傳統(tǒng)咸干鲅魚自然風干過程風味物質變化

簡沖, 王靈昭, 王善宇, 劉淇, 曹榮,3*

(1.中國水產科學研究院黃海水產研究所，山東 青島 266071；2.江蘇海洋大學食品科學與工程學院，江蘇 連云港 222005；3.青島海洋科學與技術試點國家實驗室海洋藥物與生物制品功能實驗室，山東 青島 266235)

鲅魚，學名藍點馬鮫(Scomberomorusniphonius)，體態(tài)呈紡錘形，背部為藍黑色，布滿藍色斑點，由此得名。鲅魚廣泛分布于中國渤海、黃海以及東海海域，營養(yǎng)豐富、味道鮮美，深受消費者喜愛。2020年中國鲅魚捕撈產量為35.51萬t，占中國海洋魚類總捕撈量3.75%，其中山東捕撈量15.85萬t，位居第一，目前鲅魚的主要加工方式以加工銷售的模式，尤其是秋冬季節(jié)，水產品市場到處可見晾曬咸鲅魚，其余少量以魚糜制品為主。

咸干鲅魚是北方沿海地區(qū)傳統(tǒng)的特色美食，青島地區(qū)又稱之為“甜曬鲅魚”?！疤饡瘛辈⒎侵讣犹?，而是指經自然風干且不加鹽以外的調味品的加工方式。咸干鲅魚產品口感勁道、咸鮮味美，風味獨特。近幾年，科研人員對咸干鲅魚食用安全性[1]、菌群結構[2]、香氣成分[3-4]、加工工藝[5]等進行了研究，而對加工過程風味變化的研究較少。游離氨基酸、呈味核苷酸等非揮發(fā)性成分是水產品滋味的重要來源[6]，且這些成分往往會在加工過程中發(fā)生較大的變化。如Zhang等[7]發(fā)現(xiàn)谷氨酸、5’-磷酸肌苷(5’-inosine monophosphate，IMP)等對河鲀(Tetraodontidae)的鮮甜味有著重要的貢獻。蟹醬發(fā)酵過程中天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、IMP和5’-磷酸鳥苷(5’-guanosine monophosphate，GMP)等含量顯著增加，是構成其鮮甜味的主要物質[8]。Xu等[9]研究發(fā)現(xiàn)魚低鹽發(fā)酵過程中生成的酯類、醛類、醇類及酸類等揮發(fā)性成分有助于其獨特風味生成。咸干鲅魚加工過程主要風味物質的演變規(guī)律不清，變化機制尚不明確，亟需開展相關研究。

本研究以咸干鲅魚為原料，對其自然風干過程中游離氨基酸和呈味核苷酸的含量進行了測定，采用電子鼻和氣相-離子遷移譜(GC-IMS)對氣味輪廓和特征性揮發(fā)成分進行了分析。通過探究咸干鲅魚風味形成規(guī)律，為生產工藝的優(yōu)化和產品品質控制提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮鲅魚，采購于青島市嶗山區(qū)埠東海鮮市場，選取形態(tài)完整、體長(35.0±5.0)cm的個體進行后續(xù)實驗。

腺苷酸(adenosine monophosphate，AMP)、肌苷酸(inosine monophosphate，IMP)、鳥苷酸(guanosine monophosphate，GMP)、氨基酸混樣標準品，均為分析純，購于Sigma公司。

1.2 儀器設備

TA-XT plus型質構儀，英國Stable Micro System公司；L-8800型氨基酸自動分析儀，日本日立公司；2695型高效液相色譜系統(tǒng)，美國Waters公司；Pen-3型電子鼻，德國Air sense公司；Floorspace?型氣相色譜-離子遷移譜儀，德國G.A.S公司。

1.3 方法

1.3.1 加工工藝

將新鮮鲅魚用清水進行清洗，用刀具沿背鰭切入順延至尾部片開，去除鰓和內臟，沖洗干凈，在魚體表面均勻涂抹一層鹽，頭部朝下懸掛于無陽光直射的通風處自然風干。風干過程的環(huán)境溫度為1～7 ℃，環(huán)境濕度約40%。

每2 d隨機取鲅魚樣品6份，去除頭、尾和骨，取肉檢測各項指標。

1.3.2 水分含量測定方法

參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》[10]，采用直接干燥法測定。

1.3.3 質構分析方法

將鲅魚樣品切成3.0 cm×3.0 cm×2.0 cm小塊，使用質構儀測定。測定參數(shù)為：探頭P/50，壓縮比60%，循環(huán)間隔5 s，測試速率2 mm/s，觸發(fā)力20 g。

1.3.4 游離氨基酸含量測定方法

參照GB 5009.124—2016《食品安全國家標準 食品中氨基酸的測定》[11]，采用磺基水楊酸法[12]處理樣品，氨基酸自動分析儀進行測定。

1.3.5 呈味核苷酸含量測定方法

參照YOKOYAMA等[13]的方法稍作修改。取樣品5.0 g，加入15.0 mL預先冷卻的質量分數(shù)為10%的過氯乙酸溶液，均質后離心，收集上清液，中和pH至6.5，過0.45 μm濾膜，濾液用高效液相色譜進行測定。

色譜分析條件：色譜柱Shiseido C18SG(4.6 mm×150 mm)；流動相為乙酸、檸檬酸、三乙胺混合溶液，濃度分別為0、20.0和40.0 mmol/L，pH 5.5；流速0.8 mL/min；柱溫40 ℃；檢測器波長260 nm；進樣量10 μL。比較樣品與標準化合物色譜圖峰值的保留時間及峰高來確定AMP、IMP、GMP含量。

1.3.6 滋味活性值計算

滋味活性值(taste active value，TAV)按照公式(1)[14]計算：

式(1)

1.3.7 鮮味程度評定方法

采用味精當量(equivalent umami concentration，EUC)評定鮮味程度[14]。按照式(2)進行計算。

EUC(g MSG/100 g)=∑aibi+1 218(∑ aibi)(∑ajbj)

式(2)

式中：1 218為協(xié)同作用常數(shù)；ai為鮮味氨基酸的量,(g/100 g)；bi為鮮味氨基酸相對于谷氨酸單鈉(monosodium glutamate，MSG)的鮮味系數(shù)(Glu 1.0；Asp 0.077)；aj呈味核苷酸的量,(g/100 g)；bj為呈味核苷酸相對于IMP的鮮味系數(shù)(AMP:0.18；IMP:1.0；GMP 2.3)。

1.3.8 電子鼻分析方法

參照胡夢月等[15]的方法稍作修改。取魚肉剪碎，精確稱取2.0 g置于50 mL 頂空進樣瓶中，密封后靜置平衡10 min采用電子鼻進行檢測。測定參數(shù)為：清洗時間60 s，氣體流速 200 mL/min，數(shù)據(jù)采集時間為80 s。采用電子鼻內置程序WinMuster處理數(shù)據(jù)。

1.3.9 揮發(fā)性成分檢測方法

參照曹榮等[16]的方法稍作修改。取2.0 g魚肉，放入20 mL頂空進樣瓶中，60 ℃平衡20 min，通過自動頂空進樣用氣相-離子遷移譜儀(GC-IMS)進行檢測。通過比對NIST氣相保留指數(shù)數(shù)據(jù)庫與IMS遷移時間數(shù)據(jù)庫對物質進行定性分析，采用設備自帶LAV軟件的Gallery Plot功能繪制樣品中的揮發(fā)性成分譜圖。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Office Excel作圖，采用t-檢驗進行組間差異顯著性分析，P<0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 風干過程水分含量和肌肉硬度值變化情況

水分含量是咸干鲅魚產品的一個重要指標，與咸干鲅魚質構、風味等感官品質以及貨架期等密切相關[17]。質構指標中的硬度是指使樣品達到一定形變所需的力[18]。適中的硬度是良好口感的重要體現(xiàn)，且與產品中的水分含量具有一致性。當水分含量高時，質地往往偏軟，口感上表現(xiàn)為缺少嚼勁，且不利于貯藏；當水分含量偏低時，質地往往過硬，同樣會影響口感[15]。

鲅魚自然風干過程中，水分含量逐漸降低，至12 d時，水分含量由66.57%降至54.75%。由于水分含量的降低，硬度值呈上升趨勢，尤其是風干前8 d，硬度值幾乎呈線性增加。8 d后，硬度值變化較小，此時水分含量的變化幅度也減小，表明已接近風干終點。

圖1 咸干鲅魚風干過程水分含量和硬度變化

2.2 風干過程滋味物質變化情況

2.2.1 游離氨基酸

游離氨基酸是水產品中主要的滋味物質，對構成水產品滋味輪廓起重要作用。游離氨基酸的增加可以使產品滋味更加厚重。游離氨基酸對產品風味的貢獻與其絕對含量和滋味閾值有關，游離氨基酸之間的相對平衡對整體滋味呈現(xiàn)也有影響[19-20]。Gasser等[21]發(fā)現(xiàn)肉汁中的呈味物質濃度多數(shù)低于各自的閾值，由此推斷各種呈味物質的協(xié)同作用可能是決定肉滋味的關鍵因素。

咸干鲅魚風干過程中游離氨基酸的變化情況見表1。鮮魚中游離氨基酸含量最高，經風干后含量顯著降低(P<0.05)，這與游離氨基酸發(fā)生降解以及部分水溶性氨基酸損失有關；風干過程中，隨著風干時間的延長蛋白質水解為游離氨基酸[22]，游離氨基酸含量略有增加；干燥后期，參與游離氨基酸生成的氨肽酶作用降低，使游離氨基酸含量略有減少。鮐魚(Scomberjapanious)干制過程中，其游離氨基酸含量呈現(xiàn)出類似的變化規(guī)律[23]。

表1 咸干鲅魚風干過程游離氨基酸含量變化

由于各呈味物質的滋味閾值不同，可以依據(jù)TAV判斷單個化合物對整體滋味的貢獻強度，當TAV>1時，則認為該呈味組分對樣品的整體滋味有貢獻[24]。在咸干鲅魚風干過程中，谷氨酸、丙氨酸、組氨酸的TAV值大于1。其中，組氨酸的TAV最大，表明組氨酸對咸干鲅魚滋味貢獻較大，組氨酸主要呈苦味，主要由磷酸核糖轉化而來；谷氨酸為典型的鮮味氨基酸，不僅對鮮味有貢獻，還賦予產品整體滋味的復雜性，使整體滋味濃厚[25]。丙氨酸呈甜味，且能與谷氨酸、天門冬氨酸、AMP等鮮味物質產生鮮味協(xié)同作用。

2.2.2 呈味核苷酸

呈味核苷酸是水產品滋味的另一重要組分。魚類ATP分解一般是按ATP → ADP→ AMP → IMP → HxR → Hx途徑[26]進行的。鮮鲅魚AMP含量為26.31 mg/100 g，風干過程中AMP含量一直增加。AMP濃度會影響其呈味特點，小于100 mg/100 g時主要呈甜味，大于100 mg/100 g時，鮮味增強而甜味被削弱[27]。咸干鲅魚風干過程AMP含量一直小于100 mg/100 g，至12 d時含量為90.03 mg/100 g，對咸干鲅魚整體鮮甜的愉悅滋味有重要貢獻。

IMP在風干過程中含量呈減少趨勢，表明IMP發(fā)生了進一步降解。GMP含量在風干過程呈增加趨勢，且風干前期增加幅度大，而風干后期變化很小。GMP具有很高的呈鮮味強度[28]。IMP和GMP的TAV均大于1，表明對咸干鲅魚的滋味有貢獻。呈味核苷酸和游離氨基酸具有協(xié)同增鮮作用，這種作用可以用味精當量表示。經計算，鮮鲅魚的味精當量為9.59 g MSG/100 g，風干12 d 咸干鲅魚的味精當量達到11.41 g MSG/100 g，表明干制過程對產品整體鮮味有提升作用。

表2 咸干鲅魚加工過程中呈味核苷酸含量變化

2.3 揮發(fā)性成分變化情況

2.3.1 氣味輪廓差異

主成分分析法(PCA)通過線性表達的降維思路將原始數(shù)據(jù)的多個指標信息轉化為較少的具有代表性的信息數(shù)據(jù)[29]。咸干鲅魚不同風干階段電子鼻檢測數(shù)據(jù)的PCA分析見圖2。第一主成分和第二主成分的貢獻率分別為98.52%和1.12%，總貢獻率達99.64%，表明這兩個主成分基本涵蓋了樣本信息，可以表征不同風干階段咸干鲅魚的氣味組成。咸干鲅魚風干各階段對應的位置相對獨立，可以明顯區(qū)分開來，表明鮮魚與風干不同階段的樣品氣味輪廓有明顯差異。

圖2 不同風干階段咸干鲅魚的PCA分析圖

2.3.2 GC-IMS分析結果

通過GC-IMS檢測不同風干階段咸干鲅魚中的揮發(fā)性物質，生成氣味指紋圖譜如圖3所示。不同風干階段咸干鲅魚中的揮發(fā)性物質差異較大。從咸干鲅魚不同風干階段共定性出20種化合物，主要包括醇類5種、醛類3種、烷類2種、酸類2種、酯類3種、烴類1種、酮類1種、呋喃類1種、噻唑類1種及呋喃類1種。鮮魚中的揮發(fā)性物質主要包含苯乙烯、3-甲基丁醛、2-乙基呋喃、丁醛、2-庚酮、1,2-二甲氧基乙烷、(E)-3-己烯-1-醇、2-甲基丙酸和4-甲基-2-戊醇等。風干12 d后，魚干中揮發(fā)性物質種類和含量明顯增加，如乙酸正丙酯、乙酸丁酯、六甲基二硅氧烷、丁醛、2-甲基-1-丙醇、噻唑、3-甲基-1-丁醇、乙酸乙酯、丁酸和2-甲基丁醛等。

圖3 不同加工階段咸干鲅魚的氣味指紋圖譜

醇類物質主要來源于脂質降解，其中2-甲基-1-丙醇帶來了酒精味[29]，3-甲基-1-丁醇提供一種香甜味，同時賦予了咸干鲅魚水果味和果渣味[30]，(E)-3-己烯-1-醇在荔枝以及茶葉等農產品中均檢測到，具有較高的香氣強度屬性[31-32]。醛類物質對風干魚類產品風味形成發(fā)揮了重要作用[33]，一般認為3～4個碳原子的醛具有強烈的刺激性風味，5～9個碳原子的醛具有油香、脂香風味，分子質量較高的醛具有橘子皮風味[34]，而支鏈醛則具有愉快的甜味或水果特征味，如2-甲基丁醛具有干果味、奶酪味和咸味[35]。酮類化合物主要由脂肪酸的氧化降解以及醇類物質的氧化生成[36]，2-庚酮具有水果香氣，可以給咸干鲅魚帶來清香氣味[37]。酯類化合物是酸和醇經酯化而成，一般而言，短鏈酸形成的酯具有水果香味[38]，而長鏈酸形成的酯具有輕微的油脂味，因此酯類對風味的形成也做出了貢獻[39]。烷烴類及雜環(huán)類物質廣泛存在于咸干魚的揮發(fā)物中，但對咸干魚整體風味貢獻較小。

3 結論

咸干鲅魚風干過程中，水分含量逐漸降低，其硬度逐漸升高，最終形成咸干鲅魚獨特的口感。游離氨基酸總量降低，呈味核苷酸含量明顯增加。風干過程揮發(fā)性成分含量和種類均增加，其中酯類、醇類及醛類揮發(fā)性物質種類增加，如乙酸乙酯、乙酸丁酯、3-甲基-1-丁醇和2-甲基丁醇等，賦予咸干鲅魚豐富的特征風味。揭示了咸干鲅魚加工過程主要風味物質的演變及變化機制，為后續(xù)低鹽咸干鲅魚工藝的研究提供指導。