海鱸魚肉蒸制過程中品質及風味特性的變化

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鍵技術省部共建協同創(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，而且可以賦予產品良好的色澤、風味，同時對產品的質構有重要影響[1]。現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、導熱介質等的差異會對食品品質造成不同程度的影響[2-4]。 Li Jinlin等[5]研究發(fā)現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品的質量及出品率[7-8]。沈清等[9]研究發(fā)現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，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)現不同蒸制時間下南美白對蝦的質構明顯不同，其中自由水的損失直接導致蝦肉質構的變化。

海鱸魚（Perca fluviatilis）是我國沿海地區(qū)重要的經濟魚類，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]。海鱸魚肉質鮮美，口感細嫩，風味獨特，肌肉中富含蛋白質、氨基酸、維生素和礦物質，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構、水分及風味等具有重要影響，而目前關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。

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市場，每尾質量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質構儀 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 質量損失率的測定

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

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，質子共振頻率21 MHz。測量參數：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8 000，回波時間0.1 ms，累加采集次數32。

核磁共振成像：采用T1和T2加權成像，通過紐邁核磁共振成像軟件及MSE序列實現，并用Image-J軟件測定樣品灰度。參數設置：層數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2，T1加權成像的重復時間360 ms，回波時間20 ms，T2加權成像的重復時間1 800 ms，回波時間50 ms。

1.3.5 質構特性的測定

將樣品放至室溫，切成2 cm3的立方體，采用質構儀對樣品的質構特性進行測定。質構儀探頭型號為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 次采集到的數據進行味覺特征分析。

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內的數據進行分析。

1.4 數據分析

采用SPSS 19.0、Origin 8.5以及Excel軟件對實驗數據進行處理、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 結果與分析

2.1 質量損失率的變化

由圖1可知，隨著蒸制時間的延長，魚肉的質量損失率逐漸上升，蒸制4 min質量損失率為16.97%，蒸制12 min質量損失率達到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，使得蛋白質之間的疏水相互作用增強，而魚肉中的水與蛋白質之間的氫鍵作用減弱，因此魚肉中的水分不易被結合而損失，最終造成魚肉的質量降低[16]。

圖1 蒸制時間對海鱸魚肉質量損失率的影響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構更為致密、有序，蛋白的持水力較強。魚肉中的結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加權成像部分，代表高氫質子信號量，體現短弛豫時間；藍色區(qū)域為T2加權成像部分，代表低氫質子信號量，體現長弛豫時間[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 質構特性的變化

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構特性[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，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、結締組織收縮及肌動球蛋白脫水收縮等共同作用的結果[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構特性的影響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。根據氨基酸不同的結構特性，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[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如IMP協同作用， 增強鮮味[26]。此外，Lioe等[27]研究發(fā)現，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 電子舌分析結果

電子舌可模擬人體味覺系統快速并準確地鑒定樣品的滋味，與傳統的感官評價相比，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，且分別構成一個獨立的組群，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生了更多的呈味物質。

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 電子鼻分析結果

電子鼻的PCA是將電子鼻傳感器的數據進行轉換和降維，并對降維后的特征向量進行線性組合，使它們之間的響應值既不相關，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，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，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生較大差異。

圖6 不同蒸制時間海鱸魚肉電子鼻響應值的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 論

隨著蒸制時間的延長，海鱸魚肉的質量損失率顯著升高，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時質地較好；魚肉中的不易流動水逐漸向自由水轉化并流失，而結合水變化不明顯；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時的理化品質及風味特性較好。