利用低值白姑魚制備柴魚風味調味汁的研究

朱琨，劉春娟，劉微

(1.吉林省經濟管理干部學院，長春 130012；2.煙臺華海生物制品有限公司，山東 煙臺 264000)

柴魚，又名鰹魚干。在日本被稱為鰹節，幾乎家喻戶曉，老少皆知；在我國鑒于新鮮的鰹魚經特定工藝加工所得的半成品外貌酷似柴爿，故形象地稱其為“柴魚”或“木魚”等不同名稱，柴魚是熬湯圣品，可制作柴魚的主要有鰹魚和鮪魚。柴魚的制作需要取得魚肉后先蒸熟，魚肉熟透后，再用文火炭烤10余日，待水分蒸干后，即成為外貌黝黑、堅硬如石的柴魚，生產方法繁瑣，從鮮魚制成柴魚的得率為16%～19%[1]，所以柴魚以及柴魚制品的價格相對高。

白姑魚俗稱白姑子、白敏子、白果子。硬骨魚綱、鱸形目、石首魚科，無毒,系暖溫性近海中下層魚類。白姑魚在我國南海、東海及黃海南部產量較多，屬海洋經濟魚類之一[2]。

海鮮提取技術是指利用海鮮原料，通過生物工程技術，如恒溫生物酶解、美拉德反應增香、食品調味技術等制備產品，其產品具備海鮮特征香氣、滋味鮮甜、口感醇和，具有風味的活性呈味多肽，營養價值較高[3-4]。

本試驗以低值白姑魚為原料，通過酶解、濃縮、美拉德反應、調配等一系列食品生產技術手段，利用低值白姑魚提供魚肉香氣滋味、煙熏液和美拉德反應賦予產品柴魚特征風味，生產出蛋白質、多肽、氨基酸及微量元素等營養成分豐富的柴魚風味調味汁，風味和柴魚一致，使用方便，可增加低值白姑魚的附加值，產生良好的經濟效益。

1 材料與方法

1.1 主要材料

白姑魚、柴魚：市售；風味蛋白酶、復合蛋白酶：丹麥諾維信公司；香辛料：南陽張仲景大廚房股份有限公司；呈味核苷酸二鈉：廣東肇慶星湖生物科技股份有限公司；木糖：山東西唐科技有限公司；牛磺酸：濟南允誠生物科技有限公司；麥芽糊精：山東西王藥業有限公司；煙熏液：上海奇華頓公司；L-半胱氨酸、維生素B1：河北科隆多生物科技有限公司；食用鹽、味精、白砂糖：市售。

1.2 主要儀器設備

HWS24型電熱恒溫水浴鍋 上海一恒教學儀器廠；TJ12-H絞肉機 廣東恒聯食品機械有限公司；JJ-1精密增力電動攪拌器 常州國華電器有限公司；PB2002-N電子天平 Mettler Toledo公司；WAY-2S數字阿貝折射儀 上海精密科學儀器有限公司；YX-24DJ型手提式壓力蒸汽滅菌器 江陰濱江醫療設備有限公司；RE-52AA 旋轉蒸發器 上海亞榮生化儀器廠；凱氏定氮儀：Foss Tecator AB公司；60目篩 市售。

1.3 試驗原理

1.3.1生物酶解

生物酶解工藝是現代食品生產技術常用的工藝之一，近年來有關利用生物酶解技術生產魚類發酵制品的研究越來越多[5]，它已經廣泛應用到海鮮調味品的生產中。生物酶解是利用各種生物酶將原料內的各種長鏈蛋白質分解成各種短鏈的多肽及氨基酸的工藝，影響酶解工藝的主要因素為酶解所用酶制劑的種類和數量、酶解底物的濃度、酶解溫度、酶解時間等，水解度是衡量酶解程度的重要指標。

1.3.2 美拉德反應

美拉德反應生香技術目前廣泛應用于食品香精、香料和調味行業。其主要原理為食品中的游離氨基酸同還原糖反應，從而對食品的顏色、香氣等方面產生影響。美拉德反應的影響因素不僅包含氨基酸和還原糖的數量，還與受熱溫度、反應時間、水分活度等條件有關。

1.4 試驗工藝流程

白姑魚清洗、絞碎→酶解→濃縮→美拉德反應→調配→成品→感官評定。

1.5 試驗方法

1.5.1 白姑魚預處理

將市售新鮮低值白姑魚原料用清水沖洗，去除異物和雜質。

1.5.2 生物酶解單因素試驗

將白姑魚用絞肉機絞成5 mm顆粒后，加入與白姑魚等重的水和一定量的酶制劑混合均勻，酶制劑選擇風味蛋白酶∶復合蛋白酶以1∶1的比例混合使用，然后置于恒溫水浴鍋中恒溫酶解。酶解結束時，將酶解液升溫至90 ℃滅酶10 min，過60目篩，將骨渣丟棄[6]。

酶解對產品的得率起到重要影響，提高水解度不僅可以增加產品的得率，還可以增加產品中氨基酸的含量，同時影響美拉德反應的結果[7]。因此以水解度為參考指標，分別對酶解溫度(45，50，55，60 ℃)、酶解時間(3，4，5，6 h)、酶添加量(0.05%、0.1%、0.15%、0.2%)做單因素試驗，確定酶解的最佳工藝。

1.5.3 濃縮

使用旋轉蒸發儀，利用真空濃縮技術將白姑魚酶解液濃縮到濃度為35%，這是試驗過程中能保證流動性的最大濃度，濃度過高會使產品流動性降低，增加產品在試驗過程中的損耗；濃度過低會降低產品的風味和營養成分，濃縮溫度為70 ℃。

1.5.4 美拉德反應正交試驗

氨基酸、還原糖、反應時間和反應溫度是美拉德反應生成特定風味的主要影響因素[8-9]。試驗選取木糖參與反應；雖然濃縮液中富含氨基酸和小肽等成分，但是僅僅依靠這些成分不足以產生濃郁的柴魚風味，需要額外添加一定的氨基酸參與美拉德反應，維生素B1和L-半胱氨酸是生成肉味香氣的關鍵反應物質，牛磺酸可增強海鮮風味；煙熏液是產品形成柴魚煙熏風味的關鍵成分，它的添加可以提高產品與柴魚風味的相似性。

為了使產品方便生產、運輸和保存，降低產品的水分活度以便延長產品的保質期，將產品的水分含量設定為35%左右，試驗固定添加50%白姑魚濃縮液(濃度為35%)作為反應底物，選取對美拉德反應影響較大的維生素B1、L-半胱氨酸、木糖、煙熏液、牛磺酸、反應溫度和反應時間7個因素為主要影響因素[10]，每個因素設定3個水平，采用L18(37)正交表進行正交試驗，研究其對美拉德反應的影響順序并確定最優水平，并以此確定柴魚調味汁最優配方，其因素水平見表1。

表1 柴魚調味汁美拉德反應正交設計試驗方案Table 1 The orthogonal design experiment scheme of Maillard reaction for dried cod seasoning sauce

1.5.5 調配

食用鹽可以增加產品的口感和保質期，為防止食用鹽析出，將產品的食鹽含量確定為13%左右，因濃縮液中的食鹽含量為1%～3%，所以食用鹽的添加量定為10%；適量的白砂糖和味精可以增強產品的鮮度和口感，減少酶解產生的苦味肽的影響，根據經驗將白砂糖的添加量定為4%，味精添加量為10%；柴魚制品中含有豐富的呈味核苷酸，如肌苷酸等，所以補充1%的呈味核苷酸二鈉，并使其與味精產生鮮味相乘效果，提高產品的鮮味，使產品的口感更加逼真[11]；為了使產品更加貼近柴魚的味道，添加適當的香辛料，用以矯正異味，增強香氣，最后用麥芽糊精進行填充調整水分含量。

調配是將上述原料與每次美拉德反應后的反應液混合后，于90 ℃左右均勻溶解30 min制成柴魚調味汁產品，然后進行感官評定。

1.5.6 感官評價

選擇8名從事食品相關工作的人員組成評分小組，首先對市場購買的柴魚進行品評和風味分析，熟悉柴魚風味后將柴魚風味調味汁按照1%濃度進行沖水稀釋，對其香氣、口感、狀態、留存時間以及與柴魚風味的相似性進行評價并打分，得分取平均值，評分標準見表2。

表2 柴魚調味汁感官評定標準Table 2 The sensory evaluation standard of dried cod seasoning sauce

1.6 理化檢測方法

水分檢測方法：參考GB 5009.3-2016；蛋白質檢測方法：參考GB 5009.5-2016；氨基酸態氮檢測方法：參考GB 5009.235-2016；食鹽檢測方法：參考GB 5009.4-2016。

1.7 水解度的測定

2 結果與分析

2.1 確定酶解工藝

2.1.1 不同酶解溫度對酶解產物水解度的影響

選取0.1%加酶量，酶解4 h對酶解溫度進行單因素試驗。

由圖1可知，酶解溫度對白姑魚的水解度有一定的影響。隨著溫度的升高，水解度不斷增大，55 ℃時水解度達最大值，繼續升高溫度，水解度反而下降。因此，酶法水解白姑魚最適溫度范圍應在55 ℃左右。

圖1 酶解溫度對白姑魚水解度的影響Fig.1 Effect of enzymatic hydrolysis temperature on hydrolysis degree of Pennahia argentata

2.1.2 不同酶解時間對酶解產物水解度的影響

在0.1%加酶量，酶解溫度55 ℃的條件下對酶解時間對白姑魚水解度的影響進行檢驗。

由圖2可知，在酶解初期，水解度迅速上升，4 h后上升速度變緩，至6 h后趨于平緩。隨著水解時間的延長，產物逐漸增加，酶的活力受到抑制。考慮到生產過程中的能源消耗和生產成本隨著時間的延長而增加，故選擇5 h作為酶解時間。

圖2 酶解時間對白姑魚水解度的影響Fig.2 Effect of enzymatic hydrolysis time on hydrolysis degree of Pennahia argentata

2.1.3 加酶量對酶解產物水解度的影響

在酶解時間5 h，酶解溫度55 ℃的條件下對加酶量進行試驗。

由圖3可知，產品的水解度隨著加酶量的增加而增長，在加酶量達到0.15%時增長速度明顯放緩。考慮到生產成本，所以選擇0.15%的加酶量。

圖3 加酶量對白姑魚水解度的影響Fig.3 Effect of enzyme additive amount on hydrolysis degree of Pennahia argentata

綜上，確定白姑魚的最佳酶解工藝是：酶解溫度55 ℃左右，酶解時間5 h，酶添加量0.15%。用該酶解工藝進行酶解，蛋白質水解度可達50%以上。原料酶解充分，除魚骨、魚鱗等少量較堅硬物質外，原料的肌肉組織基本可水解成可溶性多肽物質和多種氨基酸類物質。

2.2 美拉德反應正交試驗

對根據正交試驗方案進行美拉德反應后調配的最終產品進行感官評定，正交試驗設計及結果分析見表3。

表3 正交試驗結果表Table 3 The results of orthogonal experiment

由表3可知，影響柴魚風味調味汁美拉德反應的各因素主次順序為：木糖含量>煙熏液含量>美拉德反應時間>美拉德反應溫度>L-半胱氨酸含量>維生素B1含量>牛磺酸含量，各因素最優的添加量為：維生素B11.2%、L-半胱氨酸0.3%、煙熏液0.2%、牛磺酸1.5%、木糖0.6%、美拉德反應溫度100 ℃、反應時間60 min。

2.3 確定最優配方

根據上述正交試驗的結果，可以確定出產品的最優配方，見表4。

表4 柴魚風味調味汁最優配方Table 4 The optimum formula of dried cod seasoning sauce

按照上述配方制作的產品表明，添加維生素B11.2%、L-半胱氨酸0.3%、煙熏液0.2%、牛磺酸1.5%、木糖0.6%，在美拉德反應溫度100 ℃、反應時間60 min的條件下，生產的柴魚風味調味汁產品具有典型的柴魚風味，滋味濃郁，口感協調且豐滿持久。經過感官評分可達85.3分，高于正交試驗的各次評分，與正交試驗的結果相吻合。

2.4 產品理化指標

水分：36.34 g/100 g；蛋白質：21.28 g/100 g；氨基氮：3.58 g/100 g；食用鹽：11.43 g/100 g。

3 結論

通過試驗對柴魚風味調味汁的制備工藝得到以下結論：最優的酶解工藝是溫度55 ℃，酶解時間5 h，風味蛋白酶和復合蛋白酶以1∶1添加0.15%；美拉德反應各項影響因素主次順序為木糖含量>煙熏液含量>美拉德反應時間>美拉德反應溫度>L-半胱氨酸含量>維生素B1含量>牛磺酸含量，最優的美拉德反應工藝是：維生素B11.2%、L-半胱氨酸0.3%、煙熏液0.2%、牛磺酸1.5%、木糖0.6%、美拉德反應溫度100 ℃、反應時間60 min。

按照上述工藝配方生產的柴魚風味調味汁香氣濃郁、口感醇厚、鮮味突出、營養豐富、價格便宜，與柴魚的風味基本一致，可廣泛應用到各種湯料、調味汁、方便食品中，使用方便，不僅填補了國內空白，而且增加了低值白姑魚的附加值，產生良好的社會效益和經濟效益，并為海產資源的利用提供了一條全新的途徑，具有一定的發展前景。