不同復熱方式對預制烤魚品質的影響

王源淵,尚珊,2,丁若松,姜鵬飛,2,傅寶尚,2*,祁立波,2*

1(大連工業大學 食品學院,遼寧 大連,116034)2(國家海洋食品工程技術研究中心,遼寧 大連,116034)

烤魚是我國川渝地區的傳統菜品,魚肉在高溫烹制過程中,膠原蛋白的損失減少,嫩度得到提升,同時進行的脂質氧化和美拉德反應也賦予了其獨特的風味[1],深受消費者的喜愛。然而快節奏的生活迫使很多上班族沒有足夠備餐時間,且由于“百菜百味”,菜肴的口味和操作很難得到保留和重復,因此滿足消費者對方便、快捷、營養菜肴的需求的同時簡化烹飪過程成為了亟待解決的問題。

近年來隨著科學技術和食品加工行業的迅猛發展,以家庭自制為主的菜肴消費格局逐漸被打破,我國方便食品市場逐步擴大,中式傳統菜肴方便食品達到地域美食工業化、滿足廚房需求、簡化烹飪程序的效果更是眾望所歸。因此將烤魚開發成預制菜,不僅能夠滿足現代人群對食物營養、安全、美味、方便的追求,同時也可以為烤魚市場廣闊前景的開拓提供新的途徑[2]。

預制菜是一種經預加工處理的便捷菜品,以農、畜、禽、水產品等為原料,通過各種輔料配置,經預加工后形成的成品或半成品。水產品預制菜基本可分為:即食食品(即食魚干)、即熱食品(蒲燒鰻魚等熟肉制品)、即烹食品(水煮魚、魚香肉絲等非即食生制品、速凍品)、即配食品(冷凍蝦仁、巴沙魚片等速凍生制品)[3]。對于即熱食品而言,復熱是食用前的必經工序之一,復熱方式的選擇會對食品的色澤、質構以及風味等產生不同程度的影響[4]。因此開展對預制菜復熱方式選擇的研究也具有必要性和現實性[5]。目前常見的復熱方式有水浴復熱、蒸汽復熱、微波復熱和烘烤復熱等,有學者對此進行了研究,張凱華等[6]研究了水浴復熱條件對豬肉糜制品揮發性風味的影響;李東森等[7]研究了烘烤復熱對油炸平菇產品水分分布的影響。

本研究選取烤黑魚為研究對象,通過測定嫩度、色差值、硫代巴比妥酸反應產物(thiobarbituric acid reaction substances,TBARS)值等指標,并利用頂空-固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用技術,比較了不同復熱方式(蒸汽復熱、烘烤復熱、微波復熱)對烤魚的影響,探究復熱方式對烤魚風味的影響。以期為預制菜復熱方式選擇的研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮黑魚、蔥、姜、五香粉等,市售;三氯乙酸、硫代巴比妥酸,國藥集團化學試劑有限公司;無水乙醇,生工生物工程(上海)有限公司;正構烷烴,天津大茂化學試劑廠;正己烷(色譜純),德國Meker公司;GF254薄層色譜硅膠,青島海洋化工廠;所有分離用有機溶劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

SCC-WE101萬能蒸烤箱,德國Rational公司;YP6001N電子天平,上海精密科學儀器有限公司;C100真空包裝機,莫迪維克包裝設備(上海)有限公司;DD-8m2速凍機,沈陽大華制冷設備有限公司;TA XT Plus質構儀,英國Stable Micro System公司;Infinite M200多功能酶標儀,奧地利Tecan Austria GmbH公司;Thermo Fisher冷凍離心機,上海卡耐茲實驗儀器設備有限公司;BPG-9140A精密鼓風干燥箱,上海一恒科學儀器有限公司;Ultra Scan Pro測色儀,美國Hunter Lab公司;NE-1753微波爐,松下電器;7890B/5977A氣相色譜-質譜聯用儀,美國安捷倫公司;MesoQMR23-060H核磁共振成像分析儀,蘇州(上海)紐邁電子科技有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 烤魚的制作

制作烤魚的工藝流程如下:

新鮮黑魚宰殺[(820±5) g]→流水清洗→開背→改花刀→腌制(4 ℃、12 h)→烤制(280 ℃、15 min)→冷卻→真空包裝→速凍→成品→冷凍貯藏(-18 ℃)

操作細節如下:

a)流水清洗:對新鮮宰殺后的黑魚進行沖洗,洗掉魚體里外的血液和黏液,清洗時間30 s,水流速度為75 mL/s;

b)開背:待黑魚魚體無明顯黏液、血液后沿著背中線位置開口,注意保護頭尾不被切掉;

c)改花刀:魚體正面每隔3 cm劃大約3 cm×4 cm的刀口,劃至魚尾;

d)腌制:將蔥段姜塊按1∶1比例(總量45 g)填入質量為(820±5) g的黑魚魚腹中,生抽、料酒、孜然粉、五香粉按一定比例均勻涂抹在魚體表面,裝入真空包裝袋于4 ℃冰箱中腌制12 h;

e)烤制、冷卻:萬能蒸烤箱中280 ℃烤制15 min后取出冷卻至室溫;

f)真空包裝:使用真空包裝袋進行真空包裝(真空包裝機參數:Pressure為35,times為1.2 s);

g)速凍:在速凍機中-40 ℃速凍40 min;

h)冷凍貯藏:放置于-18 ℃冷庫中進行貯藏。

1.3.2 樣品制備

選取凍藏7 d的烤魚樣品[(800±5) g]進行不同復熱方式處理:微波復熱(微波爐功率1 360 W加熱150 s)、蒸汽復熱(200 ℃蒸汽加熱16 min)、烘烤復熱(200 ℃烘烤加熱16 min),新鮮制作的烤魚作為空白對照。

1.3.3 嫩度的測定

將烤魚去皮后切分為3 cm×1 cm的條狀,樣品厚度為15 mm。采用TA-XT plus質構儀對魚肉剪切力進行測定,測試前速率為2.0 mm/s,測試后速率為10.0 mm/s,下行距離為20 mm。每個樣品測定6次,取平均值[8]。

1.3.4 色澤的測定

色度的測定參考GANASEN等[9]的方法并稍作修改。將復熱后的烤魚冷卻至室溫(25 ℃),采用便攜式色差儀測定樣品表面的L*、a*和b*值,計算如公式(1)所示:

(1)

1.3.5 水分含量的測定

烤魚水分含量參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》直接干燥法。

1.3.6 水分分布及遷移的測定

將魚肉切成3 cm×2 cm×2 cm的塊狀,用聚乙烯保鮮膜將其封裝,利用低場核磁共振(low field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技術進行測定。選用CPMG序列,采樣頻率SW為100 kHz,模擬增益RG1為3,P1為20.00 μs,P2為41.00 μs,數字增益DRG1為3,TD為360 018,PRG為3,重復采樣間隔時間TW為6 000 ms,累加采集次數NS為4,回波時間TE為0.80 ms,回波個數NECH為450。

1.3.7 TBARS值測定

TBARS值測定參考JOHN等[10]的方法,步驟如下:準確稱取1 g樣品,加入5 mL硫代巴比妥酸溶液(質量分數0.375%2-硫代巴比妥酸,質量分數15%三氯乙酸,0.25 mol/L鹽酸溶液),充分混勻,沸水浴中反應20 min后用流動水冷卻5 min,在4 ℃,8 000 r/min條件下離心15 min,在532 nm處測定上清液的吸光值(A532)。根據吸光值計算丙二醛含量并換算成TBARS值,如公式(2)所示:

TBARS/(mg/kg)=A532×2.77

(2)

1.3.8 揮發性風味物質的測定

揮發性風味物質測定參考CHEN等[11]的方法稍作改動。

GC-MS配備DB-5MS毛細管柱(30 m×250 μm×0.25 μm),用于檢測揮發性化合物。將2 g樣品和20 μL正構烷烴混合標準品(C9、C12、C13、C16)作為內標物添加到20 mL的頂空瓶中,置于50 ℃的水浴鍋中保溫50 min,將萃取頭手動插入頂空瓶中,頂空吸收揮發性化合物。50 min后,立即將萃取頭插入氣相色譜進樣口,并在250 ℃下脫附。

GC條件:用He作載氣,流速為1.0 mL/min。升溫程序:色譜柱起始柱溫35 ℃,保持3 min,再以3 ℃/min升到50 ℃,隨后以6 ℃/min升到150 ℃,再以10 ℃/min升到230 ℃,并保持6 min。

MS條件:采集方式為全掃描,采集質量范圍40～350m/z;電離方式為電子轟擊(EI);發射能量70 eV;離子源溫度200 ℃;接口溫度250 ℃。

1.3.9 感官評價

分別從烤魚的形態、氣味、色澤、口感和接受程度等方面對烤魚進行感官評價。選擇10名經驗較為豐富的感官人員進行評價,其中男生女生各5人。烤魚感官評價標準如表1所示。

表1 烤魚感官評價標準Table 1 Sensory evaluation criteria for grilled fish

1.3.10 數據處理與分析

利用Excel 2010統計所有實驗數據,顯著性分析采用SPSS軟件,對實驗數據進行單因素方差分析(ANOVA)與Duncan檢驗,采用Origin軟件進行作圖。

2 結果與分析

2.1 不同復熱方式對烤魚嫩度的影響

剪切力這一指標通常被用于分析肉制品嫩度,肉制品的嫩度在很大程度上決定了其商業價值。一般條件下,剪切力越大,肉的嫩度就越低。從圖1可以看出,3種復熱方式中,微波復熱的魚肉剪切力最小,與對照組相比無顯著性差異(P>0.05)。這是因為微波加熱使魚肉受熱均勻,加熱程度深。魚肉經高溫預制后再深度加熱,使魚肉膠原蛋白在很大程度上轉化為明膠,導致魚肉肌肉組織松散,剪切力變小[12]。烘烤復熱后的魚肉剪切力增大,烘烤后肌肉纖維蛋白凝聚收縮,肌肉失水變硬,導致魚肉嫩度下降,而烘烤使魚肉蛋白質分子結合緊密形成更硬的網狀結構,因此烘烤復熱后魚肉剪切力顯著增大(P<0.05)。

2.2 不同復熱方式對烤魚色澤的影響

色澤是比較直觀的肉制品品質評價標準之一。由表2可知,色差值大小依次為:微波復熱<蒸汽復熱<烘烤復熱,微波復熱后色差值顯著低于其他復熱組(P<0.05)。原因可能是烘烤復熱過程中,加熱溫度的升高使得魚肉肌紅蛋白氧化速率加快、美拉德反應程度加深,從而產生褐變。KIM等[4]在研究復熱對雞肉餅品質的影響時得出烘烤復熱后的雞肉餅中美拉德反應產物含量最高,其次是微波和蒸煮樣品,這與本研究結果一致。

圖1 不同復熱方式對烤魚嫩度的影響Fig.1 Influence of different reheating methods on the tenderness of grilled fish注:小寫字母代表不同復熱方式處理數據間有 顯著性差異(P<0.05)(下同)。

表2 不同復熱方式對烤魚色澤的影響Table 2 The effect of different reheating methods on the color of grilled fish

2.3 不同復熱方式對烤魚TBARS值的影響

脂肪氧化是造成肉類品質改變的主要原因之一,而TBARS值作為油脂氧化的次級產物含量指標能反映油脂的氧化程度[13]。由圖2可知,復熱后魚肉發生了不同程度的脂肪氧化。其中微波復熱后魚肉的氧化程度最高,這是由于微波的介電感應加熱效應,這種方式傳熱效率高,穿透性能強,且微波能量產生單線態氧,在引發脂質氧化時,單線態氧的反應比正常氧更快,使得魚肉油脂氧化程度更快更高[14]。其次為烘烤復熱,蒸汽復熱后烤魚的氧化程度最低,且與對照組樣品無顯著性差異,可能是因為蒸汽復熱是一種典型的表面熱傳導技術,在食物中熱傳導效率相對較低,因此油脂氧化程度較低,這與DOMNGUEZ等[15]研究相一致。

圖2 不同復熱方式對烤魚TBARS值的影響Fig.2 Effects of different reheating methods on TBARS of grilled fish

2.4 不同復熱方式對烤魚水分含量的影響

水分含量與肉制品的食用感官品質關系密切,了解復熱過程中魚肉水分含量的變化對烤魚品質的提高有著極其重要的意義[16]。如圖3所示,復熱后魚肉水分含量都有所降低,微波復熱后魚肉水分含量相對較高,且與對照組相比差異性較小。這與微波加熱工作原理有關,微波通過射線對魚肉循環加熱,能使魚肉內外同時受熱,內部升溫使水分由內向外遷移,水分固定在表皮,使烤魚表皮產生浸濕感,這與蘇里陽[17]的研究結果一致。烘烤復熱后烤魚水分含量最低,因為烘烤加熱導致非極性氨基酸與周圍的保護性半結晶水結構崩潰后形成疏水鍵,使肌肉的保水性大大降低,導致魚肉水分的快速流失[18],且烘烤傳熱方式主要以空氣對流為主,帶走魚肉表皮水分。

2.5 不同復熱方式對烤魚水分分布特性的影響

低場核磁共振技術通過測定弛豫時間,從而得出食品中水分的狀態、分布及遷移規律等信息[19]。如圖4所示,每個橫向弛豫圖譜都有3個組分峰,分別代表3種水分組成,其中峰面積代表水分的相對含量。T21反映與大分子緊密結合的水即結合水、T22反映位于高度組織化蛋白質結構內部的水即不易流動水,T23為肌原纖維蛋白外部水即自由水[20]。經復熱處理后烤魚T21向右遷移,表明結合水含量降低,向不易流動水和自由水轉變。微波復熱T21由強結合水(0.1～1 ms)和弱結合水(1～10 ms)兩部分組成,這是因為微波復熱使魚肉溫度由內而外升高,部分強結合水結合能力降低,轉變為弱結合水。T22為主要峰,微波復熱后T22峰面積大于蒸汽復熱和烘烤復熱,這與樊燕等[21]的研究結果相似,表明水的不易流動性增加可能與微波復熱時形成的凝膠網絡有密切關系。復熱后魚肉的T23向左遷移,說明氫質子的束縛程度增大,魚肉肌原纖維結合變緊密,水分自由度降低。MICKLANDER等[22]研究發現T22和T23在熱誘導過程中可以相互轉化,因此微波復熱后烤魚中自由水轉化為不易流動水,導致魚肉水分含量較高。這與微波復熱后烤魚水分含量相對較高的結果一致。

圖3 不同復熱方式對烤魚的水分含量的影響Fig.3 Effects of different reheating methods on the moisture content of grilled fish

圖4 不同復熱方式的烤魚T2橫向弛豫圖譜Fig.4 T2transverse relaxation maps of grilled fish with different reheating methods

2.6 不同復熱方式對烤魚揮發性化合物的影響

由表3可知,不同復熱處理預制烤魚共檢出56種揮發性風味物質,其中烷烴類16種,醇類9種,醛類10種,萜烯類10種,芳香類3種,酮類2種,酚類1種,醚類2種,雜環類3種。不同復熱處理烤魚揮發性風味物質種類及含量各有不同,與對照組相比,微波復熱、蒸汽復熱、烘烤復熱后分別鑒定出30、26、20種揮發性風味物質,微波復熱后揮發性風味物質含量最高,為8 928.30×10-5μg/kg,蒸汽復熱和烘烤復熱后含量分別為3 087.61×10-5、1 585.93×10-5μg/kg。

表3 不同復熱方式烤魚的揮發性化合物及其含量Table 3 Volatile compounds and their contents in grilled fish by different reheating methods

2.6.1 醛類物質變化分析

醛類物質主要來自魚肉中脂肪氧化和蛋白質降解[23]。由表3可知,經復熱處理后生成醛類物質的種類分別為4、6、3種,微波復熱后魚肉中檢出的揮發性風味物質的含量最高,為2 422.12×10-5μg/kg,蒸汽復熱后醛類物質含量最低,為115.47×10-5μg/kg。已有研究表明,魚肉經復熱后會產生通常被描述為“酸敗氣味”、“陳腐氣味”的異味,即稱之為過熟味(warmed-over flavor,WOF),己醛、庚醛等為WOF的關鍵風味因子[24]。己醛廣泛存在于肉品中,呈青香、葉香、果香和木香香味,微波復熱后產生的己醛含量高于其余復熱處理方式,這與脂質氧化指標TBARS值呈顯著性相關,可能是由于在加熱過程中多不飽和脂肪酸氧化速率較快,產生的自由基攻擊油酸等不易氧化的脂質進而形成大量己醛等揮發性醛,影響風味[25]。

2.6.2 醇類物質變化分析

醇類化合物一般是脂肪經氧化分解生成或是由羰基化合物還原生成。其對肉制品風味影響不如揮發性醛類顯著,但是對肉制品的風味有關鍵作用[26]。由表3可知,微波復熱后檢出的醇類化合物含量高、種類多,烘烤復熱后醇類化合物含量低且種類少。微波復熱后4-異丙基苯甲醇和2-戊醇的相對含量較高,分別占總醇類化合物的30.18%、36.70%,是微波復熱后魚肉風味的主要組成成分。微波復熱后不飽和醇含量高于其余復熱方式,閾值較低且具有芳香味和植物香,對肉總體風味有一定的貢獻,如芳樟醇(具有甜嫩新鮮的花香,似鈴蘭香氣)、4-萜烯醇(胡椒香、較淡的泥土香和陳腐的木材氣息)都屬于不飽和醇,主要來源于香辛料。微波復熱后己醇的含量顯著增加,這種物質是脂肪的氧化產物,具有油脂味[27]。

2.6.3 酮類化合物和雜環類化合物變化分析

酮類化合物一般源于氨基酸的降解、醇類的氧化及不飽和脂肪酸的降解[28]。經過復熱處理后,微波和蒸汽復熱后分別增加了一種酮類物質,為2-庚酮和香芹酮,2-庚酮是亞油酸的一種氧化產物,提供了“藍莓味”[29],主要來自于煙熏和美拉德反應。烤魚復熱后酮類化合物種類少且含量較低,對烤魚風味的形成主要起協同作用。由表3可知,在雜環類化合物中,2-戊基呋喃在對照組、烘烤復熱組中未檢出,微波復熱和蒸汽復熱后含量分別為379.50×10-5、22.72×10-5μg/kg,2-戊基呋喃是亞油酸的一種氧化產物,其閾值較低且具有蔬菜芳香,通常被認為是肉制品脂質氧化指示物,對肉制品風味形成較重要。

2.6.4 烴類物質和其他化合物變化分析

烴類物質主要來自脂肪酸烷氧自由基的斷裂[30],烴類閾值較高,單獨烴類對風味貢獻不大,但烷烴及烯烴的協同作用有助于提高肉制品的整體風味。十五烷是一種存在于魚肉天然氣味中的化合物,微波復熱后樣品中十五烷的含量為129.12×10-5μg/kg,遠高于其他兩種復熱方式,這可能是因為微波熱傳遞速率較快,脂肪氧化降解速率增大,造成十五烷含量顯著升高,對烤魚風味有一定的貢獻。對照組與蒸汽復熱處理后均含有對二甲苯,微波復熱處理后檢出了鄰二甲苯,烘烤復熱后的魚肉中檢出乙苯,這些芳香類化合物可能來源于魚所生存的環境,由魚體攝入導致,使魚肉產生令人不愉快的氣味[31]。茴香腦和4-烯丙基苯甲醚可能來源于八角茴香、小茴香等香辛料中[32]。

2.7 不同復熱方式對烤魚感官評定的影響

由圖5可知,微波復熱后烤魚的感官得分高于蒸汽和烘烤復熱后烤魚的感官得分。從氣味、口感上來看,微波復熱后的烤魚得分較高,而蒸汽復熱后感官評分較低。微波復熱后的魚肉口感細膩均勻,咀嚼性良好,而蒸汽復熱使烤魚表面覆蓋一層水蒸氣,大大降低了烤魚的口感,且無法保持烤魚特有的香味。從形態和色澤來看,烘烤復熱得到的烤魚平均分值為18.75分和17.58分,優于蒸汽復熱和微波復熱,微波復熱后烤魚縮水且部分具有黑色焦糊斑點,而烘烤復熱烤魚表面比較有光澤,原因可能是微波熱傳導由內而外進行,從而帶走水分,導致魚肉嚴重縮水甚至出現焦糊斑點,且魚肉表面的油脂沸點高于水的沸點[33],在相同加熱時間下烤箱烘烤不易出現焦糊現象。從整體接受度來看,通過蒸汽復熱、烘烤復熱、微波復熱3種方式得到的烤魚平均分值分別是13.75、15.50、17.63分,微波復熱得分更高。因此,微波復熱后的烤魚感官性狀最好。

圖5 不同復熱方式對烤魚感官評定的影響Fig.5 Effects of different reheating methods on sensory evaluation of grilled fish

3 結論

不同復熱方式對烤魚預制菜品質有著不同程度的影響。在色澤方面,微波復熱后烤魚與未經復熱處理的烤魚差異不顯著;在嫩度方面,微波復熱后烤魚的剪切力最小,嫩度最大,且更接近于對照組烤魚,烘烤復熱后的剪切力最大,約為微波復熱后剪切力的3.16倍。經復熱處理后水分含量均有所降低,但微波復熱時魚肉內外同時受熱,內部升溫使水分由內向外遷移,水分固定在表皮,因此含量高于其他復熱處理方式,約為烘烤復熱后水分含量的1.04倍,并且魚肉在微波復熱時熱誘導形成的凝膠網絡增加了水的不易流動性,使得魚肉中自由水轉化為不易流動水。烤魚經過復熱后會發生脂肪氧化,其中蒸汽復熱后TBARS值最低,其次為烘烤復熱,微波復熱后TBARS值最高,約為蒸汽復熱的1.52倍;與此同時,復熱還進一步豐富了預制烤魚風味物質的種類,微波復熱相較于蒸汽復熱和烘烤復熱化合物種類多,醛類化合物含量高,其中己醛含量最高,表明微波復熱能使魚肉本身風味有所增強;在感官方面,微波復熱感官評分最高。綜合各項指標,微波復熱是烤魚預制菜較為合適的復熱方式。