殺菌方式對湘西酸魚揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì) 及質(zhì)構(gòu)的影響

孔鈺婷,何 丹,黃 群,安鳳平

(福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,福建福州 350002)

采用傳統(tǒng)發(fā)酵工藝生產(chǎn)的湘西酸魚酸味獨特,以酸代味,開胃助消化,是較具湘西傳統(tǒng)特色的上等佳肴。傳統(tǒng)酸魚菜肴的做法也較為講究,需要以新鮮活魚為原材料，經(jīng)過繁雜的前處理工序,在發(fā)酵完成后，再配合獨特的煸炒方式才能盡顯其美味。開發(fā)這一傳統(tǒng)美食,需要在營養(yǎng)與安全、產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性及其風(fēng)味、及加工方式與設(shè)備的研發(fā)等方面持續(xù)發(fā)力。湘西傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品中微生物種類豐富,乳酸菌為其中的優(yōu)勢產(chǎn)酸菌[1]。酸魚中部分乳酸菌具有氨基酸脫羧酶活性,能夠在適宜的條件下對某些特定的氨基酸產(chǎn)生脫羧作用,生成組胺、尸胺等劣化食品風(fēng)味及危害人們健康的化合物[2-3]。以往湘西酸魚大多是自制食用,隨著食品加工業(yè)的繁榮發(fā)展,越來越多的傳統(tǒng)美食，包括湘西酸魚在內(nèi)，已以食品的形式走上市場,且市場前景廣闊。酸魚商品化的過程中殺菌是必要環(huán)節(jié),在此過程中若能保持或改善酸魚的原有風(fēng)味,將有希望實現(xiàn)發(fā)酵魚肉制品的生產(chǎn)工業(yè)化及規(guī)?；Ｄ壳?有關(guān)發(fā)酵魚肉制品的殺菌處理鮮有報導(dǎo)。因此,研究酸魚的殺菌方式對于酸魚風(fēng)味和食用安全性具有重要意義。

目前,揮發(fā)性物質(zhì)主要通過固相微萃取(Solid phase micro-extraction,SPME)技術(shù)進行提取,并利用氣-質(zhì)聯(lián)用(Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)進行分離測定[4-5]。SPME技術(shù)是一種利用微纖維表面少量的吸附劑,從樣品中分離和濃縮分析組分的技術(shù),幾乎克服了以往一些傳統(tǒng)技術(shù)處理樣品的所有缺點,操作更簡單、樣品量少、重現(xiàn)性好、無需萃取溶劑等[6-7]。本文利用SPME提取技術(shù)結(jié)合GC-MS分析,通過質(zhì)構(gòu)儀,分別從咀嚼度、彈性、內(nèi)聚力、黏性、恢復(fù)力等6個方面進行綜合評價,探究低溫殺菌(65 ℃,30 min)與高溫殺菌(85 ℃,15 min)方式對酸魚揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)及質(zhì)構(gòu)的影響,以期在延長酸魚貨架期的同時,減少殺菌過程對酸魚風(fēng)味及感官的影響,為酸魚標準化生產(chǎn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

酸魚(傳統(tǒng)發(fā)酵成熟) 湖南吉首八月樓菜市場。

7890A-5975C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國安捷倫公司;HH-S2型恒溫水浴鍋 金壇市成輝儀器廠;FA2004型電子天平 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;YS-2S-420型真空包裝機 杭州永新機械有限公司;TW80萬能攪拌機 天津市泰斯特儀器有限公司;FS-200型塑料薄膜封口機 永康市特力包裝機有限公司;TA-XT plus型質(zhì)構(gòu)分析儀 英國SMS公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品前處理 從酸魚(魚背)上取三份樣品(40 mm× 30 mm×10 mm)進行真空包裝后,經(jīng)不同殺菌方式處理。樣品A:未處理(空白對照);樣品B:低溫殺菌(65 ℃)處理30 min;樣品C:高溫殺菌(85 ℃)15 min。取經(jīng)處理的酸魚樣品于萬能攪拌機中攪成肉糜,用于揮發(fā)性成風(fēng)味物質(zhì)分析;取經(jīng)處理的樣品切成大小相近的魚片(20 mm× 20 mm×10 mm),用于質(zhì)構(gòu)分析。

1.2.2 HS-SPME萃取方法 選取65 μm PDMS/DVB萃取纖維頭,萃取纖維在GC進樣口250 ℃老化0.5 h,稱取5.0 g酸魚肉糜放入萃取瓶中,于60 ℃[6]下靜置平衡5 min,然后將SPME手持器通過瓶蓋的橡皮墊插入到萃取瓶中,推出纖維頭,吸附1 h后,隨即插入GC-MS儀器的進樣口,在250 ℃下熱脫附5 min。

1.2.3 GC-MS分析條件 GC條件:升溫程序為35 ℃保持5 min,以4 ℃/min升溫至210 ℃,保持5 min,以5 ℃/min升溫至220 ℃(不保持),進樣口溫度250 ℃。色譜柱為HP-5MS毛細管柱(30 m× 0.25 μm×0.25 mm),以He作載氣,流速1.0 mL/min。

MS條件:離子源溫度200 ℃,電離方式EI,電子能量70eV,掃描質(zhì)量范圍35～400 amu;進樣方式為直接將SPME手持器插入氣相色譜儀進樣口,推出纖維頭,于250 ℃解吸5 min。

1.2.4 質(zhì)構(gòu)測定條件 對試樣分別進行2次壓縮質(zhì)構(gòu)儀質(zhì)地多面剖析(TPA)模式測試,選擇P50探頭,測試條件:測前速率5.0 mm/s[8-9],測試速率1.0 mm/s,測后速率5.0 mm/s,壓縮比50%,間隔時間5 s,數(shù)據(jù)獲取速率200 pps，測定樣品的粘合度、彈性、內(nèi)聚力、黏性、咀嚼度、恢復(fù)性。

1.3 數(shù)據(jù)處理

揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析:未知化合物經(jīng)計算機檢索并與計算機標準譜圖庫NIST比較,匹配度大于70為確認化合物(最高匹配度為100),同時采用峰面積歸一化法做定量分析。

質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)分析:使用DPS數(shù)據(jù)處理軟件進行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同殺菌方式對湘西酸魚揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響

2.1.1 不同殺菌方式處理后魚肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類和數(shù)量 經(jīng)不同殺菌方式處理的酸魚揮發(fā)性成分總離子流圖譜如圖1所示,酸魚的揮發(fā)性成分GC-MS分析結(jié)果如表1,檢出成分的種類和數(shù)量對比如圖2所示。

圖1 不同殺菌方式酸魚揮發(fā)性成分總離子流圖Fig.1 Total ion flow diagram of volatile components of sour fish treated with different sterilization methods注:A:未處理,B:低溫殺菌,C:高溫殺菌。

圖2 不同殺菌方式酸魚揮發(fā)性成分的種類Fig.2 Species of volatile component of sour fish treated with different sterilization methods

表1 不同殺菌方式酸魚揮發(fā)性成分GC-MS分析結(jié)果Table 1 GC-MS analysis results of volatile components of sour fish treated with different sterilization methods

續(xù)表

未經(jīng)殺菌處理的酸魚共檢出48種揮發(fā)性成分,其中酯類化合物14種(27.22%),碳氫類化合物6種(11.99%),羰基類17種(51.64%),酸類4種(3.96%),醇類4種(4.38%),其他類化合物2種(1.07%)。低溫殺菌酸魚揮發(fā)性成分共檢出58種,其中酯類化合物27種(57.79%),碳氫類化合物9種(12.76%),羰基類15種(21.86%),酸類2種(0.91%),醇類3種(5.31%),其他類化合物2種(1.38%)。高溫殺菌酸魚揮發(fā)性成分共檢出52種,其中酯類化合物23種(56.29%),碳氫類化合物7種(6.17%),羰基類13種(23.65%),酸類2種(1.01%),醇類5種(11.95%),其他類2種(0.91%)。

2.1.2 不同殺菌方式酸魚揮發(fā)性成分組成分析

2.1.2.1 酯類化合物 酯類物質(zhì)可能來源于羧酸類物質(zhì)和微生物作用下醇類物質(zhì)的酯化反應(yīng),可以賦予肉制品果香甜味的特征[10],是酸魚主要揮發(fā)性成分之一。三組中均檢測到的酯類主要有癸酸乙酯、正十二烷酸乙酯、十三烷酸乙酯、十四烷酸乙酯、十五酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯、棕櫚酸乙酯、油酸乙酯等。在經(jīng)低溫殺菌處理的酸魚樣品中,檢出的27種酯類物質(zhì)相對含量(57.79%)高于未處理(14種,27.22%)、高溫處理樣品(23種,56.29%)。酯化反應(yīng)多為可逆反應(yīng),溫度升高時,反應(yīng)朝著正方向反應(yīng),所以升溫處理會促進酯類生成,但溫度過高，酯類物質(zhì)分解程度增加。

2.1.2.2 碳氫類化合物 烷烴(C6～C19)廣泛存在于水產(chǎn)品的揮發(fā)性化合物中,但因為其閾值較高,所以對食品的整體風(fēng)味貢獻較小[11]。未處理酸魚中碳氫類化合物6種,低溫殺菌后有9種,高溫殺菌后7種,其中以高溫殺菌的酸魚碳氫類化合物相對含量最低，為6.19%。而產(chǎn)生這種變化的可能原因是,醇的消去反應(yīng)生成烯類物質(zhì),導(dǎo)致酸魚升溫處理后，碳氫類化合物略有增多,但熱處理溫度過高時，碳氫化合物趨于減少,這與高溫條件下脂肪酶活性受影響有關(guān)[12]。

2.1.2.3 羰基類化合物 脂肪氧化和美拉德反應(yīng)的的中間產(chǎn)物是羰基類化合物,直鏈醛主要來自于不飽和脂肪酸的氧化,支鏈醛主要來自氨基酸降解,酮類化合物的形成主要來自于脂質(zhì)的氧化和Strecker反應(yīng)而發(fā)生的氨基酸降解[13]。從圖2～圖3可看出，羰基類化合物在酸魚揮發(fā)性風(fēng)味中所占比例較高,表1中列出三組中均有檢出的羰基類物質(zhì)有棕櫚醛、苯甲醛、(E)-2-辛烯醛、壬醛等。檢出的醛類物質(zhì)多屬C4～C16范圍內(nèi),苯甲醛屬于芳香醛類,這些物質(zhì)與小分子酮對熟肉的整體風(fēng)味具有重要作用[14]。未處理酸魚羰基類化合物相對含量較高(51.64%),經(jīng)熱處理后，羰基類化合物相對含量減少(低溫處理21.86%,高溫處理23.65%),這有助于減少酸魚原有的腥味[15]。熱殺菌后羰基類物質(zhì)減少,可能是因為，升溫過程中醛、酮通過還原作用生成醇類物質(zhì)或裂解生成烴類。

圖3 不同殺菌方式酸魚揮發(fā)性成分的相對含量Fig.3 Relative content of volatile components of sour fish treated with different sterilization methods

2.1.2.4 酸類化合物 經(jīng)殺菌處理后,酸類化合物檢出較少,低溫處理(2種,0.91%),高溫處理(2種,1.01%),在種類與含量方面相差不大。主要檢測到的有十四烷酸、n-棕櫚酸、順式異油酸、5,8,11,14-二十碳四烯酸、5,8,11,14,17-甲基二十碳五烯酸、EPA等。酸類物質(zhì)大部分是碳水化合物的分解產(chǎn)物,有部分可能是氨基酸的產(chǎn)物[16]。

2.1.2.5 醇類化合物 飽和醇類可能是在加熱過程中,脂肪經(jīng)氧化分解生成或是由羰基化合物還原而生成醇[17]。酸魚中檢出醇類較少,三組樣品中均檢測到1-辛烯-3-醇、苯乙醇、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇,高溫組檢出18-十九碳烯-1-醇相對含量為0.4371%,(Z,Z)-9,12-十八碳二烯-1-醇為0.1943%,未處理組檢出(R)-(-)-(Z)-14-甲基-8-十六碳烯-1-醇相對含量為1.5620%。碳鏈較長的直鏈醇及一些不飽和醇往往具有某種獨特的香味,且飽和醇的香氣閾值遠高于不飽和醇[18]。經(jīng)高溫殺菌處理的酸魚不飽和醇含量達到10.00%,高溫處理使醇類化合物對酸魚風(fēng)味的貢獻具有一定促進作用。

2.1.2.6 其他類化合物 呋喃類化合物閾值較低,大多有肉的烤焦味,存在于許多食品風(fēng)味中。在對酸魚肉的檢測中,加熱導(dǎo)致2-乙基呋喃、2-戊基呋喃、反式-2-(2-戊烯基)呋喃含量增多。

綜上所述,殺菌處理有助于促進酸魚揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的生成。高溫殺菌酸魚醇類物質(zhì)較低溫殺菌的多,但經(jīng)過低溫殺菌,酸魚的酯類化合物在種類和相對含量方面,都比高溫殺菌的有所提高,形成酸魚獨特的肉香風(fēng)味。酯類和羰基類化合物是酸魚揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的主要成分。

2.2 不同殺菌方式對酸魚質(zhì)構(gòu)特性的影響

不同殺菌方式酸魚質(zhì)構(gòu)測定結(jié)果見表2。低溫和高溫殺菌處理與未對照組的酸魚恢復(fù)性均存在顯著差異(p<0.05),高溫處理使得蛋白質(zhì)變性,結(jié)締組織水解,膠原部分變成溶于水的明膠,使得魚體恢復(fù)性下降更明顯[19]。兩種殺菌處理的酸魚內(nèi)聚性差異不顯著(p>0.05),但與未殺菌處理的酸魚相比,高溫殺菌處理酸魚的內(nèi)聚性顯著降低(p<0.05),說明高溫殺菌處理對酸魚咀嚼細膩感破壞顯著(p<0.05)。

表2 不同殺菌方式酸魚質(zhì)構(gòu)測定結(jié)果Table 2 Results of texture of sour fish treated with different sterilization methods

兩種殺菌處理對酸魚的彈性有顯著影響(p<0.05),與未殺菌處理的酸魚相比,低溫殺菌后酸魚彈性顯著降低(p<0.05),可能是因為,在此升溫階段蛋白質(zhì)間交聯(lián)作用處于初期,形成的凝膠結(jié)構(gòu)較弱[20]。高溫處理酸魚彈性顯著升高(p<0.05),這是因為,在熱處理后肉內(nèi)部的疏水基團暴露出來,形成二硫鍵,疏基和二硫鍵的增加使分子間交聯(lián)作用加強,加強凝膠結(jié)構(gòu),從而表現(xiàn)出彈性增大[21]。

經(jīng)兩種殺菌處理的酸魚黏性均顯著降低(p<0.05),酸魚殺菌后魚肉黏性降低,是因為熱處理過程中,肌原纖維蛋白發(fā)生了不同程度的降解。高溫殺菌酸魚的黏性顯著高于低溫殺菌酸魚的黏性(p<0.05),由此可見,魚肉黏性的降低不但與殺菌溫度有關(guān),還可能與殺菌時間相關(guān)。

咀嚼度是質(zhì)地綜合評價參數(shù),兩種殺菌處理魚肉的咀嚼度存在顯著性差異(p<0.05),其中高溫殺菌酸魚咀嚼度顯著高于低溫殺菌(p<0.05),這可能與殺菌時間有關(guān),高溫殺菌時間短,魚肉肌肉纖維收縮變形程度較低溫殺菌的低。

3 結(jié)論

采用固相微萃取結(jié)合GC-MS技術(shù),對低溫殺菌(65 ℃,30 min)與高溫殺菌(85 ℃,15 min)兩種殺菌方式對酸魚揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)及質(zhì)構(gòu)的影響進行了探究。與未經(jīng)殺菌處理的酸魚相比,殺菌處理后能夠增加酸魚中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類,經(jīng)低溫殺菌的酸魚共檢出揮發(fā)性成分的種類最多,共58種,高溫殺菌酸魚中檢出的風(fēng)味物質(zhì)的種類次之,為52種,未處理組僅檢出48種。其中低溫殺菌后的酸魚檢出酯類物質(zhì)的種類(27種)與相對含量(57.79%)相比而言，多于經(jīng)高溫殺菌后(23種,56.29%),生成羰基類化合物的種類較豐富,其中低溫組為15種,高溫組為13種。而酯類和羰基類物質(zhì)為酸魚主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),對酸魚的獨特風(fēng)味有重要貢獻作用。因此,低溫殺菌與高溫殺菌相比更有利于酸魚特征風(fēng)味的形成。通過質(zhì)構(gòu)分析得出,高溫殺菌酸魚要比低溫殺菌表現(xiàn)出更好的彈性、黏性、咀嚼度,低溫殺菌對酸魚的黏性與咀嚼度影響較大。綜合各項指標,低溫殺菌處理有助于酸魚揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的形成，高溫殺菌處理可以最大限度地保持酸魚固有的感官。