魚露風味品質變化規律及改良技術的研究進展

韓冰，侯晨，徐英楠，姜曉涵，李紫碩，韓雪琪，王嘉豪，劉均，遇世友，張根生

(1.哈爾濱商業大學 食品工程學院，哈爾濱 150028；2.東莞市永益食品有限公司，廣東 東莞 523960)

魚露也稱魚醬油，是閩菜、粵菜和東南亞料理中常見的水產調味品，原產自中國的東南沿海地區，早期經華僑傳至泰國、越南等東南亞國家，如今已遍布世界各地[1]。傳統的魚露是一種以低值魚蝦或魚蝦加工副產物為原料，加入適當比例的鹽，經過太陽曝曬，發酵1年左右而形成的琥珀色汁液[2]，即在內源蛋白酶和微生物的協同作用下，魚類的蛋白質和脂類逐步發生水解，產生的小分子營養物質儲存在魚類的汁液中，繼續發酵制得成品。魚露味道鮮美、口感細膩，含有人體所需的多種氨基酸，賴氨酸的含量最豐富，也含有牛磺酸、章魚胺、維生素、礦物質、生物活性肽等多種營養成分[3]。

研究發現，魚露的風味濃郁，至少含有上百種風味物質，主要包含醇類、醛類、酮類、酸類、酯類、苯酚等。其中，醇類和醛類是主要的揮發性風味化合物[4]。當前，國內外對魚露的研究主要集中在魚露的理化性質和工藝方面，而魚露風味物質生成機理及變化規律的相關研究較少。隨著人們對食品風味關注度的提高，魚露的特征風味形成機理及調控速釀魚露風味的研究已逐漸成為熱點話題。本文綜述了魚露產生風味物質的影響因素、魚露發酵過程中風味化合物的變化規律，以及近年來的速釀魚露風味改良技術，對魚露風味品質的提升意義重大。

1 魚露的風味品質變化的影響因素

魚露風味的形成是一個動態復雜的生化過程，原料種類、魚露產地及發酵過程中的微生物代謝活動都會影響魚露風味品質的形成。因此，闡明魚露風味形成過程的影響因素將有助于進一步針對性地改善魚露發酵生產中的品質。

1.1 魚露的原料及產地對風味的影響

海魚或淡水魚均可作為魚露的制作原料，不同原料制得的魚露，其揮發性化合物的數量和種類存在差別。營養物質的含量對魚露產品的感官和風味品質產生較大影響，蛋白質含量和氨基酸含量高的原料可以更好地形成魚露的特征風味。江津津等[5]通過研究藍圓鯵魚、綠鰭馬面鲀魚、鳀魚魚露中的揮發性風味物質，發現藍圓鯵魚魚露中氨基酸總量和含硫氨基酸含量最高，同時，特征揮發性風味物質的種類和數量也最豐富，鳀魚雖多用作生產魚露產品，但其特征揮發性風味物質的種類和數量反而最少，鳀魚幼魚由于蛋白質含量低，其特征揮發性風味物質的種類和數量少于成年鳀魚。陳麗麗等[4]對6種不同原料制備的魚露中的風味化合物進行了測定，結果表明，鰻魚魚露檢測到的風味化合物的濃度和種類數量最多；草魚魚露和鳳尾魚魚露中苦味氨基酸含量高，口感上苦味成分相對較多；鮮魚魚露中谷氨酸含量最高，鮮味高于其他幾種魚露；原料為鰻魚、銀魚和鳀魚的三類魚露中甜味氨基酸的含量高，深受大家喜愛。

不同產地的魚露其原料、工藝、環境溫濕度存在差異，使得魚露的風味不盡相同。付奧等[6]發現不同產地的魚露有相似的揮發性風味成分，但各成分的含量存在較大差異。其中廣東魚露樣品中酯類和芳香類揮發性物質的相對含量高，泰國魚露樣品中酮類的相對含量高，越南魚露樣品中酸類和雜環類的相對含量最高。共有揮發性組分在魚露中的差別較大，因此魚露呈現出的特征風味也不同，從而可以更好地區別各種魚露產品。由于共有揮發性組分在魚露樣品中的差異性較大，魚露呈現出的特征風味各異，能較好地區分不同魚露產地。江津津等[1]利用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜(HS-SPME-GC-MS)技術，對不同產地的5種傳統魚露的揮發性風味物質及特性進行對比分析，發現含氮化合物和酯類在越南魚露中占比較大，含硫化合物在汕頭魚露中含量最高，醇類在福建魚露中含量顯著，在越南魚露中含量最低，芳香類物質含量較多的是泰國魚露。

1.2 魚露發酵過程中微生物的動態變化

微生物代謝在很大程度上決定了發酵過程中風味物質成分的類型和含量，進而提供了傳統魚露的風味特征。變形菌門(Proteobacteria)和厚壁菌門(Firmicutes)在魚露的整個發酵過程中發揮著至關重要的作用[7]。發酵初期，變形菌門中的希瓦氏菌為主要優勢菌群，也是魚體內主要的腐敗菌和還原酶產生菌。隨著發酵的進行，由于魚露原料、鹽含量以及發酵環境等因素的影響，微生物菌群出現結構的變化和演替。厚壁菌門的相對豐度快速增加，最終趨于穩定，在發酵后期，厚壁菌門逐漸取代變形菌門成為微生物區系的優勢菌門[8]，其中微生物種類和數量也會發生不斷的變化。后期厭氧環境下，厚壁菌門中的厭氧菌、乳酸菌和四聯球菌等會逐步成為主要微生物群落，其中多個四聯球菌能耐受高鹽量，具有豐富的蛋白酶活性，常被用于提高發酵食品和調味品中的氨基酸含量[9]。研究發現，鹽厭氧菌屬(Haloanaerobium)、鹽單胞菌屬(Halomonas)、四聯球菌屬(Tetragenococcus)、鹽球菌屬(Halococcus)和破碎假絲酵母(Candidatusfrackibacter)這5個微生物屬構成了風味形成的核心微生物區系。其中鹽厭氧菌屬的相對豐度最高，在發酵過程中呈現出先上升后下降的趨勢[10]。

魚露發酵過程的微生物中檢測到霉菌、酵母及高達數百種細菌，它們在發酵過程中利用魚體內的營養成分產生產品所需的風味物質。黃紫燕等[11]通過研究魚露發酵不同階段微生物的變化規律發現，霉菌在發酵初期生長為優勢菌，并分泌蛋白酶，使蛋白質水解成為小分子物質，為其他微生物的生長創造了適宜條件。隨著魚體內鹽含量的增加，霉菌生長受到抑制，數量逐漸減少。隨后，魚露中的耐鹽性乳酸菌和酵母菌之間相互競爭進行酒精發酵生成乙醇，乙醇緩慢轉化為魚露中其他的揮發性風味物質。在發酵后期，物種豐度很小的那部分微生物的占比也在逐漸上升，這部分群落對風味形成的影響及風味形成的機理有待進一步研究。

1.3 魚露發酵過程中酶的動態變化

魚露中的總酶活性會受到發酵時間的影響，一般情況下，其活性在發酵過程中表現為先升高后降低。Bu等[12]研究鳀魚魚露發酵過程中蛋白酶的活性變化時發現，在發酵初期，整體酶活性較低，這可能是由于發酵初期魚肉不完全消化，或者鹽度過高，抑制了肽酶活性，延緩了蛋白質水解。到了6個月左右，胰蛋白酶和胃蛋白酶的活性最高，組織蛋白酶的活性在發酵9個月時最高。當發酵時間超過12個月時，酶的活性逐漸下降，發酵后期酶活性的喪失可能是酶的變性和氨基酸、短鏈肽等最終產物的抑制導致。當含鹽量過高時，蛋白酶活性受到抑制，蛋白質降解成氨基酸和肽的過程變得緩慢，此時延長發酵時間，可獲得優良的風味。

魚露風味品質受內源蛋白酶和發酵過程中微生物產生的酶的雙重影響。內源蛋白酶是魚露發酵初期的主要貢獻者，多存在于魚類內臟中，在調控魚露感官和風味品質等方面發揮著重要作用。微生物在發酵過程中產生的酶類在發酵后期發揮作用，對魚露揮發性風味物質的發展具有突出貢獻。一般情況下，微生物來源的蛋白水解酶主要來自嗜中溫和嗜鹽微生物，它們不僅縮短了魚露生產中的發酵周期，而且有助于減少生物胺的形成[13-14]。

2 魚露發酵過程中的風味變化規律

魚露發酵過程中風味化合物的種類和含量大體呈現上升趨勢，在發酵前期，酮類、酸類和酯類化合物所占的比重持續上升，在發酵后期，酯類的占比有一定下降[15]。發酵為風味物質的形成提供了前體物質，如氨基酸、呈味核苷酸、有機酸等，這些物質通過一系列轉化來獲得各種不同的風味物質[16]。

魚露的氨基酸含量主要和微生物菌群結構改變有關。在發酵前期，優勢菌種通過相互競爭，產生大量蛋白酶，從而充分水解魚體內的蛋白質，游離氨基酸濃度逐漸增加，后期則趨于穩定[17-18]。微生物主要通過兩種不同途徑代謝氨基酸，見圖 1。

圖1 氨基酸分解代謝形成風味Fig.1 Amino acid catabolism to form flavor

第一條途徑是氨基酸側鏈通過氨基酸裂解酶的催化進行消除反應，釋放苯酚、吲哚等物質。第二條途徑是氨基轉移酶將氨基酸轉化為特定的α-酮酸，α-酮酸進一步轉化為醛、酮、酯等，這些反應主要發生在芳香族氨基酸、支鏈氨基酸和蛋氨酸中[19]。不同氨基酸在魚露發酵過程中表現出不同的變化規律，但大部分呈增長趨勢，氨基酸含量也存在較大差異，其中主要游離氨基酸為谷氨酸、賴氨酸、亮氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、甘氨酸、異亮氨酸、纈氨酸，其含量依次為鮮味類>甜味類>芳香族類。谷氨酸在魚露中的含量較高，可作為魚露的一種特征氨基酸，與魚露鮮味密切相關[20]。苯丙氨酸、組氨酸、酪氨酸、纈氨酸可以影響魚露的酸味，這些氨基酸在發酵過程中含量略有降低。在傳統發酵魚露中，發酵程度較高，鮮味逐漸增強，而澀味逐漸減弱，并且隨著蛋白質的逐漸水解，魚露的甜味也逐漸改善[21]。

呈味核苷酸含量變化是一個復雜的動態過程，魚露中核苷酸的含量與自身降解作用以及微生物的次級代謝活動密切相關[22]。一般魚類的核苷酸代謝途徑為ATP(三磷酸腺苷)→ADP(二磷酸腺苷)→AMP(一磷酸腺苷)→IMP(肌苷酸)→HxR(次黃嘌呤核苷)→Hx(次黃嘌呤)[23]。核苷酸關聯化合物中的GMP(鳥苷酸)和IMP對魚露的鮮味起重要影響，配合游離氨基酸可達到協同增鮮的作用[24]。邊昊等[25]研究了速釀魚露發酵過程中呈味核苷酸含量的變化規律，發現HxR和ATP的含量隨發酵時間的延長而減少。Hx含量隨發酵時間的延長呈正增長，于第8周達到頂峰。AMP可抑制苦味，使產品達到理想的鮮味和咸味，在發酵過程中含量大幅度增加。

魚肉中的有機酸對風味也十分重要，可以賦予水產調味品鮮味和酸味等。例如，乳酸是魚肉中獨特的有機酸，可以賦予其酸味，而丁二酸具有強烈的鮮味。Zhu等[26]對鳳尾魚魚露的有機酸進行監測，檢測到整個發酵過程中的有機酸含量總體呈先升后降的趨勢。其中乳酸和琥珀酸含量最高，蘋果酸含量較低，發酵12個月后才檢測出檸檬酸。邊昊等[25]在探究用羅非魚加工副產物進行速釀魚露的有機酸變化時，發現在未發酵時，魚露中有機酸含量最高的是乙酸，最低的是蘋果酸。而有機酸總量經過發酵增長了大約2倍，蘋果酸、乳酸、檸檬酸、乙酸和琥珀酸的濃度隨著發酵時間的延長均呈現上升趨勢，并與發酵時間呈正相關關系。其中以乙酸的上升速率最大，乳酸則先慢后快，蘋果酸和檸檬酸的濃度上升幅度相對較小。

魚露中的揮發性風味化合物包括含氮化合物、揮發性酸、揮發性硫化物等，主要來源于美拉德反應，它們分別貢獻了不同的增味。在含氮化合物中，三甲胺(TMA)占主要比例，可能會給魚露產品帶來魚腥味[27]。三甲胺來源于非細菌，通常存在于抗生素的生魚中，其既可以作為風味來源，又可以通過其濃度測定魚肉的新鮮度[28]。有些魚露中也會檢測出2，6-二甲基吡嗪，一般是由發酵后期的美拉德反應產生，最終留在產品中[29]。揮發性酸占魚露中揮發性成分含量的比例最高，以乙酸為主，其次是三甲基丁酸和二甲基丙酸等，但是由于其閾值高，對魚露總體風味特征的貢獻較少[30]。在魚露中檢測出的兩種含硫化合物為3-甲硫基丙醛和二甲基二硫，3-甲硫基丙醛可能從蛋氨酸等氨基酸中發展而來，二甲基二硫一般是生魚片中含有或魚肉發酵而產生，這兩種化合物具有較低閾值，可被認為是魚露中重要的風味組成成分[28]。魚露中主要揮發性成分對風味的作用見表1。

表1 魚露中主要揮發性風味成分的作用Table 1 The effect of major volatile flavor components in fish sauce

3 魚露發酵風味改良技術

魚露的生產發酵工藝一般分為傳統發酵法和快速發酵法。傳統發酵魚露的生產中，發酵過程運行緩慢，產酶微生物需要較長時間的環境適應期，以適應高鹽條件，產品質量參差不齊，往往達不到預期的效果。快速發酵法可以縮短發酵周期，但相對風味有所下降[31]。因此，探索風味的改良技術、摒棄不良風味并且增香是目前魚露工業生產改進的重點。

尋找合適的菌株作為魚露發酵過程中的發酵劑是目前研究的一大熱點。為去除魚露的腥臭等異味，多位學者優選發酵劑，在縮短發酵周期的同時，改善了魚露的風味品質。Wakinaka等[32]分離出含有天冬氨酸脫羧酶的嗜鹽乳酸菌，將該菌株作為魚露發酵劑用于魚露泥，可將呈酸味的天冬氨酸轉化為甜味的丙氨酸，同時可以減少生物胺在魚露制品中的積累，使魚露的味道變得更易接受。Gao等[33]用葡萄酒和乳制品中的酵母作為發酵劑制作羅非魚魚露時，發現非醬油型酵母發酵風味進行復合改性，可以有效消除魚腥味、腐臭味等，同時可豐富魚露的果香，增加魚露的可接受性。脫腥產香技術是近年來研發較廣泛的技術，從物理法逐漸向生物法及復合法發展。吳哲銘[34]通過實驗篩選出特征的降胺產香菌株TetragenococcushalophilusMJ4，在添加適量的自誘導物AI-2信號分子后，具有顯著增強該菌株生成壬醛、苯乙醇、甲基丁酸、糠醛等揮發性風味物質的能力。葡萄球菌也具有很好的發酵魚露的功效，后續的研發可以對此類型菌種做進一步研究。在加工過程中添加酶也可以增強魚露的風味，提高產品質量。黑豆曲中的活性蛋白水解酶可以作為魚露發酵的促進劑Chuenjit等[35]在魚露中添加40%的黑曲酶制劑，在12周的發酵過程中，蛋白酶活性從1.46～2.19個單位/mL上升到6.73～8.10個單位/mL，總可溶性氮在12周后從0.38%～0.58%增加到1.24%～1.30%，同時魚露中的組胺含量降低，安全性提高。

在低鹽的環境下結合其他手段發酵魚露，可提高氨基酸態氮含量并有效改善風味。Gao等[36]尋找到一個耐冷蛋白酶P.maritimusXJ2細菌，其在低溫發酵條件下具有較高的酶活性和高效的發酵能力，可使魚露氨基酸態氮的質量濃度提高，并且含有醇類、酮類、酸類等主要的揮發性風味物質，在本質上影響了魚露特有風味的發展，能有效提高低鹽發酵魚露的品質。納濾可降低魚露的鹽含量，進行超濾后，魚露的鮮味略有變化，苦味和澀味明顯降低，同時鹽含量也會下降[37]。Lai等[38]也利用膜分離濃縮技術制備納濾膜，其表現出較高的滲透通量和對總氮和氨基氮的截留率，且具有較低的NaCl截留率，適用于發酵魚露過程中提高魚露中氮含量以達到品質的提升。電滲析法也已成功運用于魚露的降鹽。研究表明，除鹽的水平越高，魚露中的三甲胺、2，6-二甲基吡嗪、酚類和除己酸外的所有羧酸含量均顯著降低，而苯甲醛含量顯著增加，且所有氨基酸的含量也隨除鹽水平的增加而降低[39]。孫金玲等[40]利用電滲析技術使魚露的鹽含量保持在20%左右，再進行魚露的低鹽發酵，此時氨基酸態氮損失率最低，同時魚露體積的變化不明顯，可以為低鹽發酵魚露的工藝改良提供新思路。

4 總結與展望

本文闡明了魚露發酵過程中特征風味物質的影響因素和生成機理，以及近年來的魚露風味改良技術，為后續研發魚露的調控風味技術提供了參考。魚露的風味形成是通過微生物發酵和酶的分解，使魚體內的蛋白質等營養物質向肽和氨基酸等小分子呈味化合物轉化，這些呈味物質為魚露中特征風味品質的形成奠定了基礎。氨基酸、有機酸、核苷酸以及一些包括含氮化合物、揮發性酸等在內的揮發性呈味化合物相互作用形成了魚露的咸味、鮮味和酸味等風味。各種新型的耐鹽細菌發酵劑被用于改善魚露的風味，加速發酵過程，提高氨基酸含量，增強感官特性，為促進工業化生產提供了新的方向，對促進發酵魚露的消費和經濟效益具有重要意義。

魚露的發展還有很大的提升空間，改善魚露的風味品質和理化特性，提高發酵魚露產品的安全性和營養價值，是未來重要的研究方向。在保證魚露產量和安全性的前提下，今后的研究應更加重視魚露發酵過程中微生物的代謝機理和作用，針對性地調控魚露的風味與營養成分，同時要關注魚露對人體腸道菌群的調節。