湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，农业农村部农产品冷链物流技术重点实验室杜柳等探讨了小龙虾肉在不同热加工处理下的理化特性变化，包括蒸煮损失率、保水性、肌原纤维蛋白（myofibrillar protein，MP）提取率、化学相互作用、表面疏水性及基本营养成分等。同时，分析了其质构特性、微观结构及水分分布。此外，还研究了热加工后小龙虾肉的挥发性风味物质，以更全面地评估其加工后的品质变化。
Introduction
小龙虾是一种淡水经济甲壳类物种，在我国长江流域广泛分布。由于其高蛋白、低脂肪及独特的肉质口感，小龙虾近年来受到了广泛的欢迎。目前，小龙虾主要采用热加工处理，并常与液氮速冻结合使用。热加工能够通过抑制微生物生长、提高消化性以及降低致敏性等方式改善水产品的食用品质。然而，热加工也可能导致肉制品在色泽、质地、风味和口感方面发生不良变化，并会引起蛋白质的氧化修饰，如蛋白交联聚集及溶解度降低，从而影响肌肉的品质和感官特性。因此，优化热加工方式以提升小龙虾肌肉的品质，具有重要意义。
Results
1不同热处理方式对克氏原螯虾MP提取率影响
与冷水加热相比，当热处理以沸水开始时，小龙虾肉的中心温度更快地达到了90 ℃。具体而言，在沸水加热条件下，热水煮制（hot-water boiling，HB）组的升温速率高于热水蒸制（hot-water steaming，HS）组，而在冷水加热条件下，冷水蒸制（cold-water steaming，CS）组最先达到90 ℃。此外，当所有处理组的虾肉中心温度达到90 ℃时，MP的提取率均低于12%。当肉制品的MP提取率低于12%时，表明肌肉组织已接近成熟状态。因此，在本研究中以虾肉的中心温度达到90 ℃为热处理终点，并探讨不同热加工方式对小龙虾品质的影响。
字母不同表示差异显著（P＜0.05）。下同。
图1不同热处理方式对克氏原螯虾中心温度曲线（A）、MP提取率（B）和质构特性（C）的影响
2不同热处理方式对克氏原螯虾质构特性影响
相较于蒸制处理的小龙虾肉，经煮制处理的虾肉在硬度、弹性和咀嚼性方面整体表现较高。其中冷水煮制（cold-water boiling，CB）组的胶黏性最为明显。
3不同热处理方式对克氏原螯虾蒸煮损失率和保水性影响
在所有处理组中，CB组虾肉的保水性最低（P＜0.05），仅为35.53%，且其蒸煮损失率最高，显著高于其他处理组（P＜0.05）。这一结果与质构特性一致。CB组虾肉的保水性最低且蒸煮损失率最高，可能是由于低温长时间加热导致小龙虾肉蛋白质发生剧烈氧化。
4不同热处理方式对克氏原螯虾水分分布影响
T21（0.1～10 ms）代表与蛋白质极性基团结合的结合水，T22（10～100 ms）代表被肌原纤维网络束缚的不可流动水，T23（100～1000 ms）代表存在于肌纤维束中的自由水。本研究中，CB组的T21弛豫时间显著延长，表明CB处理导致小龙虾肉的水分分布更加不均匀。T22的峰面积在蒸制组中最大，而在煮制组中最小，这表明煮制处理导致小龙虾肉中不可流动水的流失较为严重。
B1.弛豫时间分布曲线；B2.质子密度加权图像；C1. H&E染色；C2.扫描电镜图像。
图2不同热处理对小龙虾肉保水性（A1）和蒸煮损失率（A2）、水分分布（B）和微观结构的影响（C）
5不同热处理方式对克氏原螯虾微观结构影响
CS组虾肉的肌纤维网络最紧密，而CB组表现出最松散的结构。此外，不同处理方式下肌纤维之间的间距也有所不同，其中CB组虾肉的纤维间距最大，而CS组最小。这可能是由于蛋白质的氧化变性导致蛋白质交联、聚集以及肌纤维收缩。肌纤维的收缩减少了纤维之间的水分，从而增大了间距。肌纤维的收缩导致了显著的水分损失，进而影响小龙虾肉的品质。扫描电镜结果表明，CB组的肌纤维间隙最大，而CS组最小。在20000×放大倍率下，可以观察到肌纤维内部存在孔洞。其中，CS组的孔洞较少，而HB和CB组的孔洞较多，CB组的孔洞数量显著高于其他处理组。这些结果进一步表明，在所有处理方式中，CB处理对小龙虾肉的结构破坏最为严重，最终导致产品品质最低。
6不同热处理方式对克氏原螯虾肉中化学键和表面疏水性影响
肌肉蛋白的构象通过氢键、离子键和疏水相互作用等化学键维持其稳定性。热处理后，氢键和离子键的含量显著减少，其中CB组的氢键和离子键含量最低，分别为0.5588和7.65。这表明冷水煮制导致了蛋白质构象的最大变化，并对小龙虾肉的蛋白质结构破坏最为严重。与新鲜小龙虾肉相比，热处理后虾肉的二硫键相对含量显著增加，且表面疏水性增强。在所有处理组中，CB组的表面疏水性最强，这也可以合理地解释CB组较高的蒸煮损失率。
7不同热处理方式对克氏原螯虾肉基础营养成分影响
不同的热处理方式显著影响了小龙虾肉的灰分、水分、粗脂肪和粗蛋白含量。在各处理组中，HS 组的灰分含量最高，相比之下，煮制小龙虾的灰分含量低于蒸制组。此外，CS组的水分含量最高，这一结果与水分分布趋势一致。在主要营养成分方面，CS组的粗脂肪含量最高，而CB组的粗蛋白含量最高。
8不同热处理方式对克氏原螯虾肉矿物元素影响
蒸煮对矿物质含量的影响通常表现在两方面。一方面，水分流失会增加肉类中的干物质含量，包括矿物质和其他营养成分；另一方面，随着水分的流失，小龙虾肉也会失去溶解在水中的有价值物质，从而导致矿物元素含量的减少。在不同的热处理方式中，HB组保留了较高水平的镁、铁和钾，而HS组则保留了更多的钙。CB组则主要保留了较高水平的锌，但CB组的整体矿物质含量最低。
图3不同热处理对小龙虾肉化学键（A1～A3）、表面疏水性（A4）、基本营养成分（B）和矿物元素（C）的影响
9不同热处理方式对克氏原螯虾挥发性风味物质影响
对不同热处理方法处理的虾肉中的挥发性化合物进行测定，共检出29 种挥发性风味物质，包括5 种醛类、3 种酮类、7 种醇类、1 种酯类、2 种烷烃类、5 种烯烃类和6 种其他类型的化合物。具体来说，HB组的醇类物质较其他组多，而HS组则表现出最高的整体挥发性风味物质含量，醛类和烯烃类物质的含量高于其他组。CS 组的挥发性物质少于HS组，而CB组保留的挥发性物质最少，且大多数为烷烃类物质。这些挥发性化合物的形成主要归因于烹饪过程中风味前体（如氨基酸和不饱和脂肪酸）的氧化降解。在散点图中，HS 组保留了最丰富的挥发性风味物质，表明沸水蒸制是保留挥发性风味化合物的最有效方法，而CB组保留的最少。HB组保留了较高水平的1-辛醇、1-己醇和2,5-辛醇，其中1-辛醇是一种饱和脂肪醇，赋予虾肉轻微的油性和柑橘香气。HS组保留了更多的挥发性物质，如癸醛、烯烃和辛基甲酸酯，癸醛为虾肉带来甜味。CS组保留了最多的桉叶油，而CB组则保留了最多的1-戊醇。
总之，不同的热处理方法显著影响了小龙虾肉中的挥发性风味物质。HS组保留了最广泛且最高浓度的挥发性风味化合物，包括醛类和烯烃类物质，这些物质为肉质带来了甜美和清新的风味。因此，HS是增强虾肉整体挥发性风味特征的最有效方法。
图4不同热处理条件下小龙虾肉中挥发性风味物质的聚类热图（A）、主成分分析（B）及载荷图（C）
10不同热处理方式对克氏原螯虾色泽影响
煮制处理显著增加了虾肉的亮度值（L*），其中CB导致L*显著增加（P＜0.05）。相比之下，蒸制组的L*较低。CS组的虾肉的黄度值（b*）显著高于CB组（P＜0.05）。HB和CB组的红度值（a*）显著低于其他2 组。结果显示，4 种处理方法烹饪的虾肉的颜色差异（ΔE）无显著差异（P＞0.05）。这些结果表明，尽管不同的热处理方法对个别颜色参数有影响，但它们对总颜色差异的整体效果相对较小。
11相关性分析
虾肉中的水分含量与质地和表面疏水性显著负相关。具体来说，水分含量与虾肉的咀嚼性之间的相关系数小于－0.99。T22信号强度、质地和颜色之间也存在较强的相关性，T22与硬度、咀嚼性和L*呈负相关，T22与硬度的相关系数小于－0.99。此外，T22与虾肉中的离子键和保水性具有较强的正相关，T22与离子键的相关系数超过0.99。更重要的是，虾肉的表面疏水性与咀嚼性和弹性之间也存在强正相关，相关系数大于0.99。这些相关性结果表明，热处理过程中肌肉纤维间的水分流失是影响小龙虾肉质地的主要因素，而氢键和离子键的含量也在决定其质地方面发挥了重要作用。
图5不同热处理对小龙虾肉色的影响及相关分析
Conclusion
研究表明，不同的热处理方式对小龙虾肉的颜色、质地、基础营养成分的保留以及挥发性风味物质有不同的影响。与蒸制相比，煮制处理提高了小龙虾肉的L*，同时降低了a*。煮制处理导致了基础营养成分的更大损失和更显著的质地变化，其中CB处理导致了最大的水分流失和肌肉纤维结构的广泛损坏，导致硬度显著增加。相比之下，CS组保留了更多的水分，并对肌肉结构的影响最小。此外，不同的热处理方式也影响了挥发性风味物质的含量。具体而言， HS和HB处理有助于保留小龙虾肉中的挥发性风味化合物，其中HS处理保留了最高水平的这些化合物。CS处理保留了更多的小龙虾肉中的脂肪和蛋白质，且对质地的影响最小，而HS处理则有助于保留挥发性风味物质。相反，CB处理对基础成分和挥发性风味物质的保留产生了不利影响，并造成了小龙虾肉肌肉结构的最严重损伤。
Abstract
This study employed four thermal processing methods to cook crayfish meat, including hot-water steaming (HS), hot-water boiling, cold-water steaming (CS), and cold-water boiling (CB). The results indicated that the four thermal treatments had varying effects on the nutritional composition, texture, microstructure, and color of the crayfish meat, as well as significant differences in the retention of volatile flavor compounds. Specifically, the cooking loss in the CB group (12.79%) was significantly higher than in the other three groups, but the retention of mineral elements was lower. Microstructural observations revealed that boiling caused more severe damage to the muscle fiber structure compared to steaming, while CB significantly increased the hardness and chewiness of the crayfish meat. The T22 signal intensity of the CB group was significantly lower than that of the other groups, indicating the greatest loss of immobile water in this treatment, while CS better retained moisture in the muscle fibers. Moreover, different cooking methods led to variations in the retention of volatile flavor compounds in the crayfish meat. Among the four methods, HS was most effective in retaining volatile flavor compounds. Overall, steaming treatments were more beneficial for preserving the nutritional components and maintaining better texture of the crayfish meat, while boiling treatments were more conducive to retaining the flavor compounds. Our findings provide valuable insights for selecting thermal processing methods for crayfish and offer useful information for the development of crayfish products.
引文格式
Du L, Liu X, Hu C, et al. Effects on quality of crayfish (
Procambarus clarkii) meat treated with different thermal processing methods. Food Science of Animal Products, 2025, 3(2): 9240118. https://doi.org/10.26599/FSAP.2025.9240118
作者介绍
乔宇 研究员
乔宇，博士，研究员，2008年毕业于华中农业大学食品科技学院获得博士学位，现为湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所畜禽水产研究室主任，湖北省食品科学技术协会理事、中国原子能农学会辐射加工与应用专业委员会副主任，《肉类研究》、《核农学报》编委。近3 年，主持了国家自然科学基金、省技术创新专项重大专项及国家重点研发计划等省部级项目10余项。主持获得湖北省科技进步三等奖1 项，作为主要完成人获得湖北省科技进步一等奖、二等奖各1 项，湖北省科技成果推广三等奖1 项。以第一发明人授权国家发明专利10 项，已转让国家授权发明专利2 项。鉴定（评价）成果4 项、制订颁布实施地方标准1 项、发表论文50余篇，其中第一作者或通信作者发表SCI/EI论文22 篇。积极服务省内农产品加工企业，通过委托研发、技术转让等形式获企业横向课题近10 项。作为湖北省科技特派员、武汉市科技特派员、湖北绿亿园食品科技有限公司科技副总，积极参与省人社厅组织的院士专家企业行活动，积极参与院所组织的“五五”工程行动，通过与企业建立产学研合作平台、加大科技成果在企业转化利用，协助企业开展科技攻关和研发工作，较大提升了企业产品品质和创新能力，促进了相关产业发展。
杜柳 硕士研究生
湖北工业大学生命科学与健康工程学院
杜柳，湖北工业大学生命科学与健康工程学院2021级硕士研究生，研究方向为水产品加工。
文章内容由作者团队提供。
编辑：阎一鸣； 责任编辑：刘莉
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