pH值對蝦油風(fēng)味成分形成的影響研究

李夢茹，馮瀅瀅，2，吳鳳英，杜敬河，段　　杉

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東廣州　510642；2.廣東嘉士利食品集團有限公司，廣東開平　529300；3.陽江市永昊食品有限公司，廣東陽江　529536）

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pH值對蝦油風(fēng)味成分形成的影響研究

李夢茹1，馮瀅瀅1，2，吳鳳英3，杜敬河1，*段杉1

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東廣州510642；2.廣東嘉士利食品集團有限公司，廣東開平529300；3.陽江市永昊食品有限公司，廣東陽江529536）

摘要：以蝦頭和蝦殼為原料釀制蝦油，采用感官評定、氨態(tài)氮（AAN）、揮發(fā)性鹽基氮（TVBN）、5-羥甲基糠醛（5-HMF）、游離氨基酸、揮發(fā)性氣體成分等指標，研究了釀制過程中pH值對蝦油風(fēng)味成分形成的影響。結(jié)果表明，pH值越高，氨態(tài)氮、揮發(fā)性鹽基氮和5-羥甲基糠醛的含量均越高；不同pH值樣品的顏色、口感、鮮味、醬香和蝦腥味對樣品的總體風(fēng)味貢獻比較大；自然pH值更有利于鮮味和甜味氨基酸的生成；pH值偏低易于提高鮮味氨基酸及甜味氨基酸的含量，同時也易導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)生較多1-氫-吲哚，從而影響產(chǎn)品風(fēng)味；pH值偏高有利于提高苦味氨基酸的含量，影響產(chǎn)品的風(fēng)味和口感，但同時能降低產(chǎn)品中吲哚類物質(zhì)的含量。綜上，呈味氨基酸、吡嗪類、醛類、吲哚類和醇類對樣品的總體風(fēng)味貢獻比較大。

關(guān)鍵詞：蝦油；風(fēng)味成分；pH值；影響

蝦油是我國味美價廉的一種傳統(tǒng)調(diào)味品，尤其深受海邊民眾的喜愛[1]。蝦油的傳統(tǒng)制作方法主要是以海產(chǎn)品中價值較低的魚或蝦為主要原料，在高濃度的食鹽下，伴隨魚體的內(nèi)源性蛋白酶以及微生物產(chǎn)的蛋白酶共同作用，發(fā)酵而成的香氣濃郁、色澤棕紅、透亮的液體調(diào)味品。本課題組曾以蝦頭和蝦殼為原料釀制出蝦油[2]。我國傳統(tǒng)生產(chǎn)蝦油的方法是天然釀造法，主要分為3步。①腌制。將新鮮的蝦利用海水清洗干凈，然后放入陶瓷缸（一般采用底部較小、中部比較大并且口比較寬的缸）中，一般露天放置2 d后便開始加入鹽進行攪拌，早晚各1次，需要1個月左右，所用總鹽量為蝦用量的16%～25%。②發(fā)酵。起主要作用的是陽光的曝曬，同時用早晚的攪動來增加曬熱度。當(dāng)發(fā)酵液成為濃黑色液體的時候，發(fā)酵結(jié)束。③煉制。發(fā)酵過程結(jié)束時，發(fā)酵液的液面上會出現(xiàn)一層浮油，將浮油放入鍋內(nèi)燒煮、去除泡沫，待煮沸后用中火繼續(xù)加熱0.5 h左右，冷卻后取澄清汁即為蝦油。

與一般的發(fā)酵型調(diào)味品類似，有很復(fù)雜的理化反應(yīng)在蝦油的發(fā)酵過程中發(fā)生，有很多的因素都會影響蝦油的發(fā)酵，這些影響因素會對蝦油的風(fēng)味和品質(zhì)產(chǎn)生直接影響。朱志偉等人[3]的研究表明，即使發(fā)酵用的原料是同一種，但采用不同的發(fā)酵方法得到魚露的風(fēng)味也會存在明顯的差異。為了探究造成蝦油風(fēng)味差異的具體原因，本論文研究了pH值對蝦油的氨態(tài)氮、揮發(fā)性鹽基氮、5-羥甲基糠醛、氨基酸的組成和揮發(fā)性氣體成分等的影響。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

蝦頭和蝦殼選用南美白對蝦（Penaeus vannamei Boone），永旺超市購買。

1.2儀器與設(shè)備

SPME型手柄及萃取頭，上海楚定分析儀器有限公司產(chǎn)品；DB-5型石英毛細管柱（30 m×0.25 mm× 0.25 μm）、TRACE GC-2000 GS-MSTM，美國Finnigan公司產(chǎn)品。

1.3方法

1.3.1蝦油的釀制

取南美白對蝦的蝦頭和蝦殼混合物作為釀造原料，分成等量的4份，分別按照原料與水為1∶1.5的比例加水，同時每份也加入食鹽進行混合，食鹽的用量按照最終質(zhì)量分數(shù)為20%的量來進行添加。在蝦油的釀造過程中每隔12 h需要調(diào)節(jié)1次pH值，使4份樣品的pH值分別維持在6.5，7.0，7.5，8.0；另一組樣品不調(diào)節(jié)pH值，即處于自然pH值（其pH值介于7.5～8.0），釀制的溫度為35℃。這5份樣品每隔6 d進行1次測定，測定內(nèi)容為5-HMF的含量和感官評定；在蝦油釀制結(jié)束后，根據(jù)結(jié)果選擇部分蝦油樣品的揮發(fā)性氣體成分和游離氨基酸組成進行測定。

1.3.2游離氨基酸的分析

參照GB/T 5009.124—2003，取5 mL蝦油，用水稀釋10倍，于4℃條件下靜置30 min，取出1 mL并加入1 mL 50 g/L的磺基水楊酸后靜置1 h，再加入0.5 mL pH值為2.2的醋酸-磷酸鹽緩沖液和0.5 mL 50 mg/mL的EDTA，于2 mL離心管中，以轉(zhuǎn)速12 000 r/min低溫離心15 min，用注射濾頭取上清液并過濾轉(zhuǎn)移至檢測瓶。采用日立-8800型氨基酸自動分析儀進行檢測。

1.3.3頂空-固相微萃取條件

在50 mL樣品瓶中加入10 mL的樣品，用聚四氟乙烯-硅橡膠塞封口，40℃水浴，水浴時間為20 min；然后以固相微萃取纖維CAR/PDMS 75 μm頂空萃取30 min。進樣品溫度220℃，解析3 min。

1.3.4氣相色譜條件

色譜柱為DB-5型毛細管柱，型號為30 m× 0.25 mm×0.25 μm。柱溫起始為50℃，保持起始溫度1 min，然后以5℃/min升溫至100℃，保持2 min，而后再按10℃/min升溫至220℃，保持6 min。進樣口溫度為220℃，熱解析3 min；載氣為氦氣，流量為1.0 mL/min。

1.3.5質(zhì)譜條件

5975C型四級桿質(zhì)譜儀，電子轟擊（EI） 離子源，電子能量為70 eV；離子源溫度為230℃，四級桿溫度為150℃，質(zhì)量掃描范圍為35～335 m/z。

1.3.6其他測定方法

氨態(tài)氮和揮發(fā)性鹽基氮分別按照GB/T 5009.39—2003和GB/T 5009.44—2003的方法進行測定；5-羥甲基糠醛參照Cohen E等人[4]的方法測定。

1.3.7感官評定方法

感官評價小組由10人組成（5男5女），并進行總時間不小于2 h的培訓(xùn)。對蝦油樣品的顏色、氣味（氨味、魚腥味、肉味、臭味、醬香味）和口感（酸味、鮮味、咸味） 在0～8分之間進行評分，其中0分代表感官評價最低，8分代表感官評價最高。

1.3.8數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

測定和分析結(jié)果采用SPSS 16.0和Excel進行數(shù)據(jù)處理。

2　結(jié)果與討論

在蝦油釀制過程中，pH值的變化主要是各種復(fù)雜生化反應(yīng)相互作用的綜合反映[5]。蛋白質(zhì)在原料自身蛋白酶和微生物蛋白酶的共同作用下發(fā)生水解產(chǎn)生氨基酸、肽等；釀制中微生物將產(chǎn)生一些酸，同時原料中也含一些有機酸，如乳酸等；同時氧化三甲胺、氨基酸等分解產(chǎn)生三甲胺、氨和胺等呈堿性的成分（TVBN）；上述釀制過程中生成的各種成分均影響體系的pH值。

2.1pH值對蝦油釀造過程中AAN含量的影響

AAN是衡量蝦油釀制過程中蛋白質(zhì)水解程度的重要標志，與蛋白酶的水解作用有關(guān)。分別控制pH值為5.0，6.0，7.0，8.0，研究pH值對蝦油釀造過程中AAN含量的影響。

AAN含量隨時間的變化趨勢見圖1。

圖1AAN含量隨時間的變化趨勢

由圖1可知，在釀制過程中，pH值為5.0～7.0時，pH值越高，AAN含量越高；pH值8.0時，AAN含量有所下降。這表明在pH值為5.0～7.0時，pH值越高，蛋白酶活力越高；隨著pH值繼續(xù)升高，蛋白酶活力有所下降。經(jīng)方差分析得知，pH值對蝦油的AAN含量有極顯著性影響（p<0.01）。

2.2pH值對蝦油釀造過程中5-HMF含量的影響

5-HMF含量隨時間的變化趨勢見圖2。

圖25-HMF含量隨時間的變化趨勢

Lopetcharat K等人[6]研究認為，蝦油的褐變顏色是由美拉德反應(yīng)形成的。美拉德反應(yīng)的中期階段會生成5-羥甲基糠醛（5-HMF），5-HMF的積累量與褐變的速度有著緊密的聯(lián)系，5-HMF積累一定時間后就會發(fā)生褐變，因此5-HMF的積累情況可作為預(yù)測褐變速度的指標[7]。由圖2可知，隨著pH值的升高，5-HMF的含量也相應(yīng)地變多，也就會導(dǎo)致褐變程度加深。當(dāng)蝦油發(fā)酵至24 d后，5個蝦油樣品5-HMF的含量基本沒有大幅度的增加，這就說明美拉德反應(yīng)在24 d后慢慢減弱。經(jīng)方差分析得知，pH值對樣品的5-HMF含量有顯著性影響（p<0.05）。

2.3pH值對蝦油釀造過程中TVBN含量的影響

TVBN含量隨時間的變化趨勢見圖3。

圖3TVBN含量隨時間的變化趨勢

TVBN的形成主要是蝦頭和蝦殼在釀造過程中在酶和細菌的作用下發(fā)生腐敗，分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生的氨以及胺類等堿性含氮化合物。大多數(shù)國家的法規(guī)規(guī)定，在加鹽的蝦油加工中，TVBN含量最大不能超過2 mg/g，但我國對此未做相關(guān)規(guī)定。由圖3可知，在釀制過程中，pH值越高，TVBN含量越高。這表明在堿性條件下TVBN更易于產(chǎn)生。可能pH值越高，某些腐敗微生物得不到抑制；同時pH值越高，AAN含量越高，使腐敗微生物分解的底物增加，這都會導(dǎo)致TVBN含量的增加。經(jīng)方差分析得知，pH值對蝦油的TVBN含量有顯著性影響（p<0.05）。

2.4蝦油釀造過程中感官評定的結(jié)果

釀制開始時的感官評定結(jié)果見圖4，釀制結(jié)束時的感官評定結(jié)果見圖5。

圖4　　釀制開始時的感官評定結(jié)果

圖5　　釀制結(jié)束時的感官評定結(jié)果

由圖4和圖5可知，對于不同pH值的蝦油樣品而言，起著較大貢獻作用的是顏色、口感、鮮味、醬香和蝦腥味；自然pH值和pH值7.5樣品的氨味比較濃，pH值6.5樣品的則比較淡；對于肉味和鮮味，自然pH值和pH值8.0樣品的差別比較明顯，pH值8.0樣品的比較濃；pH值6.5樣品的醬香味比較濃，而pH值8.0的比較淡；pH值8.0和pH值7.5樣品的蝦腥味比較濃，其次是pH值7.0和自然pH值樣品，最淡的是pH值6.5的樣品；另外pH值8.0樣品的酸味比較強烈，而其他樣品的則比較淡。

2.5pH值對蝦油釀造過程中游離氨基酸的影響

根據(jù)上述感官評定的結(jié)果以及氨態(tài)氮、揮發(fā)性鹽基氮和5-羥甲基糠醛含量的變化，在研究pH值對樣品釀制過程中游離氨基酸含量的影響時，選取了在自然pH值和pH值8.0條件下釀制的樣品來作為分析檢測對象。

釀制過程中pH值控制對游離氨基酸含量的影響見表1。

蝦油中的呈味物質(zhì)主要由呈味氨基酸決定。由表1可知，與pH值8.0下釀制的樣品做比較，自然pH值下釀制樣品的鮮味氨基酸、甜味氨基酸以及氨基酸總量均比較高，但苦味氨基酸的含量則稍低。自然pH值和pH值8.0下釀制樣品的氨基酸均比釀制前有大幅度增加，這表明自然pH值更有利于鮮味和甜味氨基酸的生成，而pH值偏高則容易產(chǎn)生苦澀味，影響產(chǎn)品的風(fēng)味和口感。

表1　　釀制過程中pH值控制對游離氨基酸含量的影響

富含甘氨酸、丙氨酸、精氨酸、脯氨酸4種氨基酸和牛磺酸是甲殼類動物的特征。自然pH值和pH值8.0下釀制樣品的牛磺酸和精氨酸都在減少，其中pH值8.0下釀制樣品的減小幅度較大，這表明pH值越高，越不利于牛磺酸和精氨酸的生成；羥脯氨酸是脯氨酸羥基形式，可以通過脫羥基生成脯氨酸，由表1可知，自然pH值下釀制樣品的羥脯氨酸和脯氨酸含量都有所增加，而pH值8.0下釀制樣品的羥脯氨酸和脯氨酸含量則都有所減小，這表明自然pH值更加有利于羥脯氨酸和脯氨酸的生成。

瓜氨酸是動物體內(nèi)氨基酸代謝尿素循環(huán)的中間產(chǎn)物，鳥氨酸由精氨酸降解脫去尿素而產(chǎn)生，二者均是尿素循環(huán)的中間產(chǎn)物。乙醇胺在室溫下有吸濕性和氨臭，是樣品腐敗產(chǎn)生的不良風(fēng)味物質(zhì)，由表1可知，2個樣品的瓜氨酸和鳥氨酸、乙醇胺含量均比釀制前有所增加，并且自然pH值下釀制樣品的瓜氨酸和鳥氨酸、乙醇胺增加的總量比pH值8.0下釀制樣品的高。

2.6pH值對蝦油釀造過程中揮發(fā)性氣體成分的影響

根據(jù)上述感官評定的結(jié)果以及氨態(tài)氮、揮發(fā)性鹽基氮和5-羥甲基糠醛含量的變化，在研究pH值對樣品釀造過程中揮發(fā)性氣體成分的影響時，選取了在自然pH值和pH值8.0條件下釀制的樣品來作為分析檢測對象。

釀制過程中pH值控制對樣品的氣體成分影響見表2。

由表2可知，釀制前的樣品中氣體成分種類較少，其中醇類和烷烴類占主要部分，分別為61.63% 和25.27%。自然pH值和pH值8.0下釀制樣品的氣體，經(jīng)分離鑒定，發(fā)現(xiàn)吲哚類、吡嗪類、烷烴類含量較多，其中自然pH值和pH值8.0下釀制樣品中含量最高的均是吲哚類；pH值8.0下釀制蝦油樣品的吡嗪類含量遠高于自然pH值下釀造的蝦油樣品的含量；將在自然pH值和pH值8.0下釀制的樣品與釀制前樣品中的氣體組成相比，會發(fā)現(xiàn)在這2種釀制的樣品中含有大量的吲哚類和吡嗪類物質(zhì)，并且這些樣品中的醇類物質(zhì)明顯減少，這表明蝦油樣品在釀制過程中能產(chǎn)生大量吲哚類和吡嗪類物質(zhì)；其他氣體成分的含量相差不大。總的來看，吡嗪類、烷烴類、醛類、吲哚類對樣品的總體風(fēng)味有較大的作用。

研究發(fā)現(xiàn)，蝦風(fēng)味主要由吡嗪、酮、醇、醛、嘧啶、有機酸等化合物組成，其中吡嗪類物質(zhì)是對蝦風(fēng)味貢獻最大的物質(zhì)，其呈味域值較小，可以增加產(chǎn)品的香氣。例如，四甲基吡嗪、三甲基吡嗪具有蝦油的獨特風(fēng)味，可能對蝦油醬醇厚風(fēng)味的形成有直接影響[8]。

Yeo H C H等人[9]研究表明，吡嗪的產(chǎn)生是氨基親核進攻羰基，通過加成反應(yīng)和脫水反應(yīng)來完成。從這個機理來講，體系pH值對吡嗪類物質(zhì)的產(chǎn)生起著決定性作用，因為羰基和氨基隨著體系氫離子濃度的變化進行不同程度的離子化，而這些基團的離子化非常關(guān)鍵。羰氨縮合具有pH值依賴性，是吡嗪形成的第一步，也是非酶褐變的限速步驟且美拉德反應(yīng)速率隨介質(zhì)pH值的升高而增大[10]。本文研究自然pH值和pH值8.0對蝦油風(fēng)味影響時，發(fā)現(xiàn)pH值8.0下釀制樣品中吡嗪類物質(zhì)的含量遠遠高于自然pH值的，所鑒定出的吡嗪類化合物與前人所做研究相似[11]，而且部分也是典型的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物。

表2　　釀制過程中pH值控制對樣品的氣體成分影響

根據(jù)自然pH值和pH值8.0下釀制樣品的游離氨基酸和氣體的釀制前變化情況，可以發(fā)現(xiàn)pH值偏低容易產(chǎn)生呈味氨基酸，pH值偏高則容易產(chǎn)生吡嗪類物質(zhì)，這類物質(zhì)是美拉德反應(yīng)的中間產(chǎn)物，對產(chǎn)品的風(fēng)味貢獻比較大。這表明呈味氨基酸與氣體成分有密切的聯(lián)系，pH值偏高，美拉德反應(yīng)進程越快，消耗的氨基酸越多，但產(chǎn)生的其他物質(zhì)也越多；二者達到平衡時，產(chǎn)品的總體品質(zhì)達到最佳。

3　結(jié)論

pH值偏低，易于提高鮮味氨基酸及甜味氨基酸含量，同時也易導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)生較多的1-氫-吲哚，影響產(chǎn)品的風(fēng)味；pH值偏高，有利于提高苦味氨基酸含量，降低產(chǎn)品中的吲哚類物質(zhì)。總的來看，呈味氨基酸、吡嗪類、醛類、吲哚類和醇類對樣品的總體風(fēng)味貢獻比較大。

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中圖分類號：TS225.24

文獻標志碼：A

doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.06.003

文章編號：1671-9646（2016）06a-0007-06

收稿日期：2016-03-30

作者簡介：李夢茹（1992— ），女，碩士，研究方向為水產(chǎn)品綜合利用。

*通訊作者：段杉（1966— ），男，博士，副教授，研究方向為食品生物技術(shù)和水產(chǎn)品綜合利用。

Influence of pH Value on Formation of Flavour Ingredients in Fermentation of Shrimp Sauce

LI Mengru1，F(xiàn)ENG Yingying1，2，WU Fengying3，DU Jinghe1，*DUAN Shan1
（1.College of Food Science，South China Agricultural University，Guangzhou，Guangdong 510642，China；2.Guangdong Jiashili Food Group Co.，Ltd.，Kaiping，Guangdong 529300，China；3.Yangjiang Yonghao Food Co.，Ltd.，Yangjiang，Guangdong 529536，China）

Abstract：In this paper，shrimp waste is used as raw material to ferment shrimp sauce.AAN，TVBN and 5-HMF，free amino acids and volatile flavor components in combination with sensory evaluation are adopted to study the influence of different pH values on the formation of flavor ingredients in the fermentation.Results show that lower pH favored to produce more delicious and sweet amino acids，meanwhile，more 1-hydrogen indole，which is odoriferous，is formed.Higher pH favored to produce more bitter amino acids，and meanwhile，less 1-hydrogen indole is formed.In general，amino acids，pyrazines，aldehydes，indoles and alcohols contribute much to the flavor of shrimp sauce.

Key words：shrimp sauce；flavour ingredients；pH value；influence