随着我国经济发展和对营养健康食物的需求，对虾的需求量也越来越高[1]，根据中国渔业统计年鉴数据显示，2013 年～2020 年南美白对虾的需求量及产量逐年上升，到2020 年虾产量达到630.73 万t，同比上涨3.94%，其中南美白对虾是我国最主要的海水养殖品种，2020 年产量为119.77 万t，占总产量的比重为19%。南美白对虾肉质滑嫩，营养价值高，没有骨刺便于食用，含有多种矿物质及营养成分，是一种价值极高的食物[2-4]，其因高营养价值和良好感官而闻名[5]。
目前我国虾类加工形式单一，而且产业化程度不高，虾在市场主要以生鲜、冷冻和干制加工销售[6]。但是由于虾本身含水量较高，自溶酶活性较强，对于运输保鲜条件要求较为苛刻，储藏保鲜条件不佳会对虾外观品质有一定影响，严重的会导致对虾死亡，所以鲜活虾的价格会比较昂贵[7]；虽然冷冻虾比活虾耐储藏且更加经济便捷，但是经过冷冻之后的虾仁水分冻结形成冰晶，解冻之后冰晶化成水，这部分水不能被组织吸收，从而流失，但是流失的水分中含有营养物质及盐类，导致虾仁的味道和营养发生很大变化，食用价值降低[8]；干制虾的水分含量一般在20%左右，含量较低，与鲜虾相比口感与风味均有较大差别[9]。以上加工方式均会对虾仁的口感风味造成影响，加工运输都不方便，而且随着生活节奏的加快，人们对即食产品的需求也在加大，所以研发一款食用便捷、口感独特和营养价值高的即食虾仁是非常有必要的。
干燥方式是虾仁加工过程中影响口感风味的关键技术，目前虾的干燥通常采用热风干燥和冷冻干燥，热风干燥处理时间一般较长，有效成分损失较大，口感品质较低；冷冻干燥虽然得到的产品质构外观较好，但是冻干时间长、设备价格昂贵且操作不便。真空微波干燥是目前关注度较高的技术，该技术将真空干燥和微波干燥两者结合，具有干燥速度快、操作简单和控制等特点，并且真空微波干燥能有效保持物品的外观质构[10-12]。本文采用真空微波干燥技术对虾仁进行膨化处理，得到表皮酥脆、内部柔软、具有虾片风味的即食酥脆虾仁，以期丰富虾仁的加工工艺，提高虾仁产品的经济价值。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
新鲜南美白对虾、食盐、糖、花椒、大蒜、生姜、料酒、八角、桂皮、小茴香、砂仁、海苔：市售。
1.2 仪器与设备
TMS-TOUCH 质构仪：美国FTC 公司；EVO-LS10扫描电子显微镜：德国蔡司公司；CR-400 色彩色差计：日本KONICAMINOLTA 公司；HG-9145A 型鼓风干燥箱：北京亚泰科隆仪器技术有限公司；BCD-490WLDPSU1 型冰箱：海尔智家股份有限公司；XWJD6SW-2 型微波真空杀菌干燥设备：南京孝马机电设备厂。
1.3 方法
1.3.1 工艺流程
即食酥脆虾仁加工工艺流程：原料挑选→前处理→烫漂→护色处理→真空浸渍→冷冻→热风干燥→真空微波膨化→充氮包装。
1.3.2 操作要点
将生虾先用温水洗净，除去可见杂质，然后将影响食用的部分（虾壳、虾头、虾线等）除去，得到完整虾仁，将得到的虾仁在煮沸的盐水中静置3 min，取出后放置在护色液中浸泡10 min，将经过烫漂和护色处理的虾仁置于一定体积的海苔调味液中，将浸渍环境抽真空，浸渍60 min，浸渍后在-24 ℃冷冻30 h，然后热风干燥、真空微波膨化真空微波干燥处理，得到即食酥脆虾仁。
1.3.3 单因素试验设计
探究不同条件对虾仁感官评分的影响，设置微波功率分别为400、450、500、550、600 W，微波时间为2、3、4、5、6 min，热风干燥温度为45、50、55、60、65 ℃。
1.3.4 正交试验设计
根据单因素试验结果，以感官评分为评价标准，设计三因素三水平的正交试验，以确定最佳工艺。
表1 正交试验因素水平设计
Table 1 Factors and levels design of orthogonal experiment
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1.3.5 指标测定
在单因素及正交试验的基础上，固定虾仁热风干燥温度为55 ℃，探究微波功率与微波时间对即食酥脆虾仁各指标的影响。
1.3.5.1 水分测定
按照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》中的方法测定即食酥脆虾仁中的水分。
1.3.5.2 质地剖面分析（texture profile analysis，TPA）
利用质构仪探究虾仁在不同加工条件下的质构变化，采用P/2 型柱形探头，测试速度2 mm/s、触发力0.1 N、形变量50%，间隔时间为1 s，力量感觉元选择250 N，每次测试重复3 次，取平均值。
1.3.5.3 微观结构的测定
参考Benjakul 等[13]的方法，并稍作修改。采用扫描电子显微镜观察虾仁结构，每组虾仁取其腹部切成1 cm×1 cm×1 cm 的正方体小块，在10 kV 的加速电压下分别放大200 倍和300 倍，选取所需部位进行拍摄。
1.3.5.4 色泽的测定
参考Kargozari 等[14]的方法，采用色差计进行测定，不同样品测取相同部位，不同样品各取样3 次，取平均值。色差计显示3 个数值，分别为L*值、a*值、b*值。根据a*值和b*值计算彩度值；根据L*值、a*值和b*值计算白度值，计算公式如下。
式中：C 为彩度值；W 为白度值；L*为明度指数；a*为红绿色度；b*为黄蓝色度。
1.3.5.5 感官评定
选择来自相同食品专业方向的6 名男女组成感官评价小组，按照表2 的评判指标及等级对即食酥脆虾仁进行感官评分，以平均值作为最终结果。
表2 即食酥脆虾仁感官评分标准
Table 2 Sensory rating standard of instant crispy shrimp
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1.4 数据处理
数据分析采用SPSS Statistics 25.0 软件，利用Origin 2022 软件绘图。
2 结果与分析
2.1 前处理工艺分析
虾仁在进行热风干燥和真空微波膨化之前首先经过了一定的前处理，虾仁除去虾壳、虾头之后，经过烫漂护色后再进行浸渍和冷冻处理。在一定浓度的盐溶液下高温烫漂可以有效杀死虾中的微生物，并抑制虾中的多酚氧化酶活性延长虾仁的保质期，并且烫漂后会使虾仁的弹性、硬度和复水率增加，有研究发现经过烫漂处理可以降低样品中的腥味成分，使风味更佳[15]。在浸渍工序中没有采用普通浸渍而是采用真空浸渍，避免了常规浸渍处理浸渍时间长、不均匀和不卫生等弊端。在真空浸渍的过程中，调味液能充分进入虾仁内部[16]，并且海苔中的多酚自由基清除率高达76%[17]，从而防止虾仁的氧化。最后对虾仁进行真空冷冻处理，经过烫漂处理再进行冷冻比直接进行冷冻处理的虾在冻藏过程中能更好地保持虾的营养感官品质和风味[18]。
2.2 单因素试验分析
图1～图3 分别为微波时间、微波功率、热风干燥温度对虾仁感官评分的影响。
图1 微波时间对虾仁感官评分的影响
Fig.1 Effect of microwave time on sensory score of shrimp
图2 微波功率对虾仁感官评分的影响
Fig.2 Effect of microwave power on sensory score of shrimp
图3 热风干燥温度对虾仁感官评分的影响
Fig.3 Effect of hot air drying temperature on sensory score of shrimp
由图1～图3 可知，随着微波功率的升高和微波时间的延长，虾仁的感官评分均呈先上升后降低的趋势；而随着热风干燥温度的升高，虾仁的感官评分先升高后保持稳定。原因可能是随着微波功率升高和微波时间的延长，虾仁成熟度越高，其质地、口感、风味、外观均表现良好，感官评分提高，但是继续升高微波功率和延长微波时间，虾仁水分流失越来越多，表面皱缩，其质地、口感均会受到一定影响，且出现焦褐色，外观较差，感官评分降低。综合考虑，选择正交试验水平范围为微波功率500、550、600 W，微波时间3、4、5 min，热风干燥温度50、55、60 ℃。
2.3 正交试验结果与分析
加工条件直接影响着虾仁的风味和各种感官指标，为了确定即食酥脆虾仁的最佳加工条件，根据前期单因素试验结果选择合适的水平范围进行正交试验，结果如表3 所示。
表3 即食酥脆虾仁加工条件正交试验结果
Table 3 Results of orthogonal test on processing conditions of instant crispy shrimp
试验号 A 微波时间 B 微波功率 C 热风干燥温度 感官评分1 1 1 1 78.00±2.90 2 2 1 2 79.00±6.07 3 3 1 3 84.00±3.95 4 2 69.00±4.43 5 2 2 3 77.00±3.35 1 2 1 76.00±4.73 7 1 3 3 62.00±6.23 6 3 2 1 65.00±6.78 9 3 3 2 79.00±4.43 8 2 3 k1 69.667 80.333 73.000 k2 73.667 74.000 75.667 k3 79.667 68.667 74.333极差R 10.000 11.666 2.667
在表3 中可以看出微波功率与微波时间对感官评分的影响较大，热风干燥温度对感官评分的影响最小，与单因素试验结果一致。
由表3 可知正交试验得到的理论最佳方案为A3B1C2，实际最佳方案为A3B1C3，对这两种方案进行验证试验，得到A3B1C2 的感官评分为84.83±1.17，而A3B1C3 的感官评分为84.00±3.95，可以看出A3B1C2 的感官评分略高且误差较小，最终确定最佳加工条件为微波时间5 min、微波功率500 W、热风干燥温度55 ℃。
2.4 微波工艺对虾仁水分含量的影响
固定虾仁热风干燥温度为55 ℃，探究不同微波工艺对虾仁水分含量的影响，结果见表4。
表4 不同微波条件对水分含量的影响
Table 4 Effect of different microwave conditions on moisture content
注：同列不同小写字母表示差异显著P＜0.05。
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由表4 可知，不同加工条件下的虾仁水分含量均为30%～50%，其中水分含量最高的为46.3%，最低的为35.5%，水分含量均比传统的虾仁食品水分含量（约20%）高。黄子健[19]发现真空微波干燥有前期加速、中期恒速、后期降速3 个阶段，在前期干燥过程中干燥速率很快，水分能快速降低达到最佳水分含量，能够避免长时间加热对品质的影响，这与本研究的试验结果一致。在干燥前期水分含量下降速率较高，后期水分下降速率缓慢，并且在真空微波膨化之前，先在55 ℃热风干燥1 h，在这个温度范围内热风干燥中先失去的为虾仁表面水分，并且水分流失速度缓慢，不会因为虾仁表面水分流失过快而造成皱缩，影响虾仁外观，并且先失去表面水分会便于后续的微波膨化处理得到酥脆的虾仁[20]；在真空微波膨化中水分主要是由内而外迁移，在这个过程中内部水分流失[21]。在图4 中可以看出，在微波3 min 的条件下，微波功率的增加对虾仁水分含量的影响不大，说明微波时间较短，水分流失较慢；在微波5 min 条件下，微波功率为600 W 时，虾仁水分含量大幅度下降，且表面皱缩严重，硬度高，口感较差。
2.5 水分含量对虾仁质构的影响
食品的质构包括弹性、胶黏性、咀嚼性、脆度等感官特性[22-23]，质构是决定食品等级品质的重要指标。食品的感官评价分析容易受到人为因素的干扰，数据的真实性、重复性和稳定性大大降低，目前食品质构检测最常用的仪器为质构仪，能够对食品的质构做出数据化描述，大大提高数据的真实性和可靠性[24]。将即食酥脆虾仁用质构仪处理，得到了不同加工条件下不同水分含量虾仁的质构参数，结果见图4～图6。
图4 不同水分含量对虾仁硬度、脆度的影响
Fig.4 Effect of shrimp with different moisture content on hardness and brittleness
不同小写字母表示差异显著，p＜0.05。
图5 不同水分含量对虾仁弹性、胶黏性的影响
Fig.5 Effect of shrimp with different moisture content on elasticity and viscosity
不同小写字母表示差异显著，p＜0.05。
图6 不同水分含量对虾仁内聚性、咀嚼性的影响
Fig.6 Effects of shrimp with different moisture content on cohesiveness and chewiness
不同小写字母表示差异显著，p＜0.05。
由图4～图6 可知，水分含量与硬度、咀嚼性呈现负相关关系，但是并非线性关系，这与董鑫磊等[25]的研究结果一致。水分含量越低，脆度越高，但是脆度值越小，说明脆度值越小，产品越脆。这是因为在水分含量降低的过程中，内部结构失去水分，同时在受热过程中逐渐堆叠在一起，内部排列紧密、空隙减小，咀嚼相同质量的肉需要更大的力，硬度和咀嚼性提高。
2.6 虾仁组织结构分析
不同微波功率处理的虾仁扫描电镜结果如图7 所示。
图7 不同微波功率的虾仁扫描电镜图
Fig.7 SEM images of shrimp with different microwave power
由图7 可知，在微波功率为500 W 时，虾仁横向肌纤维结构排列整齐，没有断裂，纵向排列的肌纤维之间空隙较大，可以看出有明显的空隙间隔，排列疏松；当微波功率上升到550 W 时，纵向排列的肌纤维之间空隙稍有变小，并且横向肌纤维结构略有杂乱，排列不整齐，有轻微断裂现象，这是因为随着微波功率的提高，内部受热提高，虾仁内部失去水分导致肌肉纤维塌陷，间隙变小，同时蛋白质因受热变性导致肌纤维收缩结构发生变化[26]，以及部分蛋白质发生降解导致肌纤维断裂排列杂乱，导致肉的保水力下降，肉中水分迅速下降；当微波功率为600 W 时，肌肉纤维收缩导致肌肉间隙变小[27-28]。
2.7 工艺对虾仁色泽的影响
根据色差计得到的数据计算不同加工条件下的色泽指标，包括L*值、a*值、b*值、C 值和W 值，其中L*值表示亮度，范围从0～100 变化，数值越大，说明越亮；a*值表示红绿色，正值表示物体为红色，负值表示物体为绿色，数值越大说明颜色越深；b*值表示为黄蓝色，正值为黄色，负值表示为蓝色；C 值表示彩度，代表物体的鲜艳鲜明程度；W 值为白度值，表示物体的白色程度，数值越大说明物体越白[29-30]。不同加工条件对虾仁色泽的影响结果见表5。
表5 不同加工条件对即食酥脆虾仁色泽的影响
Table 5 Effects of different processing conditions on the color of instant crispy shrimp
注：同列不同小写字母表示差异显著，p＜0.05。
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由表5 可以看出，在微波功率为500 W 时，随着微波时间的延长，水分含量呈降低趋势，a*值逐渐升高，其他指标却呈现先降低后升高的趋势；在微波功率为550、600 W 时，随着微波时间的延长，水分含量持续降低，L*值逐渐下降，a*值先升高后趋于稳定，其他指标则呈现波动变化。这与贾艳华等[31]所研究的水分含量对软考扇贝色泽的影响结果一致，说明随着加工的进行，虾仁的颜色逐渐变得鲜艳，由最开始的青绿色变成红白相间的颜色，总体来说红色占大部分。这是因为虾在加热过程中蛋白质受热变性，内部结构受到破坏，束缚虾青素的一些键被破坏，导致虾青素游离，红色素显现，虾呈现红色[32]。试验发现经过热风微波联合干燥的虾仁通过提高L*值、a*值，使虾的色泽度提高，这与董志俭等[33]的研究结果一致，在适当条件下经过热风微波联合干燥的虾亮度最高，且没有类黑色物质。从表5 中可以看出，微波功率600 W、微波时间5 min 时彩度值最高，此时的b*值也较高；而在微波功率500 W、微波时间5 min 时，彩度值高，b*值小，在此加工条件下虾的色泽与外观较佳。
2.8 感官评价
虾仁的感官评价结果见表6。
表6 不同微波条件对虾仁感官评分的影响
Table 6 Effects of different microwave conditions on sensory scores of shrimp
注：同列不同小写字母表示差异显著，p＜0.05。
微波功率/W 微波时间/min 感官评分500 3 67.00±7.67de 500 4 73.00±3.29cd 500 5 84.00±4.10a 550 3 81.00±2.90abc 550 4 83.00±7.24ab 550 5 78.00±5.40abc 600 3 79.00±6.78abc 600 4 75.00±6.99bcd 600 5 64.00±8.02e
由表6 可知，在微波功率为500 W 条件下，随着微波时间的延长，感官评分逐渐升高；在微波功率为550 W 时，随着微波时间的延长，感官评分呈先升高后降低趋势；在微波功率为600 W 时，随着微波时间的延长，感官评分逐渐下降。在加工前期，微波功率和时间不足以达到使虾仁膨化的条件，此外，内部水分过多也会对咀嚼性产生一定影响；在加工中段微波功率和微波时间达到膨化条件时，虾仁产生酥脆口感，并且内部水分含量适当，提高了虾仁的咀嚼性，并且有明显的油炸虾片味道和特殊的海苔鲜香味道，此时口感风味最佳；在加工后期，微波功率的升高和微波时间的延长，虾的表面出现焦褐感，表面皱缩严重，水分含量过低，咀嚼性、硬度增大，影响口感，有少许烧焦味，风味、外观、口感均有一定程度的下降。
将本加工工艺条件下的即食酥脆虾仁与市售常见的虾仁进行比较，对比结果见表7。
表7 不同虾仁加工产品感官评价
Table 7 Sensory evaluation table of different shrimp processed products
?
由表7 可知，即食海苔酥脆虾仁综合评价较高，风味愉悦且营养价值高。
3 结论
根据试验验证得知影响感官品质的最主要因素是微波功率与微波时间，热风干燥对即食酥脆虾仁的感官品质影响较小，根据正交试验以及实际加工确定即食酥脆虾仁的最佳加工工艺为微波功率500 W、微波时间5 min、热风干燥温度55 ℃，在此加工条件下，虾仁外表酥脆，内部柔软有嚼劲，并有明显的油炸虾片的味道，没有腥味，虾与海苔风味协调，口感、风味愉悦。虾仁水分含量也会影响虾仁口感，虾仁水分含量过高，质地松软没有嚼劲；水分含量过低，肉组织排列紧密，硬度、咀嚼性和内聚性明显上升，口感不好，因此即食酥脆虾仁的水分含量控制在40%左右口感最佳。本方法制作的即食海苔风味酥脆虾仁产品营养、健康，不会产生有害物质，丰富了虾仁的加工方法，提高了虾仁的经济效益。
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