海鱸魚肉蒸制過程中品質(zhì)及風味特性的變化

趙洪雷，馮 媛，徐永霞,，儀淑敏，李學鵬，步 營，謝 晶，郭曉華，勵建榮,

（1.渤海大學實驗中心，遼寧 錦州 121013；2.渤海大學食品科學與工程學院，海洋食品精深加工關(guān)鍵技術(shù)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，遼寧 錦州 121013；3.上海海洋大學食品學院，上海 201306；4.山東美佳集團有限公司，山東 日照 276800）

大部分魚制品和肉制品在生產(chǎn)過程中需要進行熱加工，不僅可以殺滅病原微生物，提高食用安全性，而且可以賦予產(chǎn)品良好的色澤、風味，同時對產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)有重要影響[1]。現(xiàn)有的熱加工方式主要有蒸制、煮制、油炸、烘烤和微波等，不同的加熱方式由于溫度、時間、導熱介質(zhì)等的差異會對食品品質(zhì)造成不同程度的影響[2-4]。 Li Jinlin等[5]研究發(fā)現(xiàn)油炸可以明顯改善草魚片的滋味和氣味，但同時也會降低魚片的營養(yǎng)價值。Hu Lvlin等[6]研究了5 種不同加熱方式對鱘魚肉蛋白氧化的影響，結(jié)果表明蒸制和煮制能最大程度降低魚肉蛋白的氧化程度，而油炸和烤制則明顯加劇了氧化程度。蒸制和煮制是最常用的熱加工方式，相比之下，蒸制能較好地保持食材的原汁原味，有效避免因高溫烹調(diào)所造成的營養(yǎng)素流失，且蒸制過程中油、鹽的添加均較少，符合人們對健康飲食的追求，蒸制的溫度、時間等條件直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量及出品率[7-8]。沈清等[9]研究發(fā)現(xiàn)高壓蒸制的扣肉與常壓相比顏色較深，脂肪氧化程度較大，而硬度、咀嚼度較小。范婷婷等[10]研究表明，蒸制15 min的雞胸肉中揮發(fā)性風味成分種類及數(shù)量明顯高于蒸制5 min和25 min的樣品。鄭皎皎等[11]研究發(fā)現(xiàn)，隨蒸制時間的延長，鯉魚肌肉組織的失水率和pH值均呈上升趨勢，蒸制后魚肉纖維間隙明顯增大。董志儉等[12]研究發(fā)現(xiàn)不同蒸制時間下南美白對蝦的質(zhì)構(gòu)明顯不同，其中自由水的損失直接導致蝦肉質(zhì)構(gòu)的變化。

海鱸魚（Perca fluviatilis）是我國沿海地區(qū)重要的經(jīng)濟魚類，屬鱸形目、鱸亞目、鮨科、花鱸屬，主要分布于我國的渤海、黃海等海域[13]。海鱸魚肉質(zhì)鮮美，口感細嫩，風味獨特，肌肉中富含蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素和礦物質(zhì)，同時富含二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸等營養(yǎng)成分而深受消費者的青睞[14]。蒸制對海鱸魚肉的質(zhì)構(gòu)、水分及風味等具有重要影響，而目前關(guān)于此方面的研究鮮見報道。本實驗研究海鱸魚肉蒸制過程中理化指標及風味特性的影響，探尋適宜的熱加工條件，以期為海鱸魚的精深加工及食品化菜品的開發(fā)提供一定的理論參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮海鱸魚購于遼寧錦州市林西街水產(chǎn)市場，每尾質(zhì)量1～1.2 kg。

甲醇（色譜純） 天津市風船化學試劑科技有限 公司；磷酸氫二鈉、乙腈（均為色譜純） 上海阿拉丁科技股份有限公司；三氯乙酸（分析純） 國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

CR-400色差儀 日本柯尼卡美能達公司；PEN3便攜式電子鼻 德國AIRSENSE公司；SA402B電子舌 日本Nikon公司；TA.XT.Plus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro System公司；MesoMR23-060H-1型核磁共振成像分 析儀 上海紐邁電子科技有限公司；UV-2550紫外-可見光分光光度計 島津儀器（蘇州）有限公司；SL-8900全自動氨基酸分析儀 日本Hitachi公司；PHS-3C-3E精密臺式數(shù)顯酸度計 上海儀電科學儀器股份有限公司； 臺式高速冷凍離心機 美國Thermo Fisher Scientific 公司；1260高效液相色譜儀 美國Agilent公司；MS105DU分析天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；C21-DC005型電磁爐、MP-ZG24G02蒸鍋 美的股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品預處理

取海鱸魚背部肌肉，洗凈瀝干，去皮后切成大小均勻的魚塊（5 cm×5 cm×1.5 cm），擺放在帶孔不銹鋼盤中，置于蒸鍋中分別加熱4、6、8、10 min和12 min，取出吸去表面水分得到蒸制樣品，并以新鮮魚塊為對照組。

1.3.2 質(zhì)量損失率的測定

用濾紙吸干魚塊表面水分，然后精確稱質(zhì)量，蒸制加熱前后樣品的質(zhì)量差與加熱前樣品的質(zhì)量之比即為質(zhì)量損失率。

1.3.3 色度的測定

將樣品放至室溫，切成2 cm3的立方體，采用色差計測定新鮮及蒸制不同時間后魚肉樣品的亮度值L*、紅綠值a*、黃藍值b*。

1.3.4 水分分布狀態(tài)的測定

橫向弛豫時間T2測定：魚肉樣品在室溫條件下靜置30 min后切成適宜大小的長方體并裝入核磁管中，采用多脈沖回波序列進行測試，利用核磁共振弛豫時間反演擬合軟件得到T2圖譜。測定條件：磁場強度0.5 T，質(zhì)子共振頻率21 MHz。測量參數(shù)：硬脈沖90°脈寬5.6 μs，硬脈沖180°脈寬12 μs，采樣頻率250 kHz，重復采樣等待時間4 000 ms，回波個數(shù)8 000，回波時間0.1 ms，累加采集次數(shù)32。

核磁共振成像：采用T1和T2加權(quán)成像，通過紐邁核磁共振成像軟件及MSE序列實現(xiàn)，并用Image-J軟件測定樣品灰度。參數(shù)設(shè)置：層數(shù)6，層厚0.9 mm，層間隙1.9 mm，識別大小256，相位大小192，掃描次數(shù)2，T1加權(quán)成像的重復時間360 ms，回波時間20 ms，T2加權(quán)成像的重復時間1 800 ms，回波時間50 ms。

1.3.5 質(zhì)構(gòu)特性的測定

將樣品放至室溫，切成2 cm3的立方體，采用質(zhì)構(gòu)儀對樣品的質(zhì)構(gòu)特性進行測定。質(zhì)構(gòu)儀探頭型號為P50，測試前速率為2 mm/s，測試速率、測試后速率均為1 mm/s，壓縮比為60%，時間間隔為5 s，每組樣品平行測定4 次。

1.3.6 游離氨基酸的測定

參考Li Jinlin等[5]的方法并作適當修改。準確稱取5 g魚肉樣品，加入20 mL超純水，勻漿，然后加入20 mL 5%的三氯乙酸溶液，充分混勻后于4 ℃靜置12 h，過濾，取濾液定容至50 mL，搖勻后過0.22 μm濾膜，待氨基酸自動分析儀檢測。

1.3.7 電子舌檢測

準確稱取50 g魚肉樣品，按料水比1∶5（g/mL）加入蒸餾水，勻漿后離心，取35 mL上清液于電子舌專用樣品杯中，按照設(shè)置的序列放置在電子舌自動進樣器上進行檢測，單次采樣時間為120 s，1 次/s。每組樣品重復檢測4 次，對后3 次采集到的數(shù)據(jù)進行味覺特征分析。

1.3.8 電子鼻檢測

準確稱取5 g搗碎的魚肉樣品于50 mL燒杯中，用保鮮膜密封，室溫靜置30 min后用電子鼻對揮發(fā)性氣味進行檢測，每組樣品重復測定3 次。電子鼻測試時間為120 s，清洗時間為60 s，利用電子鼻自帶的Winmuster軟件對80～85 s內(nèi)的數(shù)據(jù)進行分析。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0、Origin 8.5以及Excel軟件對實驗數(shù)據(jù)進行處理、作圖及顯著性分析，P＜0.05，差異顯著；采用Gwyddion 2.53對圖片進行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 質(zhì)量損失率的變化

由圖1可知，隨著蒸制時間的延長，魚肉的質(zhì)量損失率逐漸上升，蒸制4 min質(zhì)量損失率為16.97%，蒸制12 min質(zhì)量損失率達到29.15%，這是由于熱加工使魚肉中的水分、蛋白質(zhì)和脂肪等化合物流失所致[1]。在加熱過程中，肌肉中的游離水運動速率加強，更容易被釋放出來[15]；此外，蛋白質(zhì)受熱發(fā)生變性，尤其是肌原纖維蛋白和膠原蛋白受熱后劇烈收縮，使肌肉的持水力降低，同時疏水基團逐漸暴露，使得蛋白質(zhì)之間的疏水相互作用增強，而魚肉中的水與蛋白質(zhì)之間的氫鍵作用減弱，因此魚肉中的水分不易被結(jié)合而損失，最終造成魚肉的質(zhì)量降低[16]。

圖1 蒸制時間對海鱸魚肉質(zhì)量損失率的影響Fig. 1 Effect of steaming time on mass loss rate of sea bass muscle

2.2 水分分布的變化

不同蒸制時間下海鱸魚肉的T2弛豫信息如圖2所示，可以看出，在0.01～10 000 ms弛豫時間內(nèi)共有3 個弛豫峰T21、T22和T23，分別代表魚肉中不同存在狀態(tài)的水，其中T21為結(jié)合水，T22為不易流動水，T23為自由水[17]。蒸制過程中魚肉中3 種狀態(tài)水的相對含量變化如圖3所示，不易流動水是魚肉中含量最多的水分，其中新鮮魚肉中不易流動水相對含量最高，表明新鮮海鱸魚的肌肉組織結(jié)構(gòu)更為致密、有序，蛋白的持水力較強。魚肉中的結(jié)合水含量較低且不同處理組之間無顯著差異。隨著蒸制時間的延長，魚肉中不易流動水相對含量先降低后又升高，而自由水相對含量先升高后又降低，這可能是由于加熱過程中肌肉蛋白變性收縮，不易流動水被擠出并向自由水轉(zhuǎn)化，而長時間的加熱又導致了肌肉中水分的流失所引起[16]。

圖2 不同蒸制時間海鱸魚肉的水分弛豫時間T2Fig. 2 Transverse relaxation time (T2) spectra of sea bass muscle at different steaming times

圖3 不同蒸制時間海鱸魚肉中3 種狀態(tài)水的相對含量Fig. 3 Relative contents of three states of water in sea bass muscle at different steaming times

圖4為不同蒸制時間下海鱸魚肉的核磁共振成像圖，灰度值范圍為0～250，灰度值的大小用不同顏色表示，圖中的紅色區(qū)域為T1加權(quán)成像部分，代表高氫質(zhì)子信號量，體現(xiàn)短弛豫時間；藍色區(qū)域為T2加權(quán)成像部分，代表低氫質(zhì)子信號量，體現(xiàn)長弛豫時間[18]。通過觀察魚肉核磁成像圖中的顏色分布，可以直觀比較不同蒸制時間下魚肉的水分分布情況。由圖4可見，新鮮海鱸魚肉中不易流動水及自由水主要集中在魚肉的中心部位，而蒸制后魚肉中的不易流動水逐漸向自由水轉(zhuǎn)化，并從中心部位向周邊擴散，這可能是由于肌肉纖維組織遭到破壞，蛋白質(zhì)受熱變性，保水性降低。此外，隨著蒸制時間的延長，圖中紅色區(qū)域逐漸縮小，表明魚肉中的不易流動水和自由水在逐漸減少，并在蒸制10 min后變化趨于平緩。

圖4 不同蒸制時間海鱸魚肉的核磁共振成像Fig. 4 Nuclear magnetic resonance images of sea bass muscle at different steaming times

2.3 質(zhì)構(gòu)特性的變化

肌肉的水分、膠原蛋白、彈性蛋白和肌纖維本身以及他們之間的相互作用決定了食品的質(zhì)構(gòu)特性[19]。由表1可知，隨著蒸制時間的延長，魚肉的硬度和咀嚼度呈先下降后又增大的趨勢，而彈性先升高后又降低。在蒸制0～6 min內(nèi)，隨著加熱時間的延長，魚肉的硬度下降但無顯著性差異（P＞0.05），可能是由于蒸制6 min內(nèi)由于加熱時間較短，魚塊中心部位的肌肉還沒有熟化，從而使魚塊硬度變化不顯著[1]；當加熱達到8 min及更長時間時，魚肉的硬度明顯增大（P＜0.05），這可能是由于肌肉蛋白發(fā)生熱變性而凝固、結(jié)締組織收縮及肌動球蛋白脫水收縮等共同作用的結(jié)果[12]。新鮮海鱸魚肌肉的回復性明顯高于加熱后的樣品，可能是由于加熱導致肌肉纖維收縮，肌肉無法在受力后繼續(xù)維持原有形態(tài)，從而使回復性降低。

表1 蒸制時間對海鱸魚肉質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 1 Effect of steaming time on texture properties of sea bass muscle

2.4 色度的變化

由表2可知，與對照組魚肉相比，經(jīng)蒸制后樣品的亮度值L*和黃藍值b*顯著升高（P＜0.05），而紅綠值a*值顯著降低（P＜0.05），可見加熱使魚肉顏色變白、亮度增加，這可能是由于熱處理導致魚肉肌纖維收縮、水分流失和蛋白質(zhì)變性所導致的[16]。肌肉中的紅色素主要來源于血紅蛋白，而加熱使魚肉中的血紅蛋白發(fā)生變性，生成了其他衍生物，使魚肉顏色發(fā)生變化[20]。此外，當亞鐵肌紅蛋白被氧化成高鐵肌紅蛋白時，會導致a*值的下降，當球蛋白構(gòu)象破壞，亞鐵血紅素氧化被取代后，可導致L*值的增大[21]。從表2可以看出，蒸制8 min魚肉的L*值達到最大值，之后隨著蒸制時間的延長L*值呈下降趨勢，但無顯著差異（P＞0.05），可見當魚肉熟化到一定程度后，蒸制時間的進一步延長對L*值的影響不大。

表2 蒸制時間對海鱸魚肉色澤的影響Table 2 Effect of steaming time on color of sea bass muscle

2.5 游離氨基酸含量的變化及滋味活性值（taste activity value，TAV）分析

游離氨基酸的含量、組成及閾值共同決定了水產(chǎn)品的滋味強度[22]。蒸制時間對海鱸魚肉中游離氨基酸含量及TAV的影響分別如表3、4表示。由表3可知，海鱸魚肉中共檢測出16 種氨基酸，其中甘氨酸含量最高，其次是脯氨酸、組氨酸、丙氨酸、賴氨酸和絲氨酸等。根據(jù)氨基酸不同的結(jié)構(gòu)特性，主要將其分為鮮味、甜味和苦味氨基酸，呈味氨基酸含量越高可使呈味更加濃厚、豐富[23]。海鱸魚肉中鮮味、甜味氨基酸的總量顯著高于苦味氨基酸，其中谷氨酸是魚肉中主要的鮮味氨基酸，甜味氨基酸中的甘氨酸含量最高，甘氨酸不但可以賦予清香甜味，而且能夠降低魚肉的苦味。甜味氨基酸丙氨酸和谷氨酸共存時具有協(xié)同增效作用，可以增強魚肉的鮮味感[24]。隨著蒸制時間的延長，魚肉中游離氨基酸的總量呈先增大后降低的趨勢，在蒸制10 min時總量達到最高值226.82 mg/100 g，這可能是由于蒸制過程中蛋白質(zhì)受熱分解逐漸釋放出游離氨基酸，從而使其含量不斷增加；而隨著加熱時間的進一步延長，由于氨基酸自身發(fā)生熱降解，且可能與還原糖類發(fā)生美拉德反應(yīng)[25]， 從而導致游離氨基酸總量又減少，此外長時間的加熱使魚肉汁液流失加劇，魚肉中游離氨基酸也會隨之損失。由表4可以看出，不同蒸制時間下海鱸魚肉中組氨酸的TAV最大，其次是甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸和賴氨酸等，游離氨基酸中除組氨酸的TAV大于1，其他氨基酸的TAV均小于1。雖然甘氨酸、丙氨酸的TAV小于1，但它們可與魚肉中的其他呈味物質(zhì)如IMP協(xié)同作用， 增強鮮味[26]。此外，Lioe等[27]研究發(fā)現(xiàn)，一些苦味氨基酸的含量低于其呈味閾值時，可以增強鮮味、甜味氨基酸的呈味強度。

表3 蒸制時間對海鱸魚肉游離氨基酸含量的影響Table 3 Effect of steaming time on contents of free amino acids in sea bass muscle

表4 蒸制時間對海鱸魚肉游離氨基酸TAV的影響Table 4 Effect of steaming time on TAVs of free amino acids in sea bass muscle

2.6 電子舌分析結(jié)果

電子舌可模擬人體味覺系統(tǒng)快速并準確地鑒定樣品的滋味，與傳統(tǒng)的感官評價相比，電子舌對樣品的評價更具客觀性和重復性。電子舌的主成分分析（principal component analysis，PCA）可反映樣品之間的差異，距離越遠，說明樣品之間的滋味差異越大，反之則 越小[28]。不同蒸制時間下海鱸魚肉的電子舌PCA如圖5所示，PC1和PC2的累計方差貢獻率達到98.33%，大于85%，表明這2 個PC包含了樣品的大部分信息，可以充分反映魚肉樣品的整體滋味輪廓，且圖中PC1貢獻率遠大于PC2，說明樣品在橫坐標軸上間距越大其滋味差異也越大[29]。從圖5可以看出，不同蒸制時間的魚肉樣品PC得分值分布于4 個象限內(nèi)，且分別構(gòu)成一個獨立的組群，相互之間幾乎沒有重疊，說明樣品之間的滋味差異顯著，電子舌的PCA能有效區(qū)分不同蒸制時間的魚肉樣品。此外，蒸制12 min的樣品和其他組樣品沿PC1方向相距較遠，說明其滋味成分差別較大，可能是由于較長時間的加熱產(chǎn)生了更多的呈味物質(zhì)。

圖5 不同蒸制時間海鱸魚肉電子舌的PCAFig. 5 PCA plot of electronic tongue responses to sea bass muscle at different steaming times

2.7 電子鼻分析結(jié)果

電子鼻的PCA是將電子鼻傳感器的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換和降維，并對降維后的特征向量進行線性組合，使它們之間的響應(yīng)值既不相關(guān)，又能反映出樣品的整體信息[30]。不同蒸制時間下海鱸魚肉電子鼻響應(yīng)值的PCA和線性判別分析（linear discriminant analysis，LDA）如圖6所示。由圖6A可知，PC1和PC2的貢獻率分別為90.08%和9.63%，累計貢獻率為99.71%，超過85%，說明這2 種PC包含了魚肉氣味物質(zhì)的大部分信息，可以充分反映樣品的整體氣味特征。PCA圖中蒸制12 min的樣品分布于最右側(cè)，說明其氣味顯著區(qū)別于其他樣品。由圖6B可知，LD1和LD2的貢獻率分別為83.84%和10.59%，總貢獻率為94.43%，表明電子鼻的LDA能有效識別不同樣品間的氣味差異。其中對照組樣品位于最左側(cè)，沿橫坐標軸距離其他5 組樣品較遠，說明蒸制后魚肉的風味發(fā)生了顯著變化，其揮發(fā)性風味物質(zhì)的組成及含量發(fā)生改變。其中蒸制6、8 min和10 min的樣品距離較近，說明其風味差異較小，而4 min和12 min的樣品與其他組相距較遠，可能是因為加熱熟化程度不夠或加熱時間過長使樣品的風味產(chǎn)生較大差異。

圖6 不同蒸制時間海鱸魚肉電子鼻響應(yīng)值的PCA（A）和LDA（B）Fig. 6 PCA (A) and LDA (B) of electronic nose responses to sea bass muscle at different steaming times

3 結(jié) 論

隨著蒸制時間的延長，海鱸魚肉的質(zhì)量損失率顯著升高，汁液流失逐漸增加；魚肉的硬度和咀嚼度呈先下降后增大的趨勢，而彈性先升高后又降低，在蒸制8 min時質(zhì)地較好；魚肉中的不易流動水逐漸向自由水轉(zhuǎn)化并流失，而結(jié)合水變化不明顯；蒸制后魚肉的L*值和b*值顯著增大，a*值顯著降低。經(jīng)蒸制后魚肉中游離氨基酸的總量先增大后降低，在蒸制10 min時達到最高值，組氨酸、甘氨酸、丙氨酸、賴氨酸和谷氨酸是海鱸魚肉中主要的呈味氨基酸；電子舌和電子鼻結(jié)果顯示不同蒸制時間下魚肉的滋味和氣味特征區(qū)別明顯。綜上，限定規(guī)格的海鱸魚塊在蒸制8～10 min時的理化品質(zhì)及風味特性較好。