具有强烈鲜味，虾类肉质鲜美程度与IMP含量的高低密切相关[14]，其阈值为25 mg/100 g；AMP可以产生适当的甜味，其阈值为50 mg/100 g。表1为南美白对虾热风微波联合干燥过程中呈味核苷酸含量变化情况。由表1可知：IMP含量先显著上升(6h)，再显著下降(40 s)，最后显著上升(120 s)，在微波干燥120 s时达到最大值(405.96 mg/100 g)；IMP含量较高与在干燥过程中AMP的分解相关，AMP大部分分解为IMP，仅有很少一部分直接分解为Hx；在干燥的加热作用下，HxR与Hx含量整体呈上升趋势；在干燥过程中AMP含量呈先下降后上升的趋势，在未进行干燥时其含量最高(88.89 mg/100 g)；在热风干燥时，AMP含量一直下降并于热风干燥9 h后趋于平稳，而在微波干燥过程中AMP含量则显著上升。

根据表1中的数据、式(1)以及IMP的阈值(25 mg/100 g)综合可知，在热风微波联合干燥过程中，虾肉中IMP的TAV始终大于1，说明IMP在干燥过程中对南美白对虾虾肉整体滋味贡献显著。AMP的TAV仅在干燥前期大于1，但TAV只能表示单个物质对滋味的单独贡献，无法判定滋味物质之间的叠加、协同与抑制等交互作用对滋味的贡献。有研究发现，AMP可以与其他呈味核苷酸或者游离氨基酸协同产生强烈的滋味[15]。

南美白对虾虾肉的基本营养成分构成中水分占总质量的80%左右，由于干燥会造成虾肉中水分挥发，虾肉中的成分构成比例会有较大的变化。为了考察在干燥过程中虾肉的呈味物质的具体变化，采用干基含量表示比较合适。表2为南美白对虾热风微波联合干燥过程中呈味核苷酸干基含量变化情况。由表2可知，呈味核苷酸干基含量整体呈下降趋势[16]。在热风干燥过程中，IMP干基含量在前3 h显著上升，在3 h时达到最大值(862.48 mg/100 g)，之后干基含量不断显著下降；在微波干燥前期IMP干基含量依旧在下降，并在微波干燥40 s时达到最低值(396.82 mg/100 g)，在微波干燥中后期又开始显著上升。在热风干燥阶段，AMP干基含量显著下降，特别是前3 h，AMP的干基含量从411.72 mg/100 g下降到了77.31 mg/100 g，并在接下来的6 h热风干燥中继续显著下降，一直到热风干燥的后3 h，AMP干基含量才没有显著变化；在微波干燥过程中AMP含量有所上升，特别是在后80 s均有显著上升，但其含量仍然很低，干燥结束时AMP干基含量为43.37 mg/100 g。这可能是因为热风干燥条件下AMP更容易分解，而在温度更高的微波干燥时ADP更容易分解产生AMP。

表1 热风微波联合干燥过程中南美白对虾呈味核苷酸含量的变化Tab.1 Changes of flavor nucleotide content in Litopenaeus vannamei during hot air-microwave combined drying mg/100 g

表2 热风微波联合干燥过程中南美白对虾呈味核苷酸干基含量变化Tab.2 Changes of content of flavor nucleotide in dry basis in Litopenaeus vannamei during hot air-microwave combined drying mg/100 g

2.3 游离氨基酸含量变化分析

游离氨基酸是水产品提取物中呈味的基础物质，不同氨基酸呈现不同风味特征，组合后就成为具有特征性的滋味[17]。表3为南美白对虾热风微波联合干燥过程中游离氨基酸含量变化情况。由表3中的虾肉游离氨基酸含量、阈值与式(1)综合可知，主要的游离氨基酸(TAV大于等于1)包括：谷氨酸(0 h除外)、甘氨酸(0 h除外)、丙氨酸(0、3 h除UFAA表示鲜味游离氨基酸总含量，SFAA表示甜味游离氨基酸总含量，BFAA表示苦味游离氨基酸总含量，TFAA表示游离氨基酸总含量，N.D.表示未发现该物质或者未找到相应的阈值。同行数据不同上标字母表示样品间差异显著(P<0.05)；40、80、120 s表示热风干燥后再进行微波干燥的时间。

外)、苯丙氨酸、赖氨酸(0 h除外)、组氨酸、精氨酸，这与蔡路昀等[16]的研究结果相似。

表3显示：在鲜味游离氨基酸中，天冬氨酸的含量整体呈下降趋势，根据表3中数据、其本身的阈值与式(1)综合可知，天冬氨酸的TAV始终小于1，对干制虾肉的鲜味贡献较小；主要的鲜味氨基酸是谷氨酸，谷氨酸含量在热风干燥过程中不断上升，并在热风干燥完成时达到最大值；在微波干燥中谷氨酸含量先下降再上升，干燥结束时其含量变为65.84 mg/100 g。干燥过程中虾肉鲜味有所提升。

南美白对虾的主要甜味氨基酸是甘氨酸、丙氨酸与精氨酸。由表3可见：甘氨酸与丙氨酸含量在前9 h的热风干燥过程中显著上升，在后续的干燥过程中，其含量有所波动，但没有显著变化，干燥结束时甘氨酸与丙氨酸含量分别为402.59 mg/100 g与114.56 mg/100 g；精氨酸含量随着干燥过程的进行不断上升，在干制结束时为253.18 mg/100 g。干燥过程中虾肉的甜味整体增强。

表3中，苦味游离氨基酸含量在热风干燥初期显著上升，在后续的热风干燥过程中变化不大，在微波干燥过程中先显著下降，之后略有上升但不显著。苯丙氨酸含量先上升后下降，在热风干燥6 h时达到最大值(412.41 mg/100 g)；赖氨酸含量在热风干燥初期显著上升，在微波干燥过程中显著下降；组氨酸含量在热风干燥过程中变化不大，在微波干燥时显著下降，之后的干燥过程中没有显著变化。组氨酸虽然是苦味氨基酸，但可以增添独特的肉香[19]，并有研究发现，组氨酸有可能会成为酸味和美味的呈味物质[20]。

表4为南美白对虾热风微波联合干燥过程中游离氨基酸干基含量变化情况。由表4可知：谷氨酸干基含量在热风干燥过程中先下降后上升，微波干燥过程中先下降接着基本不变，整体上谷氨酸的干基含量有所下降；甘氨酸干基含量则在热风干燥过程中先上升，再下降最后又上升，微波干燥过程中不断下降，整体上甘氨酸干基含量有一定的上升；丙氨酸干基含量在热风干燥过程中整体上升，在微波干燥前期显著下降，在后续的微波干燥过程中基本不变；精氨酸干基含量在热风干燥阶段显著上升而在微波干燥阶段没有显著变化。

表4中，苯丙氨酸与组氨酸在热风干燥过程中不断分解，其干基含量显著下降，在微波干燥过程中则没有显著变化；赖氨酸干基含量先显著上升，之后不断下降，在微波干燥前期大幅下降之后没有显著变化。

游离氨基酸大多是在氨肽酶作用下将多肽和蛋白质水解而产生的[21]，氨肽酶活性最高的温度一般在30～40 ℃，在60 ℃条件下具有一定的活性[22-23]。表5为南美白对虾中可溶性肌原纤维蛋白与肌浆蛋白干基含量在热风微波联合干燥过程中的变化情况。从表5可知，随着干燥的进行，虾肉温度不断上升，虾肉中的可溶性肌原纤维蛋白与肌浆蛋白干基含量不断下降。这可能是由于高温促使可溶性肌原纤维蛋白与肌浆蛋白水解，同时对两种可溶性蛋白结构变化产生影响并造成蛋白变性，从而使可溶性蛋白含量下降；而这些可溶性蛋白在降解过程中会分解为肽类与游离氨基酸，因此部分游离氨基酸的干基含量会上升[24]。由此可知，游离氨基酸总干基含量只在热风干燥初3 h有所上升，而在后续干燥过程中不断下降，同时也说明游离氨基酸在大部分干燥过程中是大量分解的。表4显示，干燥前后，鲜味氨基酸干基含量下降37.12%，甜味氨基酸干基含量上升16.31%，苦味氨基酸干基含量下降58.23%，这表明热风微波联合干燥可以有效改善南美白对虾的滋味。

2.4 味精当量变化分析

EUC值表示的是实际鲜味程度的变化，所以采用对应核苷酸与游离氨基酸的湿基含量进行计算比较合适。图2为南美白对虾在热风微波联合干燥过程中EUC的变化情况。由图2可知，EUC在热风干燥过程中显著上升，在微波干燥前40 s时EUC值显著下降，在微波干燥后期又显著上升，在干燥最后达到最大值(3.50 g/100 g)，即100 g干制虾肉的鲜味强度相当于3.50 g味精所产生的鲜味。干制虾肉的EUC值是远高于新鲜虾肉(0.53 g/100 g)的，同时也远高于干制鲐鱼(1.94 g/100 g)[25]，但小于大闸蟹(4.20 g/100 g)[26]与中华绒螯蟹(4.23 g/100 g)[27]等蟹类。味精的阈值为0.03 g/100 g，在整个热风微波联合干燥过程中，虾肉EUC值的TAV始终大于1，说明干燥过程中南美白对虾虾肉呈味核苷酸与游离氨基酸协同作用产生的鲜味对虾肉滋味贡献显著。

3 结 论

本研究对南美白对虾在热风微波联合干燥过程UFAA表示鲜味游离氨基酸总含量，SFAA表示甜味游离氨基酸总含量，BFAA表示苦味游离氨基酸总含量，TFAA表示游离氨基酸总含量，N.D.表示未发现该物质。同行数据不同上标字母表示样品间差异显著(P<0.05)；40、80、120 s表示热风干燥后再进行微波干燥的时间。

表4 热风微波联合干燥过程中南美白对虾游离氨基酸干基含量变化Tab.4 Changes of content of free amino acid in dry basis in Litopenaeus vannamei during hot air-microwave combined drying mg/100 g

表5 热风微波联合干燥过程中南美白对虾可溶性肌浆蛋白与肌原纤维蛋白干基含量的变化

40、80、120 s表示热风干燥后再进行微波干燥的时间。图2 热风微波联合干燥过程中南美白对虾味精当量变化Fig.2 Change of equivalent umami concentration in Litopenaeus vannamei during hot air-microwave combined drying

中呈味物质进行了分析。研究表明：呈味核苷酸中IMP含量最高，干燥过程中虾肉湿基含量增加，干基含量先上升或下降，且其TAV始终大于1，说明干燥对干制虾肉的鲜味形成有显著贡献；而IMP干基含量则整体显著下降。根据TAV来看，对虾肉滋味有显著贡献的游离氨基酸有谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、赖氨酸、组氨酸、精氨酸等，以鲜甜味氨基酸为主，而其他游离氨基酸都能对良好滋味的形成做出贡献。游离氨基酸总干基含量始终下降，而甘氨酸、丙氨酸、精氨酸与脯氨酸4种游离氨基酸的干基含量显著上升。虾肉中的肌原纤维蛋白与肌浆蛋白干基含量不断下降，其中分解的部分会产生游离氨基酸从而对虾肉滋味变化产生影响。味精当量整体呈显著上升趋势，在微波干燥初期，由于IMP与鲜味游离氨基酸的降解而有所下降，干制南美白对虾的味精当量为3.50 g/100 g。本研究表明，加热干燥带来的水分损失使虾肉内滋味物质整体相对含量上升，同时干燥也能促进部分滋味物质形成，从而改善干制南美白对虾的滋味。希望本研究能为南美白对虾干制加工与获得具有更好滋味的干制虾肉产品提供数据与技术支撑。