酵母發酵脫腥對黃鰤魚魚白風味特性的影響

宋儀，燕建輝，張梅超，李詩洋，趙躍，吳浩浩*

（1.中國海洋大學 食品科學與工程學院，山東 青島 266003；2.?？诟哌h食品有限公司，海南 定安 571200；3.威海市食品藥品檢驗檢測研究院，山東 威海 264200）

黃鰤魚（Seriola aureovittata）又稱黃條鰤、黃尾鰤、拉氏鰤，俗稱黃犍牛、黃犍子，其肉質鮮嫩、營養價值高，是一種高經濟價值的食用魚類[1]，是我國近年來用于發展深遠海養殖的優良魚種[2]。黃鰤魚主要用于制作生魚片，在加工過程中會產生大量魚白、魚卵、魚肝等魚內臟副產物。魚白是魚的精巢，約占魚體的7%，富含魚精蛋白[3]，魚精蛋白具有廣譜抑菌活性、止血、促消化、降血壓和抑制腫瘤生長等生理功能[4]。然而，目前黃鰤魚副產物常作為下腳料丟棄，這造成了嚴重的資源浪費和環境污染問題，不利于黃鰤魚加工產業的可持續發展。近年來，關于魚白副產物在食品加工方面的研究仍存在一定空缺。黃鰤魚魚白因其魚腥味重令消費者難以接受，因此，亟需探索黃鰤魚魚白脫腥的方法，以期實現黃鰤魚魚白加工副產物的高值化利用，這對黃鰤魚副產物綜合利用和產業精深加工具有重要意義。

目前酵母發酵法被認為是一種很有前途的生物除腥方法，既綠色又有效，已被廣泛用于去除魚腥味[5]。Du 等[6]評估了釀酒酵母、巴氏醋桿菌和植物乳桿菌發酵對紅綿藻除腥效果的影響，結果發現在3 種菌株中釀酒酵母發酵是減少魚腥味的最佳方法，在最佳發酵條件下，1-辛烯-3-醇、（E）-2-辛烯-1-醇、己醛等不良風味物質含量降低。Gao 等[7]研究發現，鯔魚魚頭湯經釀酒酵母發酵后魚腥味的代表物質己醛、壬醛、2，4-十二烯醛、1-辛烯-3-醇等不良風味顯著降低，魚頭湯風味得到明顯改善。蘇怡等[8]比較研究了鹽溶法、酸堿法、酵母法等對鱘魚肉的脫腥效果，結果發現經酵母法脫腥處理后，鱘魚肉中己醛、辛醛、壬醛、1-辛烯-3-醇等代表腥味的揮發性物質相對含量減少最顯著，脫腥效果最佳。然而，利用酵母發酵脫除魚白中魚腥味的相關研究較少。

在此基礎上，本研究以安琪酵母為發酵劑對魚白進行脫腥處理，并與糖鹽腌制方式處理的魚白共同與新鮮魚白作對比，利用感官評價分析3 組樣品間的感官差異，通過固相微萃取/氣質聯用（solid phase microextraction/gas chromatography-mass spectrometry，SPME/GC-MS）技術進一步探究酵母發酵對魚白的脫腥效果以及對其風味特性的影響，以期為黃鰤魚魚白資源深加工利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃鰤魚魚白：?？诮寄蠘O蝦食品科技有限公司；精制食用鹽：中國鹽業有限公司；蔗糖（食品級）：河南萬邦實業有限公司；高糖型高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；無菌均質袋：常德比克曼生物有限公司；高溫蒸煮袋：得力集團有限公司。

1.2 儀器與設備

8890GC-7000D 氣相色譜-質譜聯用儀、HP-INNOWAX 毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）：美國Agilent 公司；SJ-CJ-2FDQ 超凈工作臺：蘇潔醫療器械（蘇州）有限公司；THZ-312 振蕩培養箱：上海精宏實驗設備有限公司；TSQ-280 恒溫培養箱：青島創合盛科教儀器有限公司；YXQ-75SII 全自動滅菌鍋：上海博迅醫療生物儀器生物有限公司；MJ-BL2582 攪拌機：美的集團有限公司；BSA224S 分析天平：賽多利斯科學儀器有限公司；14886S 真空包裝機：得力集團有限公司。

1.3 不同發酵魚白的制備工藝流程

將黃鰤魚魚白洗凈，去除表層血管和黏膜，切成20 cm×30 cm×20 cm 的魚白塊混勻待用，新鮮組不做任何處理作為對照。

1.3.1 糖鹽腌制組魚白制作工藝

在無菌條件下稱取適量魚白塊放入無菌均質袋內，加入2.5%精制食用鹽和5%蔗糖，密封后充分混勻，放入4 ℃冰箱中腌制2 h。

1.3.2 酵母發酵組魚白制作工藝

干酵母復水活化液的制備：取2%高活性干酵母于含4%滅菌蔗糖的復水活化液中，37 ℃下復水活化30 min。

酵母菌發酵液的制備：酵母菌復水活化液按10%接種量加入到含2.5%精制食用鹽和5%蔗糖的液體培養基中，于28 ℃搖床培養12 h 得酵母菌發酵液。

酵母發酵魚白的制備：在無菌條件下稱取適量魚白塊置于無菌均質袋內，按料液比1∶2（g/mL）向均質袋中加入酵母菌發酵液，將均質袋密封，置于28 ℃恒溫培養箱中發酵18 h。

1.4 感官描述風味剖面分析

為詳細描述3 組魚白樣品的風味差異，對其進行感官描述風味剖面分析。將3 種魚白產品分別置于高溫蒸煮袋中用真空包裝機密封，于沸水中隔水蒸煮15 min后對熟化魚白的香氣、味道及質地進行評估。感官評價參考付湘晉[9]的評分細則并進行改進，感官評定小組由10 名（6 名女性，4 名男性）20～30 歲之間的食品專業人員組成，經感官品評員嗅聞樣品后根據相關參考文獻討論決定，為準確地對魚白進行感官分析，選擇發酵酸味、鮮味、咀嚼感、咸味、厚味、苦味、魚腥味和發酵香味8 種與魚白風味相關的具體感官描述詞。采用9 分制的強度表對每種屬性的總體喜好（1 分最低，9 分最高）進行評估。每組樣品評估3 次，最終結果取所有品評員評定結果的平均值。

1.5 SPME/GC-MS 分析條件

樣品前處理：準確稱取1.5 g 樣品，放入20 mL 頂空瓶中，加入6 mL 飽和食鹽水和50 μL 100 μg/mL的2-甲基-3-庚酮溶液作為內標。密封后置于60 ℃孵育器中加熱平衡10 min，再插入經250 ℃老化30 min 的50/30 μm DVB/CAR/PDMS 萃取頭吸附30 min。萃取結束后，迅速將萃取頭插入GC/MS 的注射口解吸5 min。

色譜條件：采用余遠江[10]的方法分析揮發性組分。氣相色譜柱為HP-INNOWAX（30 m×0.25 mm×0.25 μm），前進樣口溫度為250 ℃，樣品進樣量為1.0 μL，載氣為高純He，流量為1.0 mL/min。升溫程序：柱箱初溫為40 ℃并保持5 min，以4 ℃/min 升至180 ℃，6 min 內線性升至240 ℃并保持10 min。

質譜條件：電子轟擊源，電子能量為70 eV，離子源溫度230 ℃，傳輸線溫度為250 ℃，四極桿溫度為150 ℃，掃面范圍m/z 35～500。

定性與定量分析：樣品中的揮發性組分經氣相色譜-質譜進行解譜分析，經NIST17.L 質譜庫進行檢索。以2-甲基-3-庚酮為內標物，采用內標法對樣品中揮發性物質進行定量分析，單位為μg/kg。

1.6 關鍵風味成分的確定

采用相對氣味活度值（relative odor activity value，ROAV）法[11]評定樣品中的關鍵風味成分。規定對樣品氣味貢獻最大的組分ROAVmax=100，其余揮發性組分的ROAV 值按照下列公式計算。

式中：X為ROAVi值；Ci和Ti分別為每一種揮發性組分的相對含量與感覺閾值；Cmax和Tmax分別為對樣品氣味貢獻最大的組分的相對含量與感覺閾值。

1.7 數據處理

所有試驗重復3 次，結果以平均值±標準差表示。使用TB tools 軟件繪制聚類熱圖[12]；使用SPSS 26.0 軟件進行顯著性差異分析，P<0.05 表示具有統計學差異；用Origin 2022 進行分析結果繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同魚白感官描述風味剖面分析

不同魚白氣味感官評分結果如圖1 所示。

圖1 3 種魚白的感官評分的結果Fig.1 Results for the sensory score in three kinds of fish milt

感官輪廓坐標軸上的數值代表分值高低。由圖1可知，新鮮組魚白鮮味和魚腥味較突出，其次是咸味和咀嚼感，糖鹽腌制組中咸味最重，鮮味和魚腥味次之。酵母發酵組魚白有濃郁的發酵香氣，鮮味和厚味也十分明顯。相比而言，經酵母發酵后的魚白魚腥味顯著下降，同時保留了原來的鮮味和厚味。

2.2 3 種魚白的揮發性成分分析

根據SPME/GC-MS 分析結果可知，3 組魚白樣品中共檢出揮發性成分108 種，其中包括醛類31 種、酮類13 種、酸類6 種、醇類21 種、酯類18 種、烴類5 種、其他物質14 種，結果見圖2。

圖2 3 組魚白的揮發性成分含量變化分析Fig.2 Analysis of the content change of volatile components at three kinds of fish milt

由圖2 可知，經酵母發酵后魚白中的揮發性化合物的種類相較新鮮組和糖鹽腌制組分別減少了9 種和4 種，但總揮發性化合物含量增多。新鮮組和糖鹽腌制組揮發性成分以醛類物質為主，分別占總體含量52%和48%，而經酵母發酵處理后，魚白中酯類物質和醇類物質含量增多，分別占總體成分36%和51%，這些揮發性香氣成分的增加是酵母發酵魚白提升感官品質的重要因素。3 組魚白產品中各揮發性成分的具體含量變化如表1 所示。

表1 3 組魚白的揮發性風味物質和相對含量Table 1 Volatile compounds and relative contents in three kinds of fish milt

醛類物質氣味閾值較低，對水產品腥味起主要作用[13]。相關研究表明，脂質氧化和美拉德反應中的Strecker 降解反應是產生醛類的主要兩種主要途徑[14]。由表1 可知，相比于新鮮組和糖鹽腌制組，酵母發酵組魚白醛類物質總含量下降，新鮮魚白中檢測到代表魚腥味等不良風味的醛類物質有己醛、庚醛、壬醛、（E，E）-2，4-庚二烯醛、（E）-2-己烯醛、辛醛、十四烷醛。與新鮮組相比，糖鹽腌制組中（E）-2-已烯醛和十四烷醛含量顯著下降（P＜0.05），庚醛未檢測到，而經酵母發酵的魚白中，己醛、壬醛、辛醛和十四烷醛含量顯著減少（P＜0.05），同時庚醛和（E）-2-己烯醛并未檢測到。結果表明，通過酵母脫腥后魚白中代表魚腥味的醛類物質種類和相對含量均減少，說明發酵能較好地脫除魚白中的腥味物質。

酮類物質具有桉葉味、脂肪味和焦燃味，雖閾值較高，但對腥味有增強作用[8]。新鮮魚白中主要的酮類物質是2-壬酮、2，3-辛二酮、苯乙酮、（3E，5E）-辛-3，5-二烯-2-酮、2-十一酮以及香葉基丙酮；糖鹽腌制組主要酮類物質是2-壬酮，苯乙酮、（3E，5E）-辛-3，5-二烯-2-酮、2-十一酮以及香葉基丙酮，這些酮類物質主要提供新鮮味，草本味和泥土味。2，3-辛二酮通常來自n-6 脂肪酸氧化，具有脂肪味和泥土味，也有助于形成肉的腐臭氣味[13]。而與新鮮組相比，酵母發酵魚白中2-壬酮、（3E，5E）-辛-3，5-二烯-2-酮、2-十一酮含量大幅減少，未檢出2，3-辛二酮。

醇類物質是構成酵母發酵魚白的主體成分。酵母發酵魚白中醇類物質增加可能是原料蛋白質分解生成的氨基酸經酵母代謝在脫氨脫羧反應后生成各種醇，或者以腥味物質為底物將原來的大分子物質轉化為小分子醇類[15]。酵母發酵組魚白中共檢出8 種醇類物質，其中苯乙醇、異戊醇和3-甲硫基丙醇含量較高。苯乙醇由苯丙氨酸降解產生，具有玫瑰和蜂蜜味的恬淡香氣[16]。

酯類化合物是酵母發酵魚白的另一種主體成分。乙酯類物質是酵母菌的次級代謝產物，對食品和飲料中的果香味有顯著貢獻[17]。酵母發酵魚白中共檢測出9 種乙酯類化合物，其中酯類物質含量較高包括棕櫚酸乙酯、十四酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、己酸乙酯等。酵母菌分解碳水化合物產生的醇進一步反應形成的酯類物質有利于發酵肉風味的形成[18]。通常短鏈脂肪酸形成的酯類化合物具有果香味和甜味，而長鏈脂肪酸組成的酯類化合物則貢獻了脂肪氣味[19]。酯類化合物豐富了酵母發酵魚白整體氣味輪廓，賦予了其獨特的香氣成分，促進形成怡人的發酵風味。

酵母發酵魚白也產生了少量酸類物質，包括醋酸、己酸、辛酸和L-乳酸，這些物質具有奶酪味、胡椒味、水果味、花香和果香[20]。

3 組魚白中也檢測出來其它類化合物，包括烴類物質、芳香烴類物質、呋喃物質和含氮化合物。烷烴廣泛存在于魚類等水產品揮發性物質中，但因其氣味閾值較高導致對整體風味的貢獻不大，但部分烯烴類化合物可一定條件下可形成醛或酮，也是產生魚腥味的潛在因素[21]。結果表明酵母發酵組中魚白的烯烴類物質種類和相對含量均下降。糖鹽腌制組中的2-乙基呋喃和2-戊基呋喃在虹鱒魚等水產品中也有檢出，是不飽和脂肪酸的氧化產物，分別代表“橡膠味、辛辣味、豆腥味”以及“甘草味、橘子味”[22]。

2.3 3 種魚白的關鍵香氣活性物質ROAV 分析

揮發性化合物的相對含量不能反映其對樣品整體風味的影響，因此需利用各揮發性風味物質的氣味閾值來計算對應的相對氣味活度值（ROAV），以確定3組魚白中的關鍵揮發性風味化合物。3 組魚白產品的ROAV 和香氣描述如表2 所示。

表2 3 組魚白中的關鍵揮發性化合物Table 2 Key volatile compounds in three kinds of fish milt products

由表2 可知，所有組分均滿足0≤ROAV≤100，ROAV 越大表明化合物對整體風味的貢獻就越大。ROAV≥1 的物質是樣品的關鍵風味化合物，0.1≤ROAV<1 的物質是修飾樣品整體風味的化合物[23]。

在新鮮組魚白中，共鑒定出16 種0.1≤ROAV<1的化合物，ROAV≥1 的關鍵性風味物質有13 種，包括壬醛、苯甲醛、（E，Z）-2，6-壬二烯醛、（E，E）-2，4-壬二烯醛、（E，E）-2，4-庚二烯醛、（E，E）-2，4-癸二烯醛、（E）-2-已烯醛、（E）-2-辛烯醛、十四烷醛、2，3-辛二酮、1-辛烯-3-醇、順-5-辛烯-1-醇和苯乙烯。糖鹽腌制組中0.1≤ROAV<1 的化合物有13 種，9 種ROAV≥1 的關鍵性風味物質對整體風味做出貢獻，包括壬醛、苯甲醛、（E，Z）-2，6-壬二烯醛、（E，E）-2，4-壬二烯醛、（E，E）-2，4-庚二烯醛、（E）-2-壬烯醛、（E）-2-辛烯醛、十四烷醛、1-辛烯-3-醇。與新鮮組魚白和糖鹽腌制組魚白相比，酵母發酵組魚白中0.1≤ROAV<1 和ROAV≥1 的化合物分別檢測出16 種和10 種，3 組共同的關鍵性風味物質是（E）-2-辛烯醛、十四烷醛、1-辛烯-3-醇、（E，E）-2，4-庚二烯醛、苯甲醛、（E，Z）-2，6-壬二烯醛，增加了己酸乙酯、異戊醇和3-甲硫基丙醇3 種關鍵性風味物質。

魚肉發生脂質氧化會導致腐臭味、魚腥味、魚肝味等具有不良氣味的揮發性化合物的產生[24]。（E，E）-2，4-壬二烯醛和（E，E）-2，4-癸二烯醛來源于ω-6 脂肪酸的自動氧化[25]，（E，E）-2，4-癸二烯醛通常提供脂香味、青草味和炸土豆味，是魚類的主要特征性風味物質[26]。同時，已有研究證明魚油濃縮液中脂質氧化產生的（E，E）-2，4-庚二烯醛和（E，Z）-2，6-壬二烯醛會導致魚腥味生成[27]。1-辛烯-3-醇是水產品中典型的風味化合物，具有蘑菇和泥土味，由花生四烯酸的氧化產生[28]。新鮮組和糖鹽腌制組中1-辛烯-3-醇含量很高，發酵后含量顯著下降，因其閾值低，對魚白整體風味影響很大。十四烷醛具有魚腥味、脂肪味和醛味，是噴霧干燥奶粉中令人作嘔的醛性氣味的重要來源[29]。順-5-辛烯-1-醇在海鞘及海鞘海鮮醬產品中也有檢出[30]，具有泥土味和蘑菇味。2，3-辛二酮具有泥土味和草本味，與蛇頭魚片的魚腥味密切相關[13]。在酵母發酵魚白中，這些共同的關鍵性風味化合物的ROAV 值大部分均降低，可能是由于經過酵母發酵抑制了腐敗微生物的生長，延緩脂質氧化，顯示出較好的脫腥效果。同時在酵母發酵魚白中，異戊醇提供了蜜糖味、葡萄酒味和果香味，它主要由α-酮異己酸酯在L-亮氨酸生物合成途徑中產生，是發酵肉制品中重要的風味物質[31]。己酸乙酯常見于發酵食品中，具有甜味和果香味，在奶酪中發現酵母在發酵時會產生大量異戊醇和己酸乙酯從而帶來更濃郁的水果香氣和更溫和的氣味[32]。3-甲硫基丙醛廣泛存在于肉類、奶酪、醬油中，主要由L-蛋氨酸降解形成，能提供特征洋蔥味、肉香風味[33]。上述關鍵風味化合物的變化表明，酵母發酵對脫除魚白中的魚腥味有積極作用，同時增加了令人愉悅的芳香成分。

2.4 3 種魚白揮發性物質的主成分分析

3 種魚白樣品的揮發性化合物的風味差異性可用主成分分析（principal component analysis，PCA）表示，結果如圖3 所示。

圖3 3 組魚白樣品的主成分分析Fig.3 Principal component analysis of three kinds of fish milt samples

由圖3 可知，PC1 和PC2 方差貢獻率分別為60.7%和21.1%，兩者累計貢獻率為81.8%，表明2 個主成分能全面反映魚白中的主要信息。3 組魚白的樣品組別間揮發物成分差異性較大，表明不同加工方式對魚白的揮發性成分產生了不同程度的影響。由圖3（b）可知，新鮮組魚白與香葉基丙酮、1-辛烯-3-醇、（E）-2-已烯醛、β-石竹烯、苯乙酮、（E，E）-2，4-壬二烯醛、2，3-辛二酮等呈較強相關性，其中1-辛烯-3-醇和2，3-辛二酮2 種不良風味化合物含量較高，會使新鮮魚白呈現魚腥味和泥土味；糖鹽腌制組主要與2-乙基呋喃、（Z）-4-庚烯醛、十四烷、辛醛、（E）-2-戊烯醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮等有較強相關性，呈油脂味和青草味的辛醛和（Z）-4-庚烯醛含量較高從而使糖鹽腌制魚白產生不良風味；酵母發酵組與（E）-2-辛烯醛、異戊醇、癸酸乙酯、己酸乙酯、苯乙醇、苯乙醛等有較強的相關性，異戊醇和己酸乙酯的存在使發酵魚白具有果香味、蜜糖味和酒精味，賦予了魚白獨特發酵香氣，提高了酵母發酵魚白的芳香風味。該結果進一步表明酵母發酵具有脫腥增香的效果。

2.5 3 種魚白的主要揮發性物質聚類分析

利用層次聚類作為初步評估不同魚白樣品的芳香圖譜之間的定量關系，結果如圖4 所示。

圖4 3 組魚白樣品中揮發性物質聚類分析Fig.4 Cluster analysis of volatile compounds at three kinds of fish milt samples

從圖4 的一級分類可知，糖鹽腌制組和酵母發酵組兩組產品揮發性風味物質具有相似性，從二級分類中可以看出，3 組產品均具有較為相似的風味物質。而在所有樣品中，2-辛酮、乙酸、2，4-二叔丁基苯酚、丁位十二內酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、月桂酸乙酯、檸檬醛、乳酸、乙酸乙酯、異戊醇、3-甲硫基丙醇等含量差異大，表明酵母菌發酵參與了與魚白中揮發性香氣合成相關的代謝途徑，是影響魚白香氣特征的主要因素。

3 結論

本研究以黃鰤魚魚白為原料，對比新鮮魚白、糖鹽腌制魚白和酵母發酵魚白，通過感官評定和SPME/GCMS 對3 組魚白產品中揮發性成分的差異性進行了分析，探究了酵母發酵的脫腥效果以及對魚白風味特性的影響。結果表明經酵母發酵后，魚白魚腥味顯著減少，同時產生了發酵香味。魚白中（E，E）-2，4-庚二烯醛、十四烷醛、1-辛烯-3-醇、2，3-辛二酮等具有魚腥味的揮發性成分經酵母發酵處理后其相對含量均有所下降，且酵母發酵魚白還產生了呈甜香味、花果香味及肉香味的芳香成分（如己酸乙酯、異戊醇和3-甲硫基丙醇）。主成分分析和聚類分析結果表明3 組魚白樣品間風味相互獨立可區分，并且進一步證明酵母發酵具有脫腥增香的效果。酵母發酵法不引入化學物質、成本低、操作簡單，是一種良好的改善魚白風味的手段。