臭鱖魚低溫發(fā)酵過程中品質(zhì)及揮發(fā)性物質(zhì)的變化

周迎芹 楊明柳 殷俊峰 鄢 嫣 林心萍 謝寧寧*

（1 安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 合肥 230031 2 浙江海洋大學(xué)食品與醫(yī)藥學(xué)院 浙江舟山 3160222 3 大連工業(yè)大學(xué) 國家海洋食品工程技術(shù)研究中心 遼寧大連 116034）

鱖魚（Siniperca chuatsi），又稱桂花魚，屬鱸形目鮨科鱖屬，魚體營養(yǎng)豐富，主要含蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)，具有補(bǔ)氣血、益脾胃的功效[1-3]。鱖魚發(fā)酵產(chǎn)品——臭鱖魚，是徽式風(fēng)味名菜的典型代表。以鹽腌工藝加工而成的臭鱖魚既保存了魚肉原有的營養(yǎng)價值，又具聞臭吃香、Q 彈滑嫩的特殊風(fēng)味和口感，深受人們喜愛[4-7]。

傳統(tǒng)臭鱖魚是通過將新鮮鱖魚處理后腌制，配上輔料，在10～25 ℃條件下，發(fā)酵6～10 d 而成[8-9]。高溫腌制發(fā)酵雖然可以縮短發(fā)酵時間，但需要添加高濃度鹽分，容易造成發(fā)酵過程不可控，出現(xiàn)魚肉發(fā)紅，成品含鹽量高，風(fēng)味差，腥臭味重等問題[10]。為了提高產(chǎn)品品質(zhì)，目前市場上的臭鱖魚開始傾向于采用低溫腌制的方式，溫度通常控制在15 ℃以下。部分臭鱖魚生產(chǎn)加工企業(yè)甚至將腌制溫度定在2～8 ℃，以低鹽（用鹽量為魚體重的3.2%）腌制發(fā)酵15 d 左右，低溫發(fā)酵的臭鱖魚在風(fēng)味、腥臭味和口感等方面均得到改善，市場接受度普遍提高。在臭鱖魚生產(chǎn)實(shí)際中，通常采用感官評價的方法判斷產(chǎn)品風(fēng)味的改善程度，尚缺乏客觀的定量分析和量化研究。本試驗(yàn)中利用色差儀、質(zhì)構(gòu)儀及氣相色譜-離子遷移譜聯(lián)用技術(shù)（Gas chromatography-ion mobility spectrometry，GC-IMS），對臭鱖魚在低溫腌制發(fā)酵過程中的魚肉風(fēng)味、硬度和彈性等品質(zhì)特征進(jìn)行定量研究，以期為臭鱖魚低溫腌制發(fā)酵獲得良好品質(zhì)產(chǎn)品提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及試劑

新鮮鱖魚，東至縣大聯(lián)圩有限公司，每條魚重量為0.5～0.6 kg。

食用鈉鹽、花椒，合肥市廬陽區(qū)中菜市。

GC-IMS 分析用標(biāo)準(zhǔn)品，美國Sigma-Aldrich公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

臭鱖魚腌制發(fā)酵專用裝置，本實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計[11]；CR-400 色差分析儀，柯尼卡美能達(dá)控股公司；TA.XT Plus 質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro System 公司；FlavourSpec?氣相色譜-離子遷移譜聯(lián)用儀，德國G.A.S.公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 鱖魚腌制發(fā)酵 宰殺新鮮鱖魚，去除內(nèi)臟，洗凈后將其整齊碼放至腌制發(fā)酵專用裝置的內(nèi)桶中，一次碼放30 kg 魚。碼放結(jié)束后在上層魚體上放置按壓板，并向桶內(nèi)加入提前配制好的腌制液（食鹽、水和花椒用量分別為魚重的3%、35%和0.1%），以剛好浸沒按壓板為宜，按壓板上放置扁圓狀砝碼（按壓重量為魚重的40%），用以將魚體全部浸于腌制液液面以下。以厭氧發(fā)酵方式，腌制16 d（腌制溫度8 ℃），按發(fā)酵0，0.5，1，2，4，6，8，10，12，14，16 d 定期采集發(fā)酵鱖魚。每個階段各采集3 條鱖魚，真空包裝凍存于-18 ℃冰箱，備用。

1.3.2 分析樣品制備 將各階段采集的鱖魚從-18 ℃冰箱取出，解凍，并用手術(shù)刀沿脊背和鰓蓋后沿將兩側(cè)魚皮劃裂，并輕輕剝離至魚尾，切取魚體全部肌肉并用料理機(jī)絞成肉糜用于魚肉色澤、質(zhì)構(gòu)和揮發(fā)性物質(zhì)的測定。

1.3.3 色澤和質(zhì)構(gòu)的測定 各階段取200 g 肉糜分別灌入聚乙烯塑料腸衣中（25 mm），打卡封口，肉腸長度均為10 cm。將灌制好的肉腸放入蒸鍋蒸煮10 min，然后取出置于托盤內(nèi)，室溫冷卻后撕開腸衣，切成1 cm 厚的塊狀樣品，采用手持色差儀測定魚肉的亮度（L*）、紅度（a*）和黃度（b*），每個樣品測試10 個切面，以平均值作為各參數(shù)測定值。樣品白度按照公式（1）計算[12]。

將用于色澤測定的樣品繼續(xù)切成小立方塊（1 cm3），用質(zhì)構(gòu)儀測定魚肉質(zhì)構(gòu)參數(shù)，包括硬度、黏著性、彈性、凝聚性、膠粘性、咀嚼性和回復(fù)性。選用直徑為35 mm 的圓柱狀平頭探頭，設(shè)定前進(jìn)速度為2 mm/s，沖壓速度為1 mm/s 探頭以50 mm/s的速度對樣品進(jìn)行下壓，下壓位移為30 mm，每個樣品測試10 個立方塊，以平均值作為各參數(shù)測定值。

色澤、質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)采用Excel 進(jìn)行常規(guī)計算后，用Origin 2017 軟件作圖及主成分分析。

1.3.4 揮發(fā)性物質(zhì)的測定 各階段樣品做3 個平行，每個平行樣品分別準(zhǔn)確稱取1 g 肉糜，置于20 mL 頂空進(jìn)樣瓶中，擰緊瓶蓋，標(biāo)記編號后按一定順序放入GC-IMS 頂空進(jìn)樣器上。揮發(fā)性物質(zhì)測定參照肖東來等[12]的方法，并稍作修改。

頂空進(jìn)樣條件：孵化溫度40 ℃，孵化時間20 min，進(jìn)樣針溫度85 ℃，進(jìn)樣體積500 μL，振動速度500 r/min。

色譜條件：色譜柱為FS-SE-54-CB-0.5 15 m，ID：0.53 mm，色譜柱溫度40 ℃，分析時間40 min。載氣為高純N2，流速設(shè)置：0～2 min（2 mL/min），2～10 min（2～15 mL/min），10～20 min（15～80 mL/min），20～25 min（100～130 mL/min），25～40 min（130～145 mL/min）。

離子遷移譜條件：漂移氣為高純N2，流速150 mL/min，IMS 探測器溫度45 ℃。

GC-IMS 在正離子模式下通過有線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸并保存到計算機(jī)中，每張譜圖平均掃描32次，使用網(wǎng)格脈沖寬度為100 μs，重復(fù)率為21 ms，采樣頻率為150 kHz。采用儀器內(nèi)置的LAV軟件（Laboratory analytical viewer）、GC-IMS Library Search Software 軟件、動態(tài)主成分分析軟件對樣品進(jìn)行揮發(fā)性物質(zhì)的指紋圖譜分析、物質(zhì)定性分析以及主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 臭鱖魚低溫發(fā)酵過程中揮發(fā)性物質(zhì)的變化

利用GC-IMS 儀器內(nèi)置的LAV 軟件對樣品所有揮發(fā)性物質(zhì)的特征信號峰進(jìn)行指紋圖譜對比（圖1），在指紋圖譜中，從上至下依次為發(fā)酵0，0.5，1，2，4，6，8，10，12，14 d 和16 d 的樣品，每個樣品3 個平行，每縱列特征峰對應(yīng)一種揮發(fā)性物質(zhì)，共鑒定到36 種揮發(fā)性物質(zhì)，醇類11 種、酯類5 種、酸類2 種、酮類8 種、醛類5 種、醚類3 種、烯烴類2 種。信號峰上顏色由白到黑表示物質(zhì)濃度由低到高。

由圖譜可以看出，臭鱖魚在低溫腌制發(fā)酵過程中，揮發(fā)性物質(zhì)組分和含量隨著發(fā)酵時間的變化而變化。在發(fā)酵初期0～2 d 內(nèi)，揮發(fā)性物質(zhì)組分和含量變化較發(fā)酵中后期變化明顯。鱖魚在未經(jīng)發(fā)酵前，所含揮發(fā)性物質(zhì)種類較少，主要包括2-己酮、丁醛、乙酸己酯、玫瑰醚、3-甲基-3-丁烯-1醇和2，3-戊二酮等。發(fā)酵2～10 d 時，魚肉中的揮發(fā)性物質(zhì)種類和含量明顯增加，新增物質(zhì)種類主要有己酸、3-辛酮、芳樟醇、檸檬烯、4-甲基-2-戊酮、α-松油醇、5-甲基-2-呋喃甲醇、庚醛、羥基丙酮、乙酸乙酯和丁酸乙酯等。較發(fā)酵2～10 d 來說，在發(fā)酵10 d 至發(fā)酵16 d 結(jié)束時，揮發(fā)性物質(zhì)組成變化不大，然而，部分揮發(fā)性物質(zhì)的含量存在明顯變化，羥基丙酮、乙酸乙酯和丁酸乙酯的含量明顯減少，4-甲基-2-戊酮和丙醇的含量明顯增加。發(fā)酵成熟臭鱖魚中，所含揮發(fā)性物質(zhì)主要有丙酸乙酯、2-己酮、3-戊酮、丁醛、3-甲基-3-丁烯-1 醇、甲硫醇、己酸、2-庚酮、3-辛酮、1-辛烯-3 醇、檸檬烯、4-甲基-2-戊酮、5-甲基-2-呋喃甲醇、α-松油醇、5-甲基-2-呋喃甲醇、乙酸異戊酯和丙醇等。

圖1 臭鱖魚低溫發(fā)酵過程中揮發(fā)性物質(zhì)的變化Fig.1 Changes of volatile compounds in stinky mandarin fish during low-temperature fermentation

對發(fā)酵過程魚肉所檢測到的揮發(fā)性物質(zhì)信號峰進(jìn)行主成分分析，結(jié)果如圖2 所示。從圖中可以看出，平行樣品重現(xiàn)性較好，鱖魚在發(fā)酵前、后的揮發(fā)性物質(zhì)組成呈現(xiàn)明顯差異，發(fā)酵起始（0～2 d）與發(fā)酵2 d 后存在明顯區(qū)分。說明鱖魚在經(jīng)過短時間腌制發(fā)酵后，與新鮮狀態(tài)存在較明顯的揮發(fā)性物質(zhì)組成差異。

圖2 臭鱖魚發(fā)酵過程中揮發(fā)性物質(zhì)的PCA 分析Fig.2 PCA analysis of volatile compounds in stinky mandarin fish during fermentation

從整個發(fā)酵過程中揮發(fā)性物質(zhì)的變化情況來看，新鮮鱖魚和發(fā)酵臭鱖魚均含某些特有的揮發(fā)性物質(zhì)，乙酸己酯、玫瑰醚、甲基異丙基硫醚、2，3-戊二酮等主要為新鮮鱖魚所含有，己酸、3-辛酮、芳樟醇、1-辛烯-3 醇、檸檬烯、4-甲基-2-戊酮、α-松油醇、5-甲基-2-呋喃甲醇和丙醇等主要通過腌制發(fā)酵產(chǎn)生，這些揮發(fā)性物質(zhì)可用以區(qū)分、鑒別新鮮鱖魚和臭鱖魚，芳樟醇、檸檬烯、α-松油醇和4-甲基-2-戊酮等香氣成分在臭鱖魚成品中含量較高，對提升產(chǎn)品風(fēng)味具有重要作用。

目前，發(fā)酵臭鱖魚中被鑒定的揮發(fā)性物質(zhì)已有上百種[3，13-17]，與大部分發(fā)酵魚制品所含揮發(fā)性物質(zhì)類似[18-19]，分別屬于醇類、酯類、酮類、醛類和酸類等化合物。然而，又有自身特點(diǎn)。芳樟醇、丁酸、十六酸和三甲胺等被證明是臭鱖魚中主要的揮發(fā)性物質(zhì)，它們對臭鱖魚整體風(fēng)味品質(zhì)具有重要貢獻(xiàn)[3，14，17]，芳樟醇被認(rèn)為是明顯區(qū)別于新鮮鱖魚和臭鱖魚的關(guān)鍵揮發(fā)性物質(zhì)[3，14]。在較高腌制溫度下（15 ℃），臭鱖魚中芳樟醇含量能夠占其醇類總量的75.04%，且是新鮮鱖魚中芳樟醇含量的90倍[14]，這種成分主要來自于加工過程中添加的香辛料，且主要由花椒產(chǎn)生[20]。在植物花椒風(fēng)味研究中，芳樟醇也被證明是其主要的揮發(fā)性物質(zhì)，對花椒及花椒制品香味提升具有關(guān)鍵作用[21]。本試驗(yàn)利用低溫腌制發(fā)酵臭鱖魚，從發(fā)酵2 d 開始即有芳樟醇產(chǎn)生，然而，在醇類總量中所占含量并不高，可能是由于發(fā)酵溫度降低，香辛料中的揮發(fā)性成分釋放滲透減緩所致。

2.2 臭鱖魚低溫發(fā)酵過程中色澤的變化

鱖魚在發(fā)酵過程中，亮度值L*呈先升高后下降的趨勢（圖3a），a*值和b*值均呈逐漸下降的趨勢（圖3b、3c），魚肉白度變化趨勢同L*（圖3d）。以發(fā)酵過程樣品的色澤參數(shù)進(jìn)行主成分分析（圖4），從主成分圖可以看出，發(fā)酵0～0.5 d 的魚肉色澤與發(fā)酵0.5 d 以后的魚肉色澤存在較明顯差異?？傮w來說，鱖魚經(jīng)過腌制發(fā)酵后，其亮度提高，紅度和黃度降低，3 個指標(biāo)的綜合變化使得魚肉白度提升（圖5）。在高溫腌制條件下（25 ℃），自發(fā)酵開始至發(fā)酵結(jié)束，魚肉顏色由亮白色逐漸向灰白色、黃色變化[13]，而采用低溫腌制發(fā)酵能夠明顯提高其白皙度，表明低溫腌制發(fā)酵技術(shù)對臭鱖魚品質(zhì)改善具有積極作用。

圖3 臭鱖魚低溫發(fā)酵過程中色澤的變化Fig.3 Changes of color in stinky mandarin fish during low-temperature fermentation

圖4 臭鱖魚發(fā)酵過程中色澤的PCA 分析Fig.4 PCA analysis of color in stinky mandarin fish during fermentation

圖5 臭鱖魚發(fā)酵前、后色澤的變化Fig.5 Changes of color in stinky mandarin fish before and after fermentation

2.3 臭鱖魚低溫發(fā)酵過程中質(zhì)構(gòu)的變化

鱖魚在低溫發(fā)酵過程中的質(zhì)構(gòu)變化如圖6 所示，從圖中可以看出，不同階段魚肉質(zhì)構(gòu)變化較為明顯，其中硬度、凝聚性、膠粘性、咀嚼性和回復(fù)性的變化趨勢基本一致，即先降低后增加，黏著性在發(fā)酵剛開始即有顯著變化，在0.5 d 時達(dá)最大值，0.5 d 后保持恒定，彈性指標(biāo)從發(fā)酵開始至發(fā)酵結(jié)束逐漸增加，在發(fā)酵4 d 內(nèi)增加趨勢較為明顯，發(fā)酵中后期則無明顯增加趨勢。以發(fā)酵過程魚肉的質(zhì)構(gòu)參數(shù)做主成分分析（圖7），通過主成分圖可以看出，鱖魚一經(jīng)腌制發(fā)酵，其質(zhì)構(gòu)即明顯區(qū)別于新鮮鱖魚，在發(fā)酵0.5～4 d 與6～16 d 存在明顯的區(qū)分?？傮w來說，鱖魚在發(fā)酵后除硬度稍有所降低外，其它參數(shù)值均增加（圖8）。

圖6 臭鱖魚低溫發(fā)酵過程中質(zhì)構(gòu)的變化Fig.6 Changes of texture in stinky mandarin fish during low-temperature fermentation

圖8 臭鱖魚發(fā)酵前、后質(zhì)構(gòu)的變化Fig.8 Changes of texture in stinky mandarin fish before and after fermentation

低溫腌制臭鱖魚質(zhì)構(gòu)特性的變化與以往針對高溫腌制臭鱖魚質(zhì)構(gòu)的研究結(jié)果不相一致。高溫腌制臭鱖魚的所有質(zhì)構(gòu)參數(shù)均隨腌制時間延長逐漸上升，發(fā)酵成熟臭鱖魚的硬度顯著高于新鮮鱖魚[14]。而低溫腌制臭鱖魚的質(zhì)構(gòu)在發(fā)酵過程中則存在階段性變化，部分質(zhì)構(gòu)參數(shù)呈先降低后上升的趨勢，與發(fā)酵前的新鮮鱖魚相比，硬度未增加，彈性、黏著性、咀嚼性和回復(fù)性則明顯增加，使臭鱖魚更具Q 彈滑嫩的口感。

3 結(jié)論

通過低溫腌制發(fā)酵臭鱖魚，研究臭鱖魚在發(fā)酵過程中揮發(fā)性物質(zhì)、色澤和質(zhì)構(gòu)的變化規(guī)律。結(jié)果表明，隨著發(fā)酵時間的延長，魚肉揮發(fā)性物質(zhì)、色澤和質(zhì)構(gòu)特性均發(fā)生了變化，且具有階段性。在整個發(fā)酵過程中，揮發(fā)性物質(zhì)組成和含量隨著發(fā)酵時間的延長基本呈逐漸增加的趨勢，鱖魚經(jīng)過低溫腌制，可以產(chǎn)生較多香氣成分，對提升臭鱖魚風(fēng)味品質(zhì)具有重要作用。魚肉色澤在發(fā)酵過程中逐漸變白皙，彈性、黏著性、咀嚼性和回復(fù)性顯著提高。低溫腌制發(fā)酵方式有利于改善臭鱖魚的色澤，增強(qiáng)質(zhì)構(gòu)，提升風(fēng)味品質(zhì)。