高翠竹，詹宏磊，劉冰南，王際輝, ，劉玉佳*

1. 大連工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院（大連 116034）；2. 東莞理工學(xué)院化能學(xué)院科技創(chuàng)新研究院（東莞 523808）

南極磷蝦是一種生活在南極洲附近水域的節(jié)肢動(dòng)物，其生物量巨大，營養(yǎng)成分豐富，是近年來備受國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的海洋食品資源[1-2]。研究表明南極磷蝦中油脂含量豐富，且營養(yǎng)價(jià)值極高。原因在于南極磷蝦油含有大量的ω-3型多不飽和脂肪酸二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA），且EPA和DHA能與蝦油中的磷脂結(jié)合形成多不飽和脂肪酸型磷脂，被認(rèn)為有更高的生物活性[3-4]。據(jù)報(bào)道，南極磷蝦油在預(yù)防心腦血管疾病，促進(jìn)大腦發(fā)育、抗氧化、緩解痛風(fēng)和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等方面都有一定功效[5-6]。

自20世紀(jì)60年代以來，很多國家先后對(duì)南極磷蝦資源進(jìn)行商業(yè)開發(fā)與捕撈[7]，中國在2010年開始進(jìn)行南極磷蝦的商業(yè)開發(fā)與捕撈，與其他國家相比，起步較晚，且南極磷蝦產(chǎn)品加工技藝尚不成熟[8]。中國主要的南極磷蝦產(chǎn)品有冷凍南極磷蝦肉、南極磷蝦粉及南極磷蝦油，高附加值產(chǎn)品種類較少。熱處理是南極磷蝦產(chǎn)品深加工的必要工序。周大勇等的發(fā)明專利（一種低氟南極磷蝦去殼蝦粉的制備方法）中南極磷蝦肉需要經(jīng)過60～90 ℃熱處理[9]。除此之外，南極磷蝦的蝦糜、調(diào)味品、罐頭、香腸等產(chǎn)品的加工工藝中都需要熱處理的步驟。熱處理的溫度和時(shí)間都是影響最終蝦粉或其他產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵因素。魏榮男等[10]研究發(fā)現(xiàn)熱處理溫度對(duì)南極磷蝦脂肪含量、蛋白質(zhì)組分含量、蝦青素等品質(zhì)指標(biāo)有較大影響。馬田田[11]對(duì)南極磷蝦粉制備過程中的蒸煮條件進(jìn)行優(yōu)化，以蒸煮溫度和時(shí)間條件進(jìn)行優(yōu)化，以獲得高脂肪含量的南極磷蝦粉。徐正等[12]研究不同加工方式對(duì)南極磷蝦各組分的影響，結(jié)果顯示油炸加工對(duì)南極磷蝦營養(yǎng)成分的破壞程度最大，其次是水煮、水洗加工，烘烤加工對(duì)南極磷蝦營養(yǎng)成分的破壞程度最小。

試驗(yàn)以南極磷蝦肉為原料，選取熱風(fēng)干燥法對(duì)其進(jìn)行處理，考察溫度和時(shí)間兩大條件對(duì)南極磷蝦肉中脂質(zhì)的過氧化值、酸值、硫代巴比妥酸值和脂肪酸組成的影響，為優(yōu)化南極磷蝦粉加工工藝提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

南極磷蝦肉（遼漁集團(tuán)有限公司，于-20 ℃冷凍保存）。

1.2 儀器與試劑

GFL-230型鼓風(fēng)干燥箱（天津市萊玻特瑞儀器公司）；FD-1C-50冷凍干燥機(jī)（北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器公司）；BSA223S型電子天平（賽多利斯科學(xué)儀器（北京）公司）；HYC-390醫(yī)用冷藏箱，DW-25W388、DW-86L338J醫(yī)用低溫保存箱（青島海爾特種電器公司）；V-1000型可見分光光度計(jì)（翱藝儀器（上海）公司）；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器（鞏義市予華儀器公司）；DK-S24型電熱恒溫水浴鍋（上海森信實(shí)驗(yàn)儀器公司）；RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠）；SB-5200DT超聲波清洗機(jī)（寧波新芝生物科技公司）；堿藍(lán)6B、酚酞、甲醇、硫代巴比妥酸、無水乙醇、正己烷等（均為分析純，大連博諾生物化學(xué)試劑廠）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理

將南極磷蝦肉置于4 ℃冰箱中解凍12 h。待解凍完成后，用濾紙吸干南極磷蝦肉表層多余水分，將其搗碎并平鋪于不銹鋼盤中，分別放入45，65，85和105 ℃鼓風(fēng)干燥箱中加熱2 h，冷凍干燥36 h獲得南極磷蝦粉?；蛟?5 ℃下分別加熱1，2，3和4 h后冷凍干燥獲得南極磷蝦粉。

1.3.2 南極磷蝦肉脂質(zhì)的提取

根據(jù)田創(chuàng)[13]的方法，用正己烷和無水乙醇以2∶1配比提取南極磷蝦肉油脂，按料液比1∶15（g/mL）向南極磷蝦粉中加入正己烷和無水乙醇溶液，置于40 ℃恒溫磁力攪拌器中攪拌浸提90 min，靜置過夜。取上清液進(jìn)行抽濾，在40 ℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到南極磷蝦脂質(zhì)。

1.3.3 過氧化值的檢測(cè)

參照GB/T 5009.37—2003《食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》中第二法[14]。以Fe質(zhì)量為橫坐標(biāo)，以500 nm下的吸光度為縱坐標(biāo)，得到過氧化值測(cè)定所需標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為y=0.051 7x-0.021 5，R2=0.994 1。

1.3.4 酸值的檢測(cè)

參照GB 5009.229—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價(jià)的測(cè)定》中第三法[15]。

1.3.5 硫代巴比妥酸值的檢測(cè)

參照GB/T 35252—2017《動(dòng)植物油脂 2-硫代巴比妥酸值的測(cè)定直接法》[16]。

1.3.6 脂肪酸的檢測(cè)

1.3.6.1 脂肪酸甲酯化

稱取400 mg南極磷蝦脂質(zhì)于厭氧管中，加入1 mL 2 mol/L KOH-CH3OH溶液，密封后于85 ℃加熱2 h（每15 min輕輕搖動(dòng)1次），待皂化至澄清透明油滴消失為止；趁熱加入1.5 mL BF3-CH3OH，85 ℃水浴30 min；冷卻后加入1 mL色譜級(jí)正庚烷，超聲振蕩5 min，再加入1 mL飽和NaCl溶液洗滌，振蕩30 s，置于4 ℃冰箱靜置分層。

1.3.6.2 GC-MS分析脂肪酸組成

參考陰法文[17]的方法并作修改。使用安捷倫6890N GC-5973 MSD氣質(zhì)聯(lián)用儀對(duì)樣品進(jìn)行分析，選用HP-5-MS毛細(xì)管柱（30 m×0.25 m×0.25 μm）作為色譜柱。初始溫度50 ℃，保持1 min，以50 ℃/min升高至170 ℃，以4 ℃/min升高至290 ℃，保持10 min。進(jìn)樣體積為5 μL，分流比50∶1，使用氦氣為載氣。質(zhì)譜分析采用EI源（70 eV），選取Scan模式，掃描范圍50～550 m/z，溶劑延遲4 min。根據(jù)GC-MS中各組分保留時(shí)間及質(zhì)譜圖，在NIST02庫檢索鑒定，通過峰面積歸一法計(jì)算各脂肪酸的百分比。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均以平均值表示，并采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)試驗(yàn)所得各組數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，在p＜0.05時(shí)認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱加工溫度對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)品質(zhì)的影響

試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)的方法探究南極磷蝦肉熱加工的最適溫度，將南極磷蝦肉分別在45，65，85和105 ℃下加熱2 h，冷凍干燥后提取南極磷蝦肉中的油脂，通過測(cè)定南極磷蝦肉油脂的氧化程度和脂肪酸組成反映加工溫度對(duì)南極磷蝦肉品質(zhì)的影響。

2.1.1 熱加工溫度對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)過氧化值的影響

油脂在初級(jí)氧化后的產(chǎn)物為氫過氧化物，通常用過氧化值評(píng)價(jià)油脂的初級(jí)氧化程度[18]。

由圖1所示，分別在45，65，85和105 ℃溫度下，加熱南極磷蝦肉2 h，對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)過氧化值進(jìn)行檢測(cè)。發(fā)現(xiàn)45，85和105 ℃均能顯著提高南極磷蝦肉中脂質(zhì)的過氧化值（p＜0.05），而65 ℃條件下與空白組相比過氧化值無明顯變化。隨著加工溫度升高，過氧化值總體呈上升趨勢(shì)。

2.1.2 熱加工溫度對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)酸值的影響

酸值是油脂中游離脂肪酸含量的標(biāo)志，游離脂肪酸增多導(dǎo)致酸值升高[19]，因此，一般常用酸值作為衡量油脂品質(zhì)的氧化程度的標(biāo)準(zhǔn)。將南極磷蝦肉在不同溫度下熱加工2 h，測(cè)定南極磷蝦肉中所含油脂的酸值變化，結(jié)果如圖2所示。

結(jié)果表明，在45，85和105 ℃條件下加熱南極磷蝦肉，油脂的酸值有顯著性升高（p＜0.05），而在65 ℃條件下加熱的酸值與空白對(duì)照組相比無顯著變化。相同加熱條件下南極磷蝦肉脂質(zhì)的酸值變化趨勢(shì)與過氧化值趨勢(shì)相同。

圖1 熱加工溫度對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)過氧化值的影響

圖2 熱加工溫度對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)酸值的影響

2.1.3 熱加工溫度對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)TBA值的影響

油脂初級(jí)氧化生成氫過氧化物后，氫過氧化物會(huì)繼續(xù)分解生成醛、酮等類物質(zhì)。TBA值能夠反映油脂中的丙二醛含量，所以通常用TBA值評(píng)價(jià)油脂的次級(jí)氧化程度[20]。

由圖3結(jié)果所示，南極磷蝦肉經(jīng)過熱加工后，TBA值均有所上升，且在45，85和105 ℃條件下顯著升高。這說明熱加工促使氫過氧化物不斷分解產(chǎn)生丙二醛等氧化產(chǎn)物，而65 ℃時(shí)南極磷蝦肉脂質(zhì)中丙二醛含量較低，為0.146，適宜加工南極磷蝦肉。

圖3 熱加工溫度對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)TBA值的影響

2.1.4 熱加工溫度對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)脂肪酸組成的影響

對(duì)南極磷蝦肉進(jìn)行熱加工，分析其脂肪酸組成的變化，由表1結(jié)果所示，南極磷蝦肉的脂質(zhì)中飽和脂肪脂肪酸占比28.745%±1.852%，單不飽和脂肪酸占比24.069%±2.587%，多不飽和脂肪酸含量占比47.186%±2.125%。南極磷蝦肉脂質(zhì)所含的脂肪酸中棕櫚酸（C16∶0）、油酸（C18∶1）、EPA（C20∶5）和DHA（C22∶6）含量較高，其中棕櫚酸占比24.739%± 2.372%，油酸占比20.408%±1.898%，DHA和EPA分別占比22.286%±1.565%和24.757%±0.688%。經(jīng)加熱處理后南極磷蝦肉中油脂的飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸組成均無顯著變化（p＞0.05），說明溫度對(duì)南極磷蝦肉中的脂肪酸組成影響不大。

綜合不同溫度對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)的過氧化值、酸值、TBA值及脂肪酸組成指標(biāo)的影響，確定南極磷蝦肉的最適加工溫度65 ℃，并在后續(xù)時(shí)間優(yōu)化試驗(yàn)均設(shè)定加工溫度65 ℃。

表1 熱加工溫度對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)脂肪酸組成的影響

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接表1

脂肪酸組成 百分比/%空白 45 ℃ 65 ℃ 85 ℃ 105 ℃C18∶2 0.052±0.029 0.040±0.002 0.045±0.009 0.054±0.023 0.052±0.014 C20∶1 0.514±0.161 0.570±0.027 0.649±0.045 0.509±0.109 0.533±0.038 C20∶2 0.091±0.069 0.074±0.005 0.148±0.039 0.070±0.033 0.077±0.003 C23∶0 0.099±0.041 0.144±0.061 0.173±0.021 0.126±0.07 0.134±0.010 C20∶5 24.757±0.688 24.307±0.529 24.335±0.525 23.613±3.056 23.554±1.062 C22∶1 0.410±0.091 0.503±0.066 0.566±0.079 0.427±0.079 0.457±0.021 C20∶0 0.133±0.026 0.165±0.016 0.195±0.018 0.159±0.056 0.145±0.017 C24∶1 0.145±0.043 0.207±0.008 0.190±0.009 0.164±0.053 0.198±0.015 C22∶6 22.286±1.565 22.044±0.585 21.922±0.164 20.796±1.546 20.966±0.561 SFA 28.745±1.852 30.102±1.346 29.232±0.068 31.900±2.343 30.764±1.233 MUFA 24.069±2.587 23.432±0.337 24.318±0.640 23.568±2.348 24.588±0.722 PUFA 47.186±2.125 46.466±1.025 46.451±0.611 44.532±4.573 44.648±1.606

2.2 熱加工時(shí)間對(duì)南極磷蝦肉品質(zhì)的影響

將南極磷蝦肉在最適加熱條件65 ℃下分別加熱1，2，3和4 h，冷凍干燥后提取南極磷蝦肉中的油脂，測(cè)定其氧化程度和脂肪酸組成的變化情況，探究南極磷蝦肉最合適的加工時(shí)間。

2.2.1 熱加工時(shí)間對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)過氧化值的影響

圖4為不同加工時(shí)間對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)過氧化值的影響。分析數(shù)據(jù)結(jié)果可知，65 ℃下處理南極磷蝦肉不同時(shí)長(zhǎng)，與空白組相比，加工時(shí)間在1～3 h時(shí)油脂的過氧化值無顯著變化，4 h時(shí)過氧化值顯著降低，為0.896 meq/kg。

圖4 熱加工時(shí)間對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)過氧化值的影響

2.2.2 熱加工時(shí)間對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)酸值的影響

不同加工時(shí)間對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)酸值影響如圖5所示。分析結(jié)果可知，熱加工時(shí)間對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)的酸值有顯著性影響（p＜0.05），南極磷蝦肉加熱1 h時(shí)，其磷蝦肉脂質(zhì)的酸值略微降低，為30.950 mg/g。

2.2.3 熱加工時(shí)間對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)TBA值的影響

不同加工時(shí)間對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)TBA值影響如圖6所示。結(jié)果表明，延長(zhǎng)熱加工時(shí)間顯著提高南極磷蝦肉脂質(zhì)TBA值（p＜0.05）。且隨著熱加工時(shí)間延長(zhǎng)，南極磷蝦肉脂質(zhì)的TBA值呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)。與空白組相比，在65 ℃加熱1 h時(shí)磷蝦肉油脂的TBA值無顯著性變化，此時(shí)油脂的TBA值為0.440。

圖5 熱加工時(shí)間對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)酸值的影響

圖6 熱加工時(shí)間對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)TBA值的影響

2.2.4 熱加工時(shí)間對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)脂肪酸組成的影響

由表2所示，隨著熱加工時(shí)間延長(zhǎng)，南極磷蝦肉脂質(zhì)中飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸組成均無明顯變化（p＞0.05）。

綜合考慮南極磷蝦肉脂質(zhì)的過氧化值、酸值、TBA值和脂肪酸組成及生產(chǎn)加工成本，最終確定南極磷蝦肉的加工工藝為65 ℃、1 h。南極磷蝦肉熱加工條件為65 ℃、1 h時(shí)其過氧化值、酸值、TBA值和脂肪酸組成與空白組相比均未發(fā)生顯著變化，此時(shí)南極磷蝦肉脂質(zhì)的過氧化值1.02 meq/kg，酸值30.950 mg/g，TBA值0.440，多不飽和脂肪酸占比47.766%。

表2 熱加工時(shí)間對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)脂肪酸組成的影響

3 討論

采用單因素試驗(yàn)的方法探究熱風(fēng)干燥加工對(duì)南極磷蝦肉脂質(zhì)品質(zhì)的影響，并確定最佳熱風(fēng)干燥加工工藝為65 ℃熱加工1 h，這與魏榮南等[10]研究熱處理對(duì)南極磷蝦品質(zhì)的結(jié)果有一致性。

分析結(jié)果可知，熱加工溫度和時(shí)間對(duì)南極磷蝦肉中的油脂的過氧化值、酸值及TBA值有一定影響。隨著熱加工溫度上升，南極磷蝦肉中脂質(zhì)的過氧化值、酸值及TBA值整體均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，65 ℃時(shí)有所下降。推測(cè)可能是65 ℃時(shí)，南極磷蝦肉表層水分蒸發(fā)速度適宜，使脂質(zhì)的水解反應(yīng)及氧化速度減緩，導(dǎo)致生成的游離脂肪酸、氫過氧化物及丙二醛等小分子物質(zhì)減少。

在65 ℃條件下改變加工時(shí)間，各理化指標(biāo)出現(xiàn)不同程度波動(dòng)，熱加工南極磷蝦肉2 h時(shí)，南極磷蝦肉脂質(zhì)的過氧化值、酸值及TBA值均有不同程度升高，4 h時(shí)各理化指標(biāo)出現(xiàn)下降趨勢(shì)，推測(cè)過氧化值出現(xiàn)下降可能是氫過氧化物迅速氧化分解成小分子物質(zhì)導(dǎo)致；TBA值出現(xiàn)下降，可能是因?yàn)楸┙到?，生成脂肪的三?jí)代謝產(chǎn)物如有機(jī)酸或醇類，也可能是熱空氣干燥過程中醛的揮發(fā)和損失造成[21]。

以南極磷蝦肉脂質(zhì)品質(zhì)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，衡量熱加工過程中2個(gè)重要條件溫度和時(shí)間對(duì)油脂品質(zhì)的影響。發(fā)現(xiàn)6 ℃、1 h加工南極磷蝦肉，其脂質(zhì)品質(zhì)不受影響，表明在此條件下獲得的南極磷蝦肉產(chǎn)品具有良好品質(zhì)和貯藏穩(wěn)定性，并為豐富南極磷蝦深加工工藝提供數(shù)據(jù)支撐。

4 結(jié)論

南極磷蝦肉最佳熱風(fēng)干燥加工條件為65 ℃、1 h，在此條件下，南極磷蝦肉所含脂質(zhì)的過氧化值為1.02 meq/kg，酸值為30.950 mg/g，TBA值為0.440，多不飽和脂肪酸占比47.766%。