楊祺福，徐文思，資陸妍，谷纖纖，王芙蓉，楊品紅

（湖南文理學(xué)院生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，水產(chǎn)高效健康生產(chǎn)湖南省協(xié)同創(chuàng)新中心，環(huán)洞庭湖水產(chǎn)健康養(yǎng)殖及加工湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，水生生物資源保育與利用湖南省高校科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，水產(chǎn)養(yǎng)殖與加工常德市重點(diǎn)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，湖南 常德 415000）

小龍蝦，學(xué)名克氏原螯蝦（Procambarus clarkii），是一種高蛋白、低脂肪的高營(yíng)養(yǎng)水產(chǎn)品，必需氨基酸、不飽和脂肪酸含量豐富[1]。小龍蝦肉質(zhì)鮮美、烹飪后口味多樣，進(jìn)而受到消費(fèi)者喜愛，其養(yǎng)殖及加工規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。除鮮銷外，小龍蝦加工產(chǎn)品主要為凍藏調(diào)味小龍蝦、單凍龍蝦尾及凍蝦仁等預(yù)制食品，產(chǎn)品種類少、加工量小、貯存條件苛刻。目前關(guān)于小龍蝦加工的研究主要集中于調(diào)味及凍藏品質(zhì)變化，而在油炸工藝條件改進(jìn)及相關(guān)即食產(chǎn)品開發(fā)方面鮮有研究。基于水產(chǎn)品豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不同的加工工藝，可以獲得色香味不同的產(chǎn)品[1]。小龍蝦蝦尾酥是一種新型休閑水產(chǎn)食品，由熟制單凍小龍蝦尾經(jīng)油炸工藝脫水制成。油炸工藝賦予小龍蝦獨(dú)特的風(fēng)味，香酥可口，食用方便，同時(shí)因降低了水分含量，可以延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期[2]。油炸是一個(gè)復(fù)雜的傳熱傳質(zhì)過程，在發(fā)生水分蒸發(fā)、油脂滲透的同時(shí)，伴隨著氧化、聚合、氫化等化學(xué)反應(yīng)[2]。常壓油炸溫度通常在180℃～220℃，可引起原料碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪的物理、化學(xué)和結(jié)構(gòu)變化[1，3]，以及淀粉的糊化、蛋白質(zhì)的變性、美拉德反應(yīng)、焦糖化等褐變作用，進(jìn)而賦予產(chǎn)品獨(dú)特的味道、顏色和質(zhì)地[4-7]。然而，油炸產(chǎn)品的油脂含量較高，如常壓油炸魚皮油脂含量為40%～50%[8-9]，且100℃以上通過美拉德反應(yīng)還會(huì)生成食源性毒性物質(zhì)丙烯酰胺等[10-11]。雖有利有弊，但油炸食品仍然受到消費(fèi)者的喜愛[12-16]。

真空低溫油炸屬于一種新型的油炸工藝，在低溫低壓低氧的條件下對(duì)物料進(jìn)行油水替換，進(jìn)而達(dá)到脫水的目的[17]。與常壓油炸相比，真空油炸可以有效降低油炸食品中的油脂含量[17]，減少褐變反應(yīng)以及高溫對(duì)原料營(yíng)養(yǎng)及感官品質(zhì)上的破壞[18]，減少有害物質(zhì)的生成[19]，同時(shí)增加油炸食品的酥脆性[20-22]。 Fang等[23]在120℃條件下真空油炸羅非魚魚皮，獲得表面光滑、組織均勻的魚皮酥產(chǎn)品，含油量為27.7%，顯著低于常壓油炸。本研究以熟制單凍小龍蝦蝦尾為原料，通過真空油炸工藝制備小龍蝦蝦尾酥產(chǎn)品。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以水分、粗脂肪含量、酥脆性、硬度及丙烯酰胺含量為指標(biāo)，選擇真空油炸溫度、真空油炸時(shí)間、油料質(zhì)量比和脫油時(shí)間為變量，利用正交試驗(yàn)對(duì)真空油炸工藝進(jìn)行優(yōu)化，旨在為提升小龍蝦油炸制品品質(zhì)提供理論依據(jù)和科學(xué)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

單凍龍蝦尾：湖南順祥食品有限公司；食用油（一級(jí)大豆油）：山東香滿園糧油有限公司；石油醚（沸程30℃～60℃）：天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司；甲酸（分析純）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；甲醇（LCMS級(jí)）：美國(guó)ACS恩科化學(xué)公司；丙烯酰胺（色譜純）：上海源葉生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

電子精密天平（BS-224S）：賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；低溫真空油炸設(shè)備：上海秋佐科學(xué)儀器有限公司RE-201D旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)設(shè)備改造（見圖1）；水分快速測(cè)定儀（DSH-50-5）：上海越平科學(xué)儀器有限公司；粗脂肪測(cè)定儀（SZF-06A）：上海昕瑞儀器儀表有限公司；質(zhì)構(gòu)儀（TA-XT Express）：英國(guó) Stable Micro Systems公司；三重四極桿液質(zhì)聯(lián)用儀（1290-6460 LC/MS/MS）、色譜柱 C18（2.1 mm×100 mm，3 μm）：美國(guó) Agilent有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理

單凍熟制龍蝦尾經(jīng)流水解凍去冰衣，除蝦線，瀝干后備用。

1.3.2 單因素試驗(yàn)

1.3.2.1 真空油炸溫度的確定

在真空度0.09 MPa條件下，設(shè)定真空油炸時(shí)間為60 min、油料質(zhì)量比為3.0:1.0、離心脫油轉(zhuǎn)速1200r/min、離心脫油時(shí)間為20 min，分別研究真空油炸溫度為55、65、75、85、95 ℃時(shí)小龍蝦蝦尾酥水分及油脂含量，確定最適真空油炸溫度。

1.3.2.2 真空油炸時(shí)間的確定

在真空度0.09 MPa條件下，設(shè)定真空油炸溫度為85℃、油料質(zhì)量比為3.0:1.0、離心脫油轉(zhuǎn)速1 200 r/min、離心脫油時(shí)間為20 min，分別研究真空油炸時(shí)間為30、60、90、120 min時(shí)小龍蝦蝦尾酥水分及油脂含量，確定最適真空油炸時(shí)間。

1.3.2.3 真空油炸油料質(zhì)量比的確定

在真空度0.09 MPa條件下，設(shè)定真空油炸溫度為85℃、真空油炸時(shí)間為60min、離心脫油轉(zhuǎn)速1200r/min、離心脫油時(shí)間為20 min，分別研究真空油炸油料質(zhì)量比為1.5:1.0、3.0:1.0、4.5:1.0時(shí)小龍蝦蝦尾酥水分及油脂含量，確定最適真空油炸油料質(zhì)量比。

1.3.2.4 真空油炸后離心脫油轉(zhuǎn)速的確定

在真空度0.09 MPa條件下，設(shè)定真空油炸溫度為85℃、真空油炸時(shí)間為60 min、油料質(zhì)量比為3.0:1.0、離心脫油時(shí)間為20 min，分別研究離心脫油轉(zhuǎn)速為500、1 000、1 200、1 500 r/min 時(shí)小龍蝦蝦尾酥油脂含量，確定最適真空油炸脫油轉(zhuǎn)速。

1.3.2.5 真空油炸后離心脫油時(shí)間的確定

在真空度0.09 MPa條件下，設(shè)定真空油炸溫度為85℃、真空油炸時(shí)間為60 min、油料質(zhì)量比為3.0:1.0、離心脫油轉(zhuǎn)速為1 200 r/min，分別研究離心脫油時(shí)間為5、10、15、20 min時(shí)小龍蝦蝦尾酥油脂含量，確定最適真空油炸脫油時(shí)間。

1.3.3 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以油炸時(shí)間（A）、油炸溫度（B）、脫油時(shí)間（C）、油料質(zhì)量比（D）為試驗(yàn)因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，以產(chǎn)品水分含量、粗脂肪含量、酥脆性及丙烯酰胺含量為指標(biāo)，采用綜合指標(biāo)法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行判斷。采用SPSS 16.0設(shè)計(jì)四因素三水平的正交試驗(yàn)，試驗(yàn)因素和水平見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素水平Table 1 Factors and levels of orthogonal test

1.3.4 檢測(cè)方法

1.3.4.1 水分含量測(cè)定

采用DSH水分快速測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4.2 油脂含量測(cè)定

參照GB 5009.6—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測(cè)定》中索氏提取法測(cè)定油脂含量。

1.3.4.3 酥脆性及硬度測(cè)定

選取油炸后蝦尾酥第二腹節(jié)側(cè)面，選擇壓縮模式，采用P/2探頭測(cè)定酥脆性及硬度，測(cè)前速度2.00 mm/s，測(cè)中速度1.00 mm/s，測(cè)后速度10.0 mm/s，測(cè)試距離5.00 mm，觸發(fā)力5.0 g。脆性：計(jì)算峰個(gè)數(shù)（峰值≥100 g），酥性：計(jì)算峰個(gè)數(shù)（峰值<100 g），酥脆性記為脆性與酥性之和。硬度：最大峰峰值。共進(jìn)行10次平行，去掉最大值與最小值，求得平均值。

1.3.4.4 丙烯酰胺含量測(cè)定

稱取適量樣品，加水均質(zhì)混勻，12 000 r/min離心后，取中間清液過濾膜過濾，取濾液經(jīng)親水親脂平衡型（hydrophilic-lipophilic balance，HLB）固相萃取柱上樣凈化，用水洗脫，收集洗脫液，進(jìn)行測(cè)定。柱溫35℃，流速 0.3 mL/min；采集模式 ESI+；進(jìn)樣量 5 μL。

1.3.5 綜合指標(biāo)計(jì)算

正交試驗(yàn)結(jié)果采用綜合指標(biāo)法（overall desirability，OD），進(jìn)行統(tǒng)一綜合考察。在計(jì)算綜合指標(biāo)之前，需先將各指標(biāo)進(jìn)行規(guī)格化[24-26]。

對(duì)于欲達(dá)到最大化的指標(biāo)，如硬度、酥脆性，其規(guī)格化方程為di=（Yi-Ymin）/（Ymax-Ymin）。式中，Yi代表各指標(biāo)的實(shí)際值，Ymax和Ymin分別為各指標(biāo)可被接受的最大值和最小值，最大值的選擇依據(jù)：當(dāng)指標(biāo)值超過最大值時(shí)，產(chǎn)品的質(zhì)量并不能得到顯著的改善，因此，當(dāng)某各試驗(yàn)的指標(biāo)值等于或超過Ymax時(shí)，將di設(shè)為1。相反，當(dāng)某個(gè)指標(biāo)值等于或低于Ymin時(shí)，di為0。

對(duì)于要進(jìn)行最小化的指標(biāo)，如水分含量、粗脂肪含量，丙烯酰胺含量，其規(guī)格化方程為di=（Ymax-Yi）/（Ymax-Ymin）。當(dāng)實(shí)測(cè)指標(biāo)值等于或超過設(shè)定的最大值時(shí)，di=0；當(dāng)實(shí)測(cè)值等于或低于Ymin時(shí)，di為1。根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康暮驮囼?yàn)結(jié)果，選定了4個(gè)考察指標(biāo)的最大和最小值，見表2。

表2 各考察指標(biāo)可接受的最大值和最小值Table 2 Maximum and minimum acceptable values of the investigated factors

再根據(jù)規(guī)格化方程計(jì)算出各指標(biāo)的規(guī)格化值后，由公式OD=（d1d2d3…dk）1/K計(jì)算綜合指標(biāo)，式中K代表指標(biāo)總個(gè)數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均平行測(cè)定3次，試驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示。使用SPSS 16.0軟件進(jìn)行單因素方差分析（One-Way ANOVA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 真空油炸溫度對(duì)小龍蝦蝦尾酥品質(zhì)的影響

因常壓油炸法溫度較高，物料營(yíng)養(yǎng)成分損失較大，并且在高于100℃的條件下，易產(chǎn)生有害物質(zhì)，因此本試驗(yàn)將真空油炸溫度設(shè)置為100℃以下。真空條件下，水的沸點(diǎn)大大降低，以油作為傳熱介質(zhì)，小龍蝦尾內(nèi)部的水分會(huì)急劇蒸發(fā)，使組織形成疏松多孔的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而油脂會(huì)進(jìn)入組織微孔。真空油炸溫度對(duì)小龍蝦蝦尾酥品質(zhì)的影響見圖2。

圖2 真空油炸溫度對(duì)小龍蝦蝦尾酥品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of vacuum fried temperature on quality of crayfish tail crisp

由圖2可知，在較低油炸溫度下水分蒸發(fā)緩慢，致使小龍蝦蝦尾酥水分含量較高，達(dá)不到酥脆的效果。隨著油炸溫度的升高，水分脫除及油脂滲透速度加快。當(dāng)油炸溫度為75℃時(shí)，小龍蝦蝦尾酥水分含量為（7.93±1.06）%，油脂含量（32.29±0.98）%。當(dāng)溫度高于75℃后，水分蒸發(fā)速率變慢。同時(shí)由于溫度升高油脂黏性降低，利于油分排出[27-28]，導(dǎo)致油脂含量略有下降。因此真空油炸溫度選擇范圍應(yīng)為75℃～95℃。

2.1.2 真空油炸時(shí)間對(duì)小龍蝦蝦尾酥品質(zhì)的影響

油炸時(shí)間是油炸工藝的重要參數(shù)，在特定的溫度條件下隨著時(shí)間延長(zhǎng)，物料中水分逐漸蒸發(fā)，導(dǎo)致油分粘附于干燥組織表面，并向內(nèi)部滲透。真空油炸時(shí)間對(duì)小龍蝦蝦尾酥品質(zhì)的影響見圖3。

由圖3可知，在85℃的油炸溫度下，0～60 min內(nèi)水分迅速蒸發(fā)，速度快于相似條件下黃秋葵（厚度2 cm）脫水速度[29]，60 min后物料中的非結(jié)合水分已被蒸發(fā)干，結(jié)合水蒸發(fā)速度減慢，與傳統(tǒng)干燥中的降速干燥階段一致[30]。同時(shí)油脂含量雖略有上升但無(wú)顯著差異，且60 min后趨于平穩(wěn)。因此真空油炸時(shí)間應(yīng)設(shè)定在60 min～120 min。

圖3 真空油炸時(shí)間對(duì)小龍蝦蝦尾酥品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of vacuum fried time on quality of crayfish tail crisp

2.1.3 真空油炸油料質(zhì)量比對(duì)小龍蝦蝦尾酥品質(zhì)的影響

油料質(zhì)量比一方面影響油炸工藝的成本，一方面影響物料與油脂間的傳質(zhì)傳熱速率。油料質(zhì)量比對(duì)小龍蝦蝦尾酥品質(zhì)的影響見圖4。

圖4 油料質(zhì)量比對(duì)小龍蝦蝦尾酥品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of material to solvent ratio on quality of crayfish tail crisp

由圖4可知，在相同的油炸溫度及油炸時(shí)間條件下，隨著食用油油量的增加，小龍蝦蝦尾酥水分含量略有降低，油量的增加加快了傳質(zhì)傳熱效率，但小龍蝦蝦尾酥油脂含量變化并不明顯。此外，通過試驗(yàn)觀察，在油料質(zhì)量比低于1.5:1.0的條件下，物料不能完全浸沒在油液中，因此油炸效率低；而相對(duì)于3.0:1.0，4.5:1.0的油料質(zhì)量比對(duì)小龍蝦蝦尾酥水分及油脂含量無(wú)明顯影響。為了節(jié)約成本，將油料質(zhì)量比設(shè)定為 1.5:1.0～4.5:1.0。

2.1.4 真空油炸后脫油轉(zhuǎn)速對(duì)小龍蝦蝦尾酥品質(zhì)的影響

過高的含油率會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品油膩感，且影響酥脆性[31]。油炸后物料脫油是重要的工藝步驟，試驗(yàn)采用離心脫油，且僅對(duì)油脂含量進(jìn)行測(cè)定分析。脫油轉(zhuǎn)速對(duì)小龍蝦蝦尾酥油脂含量的影響見圖5。

圖5 脫油轉(zhuǎn)速對(duì)小龍蝦蝦尾酥油脂含量的影響Fig.5 Effect of deoiling speed on oil content of crayfish tail crisp

由圖5可知，隨著脫油轉(zhuǎn)速的升高，油脂含量逐漸減少，由此，說(shuō)明通過離心脫油的方式可以很有效地降低產(chǎn)品含油量，當(dāng)脫油轉(zhuǎn)速在1 200 r/min以上時(shí)，油脂含量變化不顯著，因轉(zhuǎn)速在1 500 r/min時(shí)物料完整性受到影響，且較高轉(zhuǎn)速對(duì)設(shè)備要求較高，因此試驗(yàn)設(shè)定離心速度為1 200 r/min，既能有較好的脫油效果，又能防止物料因脫油轉(zhuǎn)速過大導(dǎo)致完整性受到影響。由于轉(zhuǎn)速相對(duì)于其他因素而言不是主要的影響因素，所以正交試驗(yàn)中不再對(duì)此因素進(jìn)行優(yōu)化。

2.1.5 真空油炸后脫油時(shí)間對(duì)小龍蝦蝦尾酥品質(zhì)的影響

脫油時(shí)間主要影響蝦尾的油脂含量，對(duì)油脂含量測(cè)定的結(jié)果如圖6所示。

圖6 脫油時(shí)間對(duì)小龍蝦蝦尾酥油脂含量的影響Fig.6 Effect of deoiling time on oil content of crayfish tail crisp

由圖6可知，在1 200 r/min的離心條件下，隨著脫油時(shí)間的延長(zhǎng)，小龍蝦蝦尾酥油脂含量逐漸下降，在15 min后趨于平衡。由于小龍蝦蝦殼的存在不僅保護(hù)了油炸及脫油過程中蝦肉的完整性，同時(shí)在脫油的過程中部分油脂被蝦殼截留在蝦殼內(nèi)，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)脫油時(shí)間。此外，通過觀察發(fā)現(xiàn)，隨著脫油時(shí)間的延長(zhǎng)，碎渣量增加，造成小龍蝦蝦尾酥質(zhì)量損失。因此，綜合考慮油脂含量及質(zhì)量損失，脫油時(shí)間應(yīng)選擇在 15 min～25 min。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

2.2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果

正交試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Results of orthogonal experiment

由表3經(jīng)直觀分析可知影響真空油炸小龍蝦蝦尾酥品質(zhì)的大小順序?yàn)橛驼囟龋˙）＞油炸時(shí)間（A）＞油料質(zhì)量比（D）＞脫油時(shí)間（C），最優(yōu)工藝組合為A3B3C3D2，即為油炸時(shí)間120 min、油炸溫度95℃、油料質(zhì)量比3.0:1.0、脫油時(shí)間25 min。

2.2.2 驗(yàn)證試驗(yàn)

按最優(yōu)工藝組合進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果如表4所示。

由表4可知，正交試驗(yàn)最優(yōu)工藝組合條件下小龍蝦蝦尾酥水分含量與220℃常壓油炸法相近，為（2.65±0.11）%，顯著低于180℃常壓油炸工藝；油分含量顯著低于180℃及220℃常壓油炸工藝，為（25.66±1.88）%，與真空油炸2 mm魚糜片油量相當(dāng)[32]，低于常壓油炸香芋片[33]；由于油炸溫度較低，丙烯酰胺含量顯著低于常壓油炸法，為（11.2±0.17）μg/kg。真空油炸在水分去除的過程中，小龍蝦組織結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)細(xì)小空隙，這賦予其一定的酥脆性[34]，酥脆性與常壓油炸法相近，但硬度顯著低于常壓油炸法，為（443.21±42.36）g，與薯片硬度相當(dāng)，符合最佳口感的硬度區(qū)間（350 g～450 g）[35]。真空條件使物料產(chǎn)生較低的硬度的同時(shí)提高了酥脆性[28，36]。綜合評(píng)分為0.804 7，優(yōu)于正交試驗(yàn)表中的9個(gè)試驗(yàn)組合，表明試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)穩(wěn)定、可行。

表4 不同油炸條件對(duì)小龍蝦蝦尾酥品質(zhì)的影響Table 4 Effect of different frying conditions on quality of crispy crayfish tail

3 結(jié)論

本文以單凍小龍蝦尾為原料，通過低溫真空油炸工藝制備小龍蝦蝦尾酥產(chǎn)品。通過研究油炸溫度、油炸時(shí)間、油料質(zhì)量比、離心脫油時(shí)間對(duì)小龍蝦蝦尾酥的品質(zhì)影響。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以水分、粗脂肪含量、酥脆性、硬度、丙烯酰胺含量為指標(biāo)，選擇油炸溫度、油炸時(shí)間、油料質(zhì)量比和脫油時(shí)間為變量，利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)真空油炸工藝進(jìn)行優(yōu)化，通過綜合指標(biāo)分析法，獲得真空油炸工藝的最優(yōu)條件：真空度0.09 MPa，油炸溫度95℃、油炸時(shí)間120 min、油料質(zhì)量比3.0:1.0、脫油時(shí)間25 min。此條件下，小龍蝦蝦尾酥水分含量為（2.65±0.11）%，粗脂肪含量為（25.66±1.88）%，硬度為（443.21±42.36）g，酥脆性與常壓油炸小龍蝦蝦尾酥無(wú)顯著差別，丙烯酰胺含量為（11.2±0.17）μg/kg。低溫真空油炸工藝制備的小龍蝦蝦尾酥產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)得以保留，與常壓油炸法相比，油脂及丙烯酰胺含量明顯降低。油炸過程采用水分收集裝置，同時(shí)獲得小龍蝦低溫油浸提液，有待進(jìn)一步研究。不同的加工方法對(duì)蝦的風(fēng)味物質(zhì)種類和量的影響不同，產(chǎn)品的風(fēng)味物質(zhì)需要進(jìn)一步探討。