糖基化對虹鱒魚魚松品質和揮發性風味特征的影響

摘要：為促進虹鱒魚高值化產品開發，對添加不同糖的虹鱒魚魚松品質（理化特性、色澤和感官等）進行研究，同時采用氣相色譜?質譜聯用儀（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）對魚松進行脂肪酸和揮發性成分分析。結果表明，糖的添加對虹鱒魚魚松品質具有重要影響，可促進美拉德反應進程，改善魚松產品的口感、色澤等感官品質，其中阿拉伯糖作為戊糖，美拉德反應進程更快，顏色變化更明顯，而添加低聚果糖的魚松甜味更好。在脂肪酸方面，低聚果糖魚松的飽和脂肪酸、二十碳五烯酸（eicosapntemacnioc acid，EPA）和二十碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）含量最高，而阿拉伯糖魚松的多不飽和脂肪酸含量最高。綜上，添加糖后的魚松樣品由于美拉德反應，產生了閾值較低、對風味影響更大的醛類、酮類、醇類等物質。以上研究結果為改善虹鱒魚魚松的品質和提高產品附加值提供了參考。

關鍵詞：虹鱒魚魚松；糖基化；品質；揮發性成分；脂肪酸

doi：10.13304/j.nykjdb.2023.0731

中圖分類號：S986.1 文獻標志碼：A 文章編號：1008‐0864（2024）09‐0159‐14

風味是影響食品品質的重要因素之一。魚松在熱加工過程中會形成許多風味物質，其主要來源于美拉德反應和脂質的氧化降解。美拉德反應也稱為“非酶褐變”反應，是羰基（如還原糖、醛、酮）和氨基（如蛋白質、肽、氨基酸）之間的共價接枝反應[1]，可以有效改善食品的顏色、味道和氣味[2]。糖基化是指糖類羰基與蛋白質氨基間發生的系列反應，通常發生在美拉德反應的早期階段[3]。脂質的氧化降解在食品風味形成過程中也發揮重要作用。脂肪酸在加熱過程中會被氧化降解，產生醛、酮、醇、羧酸等降解產物，它們可以直接或通過參與美拉德反應提供風味[4‐5]。

糖類是重要的風味物質，也是美拉德反應的前體物質之一，其種類及含量會對食品風味等產生重要影響。目前食品加工常用蔗糖，而隨著消費者健康意識的提升，尋求健康天然的功能糖代替蔗糖成為食品產業關注的焦點。其中低聚果糖具有低熱值、無齲齒、降血糖等優點，是倍受消費者喜愛的功能糖[6‐7]；阿拉伯糖甜度低，具有抑制碳水化合物消化吸收、調節血脂的作用，在減肥、控制糖尿病等方面具有廣闊的應用前景[8‐9]。本研究對含有不同糖（蔗糖、低聚果糖、阿拉伯糖）的虹鱒魚魚松的品質（理化特性、色澤和感官等）進行研究，同時，采用氣相色譜?質譜聯用儀（gaschromatography-mass spectrometer，GC-MS）對魚松進行揮發性成分和脂肪酸分析，以期為改善虹鱒魚魚松的品質提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

虹鱒魚購于臨朐縣晟雨淡水魚養殖有限公司，體質量（1 000±100）g。

1.2 試劑

蔗糖、低聚果糖、阿拉伯糖均為食品級，購自優寶嘉食品有限公司；三氯甲烷、甲醇等其他化學試劑均為分析純，購自國藥集團化學試劑有限公司。

1.3 儀器

Kjeltec 8400全自動定氮儀、Soxtec8000索氏提取儀，丹麥福斯分析儀器公司；CS-650分光測色儀，杭州彩譜科技有限公司；7980A 氣相色譜儀，美國安捷倫公司；C21-RT2126多功能電磁爐，中國美的集團股份有限公司；9052B-1電熱鼓風干燥機，上海福馬試驗設備有限公司；TP-313電子分析天平，美國丹佛儀器公司。

1.4 試驗方法

1.4.1 樣品制備

將冷凍虹鱒魚自然解凍去除頭、尾和內臟后，切成均等魚塊。將檸檬切片蓋在魚塊上浸泡30 min，冷水煮10 min，重復3次，放涼后打散，在電磁爐中炒制，炒制過程中分別加入蔗糖、低聚果糖、阿拉伯糖，添加量均為 4.0%，炒至30 min，放涼備用。

1.4.2 理化指標測定

采用直接干燥法[10]測定水分含量；參照GB 5009.4—2016 [11]測定灰分含量；采用凱氏定氮法[12]測定粗蛋白含量；采用索氏抽提法[13]測定粗脂肪含量。用CS-650 分光測色儀測定色度值。

1.4.3 褐變指數測定

褐變指數（browning index，BI）是反映美拉德反應進程的重要指標之一，可用來表示魚松的顏色變化。計算公式[14]如下。

BI=100（x - 0.31）／0.172 （1）

x= a* + 1.75L*／5.645L* + a* - 3.012b* （2）

式中，L*表示亮度值；a*表示紅綠值；b*表示黃藍值。

1.4.4 感官剖面檢驗

利用主成分分析法篩選出具有典型特征的魚松感官描述詞。采用九分標度法進行風味剖面感官分析，繪制感官剖面圖。

1.4.5 脂肪酸測定

通過有機溶劑萃取法[15]提取脂肪酸。GC-MS分析的色譜柱為HP-INNOWAXS，毛細管柱規格為30 m×0.25 mm×0.25 μm；載氣為He，流速1 mL·min-1，分離比5∶1；進樣溫度為250 ℃；升溫程序為起始溫度60 ℃，保持2 min，以10 ℃·min-1升至250 ℃，保持5 min；質譜四極桿溫度150 ℃，接口溫度250 ℃，掃描m/z范圍30～400。脂肪酸的相對含量通過脂肪酸峰面積占總峰面積的百分比進行量化。

1.4.6 揮發性成分測定

取2.5 g樣品和5 g鹽水（0.18%）加入到20 mL頂空瓶中，壓緊瓶蓋，80 ℃下平衡5 min后，用固相微萃取針萃取40 min，然后于進樣口解吸5 min。色譜柱為HPINNOWAXS，毛細管柱規格為30 m×0.25 mm×0.25 μm；載氣為He，流速1 mL·min-1，分離比5∶1；進樣溫度為250 ℃；升溫程序為起始溫度為40 ℃，保持2 min，以10 ℃·min-1升至250 ℃，保持5 min；質譜四極桿溫度150 ℃，接口溫度250 ℃，掃描m/z范圍30～400。

1.5 數據分析

使用Excel 2010 進行試驗數據的整理與分析。

2 結果與分析

2. 1 低聚果糖和阿拉伯糖對魚松品質的影響

2. 1.1 對魚松理化指標的影響

由表1可知，與無糖魚松相比，蔗糖魚松、低聚果糖魚松、阿拉伯糖魚松樣品的水分含量顯著增加，分別3.63%、6.64%、7.95%。在高溫條件下，羰基化合物與氨基化合物會發生美拉德反應，產生還原酮、醛和雜環化合物[16]，因此，加糖魚松樣品的蛋白質含量顯著低于無糖魚松樣品，而阿拉伯糖魚松樣品的蛋白質含量最低，為64.53%。脂肪也是風味物質形成的重要前體，無糖魚松樣品的脂肪含量最高，顯著高于其他樣品；其次是蔗糖魚松樣品；阿拉伯糖和低聚果糖魚松樣品的脂肪含量較低。

2.1.2 對魚松色度及褐變指數的影響

色度指標中，a*、b*值的增加與美拉德反應中、晚期生成的綠色和黃色化合物有關，而L*值的下降是由于美拉德反應后期產生的黑色化合物[17]。由表2可知，除低聚果糖魚松的a*值外，加糖魚松的a*和b*值均較無糖魚松顯著提高，而L*值顯著降低，表明美拉德反應可使魚松樣品顏色加深。不同加糖魚松相比，阿拉伯糖魚松的a*和b*值均較高，分別為7.29 和30.92，L*值較低，為57.91，表明有阿拉伯糖參與的美拉德反應進程較快，導致顏色變化更快、更明顯。魚松樣品的BI 可以表征美拉德反應進展，如表2所示。阿拉伯糖為戊糖，其樣品的BI值最高，表明美拉德反應過程最快。

2.1.3 對魚松感官指標的影響

由圖2可知，魚松的總體感官評價較好，肉質緊實，色澤均勻，風味明顯。不同樣品間對比，從外觀來看，無糖魚松顏色最淺，蔗糖和低聚果糖魚松顏色呈淺黃色，阿拉伯糖魚松顏色較深，更接近金黃色（圖3），表明糖基化促進了美拉德反應的進程，這與之前對魚松色度及褐變指數的分析結果一致；從氣味來看，無糖魚松的魚腥味更重，阿拉伯糖魚松的油脂香味更明顯，油脂香與美拉德過程中生成的醛類、酮類等物質有關，此外，低聚果糖魚松的甜味更突出。綜上，糖基化對于魚松感官品質的改善有積極影響。

2.2 低聚果糖和阿拉伯糖對魚松脂肪酸的影響

脂類物質的種類和含量與產品風味密切相關，魚松在加熱過程中會發生氧化和降解，產生烴類、醛類、酮類、醇類等揮發性香氣物質，且會參與美拉德反應產生雜環揮發性化合物。虹鱒魚不同魚松樣品的脂肪酸含量如表3所示。魚松的不飽和脂肪酸（unsaturated fatty acid，UFA）含量高于飽和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA），在UFA中，多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids，PUFA）含量高于單不飽和脂肪酸（monounsaturated fattyacid，MUFA）。對于PUFA，阿拉伯糖魚松的含量最高，為37.58%，其次為無糖和低聚果糖魚松，蔗糖最低，為34.96%；對于MUFA，無糖魚松的含量最高，為31.59%，其次為阿拉伯糖魚松、低聚果糖魚松和蔗糖魚松。主要的PUFA、MUFA和SFA分別為亞油酸（C18：2N6C）、順式油酸（C18：1N9C）和棕櫚酸（C16：0）。低聚果糖魚松的總EPA和DHA含量最高，為5.26%，其次是阿拉伯糖魚松、無糖魚松和蔗糖魚松，含量分別為5.17%、5.13% 和4.88%。PUFA 與SFA 的比值是評價脂肪酸指標的重要參數。英國衛生部建議的ΣPUFA/ΣSFA最低安全限值為0.40，本研究所有的魚松樣品均高于該安全限值。

2.3 低聚果糖和阿拉伯糖對魚松揮發性成分的影響

魚松中的揮發性成分主要來源于脂肪酸的氧化和美拉德反應。經GC-MS分析，共檢測到風味物質115 種，包括醛類14 種、酮類11 種、醇類21種、烷烴類32種、芳香族化合物4種、其他33種。

醛類物質主要來源于脂肪的氧化及美拉德誘導的氨基酸降解[17]，雖然含量不高，但由于其閾值低，且具有與其他物質重疊的風味效應，因此在整體風味形成中發揮著重要作用[18]。由表4可知，己醛、壬醛、糠醛、苯甲醛和反式-2-壬烯醛在各魚松樣品中均有檢出，且加糖魚松中的己醛、壬醛和苯甲醛含量均高于無糖魚松，表明美拉德反應促進了上述幾種醛的生成。己醛和壬醛分別由亞油酸和油酸氧化產生[19‐20]，而油酸可誘導活性自由基的形成和轉化，促進美拉德反應的發生[21]，因此，己醛和壬醛作為油酸的氧化產物，也參與了美拉德反應。此外，己醛在低聚果糖魚松中的含量最高，顯著高于其他魚松；壬醛在蔗糖魚松和低聚果糖魚松中含量較高，顯著高于其他魚松?？啡┦敲览路磻闹匾虚g體，通過1，2-烯醇化反應產生[22‐23]，具有類似杏仁油的氣味，由于阿拉伯糖是戊糖，其脫水環化可得糠醛，因此阿拉伯糖魚松的糠醛含量顯著高于其他魚松。苯甲醛是苯丙氨酸的降解產物，也參與美拉德反應[24]，糖基化魚松的苯甲醛含量顯著高于無糖魚松，其中阿拉伯糖魚松最高。

酮類是美拉德反應的重要風味前體之一，與Amadori化合物的降解有關，與氣味閾值較低的醛類類似，其對食物的香氣也有貢獻，通常表現為甜味和水果味，可能來自PUFA和氨基酸的熱氧化或降解、美拉德反應或微生物氧化[25‐26]，且隨著酮類碳鏈上碳原子數量的增加，香味會有所增強[27]。2，5-辛烷二酮在所有魚松中均有檢出，而阿拉伯糖魚松的酮類種類和含量均最高。

醇類主要通過脂氧合酶途徑產生，還可來源于氨基酸Ehrlich途徑的分解代謝和糖代謝[28‐29]。由于其氣味閾值較高，醇類被認為對食品風味的貢獻度較小，但不飽和醇或長鏈醇具有相對較低的氣味閾值[30]，因此可能對風味產生影響。由表4可知，魚松中均檢測出1-戊醇、1-辛烯-3-醇、α-松油醇和橙花醇，且糖基化魚松中的含量均高于無糖魚松，表明上述幾種醇均參與了美拉德反應。1-辛烯-3-醇的氣味閾值較低，可能對氣味產生影響[31]，低聚果糖魚松中1-辛烯-3-醇的含量顯著高于其他魚松，而阿拉伯糖魚松中的醇類種類和含量較高。

烷烴類化合物主要來源于脂質氧化和類胡蘿卜素的降解[32]，在魚松中，烷烴類的種類和含量均最高，但因其閾值較高，因此對魚松風味無明顯影響。芳香化合物的來源可能歸因于生物體代謝或污染[33‐34]。其他化合物中，呋喃、吡嗪等雜環化合物的氣味閾值較低，對風味的貢獻程度較大。呋喃是由糖熱解或美拉德反應形成[35]，且含量在美拉德后顯著增加，說明糖的添加促進了美拉德反應速率[17]。加糖魚松的呋喃、吡嗪含量顯著高于無糖魚松。酸類、酯類等因其閾值較高，對魚松風味無明顯影響。

3 討論

虹鱒魚魚松具有豐富的營養價值。糖的添加對虹鱒魚魚松品質具有重要影響，可以促進美拉德反應的進程，改善魚松產品的口感、色澤等感官品質。Song等[29]研究發現，美拉德反應速率與糖的種類有關，不同糖的反應速率表現為戊糖gt;己糖gt;二糖gt;單糖。本研究也發現，阿拉伯糖作為戊糖，其美拉德反應進程更快，顏色變化更明顯；而低聚果糖由于其甜味清爽、純凈，不帶任何后味，因此其口感更好。在脂肪酸方面，低聚果糖魚松的SFA、EPA+DHA 含量最高；阿拉伯糖魚松的PUFA含量最高。添加糖后的魚松樣品由于美拉德反應，產生了閾值較低、對風味影響更大的醛類、酮類、醇類等物質。今后應對魚松的滋味、體外消化、免疫活性等方面做進一步的分析。

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