南极磷虾调味粉的研制及其感官评价

郑爽，姜晓明，王荟凌，薛勇，李兆杰，薛长湖

(中国海洋大学 食品科学与工程学院，山东 青岛 266003)

1 概述

南极磷虾(Euphausiasuperba)是一种生活在南极洲水域的磷虾。有研究指出南极磷虾中含有高品质蛋白和丰富脂质[1,2]，含量分别为16.31%和1.3%。富含矿物质，含量为2.76%，高于日本对虾(1.6%)、蛤蜊(2.2%)等多种海产品。其蛋白水解产物包含人体所需的8 种必需氨基酸，其中，谷氨酸含量最高，赖氨酸次之，具有巨大的开发潜力[3]。南极磷虾不但营养物质丰富，还含有多种活性物质，如蛋白消化酶、类胞菌素氨基酸等[4]。中国的南极磷虾产业发展势头良好，将成为世界主要南极磷虾产业发展地之一。

近年来，人们对调味粉的要求已从单一的鲜味型转向复合的天然风味型、营养型、功能型。水产品调味粉因富含氨基酸、多肽、糖、有机酸、核苷酸等呈味成分和牛磺酸等保健成分，具有独特风味而备受人们青睐。

本实验以冷冻南极磷虾为原料，采用二段复合酶解的方式，先用复合蛋白酶将蛋白质水解为多肽片段，再用风味蛋白酶去除苦味，增加鲜味。最后经过美拉德反应、复配调味，制成具有明显虾味的南极磷虾调味粉。

2 材料与方法

2.1 材料与仪器

2.1.1 材料

整只南极磷虾(Euphausiasuperba)冷冻虾砖由日本水产株式会社提供，于低温(≤-30 ℃)冷库中经粉碎机粉碎后置低温(≤-30 ℃)下贮藏备用。复合蛋白酶(最适pH 5.5～7.5，1.5 AU/g)，购于诺维信(中国)生物技术有限公司；风味蛋白酶(最适pH 6.0～7.5，30 U/mg)，南宁东恒华道生物科技有限责任公司；Ca(OH)2、NaOH、NaCl、磷酸、三氯甲烷、甲醇，购于国药集团化学试剂有限公司；其他试剂，均为国产分析纯。

2.1.2 仪器与设备

YC-1800实验型喷雾干燥机 上海雅程仪器设备有限公司；CJF-0.05L实验型高压反应釜 西安常仪仪器设备有限公司；HH-4型数显恒温水浴锅、JJ-1精密增力电动搅拌器 常州国华电器有限公司；JB-1A型磁力搅拌器 上海精密科学仪器有限公司；DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司；Biochrom 30 型氨基酸自动分析仪 英国Biochrom公司;PF-1型氟电极、232型甘汞参比电极 上海雷磁精密科学仪器有限公司；PHS-3C型精密酸度计 上海雷磁仪器厂；GL-20M型高速冷冻离心机 上海卢湘仪离心机仪器厂；TDL-5-A型低速大容量离心机 上海安亭科学仪器厂；5973-6890N型气相色谱-质谱联用仪 美国Agilent公司；STARTER 3100型pH计 美国Ohaus公司；AB135-S型精密电子分析天平 瑞士Mettler-Toledo公司。

2.2 实验方法

2.2.1 南极磷虾调味粉的制备工艺

整虾解冻→一段酶解→二段酶解→脱氟→调节pH→美拉德反应→喷雾干燥→调配→成品。

2.2.2 二段复合酶解工艺

将低氟冷冻南极磷虾整虾于室温解冻，加入3倍质量的水，搅拌升温，进行酶解反应。

一段酶解：加入0.5%复合蛋白酶(58 ℃)，酶解时间分别为30，60，75，90，105，120，150 min；再进行二段酶解：加入0.4% 风味蛋白酶(50 ℃)，酶解时间分别为30，60，75，90，105，120，150，180，210 min。两段酶解完成后离心(5000 r/min，15 min)，取上清，弃渣，得到南极磷虾酶解上清液。

2.2.3 脱氟工艺

向南极磷虾酶解上清液中加入液体质量1% 的Ca(OH)2，室温下搅拌15 min后，静置30 min，离心(4500 r/min，20 min)，取上清，弃渣，得到南极磷虾低氟酶解上清液。

2.2.4 调节pH

向南极磷虾低氟酶解上清液中滴加食品级磷酸，边搅拌边调节液体pH至6.6～6.8，调节完成后搅拌15 min，静置30 min，得到pH适合的南极磷虾低氟酶解上清液。

2.2.5 美拉德反应

向pH适合的南极磷虾低氟酶解上清液中加入9% 的葡萄糖、4%的木糖、4%的酵母抽提物KA66，充分混合均匀后，升温物料，使之于100 ℃进行美拉德反应，时间6 min。待降温后进行喷雾干燥。

2.2.6 喷雾干燥工艺

将热反应结束后pH适合的南极磷虾低氟酶解上清液，置于YC-1800实验型喷雾干燥机中，进行喷雾干燥。

2.2.7 单因素实验

以盐、白砂糖、味精、I+G为单因素，结合感官评价确定各因素的最佳用量，得到基本配方。

2.2.8 复配调味工艺

将喷雾干燥得到的南极磷虾调味粉基料按照单因素实验结果进行复配调味，并充分混合均匀。

2.2.9 南极磷虾调味粉的基本成分测定及微生物指标检测

2.2.9.1 可溶性固形物含量

取少量南极磷虾调味粉溶于去离子水后，采用高温干燥法测定。

2.2.9.2 蛋白质含量

采用福林酚法测定。绘制标准曲线后，取少量南极磷虾调味粉溶于去离子水，吸取样液(南极磷虾调味粉水溶液)1 mL，加入5 mL甲液(A液∶B液为5∶1，混合均匀，现配现用。A液：Na2CO310 g，NaOH 2 g，酒石酸钾钠0.25 g，溶于500 mL蒸馏水中；B液：CuSO4·5H2O 0.25 g 溶于100 mL去离子水中)，静置10 min；后加入0.5 mL乙液(福林酚试剂)，摇匀，静置30 min，于OD650 nm处测吸光值，根据标准曲线计算出蛋白质含量。

2.2.9.3 总脂含量

采用氯仿-甲醇法提取南极磷虾调味粉中的脂肪后，用旋转蒸发仪将氯仿蒸干，准确称取旋蒸前后旋蒸瓶的质量，计算出南极磷虾调味粉中的脂肪含量即可。

2.2.9.4 氨基酸态氮含量

准确称取5 g南极磷虾调味粉，加去离子水定容至100 mL，吸取20 mL试液(南极磷虾调味粉水溶液)，加入去离子水60 mL，用0.05 mol/L NaOH标准溶液滴定至pH为8.2，记录消耗的NaOH体积。向上述pH为8.2的溶液中加入10.00 mL 36%的中性甲醛溶液，再用NaOH标准溶液滴定至pH为9.2，记录消耗的NaOH体积V1，V2。需将试液换成去离子水进行空白滴定。

氟含量：采用高氯酸浸提-氟离子选择电极法。精确称取约1 g样品于容量瓶中，加入10 mL 0.1 mol/L高氯酸消化2 h，加入TISAB 25 mL，用超纯水定容至50 mL，以氟离子选择电极进行测定即可。

NaCl含量：采用AgNO3滴定法。准确称取南极磷虾调味粉2～5 g，放置于坩埚中，炭化至无黑烟，用去离子水将炭化物完全转移至250 mL容量瓶中，冷却后用去离子水定容至250 mL，用滤纸过滤，作为试液。吸取25～50 mL试液于锥形瓶中，加入酚酞指示剂，用0.01 mol/L Na2CO3或0.01 mol/L HAC调至pH为7，加入铬酸钾指示剂0.5 mL，以0.1000 mol/L AgNO3标准溶液滴定，直至溶液呈现稳定的淡橙色。

菌落总数的测定：按GB/T 4789.2-2016的规定操作[5]。

大肠菌群的测定：按GB/T 4789.3-2003的规定操作[6]。

致病菌(沙门氏菌、志贺氏菌、副溶血性弧菌、金黄色葡萄球菌)检验：按GB/T 4789.4-2016、GB/T 4789.5-2012、GB/T 4789.7-2013、GB/T 4789.10-2016的规定操作[7]。

2.2.10 南极磷虾调味粉游离氨基酸测定[8]

准确称取1.0000 g南极磷虾调味粉，加入5 mL、20%的三氯乙酸溶液，均质后以三氯乙酸定容至25 mL，用双层滤纸过滤后取上清液。将上清液于4 ℃、10000 r/min离心20 min，取离心上清液过0.22 μm水膜，采用氨基酸自动分析仪测定。

2.2.11 南极磷虾调味粉挥发性风味成分测定[9]

为鉴定南极磷虾调味粉的呈味物质，采用SPME-GC-MS法对其挥发性成分进行测定。

精确称取0.3 g左右的南极磷虾调味粉，逐渐以1 mL超纯水完全溶解后，50 ℃水浴下用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头萃取25 min，180 ℃解吸6 min。

气相色谱条件：采用HP-5MS (30 m×0.25 mm×0.25 μm)非极性毛细管柱，升温程序：初始温度35 ℃，保持3 min，然后以8 ℃/min的速度升至250 ℃，保持10 min。进样口温度180 ℃，不分流；载气为氦气，流量1.3 mL/min。

质谱条件：电离方式为EI，电子能量70 eV，接口温度280 ℃，离子源温度230 ℃，扫描周期2.84 次/s，质量扫描范围(m/z)5。

2.2.12 南极磷虾调味粉的感官评价

表1 感官评分标准

3 结果与分析

3.1 二段复合酶解中固形物含量变化

图1 二段复合酶解过程中固形物含量随酶解时间的变化

由图1可知，固形物含量随酶解时间增加而增加。在一段酶解中，进行到150 min时达到最高，但由于其与120 min时的结果基本持平，综合成本考虑，确定一段酶解最佳时间为120 min，此时固形物含量为9.629%；二段酶解与一段酶解同理，确定二段酶解最佳时间为180 min，此时固形物含量达到16.126%。

3.2 南极磷虾调味粉的基本成分和微生物安全分析结果

表2 南极磷虾调味粉的基本成分

由表2可知，南极磷虾调味粉是一种富含蛋白、脂质适中、低氟安全的调味品。

表3 南极磷虾调味粉的微生物指标

由表3可知，南极磷虾调味粉在微生物特征尤其是常见致病菌方面具有良好的安全性。

3.3 南极磷虾调味粉的游离氨基酸组成分析结果

游离氨基酸代表水解物主要的营养成分和风味物质，其含量及组成直接影响到产品的营养和风味[10]。Glu、Gly、Ala和Arg均是虾类典型的呈味氨基酸，Asp则是南极磷虾特有的呈味氨基酸。Glu可以增加水解的鲜味，而Gly、Ala、Ser、Thr可以增加水解的甜味。

表4 南极磷虾调味粉中游离氨基酸的分析结果 mg/mL

由表4可知，南极磷虾调味粉中 Lys 含量最高，达到4.38 mg/mL，同时富含Glu、Gly、Ala和Arg这些虾类典型的呈味氨基酸，其中主要呈鲜味的Glu含量达到了2.39 mg/mL，主要呈虾味的Gly、Ala和Arg分别达到了3.29，2.99，4.86 mg/mL，南极磷虾特有的呈味氨基酸Asp含量达到了1.45 mg/mL。因此，南极磷虾调味粉水溶液中，游离氨基酸种类及含量十分丰富。据此可知，南极磷虾调味粉是一种鲜味和虾味特征显著、营养价值高的调味品。

3.4 南极磷虾调味粉挥发性风味成分分析结果

表5 南极磷虾调味粉挥发性风味成分的GC/MS鉴定结果及其含量

续 表

由表5可知，能有效测定的南极磷虾调味粉的挥发性呈味成分有32种。其中， 3-呋喃甲醇(含氧化合物)、2-乙酰基吡咯、2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮(吡啶类及含氮化合物)、5-甲基糠醇(醇类)、苯乙醛、苯甲醛、糠醛(醛类)、十六酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯(酯类)、乙酸(酸类)10种挥发性成分在南极磷虾调味粉的呈味成分中起到决定性作用。3-呋喃甲醇、2-乙酰基吡咯、苯乙醛、苯甲醛、十六酸乙酯、糠醛含量明显高于其他呈味物质，含量分别为46.29，26.54，21.47，20.03，18.62，17.69 μg/100 g。其次是乙酸、9-十六碳烯酸乙酯、2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮，含量分别为10.75，8.71，8.23 μg/100 g。

3.5 单因素实验结合感官评价结果

表6 复配调味单因素实验结合感官评价结果

由表6可知，方案1和方案3由于适口性差，可直接舍去。方案2和方案4感官评价类似，但由于方案2中，南极磷虾调味粉基料比重过大，不利于实际生产中成本的控制，综上所述，可确定方案4为最佳配方。

3.6 南极磷虾调味粉感官评价结果

表7 南极磷虾调味粉感官评价结果

由表7可知，南极磷虾调味粉在色泽、滋味与气味、形态、杂质上均有良好表现，其色泽呈浅黄褐色，滋味鲜香适口、虾味浓郁，质地细腻均匀、不结块，无肉眼可见杂质，感官评价总分达到95分。因此，南极磷虾调味粉是一款感官评价良好的调味粉。

4 结论

以冷冻南极磷虾为原料，结合传统调味粉的制作方法，打破传统一段酶解的局限，采用高效的二段复合酶解，综合单因素实验与感官评价的结果，最终确定工艺为：以复合蛋白酶和风味蛋白酶的蛋白酶组合作为水解用酶，分段水解5 h后，加入还原糖和呈味物质，在100 ℃下进行美拉德热反应 6 min，复配调味后，喷雾干燥。

通过该工艺可制备出一种低氟含量、磷虾特征明显、风味浓郁的调味粉，解决了当下南极磷虾体内氟含量高，不能为人所食用的缺陷。同时加入的多种呈味物质，凸显了南极磷虾独特的虾味，并在酶解产生风味物质的前提下，进一步增加了调味粉的鲜香风味；复配调味工艺中，多种常见的、低成本调味用品的加入，大大增强了南极磷虾调味粉的适口性，为南极磷虾的进一步加工利用提供了有力的技术支持。

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