風(fēng)干金鯧魚制品加工過程中脂質(zhì)氧化和揮發(fā)性成分的變化

王 琦，岳大鵬，王然然，周 敏，侯溫甫，王 睿，劉 崢

(1.武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北武漢430023;2.湖北省農(nóng)產(chǎn)品加工與轉(zhuǎn)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430023;3.大宗糧油精深加工省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430023)

風(fēng)干魚制品是我國(guó)魚制品加工產(chǎn)品中的一種，其風(fēng)味獨(dú)特，廣受消費(fèi)者青睞。在肉制品加工過程中，脂質(zhì)氧化程度作為衡量肉品品質(zhì)和消費(fèi)者可接受性的重要參數(shù)［1］，對(duì)肉制品的化學(xué)和感官特性起重要作用［2］。在肉品加工過程中，脂質(zhì)水解產(chǎn)生游離脂肪酸是揮發(fā)性化合物的主要前體物質(zhì)［3］，這些前體物質(zhì)會(huì)進(jìn)一步發(fā)生氧化形成小分子的風(fēng)味物質(zhì)。其中，脂質(zhì)氧化包括脂肪酸的自動(dòng)氧化和酶促氧化，氧化過程中會(huì)產(chǎn)生大量的氫過氧化物［4］，這些氫過氧化物不穩(wěn)定，會(huì)進(jìn)一步分解成小分子的醛類、醇類和酮類等揮發(fā)性風(fēng)味化合物［5］。所以，脂質(zhì)氧化與肉類風(fēng)味形成直接相關(guān)［6］。

金鯧魚是近年來南方沿海規(guī)?；B(yǎng)殖最成功的魚類之一，養(yǎng)殖規(guī)模和產(chǎn)量越來越大，但市場(chǎng)銷路卻沒有擴(kuò)增，市場(chǎng)銷售主要是以活鮮和冰鮮為主［7］。本研究以金鯧魚為原料，采用傳統(tǒng)咸魚的濕腌方法和人工控溫風(fēng)干對(duì)其進(jìn)行加工，研究加工過程中魚背和魚腹的脂質(zhì)氧化、脂肪酸組成和揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化規(guī)律，為風(fēng)干金鯧魚制品的實(shí)際加工生產(chǎn)及品質(zhì)控制和工藝改進(jìn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

冷凍金鯧魚(體重400～600 g)武漢華南海鮮批發(fā)市場(chǎng);食用精制碘鹽 湖北鹽業(yè)集團(tuán)有限公司;三氟化硼(BF3)－甲醇 上海安普實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司;甲醇、正己烷、異丙醇、乙腈 色譜純;三氯甲烷、乙酸、碘化鉀、三氯乙酸 均為分析純。

LHS－150CL恒溫恒濕箱 上海齊欣科學(xué)儀器有限公司;YRE－301旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、YH－500隔膜真空泵 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司;GZX－9140MBE數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;GZ120－S強(qiáng)力攪拌機(jī) 上海磊固儀器有限公司;7890A－5975C氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)Agilent公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 風(fēng)干金鯧魚制品的加工方法 工藝流程:原料魚→清洗→瀝干→低溫腌制→清洗→風(fēng)干→成品

選擇冷凍金鯧魚為原料，要求解凍后的鯧魚衛(wèi)生、新鮮，無變質(zhì)、變色現(xiàn)象，無異味。流水解凍后清洗干凈，宰殺除鱗、內(nèi)臟及頭部，清凈血漬和腹腔內(nèi)的黑膜。解凍清洗后的金鯧魚沿脊椎切開，去除脊椎骨分為等量?jī)刹糠?，然后將金鯧魚放入8%鹽濃度的腌制液中，魚和鹽水的比例為1∶5(w/v)，置于10℃下腌制2 d。腌制完成的魚體用等腌制液濃度的鹽水清洗，瀝干后吊掛在恒溫恒濕箱中，控制溫度40℃，相對(duì)濕度40%風(fēng)干3 d。

選取風(fēng)干金鯧魚制品加工過程中原料、腌制1 d、腌制2 d、風(fēng)干1 d、風(fēng)干2 d、風(fēng)干3 d(成品)這6個(gè)工藝階段時(shí)間節(jié)點(diǎn)的樣品，按魚體結(jié)構(gòu)分成魚背和魚腹兩部分來分析比較脂質(zhì)氧化變化規(guī)律，每個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的樣品取3個(gè)平行，在進(jìn)行后續(xù)測(cè)定之前放入封口袋中密封好，置于－80℃貯藏。

1.2.2 pH的測(cè)定 參照GB 5009.237－2016《食品pH的測(cè)定》［8］方法。

1.2.3 脂質(zhì)氧化產(chǎn)物測(cè)定

1.2.3.1 脂質(zhì)提取 參照Folch等［9］的方法并稍作修改。取100 g樣品，剪碎，加入300 mL氯仿－甲醇(2∶1，v/v)，勻漿20 min后抽濾，并用100 mL氯仿清洗濾渣并再次抽濾，合并濾液。在濾液中加入100 mL的0.88 g/100 mL KCl溶液靜置過夜分層，下層液體轉(zhuǎn)移至平底燒瓶，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在真空下干燥，60℃水浴，得到油脂純品，－80℃貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3.2 脂肪酸測(cè)定 脂肪酸的甲酯化:將分離后的脂質(zhì)加入5 mL 0.5 mol/L的NaOH－甲醇溶液，于沸水浴中10 min，再加入2 mL 14%的三氟化硼－甲醇溶液，于沸水浴中5 min，分別加入1 mL的正己烷和蒸餾水，振蕩搖勻后靜置，分層后吸取上層液體過0.22μm膜，以備色譜檢測(cè)。

各種游離脂肪酸甲脂采用氣相色譜儀分析，色譜柱:HP－FFAP石英毛細(xì)柱(30 m×0.25 mm，0.25μm);升溫程序?yàn)?60℃保持2 min，以20℃/min升至200℃，保持6 min;載氣(He)流速1.0 mL/min，壓力2.4 k Pa，進(jìn)樣量1μL;分流比:10∶1。

質(zhì)譜條件:電子轟擊離子源;電子能量70 eV;傳輸線溫度250℃;離子源溫度230℃;掃描3.21次/s;質(zhì)量掃描范圍m/z:10～4602。

1.2.3.3 POV的測(cè)定 參照GB 5009.227－2016《食品中過氧化值的測(cè)定》［10］。

1.2.3.4 TBARS值的測(cè)定 參照Bernardi等［11］的方法略作修改，準(zhǔn)確稱取5.0 g試樣，加入50 mL體積分?jǐn)?shù)7.5%三氯乙酸溶液，在冰水浴中以15000 g勻漿3次，每次15 s，過濾。向?yàn)V液中加入5 mL 0.02 mol/L TBARS溶液，沸水浴加熱40 min。待冷卻至室溫后，在上層清液中加入5 mL氯仿，振蕩搖勻，待靜置分層后，取上層溶液分別在波長(zhǎng)532和600 nm處進(jìn)行比較，記錄吸光度，并用式(1)計(jì)算TBARS值。

1.2.4 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的測(cè)定

1.2.4.1 樣品處理 取各組樣品5 g分別與0.18 g/mL的NaCl溶液按1∶1的質(zhì)量比混合，勻漿后稱取5 g樣品裝入15 mL的自動(dòng)進(jìn)樣瓶中加蓋待測(cè)，每組樣品平行測(cè)定3次。

1.2.4.2 SPME條件 采用65μm的PDMS/DVB萃取頭，將萃取頭插入樣品瓶中，調(diào)節(jié)萃取頭高度，萃取頭距頂端4 mm左右，在60℃下吸附40 min，將其插入GC進(jìn)樣口，用于GC－MS分析檢測(cè)。色譜條件:HP－5MS彈性毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm，0.25μm);升溫程序:初溫40℃，保持2 min，以4℃/min升至160℃，不保持;而后以10℃/min升至240℃，保持5 min;進(jìn)樣口溫度240℃;載氣(He)流速1.0 mL/min;不分流模式進(jìn)樣。質(zhì)譜條件:電子能量70 eV;傳輸線溫度280℃;離子源溫度230℃;質(zhì)量掃描范圍m/z:30～350。

1.2.4.3 GC－MS數(shù)據(jù)分析 定性:將萃取出的揮發(fā)性成分通過系統(tǒng)自帶NIST 02和Wiley質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫進(jìn)行定性確認(rèn)，且僅當(dāng)正反匹配度均大于800(最大值為1000)的化合物才予以報(bào)道;結(jié)合數(shù)據(jù)庫的分析結(jié)果，共同對(duì)萃取出的揮發(fā)性化合物進(jìn)行定性。定量:通過面積歸一化法求得各成分在不同樣品揮發(fā)性成分中的相對(duì)含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 17.5統(tǒng)計(jì)軟件中的單因素方差分析來檢驗(yàn)不同組別間的差異顯著性，多重比較采用最小顯著差法，差異顯著水平為α=0.05，試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差來表示［12］。

2 結(jié)果與分析

2.1 加工過程中p H的變化

由圖1可知，在加工過程中風(fēng)干金鯧魚制品的魚背和魚腹的pH近似，呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，與郭雅［13］在不同腌制工藝對(duì)風(fēng)干鳊魚品質(zhì)影響研究的研究結(jié)果基本一致。在腌制階段，pH呈下降的趨勢(shì)，特別是在腌制2 d時(shí)發(fā)生顯著下降(P＜0.05)，可能是由于脂肪氧化降解產(chǎn)生脂肪酸以及乳酸菌快速繁殖產(chǎn)酸所導(dǎo)致。進(jìn)入風(fēng)干階段后，pH又有所回升，則可能是由于風(fēng)干過程中發(fā)生蛋白質(zhì)氧化分解，產(chǎn)生的氨及胺類等堿性物質(zhì)中和了酸性物質(zhì)［14］。

圖1 風(fēng)干金鯧魚制品加工過程中pH的變化Flg.1 Changes in pH during the processing of air－dried golden carp products

2.2 風(fēng)干金鯧魚制品加工過程中POV值變化

由圖2可知，在風(fēng)干金鯧魚制品的加工過程中，魚背肉和魚腹肉的POV值呈先上升后下降的趨勢(shì)，與劉昌華［15］研究的鱸魚風(fēng)干成熟工藝脂質(zhì)分解氧化的規(guī)律一致，本研究具體表現(xiàn)為風(fēng)干階段明顯高于腌制階段，POV值是脂質(zhì)氧化過程中初級(jí)氧化產(chǎn)物(氫過氧化物)的指標(biāo)。在風(fēng)干初期，脂質(zhì)受熱氧化分解，POV值上升;隨著風(fēng)干階段繼續(xù)進(jìn)行，脂肪氧合酶的活性逐漸降低［16］，另外氫過氧化物進(jìn)一步被氧化成了醛、醇等二級(jí)氧化產(chǎn)物，使POV值下降［17］。

2.3 風(fēng)干金鯧魚制品加工過程中TBARS值的變化

由圖3可知，在風(fēng)干金鯧魚制品的加工過程中，魚背肉和魚腹肉的TBARS值出現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，具體表現(xiàn)為風(fēng)干階段明顯高于腌制階段，TBARS值是脂質(zhì)次級(jí)氧化產(chǎn)物含量的指標(biāo)，可以更準(zhǔn)確評(píng)價(jià)脂質(zhì)氧化程度。風(fēng)干3 d的TBARS值較風(fēng)干2 d顯著性下降(P＜0.05)，可能是在風(fēng)干末期，蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生大量能與脂質(zhì)氧化產(chǎn)物醛類物質(zhì)結(jié)合的游離氨基酸，導(dǎo)致醛類物質(zhì)減少，TBARS值變小［15］。

圖2 風(fēng)干金鯧魚制品加工過程中POV值的變化Fig.2 Changes in POV values during the processing of air－dried golden carp products

圖3 風(fēng)干金鯧魚制品加工過程中TBARS值的變化Flg.3 Changes in TBARSvalues during the processing of air－dried golden carp products

2.4 風(fēng)干金鯧魚制品加工過程中脂肪酸含量的變化

C16∶0、C18∶1是金鯧魚腌制風(fēng)干過程中的主要脂肪酸，兩者含量均在風(fēng)干階段顯著下降(P＜0.05)，推測(cè)是因?yàn)樵陲L(fēng)干階段脂質(zhì)氧化較強(qiáng)，脂肪氧化將它們分解為其他風(fēng)味物質(zhì)。由于脂質(zhì)氧化的作用，風(fēng)干金鯧魚的MUFA和PUFA含量明顯減少，MUFA和PUFA的含量在脂質(zhì)氧化過程中呈逐漸減少的趨勢(shì)，但從整體含量上來看，MUFA和PUFA的百分含量之和仍然大于SFA的百分含量，仍有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值［18］。

由表2可以看出風(fēng)干金鯧魚制品魚腹肉脂肪酸組成在加工過程中，與原料相比，風(fēng)干3 d后SFA含量顯著增加(P＜0.05)，MUFA和PUFA含量減少。SFA和MUFA含量從原料到腌制1 d無顯著變化(P＞0.05)，PUFA則是顯著減少(P＜0.05)。魚背肉在未加工之前，其SFA含量低于魚腹肉，而MUFA和PUFA含量高于魚腹肉，進(jìn)而在加工后期，魚背肉的脂質(zhì)氧化程度稍高于魚腹肉，二者的脂質(zhì)氧化趨勢(shì)基本相同。

2.5 風(fēng)干金鯧魚制品加工過程中揮發(fā)性成分的變化

從表3可以看出，魚背肉中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)在原料、腌制2 d和風(fēng)干3 d時(shí)分別檢測(cè)出了20、30、35種風(fēng)味物質(zhì)成分。腌制和風(fēng)干促進(jìn)了魚背肉中揮發(fā)性風(fēng)味種類的增多。主要的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分是醛類、烴類和酸類，還有少量的醇類、酯類和酮類。與原料相比，腌制2 d和風(fēng)干3 d時(shí)醇類、酮類、酯類相對(duì)含量顯著減少(P＜0.05);烴類和酸類相對(duì)含量逐漸增多，并結(jié)合POV值和TBARS值的變化，說明腌制與風(fēng)干相比對(duì)風(fēng)味的影響效果較小。風(fēng)干階段較原料和腌制階段相比，產(chǎn)生了具有蘑菇香氣、甜香味的2－乙基－1－己醇，對(duì)金鯧魚成品風(fēng)味的影響較大。

表1 風(fēng)干金鯧魚制品加工過程中魚背肉脂肪酸組成的變化Table 1 Changes in fatty acid content of fish back meat during the processing of air－dried golden carp

表2 風(fēng)干金鯧魚制品加工過程中魚腹肉脂肪酸組成的變化Table 2 Changes in fatty acid content of fish belly meat during the processing of air－dried golden carp

從表4可以看出，魚腹肉中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)在原料、腌制2 d和風(fēng)干3 d時(shí)分別檢測(cè)出了22、27和36種風(fēng)味物質(zhì)成分。腌制和風(fēng)干促進(jìn)魚腹肉中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類的產(chǎn)生，這些揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主要包括醛類和烴類，還有少量的酮類、醇類和酸類。與原料相比，腌制2 d后醇類和醛類相對(duì)含量顯著減少(P＜0.05)，酮類相對(duì)含量無顯著變化(P＞0.05)，魚背肉中檢測(cè)到的酯類化合物在魚腹肉中未檢測(cè)到。

醛類化合物是脂肪降解及氧化的主要產(chǎn)物，也是構(gòu)成肉制品特征風(fēng)味的重要物質(zhì)，其感覺閾值較低，即使微量存在，也會(huì)對(duì)魚肉的氣味產(chǎn)生較大的影響。在整個(gè)加工過程中，腌制和風(fēng)干階段共有的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有己醛、庚醛、苯甲醛、辛醛、天然壬醛和癸醛，風(fēng)干金鯧魚成品的魚腹較原料魚魚腹相比，增加了苯乙醛、桂醛、2，4－癸二烯醛等三種對(duì)風(fēng)味影響較大的醛類物質(zhì)［19］。顧賽麒等［20］和丁麗麗等［21］分別在腌臘草魚和腌干咸魚帶中也檢測(cè)出這些醛類，己醛是亞油酸自動(dòng)氧化作用產(chǎn)生的氫過氧化物斷裂后生成的物質(zhì)［22］，具有青草香味，庚醛具有魚腥味［23］。辛醛是油酸氧化的產(chǎn)物，具有甜橙、蜂蜜香氣，苯甲醛具有果香，壬醛和癸醛具有脂肪香氣［24］，與原料相比，腌制和風(fēng)干使這些醛類物質(zhì)的相對(duì)百分含量逐漸減少，但在腌制和風(fēng)干過程中有其他醛類化合物的生成，如異戊醛、反式－2－辛烯醛、桂醛、桃醛等。在風(fēng)干1 d和風(fēng)干2 d時(shí)，醛類化合物的種類最多，可能是由于在風(fēng)干過程中，脂質(zhì)氧化產(chǎn)生氫過氧化物，這些氫過氧化物不穩(wěn)定進(jìn)一步分解生成醛類，導(dǎo)致其醛類化合物種類增多［25］;隨著醛類物質(zhì)進(jìn)一步降解氧化從而生成酸類物質(zhì)［26］。

酮類化合物主要來源于不飽和脂肪酸的熱氧化降解以及氨基酸降解［27］。在加工過程中其含量在2%～5%，而一般酮類化合物的閾值較高，所以對(duì)風(fēng)干金鯧魚制品揮發(fā)性風(fēng)味貢獻(xiàn)較低。

表3 風(fēng)干金鯧魚制品魚背肉加工過程中揮發(fā)性成分的變化Table 3 Changes of volatile components in fish back meat during the processing of air－dried golden carp

烴類化合物在原料肉以及腌制過程中的相對(duì)含量較少，在風(fēng)干階段其種類以及相對(duì)含量較高。烴類化合物主要來源于脂肪酸烷氧自由基的均裂［28］。烴類化合物的閾值較高，對(duì)魚肉總體風(fēng)味物質(zhì)貢獻(xiàn)不大［26］。

表4 風(fēng)干金鯧魚制品魚腹肉加工過程中揮發(fā)性成分的變化Table 4 Changes of volatile components in fish belly meat during the processing of air－dried golden carp

醇類化合物可能是由于脂肪氧化分解產(chǎn)生或者是羰基類化合物還原生成的［29］，風(fēng)干階段與原料魚和腌制階段相比，產(chǎn)生了具有蘑菇香氣、甜香味的2－乙基－1－己醇［30］，可能會(huì)對(duì)風(fēng)干金鯧魚成品的風(fēng)味產(chǎn)生影響。

3 結(jié)論

以POV值和TBARS值表示金鯧魚脂質(zhì)氧化狀態(tài)，利用SPME－GC－MS并結(jié)合脂肪酸分析對(duì)腌制金鯧魚脂質(zhì)氧化和揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響進(jìn)行研究。結(jié)果表明金鯧魚在腌制和風(fēng)干階段脂質(zhì)氧化并無顯著性差異(P＞0.05)。與原料相比，魚背肉和魚腹肉脂肪酸組成中MUFA和PUFA隨加工進(jìn)程均呈現(xiàn)了顯著性減少(P＜0.05)。醛類化合物構(gòu)成了金鯧魚加工過程中揮發(fā)性風(fēng)味主要組成成分，魚背和魚腹中共分別檢測(cè)到35和36種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，相比于原料魚分別增加了15和14種風(fēng)味物質(zhì)成分，魚背和魚腹在整個(gè)加工階段中共有的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分別是己醛、庚醛、苯甲醛、辛醛、壬醛和癸醛，但兩者具體的風(fēng)味成分種類和相對(duì)含量又與脂肪酸的種類及含量存在關(guān)聯(lián)。