米曲霉發酵羅非魚及產物揮發性成分分析

顏兒作，吳建中，王沂東

(暨南大學理工學院食品科學與工程系，廣東廣州510632)

米曲霉發酵羅非魚及產物揮發性成分分析

顏兒作，吳建中*，王沂東

(暨南大學理工學院食品科學與工程系，廣東廣州510632)

采用米曲霉發酵羅非魚制備臘魚風味的咸味香精基料，初步確定發酵工藝如下:溫度為37℃，接種量(米曲霉單位數/魚肉重)為4×108cfu/g，料液比(魚肉重/水重)為0.2(w/w)，發酵時間為40h，產品具有明顯臘魚香味，無明顯腥臭味，香氣濃烈持久;采用聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯型涂層纖維萃取頭(PDMS/DVB)，通過固相微萃取和氣質聯用技術(SPME－GC－MS)分析鑒定發酵前后揮發性成分，分別鑒定出53種和75種化合物，其中發酵后產品中的醛類和醇類相對含量較高，檢測到較高含量的壬醛、正己醛、辛醇、3－羥基丁酮、2－十一酮、1－辛烯－3－醇，其中壬醛、己醛和辛醇均具有特殊的脂肪氣息，1－辛烯－3－醇具有明顯的蘑菇和泥土味，2－十一酮具有典型牛奶香氣。

米曲霉，羅非魚，發酵，揮發性成分

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

羅非魚 暨南大學西門菜市場;米曲霉－滬釀3.042 廣州工業微生物檢測中心;其余試劑 均為分析純。

高速萬能粉碎機 天津泰斯特儀器有限公司; HZQ－X100A恒溫振蕩培養箱 上海一恒科技有限公司;固相微萃取手動進樣手柄、聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯涂層纖維萃取頭(PDMS/DVB 65μm)美國Supelco公司;7890/5975氣相色譜－質譜聯用儀美國Agilent公司;15mL帶PTFE涂層硅橡膠墊螺口頂空瓶 德國CNW公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗條件

1.2.1.1 萃取條件 將裝有魚肉香精的頂空瓶置于60℃水浴鍋中，將PDMS/DVB型萃取頭插入頂空瓶中平衡30min后頂空萃取30min，在氣相色譜儀進樣口高溫解吸7min。

表1 風味特征得分Table 1 Scoring and evaluation of flavor feature

1.2.1.2 色譜條件 HP－5MS毛細管柱(30m× 0.25mm，0.25μm);程序升溫:柱子初溫40℃，保溫2min，以 7℃/min升溫至 180℃，10℃/min升溫至230℃，保持2min。進樣口溫度:240℃;載氣:氦氣;流速5.8mL/min;脈沖不分流模式進樣。

1.2.1.3 質譜條件 電子轟擊(EI)離子源;電子能量為70eV;離子源溫度230℃;傳輸線溫度250℃，四級桿溫度180℃;質量掃描范圍35～400m/z。

1.2.2 工藝流程 原料選擇→原料處理→腌漬→瀝干→打碎→接種→發酵→成品

1.2.3 操作要點

1.2.3.1 原料選擇 所選羅非魚體重為(1±0.25)kg，經鑒定為奧尼尼羅羅非魚。

1.2.3.2 原料處理 主要包括去頭、去鱗、去鰭和去內臟，清洗殘留在魚肉上的血液和魚腹內的黑膜。

1.2.3.3 腌漬 采用9%鹽水腌制，為避免感染雜菌，腌漬操作在無菌操作臺內進行，腌漬時間持續3h。

1.2.3.4 瀝干 為避免感染雜菌，瀝干也是在無菌操作臺內進行，瀝干時間為30h。

1.2.3.5 打碎 采用高轉速打碎機(24000r/min)將魚肉打碎成魚松狀態，持續3min使得粒徑達到毫米級別。

1.2.3.6 接種 在無菌操作臺中，用移液槍準確量取一定量的標準米曲霉菌液，再添加無菌水調節魚水比例。

1.2.3.7 發酵 發酵在恒溫培養箱內進行，溫度設定為37℃。

1.2.4 感官評價及評分方法 采用9名經過培訓的評價員，在魚肉發酵過程中每隔12h進行一次感官評定，采用評分尺方法計分［4］，指標分別為風味特征和喜好度，感官得分Y=50%×風味特征得分+50% ×喜好度得分，給分標準見表1。

1.2.5 測定方法 水分測定方法:采用烘干稱重法［5］。菌液濃度的測量方法:采用稀釋－血清計數板法［6］。

2 結果與討論

2.1 發酵條件對產香的影響

鑒于米曲霉(滬釀3.042)最適生長溫度范圍為33～38℃，在低于28℃或高于40℃生長緩慢，42℃以上停止生長，米曲霉在37℃生長和繁殖速度均比較理想，最適溫度范圍內發酵產物香氣差別微小，因此確定在37℃條件下研究發酵時間、接種量和魚水質量比對發酵產香的影響。

2.1.1 發酵時間和接種量對發酵產香的影響 從圖1中可以明顯看到，接種量越大，越能顯著地縮短發酵成熟時間，但是發酵時間過度延長，魚肉組織的終端代謝產物增加，產生大量小分子臭味揮發性物質，劣化了魚肉的風味，因此選擇接種量介于2～6× 108cfu/g，發酵時間為35～45h，感官得分達到15分，發酵產物綜合效果令人滿意。

圖1 感官評分與接種量、發酵時間的等高線圖Fig.1 The contour plots of sensory score as affected by inoculum amount and time

2.1.2 發酵時間和料液比對發酵產香的影響 在圖2中可以明顯看到，當水分含量過低時，米曲霉的生長受到抑制，發酵不充分，感官得分相應比較低，若水分含量過高且發酵時間過長，產品因為過度腐敗而產生各種不愉快的揮發性物質，感官得分也相應降低。因此，料液比例介于0.18～0.25(w/w)，發酵時間控制在35～45h，發酵臘魚風味明顯，其感官得分就能夠達到17.5分，發酵效果總體令人滿意。

2.2 SPME-GC-MS分析結果與討論

2.2.1 新鮮羅非魚和發酵羅非魚總離子流色譜圖對照 新鮮羅非魚和發酵羅非魚總離子流色譜圖如圖3、圖4所示。

2.2.2 新鮮羅非魚和發酵魚揮發性成分的比較分析 未經米曲霉發酵的羅非魚檢測到的揮發性物質種類為53種，其中主要物質為醛類、醇類和胺類，分別占37.58%、26.14%和6.93%，檢測到多種不愉快味道物質如苯甲醛、甲苯、萘、2－甲基萘、三甲胺和甲硫醇等［7］;經過發酵處理的揮發性物質種類為75種，并且各物質相對含量較未發酵的樣品發生顯著變化，表現為醛類、醇類和胺類物質分別降至32.26%、14.17%和4.10%，而酮類物質和酯類物質的相對含量分別上升到15.71%和14.66%，出現了很多帶有特殊香氣的物質如2，4－癸二烯醛、3－甲基－丁醛和2－十一酮等物質［8］，同時臭氣物質相對含量的降低，使體系的不良風味顯著下降，所以米曲霉發酵作用在羅非魚風味物質體系轉變過程中的作用非常顯著。

圖2 感官評分與料液比、發酵時間的等高線圖Fig.2 The contour plots of sensory score as affected by mass ratio of fish to water and time

圖3 發酵前羅非魚揮發性成分的GC－MS總離子流色譜圖Fig.3 Total ion current of volatile compounds in unfermeted tilapia

胺類物質中含量相對最高的是甲氧基苯基肟，占3.2%，發酵前相對含量較高的物質是N，N－二甲基甲砜胺和吲哚，吲哚具有強烈不愉快臭氣，但發酵之后卻未能檢測到這些物質;三甲胺作為魚肉組織降解終端代謝產物之一，其相對含量隨著發酵程度的加大而增加，這也是符合相關文獻的報道［9］。

醛類物質在發酵前后其含量是最高的，分別占37.58%和32.26%，在Chemical Book中查詢得到這些醛類物質都具有良好植物香氣，其中壬醛作為魚的特征風味成分的報道很多［10］，而正己醛、月桂醛經查證帶有微弱的特殊的油脂香氣，是魚體脂肪特征風味物質，此外發酵后產生了具有奶香的風味物質4－乙基－苯甲醛［11］，在感官實驗中評價員也證實奶香味的存在。

直鏈飽和醇的香味對于肉制品的風味貢獻很小，但隨著碳鏈的增長，香味增加，可以產生清香、木香和脂肪香的特征［12］，其中3－甲基－丁醇具有白蘭地香氣，1－庚醇具有果子香氣，辛醇含量較高并具有辛辣的脂肪氣息，而1－辛烯－3－醇具有明顯的蘑菇和泥土味［13］，所以直鏈飽和醇可能是產生臘味的主要原因之一。

酯類物質在發酵前后都很少檢測到，且相對含量較低，其中乙酸異冰片酯具有樟腦氣息，酸類物質中乙酸和3－甲基丁酸可分別認作是感官實驗中酸性刺鼻味和奶香味特征風味之一，而其他吡嗪和呋喃類物質中，4－甲基吡嗪、3－氨基吡咯、2－乙基呋喃、4－甲基噻唑在水產品相關文獻中報道較多［14－15］。

3 結論

圖4 發酵后羅非魚揮發性成分的GC－MS總離子流色譜圖Fig.4 Total ion current of volatile compounds in fermeted tilapia

本文采用米曲霉發酵羅非魚并對發酵前后揮發性成分進行了研究，初步探索出發酵工藝條件如下:溫度為37℃，接種量為4×108cfu/g，料液比為0.2(w/w)，發酵時間為40h，能產生兼具醬香味和肉香味的特殊發酵咸魚風味;通過SPME－GC－MS分析表明，發酵后的羅非魚揮發性物質中醛類和醇類相對含量較高，壬醛、正己醛、3－羥基丁酮、2－十一酮、辛醇、1－辛烯－3－醇是發酵后典型風味化合物，提示醛類和醇類是發酵羅非魚產生臘味的主要貢獻物質。

表2 羅非魚發酵前后揮發性成分的GC－MS分析結果Table 2 GC－MS analysis result of volatile component of fermentated and unfermented tilapia

續表

續表

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Tilapia fermented by Aspergillus oryzae and analysis of its volatile compounds

YAN Er－zuo，WU Jian－zhong*，WANG Yi－dong
(Food Science and Technology Department，Jinan University，Guangzhou 510632，China)

Aspergillus oryzae was applied to ferment semi－dried smashed Tilapia meat to synthesize a special salted fish flavor base，which was confirmed to be essence with strong and long－lasting meat and sauce flavor，the fermentation conditions were controlled as follows:temperature:37℃，inoculation amount:4×108cfu/g，mass ratio of fish to water:0.2(w/w)，fermentation time 40h.Solid phase micro－extraction equipped with PDMS/DVB and gas chromatography－mass spectrometry(GC－MS)was performed to identify volatile compounds of fermented and unfermented tilapia，the results showed that 53 and 75 kinds of compounds were found respectively，aldehydes and alcohols had the highest amount，nonanal，hexanal，octanal，1－octen－3－ol，n－caproic acid vinyl ester were typical volatile compounds of fermented tilapia，nonanal，hexanal and octanal were typical fat flavor substances，1－octen－3－ol was of typical mushroom and soil flavor，2－undecanone was of typical milk flavor.

Aspergillus oryzae;Tilapia;fermentation;volatile compound

TS254.7

A

1002－0306(2012)10－0069－06

羅非魚又稱非洲鯽魚、福壽魚，其肉味鮮美，肉質細嫩，具有很高的營養價值，其產量高但綜合利用率較低，加工產品品種較少且附加值低，因此，尋求新型的羅非魚開發途徑具有很大的產業價值;肉類香精產品主要以熱反應型為主，而采用微生物發酵制備發酵型香精存在許多有待攻關的技術難題，這些技術難題主要表現在如何定向發酵產生所需風味、發酵條件和發酵程度的控制、新型肉類發酵菌種的發現和應用、如何消除原料內部微生物在發酵過程中的影響以及風味單體物質的鑒別等［1］，國外研究人員采用米曲霉低鹽固態發酵法釀造魚醬油，并制備出口感風味很好的醬油產品［2－3］，這種風味產品深受中國南方及東南亞消費者喜愛，市場價值和開發潛力巨大。本文采用米曲霉發酵羅非魚制備具有臘魚風味的咸味香精基料，初步探索了發酵工藝條件;通過氣質聯用技術比較分析發酵前后揮發性物質的變化，對綜合利用羅非魚魚肉制備發酵型肉類香精進行了有益的探索。

2011－09－30 *通訊聯系人

顏兒作(1987－)，男，碩士在讀，研究方向:水產品深加工。

廣東省教育廳產學研專項項目(2009B090200012);粵港關鍵領域重點突破項目(2009Z026);廣東省科技攻關項目(2011B020311003)。