張曦鵬,蔣中權(quán),郭全友 ,宋曉燕
(1.寧德師范學院生命科學學院,福建 寧德 352100;2.中國水產(chǎn)科學研究院東海水產(chǎn)研究所,上海 200090;3.上海理工大學健康科學與工程學院,上海 200093)
作為海洋經(jīng)濟魚種,大黃魚(Larimichthys crocea)俗稱黃花魚,體色金黃、金鱗朱唇、肉質(zhì)鮮美,素有“國魚”之美譽,為我國最大規(guī)模的海水養(yǎng)殖魚類和八大優(yōu)勢出口養(yǎng)殖水產(chǎn)品之一[1],因其營養(yǎng)豐富、味道鮮美以及獨特風味,深受消費者喜愛。當前大黃魚仍以冰鮮售賣為主,產(chǎn)品的加工主要以初級加工為主,主要包括腌制、干制、煙熏和發(fā)酵等加工形式,精深加工技術(shù)和高附加值產(chǎn)品尚未得到普及。腌漬加工已成為大黃魚主要加工形式,也是消費者廣為接受的傳統(tǒng)產(chǎn)品。隨著人們趨向健康飲食和方便即用的消費需求,大黃魚腌漬向新鮮、低鹽、高水分等最小化加工方向發(fā)展。輕腌大黃魚[2]是經(jīng)“三去”(去頭、去內(nèi)臟、去鱗)、腌漬、干燥、包裝而成的大黃魚制品,具有低鹽(≤6%)和水分適中(40%~60%)、色澤更柔和、風味俱佳等特點。研究發(fā)現(xiàn),鹽質(zhì)量分數(shù)2%左右,水分質(zhì)量分數(shù)為50%~60%具有良好的適口性,更符合人們對低鹽和方便即食的消費需求[3]。
海水魚在貯藏過程中,因蛋白質(zhì)分解、脂肪氧化和微生物分解作用,容易導致魚體腐敗變質(zhì),致使魚肉新鮮度降低,貨架期縮短[4]。此外,微生物代謝分泌的水解酶(蛋白酶、酯酶)和脫羧酶進一步分解魚體蛋白質(zhì)等物質(zhì),導致總揮發(fā)性鹽基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)、三甲胺、生物胺的形成,產(chǎn)生一些不可接受的異味,造成魚肉感官特性的變化[5]。水產(chǎn)品中的微生物會隨著貯藏時間的變化而發(fā)生巨大改變,通常表現(xiàn)為微生物群落豐富度和多樣性的下降,隨著貯藏時間的延長,只有少數(shù)幾種細菌會占主導地位,加速產(chǎn)品腐敗進程并使其散發(fā)異臭味,這些細菌類群通常具有很強的腐敗潛力,因此被稱為優(yōu)勢腐敗菌(specific spoilage organisms,SSOs)[6]。因此,了解貯藏過程中微生物群落變化,確定SSOs的屬種,明確揮發(fā)性風味物質(zhì)(volatile organic compounds,VOCs)的形成與貯藏期間不同微生物的相關(guān)性,將有助于確保產(chǎn)品最終質(zhì)量,對靶向控制該種水產(chǎn)品的腐敗變質(zhì),延長貨架期至關(guān)重要。目前,對大黃魚貯藏過程中品質(zhì)和微生物數(shù)量變化研究較多,何木等[7]發(fā)現(xiàn)隨著貯藏時間延長,不同貯藏溫度下低鹽腌漬大黃魚TVB-N含量、菌落總數(shù)顯著增長;Bao Yulong等[8]研究表明低鹽腌漬處理后大黃魚在冷凍貯藏期間持水能力顯著提高,且微觀結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。而對鹽制大黃魚貯藏過程中VOCs以及細菌菌相變化的系統(tǒng)性研究仍然較少。
本研究對水分質(zhì)量分數(shù)(50%、55%、60%)的輕腌大黃魚在4 ℃貯藏過程中菌落總數(shù)、腸桿菌科數(shù)、產(chǎn)H2S細菌數(shù)、TVB-N、滋味特征、VOCs變化,分離鑒定貨架期終點的SSOs,探討其微生物與VOCs的相關(guān)性,以期為輕腌大黃魚腐敗菌的靶向抑菌、延長貨架期提供理論基礎。
“三去”處理后的新鮮大黃魚購于蔡氏水產(chǎn)有限公司,規(guī)格為0.3~0.5 kg/尾;食鹽購自福建寧德市蕉城區(qū)大潤發(fā)流通事業(yè)發(fā)展有限公司。
硝酸銀標準滴定溶液(0.1 mol/L)、鉻酸鉀、氯化鈉、高氯酸、硼酸、酚酞、甲基藍、亞甲基紅 國藥集團化學試劑有限公司;平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基、LB固體培養(yǎng)基、鐵瓊脂培養(yǎng)基 青島海博生物技術(shù)有限公司。
ZM-100全自動不銹鋼反壓高溫蒸煮鍋 廣州標記包裝設備有限公司;SW-CJ-1FB超凈臺 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠;KDN-103F自動定氮儀 上海纖檢儀器有限公司;MIR-153高精密度低溫培養(yǎng)箱 上海一恒科學儀器有限公司;Mastercycler6325聚合酶鏈式反應(polymerase chain reaction,PCR)擴增儀Eppendorf中國有限公司;TS-5000Z味覺分析系統(tǒng)日本Insent公司;Avanti J-301高性能離心機 美國Beckman Coulter公司;FlavourSpecc?氣相色譜-離子遷移譜(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GCIMS)聯(lián)用儀 德國G.A.S.公司。
1.3.1 實驗樣品制備
通過前期工廠調(diào)研,輕腌大黃魚制備共分為“三去”、腌制和干燥3 個階段。具體操作流程如圖1所示,“三去”后的新鮮大黃魚用水沖洗干凈后,瀝水修整并稱質(zhì)量;分別置于質(zhì)量濃度為2.6、2.8、3.2 g/mL鹽水中浸漬,料液比1∶3(m/m),在(4.0±0.1)℃條件下腌制12 h;將腌制完成的大黃魚在(22.0±0.2)℃條件下分別經(jīng)冷風干燥23、12、8 h。最終得到產(chǎn)品水分質(zhì)量分數(shù)分別為(50±1)%、(55%±1)%、(60%±1)%,真空包裝后置于4 ℃條件下貯藏。
圖1 輕腌大黃魚樣品制備流程Fig.1 Flow chart of preparation of lightly salted large yellow croaker
1.3.2 感官評價
參考SC/T 3216—2016《鹽制大黃魚》[2]感官評價標準,并稍作修改,每3 d取樣,由6 位經(jīng)過培訓的感官評定人員組成評定小組,評價采取5 分制,1 分為最高分,5 分為感官拒絕點。
1.3.3 TVB-N含量測定
參考GB 5009.228—2016《食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》[9],每3 d取樣,使用自動凱氏定氮儀測定。
1.3.4 菌落計數(shù)
在無菌環(huán)境下,準確稱取?。?0.0±0.1)g剪碎的肉樣,置于90 mL無菌生理鹽水的錐形瓶中,振搖30 min,按照一定的稀釋梯度稀釋,選擇2~3 個合適梯度,分別取100 μL涂布于平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基、鐵瓊脂培養(yǎng)基結(jié)晶紫中性紅膽鹽葡萄糖瓊脂上,置于28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng),(48±1)h后進行菌落計數(shù),其中產(chǎn)H2S細菌在鐵瓊脂培養(yǎng)基中菌落呈黑色,腸桿菌科計數(shù)參照GB 4789.41—2016《食品微生物學檢驗 腸桿菌科檢驗》[10]中第一法。
1.3.5 菌株分離純化
對1.3.4節(jié)中0、9、18 d以及貨架期終點平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基中不同形態(tài)的微生物群落進行分類,并通過不同形態(tài)微生物群落數(shù)量計算其在單個平板中的占比。挑取單菌落,在無菌LB固體培養(yǎng)基平板表面進行連續(xù)劃線,作為第1段,依次劃第2、3、4段,為便于分理處單個菌落,每一段的劃線與上一段的劃線至少交接1~2 次。
1.3.6 菌株鑒定
挑取劃線后的單菌落進行菌落PCR,以通用引物27F(5’-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’)和1492R(5’-TACGGCTACCTTGTTACGACTT-3’)對16S rRNA基因進行擴增,PCR擴增:95 ℃預變性3 min,98 ℃持續(xù)變性10 s,45 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s,進行35 個循環(huán),最后72 ℃延伸10 min,將純化后PCR產(chǎn)物進行基因測序,測序結(jié)果進行BLAST分析比對。
1.3.7 電子舌測定滋味
準確稱取(50.0±0.1)g魚肉樣品,按料水比1∶5(g/mL)加入蒸餾水勻漿,于6 000 r/min條件下離心10 min,取35 mL上清液于樣品杯中,按照設置的序列放置在電子舌自動進樣器上進行檢測。每個樣品設置測定4 個循環(huán),為保證結(jié)果的穩(wěn)定性,刪除第1個循環(huán),取后3 次的測量結(jié)果進行分析;對甜味進行測定時,每個樣品設置測5 個循環(huán),為保證結(jié)果的穩(wěn)定性,刪除前2 個循環(huán),取后3 次的測量結(jié)果進行分析。
1.3.8 GC-IMS檢測VOCs
自動進樣條件:準確稱?。?.0±0.1)g樣品置于20 mL頂空瓶中,孵育溫度40 ℃,孵化轉(zhuǎn)速500 r/min,孵育時間15 min,采用頂空自動進樣的方式,進樣量500 μL,進樣針溫度65 ℃,不分流模式進樣。
GC-IMS:采用強極性色譜柱MXT-WAX(30 m×0.53 mm,1 μm),柱溫60 ℃,載氣為氮氣(≥99.999%),載氣的流速程序:起始流速2 mL/min,保持2 min,8 min內(nèi)升至10 mL/min,然后10 min內(nèi)升至100 mL/min并保持10 min,運行時間30 min。遷移管溫度45 ℃,分析時間30 min,載氣/漂移氣為N2。
感官評價可以直觀反映產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)劣,可作為魚肉貯藏過程中品質(zhì)變化的首要依據(jù),由圖2A可見,隨著貯藏時間延長,魚肉感官特性逐漸劣變,3 種水分質(zhì)量分數(shù)(50%、55%、60%)樣品依次在貯藏42、36、30 d時接近感官不可接受終點。TVB-N含量是評價水產(chǎn)品新鮮度的一個重要指標,水產(chǎn)品腐敗是由于蛋白質(zhì)在微生物和內(nèi)源酶的相互作用下分解,產(chǎn)生氨和胺類等低堿性揮發(fā)性含氮物質(zhì)[11]。根據(jù)GB/T 18108—2019《鮮海水魚通則》中規(guī)定合格海產(chǎn)品的TVB-N含量≤30 mg/100 g。由圖2B可知,3 組樣品的TVB-N含量都隨著貯藏時間延長而升高,TVB-N在貯藏的前3 d均快速上升,主要是微生物迅速生長導致,之后緩慢增長,其中水分質(zhì)量分數(shù)為60%樣品的增長速度高于其余2 組。綜合感官和新鮮度評估,3 種不同水分含量輕腌大黃魚在4 ℃貯藏的貨架期終點依次為39、33、27 d,TVB-N含量分別為31.95、31.39、30.46 mg/100 g,并產(chǎn)生胺臭味,結(jié)合菌落數(shù)結(jié)果(圖3),說明低水分含量會抑制微生物的生長增殖,從而減少氨以及胺類等堿性含氮代謝物質(zhì)的積累,延長產(chǎn)品貨架期。
圖2 3 種水分含量輕腌大黃魚貯藏過程中感官評分(A)和TVB-N含量(B)變化Fig.2 Changes in sensory scores (A) and TVB-N contents (B) in lightly salted large yellow croaker with three moisture contents during storage
圖3 水分質(zhì)量分數(shù)50%(A)、55%(B)、60%(C)輕腌大黃魚貯藏過程中的菌落數(shù)變化Fig.3 Changes in total bacterial counts of lightly salted large yellow croaker with moisture contents of 50% (A),55% (B) and 60% (C) during storage
微生物生長增殖是水產(chǎn)品貯藏期間腐敗的一個重要原因,水產(chǎn)品種的菌群復雜多樣,包含生長環(huán)境中的細菌和魚體自帶的細菌[12]。產(chǎn)H2S細菌是海水魚類最重要的腐敗菌之一,這類細菌在培養(yǎng)基上接種后,能夠分解含硫氨基酸,生成硫化氫,硫化氫與培養(yǎng)基中Fe2+和硫代硫酸鹽反應,生成黑色硫化亞鐵沉淀,主要包括腸桿菌科、希瓦氏菌屬、沙雷氏菌屬、氣單胞菌屬等,具有較強的蛋白質(zhì)水解活性,并產(chǎn)生三甲胺和H2S[13]。單珂等[14]在探究輕腌大黃魚SSOs的基本特征和腐敗能力時,發(fā)現(xiàn)同為腸桿菌科的普通變形桿菌和蜂房哈弗尼菌,均有較強的致腐特性。3 種水分含量輕腌大黃魚在4 ℃貯藏條件下菌落總數(shù)、產(chǎn)H2S細菌和腸桿菌科的變化如圖3所示。結(jié)果顯示3 組樣品的菌落總數(shù)上升趨勢類似,均在貯藏初期迅速增長,貨架期終點菌落總數(shù)均為8(lg(CFU/g))左右;第0天產(chǎn)H2S細菌和腸桿菌科數(shù)量較低,水分質(zhì)量分數(shù)為50%和55%樣品中兩種細菌均低于3(lg(CFU/g))。相同貯藏時間,樣品水分含量越高,產(chǎn)H2S細菌和腸桿菌數(shù)量越高,說明水分含量對菌落數(shù)有重要影響,高水分含量魚肉中微生物迅速生長增殖,加速其腐敗。
在輕腌大黃魚4 ℃貯藏過程中,各類微生物呈現(xiàn)不同的生長特點,依據(jù)菌落形態(tài)從3 種水分含量輕腌大黃魚貯藏期間的涂布平板中共分離出18 種微生物群落,經(jīng)基因測序共檢測出13 株不同細菌。細菌組成及比例見表1,貯藏期間,分離自60%水分質(zhì)量分數(shù)魚肉中共計13 株細菌,水分質(zhì)量分數(shù)為55%輕腌大黃魚中共分離出11 株細菌,水分質(zhì)量分數(shù)為50%樣品中共分離出8 種微生物群落;其中麥芽肉桿菌、副乳房鏈球菌、類鳥腸球菌和弗氏檸檬酸桿菌在50%水分質(zhì)量分數(shù)魚肉中均未檢測出,這可能是因為在低水分質(zhì)量分數(shù)條件下某些微生物生長增殖受到抑制。隨著貯藏時間延長,菌相組成逐漸發(fā)生改變。云南微球菌和檸檬明串株菌在第0天為優(yōu)勢菌,占比均大于10%。隨著貯藏過程進行,3 組樣品中的微生物大量繁殖產(chǎn)生代謝物質(zhì)導致環(huán)境發(fā)生變化,某些生長競爭性強的菌株與其他菌群奪取營養(yǎng)物質(zhì),在這種環(huán)境下大部分細菌逐漸數(shù)量下降,如檸檬明串珠菌、土生拉烏爾菌、格式乳桿菌和睪丸棒桿菌在貯藏過程中逐漸消亡。由表1可見,廣布肉毒桿菌、蜂房哈弗尼菌和熱殺索絲菌均為3 組樣品中出現(xiàn)的SSOs,且到達貨架期終點時菌株占比皆為蜂房哈弗尼菌>熱殺索絲菌>廣布肉毒桿菌,而弗氏檸檬酸桿菌只在水分質(zhì)量分數(shù)較高(55%、60%)樣本中作為SSOs出現(xiàn)。米其利等[15]指出,廣布肉毒桿菌和熱殺索絲菌均有可能成為食品貯藏過程中的SSOs;能產(chǎn)生不愉快的乳制品氣味,使肉明顯褪色,引起綠變并產(chǎn)生綠色汁液[16]。郭全友等[17]發(fā)現(xiàn)水分質(zhì)量分數(shù)60%輕腌大黃魚5 ℃貯藏貨架期終點分離出的蜂房哈弗尼菌占比35.90%,與本實驗結(jié)果基本一致。對比圖3中細菌生長的數(shù)量情況得知,蜂房哈弗尼菌在3 種不同水分含量的輕腌大黃魚貯藏后期均占據(jù)較高比重,腸桿菌科數(shù)量略高于產(chǎn)H2S細菌,因為蜂房哈弗尼菌和弗氏檸檬酸桿菌同屬腸桿菌科,在真空包裝的無氧條件下會產(chǎn)生硫化氫氣體并使魚肉表面變綠[18];但培養(yǎng)過程中某些菌落可能因為發(fā)育不良或者形成小菌落時間不長,未觀察到黑色產(chǎn)物,且未分離出單個菌落,呈片狀的菌苔也因為營養(yǎng)競爭過于激烈也未產(chǎn)生黑色產(chǎn)物。
表1 3 種水分質(zhì)量分數(shù)輕腌大黃魚貯藏過程中的菌相變化Table 1 Changesin bacterial flora of lightly salted large yellow croaker with three moisture contents during storage%
電子舌的味覺分析系統(tǒng)是將傳感器輸出的電勢值轉(zhuǎn)換為味覺信息,電子舌分析顯示的雷達圖能客觀表明各個樣品貯藏時間的滋味差異[19]。所得數(shù)據(jù)均以參比溶液(模擬人工唾液)為標準的絕對輸出值,其中參比溶液的輸出值為無味點,不同水分含量輕腌大黃魚滋味響應強度如圖4所示。在完整的貯藏周期內(nèi),各組甜味響應值均小于0,咸味響應值之間無明顯差異,均為6左右,澀味、澀味回味和苦味回味均接近于無味點。這表明在整個貯藏期間,魚肉中很難嘗出甜味、澀味、澀味回味以及苦味回味,且依靠甜味、咸味、澀味、澀味回味和苦味回味并不能區(qū)分3 組樣品水分含量差異以及同一樣品貯藏時間變化。但隨著貯藏時間的延長,苦味、鮮味和豐富度(鮮味回味)發(fā)生變化,整個貯藏期間,3 組樣品苦味響應值逐漸增加,而鮮味和豐富度響應值呈現(xiàn)降低趨勢,但均高于無味點,表明3 組樣品在貯藏過程中品質(zhì)逐漸發(fā)生劣變,進而影響魚肉的滋味。綜合來看,貯藏過程中3 組樣品的滋味響應值變化趨勢基本一致,且保持在一定范圍內(nèi),說明水分含量對魚肉滋味的影響并不明顯。
圖4 水分質(zhì)量分數(shù)50%(A)、55%(B)、60%(C)輕腌大黃魚貯藏過程中相對強度雷達圖Fig.4 Radar plots of the taste intensities of lightly salted large yellow croaker with moisture contents of 50% (A),55% (B) and 60% (C) during storage
風味通常決定食物的整體獨特感官特征,在評估食物的營養(yǎng)價值和新鮮度方面發(fā)揮著重要作用[20],這些物質(zhì)中大多數(shù)不穩(wěn)定,在貯存過程中可以發(fā)生進一步的反應形成其他穩(wěn)定的物質(zhì);此外,由酶和微生物介導的化學反應將形成不利的VOCs,進而影響質(zhì)量和產(chǎn)品貨架期[21]。通過GC-IMS技術(shù)對輕腌大黃魚貯藏過程中的VOCs進行分析鑒定,觀察指紋圖譜(圖5)可知,3 種水分含量輕腌大黃魚VOCs基本一致,共檢測出29 種VOCs,主要包括醇類7 種,酯類6 種,酮類4 種,醛類4 種,胺類3 種,雜環(huán)類2 種,烯烴類、醚類和萜類各1 種。
圖5 3 種水分含量輕腌大黃魚貯藏過程中VOCs的指紋圖譜Fig.5 Fingerprints of volatile flavor substances in lightly salted large yellow croaker with three moisture contents during storage
醇類是輕腌大黃魚貯藏期間最豐富的VOCs,主要包括1-戊烯-3-醇、異胡薄荷醇、正丙醇、正丁醇、異丁醇、異戊醇、乙醇。這些醇類除了源于魚肉本身,主要通過碳水化合物、脂肪和氨基酸代謝產(chǎn)生。3 組樣品貯藏過程中1-戊烯-3-醇、正丙醇均保持較高的濃度,其中1-戊烯-3-醇是大黃魚魚腥味的主要來源;乙醇物質(zhì)濃度在第18天急劇衰減,這可能是貯存過程中乙醇的持續(xù)酯化導致;正丁醇、異丁醇和異戊醇具有強烈的刺激性氣味,所有樣品中這3 種物質(zhì)的濃度在貯藏后期明顯升高;異胡薄荷醇呈樟腦和薄荷香氣,同時帶有玫瑰葉和香茅香韻[22],圖5顯示,隨著貯藏的進行,尤其在貯藏后期階段,高水分含量魚肉中異胡薄荷醇物質(zhì)濃度明顯較低,說明貯藏至貨架期終點時魚肉中仍含有呈現(xiàn)香氣的VOCs,且在水分質(zhì)量分數(shù)為50%的魚肉中濃度較高。
酯類可以由游離脂肪酸和醇經(jīng)酯化反應合成,也可以通過甘油三脂中的脂肪酸和乙醇酯交換反應(醇降解)合成,主要呈現(xiàn)愉悅的果香和甜味,并且有較低的氣味閾值使他們對食品的香味起著關(guān)鍵的作用。Nordvi等[23]在研究冷藏發(fā)酵和干魚產(chǎn)品中VOCs表征中發(fā)現(xiàn),只有乙醇可以作為魚類產(chǎn)品中酯類合成的底物。由圖5可知,丙酸乙酯、丁酸乙酯、甲酸異戊酯在貯藏后期階段含量有所降低,可能是合成酯類的底物乙醇不足,導致其含量發(fā)生變化;貨架期終點時戊酸乙酯、甲酸異戊酯在水分質(zhì)量分數(shù)50%樣品中含量較高,正己酸乙酯在18 d出現(xiàn),且在水分含量較低的魚肉中含量較高,表明高水分含量魚肉在腐敗時酯類化合物含量較低,難以察覺出令人愉悅的香氣。
醛類是脂質(zhì)氧化的主要產(chǎn)物,是腌制品風味的主要貢獻者,因為它們表現(xiàn)出較低的嗅覺閾值和獨特的氣味特征[24]。乙醛物質(zhì)濃度在貯藏后期明顯上升,絕大多數(shù)的醛類物質(zhì)呈現(xiàn)灼燒之后氣味[25],是肉制品重要的特殊風味物質(zhì)。酮類物質(zhì)主要包括丙酮、環(huán)己酮、異丙烯基丙酮和3-戊酮,其中3-戊酮物質(zhì)濃度在貯藏后期有所升高,且高水分含量中的物質(zhì)濃度明顯較低。酮類物質(zhì)雖然對魚肉氣味的貢獻較小,但是對腥味物質(zhì)具有增強作用。
蛋白質(zhì)降解是水產(chǎn)品貯藏期間最重要的化學變化之一,主要包括二肽酶水解蛋白質(zhì)導致二肽增加,氨肽酶水解出多肽鏈的氨基末端的游離氨基酸[26]。這些游離氨基酸和小分子肽可以被細菌進一步代謝成VOCs和生物胺,對魚肉腐敗期間異臭味的形成具有重要作用[27]。3 組樣品貯藏至18 d,三甲胺和二正辛胺出現(xiàn),且隨著貯藏時間的延長呈現(xiàn)增加趨勢,而貨架期終點生成了2-辛胺,這些胺類物質(zhì)的形成與貯藏后期細菌的大量繁殖有關(guān),會產(chǎn)生令人不愉快的刺激性氣味。
此外,烯烴、呋喃同樣是貯藏期間風味形成的重要貢獻者,因為較低的氣味閾值更容易對產(chǎn)品氣味產(chǎn)生影響。β-蒎烯具有特殊的植物香味,是臭鱖魚發(fā)酵期間重要香氣成分[28]。多種VOCs會豐富產(chǎn)品的氣味,并且一些化合物能提升產(chǎn)品的貯藏性,例如苯乙烯能提高食物的抗氧化性[29]。
貯藏過程中的某些SSOs可以分解大分子有機物質(zhì),進而生成VOCs。這些VOCs的濃度在開始時不存在或僅處于低水平,隨后增加,直至成為與腐敗相關(guān)的揮發(fā)性物質(zhì)[30]。有研究表明,與風味有相關(guān)性的微生物均有可能改變魚肉貯藏期間的品質(zhì),二者之間存在的這種關(guān)聯(lián),為微生物代謝產(chǎn)物是導致魚肉腐敗或產(chǎn)生感官排斥氣味的原因提供一定參考依據(jù),但并不意味著這些微生物會產(chǎn)生相應的VOCs[31]。但可通過檢測參與腐敗進程的VOCs含量,快速且準確評估SSOs腐敗能力[32]。在第0、9、18天以及貨架期終點作為時間節(jié)點,選擇其中變化較明顯,且相對豐度較高的9 株細菌,利用Pearson相關(guān)系數(shù)對微生物相對豐度與VOCs的相對含量進行關(guān)聯(lián)分析。如圖6A所示,水分質(zhì)量分數(shù)為50%輕腌大黃魚樣品戊酸乙酯與檸檬明串珠菌、土生拉烏爾菌之間呈極顯著負相關(guān)(P<0.01),正己酸乙酯與土生拉烏爾菌同樣存在極顯著負相關(guān)(P<0.01);而甲酸異戊酯與云南微球菌、二乙基二硫與土生拉烏爾菌之間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。如圖6B所示,水分質(zhì)量分數(shù)為55%樣品中,檸檬明串珠菌、土生拉烏爾菌隨著貯藏的進行逐漸消亡,與正丁醇之間表現(xiàn)出極顯著負相關(guān)(P<0.01),而丁酸乙酯與黃色微桿菌之間極顯著正相關(guān)(P<0.01)。如圖6C所示,60%水分質(zhì)量分數(shù)輕腌大黃魚中,土生拉烏爾菌與正丁醇、正戊醛、2-辛胺和2-戊基呋喃呈極顯著負相關(guān)(P<0.01),同時,睪丸棒桿菌與苯乙烯、β-蒎烯、2-戊基呋喃、正戊醛和正丁醇之間表現(xiàn)出極顯著負相關(guān)(P<0.01)。另外,丁酸乙酯、環(huán)己酮、二乙基二硫與在貯藏前期物質(zhì)濃度較高,貯藏期間其含量變化與云南微球菌、黃色微桿菌、檸檬明串珠菌、土生拉烏爾菌、睪丸棒狀桿菌數(shù)量變化規(guī)律相同,呈顯著或極顯著正相關(guān)(P<0.05、P<0.01)。3 組樣品貯藏后期腐敗菌數(shù)量逐漸增多,例如蜂房哈弗尼菌和熱殺索絲菌,且一些腐敗代謝產(chǎn)物二正辛胺、2-辛胺和三甲胺含量也逐漸升高,這些胺類物質(zhì)一般散發(fā)出令人不愉快的臭味,通常被用作水新鮮度的指標和SSOs代謝物的定量指標[33]。圖6中,水分質(zhì)量分數(shù)為50%、55%輕腌大黃魚蜂房哈弗尼菌和二正辛胺之間存在顯著正相關(guān)性(P<0.05),60%水分質(zhì)量分數(shù)的輕腌大黃魚貯藏期間,熱殺索絲菌與2-辛胺和三甲胺顯著正相關(guān)(P<0.05),且與二正辛胺之間存在極顯著正相關(guān)(P<0.01),蜂房哈弗尼菌與這3 種腐敗代謝產(chǎn)物極顯著正相關(guān)(P<0.01)。說明對于不同水分含量輕腌大黃魚,蜂房哈弗尼菌都作為貯藏期間的SSOs造成魚肉腐敗變質(zhì),并且很可能是魚肉變質(zhì)產(chǎn)生腥臭味重要貢獻者,并且在水分質(zhì)量為60%時與一些胺類腐敗代謝產(chǎn)物相關(guān)性更強。
圖6 水分質(zhì)量分數(shù)50%(A)、55%(B)、60%(C)輕腌大黃魚貯藏過程中微生物與VOCs相關(guān)性分析Fig.6 Analysis of correlation between microbial community and volatile flavor substances inlightly salted large yellow croaker with moisture contents of 50% (A),55% (B) and 60% (C) during storage
水分質(zhì)量分數(shù)為60%、55%、50%的輕腌大黃魚制品依次在27、33、39 d達到貨架期終點,此時菌落總數(shù)升至8(lg(CFU/g))左右,貨架期終點時菌相較為單一,主要包括蜂房哈弗尼菌、熱殺索絲菌、廣布肉桿菌和弗氏檸檬酸桿菌。其中,腸桿菌科的蜂房哈弗尼菌占比最高,且在水分含量越高的輕腌大黃魚中占比越高,在水分質(zhì)量分數(shù)為60%時占比高達61.22%。隨著貯藏時間延長,不同水分含量樣品間滋味變化基本一致,水分含量對貯藏期間魚肉滋味沒有顯著影響。利用GC-IMS共檢測出29 種VOCs,其中貯藏后期一些散發(fā)芳香氣味的化合物如異胡薄荷醇和正己酸乙酯在低水分含量輕腌大黃魚中濃度較高。微生物與VOCs相關(guān)性結(jié)果表明,蜂房哈弗尼菌和熱殺索絲菌作為輕腌大黃魚貯藏過程中的SSOs,與一些胺類的物質(zhì)濃度變化存在較強正相關(guān),且在水分質(zhì)量分數(shù)為60%樣品中相關(guān)性更為顯著。對于目前市場上流通的輕腌大黃魚來說,若要在4 ℃長時間保存,可以適當降低水分含量,這樣不但可以延長產(chǎn)品的貨架期,且不會影響產(chǎn)品的感官及風味。