姜汁對太平洋牡蠣（Crassostrea gigas）酶解液風(fēng)味改善的研究

張梅超，慕金雨，劉 敏，陳 銘，董士遠

姜汁對太平洋牡蠣（Crassostrea gigas）酶解液風(fēng)味改善的研究

張梅超，慕金雨，劉 敏，陳 銘，董士遠*

（中國海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，水產(chǎn)品高值化利用實驗室，山東 青島 266003）

通過感官評價、頂空固相微萃取與氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（solid phase micro-extraction gas chromatographmass spectrometer，SPME-GC/MS）以及計算相對氣味活度值（ralative odour active value，ROAV）的方法分析太平洋牡蠣（Crassostrea gigas）酶解前后揮發(fā)性成分的變化情況，探討姜汁對牡蠣脂質(zhì)氧化的抑制作用和改善牡蠣酶解產(chǎn)物風(fēng)味的效果。結(jié)果表明：與新鮮牡蠣相比，酶解液中脂質(zhì)氧化產(chǎn)物，如異戊醛、壬醛、2-壬烯醛和3,5-辛二烯酮含量分別增加至5.09%、1.6%、1.3%、0.5%，使牡蠣酶解液呈現(xiàn)出較重的腥味與哈喇味，說明牡蠣風(fēng)味的劣變與酶解過程中發(fā)生的脂質(zhì)氧化有關(guān)。牡蠣酶解過程中添加姜汁，脂肪氧化產(chǎn)生的不愉快成分如（E）-2-戊烯醛、（Z）-4-庚烯醛、壬醛、2,3-辛二酮等未被檢測到；異戊醛、己醛、（E）-2-己烯醛等物質(zhì)的相對含量分別減少了81.02%、33.28%、54.39%。姜汁中揮發(fā)性成分如香葉醇、香茅醇、對傘花烴和芳樟醇等成為其新的主體呈味成分，并貢獻出花香、檸檬香等愉快氣味。因此，姜汁對改善牡蠣酶解液的風(fēng)味有顯著效果。

太平洋牡蠣；酶解物；姜；風(fēng)味

牡蠣是世界第一大養(yǎng)殖貝類，也是我國四大養(yǎng)殖貝類之一。2010年世界牡蠣年產(chǎn)量為459萬 t[1]。而太平洋牡蠣（Crassostrea gigas）因其產(chǎn)量高、效益好近幾年來受到廣泛的關(guān)注。近年來，應(yīng)用蛋白酶酶解牡蠣制備水解產(chǎn)物受到廣泛關(guān)注[2]。牡蠣經(jīng)過酶解后，不僅其營養(yǎng)物質(zhì)更容易被人體吸收并且還具有降血壓和抗氧化等多種生理功能[3-4]。

但是牡蠣本身所具有的腥味以及酶解過程中產(chǎn)生的異味嚴重影響了牡蠣酶解物的應(yīng)用。研究表明[5-6]，造成牡蠣酶解液不良風(fēng)味的主要原因是酶解過程中牡蠣脂質(zhì)的氧化降解以及蛋白質(zhì)降解。牡蠣經(jīng)過均質(zhì)處理后，其肌肉組織受到機械損傷，不飽和脂肪酸暴露在空氣中，經(jīng)過蛋白酶酶解的作用，其質(zhì)構(gòu)不斷變松散，導(dǎo)致脂肪與空氣中的氧氣接觸面積增大，加劇了氧化裂解。同時，蛋白質(zhì)酶解產(chǎn)物氨基酸又同脂肪氧化產(chǎn)物共存，加強了酸敗作用，引起牡蠣酶解液色、香、味的不斷惡化。Yarnpakdee等[7]在羅非魚酶解過程中加入復(fù)合抗氧化劑（水溶性維生素E（6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylic acid，Trolox）和乙二胺四乙酸（ethylenediamine tetraacetic acid，EDTA）），得到風(fēng)味良好的酶解液。

生姜是傳統(tǒng)中藥材和香辛調(diào)味料，其提取物具有抗氧化[8]、降血糖[9]等多種生理活性。姜中另一有效成分——姜精油，不僅可以貢獻出愉快的風(fēng)味，還可以掩蓋不良風(fēng)味。黃冬香等[10]曾報道用鮮姜汁酶解羅非魚肉，得到風(fēng)味良好的魚肉酶解液。但是用生姜改善牡蠣酶解過程中的風(fēng)味還未見報道。

劉慧[11]、葉盛權(quán)[12]等利用活性碳、β-環(huán)糊精、酵母發(fā)酵等多種方法對牡蠣酶解液進行風(fēng)味改善，但是這些方法會導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)的部分損失。此外，目前關(guān)于牡蠣在酶解過程中異味產(chǎn)生的機理及改善方法的研究報道也比較少。

因此，本實驗利用感官、化學(xué)指標以及氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)探討牡蠣酶解過程中揮發(fā)性成分變化的情況，在此基礎(chǔ)上探究姜汁對牡蠣酶解過程中脂肪氧化的抑制作用以及對牡蠣酶解液的風(fēng)味改善作用。從而為改善牡蠣酶解液風(fēng)味以及研發(fā)優(yōu)質(zhì)牡蠣制品提供一定的理論基礎(chǔ)和實驗數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

太平洋牡蠣購于青島南山市場，軟體組織平均質(zhì)量（15±5）g；生姜產(chǎn)于山東濰坊。

堿性內(nèi)切蛋白酶Alcalase 2.4L（90 U/mg）、胰蛋白酶（100 U/mg）、風(fēng)味蛋白酶（15 U/mg） 丹麥諾維信公司；丙二醛、甘氨酸、VE標準品 美國西格瑪公司。其他化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

DS-1高速組織搗碎機 上海標本模型廠；7230型分光光度計 上海精密科學(xué)儀器有限公司；GL-G-Ⅱ立式冷凍離心機 上海安亭科學(xué)儀器廠；DF-101S恒溫加熱磁力攪拌器 鄭州長城科工貿(mào)有限公司；GC6890-5973MSD氣相色譜-質(zhì)譜儀（gas chromatographmass spectrometer，GC-MS） 美國安捷倫公司；SPME 萃取頭（30～50 μm聚二甲基硅氧烷/聚二乙烯基苯（polydimethylsiloxane/divinylbenzene coating，PDMS/ DVB） 美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 牡蠣蛋白酶解物的制備

牡蠣肉洗凈后打漿，固定料液比為1∶3（m/V），酸堿調(diào)節(jié)pH值至7.2，每克蛋白質(zhì)分別添加1 500 U Alcalase 2.4L、胰蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶（3 種酶活力比為2∶1∶1），55 ℃酶解2 h后置于沸水中滅酶10 min。于5 000 r/min離心10 min后取上清液。

1.3.2 姜汁的制備

生姜洗凈后切塊，添加質(zhì)量分數(shù)為50%的水打漿。過濾后取濾液待用。酶解之前加入質(zhì)量分數(shù)為2%的濾液于牡蠣勻漿中與其一起酶解。本實驗姜汁中姜辣素含量為13.57 mg/mL，總酚含量為73 mg/100 mL。DPPH自由基清除力為2.64 mmol/L Trolox，還原力為5.03 mmol/L Trolox。1.3.3 游離氨基氮含量測定[13]

取1 mL樣品與1 mL茚三酮溶液（含質(zhì)量分數(shù)為0.5%茚三酮與0.3% D-果糖）混合后置于沸水中加熱10 min，再加入5 mL 95%的乙醇，混勻后于570 nm波長處測定其吸光度，同時以甘氨酸做標準曲線。

1.3.4 硫代巴比妥酸值（thiobarbituric acid reactive substance，TBARS）的測定

參照Srinivasan等[14]的方法。

1.3.5 感官評定[15]

將30 g樣品裝在 100 mL 錐形瓶中，密封平衡 30 min。10 個感官評定員（5 男5 女），23～25 歲之間，系統(tǒng)學(xué)習(xí)過感官評定課程，有豐富的感官評定經(jīng)驗。采用 0～10 分制評定氣味強度，0 分最弱，10 分為最強，最后得分取平均值。在訓(xùn)練階段，感官評定員在嗅聞樣品后經(jīng)過討論，決定使用與牡蠣風(fēng)味相關(guān)的感官描述詞匯。

1.3.6 揮發(fā)性氣體成分的測定[16]

頂空固相微萃?。╯olid phase micro-extraction，SPME）條件：將8 mL樣品裝在SPME專用瓶中，60 ℃萃取30 min。萃取結(jié)束后立即將萃取針插入進樣口（250 ℃）中解析4 min。萃取頭在首次使用時需250 ℃老化1 h。

色譜條件：HP-5毛細管色譜柱（5%苯基，95%聚二甲基硅氧烷）：（30 m×0.32 mm，0.25 μm）；載氣為高純氦氣（99.999%），流速1.0 mL/min；不分流進樣，進樣口溫度：250 ℃；柱溫：初溫40 ℃恒溫3 min，以6 ℃/min的速率升至200 ℃，再以10 ℃/min升至250 ℃，保持10 min。

質(zhì)譜條件：電離源為EI，離子阱溫度150 ℃，GC-MS傳輸線溫度250 ℃，質(zhì)量掃描范圍33～300，EI電子能量為70 eV。

利用Agilent G1701 MSD Productivity ChemStation增強型數(shù)據(jù)分析工作站NIST05a Libraries標準譜庫自動檢索各組分質(zhì)譜數(shù)據(jù)，選擇匹配度大于80（滿分100）作為鑒定結(jié)果。用峰面積歸一化法確定物質(zhì)的相對含量。

1.3.7 主成分分析

某一種物質(zhì)是否對風(fēng)味產(chǎn)生很大影響不僅要看其濃度還要分析其閾值，即揮發(fā)性化合物對于樣品總體風(fēng)味的貢獻由其在風(fēng)味體系中質(zhì)量濃度和闊值共同決定的。因此，本實驗通過計算化合物的相對氣味活度值（ralative odour active value，ROAV）的方法來評價該物質(zhì)對樣品總體風(fēng)味的貢獻。計算見下式。

式中：Cri、Ti分別是各化合物的相對含量和相應(yīng)的感覺閾值；Cmax、Tmax是對總體風(fēng)味貢獻最大的組分相對含量和相應(yīng)的感覺閾值。所有的組分均滿足0＜ROAVi＜100，且ROAVi值越大的組分對樣品總體風(fēng)味的貢獻越大。ROAV＞1的風(fēng)味化合物認為是所分析樣品的主體風(fēng)味成分[17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 牡蠣酶解前后風(fēng)味的變化2.1.1 牡蠣酶解前后的感官品質(zhì)

圖1 牡蠣酶解前后感官描述分析Fig.1 Odor analysis graph of oyster before and after hydrolysis

由圖1可知，經(jīng)過感官人員的評定，與新鮮牡蠣相比，牡蠣酶解液腥味、哈喇味顯著增加；青草味顯著減弱（P＜0.01）；果香味在酶解前后變化不顯著（P＞0.05）。這說明牡蠣經(jīng)過酶解后風(fēng)味變差。馮金曉等[18]研究發(fā)現(xiàn)，牡蠣酶解液隨酶解時間的延長，腥味變重，風(fēng)味變差。

2.1.2 牡蠣酶解前后主體揮發(fā)性成分分析

表1 新鮮牡蠣（RO）、牡蠣酶解液（OH）以及加姜酶解液（AGH）的揮發(fā)性氣體成分Table 1 Volatile compound analysis of oyster and its hydrolyastes with and without ginger juice

續(xù)表1

酶解前后的揮發(fā)性氣體成分如表1所示，經(jīng)過GC-MS以及NIST質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫檢索分析，酶解前的牡蠣液有35 種揮發(fā)性物質(zhì)，酶解后牡蠣液有42 種。主要包含醛類、酮類、醇類、酯類、烴類、酸類以及雜環(huán)類等物質(zhì)。

表2 不同處理的牡蠣酶解液揮發(fā)性物質(zhì)主成分及相對含量Table 2 Primary volatile compounds of oyster homogenate and its hydrolysates with and without ginger juice

為了更方便的分析揮發(fā)性氣體成分的變化，計算檢測到的每種揮發(fā)性物質(zhì)的ROAV值，并將ROAV值＞1的物質(zhì)按照從大到小的順序進行排列（表2），新鮮牡蠣液的主體風(fēng)味成分主要有：1-辛烯-3-醇、（E）-2-壬烯醛、2-乙基呋喃、2,3-辛二酮、辛醛等。主要呈現(xiàn)出青草味、黃瓜味、腥味以及蘑菇味。這與顧聆琳[20]、劉慧[11]等研究新鮮牡蠣肉的揮發(fā)性成分大致相同，但是劉輝等[21]對新鮮牡蠣肌肉中的揮發(fā)性物質(zhì)進行分析的結(jié)果表明，1-庚烯-3-醇、綠葉醇、肉豆蔻酸等化合物含量比較豐富，這與本研究結(jié)果略有不同。分析原因可能是原料來源、品種以及儲存的方式不同。

酶解后牡蠣液的主體風(fēng)味成分為：2-壬烯醛、異戊醛、二甲基硫醚、1-辛烯-3-醇、辛醛、壬醛、2-乙基呋喃等。主要呈現(xiàn)出油脂氧化的哈喇味、腥味、貝肉香以及蘑菇香氣等，這也與感官評定結(jié)果一致。而鄧焉容等[22]認為吡嗪類、芳香醇類以及羥基呋喃等物質(zhì)是牡蠣酶解液的主要風(fēng)味組成成分。這可能是由于原料的差異或者是酶的種類以及酶解條件不同。

醛類是對酶解前后牡蠣風(fēng)味影響最大的物質(zhì)，醛類的閾值很低，很低的濃度即可產(chǎn)生很濃的風(fēng)味，對牡蠣液的風(fēng)味影響顯著[23]。酶解前醛類物質(zhì)相對含量為23.54%，酶解后增加到36.9%，其中，2-壬烯醛的風(fēng)味特征為肉香、蘑菇香[19]，酶解后含量增大，是影響酶解后牡蠣液風(fēng)味最大的成分。酶解前后牡蠣液的主體風(fēng)味成分中都含有辛醛、壬醛、庚醛、戊醛，相對含量分別從酶解前的0.8%、0.98%、1.64%、3.4%，增加到酶解后的2.5%、1.6%、2.3%、6.8%。這些直鏈飽和醛、烯醛和二烯醛是亞油酸酯和亞麻酸酯氫過氧化物的降解產(chǎn)物，是各種氧化、刺激風(fēng)味的主要來源[24]，造成酶解液中不良風(fēng)味的產(chǎn)生。

一般飽和醇類物質(zhì)的閾值很高，對氣味的貢獻不顯著，而不飽和醇則有較低的閾值[25]。醇類物質(zhì)含量由酶解前的19.43%下降到酶解后的13.41%，主要醇類為1-辛烯-3-醇，對酶解前的氣味貢獻顯著，ROAV值為100。1-辛烯-3-醇是脂肪氧化酶作用于花生四烯酸的降解產(chǎn)物[26]，具有蘑菇香、青香、蔬菜香以及油膩的氣味[19]，酶解前其含量為9.88%，經(jīng)過酶解含量降低到3.83%。

酮類物質(zhì)含量也比較多，僅次于醛類。其相對含量由新鮮牡蠣的21.72%降低到酶解后的14.2%。新鮮牡蠣中主要的酮類物質(zhì)為：苯乙酮（14.83%）、2,3-辛二酮（4.45%）等，而酶解后含量分別為9.42%和2.21%。2,3-己二酮是酶解之后出現(xiàn)的物質(zhì)，新鮮牡蠣中的含量較少。酮類化合物來自于不飽和脂肪酸的熱氧化降解[27]、氨基酸降解[28]或微生物的氧化作用[29]。一般來說，酮類物質(zhì)具有甜的花香和果香風(fēng)味，如：2,3-辛二酮、2-壬酮、苯乙酮對牡蠣酶解前后的愉快風(fēng)味有所貢獻，但是酶解液中含量減少。

呋喃類化合物大都具有很強的肉香味以及極低的香氣閾值，主要是糖分解和美拉德反應(yīng)的生成物[30]。在酶解后呋喃類物質(zhì)相對含量增加了44.34%，其中2-戊基呋喃是酶解液中主要風(fēng)味成分，其相對含量由酶解前的2.12%增加到酶解后的6.03%。該化合物是一種典型的油脂氧化產(chǎn)物，具有豆香、果香、青香及類似蔬菜的香味[19]。

二甲基硫醚是海洋生物腐爛后所散發(fā)出的一種氣體，具有刺激的洋蔥大蒜等臭味，也是海洋腥臭味的主要來源[19]。酶解液中相對含量增加至1.74%，其貢獻值也增大。

2.2 姜汁抑制酶解過程中的異味產(chǎn)生

2.2.1 姜汁對牡蠣酶解液中氨基酸態(tài)氮含量的影響

圖2 姜汁對酶解液中氨基酸態(tài)氮含量的影響Fig.2 Effect of ginger juice on amino nitrogen content of oyster hydrolysates

由圖2可知，通過對比未加姜汁的酶解液與加入姜汁的酶解液可以發(fā)現(xiàn)，兩者氨基氮含量始終無顯著性差異（P＞0.05），說明姜汁的加入不影響牡蠣酶解過程中氨基氮的生成。

2.2.2 姜汁對牡蠣酶解液TBARS的影響

圖3 加姜處理對酶解液TBARS值的影響Fig.3 Effect of ginger juice on TBARS value of oyster hydrolysates

Siddaiah等[31]發(fā)現(xiàn)，脂肪氧化指標TBARS與風(fēng)味感官評分呈正相關(guān)，因此通過測定脂肪氧化產(chǎn)物TBARS來研究姜對牡蠣酶解液的風(fēng)味改善作用。由圖3可知，與其他兩組相比，添加姜汁組在酶解過程中抑制氧化效果顯著（P＜0.05）。另外，添加姜汁組的TBARS值在酶解過程中沒有顯著性增加（P＞0.05），說明姜汁對抑制酶解過程中脂質(zhì)氧化有很好的效果。

2.2.3 加姜處理后的牡蠣液感官描述

圖4 加姜處理前后酶解液感官描述Fig.4 Odor analysis graph of oyster with and without ginger juice

加姜后牡蠣酶解液風(fēng)味變化情況如圖4所示，牡蠣加姜酶解有助于酶解液風(fēng)味的改善。與未加姜酶解液相比，其腥味及哈喇味顯著減少（P＜0.05），令人愉快的水果氣味顯著增多（P＜0.05），而青草香及肉香則變化不明顯。姜汁特有的清香濃郁風(fēng)味，較能令人接受。

2.2.4 加姜前后牡蠣酶解液氣體成分組成對比

經(jīng)過比較加姜酶解液與未加姜酶解液的揮發(fā)性氣體成分（表1），可以看出加姜酶解的牡蠣液中脂質(zhì)氧化裂解產(chǎn)生的不愉快氣味的物質(zhì)，如：乙醛、（E）-2-戊烯醛、（Z）-4-庚烯醛、壬醛、2,3-辛二酮、1-辛烯-3-醇未被檢測出，異戊醛，己醛、（E）-2-己烯醛等物質(zhì)的相對含量分別減少了81.02%、33.28%、54.39%。另外，添加姜汁酶解的牡蠣液中檢測到較多新的令人愉快的揮發(fā)性物質(zhì)，如β-月桂烯（3.02%）、6-甲基-5-庚烯-2-酮（9.25%）、對甲基苯乙酮（0.14%）、2-丁酮（0.93%）等。

對加姜汁酶解液進行主成分分析（表2），可以看出加姜牡蠣液的主體風(fēng)味成分有2-壬烯醛、對甲基苯乙酮、異戊醛、2-乙基呋喃、正戊醛、β-月桂烯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、庚醛、芳樟醇、苯乙酮。雖然（E）-2-壬烯醛、異戊醛、庚醛等不愉快氣體仍然是其主體風(fēng)味成分，但是與未加姜酶解液相比其相對含量分別從1.3%、5.09%、2.3%降低到0.8%、0.95%、0.52%。說明姜汁中的抗氧化成分能很好地抑制牡蠣酶解過程中的脂質(zhì)氧化裂解。另外，對甲基苯乙酮、β-月桂烯以及6-甲基-5-庚烯-2-酮等愉快性氣體成分成為其新的主體揮發(fā)性成分，為牡蠣酶解液貢獻出果香和姜香等愉悅香氣，說明姜汁對牡蠣酶解液的風(fēng)味有較好的改善作用。

3 結(jié) 論

牡蠣酶解 會導(dǎo)致其風(fēng)味劣變，這主要是由于其酶解過程中脂質(zhì)氧化分解而導(dǎo)致的。牡蠣酶解過程中加入姜汁不但不會影響牡蠣的酶解效率，并且其抗氧化成分還能夠抑制不飽和脂肪酸的氧化，從而減少不良氣味的產(chǎn)生。添加姜汁的牡蠣酶解液其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的含量以及組成發(fā)生了顯著性變化，一些呈現(xiàn)出不愉快氣味的成分含量明顯下降甚至消失，并出現(xiàn)一些新的令人愉悅的果香、甜香以及青草香味成分。但是本方法只是部分抑制了牡蠣在酶解過程中由不飽和脂肪酸氧化產(chǎn)生的異味，而其本身所具有的腥臭味以及其他原因所產(chǎn)生的異味還需要進一步的處理。本實驗結(jié)果為牡蠣及其酶解液的氣味組成提供了一些初步數(shù)據(jù)，并為改善牡蠣酶解液不良風(fēng)味提供了理論參考。

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Effect of Fresh Ginger Juice on Flavor Improvement of Oyster (Crassostrea gigas) Hydrolysates

ZHANG Mei-chao, MU Jin-yu, LIU Min, CHEN Ming, DONG Shi-yuan*
(High-Value Utilization of Seafood Laboratory, College of Food Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266003, China)

The change in the composition of volatile components in Crassostrea gigas before and after hydrolysis was analyzed according to sensory evaluation, SPME-GC/MS analysis and ROAV (relative odor activity value). The effect of ginger juice on lipid oxidation and flavor of oyster hydrolysates was studied. The results showed that the relative contents of lipid oxidation products such as pentatal, 3-methyl-butanal, heptatal, (E)-2-nonenal, (Z)-4-heptenal and 3,5-octadien-2-one, which were responsible for fishy and fatty odor, were increased to 5.09%, 1.6%, 1.3% and 0.5%, respectively. The unpleasant smell of oyster protein hydrolysates might be mainly related to lipid oxidation during hydrolysis. However, after addition of ginger juice, the unpleasant-odor compounds derived from fat oxidation such as trans-2-pentenal, nonanal, (Z)-4-heptenal, and 2,3-octanedione were not detected. Meanwhile, the contents of 3-methyl-butanal, hexanal, and trans-2-hexenal were reduced by 81.02%, 33.28% and 54.39%, respectively. The major volatile components of ginger such as geraniol, citronellol, citral, p-cymene and linalool were detected in oyster protein hydrolysates, which contributed to the flowery, lemon and orange flavor of the hydrolysates. Therefore, ginger juice had a significant contribution to the flavor improvement of oyster hydrolysates.

oyster (Crassostrea gigas); hydrolysates; ginger; flavor

TS254.4

A

1002-6630（2014）17-0170-06

10.7506/spkx1002-6630-201417033

2013-08-17

張梅超（1988—），女，碩士研究生，研究方向為水產(chǎn)品高值化利用。E-mail：965361047@qq.com

*通信作者：董士遠（1974—），男，副教授，博士，研究方向為水產(chǎn)品高值化利用。E-mail：dongshiyuan@ouc.edu.cn