貯藏溫度對三疣梭子蟹蟹肉風(fēng)味的影響

陳燕婷 李高尚 宣仕芬 周 果 崔 燕 凌建剛 楊文鴿

(1寧波大學(xué)食品與藥學(xué)學(xué)院/浙江省動(dòng)物蛋白食品精深加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 寧波 315211；2寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 寧波 315040)

三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)俗稱白蟹、梭子蟹，營養(yǎng)豐富，味道鮮美，是我國重要的海洋捕撈和養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)蟹類，2016 年捕撈和養(yǎng)殖產(chǎn)量分別達(dá)到54.21萬t和12.53萬t[1]。捕獲后的梭子蟹極易死亡而腐敗變質(zhì)，嚴(yán)重影響其蟹肉風(fēng)味和食用品質(zhì)，因此保鮮梭子蟹顯得尤為重要[2]。目前主要通過低溫保鮮梭子蟹，低溫可分為冷凍、微凍、冰溫、冰藏及冷藏等。冷凍是指在-10℃或更低溫度下貯藏食物，保存期長，但易導(dǎo)致大量冰晶形成及蟹肉蛋白變性、蟹肉干耗，解凍時(shí)汁液流失嚴(yán)重。微凍是將食品保存在其凍結(jié)點(diǎn)以下1～2℃；與冷凍相比，微凍能減少冰晶的形成而降低冰晶對食品的損傷及其解凍失水率，但仍有部分水分被凍結(jié)而產(chǎn)生冰晶，破壞蟹肉肌纖維結(jié)構(gòu)，造成品質(zhì)劣化[3-4]。冰溫貯藏是在0℃到凍結(jié)點(diǎn)之間的低溫保鮮技術(shù)，在該區(qū)域溫度下食品不凍結(jié)，可以避免因凍結(jié)而導(dǎo)致質(zhì)構(gòu)劣化[5-6]。冰藏和冷藏則分別在0℃及以上溫度貯藏，能耗低，但蟹肉容易腐敗變質(zhì)，保質(zhì)期短。在上述低溫保鮮方法中，冰溫貯藏能保證食品無冰晶生成，減少對肌肉細(xì)胞的破壞，同時(shí)能有效抑制微生物生長和酶的活性，因此冰溫貯藏可克服冷凍和冷藏等部分缺陷，提高食品的保鮮性能[7-8]。

有關(guān)水產(chǎn)品冰溫貯藏技術(shù)的應(yīng)用成為當(dāng)下研究熱點(diǎn)之一。Bahuaud等[9]發(fā)現(xiàn)-1.5℃冰溫貯藏的大西洋鮭魚較冷藏大西洋鮭魚的貨架期延長了4周；Gallart-jornet等[10]研究了鮭魚肉片在冰溫、冰藏和凍藏條件下的品質(zhì)變化，發(fā)現(xiàn)冰溫貯藏的鮭魚肉片較冰藏的貨架期延長了9 d，且冰溫貯藏對魚肉蛋白降解、變性等均有明顯的抑制作用；凌萍華等[11]發(fā)現(xiàn)冰溫能延緩南美白對蝦多酚氧化酶活力的增長，減緩對蝦黑變，從而改善食品感官品質(zhì)，其貨架期可達(dá)冷藏組的2倍；周果等[12]發(fā)現(xiàn)冰溫貯藏能延緩梭子蟹品質(zhì)劣化，貯藏期間蟹肉TVB-N值、菌落總數(shù)、感官評分等變化均比冰藏、冷藏組緩慢。鑒于風(fēng)味對蟹肉品質(zhì)的重要性，本研究運(yùn)用電子鼻分析不同貯藏溫度下梭子蟹蟹肉的揮發(fā)性風(fēng)味，并結(jié)合ATP 關(guān)聯(lián)物、游離氨基酸含量等進(jìn)行分析，以期為豐富水產(chǎn)品風(fēng)味化學(xué)理論及冰溫保鮮技術(shù)的應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮活三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)，10月份購自寧波路林水產(chǎn)市場，每只質(zhì)量200 ± 20 g，購買后放置于加冰泡沫箱，并于30 min 內(nèi)運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室，隨后通過解剖針插入口腔機(jī)械致死。

腺苷三磷酸(adenosine triphosphate，ATP)、腺苷二磷酸(adenosine diphosphate，ADP)、腺苷酸(adenosine monophosphate，AMP)、肌苷酸(inosine monophosphate，IMP)、次黃嘌呤核苷(hypoxanthine riboside，HxR)、次黃嘌呤(hypoxanthine，Hx)標(biāo)準(zhǔn)品、氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品購自上海Sigma-Aldrich公司。

1.2 主要儀器與設(shè)備

PEN3便攜式電子鼻系統(tǒng)，德國Airsense 公司；Waters ACQUITY UPLC Ⅰ-Class 超高壓液相色譜儀，上海沃特世科技有限公司；Agilent 1100高效液相色譜儀，美國安捷倫科技有限公司；L93-1電子溫度記錄儀，杭州路格科技有限公司；Biofuge Stratos型高速冷凍離心機(jī)，德國Thermo Scientific SORVALL公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品前處理 梭子蟹的冰點(diǎn)參考文獻(xiàn)[12]。將梭子蟹隨機(jī)分為3組[冰溫(freezing-point storage，F(xiàn)S)組、冷藏(cold storage，CS)組和冰藏(ice storage，IS)組]，每組30只，分別貯藏于冰溫庫(-1.5 ± 0.1℃)、冷藏庫(4.0 ± 0.1℃)及冰藏箱(0 ± 0.3℃，加冰泡沫箱置于室溫環(huán)境，每24 h更換冰塊)，在貯藏第0、第2、第4、第6、第8天取蟹體肉樣品進(jìn)行指標(biāo)測定，貯藏當(dāng)天即為第0天。

1.3.2 蟹肉揮發(fā)性風(fēng)味的分析 取1 g 蟹肉樣品于15 mL 頂空瓶中，密封后在35℃水浴鍋中平衡20 min，采用電子鼻進(jìn)行檢測。參數(shù)：載氣流量300 mL·min-1，傳感器清洗時(shí)間60 s，氣體進(jìn)樣流量300 μL·min-1，數(shù)據(jù)采集時(shí)間40 s。

1.3.3 蟹肉ATP聯(lián)物含量的測定 參考SC/T 3048-2014[13]的方法進(jìn)行測定。

1.3.4 蟹肉游離氨基酸含量的測定 參照張進(jìn)杰[14]的方法并略作改動(dòng)。稱取2.5 g樣品，加10 mL蒸餾水勻漿后沸水浴5 min，10 000 r·min-1離心10 min，重復(fù)浸提2次，合并2次的上清液，然后將上清液定容到50 mL，經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過濾后保存?zhèn)溆谩?/p>

色譜條件：色譜柱Zorbax Eclipse-AAA PN 963400-902(4.6 mm×150 mm)，粒徑3.5 μm。柱溫40℃；流速1.5 mL·min-1；進(jìn)樣量20 μL；檢測波長254 nm。流動(dòng)相A：40 mmol·L-1NaHPO4，流動(dòng)相B：乙腈∶甲醇∶水(45∶45∶10,v/v/v)。

1.3.5 蟹肉呈味物質(zhì)滋味強(qiáng)度值的計(jì)算 滋味強(qiáng)度值(taste active value，TAV)按照公式(1)計(jì)算[15]：

TAV=樣品中呈味物質(zhì)濃度 /呈味物質(zhì)閾值

(1)。

1.3.6 蟹肉味精當(dāng)量的計(jì)算 呈味核苷酸(包括5′-IMP和5′-AMP)與谷氨酸等鮮味氨基酸產(chǎn)生協(xié)同增鮮作用，采用味精當(dāng)量(equivalent umami concentration，EUC)法分析鮮味氨基酸與核苷酸的的鮮味協(xié)同效應(yīng)[16]。EUC按照公式(2)計(jì)算：

EUC (g MSG·100g-1)=Σaibi+1 218×(Σaibi)×(Σajbj)

(2)

式中，ai、aj 分別為鮮味氨基酸和呈味核苷酸濃度(g·100g-1)；bi為鮮味氨基酸相對于味精的相對鮮度系數(shù)(Asp為0.077，Glu為1.0)；bj為呈味核苷酸相對于IMP 的相對鮮度系數(shù)(5′-IMP 為1，5′-AMP 為0.18)；1 218為協(xié)同作用常數(shù)；MSG為谷氨酸鈉(monosodium glutamate)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)均重復(fù)3～5次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用SPSS 19.0軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏溫度對蟹肉揮發(fā)性風(fēng)味的影響

由圖1可知，F(xiàn)S組蟹肉的2個(gè)主成分總貢獻(xiàn)率為90.56%，貯藏第0、第2、第4、第6天時(shí)蟹肉的主成分分析(principal component analysis，PCA)圖出現(xiàn)重疊，電子鼻無法明確區(qū)分貯藏前6 d蟹肉的嗅感，說明冰溫貯藏前6 d 蟹肉的風(fēng)味變化不明顯；貯藏第8天時(shí)，F(xiàn)S組蟹肉的風(fēng)味發(fā)生明顯變化。IS組和CS組蟹肉的兩主成分總貢獻(xiàn)率分別為95.46%和95.71%，貯藏第0天與第2天、第4天與第6天IS組蟹肉的PCA 圖部分重疊，而貯藏第2天與第4天、第6天與第8天CS組蟹肉的PCA圖部分重疊，說明隨著貯藏時(shí)間的延長，IS組和CS組蟹肉的風(fēng)味變化均較為明顯?？梢?，貯藏溫度對蟹肉的主成分分析產(chǎn)生影響，與CS組和IS組蟹肉相比，貯藏前期FS組蟹肉揮發(fā)性風(fēng)味的變化更為緩慢。

圖1 不同貯藏溫度下蟹肉風(fēng)味的主成分分析Fig.1 Principal component analysis of the flavor ofcrab meat at different storage temperatures

由圖2可知，貯藏第2天時(shí)，IS組和CS組蟹肉風(fēng)味的PCA 圖分開，但均與FS組蟹肉風(fēng)味的PCA部分重疊；貯藏第4天時(shí)FS組、IS組和CS組3組蟹肉風(fēng)味的PCA 圖各自分開，說明電子鼻能完全區(qū)分貯藏 4 d后各處理組蟹肉的風(fēng)味。

圖2 相同貯藏時(shí)間下蟹肉風(fēng)味的主成分分析Fig.2 Principal component analysis of the flavor of crab meat at the same storage time

2.2 貯藏溫度對蟹肉ATP 關(guān)聯(lián)物含量的影響

由表1可知，蟹肉ATP初始含量為219.68 mg·100g-1，隨著貯藏時(shí)間的延長，各處理組蟹肉ATP 含量不斷降低，但FS組蟹肉IMP 含量一直高于其他處理組，F(xiàn)S組、IS組、CS組中ATP分別于貯藏第8、第8、第6天未檢出。除CS組貯藏第8天時(shí)的ADP外，貯藏期間各處理組蟹肉的ADP 含量之間無顯著差異。貯藏期間，F(xiàn)S組、IS組中蟹肉AMP 含量在貯藏第2天均明顯增加，隨后下降，F(xiàn)S組蟹肉的AMP含量均顯著高于同期IS組和CS組(P<0.05)。蟹肉HxR、Hx初始含量較少，但隨著貯藏期的延長呈不同程度的增加趨勢。

IMP和AMP呈味閾值分別為50、25 mg·100 g-1[17]。由表2可知，F(xiàn)S組蟹肉IMP、AMP的滋味強(qiáng)度值(TAV)均高于IS組和CS組，表明冰溫貯藏的蟹肉AMP、IMP更豐富，其味道更鮮美。

2.3 貯藏溫度對蟹肉游離氨基酸含量的影響

游離氨基酸主要呈鮮、甜、甜苦、苦味等，其中谷氨酸和天冬氨酸呈鮮味，甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、蘇氨酸(Thr)、絲氨酸(Ser)呈甜味，精氨酸(Arg)、脯氨酸(Pro)、賴氨酸(Lys)和纈氨酸(Val)呈甜苦味，其他為不愉悅的苦味[18]。由表3可知，蟹肉中含量最豐富的游離氨基酸是Arg，其次為Gly。Gly具有甜味，同時(shí)當(dāng)有IMP 存在時(shí)，呈甜苦味的Arg甜度顯著增加，有助于保持蟹肉良好風(fēng)味[19]。

由表4可知，隨著貯藏時(shí)間的延長，蟹肉中游離氨基酸總量和甜味氨基酸占總游離氨基酸的百分比呈下降趨勢，而甜苦味氨基酸的比例除FS組和IS組貯藏第2天外，均有所上升；FS組游離氨基酸總量和鮮味氨基酸均高于同期IS組、CS組，說明隨著貯藏時(shí)間的延長，蟹肉良好的風(fēng)味受到影響，而冰溫貯藏能延緩蟹肉風(fēng)味劣化。

表1 貯藏溫度對蟹肉ATP關(guān)聯(lián)物含量的影響Table 1 Effect of storage temperature on the contents of ATP-related compounds in crab meat /(mg·100g -1)

注：同列不同小寫字母表示同一貯藏時(shí)間下各處理組該成分含量差異顯著(P<0.05)；“-”表示未檢測出。下同。

Note: Different lowercase letters in the same column indicate that the content of this component is significantly different among treatment groups at the same storage time(P<0.05). ‘-’ represents undetected. The same as following.

表2 貯藏溫度對蟹肉AMP、IMP滋味強(qiáng)度值(TAV)的影響Table 2 Effect of storage temperature on the taste active values of AMP and IMP in crab meat

由表5可知，貯藏第0、第2天時(shí)，各處理組蟹肉中的谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、精氨酸、組氨酸對蟹肉整體滋味貢獻(xiàn)最為明顯；貯藏第4天時(shí)蟹肉中呈味氨基酸以谷氨酸、甘氨酸、精氨酸和組氨酸為主；貯藏第6天時(shí)蟹肉中呈味氨基酸以谷氨酸、精氨酸和組氨酸為主；貯藏第8天時(shí)IS組和CS組蟹肉中呈味氨基酸以精氨酸和組氨酸為主，而FS組仍以谷氨酸、精氨酸和組氨酸為主要呈味氨基酸。隨著貯藏時(shí)間的延長，各處理組蟹肉中具良好風(fēng)味的谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸和精氨酸的TAV 呈下降趨勢，而具有不愉悅風(fēng)味的組氨酸的作用越來越突出，以致蟹肉風(fēng)味劣化。綜上，F(xiàn)S組蟹肉的鮮味、甜味比IS組、CS組保留時(shí)間更長。

表3 貯藏溫度對蟹肉游離氨基酸含量的影響Table 3 Effects of storage temperature on the contents of free amino acid in crab meat /(mg·100g-1)

表3(續(xù))

注：(+)表示味道愉悅，(-)表示味道不好，ND 表示未查到該氨基酸閾值。

Note: (+) represents pleasure taste. (-) represents bad taste. ND indicates the threshold of amino acid was not consulted.

表4 貯藏溫度對蟹肉不同味感游離氨基酸總量的影響Table 4 Effect of storage temperature on the total contents of free amino acids with different odor in crab meat

表5 貯藏溫度對蟹肉游離氨基酸的滋味強(qiáng)度值的影響Table 5 Effect of storage temperature on the taste active values of free amino acids in crab meat

2.4 貯藏溫度對蟹肉中游離氨基酸與核苷酸協(xié)同增鮮效果的影響

由表6可知，即死梭子蟹的味精當(dāng)量(EUC)為7.40，即每100 g 蟹肉的鮮味強(qiáng)度相當(dāng)于7.40 g味精所產(chǎn)生的鮮味。FS組蟹肉EUC值均比同期IS組、CS組高，且在貯藏第2天達(dá)最大值，這可能是由于梭子蟹AMP 脫氫酶活性較低，使AMP不能被快速分解，導(dǎo)致其累積所致。隨著貯藏時(shí)間的延長，IS組、CS組蟹肉的EUC值均逐漸減小，CS組在貯藏第8天降至0.83，此時(shí)梭子蟹已處于腐敗狀態(tài)。

表6 貯藏溫度對蟹肉味精當(dāng)量的影響Table 6 Effect of storage temperature on the equivalent umami concentration of crab meat /(g MSG·100g -1)

3 討論

本研究中電子鼻分析結(jié)果顯示，冰溫貯藏(FS組)第0、第2、第4和第6 天蟹肉風(fēng)味的PCA圖重疊，直到貯藏第8天完全分離；CS組、IS組分別在貯藏第2、第4天與第0天蟹肉的PCA圖完全分離，這與周果等[12]的研究結(jié)果一致。本試驗(yàn)中，貯藏第2天，F(xiàn)S組與IS組、CS組蟹肉風(fēng)味的PCA圖均有交叉，直到貯藏第4 天時(shí)電子鼻才能明顯區(qū)分各處理組蟹肉嗅感。不同貯藏溫度下蟹肉成分的變化速率不同，貯藏前期梭子蟹揮發(fā)性風(fēng)味變化緩慢，嗅感差異小；后期由于貯藏溫度不同，蟹肉變質(zhì)程度不同而產(chǎn)生不同的揮發(fā)性成分。

即死蟹中ATP 含量十分豐富，隨后ATP 首先被降解為ADP，并進(jìn)一步降解為HxR 和Hx[20-21]。本研究結(jié)果表明，CS組蟹肉中ATP于貯藏第6天不可檢出，F(xiàn)S組和IS組于貯藏第8天不可檢出，說明貯藏溫度越高，ATP降解速度越快。AMP 有壓抑苦味的特性，賦于食物理想的甜味和鮮味[20]；IMP 的呈味特性與AMP 相似，能增強(qiáng)食品的鮮味和甜味；Hx是ATP降解的最終產(chǎn)物，和半胱氨酸等含硫氨基酸作用會(huì)產(chǎn)生含硫的雜環(huán)揮發(fā)性物質(zhì)，呈苦味，對食品的風(fēng)味有不良影響，貯藏后期Hx含量的上升導(dǎo)致蟹肉風(fēng)味劣化[22]。本試驗(yàn)中，F(xiàn)S組和IS組蟹肉貯藏第2天時(shí)的AMP含量高于初始值，這是因?yàn)榧讱ぞV動(dòng)物AMP脫氨酶的活性較低[23]，貯藏前期尤其是低溫下AMP 更容易產(chǎn)生累積。此外，與IS組、CS組相比，F(xiàn)S組蟹肉中冰溫條件下AMP累積、IMP下降和Hx上升速度均比較緩慢，這有利于保持蟹肉的美味。

滋味強(qiáng)度值(TAV)是指呈味物質(zhì)濃度與其閾值之間的比值，可評價(jià)樣品中某一組分對鮮味強(qiáng)度的影響。當(dāng)某一物質(zhì)的TAV 大于1，說明該物質(zhì)對食品的滋味有貢獻(xiàn)，TAV 越大貢獻(xiàn)越大。AMP的呈味特性與其濃度有關(guān)，高濃度具有顯著的甜味和鮮味，低濃度時(shí)只有甜味；AMP 和IMP 之間也有協(xié)同作用，當(dāng)存在濃度較低的IMP 時(shí)，AMP的鮮味和甜味增強(qiáng)。此外，在食品風(fēng)味的形成過程中，氨基酸不僅提供其自有滋味，還與其他滋味物質(zhì)相互協(xié)同平衡，如L-谷氨酸與 5′-核苷酸之間有非常顯著的鮮味相乘作用。味精當(dāng)量(EUC)反映呈鮮物質(zhì)之間的鮮味協(xié)同效應(yīng)，更直觀的表示游離氨基酸和呈味核苷酸的作用以及它們之間的協(xié)同增鮮效應(yīng)[24～26]。冰溫貯藏有利于保持或增加食品鮮味成分，延緩不良味感成分的產(chǎn)生，如薛松等[27]比較了冰溫貯藏和普通冷藏對雞肉鮮度和游離氨基酸變化的影響，發(fā)現(xiàn)冰溫貯藏能更明顯地增加谷氨酸等游離氨基酸含量，提高雞肉鮮味；Erikson等[28]認(rèn)為冰溫能減少魚肉中與腐敗有關(guān)的揮發(fā)性含氮物的生成，抑制魚類的腐敗速度，同時(shí)增加與鮮味有關(guān)的氨基酸濃度。本試驗(yàn)中，F(xiàn)S組蟹肉IMP、AMP及具有良好風(fēng)味的谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸和精氨酸的TAV、EUC一直高于IS組和CS組，說明冰溫貯藏更能保持蟹肉的美味，這與前期研究結(jié)果一致[12]。

4 結(jié)論

冰溫組梭子蟹在貯藏前6 d 主要揮發(fā)性風(fēng)味變化不明顯，而冷藏組和冰藏組分別在貯藏第2、第4天時(shí)出現(xiàn)明顯變化，貯藏溫度越高，蟹肉氣味的變化越快。貯藏期間，各處理組IMP含量隨貯藏時(shí)間延長而降低，冰溫組AMP、IMP含量及TAV 均高于同期冰藏組和冷藏組，冰溫貯藏能為蟹肉提供更多的美味核苷酸。蟹肉中含量最豐富的游離氨基酸是精氨酸，其次為甘氨酸，主要的呈味氨基酸包括谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、精氨酸、組氨酸，但隨著貯藏時(shí)間的延長，鮮甜味氨基酸對蟹肉風(fēng)味的貢獻(xiàn)越來越小，而呈現(xiàn)苦味的組氨酸的作用越來越突出，導(dǎo)致蟹肉風(fēng)味劣變；冰溫組蟹肉的鮮、甜味比冰藏組和冷藏組保留時(shí)間更長，其EUC值均高于同期冰藏組和冷藏組。蟹肉的風(fēng)味物質(zhì)種類復(fù)雜，除ATP關(guān)聯(lián)物和游離氨基酸外，不同貯藏溫度下梭子蟹蟹肉中甜菜堿、呈味肽、有機(jī)酸等滋味物質(zhì)及揮發(fā)性嗅感成分的變化尚有待于進(jìn)一步分析。綜上，冰溫貯藏能更好地保持蟹肉原有風(fēng)味，延緩梭子蟹品質(zhì)的劣變。