復(fù)合香辛料精油對大黃魚中生物胺影響研究

摘要：目的：通過對天然香辛料精油復(fù)合有效控制大黃魚中生物胺的累積。方法：首先以0.1%、0.5%、1.0% 3種濃度對大蒜、姜、肉桂、迷迭香、丁香、蔥精油初篩得出較優(yōu)條件，再以初篩各香辛料精油的較優(yōu)添加量為梯度中心進行單因素實驗確定4種香辛料精油的適配濃度，最后以組胺、腐胺、尸胺的相對含量均值為響應(yīng)值進行響應(yīng)面組合實驗。結(jié)果：得出最優(yōu)配比為肉桂精油0.493%、迷迭香精油0.058%、丁香精油0.060%、大蒜精油0.937%，此時相對含量均值預(yù)測值為62.289%。結(jié)論：實驗證明了大黃魚中添加復(fù)合香辛料精油可以有效抑制生物胺的產(chǎn)生，延緩大黃魚的品質(zhì)劣變。

關(guān)鍵詞：生物胺；香辛料；水產(chǎn)品

中圖分類號：TS225.3 """""文獻標(biāo)志碼：A """"文章編號：1000-9973（2024）10-0014-05

Study on Effect of Compound Spice Essential Oils on Biogenic

Amines in Pseudosciaena crocea

LUAN Li-ning1， YANG Cong-fa1，2*， LYU Fu-yun3

（1.College of Ocean Food and Biological Engineering， Jiangsu Ocean University， Lianyungang 222005，

China; 2.Institute of Marine Resources Development in Jiangsu Province， Lianyungang 222000，

China; 3.Lianyungang Comprehensive Inspection and Testing Center for Quality and

Technology， Lianyungang 222005， China）

Abstract： Objective： Effectively control the accumulation of biogenic amines in Pseudosciaena crocea by compounding natural spice essential oils. Methods： Firstly， three concentrations of 0.1%， 0.5% and 1.0% are used to preliminarily screen the essential oils of garlic， ginger， cinnamon， rosemary， clove and onion to obtain the optimal conditions. Secondly， single factor experiment is conducted with the optimal addition amount of each spice essential oil as the gradient center to determine the appropriate concentrations of the four spice essential oils. Finally， response surface combination experiment is conducted with the average relative content of histamine， putrescine and cadaverine as the response values. Results： The optimal ratio is obtained to be 0.493% cinnamon essential oil， 0.058%" rosemary essential oil， 0.060% clove essential oil and 0.937% garlic essential oil. The predicted mean value of relative content at this time is 62.289%. Conclusion： In this experiment， it is proven that adding compound spice essential oils into Pseudosciaena crocea can effectively inhibit the production of biogenic amines and delay the quality deterioration of Pseudosciaena crocea.

Key words： biognic amines; spice; aquatic products

生物胺（BAs）是具有脂肪族、芳香族或雜環(huán)結(jié)構(gòu)的含氮小分子化合物[1]，由各自的游離氨基酸前體脫羧而成[2]。常見的生物胺有酪胺、組胺、腐胺、尸胺[3]，這些生物胺在細胞生長分化和基因調(diào)控中起關(guān)鍵作用，是激素[4]、生物堿[5]、核酸[6]或蛋白質(zhì)[7]合成的前體物質(zhì)。然而當(dāng)生物胺攝入過量時會出現(xiàn)中毒癥狀[8]，嚴(yán)重時甚至危害人的生命健康。

香辛料是一類含有辛辣成分、有機酸和刺激性揮發(fā)油的天然植物材料，安全、無毒、可降解，具有特殊的香味，有抑菌、防腐和抗氧化[9]的功能。研究表明，添加香辛料或其提取物可以減少肉制品中生物胺的形成，因此蔥、生姜、大蒜、丁香、肉桂、迷迭香等[10]香辛料被廣泛用于原料和產(chǎn)品的保鮮。到目前為止，大多研究都集中在香辛料提取物在體外和體內(nèi)的抗氧化和抗菌性能[11]方面，對水產(chǎn)品中生物胺的天然植物提取物抑制作用的研究較少。為此，本文通過篩選幾種常見香辛料，再對其精油提取物進行復(fù)配，研究其對水產(chǎn)品中生物胺組分的抑制效果，從而得出一種能夠有效抑制水產(chǎn)品中生物胺的天然香辛料精油復(fù)合配方。

1 材料和方法

1.1 儀器和試劑

主要儀器：S433D氨基酸分析儀 賽卡姆（北京）科學(xué)儀器有限公司；BSP-250生化培養(yǎng)箱 上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司；Kjeltec 8100自動凱氏定氮儀 福斯華（北京）科貿(mào)有限公司；Multi Reax 545-10000-05-1多點渦旋振蕩器 海道爾夫儀器設(shè)備（上海）有限公司。

主要試劑：５-磺基水楊酸（以下簡稱磺基水楊酸，分析純）：美國默克公司；乙腈（色譜純）：北京邁瑞達科技有限公司；羧甲基纖維素鈉（食品級）、檸檬酸、硼酸、EDTA、乙酸鉀、乙酸（均為分析純）：廣東光華科技股份有限公司；茚三酮（分析純）：賽卡姆（北京）科學(xué)儀器有限公司；香辛料精油：天津市春合科技開發(fā)有限公司。

標(biāo)準(zhǔn)品：組胺鹽酸鹽標(biāo)準(zhǔn)品（純度99%）、腐胺鹽酸鹽標(biāo)準(zhǔn)品（純度95%）：國藥集團化學(xué)試劑有限公司；酪胺鹽酸鹽標(biāo)準(zhǔn)品（純度98%）、尸胺鹽酸鹽標(biāo)準(zhǔn)品（純度98%）、章魚胺鹽酸鹽標(biāo)準(zhǔn)品（純度98%）、尸胺鹽酸鹽標(biāo)準(zhǔn)品（純度98%）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；精胺鹽酸鹽標(biāo)準(zhǔn)品（純度99.5%）：日本Sigma公司；亞精胺鹽酸鹽標(biāo)準(zhǔn)品（純度98%）：上海麥克林生化科技股份有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品預(yù)處理

選用的樣品大黃魚購于連云港市家得福超市。通過HM100刀式研磨儀將其打成泥狀，混合樣品，每份20 g分裝于無菌袋內(nèi)，置于－18 ℃低溫保存箱內(nèi)。

1.2.2 實驗步驟

樣品制備：準(zhǔn)確稱取2 g樣品，加入5 mL 10%磺基水楊酸振蕩。在脂肪含量較高的樣品中加入與水楊酸等體積的正己烷振蕩脫脂后[12]，靜置分層。取水相10 000 r/min冷凍離心15 min，通過0.22 μm濾膜后上機檢測。

香辛料初篩：香辛料精油用乳化劑羧甲基纖維素鈉[13]溶解于超純水中，按0.1%、0.5%、1.0%（質(zhì)量比）加入樣品中，混勻后于25 ℃常溫貯藏24 h檢測生物胺含量。

單因素分析：篩選后的4種香辛料以初篩最優(yōu)濃度為梯度中心進行單因素實驗，步驟參考初篩流程。

響應(yīng)面實驗設(shè)計：利用Box-Behnken實驗設(shè)計，以4種香辛料精油的不同添加量為考察因素，以與空白對照品各生物胺組分含量的相對百分比均值作為響應(yīng)值，建立回歸模型分析得到最佳配比質(zhì)量分數(shù)（添加量）。

響應(yīng)面實驗因素及水平見表1。

1.2.3 試劑配制

生物胺標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制參考GB 5009.208—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中生物胺的測定》[14]。

1.2.4 色譜檢測條件

色譜柱：S-433D鉀系統(tǒng) LCA K17/K柱（4.6 mm×30 mm，5 μm），賽卡姆（北京）科學(xué)儀器有限公司。

流動相：檸檬酸鉀液A1，檸檬酸鉀液B1，再生液：KOH，清洗液：40%的甲醇水溶液，柱溫：70 ℃。

衍生反應(yīng)系統(tǒng)：衍生液為茚三酮溶液；衍生劑茚三酮溶液衍生從0 min開始到38 min衍生終止，38 min后為清洗液的沖洗時間；反應(yīng)過程控制反應(yīng)溫度為130 ℃；流動相流速為0.5 mL/min。檢測器：可見光檢測器，檢測波長570 nm。

2 結(jié)果與分析

2.1 香辛料篩選

為研究香辛料對大黃魚中生物胺的影響，添加不同濃度（0.1%、0.5%、1.0%）的大蔥、迷迭香、生姜、大蒜、肉桂和丁香6種香辛料的精油提取物，6種常見香辛料抑制效果見表2。

由表2可知，用大蒜精油處理的樣品對生物胺的抑制作用最明顯。腐胺、尸胺、組胺、酪胺和亞精胺相對含量分別降低了11.2%、18.4%、11.7%、30.9%和17.4%（抑制百分比值由表2中的每種生物胺的相對含量計算）。大蒜精油對生物胺產(chǎn)生的抑制作用與其濃度成比例增加。與大蒜精油相比，測試的其他香辛料精油在降低酪胺含量方面均具有明顯效果。

實驗發(fā)現(xiàn)0.5%肉桂精油對降低腐胺含量效果最優(yōu)，同時0.5%的肉桂精油相較其他濃度對生物胺的抑制效果較好，故將0.5%作為肉桂濃度單因素梯度中心。0.1%丁香精油對降低組胺含量效果較好，同時0.1%的丁香精油相較其他濃度抑制效果較好，故將0.1%作為丁香精油濃度單因素梯度中心。迷迭香精油對生物胺的抑制效果在初篩的3種濃度中未體現(xiàn)出，但其濃度越高對生物胺組分的促進效果越明顯，在之后的單因素實驗中會對0.1%以下的濃度進行探究，進一步研究迷迭香精油低濃度對生物胺的影響作用。本次初篩中3種濃度的姜精油對生物胺的抑制效果差異不大，可在下一步的單因素實驗中進一步研究其他濃度的影響。目前國內(nèi)對生物胺的限量標(biāo)準(zhǔn)只有組胺，歐洲國家對食品中酪胺含量同樣有限制標(biāo)準(zhǔn)，但幾種香辛料精油對酪胺均有明顯的抑制效果且?guī)追N香辛料精油的抑制作用差異不大，因此在本次實驗中對酪胺的抑制作用不納入考察范圍，在水產(chǎn)品的貯藏周期中腐胺和尸胺與產(chǎn)品腐敗變質(zhì)呈現(xiàn)正相關(guān)，但腐胺和尸胺的含量隨著腐敗變質(zhì)劇烈變化程度遠超其他組分的含量。綜上所述，本次實驗將考察對象確定為組胺、腐胺、尸胺3種組分的相對含量均值，均值越小表明抑制效果越好。

2.2 單因素實驗

5種香辛料精油不同添加量對響應(yīng)值的影響見圖1。

由圖1可知，大蒜精油添加量與響應(yīng)值呈負相關(guān)，添加量小于0.8%的變化值趨近于成比例變化，但添加量由0.8%增大到1.0%時其響應(yīng)值變化較小，表明在大蒜精油添加量達到0.8%時已經(jīng)可以獲得較好的抑制效果，考慮到大蒜精油的風(fēng)味因素，故將0.8%作為大蒜精油因素的零水平值，肉桂精油和丁香精油分別在0.5%和0.05%時出現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)折，因此將這兩個濃度確定為各自零水平值。生姜精油在梯度內(nèi)出現(xiàn)兩次轉(zhuǎn)折，轉(zhuǎn)折點前后變化幅度明顯不同，具體的機制不明，同時生姜精油的抑制效果相對于其他香辛料精油較弱并且生姜精油對風(fēng)味的影響較大，綜合考慮，不將生姜精油納入復(fù)配范圍。本次實驗的迷迭香精油在選取的梯度中出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，但由0.05%增加至0.07%的變化幅度較小，推測轉(zhuǎn)折點應(yīng)在兩者之間，故將0.055%作為迷迭香精油的零水平值。

2.3 響應(yīng)面組合實驗

實驗選取肉桂精油（A）、迷迭香精油（B）、丁香精油（C）、大蒜精油（D）4個因素為變量，使用Design-Expert 13.0軟件，進行四因素三水平實驗，研究對相對含量均值（Y）的影響。響應(yīng)面實驗設(shè)計及結(jié)果見表3。

2.3.1 回歸模型和顯著性分析

利用軟件 Design-Expert 13.0進行多元線性回歸分析，建立相對含量均值（Y）對肉桂精油（A）、迷迭香精油（B）、丁香精油（C）、大蒜精油（D）的二次回歸方程：Y=62.69－0.273A－0.361B－1.43C－1.96D－0.848AB+2.72AC+0.351AD+0.556BC－0.205BD－0.322CD+3.06A2+4.06B2+2.48C2+1.57D2。

回歸模型方差分析結(jié)果見表4。

由表4可知，模型的F=146.59（P＜0.01），達到極顯著，表明模型有意義[15];失擬項的F=1.19，P=0.447 4＞0.05，失擬項不顯著，說明不確定因素的影響較小[16]，能夠真實擬合[17]。模型的決定系數(shù)R2=0.992 7，說明回歸模型效果較好[18];調(diào)整系數(shù)RAdj2=0.986 0，說明模型的可信度較高[19]。其中B、C、D的影響均極顯著（P＜0.01），A的影響顯著（P＜0.05），二次項的影響均極顯著（P＜0.01），交互項除AD、BD、CD的影響不顯著外其余均極顯著（P＜0.01），可知大蒜精油與其他香辛料精油的交互作用較弱。根據(jù)F值可知4種香辛料精油對抑制效果的順序為大蒜精油（D）＞丁香精油（C）＞迷迭香精油（B）＞肉桂精油（A），這也與初篩及單因素實驗結(jié)果一致。根據(jù)軟件預(yù)測出最佳配比為肉桂精油0.493%、迷迭香精油0.058%、丁香精油0.06%、大蒜精油0.937%，此時相對含量均值預(yù)測值為62.289%。

2.3.2 響應(yīng)曲面和等高線圖分析

響應(yīng)面實驗結(jié)果見圖2～圖4。

本次實驗獲得的曲面彎曲度大，說明幾種香辛料精油對響應(yīng)值的影響較大，等高線圖趨近橢圓形說明影響因素之間的交互作用顯著[20]，這也與回歸模型分析結(jié)果吻合。

3 結(jié)論

初篩實驗表明幾種天然香辛料對酪胺組分均有明顯抑制作用，大蔥對組胺、腐胺、尸胺、亞精胺有不同程度的促進作用，其他產(chǎn)物在適當(dāng)濃度下對生物胺組分均有抑制效果，單因素實驗結(jié)果表明，選中的5種香辛料對組胺、腐胺、尸胺均有一定的抑制效果。響應(yīng)面實驗得到由4種香辛料組合的最優(yōu)濃度配比為肉桂精油0.493%、迷迭香精油0.058%、丁香精油0.060%、大蒜精油0.937%，此時相對含量均值預(yù)測值為62.289%。

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收稿日期：2024-03-25

基金項目：江蘇省海洋資源開發(fā)研究院開放課題（HKK201617）；江蘇省市場監(jiān)管局科技計劃項目（KJ21125123）

作者簡介：欒立寧（1998—），男，碩士，研究方向：食品質(zhì)量與檢測。

*通信作者：楊從發(fā)（1965—），男，副教授，博士，研究方向：功能食品的研發(fā)與檢測。