預制冷風風干武昌魚干制過程中的品質 變化及香氣形成

陳方雪，鄧祎，諶玲薇，李冬生，喬宇，吳文錦，熊光權，汪蘭，李新，石柳，丁安子

（1.湖北工業(yè)大學生物工程與食品學院，湖北武漢 430064）

（2.湖北省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術研究所，湖北武漢 430068）

武昌魚，學名團頭魴（Megalobrama amblycephala），產(chǎn)自湖北省鄂州，是重要的淡水魚養(yǎng)殖品種之一。腌臘魚制品即采用鹽腌制、自然晾曬干制加工而成的一種中國傳統(tǒng)風味食品，其加工技術是為了便于魚肉貯藏，風味改善，品種多樣化等目的而世代相傳發(fā)展起來的，是中國魚制品幾千年傳承下來的智慧和結晶[1]。腌制水產(chǎn)品通常是用食鹽鹽漬生鮮水產(chǎn)品，一定濃度的鹽在魚肉中逐漸擴散和滲透最終達到平衡，且一定濃度的鹽在魚肉中引發(fā)著生物化學變化，使魚肉的結構組織呈現(xiàn)出新的化學和物理化學特性，從而改變了魚肉原有的品質、滋味和氣味，延長了魚肉的貯藏期并且產(chǎn)生了獨特的風味物質[2]。

武昌魚在風干過程中，通過脂肪氧化、蛋白質降解和微生物作用，產(chǎn)生了復雜的變化，使魚肉中的糖類、蛋白質、脂類等大分子營養(yǎng)物質降解，形成特殊風味，深受人們喜愛[3]。通常按照干制前的前處理方法及干制工藝的不同，將干制品分為不同種類，其風味各異，也受到了廣大消費者的歡迎[4]。

冷風干制是一種常見的使用低溫、低濕介質，在較低溫度的環(huán)境下使樣品失去水分達到脫水效果的干燥方法。因為其低溫低濕的環(huán)境，抑制了微生物、脂肪氧化和部分酶促氧化反應的發(fā)生，從而避免了食品中部分有效成分和營養(yǎng)物質的降解，達到了食品營養(yǎng)成分、品質低損耗的目的[5]。同時，冷風干燥排除了濕度影響和外來雜物混入的可能，在一定程度上克服了如自然晾曬受環(huán)境影響大的問題[6]。近年來，冷風干制技術得到越來越多的關注。陳子豪等[7]采用冷風干制與多種方式進行仿刺參的干制實驗，結果表明冷風干制更利于營養(yǎng)成分的保留，且具有很好的工業(yè)生產(chǎn)實用性。

本文采用冷風干制對鹽腌制武昌魚進行處理，以未干制的鹽腌制魚進行對照，研究冷風干制武昌魚干制階段的品質和香味變化，測定指標包括茴香胺值、過氧化值、水分含量、色度、總脂含量、色度、電子鼻、氣質、脂肪酸等，為水產(chǎn)品加工及預制風干制品的加工和香氣調控提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原料為鮮活武昌魚（400 g±50 g），樣品購于武漢市洪山區(qū)武商量販農(nóng)科城店。實驗所用甲醇、鹽酸、焦性莫食子酸、石油醚（沸程：30 ℃~60 ℃）、氫氧化鈉、甲醇三氯甲烷、冰乙酸、碘化鉀、可溶性淀粉、硫代硫酸鈉、乙醚、異丙醇、酚酞、氫氧化鉀、茴香胺、冰醋酸、異辛烷、環(huán)己烷、苯、2,4-二硝基苯肼、乙醇、三氯乙酸試劑均為分析純，購于國藥集團化學試劑有限公司。仲辛醇為色譜純，購于TCI（上海化成工業(yè)發(fā)展有限公司）。

1.2 試驗儀器與設備

AL104分析天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；PEN3電子鼻，北京盈盛恒泰科技有限責任公司；HH-S2恒溫水浴鍋，浙江溫州新瑞儀器有限公司；14D302-1500電子天平，上海良平儀器儀表有限公司；KQ5200DE超聲波，江蘇省昆山市淀山湖鎮(zhèn)；7890A-5975C GC-MS氣相色譜質譜聯(lián)用儀，美國Agilent Technologies公司；SW-CJ-2D超凈工作臺；廣州瑞智凈化設備有限公司；722N可見分光光度計，上海儀電分析儀器有限公司；NMI20-025V-1核磁共振分析儀，蘇州市紐邁分析儀器股份有限公司；WR-10便攜式色差儀，深圳市威福光電有限公司。

1.3 樣品處理

將超市購買的鮮活武昌魚帶水活體運輸至實驗室，宰殺、開背、去鱗、去內臟、腹部黑膜，并清洗凈然后瀝干水進行腌制。準確地稱取整魚質量2%的鹽、1%的糖和0.5%的白酒均勻地涂在魚的全身。將魚展平整齊地放置在干凈的不銹鋼桶中，放入4 ℃的冰箱中腌制。每24 h將魚翻面上下轉動一次，腌制時常共2 d。然后將腌制好的魚用無菌水洗去表面殘留的鹽分及血水，放入15 ℃的冷風干制機里面風干48 h，每隔 16 h進行取樣，進行測定，每個指標測定次數(shù)重復3次。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 水分含量的測定

參照GB 5009.3-2016直接干燥法進行測定。

1.4.2 色度的測定

對魚肉背部進行測度測定，使用色差儀測定魚肉的L值、a值和b值，每組樣品測3次，取平均值進行計算。

1.4.3 總脂含量的測定

根據(jù)Folch等[8]的方法并稍作修改，取干腌武昌魚背部魚肉，剁碎，稱取5 g魚肉于離心管中，隨后加入40 mL氯仿-甲醇（2:1，V/V）溶液，震蕩，搖勻，在均質機中均質1 min，靜置1 h。過濾，再加入0.2倍體積的生理鹽水，3 500 r/min離心30 min。隨后吸凈上清（水與甲醇等液體雜質），得到下層脂質溶液，將其轉移至提前干燥稱質量的離心管中，用氮吹儀氮吹至其掛壁且體積不再有減少，得到濃縮脂質，稱重，計算總脂含量。

1.4.4 過氧化值的測定

參照GB 5009.227-2016141《食品中過氧化值的測定》中滴定法進行測定。

1.4.5 茴香胺值的測定

參照GB/T 24304-200949《動植物油脂茴香胺值的測定》的方法進行測定。

1.4.6 脂肪酸的測定

參照GB 5009.168-2016《食品中脂肪酸的測定》中外標法法進行測定。

1.4.7 電子鼻的測定 將魚肉剁碎，稱取2 g魚肉裝入PEN3便攜式電子鼻頂空瓶中，同時加入轉子，將樣品在40 ℃條件下平衡30 min后進行測定，測量時間120 s，清洗時間100 s，選用116 s~120 s的特征值進行主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）。

1.4.8 GC-MS的測定

將50 μL質量濃度為0.8×10-6g/mL仲辛醇作為內標物，加入到3 g充分絞碎的魚肉樣品中，通過計算待測揮發(fā)物與仲辛醇峰面積的比值得到各揮發(fā)性化合物的含量。

儀器參數(shù)：GC-MS分析在配至5975C質譜儀（安捷倫科技）的Agilent 7890A氣相色譜儀上進行。在DB-WAX色譜柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm，安捷倫科技公司）上進行分離。載氣氦氣的恒定流速為1.0 mL/min。進樣器溫度為250 ℃，離子源溫度為230 ℃。溫度程序如下：烘箱溫度保持在40 ℃，以2 /min℃ 的速度升至100 ℃，然后以5 /min℃ 的速度升至180 ℃，最后在8 ℃升至250 /min℃ ，保持5 min。樣品萃取后放置于進樣口在250 ℃下解吸5 min。MS掃描在30~400 u的范圍內進行。全掃描模式，不分流，將檢測到的揮發(fā)物質譜圖與NIST 08譜庫中的標準物質譜圖進行對比。

1.4.9 感官評定

參考Tan[9]的方法對風干武昌魚進行感官評定。10名感官評價成員接受風干魚風味評估培訓和實踐。選取12個氣味描述性詞匯用于區(qū)分樣本。評估標準為（0=難以察覺，3=弱，6=顯著，9=非常強）。將獲得的風味輪廓繪制在雷達圖中。

1.4.10 OAV值

氣味活性值（Odor Activity Value，OAV）通常用來表征風味化合物的貢獻率大小，OAV大于1的風味物質通常被認為是對樣品風味有貢獻的物質；OAV值越大說明該組分對樣品總體的風味貢獻度越大。OAV計算公式如下：

式中：

OAV——某個特征香氣活性化合物的氣味活性值；

Ci——特征香氣活性化合物的質量濃度，ng/g；

OTi——特征香氣化合物在水中的氣味閾值。

1.4.11 統(tǒng)計分析方法

數(shù)據(jù)處理及圖表繪制使用軟件為Graphpad Prism 9，數(shù)據(jù)分析通為統(tǒng)計軟件DPS，使用Duncan新復極差法進行方差分析和多重比較。所有實驗結果以平均值±標準偏差表示。

2 結果與分析

2.1 風干武昌魚干制過程中水分含量的變化

由圖1可知，隨著干制時間延長，冷風干制的武昌魚魚肉含水量逐漸減小，在風味的形成過程中水分不斷的在減少，干制后期，武昌魚失水速度逐漸降低，干制32 h與48 h水分含量無顯著差異（P＞0.05），這肯能是因為魚肉表面在干燥一段時間后，表面的肉質變硬影響了內部魚肉的脫水。

圖1 預制風干武昌魚干制過程中水分含量的變化Fig.1 Changes of moisture content in the drying process of prefabricated air-dried Wuchang fish

2.2 預制風干武昌魚干制過程中脂肪含量的變化

風干魚干制過程中形成風味物質的主要反應之一是脂肪氧化，脂肪氧化會導致魚肉內脂肪含量發(fā)生變化、魚的顏色、風味和營養(yǎng)等也會隨之發(fā)生變化[10]。由圖2可知隨著干制時間增加總脂含量逐漸降低，且干制32 h、48 h后，總脂含量顯著低于對照組，其脂肪含量降低的原因可能是在干制過程中魚肉脂肪發(fā)生氧化，脂肪作為反應底物在氧化過程中被分解為游離的脂肪酸，脂肪酸是風味前體物質，在氧化過程中再反應生成醛、醇、酮和小分子揮發(fā)性物質，形成風干魚的特征風味[11]。

圖2 預制風干武昌魚干制過程中脂肪含量的變化Fig.2 Changes in fat content of prefabricated air-dried Wuchang fish during drying

2.3 預制風干武昌魚干制過程中總氧化值的變化

過氧化值（POV，Peroxide Value）主要用于表征樣品的初級氧化產(chǎn)物-氫過氧化物，p-AnV反映油脂中次級氧化產(chǎn)物醛類總含量（主要指a-p-不飽和醛）。油脂氧化會導致過氧化值（POV）、茴香胺值（AV）升高。同時由于氫過氧化物的不穩(wěn)定，極易發(fā)生分解，同時大部分分解產(chǎn)物五發(fā)通過初級氧化指標進行衡量，需要研究其次級氧化指標，如茴香胺值的變化，并用 總氧化值（TOTOX）更加全面地評價干制魚地氧化程度[12]。由圖2可知，隨著風干時間增加過氧化值、茴香胺值及總氧化值（TOTOX）均逐漸提高且風干48 h時武昌魚的過氧化值和茴香胺值均顯著高于（P＜0.05）未干制及干制時間較短（16 h）的樣品。這是由于干制過程中，脂肪氧化，游離脂肪酸作為氧化的底物不斷被分解，反應生成氫過氧化物，因為氫過氧化物的不穩(wěn)定性會使其進一步分解，再反應生成次級氧化產(chǎn)物，醛、醇、酮等小分子化合物。隨著干制時間延長武昌魚的水分含量逐漸減小脂肪氧化程度明顯升高，該結果與顧賽麒等[13]一致。

圖3 預制風干武昌魚干制過程中總氧化值的變化Fig.3 Changes in total oxidation value of prefabricated air-dried Wuchang fish during the drying process

2.4 預制風干武昌魚干制過程中色度的變化

色澤是表征食品品質的指標之一，食品具有好的色澤則會增加消費者的喜愛度，食物色澤的好壞同時也決定是否被消費者所接受[14]，魚肉在干制過程中，伴隨著微生物作用、蛋白質的降解、脂肪的氧化，這些反應對產(chǎn)品的色澤產(chǎn)生一定的影響。L值表示亮度，a表示從紅綠色的范圍，b表示黃藍色的范圍。由圖4可知，武昌魚腹部隨干制時間延長，a值呈先下降后上升的變化趨勢，b值明顯提高（P＜0.05），L值除16 h略低外，其他處理時間無顯著差異（P＞0.05）。干制48 h時，魚腹變黃，原因是魚體中含有一定量脂肪組織，在加工干制過程中會氧化出現(xiàn)變暗發(fā)黃等現(xiàn)象。不同干制時間武昌魚背肉a值無明顯變化 （P＞0.05）且與未干制樣品相近，b值無顯著差異 （P＞0.05）但均明顯高于（P＜0.05）未干制樣品。隨干制時間延長，武昌魚背肉L值逐漸低，且干制 48 h時明顯低于（P＜0.05）未干制樣品，這可能是因為隨著干制時間延長，水分質量分數(shù)逐漸降低，造成魚肉脫水、收縮、肌肉纖維間距減小，使得魚肉背部顏色變暗[13]。

圖4 預制風干武昌魚干制過程中色度的變化Fig.4 Changes in chromaticity during the drying process of prefabricated air-dried Wuchang fish

2.5 不同干制時間武昌魚脂肪酸變化的分析

脂肪酸是指一端含有一個羧基的長的脂肪族碳氫鏈，是有機物由C、H、O三種元素組成，某些脂肪酸具有自己特有的氣味，魚肉脂質的脂肪酸含有較多的不飽和脂肪酸且多為不飽和脂肪酸，極易氧化生成揮發(fā)性風味物質[15]。SFA表示飽和脂肪酸，MUFA為單不飽和脂肪酸通常含有一個不飽和雙鍵，而具有兩個或兩個機上不飽和雙鍵的測稱為PUFA為多不飽和脂肪酸。由表1可得，PUFA、SFA總含量總體隨干制時間增加呈下降趨勢，造成這樣的原因可能是在干制過程中發(fā)生氧化分解，PUFA含有較多的不飽和雙鍵，不飽和鍵越多越易氧化。隨著干制時間的延長，MUFA、PUFA逐漸減少，SFA呈先上升后下降趨勢，風干武昌魚含有大量的不飽和脂肪酸，其中油酸（C18:1n9c）、亞油酸（C18:2n6c）、C20:3n6含量最高，亞油酸、亞麻酸被認為是最重要的風味前體物質之一[14]。風干武昌魚含有EPA（C20:5n3）、DHA（C22:6n3）、花生四烯酸（C20:4n6）和γ-亞麻酸（C18:3n6）等有益與人體及心腦血管的不飽和脂肪酸含量最高。并且這些多不飽和脂肪酸是許多揮發(fā)性化合物如己醛、辛醛、壬醛、1-辛烯-3-醇等的風味前體[16]。

表1 預制風干武昌魚干制過程中脂肪酸含量的變化Table 1 Changes in fatty acid content during the drying process of prefabricated air-dried Wuchang fish

續(xù)表1

2.6 電子鼻主成分分析

電子鼻是由電化學傳感器陣列和適當?shù)淖R別方法組成的儀器，在食品氣味檢測中有這廣泛的應用，能夠快速、高效、的判別樣品揮發(fā)性氣味的差異[17]。樣品均遠離原點且具有其獨立的氣味區(qū)域。由圖5知，第一主成分的貢獻率為（93.81%），第二主成分的貢獻率為（5.13%），總貢獻率為（98.94%），說明樣品整體差異性信息在該主成分平面上有較為充分的展示。16 h與0 h在第一主成分上有重疊，干制32 h與48 h存在交叉，說明16 h與未風干樣品揮發(fā)性氣體相近，32 h和48 h揮發(fā)性氣體較為相近。0 h在第二主成分的響應強度較低16 h在第一主成分上響應強度較低。

圖5 預制冷風風干武昌魚干制過程中電子鼻PCA圖Fig.5 PCA diagram of electronic nose during the drying process of air-dried Wuchang fish

2.7 氣相色譜-質譜（GC-MS）的分析

由表2可知，三種干制時間以及空白對照組一共檢測出49種揮發(fā)性物質，主要包括醛類、醇類、酸類、烯烴類、酮類、酯類、以及其他物質。如表2所示，隨著干制時間的增干腌武昌魚的揮發(fā)性物質也在逐漸增多。干制48 h的武昌魚檢測出的揮發(fā)性物質最多。在整個干燥過程中，魚肉中的醛類物質種類和含量均增高，不飽和醇類和酮的含量和物質也逐漸增高。這可能是因為魚肉干制過程中，脂肪不斷的氧化，氧化程度加深，產(chǎn)生了大量的醛、醇、酮揮發(fā)性化合物，并造成不斷積累。這些揮發(fā)性物質都是帶有特殊氣味的，比如醛類化合物通常帶有堅果、青草、水果香等，醇類帶有酒精味、花香、刺激性氣味等，烯烴類有花果香、青草香等，苯類有刺激性氣味，還有一些種類的物質也含有一些其他氣味如焦香味、奶油味等[18]。醛類和醇類揮發(fā)性化合物一般含有較低的閾值，對水產(chǎn)品整體風味氣味貢獻更大，飽和醇的閾值高，不飽和醇的閾值低，多數(shù)不飽和醇是魚肉中魚腥味的主要來源，大多酮類化合物閾值都偏高，對其風味貢獻不大，但魚肉的香氣物質會相互作用與積累，腥味會疊加[19]。OAV是香氣活力值，由上圖可知48 h的OAV總值最高，其次是32 h的，因此可以得出隨著干制時間增加武昌魚的香氣越來越濃郁，且香氣物質種類和含量也越高。

續(xù)表2

2.8 不同干制時間武昌魚的風味輪廓圖

如圖6所示，隨著干制時間延長，出現(xiàn)的氣味越來越多，0 h的魚肉有強烈的魚腥味和青草味，這是因為0 h的魚肉含有大量具有魚腥味的青草味的飽和醇。16 h時出現(xiàn)了木香、土壤、油脂味等氣味，32 h時花果香特別明顯較為濃烈，48 h出現(xiàn)的氣味最多，其中花果香、青草味、辛香、蘑菇味、比較濃烈，且氣味豐富。0 h的魚肉并沒有油脂味，而是在干燥過程中逐漸出現(xiàn)油脂味，這可能是魚肉氧化是產(chǎn)生的一些具有油脂味的醛類和脂肪酯類化合物所產(chǎn)生的[20]。

圖6 預制風干武昌魚干制過程中的風味輪廓描述Fig.6 Flavor profile description during the drying process of prefabricated air-dried Wuchang fish

3 結論

本實驗以武昌魚作為實驗對象，通過控制冷風干制武昌魚的時間，研究干制過程中武昌魚品質的變化及香氣的形成。本研究結果表明隨著預制風干武昌魚的干制時間延長，油脂TOTOX（總氧化值）逐漸升高，總脂含量和含水量隨著干制時間延長逐漸降低，含水量下降將有利于魚肉的貯藏。干制48 h的武昌魚呈現(xiàn)風干魚特有的色澤，48 h的武昌魚PUFA種類最多。干制48 h的武昌魚含有EPA（C20:5n3）、DHA（C22:6n3）、花生四烯酸（C20:4n6）和γ-亞麻酸（C18:3n6）等有益于人體的多不飽和脂肪酸。不同干制時間武昌魚風味均有不同，16 h與未風干樣品揮發(fā)性氣體相近，32 h和48 h揮發(fā)性氣體較為相近。武昌魚主要揮發(fā)性物質有醛類（壬醛、苯甲醛等）、酮類（2-戊酮、2,3-辛二酮等）、烯烴類（檸檬烯、2-蒎烯等）和其它一些物質（4-甲基噻唑），他們的香味表現(xiàn)不同。低鹽半干風干魚較符合腌制食品綠色健康的趨勢，水產(chǎn)品加工與干制同時也是熱點，它作為一種節(jié)能型新技術既避免了熱風干制造成的營養(yǎng)成分損失，還可以更好保護產(chǎn)品品質。還在一定程度上克服了傳統(tǒng)日曬風干環(huán)境問題帶來的影響。風干魚獨特的風味口感深受人們喜愛，它也有利于魚產(chǎn)品的貯藏、方便食品，這也是本課題研究意義所在。