干腌鱼鲜味物质在不同干腌工艺下的变化及对滋味贡献的研究进展

梁进欣1,李珊1,陈晓红1,杨娟1,2,赵文红1,白卫东1,2*

1(仲恺农业工程学院 轻工食品学院,广东 广州,510225)2(现代农业工程创新研究院,广东 广州,510225)

摘 要 该文综述了不同加工方式(风干方式、风干温度、风干时间、盐添加量、不同辅料)对干腌鱼中主要鲜味物质(谷氨酸、天冬氨酸、5′-鲜味核苷酸、鲜味肽)的影响。同时通过分析鲜味物质的协同增效作用及与其他呈味物质间的协同拮抗等作用,解析了鲜味物质对干腌鱼主要滋味的贡献程度,从而为干腌鱼鲜味味感的突出提供理论参考,为干腌鱼鲜味的研究提供一定的参考。

关键词 干腌鱼;鲜味物质;氨基酸;核苷酸;鲜味肽

鱼类一直是沿海地区人们的主食,但由于捕鱼是季节性的,且需求量大,因此需要贮存和保存鱼类[1]。盐腌与干燥是最古老的食品保存形式,经过盐腌(盐浓度4%~8%)和风干工艺形成的干腌鱼,水分含量降至35%~45%,实现了抑制微生物生长、延长保质期的目的,因此干腌鱼成为沿海地区主要的贸易商品[2-4]。在干腌的过程中,原料中蛋白质与脂质在少量微生物和内源性酶的作用下被水解为风味物质与滋味物质,使得干腌鱼具有独特干腌风味,最深受民众喜爱[5]

鲜味是水产品主要的滋味特征,干腌鱼典型的鲜味主要归因于谷氨酸、天冬氨酸、鲜味核苷酸和鲜味肽。鲜味氨基酸与鲜味肽的形成主要是内源性酶对肌肉蛋白的降解,而且内源性酶的活性越高,蛋白的降解度越高,鲜味氨基酸的含量也越高[6]。谷氨酸与天冬氨酸的钠盐呈鲜味,其阈值较低,容易激活体内鲜味的感受器,其中天冬氨酸可增强咸味,掩盖干腌肉中的苦味,更好地呈现干腌鱼的咸鲜味[7],而谷氨酸的含量与鲜味强度相对应[8],因此鲜味氨基酸是干腌鱼主要的呈鲜物质。核苷酸中AMP、IMP、GMP是典型的鲜味剂,在食物中广泛存在,核苷酸的代谢途径为ATP(三磷酸腺苷)→ADP(二磷酸腺苷)→AMP(一磷酸腺苷)→IMP(肌苷酸)→HxR(次黄嘌呤核苷酸)→Hx(次黄嘌呤)[9-10]。鱼肉中的核苷酸酶在鱼死后开始活跃,因此核苷酸随着鱼的死亡与贮藏时间增加而发生降解,由于鱼腌制与干燥的时间长,核苷酸的降解速度快,因此鲜味核苷酸在干腌鱼中的含量较低,通常达不到阈值,味道强度值(taste activity value,TAV值)较低,不能激活鲜味感受器,但核苷酸与谷氨酸、天冬氨酸有协同作用,能够使其鲜味强度增强8倍,更好地呈现干腌鱼的鲜味[11]。有机酸中主要呈鲜味的是琥珀酸钠,是海产品中重要的呈鲜物质,与谷氨酸钠混合可使鲜味加强[12];鲜味肽是蛋白质降解的产物,可增强口感及鲜味特性且能与其他鲜味物质相互作用,增强咸鲜味、掩盖苦味[13]。本综述主要对干腌鱼在干腌过程中各因素对鲜味物质的影响及鲜味物质对干腌鱼滋味贡献机理进行总结。

1 影响干腌鱼鲜味物质的因素

干腌鱼加工过程的基本步骤主要是原料选择→鲜鱼去鳞、内脏→腌制工艺→干燥工艺→包装→成品。干腌鱼鲜味成分及其含量受腌制辅料、腌制温度、时间、盐含量及干燥方式等因素的影响。腌制、干燥过程是干腌鱼生产过程中最重要的步骤,也是产品鲜味物质形成的主要环节[14-15]。有必要对不同加工工艺对干腌鱼鲜味的影响进行汇总。

1.1 干腌过程中干腌鱼鲜味物质的变化

鱼种的不同,鲜味物质的含量也不同,但在干腌过程中,鲜味物质的变化大致相同。如表1所示,腌制后鱼的鲜味氨基酸的含量与鲜鱼相比没有明显的差异,甚至略有下降,原因是在腌制过程中,高盐抑制了内源性酶与微生物的活性,游离氨基酸随水分流失或通过代谢流失[14-19];在干燥初期,由于内源性蛋白酶活性逐渐恢复、微生物迅速生长繁殖,从而促进了蛋白质的降解,鲜味氨基酸含量开始翻倍增多。成品与干燥初期相比,鲜味氨基酸的含量显著提高,特别是谷氨酸,其含量超过阈值的数倍甚至十几倍,在一定程度上说明鲜味氨基酸的含量与干腌鱼的风干时间呈现正相关性。

随着磷酸肌酸和糖原的消失,鱼肌肉中ATP会在磷酸肌酸或腺苷酸激酶的作用下发生降解,产生鲜味核苷酸。在降解过程中,ATP到IMP的降解过程较快,但IMP降解为HxR与Hx的速度较慢[20],因此IMP在鱼中逐渐积累起来。由于鱼干腌时间较长,核苷酸不断降解,因此在成品时期,鲜味核苷酸的含量远低于鲜鱼时期,TAV值均少于1,对鲜味的直接贡献不大。因此鲜味核苷酸在干腌鱼中含量较少,通常在鲜鱼中含量最高(表1)。

表1 干腌鱼在干腌过程中鲜味物质含量的变化[14-19]
Table 1 Changes of umami substance content in dried salted fish

鲜味物质/(mg·g-1)阈值/(mg·g-1)鱼种处理阶段鲜鱼腌制结束干燥初期干燥中期成品成品鱼TAV值白鲢鱼0.020.060.120.140.250.25蓝圆鰺9.308.1713.9323.0928.5028.50草鱼0.020.22--15.2415.24Asp1.0鲈鱼0.350.180.360.841.201.20草鱼0.020.14--1.401.40白鲢鱼0.450.500.50-0.430.43秋刀鱼0.020.0050.010.0050.020.02白鲢鱼0.310.390.700.811.384.60蓝圆鰺35.027.5525.2256.6592.77309.23草鱼0.020.09--12.1640.53Glu0.3鲈鱼1.251.632.393.936.7422.47草鱼0.020.06--1.424.73白鲢鱼0.460.420.73-0.702.33秋刀鱼0.380.250.390.280.250.83草鱼0.150.02--0.050.10AMP0.5鲐鱼----1.372.74草鱼0.150.03--0.050.10草鱼0.020.007--0.03-GMP0.125鲐鱼0.13---0.080.65草鱼0.020.01--0.04-草鱼0.470.26--0.06-IMP0.25鲐鱼2.24---3.5222.17草鱼0.470.21--0.11-

注:“—”代表没有检测或文献未表明,下同

1.2 不同辅料及工艺对干腌鱼鲜味物质的影响

在腌制工艺上,香辛料等辅料的添加能够使干腌鱼的风味与滋味能够更好地形成,如花椒、八角、蔗糖、酱油。张进杰[18]发现添加花椒在一定程度上抑制了腊鱼的游离氨基酸的形成。由表2可知,添加花椒的腊鱼,鲜味氨基酸含量低于对照组,而在花椒组添加蔗糖鲜味氨基酸含量高于花椒组与对照组;吴燕燕等[21]添加复合乳酸菌腌制腊鱼,发现添加复合乳酸菌的腊鱼成品鲜味氨基酸的总含量低于对照组,但鲜味氨基酸含量百分比显著高于对照组,可能是由于复合乳酸菌产生的蛋白酶促进了鲜味氨基酸的生成。因此不同辅料对干腌鱼鲜味物质影响的本质可能是辅料促进或抑制了鱼肉中内源酶与微生物酶的活性,从而影响干腌鱼中蛋白质降解、游离氨基酸、滋味物质的形成与感官品质。

表2 腌制过程中不同添加物的干腌鱼中鲜味物质含量[18, 21] 单位:mg/100g

Table 2 Content of umami substances in dried cured fish with different additives in the curing process

鲜味物质草鱼蓝圆鰺草鱼盐+花椒盐+花椒+糖高盐复合乳酸菌盐盐+花椒盐+花椒+糖Asp152.40140.36285019170.2530.2250.233Glu139.75162.04927797510.2020.1550.237MSG-like292.15302.4012127116680.4530.3800.470

注:MSG-like=(Asp+Glu)(下同)

腌制条件对腊鱼中微生物的生长和内源性蛋白酶的活性有一定的影响,从而影响腊鱼鲜味氨基酸的生成。张进杰[18]发现腌制温度与时间对天冬氨酸与谷氨酸有极显著影响,食盐用量仅对谷氨酸有显著的影响。由表3可知,在4~20 ℃,温度越高,干腌鱼中鲜味氨基酸的含量越高,而且占比也越高,主要原因可能是腌制温度提高了蛋白酶的活性、促进微生物的生长,加快了鱼肉蛋白的分解[14];而盐量越高,鲜味氨基酸的含量与占比都较低,原因在于高浓度的食盐抑制了蛋白酶的活性与微生物的生长,影响蛋白质的降解率,同时高浓度食盐会导致鱼肉中失水率过高,带走一部分游离的鲜味氨基酸,因此降低食盐浓度可适当提高鲜味氨基酸的含量;腌制时间的延长,鲜味氨基酸含量均显著提高,加强干腌鱼的良好滋味的形成。

表3 不同腌制温度、盐量、时间的干腌白鲢鱼中鲜味物质含量[14] 单位:mg/100g

Table 3 Contents of umami substances in dried cured Hypophthalmichthys molitrix with different curing temperature, salt content and time

鲜味物质温度/℃盐量/%时间/d412205811234Asp36.7137.1154.2947.6136.7643.7337.6241.1649.33Glu65.5362.4778.7778.5665.9662.2762.5066.2578.04MSG-like102.2499.58133.06126.17102.72106100.12107.41127.37

在干制环节,游离氨基酸含量有显著的增加,特别是鲜味氨基酸[15,21],其原因可能在于组织蛋白酶B、L和钙激活中性蛋白酶活力虽然随干燥时间的延长而逐渐降低,但仍能具有一定的活性[22],且二肽酶在干腌鱼成熟后依然保持高活度,促进游离氨基酸的生成[23],但不同的干燥方式下,鲜味氨基酸含量存在差异[17-18](表4)。日晒干制的干腌鱼鲜味氨基酸含量最高,其次是罨蒸干制,其原因是罨蒸干制和日晒干制促进了干腌鱼中蛋白质的降解,同时有利于呈味氨基酸的形成[18]。而热风干燥的干腌鱼中鲜味氨基酸比仿冷风干燥的含量高,可能由于55 ℃条件下,内源性蛋白酶活性增强、蛋白质和肽中的肽键受热断裂、适合微生物的生长繁殖,从而促进了鲜味氨基酸的形成,但可能会缩短干腌鱼的贮藏期,促进微生物对干腌鱼的腐败作用,而余静[17]认为仿冷风干燥,可能长时间低温风干更容易促进鲜味氨基酸的转化形成风味物质,与挥发性风味物质实验结果相符。

表4 不同风干方式的干腌草鱼中鲜味物质含量[17-18] 单位:mg/100g

Table 4 Contents of umami substances in dried cured Ctenopharyngodon idella by different drying methods

鲜味物质日晒干制低温干制(5 ℃)低温干制(15 ℃)罨蒸干制(15 ℃)热风干燥(55 ℃)仿冷风干燥(8 ℃)Asp0.2450.1030.1280.2253.452.86Glu0.1780.1070.0950.1553.052.25MSG-like0.4230.210.2230.386.55.11

1.3 烹调方式对干腌鱼鲜味物质含量的影响

经过烹调的干腌鱼的鲜味氨基酸含量发生了不

同程度的变化(表5)。烹调后的鲜味氨基酸的含量比烹调前的高,可能由于烹调过程温度升高,有利于干腌鱼中蛋白质与多肽的分解,从而积累鲜味氨基酸。而微波烹调与蒸制烹调的鲜味氨基酸含量差异不大,但其他氨基酸如丝氨酸、苯丙氨酸、组氨酸等含量大幅度降低,有研究认为微波烹调在分解干腌鱼的蛋白质、多肽的同时,加强了游离氨基酸的转化反应,可能与其挥发性风味有关。曾萍等[24]发现烘烤方式也会加强干腌鱼的游离氨基酸转化能力,形成挥发性风味物质,章杰等[25]在研究烹调对猪肉的游离氨基酸变化时,也同样发现此现象。

表5 不同烹调方式的干腌鱼中鲜味物质含量[18,24] 单位:mg/100g

Table 5 Content of umami substances in dried cured fish cooked in different ways

烹调方式鱼种鲜味物质AspGluMSG-Like草鱼*2.412.524.93烹饪前 草鱼**2.281.63.88鲮鱼***-0.180.18草鱼*2.832.875.7蒸制 草鱼**2.751.834.58鲮鱼***-0.150.15草鱼*2.572.765.33微波烹制草鱼**2.331.814.14鲮鱼***-0.120.12

注:*表示经盐、花椒、糖腌制干燥;**表示经盐、花椒腌制干燥;***表示经盐腌制干燥

1.4 干腌鱼鲜味肽对鲜味的贡献

呈味肽能够丰富、改善肉品感官特性,窦露等[26]认为小于3 000 Da的小分子肽便具有呈味效果,赋予肉品滋味。鲜味肽是重要的鲜味贡献者,除了具有鲜味特性外,多数被认为具有增鲜、增味作用。刘静泊[27]利用电子舌测定风干武昌鱼的组分味感,发现相对分子质量小于3 000的组分鲜味较大于3 000的组分强,且采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱测定最鲜组分的分子质量为1 304 Da且组分中鲜味氨基酸比例较高。在一定程度上,鲜味肽表现出与味精的协同作用[28-29]。DANG等[28]通过分子对接和模拟验证了鲜味肽与味精的协同作用,添加味精能够使鲜味肽与鲜味受体T1R3结合,从而增强鲜味强度。

但目前对干腌鱼鲜味的研究中,鲜味肽的研究甚少,原因是鱼在高盐的处理下,微生物和内源性酶的活性较低,不利于鲜味肽的产生。而经过本实验室的前期工作发现,鲜味肽的形成主要集中与微生物或蛋白酶活跃的工艺[27]。在干腌过程中内源性蛋白酶和微生物仍然具有一定的活性,鲜味肽极有可能是干腌鱼最重要的鲜味贡献者。

2 鲜味物质干腌鱼滋味的贡献

干腌鱼的鲜味物质主要是游离的氨基酸、肽、核苷酸、有机酸及其衍生物,这些鲜味物质能够改善干腌鱼的整体口感,譬如调节甜味、提高咸味与鲜味、抑制酸味和苦味等[30]。抑制苦味是干腌鱼中鲜味物质的最大亮点,由于在干腌过程中,许多的游离苦味物质不断的析出,如组氨酸、苯丙氨酸、精氨酸、次黄嘌呤等,它们在成品鱼的TAV值均大于1,对干腌鱼的滋味有不良的影响,但鲜味物质对苦味有抑制作用,如在中/高浓度的味精溶液中添加AMP可抑制苦味[31];鲜味肽能够抑制苦味受体,降低苦味的程度[32-34],WANG等[30]发现韩国酱油中富谷蛋白寡肽可以减少人对苦味的感知,其原因是人类苦味受体hT2R16被鲜味肽抑制。因此感官评定中,基本没有苦味感且很少有干腌鱼苦味的评价,咸鲜味仍是干腌鱼主导的滋味[35]

鲜味物质间有显著的协同增鲜作用,如L-谷氨酸与鲜味核苷酸之间具有显著的协同作用,谷氨酸和肌苷酸1∶1混合比单独的谷氨酸鲜味高出7倍[36-37];鲜味核苷酸一起使用时,鲜味阈值显著降低[38],例如,5-肌苷二钠单独的鲜味阈值为 25 mg/100g,而5′-肌苷二钠与5′-鸟苷酸二钠以1∶1的比例混合时,鲜味阈值降低到6.3 mg/100g;多数的鲜味肽与谷氨酸、核苷酸之间同样具有协同增鲜效果[39];Glu-Glu,Glu-Val和Asp-Glu-Ser这些肽被发现能够引起弱鲜味的味道[40],但与IMP混合时,鲜味大大地增强。

干腌鱼中甜味物质与鲜味物质具有协同增鲜作用。在干腌鱼中比较常见的甜味物质是游离丙氨酸、甘氨酸,其TAV值均大于1,而与鲜味物质有协同作用,如日本生产的味精是由谷氨酸钠与甘氨酸组成;L-丙氨酸是一种有效的增味剂,与鲜味物质共存有增鲜作用[41]。鲜味物质对甜味的呈现也有一定的抑制作用,KEMP等[42]发现在高浓度的谷氨酸钠下,甜和苦的味道被抑制[42]。SHIM等[43]使用味精、5′-鲜味核苷酸、谷氨酸二肽、Glu-Glu和Glu-Asp等鲜味化合物研究人类甜味受体hT1R2/ ht1r3表达细胞中鲜味与甜味的相互作用,发现味精和鲜味肽的存在显著降低了蔗糖对甜受体hT1R2/hT1R3的敏感性,从而抑制甜味的呈现。

鲜味物质具有增咸的作用。在汤中添加鲜味物质可以降低30%~40%的钠盐的添加[44],在牛肉高汤中加入谷胱甘肽和味精后,咸味和鲜味的强烈程度分别为1.57倍和2.50倍[45],通过磁共振成像和感官评估,谷胱甘肽证明了对鲜味和盐味的增强作用[46];ROTZOLL等[47]从蘑菇中提取的鲜味物质,通过模型溶液感官实验表明其鲜味物质不仅赋予鲜味,而且能够放大味精和氯化钠溶液的味觉活性,增强溶液的咸味强度。ISHIDA等[48]发现加入一种非钠盐鲜味物质,可以在不损害适口性的情况下降低菜肴的盐含量,从而提升菜肴咸味。因此,鲜味物质可在一定程度上提高干腌鱼的咸味,可考虑在腌制过程中添加酶或益生菌,适当促进蛋白降解与鲜味物质的产生如谷氨酸、鲜味肽等,不仅能够提升干腌鱼滋味特性而且还能减少食盐的添加量,降低因为过多钠离子引发人体疾病的风险。

3 展望

鲜味是干腌鱼的主要特点,目前越来越多研究者从干腌鱼中分离纯化新的鲜味物质,且探究其呈鲜机理,但对干腌鱼鲜味肽与增味肽研究较少,鲜味肽与增味肽及其衍生物对干腌鱼鲜味协同作用的机理尚未清楚。探索鲜味肽、增味肽与鲜味受体已经成为当前鲜味的研究热点,随着科技的进步和发展,肽的合成鉴定、鲜味受体分子模拟对鲜味的研究发展有重要的影响。

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Research progress on the changes of umami substances in dried cured fish and their contribution to taste by different dry curing methods

LIANG Jinxin1,LI Shan1,CHEN Xiaohong1,YANG Juan1,2,ZHAO Wenhong1,BAI Weidong1,2*

1(College of Light Industry and Food Science, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China)2(Academy of Contemporary Agricultural Engineering Innovations, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China)

ABSTRACT In this paper, the effects of different processing methods (air drying method, air drying temperature, air drying time, amount of salt added and different additives) on the main umami substances (glutamic acid, aspartic acid, 5′-nucleotide, umami peptide) in dried cured fish were reviewed. At the same time, by analyzing the synergism of umami substances and the synergistic antagonism with other taste substances, the contribution of umami substances to the main taste of dried cured fish was analyzed, so as to provide theoretical reference for the outstanding taste of dry cured fish. The aim of this review was to provide references for the study of umami of dried cured fish.

Key words dry cured fish;umami substances;amino;nucleotide;umami peptide

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.026162

引用格式:梁进欣,李珊,陈晓红,等.干腌鱼鲜味物质在不同干腌工艺下的变化及对滋味贡献的研究进展[J].食品与发酵工业,2021,47(14):307-312.LIANG Jinxin,LI Shan,CHEN Xiaohong, et al.Research progress on the changes of umami substances in dried cured fish and their contribution to taste by different dry curing methods[J].Food and Fermentation Industries,2021,47(14):307-312.

第一作者:硕士研究生(白卫东教授为通讯作者,E-mail:767313893@qq.com)

基金项目:国家重点研发计划蓝色粮仓科技创新(2018YFD0901003);2021年仲恺农业工程学院研究生科技创新基金项目(KJCX2021007)

收稿日期:2020-11-12,改回日期:2020-12-02