藜麥對鯛魚魚糜凝膠性能及揮發(fā)性風味的影響

徐祖東 陳 康，2 涂 丹 王 玨 戴志遠，2*

（1 浙江工商大學海洋食品研究院 杭州310012

2 浙江省水產(chǎn)品加工技術研究聯(lián)合重點實驗室 杭州310012）

藜麥（Chenopodium quinoa Willd）是一種發(fā)源于南美洲的安第斯山脈的莧科藜屬雙子葉假谷物，以其全面的營養(yǎng)價值及對環(huán)境超強的適應能力而引起人們的注意[1]，被引入美國、中國、歐洲、加拿大和印度等世界各個地區(qū)[2]。藜麥是聯(lián)合國糧農組織目前唯一確認的能滿足人體基本營養(yǎng)需求的單體植物，被稱為“全營養(yǎng)食品”，具有“超級谷物”之美譽[3]。其營養(yǎng)組成豐富均衡且含有大量的多酚類、黃酮類、皂苷等活性成分，對于一些疾病的預防治療，人體健康的維持，機體代謝的改善具有非常重要的作用[4-5]。

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，魚糜制品行業(yè)發(fā)生了巨大的變化。加工技術的持續(xù)改進為新品種魚類作為魚糜加工原料開辟了新的途徑。近年來，鯛魚魚糜已經(jīng)成為我國即食魚糜制品行業(yè)最常用的原料之一。外源添加物對魚糜制品凝膠性能及風味的影響出現(xiàn)在許多報道中，多糖類（淀粉類、果膠類、樹膠類等）、非肌肉蛋白類凝膠增強劑作為輔料，可提高魚糜制品凝膠強度[6]。藜麥含有豐富的碳水化合物（約50%）和蛋白質（約15%）[7]，其中碳水化合物以淀粉為主。研究表明[8-10]，添加淀粉類原料對魚糜凝膠強度的增強效果明顯。藜麥中含有較多支鏈淀粉[11]，具有較強的吸水膨脹性，有利于魚糜形成粘合性強的凝膠，鎖住凝膠網(wǎng)絡中的水分，提高魚糜凝膠的持水性[12]。藜麥蛋白組成以清蛋白和球蛋白為主，植物蛋白對于魚糜凝膠性能的影響也出現(xiàn)在許多報道中[13]。當前對魚糜制品風味的研究多是關于純魚糜制品的揮發(fā)性風味物質的鑒定，而添加物對魚糜制品揮發(fā)性物質影響的相關研究較少。

凝膠性能及風味是評定魚糜制品質量最直觀的標準。本研究主要探究鯛魚魚糜制品添加藜麥后的凝膠性能和蛋白結構變化以及對鯛魚魚糜揮發(fā)性風味的影響，旨在為鯛魚魚糜的產(chǎn)品研發(fā)和工藝改進提供數(shù)據(jù)參考，同時改進魚糜制品質量及藜麥資源利用的新途徑，填補藜麥作為外源添加物對魚糜制品凝膠性能和揮發(fā)性風味影響研究的空白。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷凍鯛魚魚糜，浙江炎亭漁夫食品有限公司；藜麥，青島宏業(yè)天成農業(yè)科技有限公司，粉碎后過100目篩；食鹽、PVDC腸衣（直徑30mm），市售。三氯乙酸（TCA），美國Sigma-Aldrich公司；β-巰基乙醇，美國Bio-Rad公司；硫酸銅、酒石酸鉀鈉，國藥化學試劑有限公司；氯化鈉、尿素，西隴化工股份有限公司。

1.2 設備與儀器

FP3010型食品調理機，德國博朗公司；WF-12型液壓灌腸機，嘉興市瑞邦機械工程有限公司；DK-S12型電熱恒溫水浴鍋，上海森信實驗儀器有限公司；TMS-Pro質構儀，美國FTC儀器有限公司；Color Quest XE色差儀，美國Hunter Lab儀器有限公司；T-18均質機，德國IKA儀器有限公司；Spectrum lab22pc型分光光度計，上海棱光技術有限公司；RC-6 Plus高速冷凍離心機、Trace DSQⅡ氣相色譜-質譜聯(lián)用儀，美國Thermo Fisher Scientific公司；50/30μm二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（DVB/CAR/PDMS）萃取頭、TRIPLUS SPME自動進樣器，美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 鯛魚魚糜凝膠的制備 取500 g冷凍鯛魚魚糜于室溫下解凍至半解凍狀態(tài)，切塊后置于食品調理機中空斬5min（轉速1 500 r/min），加入冷凍魚糜量3.0%的食鹽鹽斬5min（轉速2 100 r/min），最后添加0~5 g/100 g的藜麥粉繼續(xù)斬拌5 min，形成魚糜溶膠。斬拌過程中嚴格控制物料溫度≤10℃。取出魚糜溶膠填充至腸衣中成型，采用二段加熱法進行凝膠化和熟化定型，定型后立即置于冰水中冷卻10min，取出瀝干，置于4℃冰箱冷藏待測。

1.3.2 凝膠強度的測定 采用TPA方法測定破裂強度和凹陷深度（選用Φ5.0mm球形探頭，穿刺速度60mm/s，穿刺深度20mm）。根據(jù)公式（1）計算凝膠強度。

1.3.3 白度的測定 白度采用色差儀測定。使用RSIN模式校正，選用光阱和白色標準板，觀察面積為小，孔徑為0.375mm。采用反射模式測定L*（亮度）、a*（正值為紅度，負值為綠度）、b*（正值為黃度，負值為藍度）。根據(jù)公式（2）計算白度（W）。

1.3.4 持水性的測定 持水性參考Shi等[14]方法測定。稱?。?.0±0.1）g（M）樣品置于兩層濾紙（直徑110 mm）間折疊，放入50 mL離心管中，以3 500 r/min室溫離心15min，取出樣品再次稱重（X）。根據(jù)公式（3）計算凝膠樣品持水性（WHC）。

1.3.5 化學作用力的測定 根據(jù)CARECHE[15]和MATSUMOTO[16]的方法，各稱取魚糜凝膠樣品2.0 g，采用特定破壞分子內部化學作用力的化學試劑處理，混合均勻后均質，于4℃靜置1 h，10 000 r/min離心15min，取上清液。上清液中蛋白質的含量采用Lowry法[17]測定。

1.3.6 TCA-可溶性肽的測定 參考Bengjakul等[18]方法，各稱取2.0 g樣品切碎，加入18mL預冷的5%TCA溶液，11 500 r/min均質2min。均質后于4℃放置1 h，4℃8 500 r/min離心5min，取上清液。參照Lowry法[17]測定TCA-可溶性肽的含量，結果用μmol酪氨酸/g樣品表示。

1.3.7 揮發(fā)性風味的鑒定

1.3.7.1 頂空固相微萃取條件 分別稱取4.0 g對照組和3 g/100 g添加組的魚糜凝膠，切成小塊，置于15mL頂空提取瓶中。將樣品瓶放在GC-MS加熱設備中，70℃平衡10min。選擇50/30μmDVB/CAR/PDMS萃取頭，在70℃下吸附40min，然后在250℃解吸4min。

1.3.7.2 GC和MS分析條件 色譜柱為TRACE TR-35MS【30m×0.25mm（i.d.）×0.25μm】；載氣流速為1mL/min，不分流；進樣口溫度250℃；升溫程序：起始溫度30℃保持1min，以4℃/min升至92℃保持2min，再以5℃/min升至200℃，最后以6℃/min升至240℃，保持4min。

電離方式為電子轟擊（EI源），電子能量70 eV；傳輸線溫度250℃，離子源溫度250℃，檢測器溫度280℃；掃描速率5 scans/s，掃描范圍m/z33~450。

1.3.7.3 定性、定量方法 通過NIST 2.0標準譜庫檢索未知化合物，正反匹配度均大于800才予以定性。以相同條件分析C8～C20正構烷烴混合物，計算所匹配化合物保留指數(shù)（RI）值。結合MS和RI鑒定結果，將確定的揮發(fā)性物質使用面積歸一化法進行定量?；衔颮I值計算公式：

式中，n——被測化合物所含碳原子數(shù)；tx——被測化合物的保留時間；tn——與被測化合物含有相同碳原子數(shù)的正構烷烴保留時間；tn+1——比被測化合物多一個碳原子的正構烷烴的保留時間。

1.3.8 主體風味成分評價 使用相對氣味活度值（ROAV）評價各化合物對總體風味的貢獻，確定特征風味物質[19～20]。ROAV計算公式：

式中：Ci，Ti——分別是各化合物的相對含量（%）和相應的感覺閾值；Cmax，Tmax——分別是對總體風味貢獻最大的組分的相對含量（%）和相應的感覺閾值。對樣品風味貢獻最大組分的ROAV定義為100。

1.3.9 數(shù)據(jù)分析 采用SPSS 16.0軟件和Microsoft Excel 2010進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。顯著性檢驗方法為Duncan檢驗，檢測限為0.05，當P＜0.05時，即差異顯著。試驗結果用xˉ±s表示，每個樣品平行測定3次。

2 結果與分析

2.1 藜麥對鯛魚魚糜凝膠強度的影響

由圖1可知，隨著藜麥添加量的升高，鯛魚魚糜凝膠的凹陷深度和破裂強度都呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，在添加量為3 g/100 g時達到最大值，繼續(xù)添加則出現(xiàn)下降。凝膠強度為凹陷深度和破裂強度的乘積，在添加量為3 g/100 g藜麥時測定出最大值。添加組的凝膠強度均比對照組有顯著增加（P＜0.05），說明添加藜麥對鯛魚魚糜凝膠的凝膠強度有顯著的提升效果。藜麥中蛋白質組成以清蛋白和球蛋白為主，不含谷蛋白。同樣以不含谷蛋白的燕麥麩為試驗對象，Alakhrash等[21]的研究表明，隨著燕麥麩的添加，阿拉斯加鱈魚魚糜凝膠強度也出現(xiàn)顯著增強。

2.2 藜麥對鯛魚魚糜凝膠色澤的影響

使用色差儀測定鯛魚魚糜凝膠的色澤，通過計算得到白度。由表1可知，隨著藜麥添加量的增加，L*值呈減小趨勢，a*值變化不顯著，b*值為正數(shù)且呈顯著增大的趨勢，表明魚糜凝膠的黃度不斷增大，這是因為藜麥皮的顏色為淡黃色，可能是由于藜麥中含有豐富的類胡蘿卜素[22]。綜上所述，添加藜麥后鯛魚魚糜凝膠的白度值緩慢減小，1，2，3 g/100 g添加組和對照組并沒有顯著性差異（P＞0.05），說明適量添加藜麥對鯛魚魚糜凝膠顏色的影響較小，可接受。

2.3 藜麥對鯛魚魚糜凝膠持水性的影響

測定鯛魚魚糜凝膠的持水性，結果見圖2。添加藜麥后，鯛魚魚糜凝膠的持水力呈現(xiàn)增大趨勢。除1 g/100 g添加組，其它4組均和對照組有顯著性差異（P＜0.05），說明藜麥可明顯改善鯛魚魚糜凝膠的持水性能。淀粉作為藜麥中主要的碳水化合物，含量為58.1%～64.2%[23]，其中占比例較高的支鏈淀粉的膨脹度較高，并且藜麥淀粉顆粒較小，更容易和水分子作用[9，24]，因此持水性增加。同時，還可能是由于藜麥蛋白對魚糜凝膠的網(wǎng)狀結構交聯(lián)有促進作用，所以造成凝膠持水性增強。

表1 添加藜麥對鯛魚魚糜凝膠色澤的影響Table1 Effect of Chenopodium quinoa contents on color properties of the Pagrosomus major surimi gels

圖1 藜麥含量對鯛魚魚糜凝膠破裂強度、凹陷深度和凝膠強度的影響Fig.1 Effects of Chenopodium quinoa contents on the breaking force，deformation and gel strength ofthe Pagrosomus major surimi gels

圖2 藜麥含量對鯛魚魚糜凝膠持水力的影響Fig.2 Effects of Chenopodium quinoa contents on the water holding capacity of the Pagrosomus major surimi gels

2.4 藜麥對鯛魚魚糜凝膠化學作用力的影響

添加藜麥對鯛魚魚糜凝膠化學作用力的影響如圖3所示。魚糜凝膠形成的過程伴隨著各種化學鍵的形成，肌原纖維蛋白的結構是通過離子鍵、氫鍵、疏水相互作用、二硫鍵的化學作用力維持的[25]。隨著藜麥的添加，離子鍵的數(shù)量變化不明顯，氫鍵數(shù)量呈下降趨勢，疏水相互作用、二硫鍵呈現(xiàn)一定的上升趨勢。疏水相互作用對大多數(shù)蛋白質的結構和性質非常關鍵，為蛋白質的折疊提供了主要的推動力，使疏水殘基位于蛋白質分子的內部[26]。二硫鍵的形成也有助于增強魚糜的凝膠特性，隨著二硫鍵的增多，共價交聯(lián)增多，魚糜彈性逐漸增強[27]。推測藜添加麥有助于鯛魚魚糜凝膠內部蛋白的折疊及共價交聯(lián)增多。

2.5 藜麥對鯛魚魚糜凝膠TCA-可溶性肽含量的影響

TCA-可溶性肽反映魚糜凝膠中小分子肽的含量，其生成量越多，蛋白質被降解的程度越大。由圖4可知，隨著藜麥添加量的提高，TCA-可溶性肽含量呈現(xiàn)減小趨勢。以TCA-可溶性肽生成量來反映魚糜蛋白被降解程度，可以看出藜麥對魚糜蛋白降解有明顯抑制作用，所有添加藜麥的試驗組的TCA-可溶性肽含量均顯著低于對照組（P＜0.05）。何少貴[28]研究發(fā)現(xiàn)，添加豬血漿蛋白可降低狗母魚魚糜凝膠TCA-可溶性肽含量。藜麥蛋白和豬血漿蛋白主要由清蛋白和球蛋白組成，這與本試驗結果相符。由2.4節(jié)可知，隨著藜麥添加量的增大，魚糜凝膠的二硫鍵含量也隨著提高，二硫鍵的存在，使得蛋白質內部結構更加穩(wěn)定，其被降解程度相應降低[29]，TCA-可溶性肽含量也相應降低。

2.6 鯛魚魚糜及添加藜麥鯛魚魚糜揮發(fā)性風味物質的鑒定

鯛魚魚糜及添加藜麥鯛魚魚糜的揮發(fā)性風味成分的鑒定結果、相對含量如表2所示。從純鯛魚魚糜和添加藜麥鯛魚魚糜中分別檢出35，32種揮發(fā)性成分，包括醛類、烷烴、芳香族、醇類、酮類、脂類、雜環(huán)化合物等。醛類是相對含量最高的組分，分別達到兩種鯛魚魚糜總揮發(fā)物質的24.35%和28.21%。烷烴類化合物占總揮發(fā)性物質含量分別為8.63%，8.35%，多數(shù)是碳原子數(shù)為14～20的直鏈烴類化合物，這類化合物普遍閾值較大，對鯛魚魚糜風味貢獻較小。兩種魚糜中醇類和酮類各檢出的種類都較少。Josephson[30]研究表明揮發(fā)性羰基化合物可以產(chǎn)生原生的、濃郁的香味，而揮發(fā)性的醇產(chǎn)生品質較為柔和的氣味。芳香族化合物都有各其特殊的嗅感，在兩種鯛魚魚糜中各檢出19.20%，22.49%，乙基苯、鄰二甲苯、萘、1-甲基萘感覺閾值較低且在兩種魚糜中均有檢出，是對總體風味有貢獻的物質。

圖3 藜麥含量對鯛魚魚糜凝膠化學作用力的影響Fig.3 Effects of Chenopodium quinoa contents on the chemical bonds of the Pagrosomus major surimi gels

圖4 添加含量對鯛魚魚糜凝膠TCA-可溶性肽含量的影響Fig.4 Effects of Chenopodium quinoa contents on the TCA-soluble peptide content of the Pagrosomus major surimi gels

2.7 鯛魚魚糜及添加藜麥鯛魚魚糜特征風味物質的確定

如表2所示，壬醛在兩種魚糜制品中的含量均最高，感覺閾值低。將壬醛的ROAV值定義為100，據(jù)此來計算其它化合物的ROAV值，表明不同揮發(fā)性成分對兩種魚糜制品總體風味的影響。分別確定了6種和7種關鍵風味物質。添加藜麥鯛魚魚糜和純鯛魚魚糜的揮發(fā)性風味物質組成及相對含量相差不大。壬醛作為兩種鯛魚魚糜中相對含量最高的物質，其感覺閾值很低，是對兩種鯛魚魚糜風味貢獻最為突出的化合物。己醛、月桂醛、十一醛、苯甲醛等醛類對兩種鯛魚魚糜風味有較突出的貢獻。2-十一酮、2-壬酮等酮類，乙基苯、鄰二甲苯、萘、1-甲基萘等芳香族化合物也對兩種鯛魚魚糜風味有一定的貢獻。

表2 鯛魚魚糜和添加藜麥鯛魚魚糜揮發(fā)性風味物質的鑒定結果、ROAV值、相對含量及感官描述ROAVTable2 Identification results，ROAV，relative content and sensory description of volatile flavor compounds inpagrosomus major surimi and Pagrosomus major surimi gels with Chenopodium quinoa

（續(xù)表2）

3 結論

在鯛魚魚糜中適量的添加藜麥雖可以增強魚糜凝膠的凝膠強度及凝膠網(wǎng)狀結構的持水力，但會導致凝膠制品白度降低。添加藜麥可以為蛋白質的折疊提供推動力，使其共價交聯(lián)增多，魚糜彈性增強，還可以在一定程度上抑制蛋白質降解。

添加藜麥對鯛魚魚糜整體風味影響較小，醛類、芳香族化合物、酮類是對整體風味貢獻較為突出的物質。研究結果表明，無論是純鯛魚魚糜還是添加藜麥鯛魚魚糜，其主體風味構成都不復雜，整體呈現(xiàn)令人愉快的香氣，這符合魚糜制品作為可調味原料的要求。添加藜麥對某些關鍵風味物質的相對含量雖有影響，但不顯著，說明添加藜麥對鯛魚魚糜揮發(fā)性風味的影響可接受。

綜上所述，添加藜麥可以顯著提升鯛魚魚糜的凝膠性能并對其整體風味影響較小，是一種理想的外源添加物。