鳙鱼(Aristichthys nobilis),俗称包头鱼、胖头鱼、花鲢,是我国四大家鱼之一,2021年养殖量已达317.70万t[1]。鳙鱼鱼头鲜嫩肥美,营养丰富,烹制后广受消费者青睐。但与此同时,由于鳙鱼鱼身受土腥味影响,且肉质不及草鱼等其他淡水鱼类,因此加工利用较少,市场上主要以鱼片类产品为主[2],一般多用于水煮鱼、沸腾鱼、鱼火锅或鱼粥等中式菜肴的加工。
鳙鱼肉中多不饱和脂肪酸含量丰富[3],在冻藏过程中极易氧化降解产生小分子醛、酮、醇类物质[4],其中某些不饱和烯醛被认为对水产品冷冻异味贡献显著[5]。因此,可以尝试在品质改良液中加入适宜浓度的香辛料(掩盖异味)、白醋(抑菌钝酶)、白酒(酯化呈香)、茶多酚(抑制氧化)等,使得冻藏的鳙鱼片在解冻、熟制之后,除了拥有细嫩多汁的口感之外,也能获得较为优良的风味特征。目前,国内外对鳙鱼片的研究主要聚焦在采用各类保鲜技术延长产品货架期,对鱼片品质改良方面的研究相对较少。
本研究将品质改良处理后的鳙鱼片真空包装后分别置于不同温度(-18、-25和-33 ℃)下冻藏5个月,将未经改良处理的鳙鱼片真空包装后置于-18 ℃下贮藏作为对照组(未改良组)。基于盐溶性蛋白、硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances, TBARS)值、pH值、总挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen, TVB-N)值、K值和挥发性风味物质,对品质改良组和对照组鱼片在不同温度下的冻藏特性进行了研究,并通过构建反应动力学模型预测了鱼片货架期。本研究成果可以为鳙鱼片生产企业提供理论参考和方法借鉴。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
鲜活鳙鱼,体长(60.0±4.9) cm,体宽(7.9±1.1) cm,体重质量(2.1±0.5) kg,湖州市德清县秋山市场;生姜粉、洋葱粉、大蒜粉(食品级),浙江国良干菜调味品有限公司;白酒、白醋、食盐(食品级),湖州市德清县家人超市;茶多酚(食品级),源叶生物有限公司;复合磷酸盐(食品级),上海凌峰化学试剂有限公司;D-异抗坏血酸钠(食品级),诸城华源生物工程有限公司。
1.2 仪器与设备
FA1004型电子分析天平,上海天平仪器厂;WK2102型电磁炉,美的电器有限公司;769S型海蒂诗打浆机,中山市惠人电器有限公司;HYJD型超纯水仪,杭州永洁达净化科技有限公司;TA-XT2i型质构仪,英国Stable Micro System公司;Color Quest XE型色差仪,美国Hunter Lab公司;L-8800型氨基酸自动分析仪,日立仪器有限公司;Waters2695型高效液相色谱仪,上海谱质分析检测技术有限公司;K9840型自动凯氏定氮仪,海能未来技术集团股份有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 样品制备
将鲜活鳙鱼在半小时内运送至实验室,敲头急杀,去头去鳞去内脏,清洗完毕后剔除暗色肉,取白色肉部分切成规格为3 cm×4 cm×0.4 cm的鳙鱼鱼片,浸泡在品质改良液中,料液比1：2,于4 ℃冰箱中静置6 h。待浸泡完毕后,捞出鳙鱼鱼片沥干后真空包装每袋约200 g,分别贮藏于-18、-25、-33 ℃冰箱中。对照组为将鳙鱼鱼片浸泡在纯净水中,4 ℃冰箱中静置6 h,真空包装后贮藏于-18 ℃冰箱。第0月时,取浸泡完成后未冻结的样品测定,随后每隔1个月取样测定。
1.3.2 品质改良液制备
向4 ℃的纯净水中添加1%食盐,2%复合磷酸盐(焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等量混合),2%白醋,0.3%白酒,2%海藻糖,0.02%茶多酚,0.03%复合香料,0.02% D-异抗坏血酸钠(均为质量分数)。改良液现配现用。
1.3.3 鱼片的盐溶性蛋白含量测定
参照VISESSANGUAN等[6]的方法并稍作修改。将鳙鱼鱼片绞碎,精确称取5.0 g肉样,加入10倍体积的磷酸缓冲液(4 ℃,pH值7.5,15.6 mmol/L Na2HPO4和3.5 mmol/L KH2PO4),冰浴下均质2 min后置于4 ℃冰箱中抽提4 h。抽提液以4 ℃,10 000 r/min离心15 min,收集上清液,将沉淀按上述步骤重复2次,合并上清液,记录其总体积,得到水溶性蛋白抽提液。
待水溶性蛋白抽提完毕后,在鱼肉沉淀中加入10倍体积的含0.45 mol KCl的磷酸缓冲溶液,冰浴下均质2 min,4 ℃冰箱中抽提12 h,抽提液于4 ℃下10 000 r/min转速离心30 min,收集上清液,将沉淀按上述步骤操作重复2次,合并各步所得上清液,记录其总体积,得到盐溶性蛋白抽提液。蛋白含量通过考马斯亮蓝法测定。
1.3.4 鱼片的TBARS值测定
参照GB 5009.181—2016 《食品安全国家标准 食品中丙二醛的测定》。
1.3.5 鱼片的pH值测定
参照GB 5009.237—2016 《食品安全国家标准 食品pH值的测定》。
1.3.6 鱼片的TVB-N值测定
参照GB 5009.228—2016 《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》。
1.3.7 鱼片的K值测定
参考方林等[7]的方法并稍做修改。分别称取2.0 g鱼肉,充分均质后放入离心管,加入20 mL 10%(质量分数)高氯酸溶液,振荡60 s后,4 ℃ 10 000 r/min离心15 min,移出上清液,向沉淀中加入10 mL 5%高氯酸,振荡60 s后,在4 ℃ 10 000 r/min离心15 min。重复一次上述操作,合并上清液。用10 mol/L NaOH溶液调上清液pH值接近6.0,再用1 mol/L NaOH溶液调pH值至6.0～6.4。用预冷的纯水定容提取液至50 mL。4 ℃ 10 000 r/min离心15 min,0.22 μm水系滤膜过滤,4 ℃冰箱冷藏待测。
液相色谱条件:C18柱(250 mm×4.6 mm, 5 μm),流速1.0 mL/min,柱温35 ℃,检测波长254 nm,进样量20 μL。
1.3.8 鱼片的游离氨基酸含量测定
精确称取4.0 g打碎后的鱼肉,加入30 mL 15%的三氯乙酸溶液,充分均质后静置沉淀2 h,随后4 ℃ 10 000 r/min离心15 min,取10 mL上清液,用NaOH溶液调节pH值至2.0左右,定容至20 mL,稀释2倍,用0.22 μm微孔过滤后装入样品瓶中,上机测定。
1.3.9 鱼片的挥发性风味物质测定
参考顾赛麒等[8]的方法并稍做修改。采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用法(solid phase microextraction gas chromatography mass spectrometry, SPME-GC-MS)测鱼片的挥发性风味物质。
固相微萃取条件:精确称取4.0 g打碎后的鱼肉于20 mL顶空瓶中,将顶空瓶置于60 ℃恒温水浴锅中。迅速将75 μm PDMS SPME萃取头插入样品瓶顶空部位,恒温萃取60 min后拔出萃取头,用气质联用仪进行分析鉴定。
GC条件:DB-5 MS弹性毛细管柱(60 m×0.32 mm×1 μm)。起始温度40 ℃,以3 ℃/min升至100 ℃,以2 ℃/min升至150 ℃,以8 ℃/min升至240 ℃,保留5 min。
MS条件:EI模式,离子源温度250 ℃,传输线温度250 ℃,全质量扫描范围35～500 amu,间隔时间0.2 s。
定性方法:将挥发物质谱图与标准谱库(NIST 2014和 Wiley9)中的谱图自动进行匹配,当且仅当正反匹配度均大于800时报道该挥发物鉴定结果。
1.4 数据处理
采用SPSS 25.0和Origin 2021进行数据分析与作图,试验结果采用单因素方差分析中的LSD法进行差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 冻藏过程中鱼片盐溶性蛋白含量的变化
鳙鱼肌肉中的盐溶性蛋白主要是肌原纤维蛋白,对鳙鱼片的感官品质和工艺特性有着重要的影响,蛋白盐溶性的降低标志了肌肉品质的降低[9]。由图1可以看出,第0月时,4组鳙鱼片的盐溶性蛋白含量基本相同,表明改良液和纯净水浸泡处理对盐溶性蛋白的影响没有差异。冻藏期间3组改良组鱼片的盐溶性蛋白含量下降程度均小于对照组,表明改良处理可以起到保护蛋白、减少冷冻变性的作用,原因可能是在冻藏期间,改良液配方中的海藻糖可以结合蛋白质分子中的氢键,减少蛋白质的聚集变性,并结合蛋白质周围的水分子,影响冰晶的生成[10];多聚磷酸盐在浸泡后可以使鳙鱼片的pH值升高,增大离子强度,增强肌动球蛋白的亲水性,扩大肌原纤维蛋白空间结构,增加结合水的含量[11-12]。随着冻藏时间的延长,4组鳙鱼片盐溶性蛋白含量均呈不断下降趋势,冻藏前后存在显著性差异,其中对照组下降幅度最大,从116.29 mg/g降至61.97 mg/g,-33 ℃冻藏改良组下降幅度最小,降至76.78 mg/g。盐溶性蛋白含量逐渐下降的原因可能是二硫键和盐键等的形成导致肌原纤维蛋白分子间产生聚集变性,也可能是冰晶的产生使盐溶性蛋白的疏水结构破坏、亲水基团暴露导致盐溶性蛋白的溶解性改变[13]。冻藏温度带来的差异可能是由于冻结温度越低,鳙鱼片内部产生的冰晶越细微、均匀,越接近原有的液态水在组织中的分布情况,从而减少对蛋白的结构破坏,降低盐溶性蛋白溶出量,这与韩洋[14]对不同冻藏温度(-15、-18、-20、-25和-30 ℃)对狭鳕鱼盐溶性蛋白含量的影响研究一致。
图1 冻藏过程中鱼片鱼片盐溶性蛋白含量的变化
Fig.1 Changes of salt-soluble protein content of fish fillets during frozen storage
注:标注不同字母a,b,c代表具有显著性差异,0.01<P<0.05;CK代表对照组,GL代表改良组(下同)。
2.2 冻藏过程中鱼片TBARS值的变化
TBARS值能反映鱼肉中脂肪氧化腐败程度,是判断脂肪氧化的重要指标,冻藏期间脂肪氧化也会发生[15]。脂肪氧合酶可以催化不饱和脂肪酸,氧化产生氢过氧化物,并进一步氧化、分解产生醇类、醛类和酮类等小分子挥发性风味物质,并对蛋白质的氧化有一定的促进作用。由图2可以看出,第0月时,4组鳙鱼片的盐溶性蛋白含量基本相同,表明改良液和纯净水浸泡处理对脂肪氧化的影响没有差异。冻藏期间,改良后3组鳙鱼片的TBARS值始终小于对照组,这可能是由于改良液配方中的茶多酚可以抑制脂肪氧合酶的活性并促进抗氧化酶的活性;D-异抗坏血酸钠可以有效清除氧自由基并抑制脂肪氧合酶的活性[16],从而减少脂肪的氧化分解。鳙鱼片的TBARS值与盐溶性蛋白含量的变化趋势相反,随着冻藏时间的延长,4组鳙鱼片的TBARS值均呈持续增长的趋势。对照组增长幅度最大,从0.19 mg/kg升至0.96 mg/kg,-33 ℃冻藏改良组增长幅度最小,升至0.67 mg/kg。冻藏5个月时,与对照组相比,-18、-25和-33 ℃冻藏改良组样品的TBARS值分别下降了11.46%、19.79%和30.21%。更低的冻藏温度,对酶活性的抑制作用越强,TBARS值的增长速度越慢,氧化程度越小,这一趋势与夏杏洲等[17]对军曹鱼片不同温度(4、0和-18 ℃)冻藏时脂肪氧化变化的研究结果类似。
图2 冻藏过程中鱼片TBARS值的变化
Fig.2 Changes of TBARS value of fish fillets during frozen storage
2.3 冻藏过程中鱼片pH值的变化
pH是评价鱼肉鲜度的主要指标之一。由图3可以看出,3组改良组的pH值在冻藏期间始终高于对照组,这可能是由于品质改良液中复合磷酸盐的存在导致改良液呈碱性,鳙鱼片在浸泡过程中吸附了部分改良液,从而使鳙鱼片的pH值上升。随着冻藏时间的延长,4组冻藏鳙鱼片的pH值均呈先下降后上升的趋势,在冻藏初期,pH值下降主要是因为鱼死后体内的糖原分解产生乳酸以及ATP分解产生游离的磷酸基、核苷酸等酸性物质[18],而随后pH 值上升则主要是由于鱼肉中腐败细菌和蛋白酶分解蛋白质,产生氨、三甲胺、吲哚、组胺等碱性物质,使鳙鱼片pH值持续上升,鱼片品质逐渐下降[19]。-18 ℃冻藏改良组与-18 ℃冻藏对照组的pH值的变化趋势基本一致,但改良组pH值的变化范围为7.01～7.68,对照组pH值的变化范围为6.43～7.16,这表明改良处理可以抑制冻藏过程中腐败细菌的生长繁殖和蛋白酶的活性,从而减小鳙鱼片的pH值变化。3组改良组中,-18 ℃组pH值的变化幅度最大,-33 ℃组的变化幅度最小,pH值的变化幅度随冻藏温度的降低而减小,这一趋势与刘欣荣[20]对不同贮藏温度(4、-3和-25 ℃)对红鳍东方鲀品质的影响研究结果类似,冻藏温度越低,对于分解作用、细菌生长繁殖和蛋白酶活性的抑制越明显。
图3 冻藏过程中鱼片pH值的变化
Fig.3 Changes of pH value of fish fillets during frozen storage
2.4 冻藏过程中鱼片TVB-N值的变化
TVB-N值是表征水产品鲜度的一个指标,由于内源性酶和微生物作用,蛋白质被分解成氨及胺类等挥发性碱性含氮物质,其含量越高,表示水产品的腐败程度越高[21]。由图4可知,4组鳙鱼片TVB-N值的变化趋势与TBARS值的变化趋势基本一致,在同一冻藏温度下,改良后的鳙鱼片TVB-N值上升程度小于对照组,冻藏5个月时,TVB-N值从大到小依次为:23.08、19.63、18.69、17.63 mg/100 g,根据GB 2733—2015《食品安全国家标准 鲜、冻动物性水产品》的规定,冷冻鱼片的TVB-N值不得高于20 mg/100 g,对照组在冻藏4月时就已经超过了限定值,其余3组在5个月的冻藏期间均未超出限定值。可能的原因是改良液配方中的白醋成分中含有的有机酸可以起到抑制细菌生长的作用;茶多酚可以抑制细菌细胞膜的形成、破坏细胞膜结构,从而保持冻藏鱼片的品质。冻藏温度越低,冻藏过程中细菌等微生物的生长速度越慢,从而使鳙鱼片的腐败变质速度越慢,这一结论和于丽霞[22]研究冻藏条件对罗氏沼虾品质的影响所得到的结果相似。
图4 冻藏过程中鱼片TVB-N值的变化
Fig.4 Changes of TVB-N value of fish fillets during frozen storage
2.5 冻藏过程中鱼片K值的变化
K值是以三磷酸腺苷(ATP)的分解产物作为指标的一种新鲜度判断方式,被广泛地运用在鱼类新鲜度的判别中[23]。ATP酶使肌肉中的ATP依次分解:ATP→ADP→AMP→IMP→HxR→Hx→黄嘌呤→尿酸,K值为HxR与Hx含量之和与ATP相关联化合物含量总和的比值,K值小于20%时表示鱼片非常新鲜,大于20%小于40%时为二级鲜度,大于60%则表示鱼片开始腐败。由图5可知,K值的变化趋势类似于TBARS值与TVB-N值,改良后鱼片的K值上升速度低于对照组,同TBARS、TVB-N的研究结果一致,品质改良处理可以降低肌肉中ATP酶的活性。随着冻藏时间的延长,4组鳙鱼片K值均呈不断增加趋势。4组鳙鱼片冻藏5个月时,K值分别为55.36%、40.61%、36.86%、26.35%,此时-25 ℃和-33 ℃冻藏改良组处于二级鲜度范围;对照组在冻藏初期K值增长速度较快,冻藏2月后K值增长速度放缓,冻藏5月时接近腐败值。在较高的冻藏温度时,肌肉自融与酶促反应增大了ATP的降解速度,K值增加速度较快,这一趋势与王红丽[24]对罗非鱼片在冻藏期间(-20、-40、-80 ℃)的品质变化规律的研究结果类似。
图5 冻藏过程中鱼片K值的变化
Fig.5 Changes in K value of fish fillets during frozen storage
2.6 冻藏过程中鱼片游离氨基酸含量的变化
游离氨基酸主要鱼肉蛋白降解产生的,作为鳙鱼片中一类重要的滋味物质,对鱼片感官评价具有重要的影响。各种游离氨基酸呈现出不同的滋味特性,如谷氨酸等呈鲜味特性,苏氨酸等呈甜味特性,半胱氨酸等呈苦味特性;赖氨酸等呈甜/苦味特性。当游离氨基酸的滋味活性值(taste active value, TAV)>1时,便可独立于其他滋味存在[25]。此外,作为风味前体物质,氨基酸可与脂类、糖类等物质相互作用生成香味物质,促进食品整体风味的形成。
由表1可知,共检测出17种游离氨基酸,其中呈甜、鲜味特性的有7种,含量最高为甘氨酸;呈苦味特性的有7种;呈甜/苦味特性的有3种;以及7种必需氨基酸。经品质改良液与纯净水浸泡处理后,鳙鱼片的游离氨基酸含量基本一致。在冻藏过程中,内源性蛋白酶仍具有一定活性,可以持续地降解鱼肉蛋白,从而使4组鳙鱼片的游离氨基酸总量与苦味游离氨基酸总量随着冻藏时间的延长而持续上升,其中呈苦味的组氨酸TAV值最大,均超过了5,是鱼片的主要呈味氨基酸。腐败微生物的作用降解蛋白产生多种中间代谢产物包括组氨酸,冻藏温度越低,微生物的作用越弱,组氨酸含量的增长速度越慢。甜、鲜味游离氨基酸总量随着冻藏时间的延长而有所减少,可能是因为冻藏过程中鱼肉细胞的结构被破坏,解冻过程中,部分水溶性氨基酸随汁液一同流失[26]。冻藏时间越短、温度越低,越有利于保持细胞的完整结构,减少汁液流失。同一温度(-18 ℃)冻藏期间,相较于对照组,改良组的游离氨基酸总量与苦味氨基酸总量上升速度减慢,甜、鲜味氨基酸总量下降速度减缓,表明改良工艺可以抑制内源性蛋白酶和微生物对鱼肉蛋白的分解作用,减少苦味游离氨基酸的产生,并通过增加结合水含量、抑制冰晶生成来减少游离氨基酸的流失,保持甜、鲜味游离氨基酸的含量。
表1 鱼片冻藏过程中游离氨基酸含量的变化 (单位:mg/100 g)
Table 1 Changes of free amino acid contents of fish fillets during freezing storage
氨基酸种类(阈值)呈味特征未改良改良后CK-18 ℃GL-18 ℃GL-25 ℃GL-33 ℃0个月0个月1个月3个月5个月1个月3个月5个月1个月3个月5个月1个月3个月5个月谷氨酸 Glu★(30)鲜(+)6.09±0.496.05±0.435.41±0.324.89±0.344.42±0.095.43±0.114.78±0.244.38±0.135.61±0.175.03±0.154.76±0.295.75±0.235.13±0.414.82±0.340.200.20 0.180.160.150.18 0.16 0.15 0.19 0.17 0.16 0.19 0.17 0.16 天冬氨酸 Asp★(3)鲜(+)0.62±0.020.63±0.050.56±0.020.42±0.020.38±0.030.56±0.040.46±0.010.46±0.010.57±0.040.51±0.040.5±0.040.58±0.020.53±0.040.52±0.020.210.210.190.140.130.19 0.15 0.15 0.19 0.17 0.17 0.19 0.18 0.17 甘氨酸 Gly★(130)鲜(+)90.16±3.6190.10±5.4187.98±2.6474.98±1.5072.96±2.9288.03±7.0473.23±2.2072.34±2.8988.23±2.6579.98±4.0077.06±3.0888.29±5.3083.46±5.8479.53±3.180.690.690.680.580.560.68 0.56 0.56 0.68 0.62 0.59 0.68 0.64 0.61 丙氨酸 Ala★(60)鲜(+)21.41±0.4321.48±0.4320.65±0.6219.32±0.5818.76±0.3820.79±0.8319.23±1.5418.87±0.5721.23±0.6420.46±1.6419.38±0.3921.46±1.5020.56±1.0319.69±0.980.360.360.340.320.310.35 0.32 0.31 0.35 0.34 0.32 0.36 0.34 0.33 苏氨酸 Thr▲(260)甜(+)18.68±1.3118.62±0.9316.46±0.3313.12±1.0512.83±0.3816.57±1.3313.56±0.4113.15±0.6617.03±0.3415.12±0.9113.92±0.2817.65±0.8815.65±1.1014.87±0.300.070.070.060.050.050.06 0.05 0.05 0.07 0.06 0.05 0.07 0.06 0.06 丝氨酸 Ser★(150)甜(+)9.42±0.289.39±0.388.64±0.698.65±0.358.16±0.658.71±0.358.41±0.258.1±0.579.12±0.469.03±0.368.81±0.449.23±0.189.21±0.749.03±0.270.060.060.060.060.050.06 0.06 0.05 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 脯氨酸 Pro★(300)甜(+)12.61±0.6312.60±0.2511.26±0.9012.77±0.3813.08±0.5211.31±0.7912.46±0.6212.85±0.911.65±0.2312.23±0.2412.55±0.3811.79±0.7112.32±0.3712.54±0.500.040.04 0.040.040.040.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 半胱氨酸Cys(N.A.)苦(-)6.26±0.136.25±0.316.33±0.325.33±0.325.19±0.316.29±0.135.46±0.225.22±0.376.56±0.465.52±0.285.36±0.116.61±0.335.61±0.115.47±0.27N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.组氨酸His(20)苦(-)102.65±8.21102.83±8.21107.65±7.54136.32±9.54149.33±10.45108.23±6.49133.13±10.65146.42±8.79105.99±5.30117.65±7.06132.66±2.65104.15±8.33115.06±4.60128.42±6.425.135.145.386.827.475.41 6.66 7.32 5.30 5.88 6.63 5.21 5.75 6.42 蛋氨酸Met▲(30)苦(-)3.72±0.303.71±0.223.59±0.072.74±0.222.36±0.053.61±0.112.76±0.172.47±0.123.71±0.263.19±0.132.68±0.053.84±0.083.46±0.173.03±0.240.120.120.120.090.080.12 0.09 0.08 0.12 0.11 0.09 0.13 0.12 0.10 异亮氨酸Ile▲(90)苦(-)5.01±0.205.05±0.405.11±0.414.77±0.334.38±0.185.12±0.104.82±0.194.45±0.185.30±0.325.09±0.414.66±0.285.41±0.435.11±0.364.76±0.190.060.060.060.050.050.06 0.05 0.05 0.06 0.06 0.05 0.06 0.06 0.05 亮氨酸Leu▲(190)苦(-)8.23±0.498.30±0.587.98±0.566.55±0.206.32±0.328.01±0.167.06±0.496.58±0.268.12±0.417.52±0.306.93±0.558.22±0.167.87±0.477.34±0.510.040.040.040.030.030.04 0.04 0.03 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 络氨酸Tyr(N.A.)苦(-)4.40±0.354.38±0.314.46±0.274.77±0.194.12±0.214.45±0.274.65±0.234.29±0.174.65±0.094.79±0.244.41±0.224.74±0.094.81±0.144.48±0.36N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.N.A.苯丙氨酸Phe▲(90)苦(-)4.69±0.094.71±0.334.97±0.354.46±0.134.73±0.198.30±0.664.97±0.154.66±0.095.21±0.164.89±0.155.18±0.215.29±0.374.99±0.205.36±0.270.050.050.050.060.050.06 0.05 0.06 0.06 0.05 0.06 0.06 0.06 0.06 赖氨酸Lys▲(50)甜/苦18.83±0.7518.86±0.9418.97±1.5216.03±0.4815.39±0.9219.01±0.3815.99±1.2815.31±0.7719.33±0.3917.65±1.4115.89±0.6419.65±0.9818.46±1.2916.56±0.660.380.38 0.380.380.320.38 0.32 0.31 0.39 0.35 0.32 0.39 0.37 0.33 缬氨酸Val▲(40)甜/苦4.05±0.164.01±0.163.98±0.083.50±0.183.61±0.294.03±0.163.46±0.143.57±0.114.11±0.213.65±0.113.67±0.294.23±0.173.84±0.123.72±0.220.100.100.100.090.090.10 0.09 0.09 0.10 0.09 0.09 0.11 0.10 0.09 精氨酸Arg(50)甜/苦8.95±0.279.01±0.368.77±0.538.32±0.426.45±0.528.76±0.618.23±0.336.78±0.478.81±0.188.56±0.177.07±0.288.79±0.358.65±0.617.21±0.580.180.18 0.180.170.130.18 0.16 0.14 0.18 0.17 0.14 0.18 0.17 0.14 鲜/甜味氨基酸总量158.98±6.36158.87±9.54150.97±6.04134.14±9.39130.52±2.61151.4±10.60132.13±2.64131.12±9.18153.44±12.28142.36±9.97136.96±2.74154.76±4.64146.86±5.87140.99±5.641.631.631.551.351.291.56 1.34 1.31 1.58 1.46 1.39 1.59 1.49 1.43 苦味氨基酸总量134.96±2.70135.23±5.40140.09±9.81164.94±9.90176.43±14.11140.68±11.25162.54±11.38174.39±8.72139.54±11.16148.65±8.92161.88±3.24138.26±2.77146.91±5.88158.86±6.355.405.415.667.047.685.69 6.89 7.54 5.58 6.14 6.87 5.50 6.03 6.67 游离氨基酸总量325.77±22.8325.98±13.03322.78±6.46326.94±26.16332.47±9.97323.89±6.48322.36±9.67330.20±23.11325.23±19.51320.87±22.46325.46±6.51325.68±6.51324.72±16.24327.39±22.927.707.717.879.039.517.918.89.397.838.218.817.778.168.66
注:N.A.代表数据“无法获得”;灰色底纹数据代表各挥发物的TAV;★为呈味氨基酸,▲为必需氨基酸;“+”表示味道愉悦,“-”表示味道较差。
聚类热图(图6)分析结果显示,游离氨基酸总量、苦味氨基酸总量、组氨酸和脯氨酸可以聚为一类,其余的15种氨基酸和甜、鲜味氨基酸总量可以聚为一类;冻藏时间为0个月和1个月聚为一类;冻藏时间为3个月和5个月可以聚为一类;相同贮藏时间的对照组与-18 ℃改良组均可聚为一类。组氨酸作为主要的呈味氨基酸,其变化趋势同苦味氨基酸总量基本一致,代表了游离氨基酸总量随冻藏时间的延长而逐渐增大。
图6 不同冻藏条件鳙鱼片中游离氨基酸聚类热图
Fig.6 Clustering heat map of free amino acids in bighead carp fillets with different frozen storage conditions
2.7 冻藏过程中鱼片挥发性风味物质含量的变化
由表2可知,从不同冻藏期的鳙鱼片中共检出了八大类,共46种挥发性风味物质,气味活力值(odor activity value, OAV)大于1的挥发物共有戊醛等12种。醛类气味阈值较低,对鱼片整体气味贡献最为突出,在12种气味活性物质中占据了一半,己醛、庚醛、辛醛、壬醛等是淡水鱼典型的腥味物质[27],其主要来源于亚油酸和亚麻酸脂质氢过氧化物的氧化降解。经品质改良液浸泡处理后,与对照组相比,鳙鱼片中戊醛和己醛含量显著降低,在-18、-25和-33 ℃冻藏期间3组改良组中均未检出,其余醛类物质含量均有显著下降,表明气味改善效果显著。除醛类外,鳙鱼片中还检出11种烷烃类物质,但其阈值总体较高,对鳙鱼片整体气味影响较小。酮类物质多由不饱和脂肪酸氧化降解、氨基酸分解和微生物氧化产生。在对照组中检出了2,3-戊二酮,这是一种呈微甜乳香味的物质,主要由酮酸脱羧基或饱和脂肪酸氧化产生,但其具有对腥味物质的增强作用[28],经改良处理后不再检出。
表2 鱼片冻藏过程中挥发性风味物质含量的变化 (单位:ng/g)
Table 2 Changes of volatile flavor substance contents of fish fillets during freezing storage
化合物名称(RT/OT)未改良改良后CK-18 ℃GL-18 ℃GL-25 ℃GL-33 ℃0个月0个月1个月3个月5个月1个月3个月5个月1个月3个月5个月1个月3个月5个月戊醛▲(10.12/5)5.77±1.561.39±0.196.74±0.059.70±0.7516.38±1.15N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.1.150.281.351.943.28N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.己醛▲(17.48/5)10.18±0.662.57±0.0938.11±0.5754.69±4.3793.65±7.49N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.2.040.511.6210.9418.73N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.庚醛▲(21.98/3)1.52±0.120.90±0.094.17±0.086.78±0.3418.47±1.482.10±0.123.10±0.094.25±0.090.77±0.021.21±0.101.61±0.060.71±0.020.29±0.010.34±0.030.540.32 1.492.426.600.75 1.11 1.52 0.28 0.43 0.58 0.25 0.10 0.12 辛醛▲(29.39/1)1.90±0.110.81±0.081.30±0.072.30±0.148.64±0.170.51±0.020.63±0.010.53±0.040.39±0.020.58±0.050.35±0.020.34±0.010.37±0.010.27±0.012.381.00 1.632.8810.800.64 0.79 0.66 0.49 0.73 0.44 0.43 0.46 0.34 壬醛▲(36.44/3)4.06±0.615.72±0.582.70±0.085.39±0.2218.15±1.452.60±0.123.31±0.236.23±0.251.53±0.050.89±0.021.89±0.091.48±0.121.14±0.061.35±0.071.452.04 0.961.936.480.93 1.18 2.23 0.55 0.32 0.68 0.53 0.41 0.48 癸醛▲(43.64/3)1.89±0.162.37±0.140.51±0.011.87±0.074.36±0.090.59±0.010.34±0.010.26±0.011.10±0.030.38±0.020.25±0.010.86±0.060.69±0.020.18±0.010.630.79 0.170.621.450.20 0.11 0.09 0.37 0.13 0.08 0.29 0.23 0.06 乙醇(5.18/451)N.D.378.97±33.29N.D.N.D.N.D.339.10±6.7869.36±3.4759.18±4.73356.58±10.799.74±3.9976.30±2.28345.60±10.37116.70±4.6478.56±2.36N.D.0.84 N.D.N.D.N.D.0.75 0.15 0.13 0.79 0.22 0.17 0.77 0.26 0.17 2,3-戊二酮▲(11.67/2)9.47±0.57N.D.0.50±0.032.80±0.105.30±0.37N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.4.70N.D.0.251.402.65N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.N.D.乙酸乙酯▲(6.32/5)N.D.97.66±6.25N.D.N.D.N.D.74.21±2.9763.21±3.1646.38±2.7876.17±3.0568.84±2.7558.72±2.9477.30±6.1672.61±2.1864.53±3.23N.D.19.53 N.D.N.D.N.D.14.84 12.64 9.28 15.23 13.77 11.74 15.46 14.52 12.91 丁酸乙酯▲(16.94/1)N.D.0.51±0.07N.D.N.D.N.D.9.81±0.690.24±0.01N.D.9.70±0.390.34±0.02N.D.1.36±0.310.20±0.01N.D.N.D.0.56 N.D.N.D.N.D.10.90 0.27 N.D.10.78 0.38 N.D.1.51 0.22 N.D.己酸乙酯▲(28.77/5)N.D.29.81±2.47N.D.N.D.N.D.12.39±0.5011.44±0.577.23±0.5115.31±0.4611.84±0.7111.23±0.2222.11±1.5519.67±0.3917.53±1.05N.D.5.96 N.D.N.D.N.D.2.48 2.29 1.45 3.06 2.37 2.25 4.42 3.93 3.51 乙酸▲(5.75/22)N.D.27.16±1.82N.D.N.D.N.D.3.58±0.182.30±0.060.89±0.074.54±0.232.64±0.211.32±0.075.37±0.213.63±0.291.57±0.13N.D.1.23 N.D.N.D.N.D.0.16 0.10 0.04 0.21 0.12 0.06 0.24 0.17 0.07 1,1-二乙氧基乙烷▲(15.23/5)N.D.16.32±0.63N.D.N.D.N.D.14.22±1.149.16±0.648.30±0.6415.2±1.2212.68±1.011.69±0.3215.26±0.4613.20±0.5311.85±0.24N.D.3.33 N.D.N.D.N.D.2.90 1.87 1.69 3.10 2.59 0.34 3.11 2.69 2.42 7种醛类小计25.32±0.8016.72±0.8353.53±0.7480.73±2.91159.65±7.988.30±0.668.70±0.1711.63±0.706.49±0.324.76±0.195.35±0.116.63±0.135.19±0.104.01±0.248.195.06 7.2220.7347.342.62 3.24 4.51 1.80 1.68 1.82 1.63 1.31 1.07 7种酮类小计23.12±2.192.72±0.1114.03±0.2820.84±0.4233.68±2.022.41±0.140.64±0.050.25±0.011.75±0.110.84±0.050.21±0.022.08±0.080.93±0.020.19±0.014.720.08 0.481.552.960.08 0.02 0.02 0.05 0.02 0.02 0.08 0.02 0.01 7种醇类小计8.94±0.35381.49±17.994.36±0.3110.36±0.6212.06±0.60342.32±23.9674.23±2.2361.83±4.33360.04±14.40102.86±3.0978.78±5.51349.16±10.47119.67±2.3980.44±5.630.001.27 0.040.400.811.32 0.72 0.82 1.19 0.76 0.82 1.45 0.76 0.74 4种酯类小计N.D.127.97±5.36N.D.N.D.N.D.97.63±5.8676.38±3.0654.14±1.62102.88±4.1282.76±4.9770.71±5.66101.89±5.0994.01±1.8882.91±6.63N.D.26.05 N.D.N.D.N.D.28.22 15.20 10.73 29.07 16.52 13.99 21.39 18.67 16.42 2种酸类小计N.D.27.88±1.41N.D.N.D.N.D.4.24±0.172.67±0.210.89±0.045.22±0.103.06±0.091.32±0.076.08±0.244.19±0.251.79±0.09N.D.1.47 N.D.N.D.N.D.0.38 0.22 0.04 0.44 0.26 0.06 0.48 0.36 0.14 4种芳香烃类小计N.D.N.D.4.59±0.3211.48±0.4629.26±1.170.81±0.061.51±0.062.96±0.180.59±0.021.37±0.12.51±0.130.41±0.031.10±0.071.85±0.11N.D.N.D.0.451.133.110.02 0.03 0.06 0.02 0.02 0.05 0.01 0.02 0.04 12种烷烃类小计N.D.21.10±1.2043.58±0.4796.61±5.80170.37±6.8118.48±1.2915.18±1.2118.49±0.7417.83±0.8915.45±1.245.99±0.4217.60±1.4115.66±0.4715.85±0.79N.D.3.64 1.448.2611.842.92 1.88 1.75 3.13 2.61 0.35 3.14 2.72 2.43 3种其他类小计7.05±0.651.52±0.11N.D.N.D.N.D.1.51±0.050.82±0.030.55±0.031.61±0.080.98±0.040.80±0.021.57±0.091.02±0.020.94±0.02N.D.0.10 N.D.N.D.N.D.0.05 0.02 0.02 0.05 0.04 0.03 0.05 0.04 0.04 46种挥发物总计115.52±6.62579.40±34.25122.09±3.25220.02±8.48405.02±12.15475.70±19.03180.13±14.41150.74±3.01496.41±19.86212.08±8.48165.67±3.31485.42±19.42241.77±7.25187.98±9.4012.9137.67 9.6332.0766.0635.61 21.33 17.95 35.75 21.91 17.14 28.23 23.90 20.89
注:N.D.和N.A.为分别代表数据“未检出”和“无法获得”;灰色底纹数据代表各挥发物的OAV;▲表示该挥发物是气味活性物质(OAV>1)。
-18 ℃冻藏期间,对照组鱼片挥发物总量不断增加,从108.47 ng/g增至405.02 ng/g,己醛、庚醛、辛醛、壬醛、1-辛烯-3-醇等具有腥臭味的挥发性物质含量呈不断增加的趋势。改良后的3组鳙鱼片挥发性风味物质总量呈不断下降趋势,从改良后的579.40 ng/g分别降至150.74、165.67、187.98 ng/g。与对照组相比,3组改良组的鳙鱼片中在冻藏过程中不再检出戊醛、己醛,其余的腥味挥发性物质含量明显减少,增长速度也明显变慢;并新检出了乙醇、乙酸、甲基庚烯酮、乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、1,1-二乙氧基乙烷等多种具有增香效果的挥发性物质,在冻藏期间这些物质含量逐渐减少。上述物质中,除乙酸主要来自白醋和甲基庚烯酮主要来自姜粉[29]外,其余5种均被报道来源于白酒[30],其中乙酸乙酯在冻藏5个月的鱼片中其OAV值仍在10左右,是冻藏鱼片中最主要的气味活性物质。由此可知,改良工艺能有效改善鳙鱼片在冻藏期间自身气味特征,在降低腥味的同时显著增加香味。
聚类热图(图7)分析结果显示,丁酸乙酯、乙酸、1,1-二乙氧基乙烷、己酸乙酯和乙酸乙酯可以聚为一类,其余的6种醛类挥发性物质和2,3-戊二酮可以聚为一类,这主要和它们的产生方式分别主要为鱼肉产生和改良液引入有关;冻藏5个月的对照组与其余各组差异较大,可以单独归为一类,此时的6种醛类挥发性物质含量均为最大,鳙鱼片的腥臭味最明显,腐败程度最大。
图7 不同冻藏条件鳙鱼片中气味活性物质聚类热图
Fig.7 Clustering heat map of odor active compounds in bighead carp fillets with different frozen storage conditions
3 结论
随着冻藏时间的延长,4组冻藏鳙鱼片(-18 ℃对照组、-18 ℃改良组、-25 ℃改良组和-33 ℃改良组)的盐溶性蛋白含量持续降低;TBARS值、TVB-N值和K值持续升高;pH值则呈先下降后上升的趋势,改良组pH值始终高于对照组。冻藏温度越低,盐溶性蛋白含量降幅越小;TBARS值、TVB-N值和K值增幅越小;pH值变化幅度越小。改良处理后鳙鱼片的TBARS值、TVB-N值、K值均低于对照组。改良工艺能有效地延缓冻藏期间鱼片品质劣化速率,且冻藏温度越低效果越好。冻藏期间,相较于对照组,改良组的游离氨基酸总量与苦味氨基酸总量上升速度减慢,鲜味与甜味氨基酸总量下降速度减缓,表明改良工艺可以抑制内源性蛋白酶和微生物对鱼肉蛋白的分解作用,减少苦味游离氨基酸的产生,并通过增加结合水含量、抑制冰晶生成来减少游离氨基酸的流失,保持鲜味与甜味游离氨基酸的含量,冻藏温度越低,对鱼片滋味的保持效果越好。冻藏期间,对照组中庚醛、己醛、辛醛、壬醛、1-辛烯-3-醇等具有腥臭味的挥发性物质含量不断增加。改良后的3组鳙鱼片挥发性风味物质含量持续下降,且温度越低下降幅度越小,分别从579.40 ng/g降至150.74、165.67、187.98 ng/g。与对照组相比,改良后的鳙鱼片醛类等特征性腥臭物质增长减少,同时新增甲基庚烯酮、乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、1,1-二乙氧基乙烷等具有增香效果的挥发性风味物质,这表明改良工艺能有效改善冻藏期鳙鱼片的风味,降低腥味并且显著增香。
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