短時微流水處理對池塘養(yǎng)殖鳙魚肌肉滋味品質(zhì)的影響

高 琴 安玥琦,2 陳 周 熊善柏,2

(1. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院, 武漢 430070; 2. 國家大宗淡水魚加工技術(shù)研發(fā)分中心(武漢), 武漢 430070)

鳙(Aristichthys nobilis)又稱花鰱、胖頭魚、黑鰱等, 是我國淡水養(yǎng)殖業(yè)中的“四大家魚”之一, 以浮游生物為食, 多為池塘養(yǎng)殖, 產(chǎn)量大, 2019年我國鳙魚養(yǎng)殖產(chǎn)量達310.16×107kg[1]。鳙魚頭大而肥美, 以鮮食為主, 深受消費者青睞。但是, 鳙魚肌肉的加工與消費則因其質(zhì)地和風(fēng)味的原因而受到限制[2], 且水產(chǎn)品在不適宜的養(yǎng)殖條件如養(yǎng)殖密度大、水質(zhì)環(huán)境差和投餌量過多等也會導(dǎo)致品質(zhì)的下降[3—5]。因此, 研究提高鳙魚肌肉品質(zhì)的方法與條件, 將對提高鳙魚肌肉加工利用率和消費者接受度具有重要意義。

微流水處理是提升淡水魚品質(zhì)的方法之一。已有研究報道了微流水處理在鱈(Gadus)[6]、大西洋鮭(Salmo salar)[7]、團頭魴(Megalobrama amblycephala)[8]、鯽(Carassius auratus)[9]、鳙[10]和草魚(Ctenopharyngodon idellus)[11]等水產(chǎn)品中的應(yīng)用與品質(zhì)提升效果。胡偉華等[10]采用微流水處理鳙魚時發(fā)現(xiàn), 處理20d后的鳙魚魚肉的持水性、滋味和氣味品質(zhì)顯著提升, 但較長時間的饑餓使鳙魚體重和肌肉蛋白含量顯著下降, 影響了鳙魚營養(yǎng)價值和商品價值。本實驗室前期的研究發(fā)現(xiàn), 短時微流水處理可顯著提升草魚[12]、鯽[13]和團頭魴[14]的肌肉品質(zhì)且不顯著降低其營養(yǎng)價值。而目前短時微流水處理對鳙魚肌肉滋味品質(zhì)的影響還未見報道。

基于此, 本研究以池塘養(yǎng)殖鳙魚為研究對象,測定短時微流水處理過程中(0—10d)鳙魚肌肉滋味成分及感官評價, 探究微流水處理時間對鳙魚肌肉滋味品質(zhì)的提升作用, 明確適宜的微流水處理時間,為提高鳙魚肌肉品質(zhì)提供新方法, 增加鳙魚的加工利用率, 以期為開發(fā)優(yōu)質(zhì)調(diào)理水產(chǎn)食品提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

新鮮鳙魚購于湖北省鐘祥市, 每尾質(zhì)量為1.5—2.0 kg; 高氯酸、乙醚、乙醇、強氧化鈉、焦性沒食子酸、濃鹽酸和雷氏鹽等均為分析純, 購于國藥集團化學(xué)試劑有限公司; 核苷酸及其降解產(chǎn)物標品、甜菜堿標品均為色譜純, 購于上海源葉生物科技有限公司; 游離脂肪酸標品和游離氨基酸標品為色譜純, 購于美國Sigma-Aldrich公司。

1.2 實驗主要設(shè)備

AVANTI J-26 型高速冷凍離心機, 美國貝克曼公司; FJ-200 型高速分散均質(zhì)機, 上海標本模型廠;ASTREE 型滋味分析儀, 法國Alpha M.O.S公司;UV-2600紫外-可見分光光度計, 尤尼柯(上海)儀器有限公司; H-Class Acuity型超高效液相色譜儀, 美國Waters公司; Trace1310 ISQ型氣相色譜儀質(zhì)譜儀,美國Thermo公司。

1.3 實驗方法

微流水處理方案將約400 kg鳙魚[平均體重(1.72±0.12) kg, 平均體長(44.44±0.98) cm]移至湖北興祥食品有限公司微流水處理池中 (長×寬×高=4.27 m×3.05 m×0.93 m), 池中水位不低于44 cm,水溫為9℃。具體方式: 從處理池上方持續(xù)通入地下水, 池底部持續(xù)流出處理后的水, 使水不斷流動和更換, 水流置換量約為400%, 以池底管道向池內(nèi)充入空氣, 處理期間不投餌。處理時長為10d, 每隔2天取1次樣, 每次取6尾, 分別在第0、第2、第4、第6、第8、第10天取樣, 鳙魚經(jīng)去頭去尾后取背肌肉切成大小均勻的塊狀在液氮中速凍, 然后轉(zhuǎn)移至-80℃冰箱保存, 盡快完成相關(guān)指標的測定。

基本營養(yǎng)成分的測定水分: 參照GB/T 5009.3-2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》: 采用直接干燥法[15]; 灰分: 參照GB/T 5009.4-2016《食品安全國家標準食品中灰分的測定》 :采用高溫灼燒法[16]; 粗蛋白: 參照GB/T 5009.5-2016《食品安全國家標準食品中蛋白質(zhì)的測定》:采用凱氏定氮法[17]; 粗脂肪參考Folch等[18]的方法:采用氯仿-甲醇直接提取法。

感官評價鳙魚肌肉在-80℃冰箱取出后放置4℃冰箱解凍完全, 在蒸鍋中蒸制15min后進行感官評定。感官評定由10位受過專業(yè)訓(xùn)練的品評員(5男, 5女)對鳙魚肌肉進行評價。感官評價標準參考陳周[12]方法并作修改(表 1)。感官評定總體評分計算公式如下: 總體得分=氣味得分×0.3+滋味得分×0.3+色澤得分×0.15+質(zhì)地得分×0.25。

表1 感官評分標準Tab. 1 Sensory evaluation criteria

游離氨基酸含量的測定準確稱取2.00 g鳙魚肌肉樣品, 加入30 mL 0.1 mol/L 鹽酸, 于6000 r/min均質(zhì)3min, 常溫震蕩提取15min, 靜置5min后過濾取上清液, 殘渣再用20 mL 0.1 mol/L 鹽酸洗滌2次, 合并上清液, 用0.1 mol/L 鹽酸定容至100 mL, 過0.25 μm濾膜, 取10 μL進行衍生反應(yīng)。衍生化30min后采用超高效液相色譜儀進行含量測定[19]。

脂肪酸組成含量的測定脂肪的提取參考Folch等[18]的方法; 脂肪的皂化和脂肪酸甲酯化參考張偉偉等[20]的方法。氣相色譜儀質(zhì)譜儀主要技術(shù)參數(shù)為: 色譜柱TG-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm);升溫程序: 80℃保持1min, 以10℃/min的速率升溫至200℃, 繼續(xù)以5℃/min的速率升溫至250℃, 最后以2℃/min的速率升到270℃, 保持3min。進樣口溫度: 290℃; 載氣流速: 1.2 mL/min; 分流比: 不分流;質(zhì)譜條件: 離子源溫度為280℃, 傳輸線溫度為280℃, 溶劑延遲時間為5.00min, 掃描范圍: 30—400 amu。

核苷酸及其降解產(chǎn)物含量的測定核苷酸及其降解產(chǎn)物的提取參考劉敬科[21]的方法。鳙魚肌肉在-80℃冰箱(保存時間為6個月)取出放置4℃冰箱解凍完全后, 準確稱取5.00 g樣品, 置于離心管中并加入25 mL 5%高氯酸溶液, 于冰浴中用高速分散均質(zhì)機于8000 r/min均質(zhì)兩次, 每次20s。用同濃度的10 mL高氯酸洗滌均質(zhì)機刀具兩次, 洗液并入離心管中, 使用冷凍離心機于4℃1000 r/min離心10min后吸取上清液, 沉淀物用10 mL高氯酸重復(fù)洗滌3次。將上清液合并后, 用NaOH調(diào)節(jié)pH為6.5, 用高純水定容至100 mL后經(jīng)0.22 μm濾膜過濾, 取1 mL置于液相進樣瓶中待測。含量測定采用超高效液相色譜進行測定, 主要技術(shù)參數(shù)參照安玥琦[19]的方法。

甜菜堿含量的測定采用雷氏鹽沉淀法[22,23]。甜菜堿標準曲線的制作: 將甜菜堿標準溶液(1 mg/mL)配置為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5和0.6 mg/mL的濃度梯度, 與樣品在相同的條件下測定, 將所得吸光值和對應(yīng)濃度做標準曲線, 回歸方程為y=0.4960x+0.0274(R2=0.9995)。

滋味特征分析參考韓劍眾等[24]的方法, 采用Alpha Mos(法國)Astree滋味分析儀(電子舌進行)進行測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件和SPSS 22.0軟件對數(shù)據(jù)進行整理和方差分析, 采用Origin 9.0作圖; 電子舌數(shù)據(jù)采用儀器自帶軟件Alpha Soft V14分析。實驗結(jié)果均用平均值±標準差(Mean±SEM,n=3)表示, 顯著性差異檢測限P取0.05。

2 結(jié)果

2.1 不同微流水處理時間對鳙魚肌肉中基本營養(yǎng)成分的影響

由表 2可知, 鳙魚肌肉中水分含量在微流水處理后下降, 但處理2d、4d、6d、8d和10d的水分含量無顯著差異(P＞0.05); 粗蛋白含量在處理過程中無顯著變化(P＞0.05); 隨著微流水處理時間的延長,粗脂肪含量呈現(xiàn)下降趨勢, 處理10d時降到最低, 較未處理組降低了32.84%; 灰分含量在整個處理過程中有所波動, 但整體呈現(xiàn)上升趨勢, 在處理10d時含量達到最高, 相比未處理組增加了20.39%。

表2 不同微流水處理時間對鳙魚肌肉主要營養(yǎng)成分的影響Tab. 2 Effect of micro-flow water treatment time on nutrition composition in bighead carp muscle

2.2 不同微流水處理時間下鳙魚肌肉的感官評分

由表 3可知, 隨著處理時間的延長, 鳙魚肌肉的氣味和滋味得分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢, 均在處理6d時得分最高(P＜0.05), 且處理8d后得分無顯著變化(P＞0.05); 色澤和質(zhì)地得分在處理6d時顯著高于未處理組, 處理8d時得分均有所下降且與處理10d時的得分無顯著差異(P＞0.05)。由此可知, 微流水處理6d能顯著提高鳙魚肌肉的感官品質(zhì)。

表3 鳙魚肌肉在不同微流水處理時間下的感官評分Tab. 3 Sensory scores of bighead carp muscle under different micro-flow water treatment time

2.3 不同微流水處理時間對鳙魚肌肉游離氨基酸含量的影響

由表 4結(jié)果可知, 隨著處理時間的延長, 游離氨基酸總量先增加后減小, 在第6天時取得最大值(P＜0.05), 相比未處理組增加了17.74%; 鮮味氨基酸含量呈現(xiàn)增加的趨勢, 處理10d時含量最高且顯著高于未處理組(P＜0.05), 天冬氨酸和谷氨酸的含量均隨處理時間的延長而顯著增加(P＜0.05), 且在處理時間超過8d后不再顯著變化。

表4 不同微流水處理時間對鳙魚肌肉游離氨基酸含量的影響Tab. 4 Effect of different micro-flow water treatment time on the content of free amino acids in bighead carp muscle

甜味氨基酸含量在處理過程中呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢, 處理6d時含量最高, 相比未處理組增加了39.45%, 主要表現(xiàn)為蘇氨酸、絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸和賴氨酸含量的顯著增加, 其中脯氨酸含量在處理過程中有所波動, 但整體呈現(xiàn)下降的趨勢, 在處理10d時相比未處理組降低了64.70%。

苦味氨基酸含量呈現(xiàn)降低的趨勢, 處理4d時含量顯著降低(P＜0.05), 其中纈氨酸在整個處理過程中含量無顯著變化; 精氨酸含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢, 處理6d時含量達到最高, 處理時間超過8d后含量不再顯著變化; 組氨酸含量隨處理時間的延長而逐漸降低, 處理10d時其值降至最小(P＜0.05)。

酸味氨基酸含量也呈現(xiàn)下降的趨勢, 處理10d時含量最低(P＜0.05), 相比未處理組降低了32.17%, 主要表現(xiàn)為組氨酸含量的顯著降低, 處理10d時組氨酸含量相比未處理組降低了37.50%。

2.4 不同微流水處理時間對鳙魚肌肉脂肪酸含量的影響

如表 5所示, 在鳙魚肌肉中共檢測出29種脂肪酸, 包括13種飽和脂肪酸、6種單不飽和脂肪酸和10種多不飽和脂肪酸。在微流水處理后, 鳙魚肌肉中飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸總量顯著下降, 在微流水處理10d時分別較未處理組降低了41.87%、34.40%和18.16%。飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸下降程度最大, 主要表現(xiàn)為棕櫚酸、硬脂酸、油酸和芥酸等含量的顯著降低; 而在多不飽和脂肪酸中, 亞油酸、二十二碳二烯酸和DHA的含量顯著上升, 不飽和脂肪酸在脂肪酸中的組成比例也顯著上升。

2.5 不同微流水處理時間對鳙魚肌肉中核苷酸及其降解產(chǎn)物含量的影響

如表 6所示, 鳙魚肌肉中肌苷酸(Inosine monophosphate, IMP)含量最高, 其次是鳥苷酸(Guanosine monophosphate, GMP)含量。AMP含量在整個微流水處理過程中先增加后降低, 處理6d時含量最高(P＜0.05), 較未處理組增加了28%, 進一步延長處理時間時則開始下降, 但不再顯著性變化; GMP和IMP含量分別在處理2d和4d時達到最高(P＞0.05),比未處理組分別增加了7.53%和1.52%; HxR含量在處理8 d 時顯著降低, 與未處理組相比降低了32.28%, 而與處理10d時的含量無顯著差異; Hx含量在處理過程中有所波動, 但整體呈現(xiàn)下降的趨勢,處理8d時含量最低, 相比未處理組降低了8.45%。

表6 不同微流水處理時間對鳙魚肌肉中核苷酸及其降解產(chǎn)物含量的影響Tab. 6 Effects of micro-flow water treatment time on the content of Nucleotides compounds in bighead carp muscle

2.6 不同微流水處理時間對鳙魚肌肉中甜菜堿含量的影響

甘氨酸甜菜堿俗稱甜菜堿, 廣泛分布于海產(chǎn)無脊椎動物的肌肉、生殖腺和內(nèi)分泌腺等組織, 與滲透壓的調(diào)節(jié)有關(guān), 具有甜味和一定的鮮味, 并且還能增強厚味[25,26]。由圖 1可知, 甜菜堿含量隨著處理時間的延長呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢, 處理6d時甜菜堿含量達到最高為4.54 mg/g, 與未處理組相比增加了50.16%, 處理8d時含量有所下降, 再進一步延長處理時間則無顯著變化(P＞0.05)。整體上處理后的鳙魚肌肉中甜菜堿含量相較未處理組均顯著增加, 能一定程度改善鳙魚肌肉滋味品質(zhì)。

圖1 不同微流水處理時間對鳙魚肌肉中甜菜堿含量的影響Fig. 1 The effect of different micro-flow water treatment time on the betaine content of bighead carp muscle

2.7 滋味特征分析

為比較不同微流水處理時間下的鳙魚肌肉滋味差異, 采用滋味分析儀(電子舌) 進行測定。判別分析因子DF 1和DF 2的總貢獻率達98.69%, 說明電子舌各探頭的判別分析結(jié)果能夠反映魚肉的整體滋味信息。由圖 2可以看出, 各處理組鳙魚肌肉的滋味特征有明顯差異, 說明微流水處理能顯著改變鳙魚肌肉的滋味特征。

圖2 不同微流水處理時間下鳙魚肌肉滋味特征的判別因子分析Fig. 2 Discriminant factor analysis on e-tongue signal of bighead carp muscle at different micro-flow water treatment times橢圓表示同組樣本的置信區(qū)間(P＜0.05)Ellipse represents confidential interval for each group of samples (P＜0.05)

電子舌二代探頭能模擬人的味覺細胞, 可分析樣品的酸味、苦味、咸味、鮮味和甜味[27]。由圖 3可看出, 隨著處理時間的延長, 呈酸味和咸味的探頭響應(yīng)值顯著降低(P＜0.05); 呈鮮味和甜味的探頭響應(yīng)值先增加后降低, 均在處理6d時達到最大值(P＜0.05); 呈苦味探頭響應(yīng)值在處理過程中先降低后增加, 并在處理6d時降至最低(P＜0.05)。故短時微流水處理可改善鳙魚肌肉滋味特征, 并且, 在微流水處理6d時, 鳙魚肌肉的甜味和鮮味高, 苦味低, 具有較高的滋味品質(zhì)。感官評分結(jié)果(表 2)也表明隨著處理時間的延長, 鳙魚肌肉滋味得分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢, 在處理6d時得分最高, 且處理8d后得分無顯著變化, 這一變化趨勢與電子舌結(jié)果一致。

圖3 不同微流水處理時間下鳙魚肌肉電子舌傳感器響應(yīng)值雷達圖Fig. 3 Radar chart of electronic tongue sensor to bighead carp muscle at different micro-flow water treatment times

2.8 滋味物電子質(zhì)與舌響應(yīng)值相關(guān)性分析

為探究短時微流水處理后鳙魚肌肉滋味特征變化與滋味物質(zhì)之間的關(guān)聯(lián), 故將電子舌各探頭響應(yīng)值與各滋味物質(zhì)的含量進行相關(guān)性分析(表 7)。HxR含量與AHS、CTS和SCS探頭響應(yīng)值呈顯著正相關(guān); IMP含量與ANS探頭響應(yīng)值呈顯著正相關(guān)。甜味氨基酸含量與CTS、NMS、ANS和SCS探頭響應(yīng)值呈顯著相關(guān)性; 鮮味氨基酸、苦味氨基酸、酸味氨基酸、單不飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸與各個探頭響應(yīng)值呈現(xiàn)顯著相關(guān)性。飽和脂肪酸和甜菜堿與AHS、CTS、NMS和ANS四個探頭響應(yīng)值呈顯著相關(guān)性。

表7 滋味物質(zhì)與電子舌響應(yīng)值相關(guān)性分析Tab. 7 Correlation analysis between the content of taste compounds and electronic tongue response value of bighead carp muscle

3 討論

游離氨基酸、脂肪酸、核苷酸及其降解產(chǎn)物和甜菜堿是影響鳙魚肌肉滋味品質(zhì)的主要成分。游離氨基酸是魚貝蝦等水產(chǎn)品中重要的呈味物質(zhì),谷氨酸和天冬氨酸呈鮮味, 蘇氨酸、甘氨酸和丙氨酸等具有甜味, 而組氨酸和亮氨酸則呈苦味等不良風(fēng)味, 同時游離氨基酸在熱加工時自降解、參與美拉德反應(yīng)等影響肉的風(fēng)味品質(zhì)[28—30]。在微流水處理過程中, 鳙魚肌肉中游離氨基酸含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢, 并在處理6d時含量最高, 這一變化趨勢與呂昊[13]研究微流水處理鯽魚時游離氨基酸含量變化一致。這說明處理時間過長反而不利于提升鳙魚肌肉滋味品質(zhì)。脂質(zhì)是重要的風(fēng)味前體物質(zhì), 鳙魚在微流水處理過程中脂質(zhì)代謝分解產(chǎn)生短鏈脂肪酸可能影響其滋味品質(zhì), 如亞油酸可能產(chǎn)生油脂味或溫和的甜味, 而脂肪酸進一步代謝生成的短鏈有機酸如己酸和辛酸則可能分別給肉類帶來辛辣味和干酪味[31]。鳙魚肌肉中游離脂肪酸含量呈現(xiàn)降低的趨勢, 但不飽和脂肪酸含量所占比例卻有上升, 呂昊[13]研究微流水處理鯽魚時其肌肉中脂肪酸的組成也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果, 其研究結(jié)果表明處理9d時鯽魚主要利用了飽和脂肪酸, 而不飽和脂肪酸組成比例有所上升; Palmeri等[6]研究發(fā)現(xiàn)在17℃停餌處理2周后鱈魚肌肉中各類脂肪酸含量無顯著變化, 部分多不飽和脂肪酸含量增加。鳙魚在微流水處理過程中處于饑餓狀態(tài), 三磷酸腺苷(Adenosine triphosphate, ATP)含量有所降低。 核苷酸及其降解產(chǎn)物影響魚蟹類的口感和風(fēng)味, AMP、IMP和GMP是鮮味的主要成分, 可增強魚蟹類的鮮味,HxR和Hx能使魚肉產(chǎn)生苦味, 影響魚肉的滋味和口感[32,33]。在處理后的鳙魚肌肉中, AMP、IMP和GMP含量有所增加, HxR和Hx含量有所降低, 對改善滋味品質(zhì)起一定作用。這與楊文鴿等[25]研究縊蟶冰藏初期ATP含量下降結(jié)果一致。陳周[12]對草魚進行微流水處理時發(fā)現(xiàn)草魚魚肉中IMP含呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢, 與本試驗結(jié)果趨勢一致。鳙魚肌肉中甜菜堿含量在處理過程中先增加后降低?？O蟶在冰藏期間甜菜堿含量也先增加后降低[25]。

電子舌各探頭響應(yīng)值與各滋味物質(zhì)的含量的相關(guān)性說明微流水處理過程中核苷酸、游離氨基酸、脂肪酸和甜菜堿含量的變化顯著影響了鳙魚肌肉滋味品質(zhì)。IMP具有鮮味, 并且能夠抑制可能存在的苦味、油脂味和硫磺味等, HxR具有苦味。趙輝等[34]對新鮮海鰻的風(fēng)味物質(zhì)進行測定分析后發(fā)現(xiàn)IMP對海鰻的鮮味有重要貢獻, 肌肉中IMP的含量高達7.15 μmol/g。在本試驗中鳙魚肌肉中IMP含量與ANS探頭響應(yīng)值呈顯著正相關(guān), HxR含量與AHS、CTS、SCS探頭響應(yīng)值呈顯著正相關(guān),而與ANS探頭響應(yīng)值呈顯著負相關(guān)。游離氨基酸的存在與肉產(chǎn)品滋味有很大關(guān)系, 如谷氨酸、天門冬氨酸、丙氨酸和甘氨酸等游離氨基酸不僅直接形成滋味, 而且還是很多風(fēng)味物質(zhì)的前體物質(zhì)[35,36]。本試驗中脂肪酸含量與鳙魚滋味特征變化顯著相關(guān), 可能是鳙魚在微流水處理過程中消耗脂肪分解代謝產(chǎn)生的游離脂肪酸, 脂肪酸進一步分解生成的醛類、酸類和酮類等起到呈味作用[37], 如己酸和辛酸則可能分別給肉類帶來辛辣味和干酪味[31]。李婉君[23]比較南極磷蝦和南美白對蝦的滋味成分時發(fā)現(xiàn)甜菜堿為賦予蝦肉鮮甜味的直接貢獻者, 而本試驗中甜菜堿含量與電子舌NMS和ANS探頭呈顯著正相關(guān), 與該試驗結(jié)果一致。

故短時微流水處理可改善鳙魚肌肉滋味品質(zhì),在處理6d時效果最佳。并且IMP、HxR、游離氨基酸、脂肪酸和甜菜堿為主要滋味貢獻物質(zhì)。同時,在微流水處理過程中鳙魚主要消耗脂肪提供能量,對粗蛋白含量無顯著影響且灰分含量增加, 不會降低鳙魚肌肉營養(yǎng)價值。