不同杀菌方式对即食小龙虾风味的影响

克氏原螯虾（Procambarus clarkii），俗称小龙虾，富含蛋白质、矿物质、微量元素和多种维生素，是一种具有较高营养价值的水产品[1-2]。即食小龙虾产品加工通常包括清洗、热烫（去壳）、调味熟化及杀菌等步骤[3]。在加工过程中，微生物污染是影响产品安全性和品质的重要因素。其中，杀菌工艺是控制食源性致病菌（如弧菌、李斯特菌、沙门氏菌和志贺氏菌）污染的核心环节[4]。郑煜飞等[5]研究不同杀菌温度和时间对小龙虾蛋白质理化性质、感官品质及微生物的影响；葛孟甜等[6]发现高温杀菌对即食小龙虾品质具有不良影响，可导致其氨基酸营养品质下降，且其质构特性和感官质量均劣于低温杀菌方式，表明高温杀菌并非即食小龙虾的理想杀菌方法。除此之外，辐照杀菌和超高压杀菌等冷杀菌技术也可用于小龙虾加工[7]。辐照杀菌通过高能射线（X射线、γ射线或电子束）或水辐解产生的活性自由基破坏微生物DNA结构，从而实现高效灭菌[7]。该技术具有穿透力强、杀菌效果好、不引入化学残留等优势[8]，可有效灭活细菌、病毒、真菌及寄生虫等，还可较好地保持食物营养成分、风味及质构特性，并延长保质期[9]。瞿桂香等[10]研究表明，6 kGy电子束辐照剂量对即食小龙虾的风味和口感保持效果较佳；谭宏渊等[11]则发现，60Co γ射线辐照不仅能够维持虾黄色泽，还可轻微促进美拉德反应和脂质氧化程度。

本研究采用冷杀菌（电子束辐照、60Co γ射线辐照）与高温杀菌对即食小龙虾进行处理，通过游离氨基酸分析、电子舌、电子鼻、气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）、GC-离子迁移谱（GC-ion mobility spectrometry，GC-IMS）、感官评价探究不同杀菌方式对小龙虾风味的影响，为即食小龙虾杀菌工艺选择与优化提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

小龙虾（直接取虾尾于-80 ℃冷冻） 市购。

氯化钠、磺基水杨酸、柠檬酸钠（均为分析纯）国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

PEN3电子鼻 德国Airsense公司；Astree电子舌法国Alpha M.O.S公司；7890A-5975C GC-MS仪 美国Agilent Technologies公司；TGL-24MC台式高速冷冻离心机 长沙平凡仪器仪表有限公司；Twin Panda 600高压均质机 意大利GEA Niro Soavi公司；FlavourSpec®风味分析仪 山东海能科学仪器有限公司；MXT-5色谱柱（15 m×0.53 mm，1.0 μm） 美国Restek公司；L-8800氨基酸自动分析仪 日本日立公司；DB-1MS弹性石英毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 µm） 美国安捷伦公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

将解冻虾尾浸入60 ℃卤水，恒温浸泡30 min，卤水与虾尾质量比控制在1.5∶1.0～1.8∶1.0。卤水配方：以卤水总质量为基础，加入生抽5.0%、食盐0.3%、白糖1.0%、味精0.4%、八角0.3%、花椒0.1%、桂皮0.1%、5’-呈味核苷酸二钠0.05%、香叶0.05%，最后加入适量纯净水，使料液比达到1∶10（g/mL）。将虾尾捞出，控干水分，油炸120 s后，冷却并调味（以调料总质量为基础，加入红油80.0%、糖粉14.0%、八角油2.0%、十三香粉2.0%、食盐1.0%、熟香孜然油0.3%、青花椒芳香油0.3%、纯辣椒油0.2%、5’-呈味核苷酸二钠0.2%），采用铝箔袋真空包装。将虾尾随机分为4 组，分别为无杀菌处理组（CK组）、电子束辐照组（6 kGy、12 h；EBI组）、60Co γ射线辐照组（6 kGy、12 h；60Co组）及高温杀菌组（121 ℃、15 min；BPS组）。所有样品于-80 ℃冰箱保存备用。

1.3.2 游离氨基酸测定

称取2 g冻干虾肉样品粉末于50 mL容量瓶中，加入0.1 mol/L盐酸，充分溶解后定容，混匀，放置24 h，吸取上清液5 mL，加入20 mL 5 g/100 mL磺基水杨酸溶液，混匀，6 000×g离心10 min，吸取上清液20 mL，旋转蒸发至干，加入1 mL 0.2 mol/L柠檬酸钠缓冲液溶解后采用0.45 μm滤膜过滤，采用氨基酸自动分析仪进行测定。

1.3.3 电子舌分析

参考杜柳等[12]的方法并略作修改。称取虾肉样品40 g于烧杯中，加入200 mL超纯水，均质5 min，静置30 min，5 000 r/min离心10 min，吸取上清液经滤纸过滤，取滤液进行电子舌分析。每组样品设置3 个平行。

1.3.4 电子鼻分析

准确称取虾肉样品2 g，加入2 mL 0.18 g/mL NaCl溶液，转移至50 mL进样瓶中密封。顶空平衡温度40 ℃，平衡时间30 min。测定条件：注射针温度50 ℃，载气流速150 mL/min，数据采集时间120 s，清洗时间100 s，特征值提取区间为118～120 s响应信号。每个样品设置3 次平行。

1.3.5 感官评定

感官评价小组由6 名经过专业培训的成员（3男3女，20～25 岁）组成，成员感官评价经验丰富、无饮食偏见及食物过敏史。评价体系基于虾肉形态、色泽、气味3 个方面进行综合评分，满分为30。评分标准如表1所示。

1.3.6 GC-MS分析

参考林丰等[13]的方法并加以修改。准确称取虾肉样品2 g，加入2 mL 0.18 g/mL NaCl溶液，置于20 mL顶空瓶中，于45 ℃磁力搅拌水浴锅中平衡10 min，采用已活化50/30 µm DVB/CAR/PDMS萃取头顶空吸附40 min。吸附完毕后取出，插入GC-MS进样口，解吸5 min。每个样品设置3 个平行。GC条件：DB-1MS弹性石英毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 µm），载气为高纯氦气，流速1.0 mL/min，采用不分流模式进样，进样口温度250 ℃；程序升温条件：初始柱温45 ℃保持2 min，以10 ℃/min升至100 ℃，以5 ℃/min升至200 ℃，以8 ℃/min升至250 ℃，保持5 min。MS条件：接口温度280 ℃、离子源温度230 ℃、四极杆温度150 ℃；采用电子电离模式，电子能量70 eV，质量范围m/z 35～350。采用GC-MS仪进行分析，通过NIST08数据库检索并结合保留指数对挥发性成分进行定性分析。

1.3.7 GC-IMS分析

参考Huang Jiabao等[14]的方法并略作修改。准确称取1 g虾肉样品于20 mL顶空瓶中，加入5 mL 0.2 g/mL NaCl溶液，35 ℃、500 r/min振荡孵育15 min。GC条件：采用自动顶空进样，进样体积500 µL；分析时间20 min；MXT-5色谱柱（15 m×0.53 mm，1.0 μm）；载气/漂移气均为高纯氮气；进样口温度85 ℃、柱温60 ℃。流速程序：初始流速2 mL/min保持2 min，10 min内线性增至10 mL/min，20 min内线性增至100 mL/min。每组样品设置3 个平行。运用风味分析仪VOCal应用软件内置NIST数据库和IMS数据库进行定性分析。

1.4 数据处理

所有指标均设置3 个平行，数据以平均值±标准差表示。采用Origin 2022软件进行数据可视化处理，采用SPSS Statistics 27软件进行方差齐性检验。风味特征分析通过Gallery Plot构建指纹图谱。

2 结果与分析

2.1 不同杀菌方式对即食小龙虾游离氨基酸含量的影响

游离氨基酸作为风味物质合成过程中的重要活性物质，能够赋予食品丰富的味觉层次，对水产品的风味特征和品质形成具有重要影响[15]。由表2可知，不同杀菌方式处理的即食小龙虾样品均检出17 种游离氨基酸，表明杀菌方式选择不会改变即食小龙虾游离氨基酸种类组成。EBI组和60Co组总游离氨基酸含量显著低于CK组（P＜0.05），而BPS组总游离氨基酸含量显著高于CK组（P＜0.05），这可能归因于热处理过程中蛋白质的热降解作用促进风味前体物质释放[16]。其中，BPS组鲜味氨基酸、甜味氨基酸和苦味氨基酸含量均有所升高，而EBI组和60Co组苦味氨基酸含量显著降低（P＜0.05）、鲜味氨基酸含量有所升高，表明冷杀菌可适当激发鲜甜味并降低苦味。这可能是由于辐照电离水溶液产生的自由基会攻击蛋白质多肽链，加速氨基酸脱氨和脱羧反应，改变游离氨基酸含量分布[17]。

2.2 不同杀菌方式处理即食小龙虾电子舌测定结果

由图1可知，电子束辐照、60Co γ辐照、高温高压3 种杀菌方式处理的即食小龙虾滋味属性（涩味、酸味、咸味、苦味、鲜味和苦味回味）存在明显差异。整体上，即食小龙虾滋味轮廓表现为酸味、咸味明显，伴有轻微的苦涩味及微弱的苦味回味。其中，BPS组表现出最高的酸味信号响应强度，而60Co组咸味信号响应强度最高，推测与辐照诱导的Na+迁移率改变相关。值得注意的是，冷杀菌处理组（EBI组与60Co组）苦味回味信号响应强度均明显低于CK组，表明辐照杀菌可能有利于维持滋味的纯净性。

2.3 不同杀菌方式处理即食小龙虾电子鼻测定结果

为评估不同杀菌方式下小龙虾风味特征差异，采用主成分分析（principal component analysis，PCA）对电子鼻数据进行分析。由图2可知，PC1方差贡献率为62.4%，PC2方差贡献率为33.0%，累计方差贡献率达95.4%（＞60%），表明该PCA模型可作为分离模型[18]。PCA散点图中，CK组和3 种杀菌处理组均呈现完全分离状态，表明电子鼻可较好地区分不同杀菌方式处理即食小龙虾的风味特征。其中，BPS组及CK组、EBI组和60Co组分别位于PC1负半轴和正半轴，表明BPS与其他3 组风味特征差异较大。EBI组和60Co组距离较近，表明两者风味轮廓相似度较高；相反，CK组与BPS组分布距离最远，表明高温杀菌会显著改变即食小龙虾的原始气味特征。

2.4 不同杀菌方式对即食小龙虾感官品质的影响

由表3可知，CK组形态、色泽及气味评分均为最高。经杀菌处理后，即食小龙虾感官品质有所下降，但以EBI组各项评分最高，其综合评分显著高于BPS组和60Co组（P＜0.05），表明电子束辐照杀菌能较好地保留即食小龙虾的原始感官特征。60Co组形态、气味评分均与EBI组无显著差异（P＞0.05），但其色泽评分显著低于EBI组（P＜0.05）。然而，高温杀菌处理可导致蛋白质变性、氧化，从而导致质地、风味、色泽劣变[19]，所以BPS组各项评分均显著低于其他组（P＜0.05），这与电子鼻测定结果一致。孔金花等[20]研究证实，高温处理会严重破坏虾肉蛋白质结构，使疏水基团暴露，同时降低离子键和氢键等分子作用力含量，最终导致小龙虾品质下降。

2.5 不同杀菌方式对即食小龙虾挥发性风味物质的影响

2.5.1 GC-MS检测结果

由表4可知，GC-MS从各组即食小龙虾中共检出挥发性物质69 种，其中包括醛类11 种、醇类13 种、酮类6 种、酯类5 种、烃类25 种、酚类2 种、吡嗪类4 种、杂环类化合物3 种。CK组检出45 种挥发性物质，而经杀菌处理后，各组挥发性物质种类均增加，EBI组和60Co组分别检出57 种和52 种，BPS组检出49 种。CK组与3 个杀菌组共有挥发性物质包括己醛、正辛醛、6,6-二甲基二环[3.1.1]庚-2-烯-2-甲醛、乙醇、苯甲醇、苯乙醇、香叶醇、桉叶醇、α-松油醇、芳樟醇、2-庚醇、2-庚酮、2-壬酮、甲基壬基甲酮、1,3,3-三甲基二环[2.2.1]庚-2-酮、乙酸橙花酯、α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、月桂烯、α-水芹烯、双戊烯、萜品油烯、γ-榄香烯、δ-杜松烯、1-甲氧基-4-[(Z)-1-丙烯基]苯、邻异丙基甲苯、2-乙酰基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、2-乙酰基呋喃及2-乙酰基噻唑，共计31 种。经不同杀菌处理后，即食小龙虾样品均检出新挥发性物质，如异戊醛、辛酸乙酯、三硫丙酮、甲苯等。

不同杀菌方式处理即食小龙虾挥发性风味物质组成如图3所示。其中，醛类物质因其低气味阈值特点，在小龙虾风味呈现中起着至关重要的作用[21]。相较于对照组，EBI组和60Co组醛类物质相对含量明显升高，这可能与冷杀菌处理促进脂肪酸氧化有关。检出的醛类物质中，以苯甲醛相对含量最高，该物质主要来源于苯丙氨酸的Strecker反应氧化产物，可赋予产品杏仁香气[22]。高温处理通过促进蛋白质和脂质分解，显著增加挥发性醛类生成，而辐照杀菌过程中所产生的自由基能够引发链式反应，从而加速脂肪氧化进程，导致己醛等醛类物质含量上升[23]。

醇类物质作为脂肪氧化的重要产物，多具有愉快性气味，具有较高的风味贡献度。与对照组相比，经杀菌处理的即食小龙虾中醇类物质相对含量明显下降，这可能与醇类参与其他化学反应有关。高温环境可加剧反应进程，因此BPS组醇类物质相对含量最低。检出的醇类物质中，4-萜烯醇、α-松油醇和芳樟醇主要源自香辛料，其中芳樟醇呈现花木香，4-萜烯醇散发胡椒与陈旧木质香，α-松油醇则可赋予产品茴香和薄荷香味，对即食小龙虾风味均具有积极贡献。

酯类物质种类及含量较少，但其气味阈值低，可赋予食品理想的果香味[24]。烷烃类物质来源多样，包括脂质热降解产物、烷基自由基氧化及类胡萝卜素分解等途径[25]。其中，CK组检出15 种烃类物质，经杀菌处理后各组烃类种类均有增加。尽管烃类物质在所有挥发性物质中占比最大，但其气味阈值较高，对即食小龙虾整体风味贡献相对有限。其中，α-水芹烯作为花椒油中的特征芳香化合物，具有草本香和松香；1-甲氧基-4-[(Z)-1-丙烯基]苯，又称茴香脑，来源于香辛料，对即食小龙虾风味有重要作用。BPS组吡嗪类物质相对含量明显高于对照组与冷杀菌组。吡嗪类化合物主要通过美拉德反应由游离氨基酸、寡肽与还原糖合成，可赋予产品烤香、土豆香等特征气味，对热反应后样品风味贡献显著[26]，这一结果进一步证实了高温处理在促进风味物质形成方面的独特作用。

2.5.2 GC-IMS检测结果

由仪器配套Reporter插件生成的GC-IMS三维谱图如图4所示，可直观看出4 组挥发性有机物的空间分布差异，有效揭示不同杀菌方式处理下即食小龙虾风味特征差异。

如图5A所示，横坐标1.0处的红色竖线为归一化处理的反应离子峰（reaction ion peak，RIP）。RIP两侧的每个点代表一种挥发性有机物，其颜色深浅反映物质含量变化：白色表示含量较低，红色表示含量较高，且颜色越深表明含量越高。同一种化合物可能产生1 个、2 个甚至更多个亮点（单体、二聚体或三聚体），这取决于其含量和化学性质[27]。不同杀菌方式处理的样品响应信号主要集中在400～800 s保留时间范围内，迁移时间则主要集中在1.0～2.0 s范围内。为进一步比较各组样品间的挥发性风味物质差异，采用差异对比模式进行分析：选取CK组样品谱图作为参比，其他样品谱图扣减参比得出差异谱图，如图5B所示。其中，白色表示与参比含量相当，红色表示高于参比，蓝色表示低于参比。颜色越红，含量越高；颜色越蓝，含量越低[28]。BPS组图谱颜色明显深于其他组，且各组间蓝色、红色深浅程度存在明显差异，表明不同杀菌方式处理即食小龙虾挥发性风味物质组成存在明显差异。

为直观比较不同样品间具体挥发性风味物质差异，通过仪器配套的Gallery Plot插件生成GC-IMS指纹图谱，如图6所示。对比可知，CK组与杀菌处理组在挥发性风味物质种类和含量上均存在显著差异。由图7可知，PC1方差贡献率为55%，PC2方差贡献率为22%，累计方差贡献率达77%，表明PCA模型可将4 种样品有效区分。BPS组样品点与其他各组相距较远，其与CK组挥发性风味物质组成差异最大，而EBI组和60Co组样品点距离较近，挥发性风味物质种类和含量较为相似，指纹图谱更为接近，与电子鼻结果一致。

GC-IMS指纹图谱A区域挥发性风味物质相对含量在EBI组和60Co组较高；B区域挥发性风味物质相对含量在4 种样品中基本一致，主要包括乙醇、异戊醛、戊醛、3-戊酮、(E)-2-戊烯醛、2-甲基丁醛、2-丙酮、乙酸异丁酯、己醛、二烯丙基硫醚、乙酸异戊酯、2-庚酮、3-甲硫基丙醛、环己酮、庚醛、(E,E)-2,4-己二烯醛、α-蒎烯、苯甲醛、(E)-2-庚醛、β-蒎烯、月桂烯、芳樟醇、柠檬烯、γ-松油烯、二烯丙基二硫等。GC-MS检测结果也显示，己醛、芳樟醇、萜品油烯在4 组样品中的相对含量相似；C区域挥发性风味物质相对含量在BPS组较高，主要包括丙酸乙酯、乙酸乙酯、2,3-二甲基-5-乙基吡嗪等。GC-MS检测结果也表明，吡嗪类物质在BPS组相对含量最高，表明高温杀菌会导致小龙虾风味发生明显变化。

由表5可知，GC-IMS从即食小龙虾中共检出54 种挥发性风味物质，包括20 种醛类、4 种醇类、5 种酮类、15 种萜烯类、7 种酯类、2 种含硫化合物及1 种杂环类化合物，这些化合物共同赋予小龙虾特征风味。与GC-MS结果相比，GC-IMS检出烃类物质较少，但检出GC-MS未检出的含硫化合物，这种差异源于2 种检测方法在原理和响应特性上的不同。GC-MS主要聚焦于碳链长度在C8及以上、含量较高的挥发性成分，而GC-IMS检测则主要识别出碳链长度在C3～C9之间、含量较低的小分子挥发性成分，而GC-IMS对质子亲和性强的化合物具有较高灵敏度[14]，如氨基、巯基、卤素基团及含不饱和键结构的醛、酮、醚等有机化合物和芳香族化合物。

3 结 论

本研究采用电子束辐照杀菌、60Co γ辐照杀菌、高温杀菌3 种杀菌方式对即食小龙虾进行处理，以未经杀菌处理的小龙虾作为对照，探究不同杀菌方式对小龙虾风味的影响。结果表明，高温杀菌处理小龙虾风味特征与未杀菌处理差异最明显，电子束辐照和60Co γ辐照2 种冷杀菌方式对风味的影响模式较为相似。不同杀菌处理小龙虾滋味属性存在差异，以BPS组酸度信号响应强度最高，60Co组咸味信号响应强度最高。高温杀菌会导致小龙虾组织损伤，冷杀菌处理能够更好地保持产品的形态完整性、色泽与气味特性，杀菌处理后，以电子束辐照小龙虾感官评分最高。GC-MS分析结果显示，CK、EBI、60Co、BPS组分别检出45、57、52、49 种挥发性物质，表明冷杀菌处理能保留更丰富的挥发性风味物质组成。综上，相较于高温杀菌，辐照杀菌能更好地维持即食小龙虾风味品质。本研究仅涉及3 种杀菌方式，后期可进一步拓展其他杀菌方式对即食小龙虾风味影响的研究，以期为产品风味调控提供更全面的理论依据。

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Effects of Different Sterilization Methods on the Flavor of Ready-to-Eat Crayfish (Procambarus clarkii)

SHI Rongrong1,2, HUANG Qi1,2, TAN Hongyuan2, WANG Shizhe1,2, QIAO Yu2, XIONG Guangquan2, WU Qian1,*, SHI Liu3, PAN Fuwen3

(1. School of Life and Health Sciences, Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China;2. Institute of Agro-product Processing and Nuclear Agricultural Technology, Hubei Academy of Agricultural Sciences,Wuhan 430064, China; 3. Hubei Doudo Food Co. Ltd., Qianjiang 433115, China)

Abstract: We undertook this study in order to explore the effect of different sterilization methods, namely, electron beam irradiation (EBI; at 6 kGy for 12 h), 60Co γ irradiation (60Co; at 6 kGy for 12 h), and high-temperature treatment (BPS; at 121 ℃ for 15 min), on the flavor of ready-to-eat crayfish, with non-sterilized samples as the control (CK). The free amino acid composition was determined and the flavor characteristics and composition were analyzed by electronic nose, electronic tongue, sensory evaluation, gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), and gas chromatography-ion mobility spectrometry (GC-IMS). The results showed that the autoclaved crayfish had the highest content of free amino acids, while cold sterilization led to decreased levels of bitter amino acids and increased levels of umami amino acids. The electronic nose could clearly distinguish the flavor characteristics of crayfish subjected to different sterilization treatments, with the most significant difference observed between the autoclaved and control groups. Sensory evaluation indicated that the cold sterilized crayfish had better flavor quality than the high-temperature sterilized crayfish. A total of 69 volatile substances were detected by GC-MS, including 11 aldehydes, 13 alcohols, 25 hydrocarbons, 5 esters, 6 ketones and 9 other types of substances. After sterilization, the types of volatile substances in ready-to-eat crayfish increased. The GC-IMS results revealed that the types and contents of volatile substances in the two cold sterilization treatments were similar. Overall, theflavor of cold sterilized ready-to-eat crayfish is superior to that of high-temperature sterilized crayfish.

Keywords: ready-to-eat crayfish; flavor; electron beam irradiation sterilization; 60Co γ irradiation sterilization;high-temperature sterilization

DOI: 10.7506/rlyj1001-8123-20250714-230

中图分类号：TS254.4

文献标志码：A

文章编号：1001-8123（2026）07-0047-09

收稿日期：2025-07-14

基金项目：潜江市公益性行业科研计划项目（2025GYX050；2024GYX041）；武汉都市圈协同创新科技项目（2024070904020441）

第一作者简介：石蓉蓉（1998—）（ORCID: 0009-0008-0116-0811），女，硕士研究生，研究方向为水产品加工与贮藏。E-mail: 1362211627@qq.com

*通信作者简介：吴茜（1988—）（ORCID: 0000-0002-1138-2329），女，教授，博士，研究方向为食品科学。E-mail: wuqian@hbut.edu.cn

引文格式：
石蓉蓉, 黄琪, 谭宏渊, 等. 不同杀菌方式对即食小龙虾风味的影响[J]. 肉类研究, 2026, 40(7): 47-55. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20250714-230. http://www.rlyj.net.cn

SHI Rongrong, HUANG Qi, TAN Hongyuan, et al. Effects of different sterilization methods on the flavor of ready-to-eat crayfish (Procambarus clarkii)[J]. Meat Research, 2026, 40(7): 47-55. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20250714-230. http://www.rlyj.net.cn