不同中心溫度對蒸制大口黑鱸品質(zhì)的影響

王科瑜,楊宏旭,包玉龍,馮瑞紅,王 勇,陳東坡,周 鵬,*

(1.江南大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室,江蘇無錫 214122;2.杭州老板電器股份有限公司,浙江杭州 311100)

大口黑鱸(Micropterussalmoides)是我國重要的養(yǎng)殖淡水鱸魚,其蛋白質(zhì)含量高,且富含DHA等多不飽和脂肪酸、維生素和礦物質(zhì)等微量元素[1]。近年來我國淡水鱸魚養(yǎng)殖規(guī)模日益增加,2015年其養(yǎng)殖產(chǎn)量更是達到了養(yǎng)殖魚類總產(chǎn)量的1.3%,凸顯出其巨大的市場潛力[2]。

烹飪作為食品加工中重要的熱處理方式在保證產(chǎn)品微生物安全性的前提下,同時賦予食品獨特的風(fēng)味和口感。不同烹飪方式各有特色,蒸制處理因其對食材的營養(yǎng)成分破壞小、可較好地保留食材的原有風(fēng)味、減少有害物質(zhì)產(chǎn)生等特點而備受人們青睞[3-4]。傳統(tǒng)粵系名菜“清蒸鱸魚”可謂是蒸制烹飪的典范,其不僅肉質(zhì)細密雪白、入口鮮香,同時具有健脾、補氣、益腎等多種功效。蒸制條件是影響魚肉色香味品質(zhì)的關(guān)鍵,熱處理過程中溫度和時間的變化與肉質(zhì)特征風(fēng)味的形成、脂肪和蛋白的氧化情況以及營養(yǎng)素的生物利用度密切相關(guān),加熱溫度過高容易導(dǎo)致蛋白結(jié)構(gòu)的變化,巰基的氧化以及羰基含量的升高增加了蛋白變性聚集的可能,并進一步影響肉質(zhì)的消化特性[4-7]。因此確定食材的蒸制條件、最大程度優(yōu)化其食用品質(zhì)是食品加工中的重要內(nèi)容,這也成為了電蒸箱等家電產(chǎn)品進一步開發(fā)時行業(yè)所面臨的重要問題。目前研究主要集中于比較不同烹飪方式對魚肉品質(zhì)的影響,如胡呂霖等[8]研究了鱘魚肉分別經(jīng)汽蒸、水煮、油炸、微波和烤箱烤制5種不同烹飪方式處理后其脂肪氧化、蛋白氧化及消化性的差異。Nieva-Echevarría等[5]則比較了煮制、蒸制和低溫真空烹飪3種方式對海鱸魚脂肪及揮發(fā)性成分的影響。而關(guān)于鱸魚肉在蒸制過程中的具體變化及最佳蒸制條件的確定仍有待進一步研究。

基于上述事實,本研究以大口黑鱸為蒸制對象,采用差示掃描量熱法(Differential Scanning Calorimetry,DSC)了解魚肉蛋白的熱特性并指導(dǎo)設(shè)定鱸魚蒸制的中心溫度,通過分析蒸制過程中魚肉色差、質(zhì)構(gòu)、揮發(fā)性成分、感官品質(zhì)的變化,綜合確定鱸魚蒸制的最佳條件,旨在為食材烹飪條件的優(yōu)化及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供新的研究思路和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

活體大口黑鱸(Micropterussalmoides) 質(zhì)量范圍為(380±30) g,購于無錫市濱湖區(qū)華潤萬家超市;氯化鈉 分析純,國藥集團化學(xué)試劑有限公司;2,4,6-三甲基吡啶 色譜純,美國Sigma公司。

S226老板電器嵌入式蒸箱 杭州老板電器股份有限公司;EL204電子天平、PL2002電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;C-MAG H4加熱磁力攪拌器、T10高速分散機 德國IKA公司;705超低溫冰箱 賽默飛世爾科技公司;UT 322 高精度接觸式溫度計(K型熱電偶)優(yōu)利德集團有限公司;214 Polyma差示掃描量熱儀 耐馳科學(xué)儀器商貿(mào)上海有限公司;CR-400色彩色差計 柯尼卡美能達(中國)投資有限公司;SCIONSQ-456-GC氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國布魯克公司;TA.XT-Plus物性分析儀 英國Stable Micro System公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 魚肉蒸制條件的確定 活體鱸魚經(jīng)頭部擊打致死后,去除表面鱗片和內(nèi)臟,流水沖洗干凈并用廚房用紙擦干表面及內(nèi)部水分。蒸制前魚體兩側(cè)均勻打上花刀,以魚背鰭的始端和末端為基準(zhǔn)等分切四刀,刀痕長度約為4～5 cm,深度約為1 cm。之后將整條鱸魚放置于瓷盤中進行蒸制,并在魚體中心部位插上兩個熱電偶,用于監(jiān)測其內(nèi)部溫度的變化。實驗中采用S226老板電器嵌入式蒸箱100 ℃蒸汽條件蒸制,當(dāng)魚體中心溫度達到設(shè)定值后立即將鱸魚取出,并冷卻至室溫。鱸魚蒸制過程中,其達到相應(yīng)中心溫度所需時間如表1所示。

表1 不同中心溫度鱸魚肉的對應(yīng)蒸制時間Table 1 Corresponding steaming time of Micropterus salmoides at different core temperatures

1.2.2 DSC的測定條件 取新鮮鱸魚背部、腹部及尾部10～15 mg魚肉于鋁坩堝中進行測定,25 ℃條件下平衡5 min后,以10 ℃/min的升溫速率升至90 ℃,采用Proteus軟件分析魚肉蛋白的變性溫度并計算焓值,每組設(shè)置3個平行,每個平行重復(fù)3次。

1.2.3 色差值的測定 魚體加熱至不同中心溫度并冷卻至室溫后,取下整塊鱸魚背部魚肉,測定魚肉內(nèi)部(骨肉交界處)L*、a*和b*值的變化,以生鮮樣品為對照,每組測定3個平行,每個平行重復(fù)測定3次。

1.2.4 質(zhì)構(gòu)的測定 鱸魚經(jīng)蒸制處理并去除表面魚皮后進行質(zhì)構(gòu)測定,以新鮮樣品作為對照組。實驗在TPA程序[3]的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化,測定時采用P5探頭,實驗為兩次下壓模式,分別下壓3 mm和7 mm,中間保持30 s,測定部位為魚體背鰭下方、側(cè)線以上的背部部分,共設(shè)定4個平行,每個平行選取4個點進行測試,同時計算魚體的表面彈性及破裂強度。

彈性:保持30 s后的力值與下壓3 mm處力值的比值;破裂強度:穿刺過程破裂處的力值。

1.2.5 揮發(fā)性成分的測定 參考Yu等[9]的實驗方法并稍作修改,稱取混合均勻的魚肉背部樣品2 g,加入4 mL飽和食鹽水溶液,以2,4,6-三甲基吡啶為內(nèi)標(biāo),混勻后45 ℃條件下采用C-MAG H4加熱磁力攪拌器攪拌8 min,接著同樣溫度條件下采用進樣針 DVB/CAR/PDMS(50/30 μm)頂空萃取30 min。吸附完成后取出并插入氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)解吸5 min,每個條件設(shè)置3個平行。

色譜條件:DB-WAX彈性毛細管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);載氣為高純氦氣,流速為0.80 mL/min,不分流進樣;升溫程序:40 ℃柱初溫條件下保持3 min,以5 ℃/min升溫至90 ℃,之后以6 ℃/min升溫至230 ℃并保持6 min。

質(zhì)譜條件:進樣口和接口溫度均為250 ℃,采用電子轟擊電離源,電離電壓70 eV,發(fā)射電流為 200 μA,溫度為200 ℃,四級桿溫度150 ℃,檢測器電壓為1 kV;掃描范圍為33～400 amu。

定性定量方法:選用Xcalibur軟件進行數(shù)據(jù)分析,對檢測出的風(fēng)味物質(zhì)進行NIST2005和willey7兩個數(shù)據(jù)庫自動檢索,選用純度與匹配度二者均大于800的檢測結(jié)果,對揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)利用歸一化法進行分析。

1.2.6 感官評價 感官評價采用評分法進行,前期確定鱸魚感官評價的測定指標(biāo)及權(quán)重,完善評分標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)評價方法[10-12]。實驗時挑選10名優(yōu)質(zhì)評價員,對其進行為期半月的感官訓(xùn)練,使其明確各指標(biāo)的意義并能準(zhǔn)確作出判斷。感官評定過程中,評價員根據(jù)感官評分表對不同樣品做出判斷,在評價后一個樣品前需漱口,休息1 min后進行。評分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 鱸魚感官評價評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation scale of Micropterus salmoides

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)的顯著性分析采用SPSS 20.0軟件中的ANOVA單因素方差分析及Duncan test方法,主成分分析采用XL STAT 2015軟件,作圖采用Origin 2016軟件進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 鱸魚肉蛋白的熱特性

鱸魚不同部位的DSC掃描曲線如圖1所示,背部、尾部和腹部均出現(xiàn)兩個主要的變性吸熱峰。峰1的溫度分布較廣,變性熱焓值高,很可能與肌球蛋白、肌漿蛋白等的熱變性相關(guān),而峰2可能是肌動蛋白的變性峰[13]。不同部位其變性峰的峰值溫度也非常接近,背部、尾部和腹部峰1的峰值溫度均值依次為54.12、54.49和54.85 ℃,峰2則為72.86、73.19和73.08 ℃。由于蛋白含量的差異,不同部位在熱焓值上也有所區(qū)別,其中背部和尾部較接近,經(jīng)Proteus Analysis software分析DSC掃描曲線可得,背部兩個吸收峰的焓值分別達到1.21和0.35 J/g,尾部分別為1.16和0.32 J/g,而腹部的熱焓值相對較低,僅為0.96和0.27 J/g。邵穎等[14]的實驗結(jié)果與本文類似,其將峰1判定為3個未完全分離的吸熱峰,并認為分別代表肌球蛋白頭部、肌球蛋白尾部和肌漿蛋白?；谏鲜鼋Y(jié)論,為充分了解蒸制處理魚肉品質(zhì)變化與蛋白變性的關(guān)聯(lián),實驗時考慮各吸熱峰的起始、峰值及終止溫度,并將蒸制中心溫度分別設(shè)定為45、55、65、75和85 ℃,進一步探究蒸制過程中相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)的變化。

圖1 不同部位鱸魚肉的DSC掃描曲線

2.2 不同蒸制中心溫度對鱸魚肉色差值的影響

鱸魚經(jīng)蒸制處理后,其內(nèi)部色差的變化可用于反映魚肉的成熟情況(表3)。色差通常以L*、a*和b*值表示,用來說明樣品色澤的明暗程度及顏色的變化。分析實驗結(jié)果來看,新鮮樣品的亮度值低,熱處理使得魚肉色澤發(fā)生了顯著變化(p<0.05)。當(dāng)中心溫度為45 ℃時,魚肉亮度值、紅度值和黃度值均顯著升高(p<0.05),但內(nèi)部仍有部分魚肉未完全熟化,與魚骨緊密結(jié)合處的肉質(zhì)出現(xiàn)明顯的肉質(zhì)發(fā)紅現(xiàn)象,這可能是熱處理對魚骨結(jié)構(gòu)的破壞導(dǎo)致血紅蛋白等的滲出造成。隨著中心溫度的繼續(xù)升高,魚肉因蛋白變性其整體表現(xiàn)為白色,L*值和b*值顯著上升而a*值顯著下降(p<0.05)。當(dāng)中心溫度達到65 ℃以上時,其L*值和b*值仍有所增加,a*值繼續(xù)呈現(xiàn)下降趨勢,魚肉色澤有所改善但差異相對較小。綜上而言,當(dāng)中心溫度達到65 ℃時,魚肉內(nèi)部色澤基本穩(wěn)定,進一步升溫對其影響較小。

表3 不同蒸制中心溫度對鱸魚肉色差值的影響Table 3 Effect of different core temperatures on color parameters of Micropterus salmoides during steaming

2.3 不同蒸制中心溫度對鱸魚肉質(zhì)構(gòu)的影響

實驗中測定了魚肉表面彈性及破裂強度的變化(如圖2所示)。新鮮魚肉彈性值低(26.7%)而破裂強度大(503 g),加熱前后魚肉質(zhì)構(gòu)差異顯著,表現(xiàn)為彈性值的顯著升高及破裂強度的顯著下降(p<0.05)。比較不同蒸制中心溫度分析,45～75 ℃溫度范圍內(nèi)魚肉彈性值雖有波動但變化不大,基本在45%～47%之間,而當(dāng)中心溫度達到85 ℃時,其彈性值相比明顯降低(43.0%)(p<0.05)。對于破裂強度,蒸制中心溫度為55 ℃時,鱸魚肉的破裂強度值最低(118 g),之后隨中心溫度的升高其數(shù)值進一步增加并在75 ℃達到最大(153 g),85 ℃時魚肉破裂強度略有下降(125 g)。

圖2 不同蒸制中心溫度對鱸魚肉質(zhì)構(gòu)的影響

新鮮魚肉由于肌纖維總體柔軟,因而測得的表面彈性值較低,同時其細胞結(jié)構(gòu)完整,肌纖維排列緊密而不易穿刺,破裂強度值較高。而蒸制處理使得魚肉中結(jié)締組織和肌纖維發(fā)生變性,其細胞結(jié)構(gòu)的破壞使得魚肉組織間的緊密程度下降,因而相比于新鮮魚肉,熱處理組的破裂強度明顯降低。隨著中心溫度的升高,魚肉肌纖維的橫向及縱向收縮加劇,導(dǎo)致其破裂強度值有所增加[15-16]。最后,當(dāng)蒸制中心溫度達到85 ℃時,魚肉的肌纖維結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重,連接肌纖維的結(jié)締組織進一步變性和溶解使得纖維間隙增加,結(jié)構(gòu)變得更加松散,因此在85 ℃時,魚肉的彈性和破裂強度又有所降低。

2.4 不同蒸制中心溫度對鱸魚肉揮發(fā)性成分的影響

實驗中采用GC-MS分析鱸魚背肉的揮發(fā)性物質(zhì)組成,不同中心溫度條件下測得65種主要揮發(fā)性成分,其中包含19種醛類、9種酮類、13種醇類、20種烴類及4種其它類物質(zhì)(表4)。鱸魚肉的揮發(fā)性成分以醛類物質(zhì)為主,醇類物質(zhì)次之。蒸制前后魚肉的風(fēng)味物質(zhì)含量明顯增加,物質(zhì)組成與蒸制前也有所差別。隨中心溫度的升高,醛類、醇類物質(zhì)大體呈現(xiàn)先上升后下降趨勢,酮類和烴類物質(zhì)在總含量上差別較小,但存在物質(zhì)種類上的變化。

表4 不同蒸制中心溫度鱸魚肉主要揮發(fā)性成分的含量Table 4 The content of main volatile compounds of Micropterus salmoides at different core temperatures during steaming

續(xù)表

不同揮發(fā)性成分表現(xiàn)出不同的氣味特征[17-20]。具體分析來看,鱸魚肉中己醛、辛醛、壬醛、(E,E)-2,6-壬二烯醛、2,4-癸二烯醛、2,3-辛二酮、1-辛烯-3-醇等揮發(fā)性成分對魚肉風(fēng)味的形成具有重要貢獻。醛類物質(zhì)含量高且閾值低,是其中的主要揮發(fā)性化合物,己醛在新鮮樣品中的含量可達173.29 μg/100 g,被認為普遍存在于海水魚及淡水魚中,表現(xiàn)出青草味及魚腥味,并且其閾值僅為0.45 μg/100 g,是形成鱸魚腥味的重要物質(zhì)[21-23]。值得關(guān)注的是,3-甲基丁醛、(E)-2-己烯醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛、(E,E)-2,6-壬二烯醛、9,12,15-十八碳三烯醛和2,4-癸二烯醛6種揮發(fā)性成分經(jīng)蒸制處理后均不被檢測到,這些成分對魚肉土腥味的產(chǎn)生具有一定貢獻,特別是2,4-癸二烯醛,其閾值僅為0.007 μg/100 g,且表現(xiàn)出腥味和腐臭味,此類化合物的減少對加熱后魚肉腥味的下降有重要作用[24]。蒸制前后,魚肉中的己醛、庚醛、辛醛、壬醛和癸醛等化合物的含量有所升高,這可能與加熱過程中脂肪的氧化分解密切相關(guān),同時賦予魚肉油脂味和清香氣味[24-26]。

相比于醛類成分,魚肉中的酮類和醇類物質(zhì)含量較低,主要起到風(fēng)味加和作用。酮類物質(zhì)主要來源于不飽和脂肪酸的氧化降解、美拉德反應(yīng)及氨基酸的降解,其中2,3-戊二酮和(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮的存在可增強新鮮魚肉的土腥味,而蒸制處理后,特別是中心溫度高于65 ℃時,兩者的含量有所下降,可一定程度減少魚肉腥味[26-27]。醇類的產(chǎn)生主要與羰基化合物的還原及脂肪酸的二級氫過氧化物的降解有關(guān)。研究認為,己醇、庚醇、辛醇等化合物多存在于蒸煮后的魚肉揮發(fā)性成分中,并且很可能是加熱過程中脂肪氧化分解產(chǎn)生,如1-己醇和1-辛醇多由油酸氧化生成,而1-戊醇則來源于亞油酸的氧化作用[28-29]。1-辛烯-3-醇為淡水魚中常見的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),其閾值僅為0.1 μg/100 g,風(fēng)味上具有蘑菇香、清香和油脂香,蒸制前后1-辛烯-3-醇物質(zhì)含量明顯升高,很可能是加熱時花生四烯酸和亞油酸的氧化降解增加了該物質(zhì)的生成[30-31]。

此外,烴類物質(zhì)由于其香氣閾值高,對風(fēng)味形成的貢獻小,其中檢測到的甲苯、乙苯和對二甲苯,被認為可能是因為環(huán)境中存在的污染物質(zhì)進入了魚體內(nèi)并富集,經(jīng)代謝分解及熱處理作用而產(chǎn)生[32]。而酯類物質(zhì)如乙酸乙酯和乙酸丁酯,及呋喃類物質(zhì)如2-乙基呋喃的產(chǎn)生使得蒸制魚肉的香氣更為豐富。綜上而言,蒸制處理可降低魚肉的腥味成分,脂肪氧化降解、美拉德反應(yīng)的發(fā)生促進了風(fēng)味物質(zhì)種類和含量的增加,使得魚肉的風(fēng)味更加多樣化,在一定程度上也可掩蓋魚肉的腥味。

從主成分分析結(jié)果中也不難看出(圖3),不同樣品組可分為三類,新鮮樣品與蒸制樣品存在明顯區(qū)別,前者的風(fēng)味組成以3-甲基丁醛、(E)-2-己烯醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛、(E,E)-2,6-壬二烯醛、2,4-癸二烯醛等為主,魚肉腥味突出。隨著中心溫度的升高,45、55和65 ℃樣品組的風(fēng)味組成較接近,其中癸醛、2,3-辛二酮、1-庚醇等揮發(fā)性物質(zhì)的含量較高且閾值低,脂香、果香等氣味的增加對其風(fēng)味的改善具有重要貢獻。溫度的進一步升高,75和85 ℃處理組可歸為一類,己醛、庚醛、辛醛等醛類物質(zhì)對其風(fēng)味貢獻較大,由于脂肪氧化及美拉德反應(yīng)的進行,魚肉的油脂香氣等更為濃郁。由此可得,魚肉在不同中心溫度蒸制過程中表現(xiàn)出不同的風(fēng)味特性。

圖3 不同中心溫度鱸魚肉揮發(fā)性物質(zhì)的主成分分析

2.5 不同蒸制中心溫度對鱸魚肉感官品質(zhì)的影響

如圖4所示,鱸魚經(jīng)不同中心溫度蒸制處理后,其感官品質(zhì)表現(xiàn)出不同的特性。當(dāng)中心溫度為45 ℃時,魚肉內(nèi)外部色澤差異大且內(nèi)部肉質(zhì)發(fā)紅現(xiàn)象明顯,夾取魚肉時其內(nèi)部肉質(zhì)與魚骨粘合牢固,較難分離,嗅聞及咀嚼時腥味明顯,總體感官評分低,但魚肉總體富有彈性且口感濕潤。相比而言,中心溫度為55 ℃時的魚肉樣品在色澤、氣味和滋味方面均有明顯改善。隨著中心溫度的進一步升高,魚肉成熟度增加,逐漸形成內(nèi)外均一的白色,紋理清晰且肉骨易分離。當(dāng)溫度為65和75 ℃時,魚肉特有的鮮味和肉香味增強,氣味和滋味得分隨溫度升高有所增加,相反組織彈性得分略有下降。當(dāng)中心溫度升高至85 ℃時,魚肉整體鮮香味突出,但其組織結(jié)構(gòu)出現(xiàn)局部松散,肉質(zhì)彈性及回復(fù)能力下降明顯,同時汁液流失的進一步升高使得魚肉在咀嚼時口感上有些發(fā)干,渣感增強,雖仍有嚼勁但咀嚼至吞咽狀態(tài)的時間相對延長[33-34]。綜合而言,魚體中心溫度為65和75 ℃時魚肉樣品各指標(biāo)得分均衡,感官品質(zhì)突出,較優(yōu)于其他溫度條件,表明該溫度范圍魚肉的熟化程度較適中。65～75 ℃也是鱸魚肉肌動蛋白的變性范圍,表明當(dāng)魚肉中的主要蛋白基本變性完全時,魚肉的食用品質(zhì)較好。同時該溫度范圍也符合USDA-FDA關(guān)于魚肉烹飪的食用安全性要求,即其內(nèi)部溫度應(yīng)高于145 ℉(約為63 ℃)[35]。

圖4 不同蒸制中心溫度鱸魚肉的感官評分

3 結(jié)論

不同中心溫度對蒸制大口黑鱸的品質(zhì)影響顯著,本研究首先通過測定不同部位鱸魚肉蛋白的熱特性得到其相應(yīng)的變性溫度,以指導(dǎo)蒸制過程魚體中心溫度的設(shè)定。蒸制實驗結(jié)果表明,當(dāng)中心溫度為45～55 ℃時,鱸魚整體成熟度較低,內(nèi)部魚肉因未完全熟化而導(dǎo)致其a*值顯著升高,蒸制前后魚肉彈性值上升明顯而破裂強度顯著降低(p<0.05)。隨著中心溫度的繼續(xù)升高(65～75 ℃),魚肉整體成熟度得到改善,揮發(fā)性物質(zhì)種類及含量的改變豐富了魚肉的脂香和清香氣味并降低了其腥味,感官上的滋味和氣味得分均有所增加(p<0.05)。而當(dāng)中心溫度達到85 ℃時魚肉出現(xiàn)“過熟化”,表現(xiàn)為質(zhì)構(gòu)彈性值的顯著降低,汁液流失的進一步加劇導(dǎo)致其口感上濕潤性的顯著降低及肉質(zhì)渣感的增強(p<0.05)。綜合而言,蒸制過程中隨著蛋白的變性魚肉品質(zhì)變化顯著,當(dāng)蒸制中心溫度在65～75 ℃范圍時,魚肉中主要蛋白基本變性完全,且鱸魚總體色香味平衡,成熟度適中,因此適合作為大口黑鱸的蒸制終點。