巴沙魚片脫腥工藝優(yōu)化及腥味物質分析

鮑佳麗，方旭波 ，陳小娥,3, ，劉蘇婷，張 芳，沈君英

（1.浙江海洋大學食品與藥學學院，浙江舟山 316022；2.浙江國際海運職業(yè)技術學院，浙江舟山 316021；3.舟山市海大科學技術研究院，浙江舟山 316000；4.舟山佰愛家食品有限公司，浙江舟山 316000）

巴沙魚（Pangasius bocourti）是一種東南國家主要的淡水養(yǎng)殖生物，屬鯰形目（Siluriformes），主要分布于湄公河流域[1-2]，其營養(yǎng)豐富、肉質白嫩細滑，通常被制作成冷凍魚片，且價格低廉，越來越受消費者的喜愛[3-4]。然而，巴沙魚通常都具有較重的土腥味，其限制了加工產品的銷售。目前，采用天然植物脫腥劑是改善腥味最便捷的途徑之一。劉方芳等[5]利用紅茶處理美國大口胭脂魚，發(fā)現魚肉腥味明顯減弱，風味得到改善。吳燕燕等[6]采取香菜、香茅對鱸魚片進行脫腥，發(fā)現其不僅可使脫腥后的魚肉在保留原有風味，還能賦予其天然的植物香氣，同時具有一定保鮮效果。由此可見，天然植物脫腥劑不僅可以降低腥味，賦予食物獨特風味，還可能具有一定抑菌作用，延長產品貯藏時間。

紫蘇（Perilla frutescens）原產于東亞，在我國栽培歷史悠久，是著名的藥食兩用植物[7]。其生物活性物質種類較為豐富，具有抗氧化、抗菌、降血脂等功效[8-9]。此外，紫蘇對水產制品、肉制品和鹵制品等都具有良好地保鮮和增添食物獨特風味的作用[10]。雷躍磊等[11]采用不同紫蘇形式對鱖魚進行脫腥，證明紫蘇汁具有較好的脫腥能力。丁莫[12]利用紫蘇提取液對貯藏過程中的脆肉鯇魚片進行處理，研究發(fā)現紫蘇提取液不僅對魚片具有脫腥效果，還具有顯著的抗菌和抗氧化功效。紫蘇存在獨特香氣，是水產食品加工中天然去腥劑和調味料，迄今為止，紫蘇葉在巴沙魚的脫腥應用鮮有報道。

本實驗以色差（ΔE）和腥味值[13]為指標，用正交試驗優(yōu)化設計脫腥工藝，采用電子鼻進行輔助分析[14]，考察紫蘇提取液濃度、脫腥時間和脫腥溫度對巴沙魚片脫腥結果的影響，并采用GC-MS技術對其脫腥前后的風味化合物進行分析，為今后巴沙魚片的產業(yè)化提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

冷凍巴沙魚 舟山佰愛家食品有限公司；紫蘇葉 舟山華潤萬家。

WT1002N電子天平 上海梅穎浦儀器制造有限公司；HH-W420/600三用恒溫水箱 常州金壇良友儀器有限公司；PEN3電子鼻便攜式系統(tǒng) 北京菁美瑞科技有限公司；CR-400色差儀 深圳金準儀器設備有限公司；氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS） 美國Thermo科技公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 原料處理 魚肉解凍，去頭去內臟，剔除脊椎骨，處理成巴沙魚柳，最后切片去皮，放入-18 ℃冰箱備用。將新鮮紫蘇葉按照固形物質量濃度0、1、2、3、4及5 g/100 mL的添加量在100 ℃的沸水中浸提20 min冷卻后制得紫蘇水提物。

1.2.2 單因素實驗 將預處理后的魚片解凍浸入紫蘇水提物的水溶液中，魚片質量與紫蘇水提物體積比即料液比為1:3 g/mL。脫腥工藝條件固定在脫腥溫度20 ℃，時間45 min，考察紫蘇水提物濃度（0%、1%、2%、3%、4%和5%）對腥味值和色差值的影響；脫腥工藝條件固定在紫蘇水提物濃度2%，脫腥時間45 min，考察脫腥溫度（10、15、20、25、30 和 35 ℃）對腥味值和色差值的影響。脫腥工藝條件固定在紫蘇水提物濃度2%，脫腥溫度20 ℃，考察脫腥時間（0、15、30、45、60和 75 min）對腥味值和色差值的影響。外加電子鼻輔助分析紫蘇水提物濃度、脫腥溫度和脫腥時間三個因素對巴沙魚片脫腥結果的影響。

1.2.3 正交試驗 在單因素實驗的基礎上，設計L9（34）正交試驗，如表1所示，以腥味值和色差值為指標，優(yōu)化脫腥工藝。

表1 巴沙魚去腥工藝正交實驗因素水平表Table 1 Orthogonal experiment of Pangasius bocourti deodorization process

1.2.4 腥味評價 樣品經脫腥處理后沸水中煮3 min，待完全煮熟后，采用先聞后吃的順序，由12名經過培訓的食品專業(yè)研究生進行評價。將厚薄均勻的魚片隨機放入一次性紙杯中，紙杯上用三位隨機的阿拉伯數字編碼。腥味評級由0（無腥味）到5（腥味很重）的6個強度等級來確定，具體評級標準見表2。評估在正常光線下于室溫（約25 ℃）下進行，品嘗不同樣品時用凈水漱口。每組剔除最小值和最大值后再求平均值，得到腥味評分值。

表2 腥味值評分標準Table 2 Evaluation standard of fishiness value

1.2.5 色差 參照王萍等[15]的試驗方法，使用CR-400型色差儀于室溫下測量巴沙魚肉樣品。結果用參數L*、a*、b*值表示，每個樣品取三個不同的位置各測一次，取平均值，計算脫腥前后的總色差，公式如下：

式中：L0*、a0*、b0*表示浸泡紫蘇脫腥液前巴沙魚片的色澤值；L*、a*、b*則表示浸泡后巴沙魚片的色澤值。

1.2.6 電子鼻分析 根據Yin等[16]的方法，使用包含傳感器陣列單元的PEN3電子鼻進行電子鼻分析。將處理過的巴沙魚片樣品分別放入50 mL小燒杯中，保鮮膜密封，并放置30 min后測量。測定時間70 s，清洗時間100 s，進樣流速200 mL/min。

1.2.7 GC-MS分析

1.2.7.1 揮發(fā)性成分萃取 參照李鵬飛等[17]的方法。稱5 g搗碎后的樣品放入20 mL頂空瓶中，在60 ℃加熱裝置中靜置15 min，用萃取頭吸附30 min，然后立即插入250 ℃ GC-MS進樣口解吸8 min。

1.2.7.2 GC-MS條件 色譜柱類型：DB-WAX毛細管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；進樣口溫度：250 ℃；離子源：EI；離子源溫度：200 ℃；接口溫度：250 ℃；電子能量70 eV。用NIST和Willey譜庫檢索，并結合已發(fā)表文獻進行結果分析，峰面積歸一法計算相對含量，匹配度大于80%才予以報告[18]。

1.3 數據處理

采用Excel對數據進行整理歸納，OriginPro2017軟件進行畫圖，SSPS軟件進行數據分析，Winmuster軟件對電子鼻的數據進行處理。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗

2.1.1 紫蘇水提物濃度對脫腥效果的影響 腥味值是水產品風味的一個重要指標，可較為直觀地表示出不同處理條件下的脫腥效果。另外，由于紫蘇花色素苷易溶于水[19]，因而紫蘇水提物會隨著濃度的增大而顏色變深，浸泡時會影響魚肉本身的色澤。由圖1可知，巴沙魚片的腥味值隨著脫腥液濃度的增加先減小，當濃度大于3%時趨于平緩。ΔE值隨濃度的增加不斷增大，當濃度超過3%時，ΔE值急劇上升，說明魚片顏色變化明顯。呂艷芳等[20]研究發(fā)現，當ΔE＞3時，顏色差異明顯，肉眼可察覺。圖2是利用電子鼻對6個樣品進行輔助檢測分析，巴沙魚片在濃度為0%、1%、2%、3%、4%、5%條件下進行脫腥實驗后測得的PCA分析圖譜?？芍?，主成分1（PC1）和主成分2（PC2）貢獻率分別為74.64%和19.06%，總貢獻率為93.70%（＞80%），說明主成分可以較好表達不同脫腥液濃度脫腥后的巴沙魚片揮發(fā)性氣味的主要特征信息[21]。其中，2%和3%在PC2上與0%距離最遠，但之間有部分重疊表明有相似揮發(fā)性成分，區(qū)分效果不太明顯，需要進行進一步的區(qū)分。由圖3可知，LDA的總貢獻率為97.69%（＞80%），能表達大部分主要特征信息，且3%在PC2與0%的距離大于2%在PC2與0%的距離。同時結合腥味值和色差值綜合考慮，最終選取最佳脫腥液濃度為3%進行后續(xù)正交試驗。

圖1 紫蘇水提物濃度對巴沙魚片的脫腥影響Fig.1 Effect of Perilla frutescens water extract concentration on deodorization of Pangasius bocourti fillets

圖2 紫蘇水提物濃度下巴沙魚片脫腥的PCA圖Fig.2 PCA chart of Pangasius bocourti fillets with different concentration of Perilla frutescens water extract

圖3 紫蘇水提物濃度下巴沙魚片脫腥的LDA圖Fig.3 LDA chart of Pangasius bocourti fillets with different concentration of Perilla frutescens water extract

2.1.2 脫腥溫度對脫腥效果的影響 從圖4中可以看出，隨著脫腥溫度的增加，ΔE緩慢上升，超過30 ℃時，ΔE上升速度加快。同時隨著溫度的升高，巴沙魚片腥味值反而減小，最后輕微波動，在25 ℃時腥味值出現最低點?？赡苡捎跍囟壬?，紫蘇中揮發(fā)油擴散加劇，掩蓋土腥味，從而使得腥味值降低。與劉云軒等[22]研究結果相似。由圖5～圖6可知，不同脫腥溫度下PCA和LDA圖的兩主成分總貢獻率分別為80.18%和97.47%（＞80%），可以表達大部分主要特征信息。圖5中30和35 ℃樣品有重疊，而在圖6中樣品區(qū)分明顯，說明樣品在LDA中整體風味的區(qū)分度較好。從圖6中可知，25 ℃與其他脫腥溫度結果在PC1和PC2上均相距較遠，區(qū)分較好，但溫度越高對魚肉本身質地破壞極大，為了避免溫度上的破壞，選取25 ℃進行脫腥處理，這與上述腥味值分析結果相符，同時該條件下色差也不會出現明顯變化。

圖4 脫腥溫度對巴沙魚片的脫腥影響Fig.4 Effect of deodorization temperature on deodorization of Pangasius bocourti fillets

圖5 不同脫腥溫度下巴沙魚片脫腥的PCA圖Fig.5 PCA chart of Pangasius bocourti fillets with different deodorization temperature

圖6 不同脫腥溫度下巴沙魚片脫腥的LDA圖Fig.6 LDA chart of Pangasius bocourti fillets with different deodorization temperature

2.1.3 脫腥時間對脫腥效果的影響 從圖7可以看出，ΔE隨著脫腥時間的延長而增加，腥味值隨著脫腥時間的增加而減小。在60 min時腥味值降到最低點，與此同時，ΔE值并未大于3，說明顏色變化差異不明顯。從圖8結果中也可以看出，不同脫腥時間下PC1和PC2的總和為90.15%（＞80%），包含大部分樣品信息。樣品在15、30和45 min時和在60和75 min時都有重疊部分，說明它們之間具有相似的揮發(fā)性氣體成分，需進一步分析。圖9可知，與未脫腥的巴沙魚片相比，各樣品在LD1上相差較大，說明脫腥時間對巴沙魚片風味有一定影響。45、60、75 min時魚片的揮發(fā)性氣味在主成分空間中分布較為集中，且在LD1上與對照的差異高于30 min，在LD2上高于15 min。60 min時脫腥后的揮發(fā)性物質在LD1上與0的差異高于45和75 min。且在60 min后，腥味值變化并不明顯，色差值卻快速上升，考慮到巴沙魚肉在紫蘇水提物中浸泡時間過長，會對魚肉本身的品質風味產生不良影響。綜上所得，采用60 min作為后續(xù)正交試驗的時間。

圖7 脫腥時間對巴沙魚片脫腥的影響Fig.7 Effect of deodorization time on deodorization of Pangasius bocourti fillets

圖8 不同脫腥時間下巴沙魚片脫腥的PCA圖Fig.8 PCA diagram of different deodorization time for Pangasius bocourti fillets

圖9 不同脫腥時間下巴沙魚片脫腥的LDA圖Fig.9 LDA diagram of different deodorization time for Pangasius bocourti fillets

2.2 脫腥優(yōu)化正交試驗

表3可知，就色差而言，三個因素大小順序為A（脫腥液濃度）＞C（脫腥時間）＞B（脫腥溫度），脫腥最佳組合為A2B2C1；就腥味值而言，極差結果分析得到影響巴沙魚片脫腥因素的主次順序為：A＞C＞B，這與色差分析結果一致，也與表4方差分析結果一致，但脫腥最佳組合為A2B1C2。本試驗目的在于脫腥，因此，應該在腥味較低的情況下，盡量減少紫蘇水提物對魚片色澤的影響。兩種組合相互比較，最終選取A2B1C2作為最佳的脫腥組合。即最優(yōu)脫腥條件為紫蘇水提物濃度3%，脫腥溫度20 ℃，脫腥時間60 min。驗證試驗，將該魚片在濃度為3%、溫度為20 ℃下浸泡1 h，平行3次，測得ΔE值分別為2.713、2.675、2.627，平均值為 2.671，測得腥味值分別為1.24、1.27和1.20，平均值為1.24。其中腥味值低于正交試驗中的其它組合，說明表3優(yōu)化的工藝參數具有適應性和可靠性。在該條件下，所得到的巴沙魚片無明顯土腥味，肉色白皙且?guī)в械淖咸K香氣。

表3 正交試驗設計及結果分析Table 3 Orthogonal experiment design and result analysis

表4 方差分析結果Table 4 Analysis of variance results

2.3 巴沙魚片脫腥前后揮發(fā)性成分分析

氣質聯用是揮發(fā)性成分分析中最常見的方法，通過GC-MS技術，在紫蘇水提物處理前后的巴沙魚中分別測出74和75種揮發(fā)性物質，主要包括醛、醇、酮、酯、酸和烴類。由于酮類、酯類和烴類閾值高，對總體氣味貢獻較低[23-24]，所以本文主要分析相對含量差異性較大的醛類和醇類，其分析結果見表5?？芍撔忍幚砗笕╊惖南鄬看蠓认陆?，而脫腥后的醇類的相對含量較脫腥前有所增加。這可能是由于紫蘇水提物中的萜類物質（芳樟醇、紫蘇醇和alpha-松油醇等）具有獨特且濃郁的香味可以掩蓋住魚片本身的腥味。還有可能是因為紫蘇水提物中含有豐富的抗氧化和抑菌成分能夠在魚片加工過程中抑制魚片營養(yǎng)物質的氧化及微生物代謝所產生不良風味[22]。這與劉建等[25]的研究結果相似。

表5 巴沙魚脫腥前后主要揮發(fā)性成分分析Table 5 Main volatile components of Pangasius bocourti before and after deodorization

2.3.1 醛類物質 在巴沙魚片揮發(fā)性成分中醛類的相對含量最高，主要來源于脂肪氧化降解，具有香氣閾值低等特點，對魚肉風味影響較大[23]。表5可知，正己醛、壬醛、庚醛具有魚腥味和草味[26-27]。在醛類中，己醛和壬醛氣味刺鼻，含量較高，是導致巴沙魚片具有腥味的主要成分。Thiansilakul等[28]研究證實，己醛對淡水魚和海水魚類的腥味有不可或缺的作用。庚醛的相對含量不高，但其閾值低，對巴沙魚片的腥味也起著一定的作用[29]。魚片脫腥處理后，醛類相對含量均得到改進，己醛和壬醛的相對含量分別下降了84.23%和74.52%，庚醛物質未被檢出，說明紫蘇水提物能較好的除去巴沙魚片中的腥味物質。

2.3.2 醇類物質 巴沙魚片主要醇類有正戊醇、正己醇、1-辛烯-3-醇、2-乙基己醇、正辛醇、正庚醇和乙醇。經脫腥處理后其風味物質增加了葉醇、芳樟醇、紫蘇醇和α-松油醇等，產生令人愉快的香氣，對其腥味有一定的遮掩作用。醇類主要是由脂肪酸氧化酶對多不飽和脂肪酸的作用產生的，閾值低，對魚肉氣味貢獻較大，尤其是不飽和醇類[30]。紫蘇水提物脫腥處理后，魚片中1-辛烯-3-醇、正己醇、正戊醇和正辛醇的相對含量明顯減少，其中1-辛烯-3-醇由15.66%降低到7.09%。有報道表明，1-辛烯-3-醇具有魚腥味和蘑菇味，在于多種水產品的揮發(fā)性氣味中檢測出，是產生腥味的主要成分之一[31-32]。1-辛烯-3-醇相對含量的減少也證實了紫蘇水提物具有較好的脫腥作用。

3 結論

以腥味值和色差值為指標，結合電子鼻分析進行單因素試驗，并進行正交試驗優(yōu)化脫腥工藝，且在紫蘇水提物濃度3%、脫腥時間60 min以及脫腥溫度20 ℃時，對巴沙魚片脫腥效果較好。采用GCMS技術對脫腥前后的巴沙魚片揮發(fā)性化合物進行檢測，結果顯示，脫腥前后魚肉中揮發(fā)性化合物種類和含量具有一定的差異，并且脫腥后的魚肉中己醛、壬醛和1-辛烯-3-醇等主要的腥味物質相對含量明顯降低，說明紫蘇水提物具有一定的脫腥能力。此工藝研究天然植物脫腥劑紫蘇對巴沙魚片腥味的脫除效果，工序較為方便快捷，適用于產業(yè)化生產，提供一種便捷食用的冷凍魚片半成品，為進一步開發(fā)利用巴沙魚提供理論依據，也為相關餐飲行業(yè)提供一定的便利。