酶法與微生物法制備秋刀魚海鮮風(fēng)味調(diào)味基料的比較

劉戀　鄭若?！＄娢浣堋±顚W(xué)偉　朱新貴

摘要：該研究分別以酶法和微生物法水解秋刀魚，以研制具有海鮮風(fēng)味的調(diào)味基料。通過分析秋刀魚水解液的主要理化指標(biāo)、游離氨基酸含量、風(fēng)味物質(zhì)構(gòu)成及感官評分，探討秋刀魚的水解工藝。研究表明，微生物發(fā)酵的發(fā)酵液色澤偏棕褐色，其pH值、可溶性無鹽固形物含量和TVB-N含量均顯著低于酶解液（P＜0.05）；游離氨基酸含量分別為8.408，8.181 mg/mL，但酶解液中的苦味氨基酸占比較高；在主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析中，微生物發(fā)酵液中的風(fēng)味物質(zhì)最豐富，而且其綜合感官評分最高。綜合分析表明秋刀魚經(jīng)微生物發(fā)酵后的水解液整體風(fēng)味品質(zhì)最好，適合作為海鮮調(diào)味品加工的調(diào)味基料。

關(guān)鍵詞：秋刀魚；海鮮風(fēng)味；調(diào)味基料

中圖分類號：TS264.9文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1000-9973（2023）06-0001-06

Abstract： In this study， saury is hydrolyzed by enzymatic and microbial methods respectively to develop basic seasoning material with seafood flavor. By analyzing the main physicochemical indexes， free amino acid content， flavor substance composition and sensory score of saury hydrolysate， the hydrolysis process of saury is discussed. The results show that the color of microbial fermentation broth is brownish， and its pH value， content of soluble salt-free solids and TVB-N content are all significantly lower than those of the enzymatic hydrolysate （P＜0.05）. The content of free amino acids is 8.408，8.181 mg/mL respectively， but the proportion of bitter amino acids in the enzymatic hydrolyzate is higher. In the analysis of main volatile flavor substances， the flavor substances in microbial fermentation broth are the most abundant， and the comprehensive sensory score is the highest. The comprehensive analysis shows that the overall flavor quality of the hydrolysate of saury after microbial fermentation is the best， and it is suitable to be used as the basic seasoning material for processing seafood seasoning.

Key words： saury; seafood flavor; basic seasoning material

收稿日期：2022-12-15

基金項(xiàng)目：廣東省大專項(xiàng)+計劃（2020660300030000170）；大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項(xiàng)目（202010564219）

作者簡介：劉戀（1996－），女，碩士，研究方向：調(diào)味品科學(xué)與技術(shù)。

*通信作者：朱新貴（1967－），男，副教授，博士，研究方向：調(diào)味品科學(xué)與技術(shù)。

海鮮風(fēng)味是一種獨(dú)特的風(fēng)味類型，廣受人們喜愛。海鮮風(fēng)味調(diào)味料是以魚、蝦、貝、藻等水產(chǎn)品為原料，通過酶解或微生物發(fā)酵后制成的蛋白水解液，再經(jīng)過后期調(diào)配、濃縮等工藝制成[1]。酶法具有高效、溫和、無副反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)[2]，而微生物法則利于改善發(fā)酵液的風(fēng)味以及保留發(fā)酵原料中含有的有益成分[3]。

秋刀魚學(xué)名Cololabis saira，肉質(zhì)緊致，可食部分占比高，味道純正，是漁獲量比較大的一種魚類。其營養(yǎng)價值高，含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、不飽和脂肪酸、礦物質(zhì)和維生素等[4-5]。葉彬清等[6]在秋刀魚肌肉中共檢測出21種脂肪酸，其中多不飽和脂肪酸8種，占脂肪酸總量的20%，單不飽和脂肪酸占脂肪酸總量的58.70%，這些脂肪酸對良好風(fēng)味的形成具有重要意義。白政澤等[7]以秋刀魚為原料，獲得的魚露均一穩(wěn)定，澄清透明，香氣濃郁。陳建文等[8]利用風(fēng)味蛋白酶和復(fù)合蛋白酶水解秋刀魚，獲得的水解液中功能性氨基酸含量占游離氨基酸總量的48%，具有較高的綜合開發(fā)利用價值。然而，秋刀魚作為一種高蛋白、高脂肪的經(jīng)濟(jì)魚類，經(jīng)濟(jì)價值一直不高，資源利用率低。因此，對秋刀魚進(jìn)行深加工以提高其資源利用度和產(chǎn)品附加值具有重要意義。

目前，國內(nèi)外對秋刀魚的報道主要集中在群體組成、資源分布和捕撈技術(shù)方面，也有少數(shù)研究者對秋刀魚的營養(yǎng)成分、蛋白酶解產(chǎn)物進(jìn)行了研究，但是以秋刀魚為原料制備海鮮調(diào)味基料的研究報道極少。本研究以秋刀魚為原料，分別利用酶法和微生物法對秋刀魚進(jìn)行水解，分析最優(yōu)條件下獲得的酶解液和微生物發(fā)酵液的pH值、無鹽固形物含量、TVB-N含量、色差值、游離氨基酸含量以及風(fēng)味物質(zhì)構(gòu)成，并進(jìn)行感官評定，以期獲得可行的水解工藝，以制備具有海鮮風(fēng)味的調(diào)味基料。

1 材料和方法

1.1 材料

秋刀魚：長湴綜合市場，使用前置于－20 ℃冰箱中冷凍備用；動物蛋白酶（2×105 U/g）：南寧龐博生物工程有限公司；種曲：李錦記研究發(fā)展中心；面粉、鹽：天貓超市。

阿拉伯膠（食品級）：廣州勝達(dá)生物科技有限公司；鹽酸、甘油、硼酸、碳酸鉀、甲基紅、溴甲酚綠、95%乙醇、磺基水楊酸（均為分析純）：廣州化學(xué)試劑廠。

1.2 主要儀器與設(shè)備

SW-CJ-1FD潔凈工作臺 蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；FPG三溫區(qū)培養(yǎng)箱 寧波萊?？萍加邢薰?；FE20pH計 梅特勒-托利多儀器有限公司；759紫外可見分光光度計 上海儀電分析儀器有限公司；手持折光儀 上海力辰儀器科技有限公司；CR-400色差儀 上海亞榮生化儀器廠；日立L-8900全自動氨基酸分析儀 日立高新技術(shù)公司；GCMS-QP2010 Ultra氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 島津株式會社。

1.3 方法

1.3.1 秋刀魚預(yù)處理

流水解凍冰鮮秋刀魚，去頭、去內(nèi)臟、去大骨，用流水洗凈，瀝干血水后置于電鍋中蒸10 min，使魚肉中的蛋白質(zhì)適度變性。待魚肉冷卻至室溫，置于絞肉機(jī)中絞碎至魚糜狀。將魚肉糜置于手動壓濾器中進(jìn)行壓榨，直至魚肉無汁液流出且魚肉呈緊實(shí)肉餅狀時即可。

1.3.2 酶法水解秋刀魚工藝

定量稱取1.3.1處理后的魚糜，置于100 mL錐形瓶中。按質(zhì)量比進(jìn)行計算，加入1倍熱水，充分?jǐn)嚢杈鶆颍糜?0 ℃恒溫水浴鍋中預(yù)熱10 min后，加入0.3%動物蛋白酶，于50 ℃恒溫水浴鍋中酶解36 h。為防止水分蒸發(fā)，瓶口封一層保鮮膜，期間間斷攪拌。酶解結(jié)束后，沸水浴滅酶20 min，用4層紗布過濾，取濾液，進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測定。

1.3.3 微生物法發(fā)酵秋刀魚工藝

將成曲研碎，以質(zhì)量百分比計算，加入3倍質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%的熱鹽水，充分拌和，置于40 ℃培養(yǎng)箱中全程保溫發(fā)酵2個月。發(fā)酵容器用2層紗布封口，以防止異物落入。發(fā)酵過程中每2 d翻拌一次，以防止表面干燥。發(fā)酵結(jié)束后，用4層紗布進(jìn)行過濾，濾液置于4 ℃冰箱中保存，待測。

1.3.4 理化指標(biāo)的測定

pH的測定：采用pH計直接測定；可溶性固形物含量的測定：采用手持折光儀直接測定；可溶性無鹽固形物含量的測定：總可溶性固形物含量與食鹽含量的差值；色差的測定：參考晁岱秀等[9]的方法，利用色差儀進(jìn)行測定；揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）含量的測定：參考GB 5009.228－2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》中的微量擴(kuò)散法。

1.3.5 游離氨基酸的測定

吸取1 mL水解液稀釋3倍，加入等量5%磺基水楊酸溶液混合，4 ℃靜置1 h。以10 000 r/min離心10 min。通過0.22 μm膜過濾后使用全自動氨基酸分析儀進(jìn)行分析。分析條件：柱溫為程序變溫；色譜柱為日立855-4507型；反應(yīng)柱溫為135 ℃；檸檬酸（鋰）PF緩沖液梯度洗脫；檢測波長為570 nm+440 nm；洗脫泵流速為0.35 mL/min，衍生泵流速為0.30 mL/min；分析時間為148 min；進(jìn)樣量為20 μL。

1.3.6 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)測定

參考何天鵬等[10]的方法，并作適當(dāng)修改。進(jìn)樣方法：稱取4 g發(fā)酵液樣品，置于20 mL頂空瓶中，將頂空瓶加蓋密封后，置于55 ℃恒溫水浴鍋中，平衡10 min。插入萃取頭，吸附20 min，等待GC進(jìn)樣。

色譜條件：DB-Wax（極性柱）；載氣：氦氣；載氣流量：1.2 mL/min；分流比：5∶1；進(jìn)樣口溫度：250 ℃；解吸時間：3 min；程序升溫條件：40 ℃保持3 min;以3 ℃/min升至70 ℃，保持2 min。

質(zhì)譜條件：電子轟擊離子源：電子能量70 eV，質(zhì)量掃描范圍（m/z）：40～500 u，離子源溫度：230 ℃；傳輸線溫度：280 ℃。

1.3.7 感官評定

采用定量描述性分析（quantitative descriptive analysis，QDA）對樣品進(jìn)行感官分析，參考張楨[11]的方法并作適當(dāng)修改。由9人組成感官評定小組（5名男性，4名女性，年齡在24～27歲）。對鮮味、香味、異（腥）味、焦苦味、色澤、酸味6個項(xiàng)目進(jìn)行評分，每個指標(biāo)的最高貢獻(xiàn)為5分，各指標(biāo)的最終得分為各項(xiàng)平均分，綜合得分為各項(xiàng)平均分的總和。評分越高，說明整體風(fēng)味越好。感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.3.8 數(shù)據(jù)處理及分析

采用Excel 2019、GraphPad Prism 9.2.0等軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理及作圖（所有實(shí)驗(yàn)樣品數(shù)據(jù)重復(fù)測定3次，結(jié)果采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差形式）。

2 結(jié)果與分析

2.1 秋刀魚酶解液和微生物發(fā)酵液主要指標(biāo)分析

通過對酶法和微生物法水解秋刀魚的酶解液和發(fā)酵液的主要理化指標(biāo)進(jìn)行測定，相關(guān)對比結(jié)果見圖1。

pH值的變化反映了酸度的變化，酶解液和微生物發(fā)酵液的pH分別為6.58和5.30。pH值的下降歸因于發(fā)酵過程中微生物的產(chǎn)酸代謝和脂肪的氧化分解，使發(fā)酵液中有機(jī)酸不斷積累，導(dǎo)致發(fā)酵液的最終pH值下降[12]，這也與Kilinc等[13]的研究結(jié)論一致。

由圖1中B可知，微生物發(fā)酵液的可溶性無鹽固形物含量較酶解液顯著降低（P＜0.05）?？扇苄詿o鹽固形物含量代表水解液中各種可溶性的蛋白質(zhì)、糊精、胨、肽、糖分、有機(jī)酸、色素等物質(zhì)，由于其中的部分物質(zhì)能夠作為碳源或氮源被微生物的生長代謝所利用，因此微生物發(fā)酵液中的含量顯著降低[14]。

TVB-N的形成主要是由于魚體在發(fā)酵過程中腐敗微生物的生長，包括氨、三甲胺等揮發(fā)性堿性氮化合物，是衡量海產(chǎn)品新鮮度和變質(zhì)程度的重要指標(biāo)[15]。由圖1中C可知，微生物發(fā)酵液的TVB-N含量低于酶解液。推測是由于微生物發(fā)酵液中拌入了一定量的食鹽，食鹽的加入對腐敗微生物的生長有一定的抑制作用[16]。其次由于發(fā)酵過程中有機(jī)酸的積累，使得發(fā)酵液的pH值降低，在一定程度上能夠抑制雜菌生長。

由圖1中D可知，微生物發(fā)酵液的L*、b*值較酶解液顯著降低（P<0.05）。b*值趨于消色區(qū)，a*值顯著增加（P<0.05）。說明微生物發(fā)酵液的色澤更深，表明微生物發(fā)酵更有利于色澤形成，這與晁岱秀等[17]的研究結(jié)論一致。發(fā)酵過程中的色澤形成主要源于美拉德反應(yīng)，發(fā)酵液中的肽、氨基酸等氮源物質(zhì)與少量的還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，在形成良好色澤的同時也能產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)。

2.2 秋刀魚酶解液和微生物發(fā)酵液中游離氨基酸的組成分析

游離氨基酸是鮮味物質(zhì)的重要來源，能與食品體系中的其他成分協(xié)調(diào)，進(jìn)而影響整體風(fēng)味[18]。氨基酸根據(jù)其呈味特點(diǎn)可分為鮮味、甜味、苦味和無味氨基酸。酶法和微生物法水解秋刀魚的酶解液和發(fā)酵液的游離氨基酸組成分析見表2。

由表2可知，酶解液和微生物發(fā)酵液中游離氨基酸總量（TFAA）分別為8.408，8.181 mg/mL。微生物發(fā)酵液中氨基酸含量的減少主要是由于氨基酸參與美拉德反應(yīng)以及氧化分解反應(yīng)而被大量消耗，其中苦味氨基酸的損失率最高，這是由于其活性較高，更容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)[19-20]。

綜合來看，酶解液中雖然氨基酸含量豐富，但是苦味氨基酸較多，鮮甜味氨基酸較少，因此整體滋味不如微生物發(fā)酵液。微生物發(fā)酵液雖然歷經(jīng)了更長的發(fā)酵周期，但是氨基酸比例均衡，呈味協(xié)調(diào)，更適合作為調(diào)味基料使用。

2.3 秋刀魚酶解液和微生物發(fā)酵液主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

風(fēng)味包括氣味和滋味，是發(fā)酵水產(chǎn)品的重要特征，主要源于水產(chǎn)品加工、成熟和貯藏過程中的酶反應(yīng)、化學(xué)過程以及微生物生長的復(fù)雜交互作用[21]。酶解液和微生物發(fā)酵液中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類及相對含量見表3及圖2。

由表3和圖2可知，鑒定出的風(fēng)味物質(zhì)有醇類、醛類、酯類、酮類以及含氮化合物類，其中相對含量較高的風(fēng)味物質(zhì)是醇類和醛類物質(zhì)。

醇類物質(zhì)的前體物質(zhì)一般是不飽和脂肪酸，主要來源于微生物代謝和脂肪氧化分解，或由含有羰基的化合物還原而生成[22]。不飽和醇的閾值較低，對發(fā)酵魚制品的特征風(fēng)味具有一定的貢獻(xiàn)。乙醇僅在微生物發(fā)酵液中檢出，具有酒香味。1-戊烯-3-醇僅在酶解液中檢出，具有宜人的果香和蔬菜香味[23]。1-辛烯-3-醇又稱蘑菇醇，具有宜人的蘑菇香，被認(rèn)為是不飽和脂肪酸的一種自氧化產(chǎn)物，是發(fā)酵魚制品中主要的醇類風(fēng)味化合物之一[24]。酶解液和微生物發(fā)酵液中分別檢測到7種和8種醇類物質(zhì)，相對含量分別為8.97%、27.89%，這也進(jìn)一步說明微生物發(fā)酵更有利于醇類物質(zhì)的積累。

醛類化合物的閾值比其他風(fēng)味物質(zhì)要低，一般具有令人愉快的青草味、麥芽香味、水果香味和奶酪味[25]。酶解液和微生物發(fā)酵液中均檢測到苯甲醛、3-甲硫基丙醛、壬醛3種醛類物質(zhì)。其中苯甲醛由Strecker降解產(chǎn)生，是水產(chǎn)品中的一種特征風(fēng)味物質(zhì)，具有明顯的杏仁香、水果香和堅(jiān)果味[26]。3-甲硫基丙醛呈土豆香味；壬醛是魚腥味的主體物質(zhì)[27]，隨著發(fā)酵時間的延長而減少，這也與陳麗麗等[28]的研究結(jié)論一致。結(jié)合酶解液和微生物發(fā)酵液中醛類物質(zhì)相對含量（10.75%、25.42%）來看，認(rèn)為微生物發(fā)酵更有利于良好風(fēng)味的形成。

酮類化合物主要由不飽和脂肪酸氧化和氨基酸降解形成，但是酮類化合物的閾值較高，對風(fēng)味的貢獻(xiàn)較少[29]。酯類物質(zhì)主要由發(fā)酵過程中醇和酸的酯化反應(yīng)產(chǎn)生，主要呈現(xiàn)花香、果香味，濃度較低，能夠增加發(fā)酵液的醇厚感。酶解液和微生物發(fā)酵液中的酯類物質(zhì)相對含量分別為0.25%、5.89%。這也進(jìn)一步說明微生物發(fā)酵在一定程度上能夠強(qiáng)化發(fā)酵液的口感和風(fēng)味。

含氮化合物來源于美拉德反應(yīng)或氨基酸的熱分解，主要以呋喃類化合物為主。呋喃類物質(zhì)的閾值較低，能產(chǎn)生一定的青草味或豆香味[30]，其中2-乙基呋喃被鑒定為中國魚露中的關(guān)鍵性風(fēng)味物質(zhì)[31]。三甲胺是魚腥味的主體成分，僅在酶解液中檢出（6.50%），說明微生物發(fā)酵有利于降低魚腥味。

綜合分析，認(rèn)為微生物發(fā)酵更有利于良好風(fēng)味的形成。雖然歷經(jīng)了較長的發(fā)酵周期，但其發(fā)酵液中風(fēng)味物質(zhì)種類及含量更加豐富，也更適合作為加工調(diào)味基料使用。

2.4 秋刀魚酶解液和微生物發(fā)酵液的感官分析

通過感官評分對秋刀魚酶解液和微生物發(fā)酵液的品質(zhì)進(jìn)行分析，相關(guān)感官評分結(jié)果見表4。

由表4可知，微生物發(fā)酵液的各項(xiàng)感官指標(biāo)得分均高于酶解液，說明微生物發(fā)酵液的感官品質(zhì)要優(yōu)于酶解液，這與上述主要指標(biāo)、氨基酸以及風(fēng)味物質(zhì)分析結(jié)果相似。推測是由于微生物發(fā)酵能夠加快脂肪、羰基化合物等物質(zhì)的代謝，進(jìn)而有利于風(fēng)味物質(zhì)的形成，這也與李文靜等[32]的研究結(jié)果一致。

3 結(jié)論

本研究分別以酶法和微生物法研制海鮮風(fēng)味調(diào)味基料，綜合分析對比秋刀魚水解液的主要指標(biāo)、游離氨基酸組成及含量、風(fēng)味物質(zhì)構(gòu)成以及感官評分，認(rèn)為微生物發(fā)酵液更適合作為海鮮風(fēng)味調(diào)味品加工基料。其中微生物發(fā)酵液色澤呈棕褐色，pH值、可溶性無鹽固形物含量和TVB-N含量均顯著低于酶解液（P＜0.05）；酶解液和微生物發(fā)酵液的總游離氨基酸含量為8.408，8.181 mg/mL；揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類數(shù)為31種和48種；感官得分為18.35分和26.11分。酶解液中雖然氨基酸含量豐富，但是苦味氨基酸較多，鮮甜味氨基酸較少，整體滋味不如微生物發(fā)酵液。微生物發(fā)酵液中的風(fēng)味物質(zhì)構(gòu)成更豐富且整體感官得分也高于酶解液。其中酶法雖然能夠縮短發(fā)酵周期，但是其獲得的蛋白水解液整體風(fēng)味較差（腥味、苦味較重）；微生物法獲得的水解液具有濃郁、醇厚的海鮮風(fēng)味，但是周期較長。適當(dāng)?shù)靥岣甙l(fā)酵溫度有利于發(fā)酵液中的微生物以及酶發(fā)揮作用，有利于風(fēng)味的形成。另一方面，隨著發(fā)酵時間的延長，發(fā)酵液中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)逐漸增加，同時也伴有少量營養(yǎng)性氨基酸的損失。因此，在獲得良好的風(fēng)味的同時也要控制發(fā)酵溫度和周期，以期獲得營養(yǎng)、風(fēng)味俱佳的海鮮調(diào)味基料。

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