脆肉鯇魚片加工過程中風味變化的研究

丁 莫,林婉玲,李來好,楊賢慶,王錦旭,胡 曉,吳燕燕,郝淑賢,黃 卉

(1.中國水產科學研究院南海水產研究所,國家水產品加工技術研發中心,農業部水產品加工重點實驗室,廣東廣州 510300;2.上海海洋大學食品學院,上海 201306;3.廣東省漁業生態環境重點實驗室,廣東廣州 510300)

草魚(Ctenopharyngodonidellus)又名草青、草根鯇魚等,屬于鯉形目、鯉科、草魚屬,是我國四大家魚之一,也是我國產量最大的淡水魚之一。脆肉鯇(CtenopharyngodonidellusC. et V)是草魚經脆化養殖后的一種新興淡水魚品種,其具有肉質緊硬、爽脆、久煮不爛等特點,并且明顯改善了草魚的肌肉品質,成為淡水魚種的特色產品[1],目前脆肉鯇主要以鮮活的方式進行銷售,隨著市場上對于脆肉鯇的需求量日益增大,這種單一的銷售方式嚴重制約了脆肉鯇產業的發展,急需對其加工技術進行研究[2]。潘子強等[3]研究了脆肉鯇魚片在冷藏條件下的特定腐敗菌分析,結果得出脆肉鯇魚在冷藏條件下的特定腐敗菌是假單孢菌,因此脆肉鯇魚的保鮮技術應以抑制假單孢菌為主;關熔等[4]通過對脆肉鯇魚片貯藏過程中的pH、揮發性鹽基氮(TVB-N)、菌落總數、汁液流失率、硫代巴比妥酸(TBA)、顏色變化進行分析研究,得出最佳的鹽處理工藝條件;榮建華等[5]利用SPME-GC-MS聯用分析了脆肉鯇魚肉的揮發性風味成分,比較脆肉鯇魚片生鮮樣和不同加熱方式揮發性風味的不同,確定脆肉鯇魚肉揮發性物質主要是己醇、2-乙基己醇、1-辛烯-3-醇、己醛、壬醛等化合物。但是,脆肉鯇魚片揮發性風味物質除了與魚片本身所含的物質有關,還與其加工工藝、環境因素等有關,其中加工工藝對脆肉鯇魚片風味的變化起著很重要的作用,但目前相關的研究卻很少,因此,研究加工工藝對脆肉鯇魚片風味的影響對促進脆肉鯇魚的加工業發展具有重要的意義。

本文以脆肉鯇魚片為原料,通過低鹽腌制和低溫冷藏[6-8]研究加工條件對脆肉鯇鯇魚片風味的影響,結合感官評定確定最佳的加工工藝條件,得出脆肉鯇魚片的風味變化規律,為脆肉鯇魚片加工及產業的發展提供科學依據和技術支撐。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

新鮮脆肉鯇(體重在4.0～4.5 kg) 廣州黃沙水產市場;食鹽 廣州市華潤萬家超市。

BS224S分析天平 美國Sartorius公司;QP2010 plus氣相色譜-質譜(GC-MS)聯用儀 日本島津公司;固相微萃取裝置(DVB-PDMS 65 μm) 美國Supelco公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品制備 將新鮮脆肉鯇清洗后宰殺,去頭去鱗去內臟后,用流動純凈水洗去魚體表面的粘液及腹腔內血污和雜質。將魚從背部切成兩半,去除中間的脊椎骨,取背部肌肉。整形后將魚片切成一定大小(6 cm×3 cm×2 cm)。稱取600 g清洗干凈的脆肉鯇魚片,加入一定濃度鹽溶液(m/v)置于4 ℃進行浸泡腌制,按一定的固液比(魚片重量:鹽溶液重量),將腌制好的脆肉鯇魚片蒸3 min,分別用于感官評定和揮發性風味物質的測定。

1.2.2 單因素實驗 根據預實驗的結果,對脆肉鯇魚片進行腌制。

1.2.2.1 鹽濃度對魚片風味的影響 固定腌制工藝條件為腌制時間10 min、固液比1∶3,考察不同鹽濃度(m/v)(5%、10%、15%、20%)對魚片風味的影響。

1.2.2.2 腌制時間對魚片風味的影響 固定腌制工藝條件為鹽濃度(m/v)10%、固液比1∶3,考察不同腌制時間(10、20、30、40 min)對魚片風味的影響。

1.2.2.3 固液比對魚片風味的影響 固定腌制工藝條件為鹽濃度(m/v)10%、腌制時間10 min,考察不同固液比(1∶1、1∶2、1∶3、1∶4)對魚片風味的影響。

1.2.3 正交試驗 在單因素實驗結果基礎上,按照表1進行正交試驗,選取3水平3因素,分別為鹽濃度(m/v)、腌制時間和固液比,并對試驗結果進行分析,得出相關因素的影響程度大小和各因素的最佳組合。具體水平和因素見表1。

表1 L9(34)的影響因素與水平Table 1 Factors and levels table of orthogonal experiment

1.2.4 感官評價 評價人員共8名,均經過專業培訓且隨機選擇,每次評價由每個評價員單獨進行,不互相交流,并且在每個樣品評價之間用清水漱口,排除上一個樣品對下個樣品的影響[9]。香氣評價方法:直接嗅覺法,即評價員用鼻子去吸嗅揮發氣味。吸嗅的方法沒有明確規定,只要求使用同一方法在適當時間完成評價即可。評價的具體指標方法見表2。

表2 脆肉鯇魚片感官質量評價標準Table 2 Criteria of sensory evaluation for crisp grass carp fillets

1.2.5 揮發性風味物質的測定

1.2.5.1 樣品氣味成分的頂空采樣 參考丁麗麗[10]等方法,略作修改。分別將單因素實驗和正交試驗樣品絞碎,各取魚肉1 g(精確至0.001)至10 mL頂空瓶中并迅速加入3 mL飽和食鹽水混勻;密封蓋好后將頂空瓶置于磁力攪拌臺上,攪拌加熱40 min,溫度65 ℃;將萃取頭插入樣品瓶頂空部分,調整并固定萃取頭位置,于65 ℃下萃取40 min后進行分析鑒定。

表3 不同鹽濃度脆肉鯇魚片感官評定結果(n=8)Table 3 Sensory evaluation results of crisp grass carp fillets with different salt concentrations(n=8)

注:不同字母表示每行數據之間差異顯著(p<0.05);表5、表7同。

1.2.5.2 氣質聯用儀分析鑒定 將萃取頭插入到氣相色譜儀的進樣口,進樣口溫度為250 ℃,解析10 min后取出。氣相色譜條件:色譜柱:DB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm);進樣口溫度:250 ℃;升溫程序:35 ℃保持1 min,以5 ℃/min的速度升溫到60 ℃保持1 min,再以6 ℃/min上升到140 ℃保持1 min,最后以8 ℃/min升溫到230 ℃,保持5 min;載氣:氦氣;流量為1.0 m L/min;采用恒線速度,分流比為1∶20。質譜條件:離子源溫度為200 ℃;電子能量70 eV;質量掃描范圍m/z 35～350,無溶劑切除時間。

1.2.5.3 質譜檢索分析結果 經計算機NIST和Wiley譜庫檢索為主進行定性,再與質譜圖庫中的原有標準譜圖進行比較,取匹配度80% 以上者,同時參考相關文獻對機檢結果進行核對和確認[11],通過人工譜圖解析來確定所測得的揮發性成分;利用Excel 2010進行數據處理,按照面積歸一化法得到各成分的相對百分含量從而對揮發性成分進行分析。

1.2.5.4 關鍵風味化合物的確定方法 采用相對氣味活度值(relative odor activity value,ROAV)法,用來評價各組分對總體風味的貢獻程度,進而確定關鍵的風味物質。ROAV值越大,則該組分對樣品總體風味貢獻越大,ROAV≥1的組分均為分析樣品的關鍵風味化合物,0.1≤ROAV<1的組分對樣品的總體風味具有重要的修飾作用[12]。定義OAV值為嗅感物質的絕對濃度(C)與其感覺閾值(T)之比,如式(1)所示:

式(1)

式中:100是OAV值最高(OAVstan)組分的ROAV值;OAV(A)是組分A的OAV值。

1.3 數據處理

2 結果與分析

2.1 單因素實驗

2.1.1 鹽濃度對脆肉鯇魚片風味的影響 感官評價是科學化判斷消費者對食品可接受性的關鍵技術。脆肉鯇魚片在不同鹽濃度得到的感官評定結果如表3所示。由表3可以看出,不同鹽濃度對脆肉鯇魚片風味的影響不同。鹽濃度為10%和15%時的感官評價總分顯著高于鹽濃度為5%和20%時的感官評價總分(p<0.05),且鹽濃度為10%的感官評價總分最高,為26.75;鹽濃度為10%和15%感官評價總分差異不顯著(p>0.05),因此,選擇最適鹽濃度范圍在10%和15%之間。從具體各項指標得分可以看出,鹽濃度為20%時各項指標評分都很低且與鹽濃度為10%和15%組差異顯著(p<0.05),鹽濃度變化對滋味影響較大,而對色澤和香氣影響程度不明顯(p>0.05)。香氣評分較低可能與人的嗅覺范圍有限有關。因此,鹽濃度為10%腌制效果最好。

通過SPME-GS-MS分析鑒定腌制的脆肉鯇魚片揮發性風味物質成分,經計算機NIST和Wiley譜庫數據庫檢索,得出含量較高的7種關鍵揮發性風味物質,如表4所示,分別是己醇、2-乙基己醇、1-辛烯-3-醇、己醛、壬醛、2-辛烯醛等,分別呈現果香、蘑菇香、土腥味、草香、脂肪香、肉香等[13]。由式(1)計算得到各種揮發性風味物質的相對氣味活度值ROAV,鹽濃度為10%樣品中壬醛、己醛ROAV值分別為100和11.23,均高于其他兩組;醇類風味物質閾值較大,僅1-辛烯-3-醇對樣品揮發性風味有貢獻,它是以亞油酸為前體合成的[14],普遍存在于各類淡水魚揮發性物質中,不同鹽濃度中其ROAV值變化不明顯。由此可知,鹽濃度為10%樣品風味較好。結合表3感官評定結果可知,脆肉鯇魚片腌制鹽濃度為10%時風味效果最好。

表4 不同鹽濃度腌制脆肉鯇魚片主要風味成分含量和相對氣味活度值Table 4 The opposite percentage and relative odor activity values of main volatiles compounds by the different salt concentration

注:感覺閾值指風味物質在空氣中的閾值,表6、表8、表11同。

表5 不同腌制時間脆肉鯇魚片感官評定結果(n=8)Table 5 Sensory evaluation results of crisp grass carp fillets with different curing time(n=8)

表6 不同腌制時間脆肉鯇魚片主要風味成分含量和相對氣味活度值Table 6 The opposite percentage and relative odor activity values of main volatiles compounds by the different curing time

注:ND表示樣品中未檢測到的揮發性風味物質;表11同。

2.1.2 腌制時間對脆肉鯇魚片風味的影響 由表5可以看出,腌制時間在10、20 min時,色澤評分都為9.25,當時間延長到40 min時,魚肉的色澤下降速度很快,差異顯著(p<0.05),主要原因是隨著腌制時間的延長,鹽溶液逐漸滲入,魚片蛋白質結構被破環,血紅素上的Fe2+被氧化成Fe3+,而使得魚片顏色進一步變褐[17];滋味和香氣差異不顯著(p>0.05),但具體的風味成分和影響效果尚不明確;脆肉鯇魚片腌制時間為20 min時感官評分最高,隨時間增加感官評分降低,總分從27下降到21.50,且與前兩組評分具有顯著性差異(p<0.05)。因此,腌制時間為20 min效果最好。

由表6可知,不同時間腌制的脆肉鯇魚片關鍵的揮發性風味物質含量最多的有己醇、正辛醇、1-辛烯-3-醇、辛醛、壬醛等,從相對含量上看,醇類占的比例較大,腌制時間10、20、30、40 min對應醇類分別占37.48%、22.61%、40.78%、36.16%,由各種物質的相對氣味活度值來看,1-辛烯-3-醇的ROAV值分別為35.96、47.96、40.18、34.58,腌制時間為20 min時最高,其他醇類ROAV值較低;樣品中醛類風味物質閾值較低,當腌制時間為20 min時,辛醛、壬醛和2-辛烯醛的ROAV值均高于另外三組,風味貢獻較大。結合表5感官評定的結果可以看出,腌制時間為20 min時,脆肉鯇魚片風味效果最好。

2.1.3 固液比對脆肉鯇魚片風味的影響 由表7可知,無論從滋味、香氣還是色澤評分結果看,固液比分別為1∶3和1∶4腌制的脆肉鯇魚片感官評分都較高,其中色澤變化不大,而滋味有明顯差異,固液比1∶1時滋味單項得分僅為6.75,分別比另外三組少2.25、2.50和2.50,差異顯著(p<0.05),具體原因很可能是浸泡不充分造成的;香氣差異不明顯,可能與揮發性成分種類有關。隨著固液比由1∶1變化到1∶3過程中,感官評分總分在不斷上升,由23.50增加到27.00;固液比繼續增加到1∶4感官評分降低0.25,差異不顯著(p>0.05)。固液比1∶1組評分很低,且與另外三組存在顯著性差異(p<0.05),固液比1∶3評分最高。

表7 不同固液比腌制脆肉鯇魚片感官評定結果(n=8)Table 7 Sensory evaluation results of crisp grass carp fillets with different solid-liquid ratio(n=8)

表8 不同固液比腌制脆肉鯇魚片主要風味成分含量和相對氣味活度值Table 8 The opposite percentage and relative odor activity values of main volatiles compounds by the different solid-liquid ratio

通過SPME-GS-MS分析鑒定不同固液比腌制的脆肉鯇魚片樣品中揮發性風味物質,得到含量較多的關鍵風味物質有己醇、正辛醇、1-辛烯-3-醇、2-辛烯醇、己醛、壬醛等,其中醇類化合物較多,各條件下醇類含量分別為37.06%、44.15%、43.95%、45.17,差異較小。從己醇、正辛醇、1-辛烯-3-醇、2-辛烯醇ROAV值來看,1-辛烯-3-醇相對較高,分別為52.71、56.40、57.35、57.16,各條件下差異不太明顯。醛類化合物ROAV>1,說明醛類化合物對脆肉鯇魚片整體風味影響較大,其中壬醛ROAV值分別為76.66、83.91、100、90.85,固液比為1∶3樣品壬醛ROAV值最高。2-辛烯醛主要賦予肉制品獨特的肉香味,比較其在各組含量,固液比1∶3樣品含量最高,ROAV值均高于其他組,對魚片風味貢獻較大。結合表7感官評定結果,明顯可以看出固液比為1∶3時脆肉鯇魚片腌制風味效果最好。

2.2 正交實驗

以脆肉鯇魚片感官評定綜合得分為標準,選取正交表L9(34)設計三因素三水平共9組實驗,結果見表9。

表9 脆肉鯇魚片工藝條件正交實驗結果及分析Table 9 Orthogonal experiment results and analysis of process conditions of crisp grass carp fillets

如表9所示,第4、5、6組綜合評分較高,平均得分為28.67,而三組中鹽濃度均為10%,說明以濃度為10%鹽溶液腌制的脆肉鯇魚片被廣泛接受。表9分析結果表明:不同因素對脆肉鯇魚片加工工藝影響不同,極差R值:A>B>C,說明各個因素對實驗結果影響大小為:鹽濃度>時間>固液比,結合表10可以得出,鹽濃度對脆肉鯇魚片的感官評定結果影響顯著,腌制時間和固液比對感官評定結果影響不顯著;脆肉鯇魚片腌制工藝最佳組合為A2B2C3,其感官評定得分最高,即鹽濃度為10%、腌制時間為20 min、固液比為1∶4。

表10 正交實驗方差分析表Table 10 Orthogonal experiment variance analysis

表11是脆肉鯇魚片正交實驗每組樣品主要揮發性風味物質測定結果,表11中脆肉鯇魚片主要風味物質有己醇、1-辛烯-3-醇、己醛、壬醛、辛醛、2-辛烯醛、2-庚烯醛、2-壬烯醛,賦予魚片新鮮的脂肪味[15]、蘑菇香氣[18]、脂肪味[19]、油脂味[18]、青草香味[20]、哈喇味、青草味、黃瓜清香[21],其中醛類共有6種。根據式(1)計算得出各組揮發性化合物ROAV值,發現己醇ROAV平均值為0.90,對脆肉鯇魚片風味貢獻較小,原因是其閾值較大。1-辛烯-3-醇ROAV均值為44.66,其在各組中的含量都很高,而且差異不明顯。從表11可以看出,各組分中己醛和壬醛ROAV值差距很大,最大差距接近100,且隨鹽濃度增加,ROAV值先上升后下降,原因可能是高濃度的鹽溶液抑制脂肪氧化的結果[22]。第1、4和7組未檢測到辛醛,說明辛醛的形成可能和腌制時間有關。

不同的加工工藝條件下檢測到的占主導地位的關鍵風味物質種類和其含量存在差異性,說明不同的腌制條件得到風味特征并不一樣,進而導致感官接受程度的差異。脆肉鯇魚片主要揮發性風味物質是醇類和醛類,醇類化合物的風味比較柔和,通常具有芳香、植物香等氣味[23-24],對魚肉的風味貢獻不大,除非以高濃度或不飽和形式存在[25],如1-辛烯-3-醇屬于不飽和醇類,閾值較低,ROAV較高,賦予魚肉類食品蘑菇味、腥味等,可以作為魚肉鮮度的衡量指標[26]。表11中醛類化合物不僅相對百分含量較高,種類多,且閾值較低,共同對脆肉鯇魚片揮發性特征風味起著重要貢獻[27]。因此通過比較1-辛烯-3-醇和醛類化合物ROAV值來看,表11中第5組樣品風味效果更加明顯,這也與正交實驗結果一致。

表11 正交實驗各組揮發性化合物ROAV值分析結果Table 11 Analysis of ROAV values of volatile compounds in orthogonal test

3 結論

通過單因素實驗和正交試驗對脆肉鯇魚片腌制工藝條件進行探究,確定脆肉鯇魚片腌制最佳工藝條件組合。實驗結果表明,鹽濃度(m/v)是影響脆肉鯇魚片風味的主要因素,其次是腌制時間,固液比對脆肉鯇魚片風味影響較小。最佳腌制工藝條件是:鹽濃度10%(m/v)、腌制時間20 min、固液比1∶4。驗證實驗表明,在此工藝條件下脆肉鯇魚片風味最好。采用SPME和GC-MS聯用對各組分樣品揮發性風味物質進行測定,脆肉鯇魚片揮發性風味物質主要由醇類和醛類等組成,如己醇、1-辛烯-3-醇、己醛、壬醛、辛醛、2-辛烯醛、2-庚烯醛、2-壬烯醛等。醛類化合物種類較多,且閾值較小,對脆肉鯇魚片整體風味貢獻較大,主要賦予魚片脂肪味、青草香味等風味,醇類化合物中1-辛烯-3-醇ROAV均值為44.66,對脆肉鯇魚片整體風味有貢獻,其他醇類對風味的產生起輔助作用。

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