脫腥方式對白鰱魚鱗凍風(fēng)味特性的影響

黃澤南，孫若文，熊善柏，尹濤，尤娟，胡楊

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北武漢 430070）

白鰱（Hypophthalmichthys molitrix）是我國淡水養(yǎng)殖的“四大家魚”之一，2020年全國淡水養(yǎng)殖產(chǎn)量為381.3萬t，在四大家魚中僅次于草魚；湖北省產(chǎn)量為57.1萬t，位居各省區(qū)之首[1]。魚鱗作為下腳料之一年產(chǎn)量巨大，我國每年在加工過程中約產(chǎn)生30萬t魚 鱗[2]。通常情況下，魚鱗被直接丟棄，造成環(huán)境污染和漁業(yè)資源浪費(fèi)；或者被加工為飼料，經(jīng)濟(jì)價值低；還可能被加工為膠原蛋白等明膠類產(chǎn)品，但具有工序繁瑣、產(chǎn)品多樣性有限和污染環(huán)境等問題。魚鱗中富含膠原蛋白和人體必需的營養(yǎng)素[3]，如磷質(zhì)蛋白、磷脂質(zhì)等；將魚鱗加工成魚鱗凍，不僅可以較好地保留魚鱗中的營養(yǎng)物質(zhì)，同時具有美容抗衰老的功效。

魚鱗凍是對魚鱗中提取出的明膠進(jìn)行靜置、冷凝，制成的凝膠狀產(chǎn)品，富含可溶性膠原。把魚鱗加工成魚鱗凍，工序簡便、原料充足、成本不高，既能充分使用魚鱗副產(chǎn)物，減少污染且節(jié)約資源，同時又為魚鱗的增值創(chuàng)造新途徑，提高白鰱魚產(chǎn)品的附加值，促進(jìn)水產(chǎn)品行業(yè)發(fā)展。顧楊娟[4]研究草魚魚鱗凍的制備優(yōu)化工藝，通過研究凍力、質(zhì)構(gòu)等指標(biāo)，得出酸處理、酶處理、熱處理的最佳工藝條件。朱兆娜[5]采用超高壓技術(shù)，把草魚魚糜制成的魚凍鮮嫩且商業(yè)無菌，建立超高壓加工魚凍的新工藝，確定貯藏條件、建議食用方法。然而，魚鱗凍的腥味較重，一些消費(fèi)者難以接受，這對白鰱魚鱗凍加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成了一定的阻礙。因此，探究如何高效去除腥味物質(zhì)是目前白鰱魚鱗凍產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需要。

魚腥味主要是由于腥味物質(zhì)在水環(huán)境中積累[6]、魚類體內(nèi)脂類氧化或酶促反應(yīng)形成[7]。辛醛、癸醛和2,4-癸二烯醛等羰基化合物是造成魚體腥味的重要原因。(Z)-4-庚烯醛、己醛、醇、酮、硫醚、萘和呋喃類物質(zhì)等都對腥味有貢獻(xiàn)[8]。目前魚類的脫腥方法主要分為物理、化學(xué)及生物方法[9]。物理方法包括流水暫養(yǎng)法[10]、吸附法[11]、感官掩蔽法[12]、包埋法等，化學(xué)方法包括鹽溶法、酸堿鹽處理法、抗氧化劑法、美拉德反應(yīng)法[13,14]、臭氧脫腥法[15]，生物方法包括攝食法、酵母法、微生物（酶）法、飼料法等。歐陽偉虹等[16]將電子鼻與感官評價相結(jié)合，比較了酵母抽提物與其他脫腥劑對小黃魚體內(nèi)腥味物質(zhì)的脫除作用，研究發(fā)現(xiàn)酵母抽提物脫腥效果較好；沈艷奇[17]先將小黃魚進(jìn)行濕法脫腥處理，結(jié)果表明2%的蔥姜、大蒜，1%的料酒對魚腥味的去除效果最好，并賦予小黃魚特有的香味。然而，目前適用于魚鱗凍加工的魚鱗脫腥方法方面的報(bào)道較為少見。張芷蕓等[18]主要研究高凝膠強(qiáng)度魚鱗凍的制備工藝，比較不同食用膠配比對魚鱗凍凝膠強(qiáng)度的影響；認(rèn)為食用膠能增加魚鱗凍凝膠的強(qiáng)度，調(diào)味料能改善魚鱗凍的腥味，得出食用膠、調(diào)味料各自的最佳配方。

因此，本實(shí)驗(yàn)擬采用感官評定、電子鼻分析、HS-SPME-GC-MS分析三種實(shí)驗(yàn)方法，探究物理法（包括醋浸泡法、超聲清洗法）、化學(xué)法（臭氧漂洗法、淀粉清洗法）及生物法（酵母發(fā)酵法）對魚鱗凍腥味物質(zhì)脫除的效果，確定最佳脫腥方法，以期為魚鱗凍品質(zhì)提升和白鰱魚鱗深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

白鰱魚鱗，購于洪湖市井力水產(chǎn)食品股份有限公司，清水漂洗干凈后備用。

卡拉膠，滕州市香凝生物工程有限責(zé)任公司；陳醋，山西紫林醋業(yè)股份有限公司；馬鈴薯淀粉，武漢市太陽行食品有限責(zé)任公司；活性干酵母，安琪酵母股份有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋，上海力辰邦西儀器科技有限公司；YP 30002電子天平，上海衡際科學(xué)儀器有限公司；P3超聲波清洗機(jī)，廣東固特超聲（GT Sonic）股份有限公司；GCQJ-1-3電解式高濃度臭氧氣機(jī)，武漢威蒙環(huán)?？萍加邢薰?；Fox 4000電子鼻，法國Alpha MOS公司；7890A-5975C GC-MS聯(lián)用儀，美國Agilent公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 白鰱魚鱗凍的制作工藝

工藝流程：

魚鱗清洗→不同方式的脫腥處理→熱水提膠→過濾→凝結(jié)→冷藏

魚鱗清洗后，除去表面的黏液和血跡，經(jīng)過不同方式的脫腥處理后，用清水漂洗干凈瀝干備用。將脫腥處理后的魚鱗置于燒杯中，加入1:4比例的水和 0.8%的卡拉膠，用保鮮膜覆蓋防止水分蒸發(fā)，在90 ℃水浴鍋中熬煮90 min后，過濾濾液，冷卻后包裝置于4 ℃環(huán)境中冷藏。

以清水漂洗為對照，采用的5種脫腥處理方法如下：

（1）醋脫腥：參考邢貴鵬等[19]的方法，添加5%的醋，置于室溫下處理45 min；

（2）酵母脫腥：參考蘇怡等[20]的方法，添加0.2%的酵母，控制30 ℃的反應(yīng)溫度，處理40 min；

（3）超聲清洗：將魚鱗添加適量水，控制功率為30 W，在超聲波清洗機(jī)中反應(yīng)30 min；

（4）臭氧處理：參考王燕等[15]的方法，控制臭氧濃度為8 mg/L，取適量臭氧水浸泡20 min；

（5）淀粉清洗：參考雷鎮(zhèn)歐等[21]的方法，添加14%的淀粉，于室溫條件下靜置30 min。

1.3.2 感官評價

感官評定小組由10名經(jīng)過培訓(xùn)、有感官評定經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)組成，根據(jù)表1中的感官評分表在室溫下對魚鱗凍樣品進(jìn)行評分，以兩種處理的樣品腥味值為參考進(jìn)行打分，清水漂洗后制成的魚鱗凍分值為5分，腥味值最重，清水和卡拉膠熬煮得到的樣品腥味值為0分，腥味值最低。將評分取平均值，結(jié)果根據(jù)實(shí)際情況保留小數(shù)點(diǎn)后兩位，根據(jù)評分結(jié)果判斷脫腥效果。

表1 感官評分標(biāo)準(zhǔn)表[20]Table 1 Sensory scoring criteria table

1.3.3 電子鼻

表2 電子鼻傳感器性能描述Table 2 Sensor properties of PEN3 electronic nose

參照陳東清等[22]的方法進(jìn)行電子鼻分析。樣品制備：準(zhǔn)確稱取3.00 g魚鱗凍樣品于10 mL電子鼻進(jìn)樣瓶中，加蓋密封放入冰箱冷藏，待用。每個樣品進(jìn)行三次平行實(shí)驗(yàn)。參數(shù)設(shè)置：頂空產(chǎn)生溫度為50 ℃；產(chǎn)生時間120 s；振蕩速度500 r/min；總獲取時間 120 s；獲取間隔時間1 s；獲取延滯時間300 s；注射體積1.5 mL；注射速度1.5 mL/s；進(jìn)樣針溫度60 ℃；載氣：合成干燥空氣；流速：150 mL/min。

1.3.4 HS-SPME-GC-MS檢測

HS-SPME法提取揮發(fā)性風(fēng)味組分，參考張慧敏[23]的方法，作部分修改。取10.0 g斬碎的魚鱗凍放入 20 mL頂空氣相瓶中，加入1 μL內(nèi)標(biāo)物環(huán)己酮（1 g/L），再加入10 mL飽和氯化鈉溶液混合均質(zhì)后，放入微型磁力攪拌轉(zhuǎn)子，用聚四氟乙烯隔熱墊密封。將完成活化的DVB/CAR/PDMS 50/30 μm萃取頭插入頂空瓶中，并置于振蕩加熱攪拌器中，60 ℃下平衡3 min后頂空吸附50 min；再將萃取頭插入GC進(jìn)樣口，解吸5 min。

參考吳丹等[24]的方法，設(shè)置色譜條件為：進(jìn)樣口溫度250 ℃，載氣（He）流量1 mL/min，不分流；色譜柱：HP-5；柱箱升溫程序：柱初始溫度40 ℃，保持3 min，以3 /5 min℃ 升高至200 ℃，保持2 min，再以50 /min℃ 升至250 ℃，保持5 min。質(zhì)譜條件：傳輸線溫度280 ℃，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃；電子能量70 eV；質(zhì)譜掃描范圍m/z，35~450；掃描速率：2.0 scans/s。結(jié)果采用NIST11和Willey 7進(jìn)行檢索分析，參考各化合物的保留時間和質(zhì)譜圖分析確定每種化合物的名稱。利用峰面積歸一法計(jì)算各種揮發(fā)性組分的相對含量。

樣品中揮發(fā)性成分的含量按下式計(jì)算：

式中：

cn——樣品中揮發(fā)性成分的含量；

An——揮發(fā)性成分的峰面積；

Ai——內(nèi)標(biāo)物的峰面積；

Wi——內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量，μg；

W——樣品的質(zhì)量，kg。

1.3.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 26.0軟件對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行ANOVA單因素方差分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示；采用Origin 2019b進(jìn)行整理數(shù)據(jù)及繪制圖表。

2 結(jié)果與討論

2.1 感官評價結(jié)果

由表3可知，經(jīng)超聲清洗后的魚鱗凍腥味值為2.60，酵母處理后的樣品腥味值為1.80，醋浸泡后的樣品為3.00，臭氧組腥味值為4.10，淀粉組為1.40。結(jié)果表明，這5組處理方式均有脫腥效果。使用超聲脫腥時可能是由于超聲波的空化作用，使腥味物質(zhì)膨脹破碎，脫除腥味物質(zhì)[25]。使用酵母發(fā)酵的機(jī)理可能是由于酵母中的酶可以把腥味物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無臭物質(zhì)，也可能是由于酵母本身可以吸附腥味物質(zhì)[26]。使用醋脫腥是由于醋本身的味道可以遮掩魚鱗凍的腥味，且魚鱗凍中堿性揮發(fā)性成分和醋酸發(fā)生中和反應(yīng)[27]。作為強(qiáng)氧化劑，臭氧能夠與有腥味有機(jī)物，如醛類、胺類、吡啶等發(fā)生反應(yīng)，將其分解為無腥味物質(zhì)或者腥味閾值高的物質(zhì)[28]。超聲、酵母處理的脫腥效果較好，其次為淀粉，較差的為臭氧和醋。蘇怡等[20]以鱘魚肉為原料，分析了鹽溶法、酵母法等方法的脫腥效果，發(fā)現(xiàn)酵母法脫腥效果最好，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。

表3 感官評價結(jié)果Table 3 Sensory evaluation results

2.2 電子鼻分析結(jié)果

雷達(dá)圖分析在電子鼻相關(guān)研究中應(yīng)用廣泛，能揭示傳感器陣列對不同樣本響應(yīng)強(qiáng)度的總體和個體差異。不同脫腥處理得到的魚鱗凍對傳感器的響應(yīng)值雷達(dá)圖如圖1所示，P、T兩類傳感器對魚鱗凍具有較高的響應(yīng)值，包括乙醇、氨水、胺類物質(zhì)等；LY型傳感器對樣品的響應(yīng)值均較低，如氯、氟、氮氧化合物等。

圖1 不同脫腥處理后魚鱗凍的電子鼻雷達(dá)圖Fig.1 Electronic nose radar image of fish scale jelly after different deodorization treatments

經(jīng)過酵母、超聲脫腥處理的魚鱗凍和清水漂洗的樣品風(fēng)味輪廓之間存在顯著差異，響應(yīng)值變化較明顯的傳感器分別是PA2、T30/1、T70/2和P30/1，這說明這兩種脫腥方法可顯著降低魚鱗凍中的胺類化合物、乙醇、氨等物質(zhì)。即脫腥處理對魚鱗凍腥味的脫除有一定的作用，其中酵母的效果更明顯。王浩田等[29]采用酵母粉發(fā)酵法、β-CD包埋法、水漂洗法、活性炭吸附法四種方法分析比較鯰魚肉的腥味值，以酵母粉發(fā)酵脫腥為最佳脫腥方法，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。

DFA法使用較少的因子數(shù)描述多個因素的聯(lián)系與差異，對樣品間的差異較PCA有更好的區(qū)分度[24]。對魚鱗凍的電子鼻檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行DFA，結(jié)果見圖2。魚鱗凍DF1貢獻(xiàn)率達(dá)到了95.28%，大于90%，說明DF1包含足夠多的信息，可以全面反映樣本的信息。處理組間沒有重疊部分，說明不同脫腥處理后制得的魚鱗凍揮發(fā)性氣味差異明顯。由圖2可知，對比不同脫腥處理的魚鱗凍樣品與對照組之間的距離，超聲處理組和酵母處理組與對照組距離最遠(yuǎn)，其次為醋處理組和臭氧處理組，淀粉處理組最近，說明超聲和酵母組脫腥效果較好。醋和臭氧組較差。電子鼻結(jié)果與感官結(jié)果大致相同，存在部分誤差可能是與實(shí)驗(yàn)人員感官存在主觀性、產(chǎn)品批次不一樣有關(guān)。

圖2 不同處理后魚鱗凍判別因子分析二維圖Fig.2 Two-dimensional analysis of discriminant factor analysis of fish scale jelly after different treatments

2.3 HS-SPME-GC-MS檢測結(jié)果

圖3為各樣品經(jīng)HS-SPME-GC-MS分析得到的總離子流圖。表4為對照組以及五種脫腥處理后魚鱗凍的揮發(fā)性風(fēng)味成分。如表4所示，不同脫腥處理后的魚鱗凍共鑒定出132種揮發(fā)性成分，其中醛類和酯類均為14種，醇類27種，酮類物質(zhì)19種，酸類4種，烯烴和烷烴類物質(zhì)分別為16、13種，胺類物質(zhì)19種，其他物質(zhì)6種。經(jīng)過不同脫腥處理后，淀粉組、超聲組、酵母組、醋處理組、臭氧組分別鑒定出28、24、32、51和36種揮發(fā)性化合物，均低于清水對照組（64種），說明采取的脫腥方式均能不同程度地脫去魚鱗凍中的揮發(fā)性物質(zhì)。酵母組中消除的主要風(fēng)味物質(zhì)包括醇類、胺類、醛類3類，超聲除去的主要是酯類、醛類、酸類3類；其中酵母處理消除的物質(zhì)與吳建中等[30]、曾文浩等[31]、歐陽偉虹等[16]的結(jié)果均存在一定程度的相似。

圖3 不同脫腥處理后魚鱗凍揮發(fā)性成分的總離子圖Fig.3 Total ion diagram of volatile components in fish scale jellyafter different deodorization treatments

表4 不同處理樣品的HS-SPME-GC-MS分析結(jié)果Table 4 HS-SPME-GC-MS analysis results of samples with different treatments

續(xù)表4

續(xù)表4

續(xù)表4

醛類：由表5可見，經(jīng)淀粉處理、超聲清洗、酵母處理、醋處理及臭氧漂洗后的魚鱗凍中醛類化合物相對含量為0.18%、1.86%、1.54%、9.65%、3.30%，比清水對照組分別降低了13.34%、11.66%、11.98%、3.87%、10.22%，其中下降較多的是淀粉、酵母和超聲法，與杜國偉等的結(jié)果相似[32]。清水對照組中己醛含量較高，己醛具有青草味和魚腥味，是導(dǎo)致魚體腥味的物質(zhì)之一[33]，且己醛可以和易揮發(fā)性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，對魚鱗凍的不良性風(fēng)味起到協(xié)同增效作用[34]。經(jīng)不同方式進(jìn)行脫腥處理后，淀粉、超聲清洗、酵母、醋、臭氧漂洗后的魚鱗凍中均檢測不到己醛。辛醛具有塑料味[35]，由表4可知，不同脫腥方式均能脫除魚鱗凍中的辛醛。庚醛具有水果味、干魚味[36]，使用醋脫腥處理后，其相對含量有略微的增加。

表5 不同脫腥處理后魚鱗凍中各類化合物的相對百分含量Table 5 Relative percentages of various compounds in fish scale jelly after different deodorization treatments

醇類：脂肪發(fā)生氧化反應(yīng)生成醇類[37]，醇類分為飽和醇、不飽和醇兩類，不飽和醇閾值較低，其蘑菇味對產(chǎn)品的風(fēng)味具有較大貢獻(xiàn)[38]。由表5可知，除酵母處理外，其他四種處理方式后的魚鱗凍中的醇類物質(zhì)含量都有不同程度升高。N-氧化-2-(二乙胺基)-乙醇具有氨味，經(jīng)處理后，其他四種處理方式均能完全脫除該物質(zhì)，超聲處理中該物質(zhì)含量略微增加。

酮類：大部分酮類化合物有花香、水果香氣[39]。酮類主要由脂類發(fā)生熱氧化降解或者氨基酸降解反應(yīng)生成[40]，從表5可以看出，經(jīng)酵母、超聲、淀粉處理后，樣品中的酮類物質(zhì)增加，而醋和臭氧處理組降低，可能是由于酵母、淀粉等的揮發(fā)性成分中含有酮類物質(zhì)[31]，使得魚鱗凍中的酮類物質(zhì)增多。環(huán)庚酮具有胡椒薄荷氣味，經(jīng)不同處理后被完全除去，五組樣品中均未檢測到，與崔方超等[41]的結(jié)果相似。

酯類：酯類物質(zhì)由酸和醇發(fā)生酯化反應(yīng)產(chǎn)生[42]，大部分具有果香味。有研究表明酯類即使在很低的濃度下也對食品的香味起著非常重要的作用[43]。由表4和表5可知，經(jīng)處理后的魚鱗凍樣品的酯類均降低，在處理組中，酵母和醋處理組生成的酯類物質(zhì)較多?？赡苁怯捎诖缀写姿岬人犷愇镔|(zhì)，因此處理后魚鱗凍中酯類物質(zhì)較多。甲酸香葉酯具有清新葉子和玫瑰味，經(jīng)酵母處理后，相較對照組增加了5.43%，香氣值增加。

烴類化合物主要分為烯烴、烷烴、芳香烴等，芳香閾值一般較高，對風(fēng)味的貢獻(xiàn)較小。但是烴類化合物在特定條件下可生成醛和酮，增強(qiáng)風(fēng)味，是產(chǎn)生魚腥味的潛在因素[44]。烴類物質(zhì)無規(guī)律變化。

蛋白質(zhì)分解后產(chǎn)生胺類物質(zhì)，會加強(qiáng)魚鱗凍的腥味。經(jīng)淀粉處理、超聲清洗、酵母處理、醋處理及臭氧漂洗后的魚鱗凍中胺類化合物相對含量為7.13%、15.82%、0、15.89%、34.99%，酵母、淀粉組的胺類物質(zhì)顯著降低，超聲組相較對照組無顯著變化，而醋和臭氧組的胺類物質(zhì)增加。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)從脫腥工藝方面改善了白鰱魚鱗凍的風(fēng)味品質(zhì)。實(shí)驗(yàn)表明，超聲、臭氧、醋、淀粉、酵母處理均有脫腥效果。感官評價的結(jié)果為淀粉處理、酵母處理較好，電子鼻分析的結(jié)果為超聲處理、酵母處理較好，頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用的結(jié)果為酵母處理最好。綜上所述，酵母發(fā)酵法的效果最好，酵母對腥味的脫除可能主要是與降低己醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛、(E)-2-己烯醛、辛醛、苯乙醛、N-亞甲基-N-氧化-環(huán)己胺、N-苯基-1H-苯并三唑-1-甲胺等醛類、胺類物質(zhì)含量有關(guān)。