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南极磷虾资源丰富,捕获量大,富含营养价值,是海洋渔业资源的重要组成部分。虾粉是南极磷虾最主要的加工产品之一,其加工工艺流程主要包括蒸煮、分离、干燥、粉碎和包装等,其中涉及到热处理的主要有蒸煮和干燥,热处理会造成营养物质的流失和活性物质的破坏,尤其是虾青素等热敏性物质,由于结构稳定性较差,在高温条件下易降解和异构化,是决定虾粉品质最重要的加工工序。为了掌握虾粉加工过程中蛋白质、脂质等主要营养成分的流向路径,以及虾青素等主要活性物质的含量、结构和抗氧化性等的变化情况,本研究以冷冻南极磷虾为实验原料,采用南极磷虾→流水解冻→沥水→蒸煮→干燥→粉碎过筛→虾粉的加工工艺加工成虾粉,通过测定原料、蒸煮、干燥等阶段南极磷虾中水分、蛋白质、脂质等主要营养物质的含量变化及脂肪酸、虾青素等活性物质的损失情况,分析各主要物质的流向路径及变化原因;对比不饱和脂肪酸在各加工阶段的组成变化,分析热处理对脂肪酸组成的影响;对比虾青素在各加工阶段的结构变化及抗氧化性差异,分析虾青素结构与功能活性的相关性。主要结果如下:(1)南极磷虾体内主要营养活性物质在热处理过程中的流向。水分在蒸煮过程中流失8.49%,在干燥过程中流失63.5%,大多以蒸发的形式流失;蛋白质在蒸煮过程中流失1.12%,其中流向蒸煮液0.87%,流失部分主要为水溶性蛋白,干燥过程流失6.05%;脂质含量在蒸煮和干燥过程中分别减少1.11%和1.61%;虾青素受热处理的影响,经蒸煮和干燥后,含量分别减少21.9和36.6 mg/kg;灰分含量在蒸煮、干燥过程中分别减少2.85%和0.85%。(2)南极磷虾粉加工过程中热处理对于脂肪酸组成和虾青素结构的影响。采用GC法分析脂肪酸组成变化,经过蒸煮和干燥,发现多不饱和脂肪酸含量由45.57%降至43.65%,其中EPA相对含量在蒸煮和干燥过程中分别减少0.41%和1.16%,DHA相对含量在蒸煮过程中变化不大,干燥过程中减少0.68%;采用HPLC法对虾青素结构进行分析,南极磷虾原料中虾青素含量为110.6 mg/kg,其中全反式结构虾青素占比90.7%,13-顺式虾青素和9-顺式虾青素分别占比4.7%和4.6%,经过蒸煮和干燥后,全反式虾青素占比分别为76.3%和72.2%,13-顺式虾青素占比分别为19.9%和21.9%,9-顺式虾青素占比分别为3.9%和5.9%;南极磷虾原料中虾青素的3S,3’S、3S,3’R、3R,3’R三种光学异构体含量分别为16.8、17.9和72.1mg/kg,蒸煮后为12.0、25.5和55.3 mg/kg,干燥后为2.8、8.1和12.4 mg/kg。(3)南极磷虾粉不同加工阶段虾青素的抗氧化性比较。以Vc为参照,采用DPPH法、羟自由基法和总抗氧化能力法(FRAP)对不同加工阶段的南极磷虾虾青素进行体外抗氧化活性的测定。虾青素清除DPPH自由基能力均显著强于Vc(P<0.05);在清除羟自由基方面,蒸煮和干燥后的虾青素抗氧化能力强于原料中的虾青素(P<0.05);在FRAP铁离子还原实验中,蒸煮和干燥后的虾青素也表现出了更高的还原能力。综合体外抗氧化实验结果,三个加工阶段的磷虾虾青素和Vc的体外抗氧化活性大小顺序为:干燥后>蒸煮后>解冻后>Vc。研究结果表明,南极磷虾粉加工过程中热处理环节对南极磷虾体内的营养活性物质有较大的影响。1.含量方面:水分、蛋白质、多不饱和脂肪酸和虾青素的流失主要发生在干燥阶段,蒸煮阶段流失相对较少,脂质在蒸煮和干燥过程中的流失接近,干燥略高于蒸煮,灰分的流失主要发生在蒸煮阶段,干燥过程流失相对较少;蒸煮过程流失的主要物质多为水溶性物质,主要流向蒸煮液,少部分流失因发生生化反应而造成,干燥过程流失的物质除水分蒸发外,其余流失大多因生化反应而造成。2.组成和结构方面:在虾粉加工过程中,多不饱和脂肪酸(EPA、DHA)由于受热氧化分解,在脂肪酸中占比下降;南极磷虾中的虾青素几何结构以全反式为主,异构主要发生在蒸煮阶段,热处理后,部分反式虾青素转化成为了顺式虾青素,南极磷虾中的虾青素光学结构以3R,3’R为主,异构主要发生在干燥阶段;南极磷虾虾青素具有良好的抗氧化能力(优于Vc),各加工阶段抗氧化能力差异显著,相对于磷虾原料,经蒸煮干燥后的虾青素抗氧化能力增强。本研究初步掌握了南极磷虾粉加工过程中主要物质的含量变化与流向路径,分析了变化原因及主要影响因素,对比了虾青素在各加工阶段的抗氧化性差异,分析虾青素结构与功能活性的相关性。可为后续南极磷虾粉加工工艺流程和参数的优化提供理论依据和技术参考,对提高虾粉品质、促进南极磷虾资源高质化利用具有非常积极的意义。