生物脱腥对银鲫腥味物质及微观结构的影响

陈珍珍1,曾欢1,陶宁萍1,2*

1(上海海洋大学 食品学院,上海,201306)2(上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心,上海,201306)

摘 要 该文通过植物乳杆菌、酵母菌及其复配对银鲫进行脱腥处理,采用感官评价、电子鼻和固相萃取整体捕集与气相色谱/质谱联用技术分析不同微生物发酵对银鲫的脱腥效果及其挥发性风味成分的变化,并采用扫描电镜分析不同生物脱腥处理对银鲫微观结构的影响。结论表明,与未脱腥对照相比,己醛、(E)-2-辛烯醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛、1-辛烯-3-醇、2-乙基呋喃等腥味物质在各处理组中均未检出,辛醛、癸醛、1-戊烯-3-醇含量显著降低(P<0.05)。同时,各处理组生成了乙酸乙酯等酯类赋予鱼肉独特的脂香味,促进良好风味的形成;不同生物脱腥处理均对银鲫的微观结构有不同程度的影响。植物乳杆菌处理对银鲫肌肉纤维结构的影响相对较小,该处理能保持肌纤维束结构完整且纹理清晰。综合分析,植物乳杆菌发酵法更适合银鲫脱腥,有效地改善风味,保留营养价值,具有一定的商业前景。

关键词 银鲫;发酵脱腥;挥发性成分;微观结构

银鲫(Carassius auratus gibelio)属于鲫的近缘亚种,喜好以水草、藻类、小虾等为食,属于杂食性淡水鱼。银鲫肉质细嫩,营养价值丰富,具有高蛋白、低脂肪的特点[1],自古以来就享有“鱼之美者,洞庭之鲋”的美誉[2]。但是,银鲫喜好栖息在泥塘底层靠近水草、海藻的水域,体内酶系活跃,生命活动旺盛,致使其存在典型的鱼腥味、土霉味,不被消费者接受,从而影响其深加工和经济价值。

关于控制腥味的方法研究较多,主要分为物理法、化学法、生物法和复合法等[2]。物理脱腥效果不理想,化学脱腥可能存在安全与污染问题,生物脱腥不仅可有效达到脱腥效果、改善风味,还可提高营养价值[3]。生物发酵借助菌种在水产品基质内的新陈代谢作用,不仅可以有效抑制腥味物质生成,还能使腐败菌的生长繁殖受到抑制,从而延长货架期。生物发酵技术在我国淡水鱼制品加工中也被认为是改善产品品质,提升产品附加值的重要途径[4]。我国传统发酵鱼制品(如糟鱼、酸鱼、醉鱼等),不仅营养丰富,还具有发酵香味浓郁的特点,深受广大消费者喜爱。常用于生物脱腥的菌种有酵母菌、乳酸菌、醋酸杆菌等,但不同微生物发酵脱腥的效果及产生的风味存在差异。

本文以腥味挥发性成分为参考指标,通过单因素实验优化植物乳杆菌、酵母菌及其复配的工艺条件。再进一步采用固相萃取整体捕集与气相色谱/质谱联用技术结合电子鼻对银鲫发酵前后的风味进行比较,选取差异较大的挥发性物质,探索生物脱腥发酵的作用机理。并观察生物发酵对其微观结构的影响,为工业化生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

本研究所用原料新鲜银鲫(Carassius auratus gibelio)购自上海荣真水产养殖专业合作社(上海市浦东新区老港镇沪南公路建中路向南300 m)。银鲫捕捞上岸装于放有冰袋的泡沫箱中,2 h内运回实验室。随机抽取6条健康鲜活的银鲫(表1),急杀、去头及内脏,取银鲫鱼背部肌肉分装于自封袋中,于-80 ℃冰箱中贮藏待用。

植物乳杆菌菌种STW-4从传统萝卜泡菜中分离、纯化、鉴定获得;MRS肉汤培养基,上海盛思公司;安琪高活性干酵母,湖北安琪酵母公司;Gluta固定液(电镜专用,2.5%),北京索莱宝公司;氯化钠,上海国药公司。

表1 银鲫生物指数表
Table 1 Carassius auratus gibelio biochemical indicator

质量/g长/cm宽/cm 745±17.3235.23±0.2512.93±0.40

注:质量为银鲫湿重;结果以平均值±标准差表示

1.2 仪器与设备

7890-5977A气质联用仪,美国安捷伦公司;Mono-Trap RC C18固相萃取整体捕集剂(2.9 mm×5 mm×1 mm)、SCIENCE ODS3 C18色谱柱(4.6 mm×250 mm, 5 μm),日本GL sciences公司;Fox 4000电子鼻,法国Alpha MOS公司;Waters Symmetry C18色谱柱(4.6 mm×250 mm, 5 μm),美国Waters公司;SU5000扫描电镜,日本日立公司。

1.3 实验方法

1.3.1 植物乳杆菌发酵液的制备

将植物乳杆菌菌液以2%的添加量接种到MRS液体培养基中,活化培养24 h(37 ℃、150 r/min),OD600约为1.5~2.0,活化好的菌液离心10 min(4 ℃,8 000×g),收集菌体。将收集到的菌体悬浮于0.9%生理盐水中,离心收集沉淀,加入等体积的0.9%生理盐水作为种子发酵液。

1.3.2 样品的制备

脱腥银鲫生样:将银鲫背部肌肉切成4 cm×4 cm×1 cm的块型,放入发酵罐,无菌条件下按鱼水比1∶1(g∶mL)加入无菌水,接种菌株(表2),并于恒温恒湿培养箱中发酵3 h,温度设置为25 ℃,湿度调整为70%。

脱腥银鲫熟样:脱腥银鲫生样在沸水浴蒸制15 min。

表2 生物脱腥处理银鲫的方法
Table 2 Biological deodorization treatment of Carassius auratus gibelio

组别接种菌株植物乳杆菌处理组植物乳杆菌种子发酵液酵母菌处理组安琪酵母复配处理组植物乳杆菌种子发酵液,安琪酵母

1.3.3 腥味值评价

银鲫的生物脱腥条件的确定:不同生物脱腥处理组针对腥味的感官评价:参考付湘晋[3]和张晶晶等[5]的感官评定方法,并略作修改。感官评价小组成员预先对银鲫进行感官,讨论整理出的腥味相关描述词包括:血腥味、泥土味、青草味、鱼腥味和金属味,感官评价员采用5点强度法对筛选出的气味指标进行评判(5代表很强、4代表中等偏强、3代表中等强度、2代表中等偏弱、1代表弱、0代表几乎不能察觉到)。实验前对感官评定小组成员(5男5女,年龄22~26岁)进行培训,以便他们能够准确地描述样本的气味强度。

1.3.4 电子鼻检测

称取1.00 g样品于10 mL顶空瓶,加入1 mL 0.18 g/mL NaCl溶液,均质后置于样品托盘中检测,测定条件参考ZHANG等[6]的方法。

电子鼻采集的数据通过电子鼻AlphaSoft V12.44软件自带的主成分分析(principal component analysis,PCA)进行分析。

1.3.5 固相萃取整体捕集-气相色谱/质谱联用技术检测

参考张晶晶等[5]方法,称取5.00 g样品于顶空瓶,加入5 mL 0.18 g/mL NaCl溶液,均质后,取5个吸附子固定在顶空瓶上方,50 ℃水浴条件下萃取45 min,将吸附子装入衬管中进行GC-MS分析。

色谱条件:DB-5MS色谱柱(60 m×0.32 mm×1 μm)。程序升温:40 ℃保持1 min;5 ℃/min升至100 ℃;3 ℃/min升至180 ℃,5 ℃/min升至220 ℃;7 ℃/min升至240 ℃,保持5 min。不分流进样。

质谱条件:离子源温度230 ℃;电子能量70 eV;接口温度280 ℃。

定性方法:与NIST 2008谱库比对,仅报道正反匹配度均大于800的化合物。

采用相对气味活度值(relative odor activity value,ROAV)确定各化合物对样品总体风味的贡献[7]。规定样品中气味贡献最大的组分ROAVmax=100,其他挥发性风味成分的ROAV按公式(1)计算:

(1)

式中:CiTi分别代表各物质的相对含量(%)和阈值(μg/kg);CmaxTmax分别代表对整体气味贡献最大组分的相对含量(%);感觉阈值(μg/kg)。

1.3.6 扫描电镜

参考JIANG等[8]方法并略作修改,取不同处理组背部肌肉,切成块型为1 cm×1 cm×3 cm的块状,浸泡在电镜专用Gluta固定液中,4 ℃固定24 h,经脱水、干燥、镀金后用扫描电镜进行拍摄。

1.4 数据分析

所有实验重复3次,结果以平均值±标准差表示。采用AlphaSoft V12.44软件对电子鼻数据进行分析;使用SPSS 23.0软件进行单因素方差分析和 Duncan多重比较法分析,P<0.05表示具有统计学差异;Origin 8.0绘图。

2 结果与分析

2.1 银鲫生物脱腥条件的确定

已有研究表明,适度添加益生菌发酵能有效地改善鱼露[9-10]、鱼汤[11]等水产制品的腥味,但过度发酵会使蛋白质变性和降解,影响产品的风味及品质,故需要对发酵条件进行优化,并通过感官评价直接、简便地评价脱腥效果,确定银鲫生物脱腥的最佳条件。

由图1-a可知,植物乳杆菌接种量在2%~10%时,具有一定的脱腥效果,并产生发酵独有的香味,但与对照组相比,发酵过程中发酵酸臭味有一定的增加,其原因可能是在发酵过程中,微生物利用食物原料中的蛋白质、脂肪等大分子物质经微生物代谢后产生的次级代谢产物或代谢终产物,如具有臭味的硫化物、丁酸和丙酸等;也可能是鱼肉中的碳水化合物经过微生物的分解形成乳酸或异性发酵生产了醋酸,呈现出酸味[12]。在接种量为8%时,发酵产生的愉快风味物质使脱腥效果达到最佳,能够较好地消除或掩蔽腥味和发酵酸臭味。

由图1-b可知,当酵母菌添加量低于0.3%时,随着添加量的增加,腥味减弱。但当添加量大于0.3%时,鱼肉的腥味和发酵酸臭味反而增加,从而可以说明过度发酵会产生酸臭和酒糟等异味会降低鱼肉的感官品质,因此选取酵母菌最佳添加量为0.3%作为脱腥条件。

在此基础上,将上述两菌种的最优添加量进行复配,确定复配处理组的最佳脱腥时间。处理时间对腥味脱除效果的影响如图1所示,第3 h时脱腥效果最好。超过3 h腥味值反而增加,这可能是因为处理时间过长,鱼肉氧化变质,导致腥味加重,也可能因为鱼肉中营养成分流失,导致品质劣化。

综合考虑感官评分结果,植物乳杆菌和酵母菌的添加量分别为8%和0.3%;复配组利用植物乳杆菌和酵母混合发酵,添加量分别为8%、0.3%,处理3 h,是生物适度发酵银鲫脱腥的适宜条件。

2.2 银鲫感官风味的评价

银鲫经发酵处理均可达到脱除腥味的效果,但不同微生物发酵处理,其效果存在差异。正如图2所示,植物乳杆菌、酵母菌及复配处理都可明显脱除鱼腥味、血腥味、金属味和泥土味。以植物乳杆菌发酵处理后银鲫的血腥味最弱,复配发酵处理后银鲫金属味最弱,而对于青草味和泥土味,3种脱腥处理组并无显著差异。

a-植物乳杆菌添加量;b-酵母菌添加量
图1 脱腥效果感官评价结果
Fig.1 Sensory evaluation results of deodorization effect
注:同种气味之间不同的字母表示有统计学差异(P<0.05)

图2 银鲫不同脱腥处理组风味剖面图
Fig.2 Flavor profiles in different treated groups of Carassius auratus gibelio

2.3 电子鼻分析

使用配备有18根传感器的电子鼻对不同脱腥处理组银鲫的风味特征进行分析,它们的挥发性风味物质的雷达图如图3所示。结果表明,不同脱腥处理组的电子鼻指纹图具有一定的差异,但并不明显,这可能是因为采用的生物脱腥条件较温和,并未使银鲫气味组分类别发生大的改变。电子鼻的18根传感器按照金属氧化物涂层材料的种类[13],可以分为以下3组:T、P和LY。处理组与对照组在传感器P10/1、P30/1、P30/2、P40/1、PA/2、T30/1上均表现出较高响应值,这些传感器主要对醛类、碳氢化合物、碳氧化合物、胺类化合物敏感[14],说明醛类、碳氢化合物、碳氧化合物、胺类化合物可能是银鲫的主要气味组分。于是利用判别式法进行进一步的分析。

采用判别式因子分析(discriminant factor analysis,DFA),其累计贡献率为99.588%(DF2=1.291%,DF1=98.297%),能够代表样品的绝大部分信息,说明DFA可用于区分不同脱腥处理的气味轮廓。每个点代表1个样本,点与点之间的距离代表样本之间的特征差异程度。由图4(DF1)可知,对照组与3组处理组均相距较远,区分较好,说明经过生物脱腥处理前后的风味特征有明显差异。由图4(DF2)可知对照组与处理组之间有重合部分,说明它们之间具有相似的挥发性气体成分,需要结合GC-MS结果进一步探明。

图3 银鲫不同脱腥处理组雷达图
Fig.3 Radar chart of odor profiles of Carassius auratus gibelio in different treated groups

图4 基于电子鼻的银鲫不同脱腥处理组判别因子分析结果
Fig.4 DFA results of Carassius auratus gibelio in different treated groups based on E-nose

2.4 银鲫脱腥前后挥发性成分分析

采用固相萃取整体捕集-气相色谱/质谱联用技术分析,对照组、植物乳杆菌处理组、酵母菌处理组、复配处理组分别检测出了27、32、29、29种挥发性风味物质,总量分别为(812.37±35.38)、(223.67±53.37)、(250.55±58.1)、(172.64±30.58) ng/g(表3)。经过生物脱腥处理后挥发性风味物质数量略有上升,挥发性风味物质总量却大幅降低。通过计算每种化合物的ROAV,评估其对整体风味的贡献,确定银鲫的挥发性风味物质(0.1≤ROAV≤1)主要为醛类、醇类、酮类、芳香族化合物、烃类、呋喃类,主要腥味物质包括己醛[15]、辛醛[16-17]、壬醛[18-19]、(E)-2-辛烯醛[20]、癸醛[21]、1-戊烯-3-醇[19-21]、1-辛烯-3-醇[19-21]和2-乙基呋喃[15]。由图5可知,与对照组相比,处理组的醛类和醇类含量大幅度减少。羰基化合物是由多不饱和脂肪酸经脂氧酶氧化或自氧化而产生的[22],普遍具有腥味。另外,有研究表明鱼腥味的产生归因于脂肪氧化产生的醛和醇[23]。经过生物脱腥处理后,可能抑制了腐败微生物的生长,延缓分解鱼肉的基质产生胺、醛、醇、酮等物质这一类化合物含量大幅度减少,显示出较好的脱腥效果。

由表4可知,经过生物脱腥处理后,腥味物质总量大幅度减少,从(319.78±22.8) ng/g减少至(20.5±8.66)~(38.28±14.15) ng/g。其中,己醛、(E)-2-辛烯醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛、1-辛烯-3-醇、2-乙基呋喃在处理组中均未检出,与对照组相比,辛醛、癸醛、1-戊烯-3-醇含量显著降低(P<0.05)。这说明不同生物脱腥处理均能减弱腥味,与2.2感官结论具有较好的一致性。

同时,与对照组相比,3个发酵处理组中均新生成了乙酸乙酯和丁酸甲酯(表3),其中植物乳杆菌较其他2组相比产生了独有的乙酸甲酯,这些酯类气味阈值较低,赋予银鲫独特的酯香味、甜香味等怡人气味,丰富了银鲫整体气味轮廓,促进良好风味的形成。酯类化合物通过酸与醇之间的酯化作用形成,一般由乙酸、丙酸和丁酸与不同醇反应形成[24]。有学者在研究酱香型白酒酿造过程中发现,白酒体系中的乙酸乙酯等酯类化合物主要是鲁氏酵母经乙醇的酯化反应生成[25]。另外,与对照组相比,在处理组中还检测到了2-甲基-1-丁醇和3-甲基-1-丁醇。王蔚新[24]在发酵鱼制品中也检测到这2种物质的存在,并发现酿酒酵母能降解支链氨基酸(亮氨酸、异亮氨酸)分别生成3-甲基-1-丁醇和2-甲基-1-丁醇,是发酵肉制品中重要的风味物质。

表3 固相萃取整体捕集-气相色谱/质谱联用技术对银鲫不同脱腥处理组挥发性风味成分的鉴定
Table 3 Volatile components identified in Carassius auratus gibelio of different deodorization treatment groups by monolithic material sorptive extraction-gas chromatography-mass spectrometry

挥发性风味物质阈值/(μg·L-1)气味描述含量/(ng·g-1)OAV对照组植物乳杆菌处理组酵母菌处理组复配处理组对照组植物乳杆菌处理组酵母菌处理组复配处理组醛类戊醛9fruity11.19±1.45-- -1.24己醛5fishy, grassy131.13±9.85 -- -26.23辛醛0.7fatty, pungent, grassy5.71±0.86a3.71±1.38b3.47±0.67ab1.9±0.32c8.155.314.952.72壬醛1.1 green, fatty24.05±3.27a10.95±7.9a23.16±13.82a13.63±1.55a21.879.9521.0612.39癸醛0.1green, soapy18.29±3.82a3.96±1.04b5.8±1.31b4.95±0.9b182.9439.5758.0049.49十一醛52.81±0.35a0.62±0.25b0.69±0.12b0.44±0.03b0.560.120.140.09(E)-2-庚烯醛13fruity, fatty5.85±0.56---0.45(E)-2-辛烯醛3fatty, fishy, nutty6.47±1.04---2.16(E,E)-2,4-庚二烯醛15.4fatty, fishy4.87±0.87---0.32苯甲醛41.7bitter almond29.02±3.32a3.93±1.21b7.48±0.24b5.32±0.86b0.700.090.180.13对甲基苯甲醛8.49±0.9a--1.24±0.22b总计247.88±23.71a23.17±11.73b38.11±12.2b27.33±3.1b醇类1-戊醇150.2green, wax28.62±4.36a3.78±0.55b5.99±1.92b3.93±1.05b0.190.030.040.03正己醇5.6green, grassy210.06±13.28a17.9±3.56b25.72±5.59b20.9±5.24b37.513.204.593.73庚醇5.4fresh, nutty15.25±3.332.821-戊烯-3-醇358.1burnt, meaty45.00±3.43a2.83±0.05b5.85±1.13b3.45±0.73b0.130.010.020.011-辛烯-3-醇1mushroom-like, fishy, grassy77.95±7.25--- 77.952-甲基-2-丙醇--3.35±0.21 -2-甲基-1-丁醇15.9fusel oil-0.89±0.27--0.063-甲基-1-丁醇4 Balsamic--5.88±1.92a4.08±1.07a1.471.022-乙基己醇25 482.2green rose3.46±0.48a2.96±1.00a2.82±0.45a2.86±0.43a0.000.000.000.00总计380.33±22.06a26.15±4.46b48.49±12.76b34.07±6.78b酮类2-丁酮35 400.2ethereal, cheesy-2.25±0.73- -0.00苯乙酮65sweet, pungent, flower5.35±1.14a1.20±0.4b1.58±0.67b0.93±0.06b0.080.020.020.016-甲基-5-庚烯-2-酮68sweet, fruity6.53±1.04a2.35±0.47b5.22±2.27a -0.100.030.08香叶基丙酮10--1.39±0.28 -0.14总计11.89±2.08a4.27±2.46c5.98±3.4b0.93±0.06d酯类乙酸甲酯5.6-1.50±0.96- -0.28乙酸乙酯5fruity, orange-10.00±3.3a10.38±2.9a8.41±1.52a2.002.081.68丁酸甲酯-1.18±0.32a1.41±0.54a1.14±0.07a4-羟基丁酸乙酰酯---6.67±2.05总计0±0b12.68±3.59a11.79±3.41a13.62±4.38a烃类

续表3

挥发性风味物质阈值/(μg·L-1)气味描述含量/(ng·g-1)OAV对照组植物乳杆菌处理组酵母菌处理组复配处理组对照组植物乳杆菌处理组酵母菌处理组复配处理组正己烷500irritant4.33±0.57c15.75±4.23ab20.9±5.61a12.53±2.49b0.010.030.040.03壬烷-2.12±0.60b2.67±0.05b3.39±0.66a癸烷-5.19±1.52a6.28±0.32a4.48±1.57a十一烷1 170irritant-1.79±0.79ab3.63±2.72a1.49±0.06ab0.000.000.00十四烷irritant-1.45±0.72--1-壬烯10 000-1.91±0.55a2.38±0.26a2.08±1.3a0.000.000.00正癸烯-3.21±1.19--1,3-辛二烯5 60026.21±1.4a4.23±1.18ab6.00±1.09b3.02±0.37c0.000.000.000.00总计30.55±0.87b35.66±2.39a39.76±12.45b23.18±7.17b芳香族化合物苯3 63056.35±1.17bc91.35±19.85a84.39±23.23ab50.44±13.14c0.020.030.020.01甲苯1 550benzene-like-11.68±2.32--0.01乙苯2 205.25ethereal, floral6.11±0.83a2.51±1.01b2.75±1.21b1.94±0.64b0.000.000.000.00丙苯177.12moth-ball like-1.62±0.59--0.01丁苯-3.73±0.92a4.62±0.57a2.38±0.61b苯乙烯65rubber, paint--6.22±1.34a4.46±0.67b0.100.07对二甲苯490geranium, oily63.86±11.18a2.03±1.47b-4.96±1.89b0.130.000.01正庚基苯3.26±0.03a2.2±0.79ab2.22±0.71ab1.68±0.35b萘6mothballs5.82±0.17a7.3±2.53a7.4±2.89a6.2±1.13a0.971.221.231.03总计135.4±12.22a121.74±29.17ab106.06±31.68ab70.4±16.41b其他邻癸基羟胺--0.54±0.04b3.1±1.17a2-乙基呋喃2.3rubber, pungent6.31±0.11---2.75总计6.31±0.11a0±0c0.54±0.04c3.1±1.17b

注:同一行上标的不同字母表示有统计学差异(P<0.05);-表示未检出;空白表示无数据;阈值及气味描述主要来自文献[26-28]及网站http://www.leffingwell.com/odorthre.htm、http://www.flavornet.org/flavornet.html

表4 不同脱腥处理对银鲫体内腥味物质含量的影响
Table 4 Effects of different deodorization methods on the content of fishy off-odors in Carassius auratus gibelio

腥味物质阈值/(μg·L-1)气味描述含量/(ng·g﹣1)ROAV对照组植物乳杆菌处理组酵母菌处理组复配处理组对照组植物乳杆菌处理组酵母菌处理组复配处理组己醛5fishy, grassy131.13±9.85---26.23辛醛0.7fatty, pungent, grassy5.71±0.86a3.71±1.38b3.47±0.67ab1.9±0.32c8.155.314.952.72壬醛1.1green, fatty24.05±3.27a10.95±7.9a23.16±13.82a13.63±1.55a21.879.9521.0612.39癸醛0.1green, soapy18.29±3.82a3.96±1.04b5.8±1.31b4.95±0.9b182.9439.5758.0049.49(E)-2-辛烯醛3fatty, fishy, nutty6.47±1.04---2.16(E,E)-2,4-庚二烯醛15.4Fatty, fishy4.87±0.87---0.321-戊烯-3-醇358.1burnt, meaty45.00±3.43a2.83±0.05b5.85±1.13b3.45±0.73b0.130.010.020.011-辛烯-3-醇1mushroom-like, fishy, grassy77.95±7.25---77.952-乙基呋喃2.3rubber, pungent6.31±0.11---2.75总计319.78±22.8a20.5±8.66b38.28±14.15b22.79±2.95b

注:同一行上标的不同字母表示有统计学差异(P<0.05);-表示未检出;空白表示无数据;阈值及气味描述主要来自文献[26-28]及网站http://www.leffingwell.com/odorthre.htm、http://www.flavornet.org/flavornet.html

2.5 银鲫脱腥前后扫描电镜分析

银鲫不同脱腥处理对微观组织结构的影响如图6所示。由图6-a、图6-e可知,切面稍有凸起,肌纤维结构完整、排列相对整齐。植物乳杆菌处理的肌纤维结构完整、排列紧密、纹理清晰,说明采用植物乳杆菌处理对银鲫微观结构的影响较小。酵母菌处理组肌肉组织已发生了一定程度的断裂,变得松散杂乱,如图6-c、图6-g所示,可能是因为酵母菌发酵鱼肉,蛋白质的降解导致了肌肉组织结构变化,肌节聚合或收缩,加大了间隙[29]。复配处理组肌纤维排列混乱、且纵切面肌纤维出现断层现象。肌纤维致密的结构的破坏可能是因为菌种之间的相互作用破坏了肌内膜,而肌内膜可以保持肌肉的完整性,防止肌纤维受损[30]

图5 银鲫不同脱腥处理组挥发性风味物质含量热图
Fig.5 Heat map of volatile components of Carassius auratus gibelio in different deodorization treatment group

a-对照组银鲫背肌横切面;b-植物乳杆菌处理组银鲫背肌横切面;c-酵母菌处理组银鲫背肌横切面;d-复配处理组银鲫背肌横切面; e-对照组银鲫背肌纵切面;f-植物乳杆菌处理组银鲫背肌纵切面;g-酵母菌处理组银鲫背肌纵切面;h-复配处理组银鲫背肌纵切面
图6 银鲫不同脱腥处理组微观组织结构(400×)
Fig.6 Microstructure of different deodorization groups of Carassius auratus gibelio(400×)

3 结论

微生物发酵的脱腥作用,主要是通过微生物代谢对腥味物质实现生物转化以及产生愉快风味物质,以达到消除或掩蔽腥味效果。本研究通过单因素试验优化银鲫生物发酵脱腥工艺,得到最优脱腥条件:植物乳杆菌和酵母菌的添加量分别为8%和0.3%,处理3 h;复配组利用植物乳杆菌和酵母混合发酵,添加量分别为8%、0.3%,处理3 h。采用电子鼻结合固相萃取整体捕集-气相色谱/质谱联用技术对比对照组及3组最佳脱腥发酵处理组之间的挥发性物质的差异。结果表明与对照组相比微生物发酵后具有一定的脱腥效果,植物乳杆菌、酵母菌及其复配发酵处理后腥味物质总量由最初的(319.78±22.8) ng/g减少到(20.5±8.66)、(38.28±14.15)、(22.79±2.95) ng/g,植物乳杆菌发酵处理后血腥味最弱。同时3个发酵组均产生了具有香味的酯类物质(乙酸乙酯和丁酸甲酯),其中植物乳杆菌较其他2组对比,产生了独有的乙酸甲酯,这些酯类物质具有独特的脂香味、甜香味等怡人气味。扫描电镜结果表明,植物乳杆菌处理银鲫对肌肉纤维结构影响最小,酵母菌和复配发酵对鱼肉肌肉纤维排列和完整性具有较大的破坏性。根据脱腥效果及扫面电镜结果综合分析,植物乳杆菌发酵对银鲫鱼脱腥效果最好,可为银鲫鱼精深加工、提升附加值提供理论依据。

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Effects of biological deodorization on fishy substances and microstructure of Carassius auratus gibelio

CHEN Zhenzhen1,ZENG Huan1,TAO Ningping1,2*

1(College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)2(Shanghai Engineering Research Center of Aquatic-Product Processing & Preservation, Shanghai 201306, China)

ABSTRACT To improve the fishy flavor of Carassius auratus gibelio, Carassius auratus gibelio was deodorized by Lactobacillus plantarum, yeast, and their combination, sensory evaluation, electronic nose combined with monolithic material sorptive extraction-gas chromatography-mass spectrometry were used to analyze the deodorization effect of different microbial fermentation on Carassius auratus gibelio and the changes of volatile flavor components. The effects of different biological deodorization treatments on the microstructure of Carassius auratus gibelio were analyzed by scanning electron microscope. Results showed that compared with the control without deodorization, the fishy substances such as hexanal, (E)-2-octenal, (E, E) -2,4-heptadienal, 1-octen-3-alcohol, and 2-ethylfuran were not detected in each treatment group, and the contents of octanal, decanal, and 1-penten-3-alcohol decreased significantly (P<0.05). At the same time, esters such as ethylacetate were produced in each treatment group, which gave fish a unique fat flavor and promoted the formation of good flavor. Different biological deodorization treatments had different effects on the microstructure of Carassius auratus gibelio. The effect of Lactobacillus plantarum treatment on the muscle fiber structure of crucian carp was relatively small. This treatment could keep the muscle fiber bundle structure intact and the texture clear. Comprehensive analysis showed that the Lactobacillus plantarum fermentation method was more suitable for Carassius auratus to deodorize, effectively improved the flavor, retained nutritional value, and had a certain commercial prospect.

Key words Carassius auratus gibelio; deodorization by fermentation; volatile components; microstructure

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030340

引用格式:陈珍珍,曾欢,陶宁萍.生物脱腥对银鲫腥味物质及微观结构的影响[J].食品与发酵工业,2023,49(6):126-134.CHEN Zhenzhen,ZENG Huan,TAO Ningping.Effects of biological deodorization on fishy substances and microstructure of Carassius auratus gibelio[J].Food and Fermentation Industries,2023,49(6):126-134.

第一作者:硕士研究生(陶宁萍教授为通信作者,E-mail:nptao@shou.edu.cn)

基金项目:上海市科技兴农技术创新项目[沪农科创字(2021)第3-1号](X20210301)

收稿日期:2021-12-10,改回日期:2022-01-26