缢蛏(Sinonovacula constricta)属于软体动物门(Mollusca)、双壳纲(Bivalvia)、帘蛤目(Veneroida)中的竹蛏科,俗称蛏子[1]。在中国,缢蛏是主要海水养殖贝类之一,也是当今生态养殖环节中的重要组成部分。缢蛏肉质细腻,性甘咸,具有低脂肪、高蛋白质等优点,尤其是必需氨基酸组成相对合理,可适合各个阶段人群的需耍。新鲜活体的贝类深受人们的追捧,然而货架期短的缺陷严重限制了新鲜缢蛏的销售发展,因此提高缢蛏货架期,延长保活时间,并保持缢蛏品质,已成为当前亟需解决的问题。现阶段主流水产品保活方式分为化学方法保活、低温有水保活、无水低温保活和模拟生态环境保活4种[2]。其中低温无水保活可以有效减少运水量,提高水产品的运载量,从而能降低实际运输中成本,并且减少废水污染。

风味是决定消费者购买意愿的主要因素之一,也是评价食品品质的重要指标之一[3]。电子舌和电子鼻通过多传感器阵列感知来模拟人类味觉和嗅觉系统,是分析食品感官品质的一种新型检测手段[4-5]。GC-MS因其灵敏度高、选择性好等优点被广泛应用于挥发性和半挥发性成分的定性定量分析[6]。GC-MS、电子鼻和电子舌等多种设备结合联用,有助于克服单一设备的局限性,例如王玉等[7]以鲅鱼为研究对象,通过检测鲜鱼、腌制、干制不同阶段的风味成分变化,得出醛类、醇类、酮类和烃类为主要的挥发性物质的种类;余远江等[8]采用电子感官技术联用GC-MS与感官评价相结合,对广西南美白对虾、禾花鱼、罗非鱼、金丝鱼及马氏珍珠贝5种水产品挥发性成分进行分析,得到醇类、醛类及芳香族类化合物为主要风味物。

目前对于缢蛏的保活研究主要集中在缢蛏的营养成分、生理生化特性等方面[9-10],对缢蛏在不同保活方式下质构及风味物质的研究尚不全面。因此本实验以缢蛏为研究对象,采用不同无水保活方式处理缢蛏,探究其在无水低温保活过程中质构及风味物质变化,同时通过电子舌、电子鼻结合固相微萃取-气相色谱-质谱(solid phase micro-extraction gas chromatography-mass spectrometry,SPME-GC-MS)对缢蛏肉质产生的挥发性物质进行检测并分析。研究结果可为日后缢蛏的保活物流加工提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料试剂

新鲜缢蛏购自宁波市陆林市场,取大小相近、活力相当的缢蛏,每个实验组1 kg(约200个),用塑料框盛装,活体带回实验室。蔗糖、谷氨酸钠、磺基水杨酸(分析纯),国药集团化学试剂有限公司;混合氨基酸标准溶液,Sigma公司。

1.2 仪器与设备

LWSE-150恒温培养箱,杭州勒风科技有限公司;Allegra 64R高速冷冻离心机,美国贝克曼库尔特公司;HH-3A数显恒温水浴锅,国华常州仪器制造有限公司;FTC质构仪,北京盈盛恒泰科技有限公司;I-Nose电子鼻,上海瑞玢有限公司;L-8800全自动氨基酸分析仪,日本日立公司;5877B MSD气质联用仪,美国安捷伦公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品保活方式

空白组:放置于(20±1) ℃避光潮湿处,使用浸泡过海水的双层纱布盖于缢蛏表面,并喷海水湿润纱布以保持潮湿环境;干净组:放置于(5±1) ℃恒温箱内避光无水保活,常温海水洗净泥沙并吐沙2 h,每隔8 h用加有海水的喷壶,喷淋恒温箱内壁,保持湿度50%以上;带泥组:放置于(5±1) ℃恒温箱内避光无水保活,每隔8 h用加有海水的喷壶,喷淋恒温箱内壁,保持湿度50%以上。

1.3.2 检验活性方法

每日分别从3组中取30只样品缢蛏,放置在常温海水中静置1 h,通过观察确定其存活率,用玻璃棒刺激周身或其出水管、入水管,有张开闭合反应或水管能自由伸缩判断为活体[9],计算如公式(1)所示:

成活率

(1)

1.3.3 质构检测

参考杨华等[11]的方法,缢蛏去壳后取蛏肉,以蛏肉中心为测试点,采用P/25 N探头,起始力为0.1 N,测试速度为30 mm/min,形变量为60%,每组平行测定3次。

1.3.4 电子鼻分析

参考杨留明等[12]的方法,将新鲜蛏肉搅碎,准确称取1.0 g样品放入顶空瓶中,在25 ℃温度下平衡30 min,用电子鼻进行检测,每组平行5次。检测参数:检测时间200 s,清洗时间100 s,气体流量1 L/min,等待时间5 s。

1.3.5 电子舌分析

准确称取5.0 g缢蛏肉加入50 mL蒸馏水,均质1 min,在4 ℃下10 000 r/min离心10 min,取15 mL上清液用电子舌进行检测。检测参数:洗液为蒸馏水,采集时间为180 s,清洗时间为120 s,每个样重复检测5次,取3组相似测数值进行数据分析[13]。

1.3.6 SPME-GC-MS分析

固相微萃取条件:准确称取2.0 g缢蛏肉于25 mL顶空瓶中。将萃取头于265 ℃条件下老化30 min。将处理后的萃取头插入样品顶空瓶中,在60 ℃水浴中吸附30 min,然后插入气质联用仪,在265 ℃条件下解吸3 min。色谱和质谱相关实验条件均参照黄忠白等[14]的GC-MS分析方法。将所测样品中分离出的未知物通过资料分析并与NIST17.L数据库进行检索对比,以确定其化学成分进行定性,按照各组分峰面积归一化法计算各组分相对含量。

1.3.7 相对气味活度值(relative odor activity value,ROAV)分析

ROAV常用来表示各香气成分对整体气味的贡献值,计算如公式(2)所示:

(2)

式中:Ci,各挥发性物质的相对含量,%;Ti,相对应的感觉阈值,μg/kg;Cmax,贡献最大挥发性风味物质含量,%;Tmax,贡献最大挥发性风味物质感觉阈值,μg/kg。

1.4 数据处理

所有相关图片数据统计采用GraphPad prism 8.0制作。每个实验做3次平行,数据均以Mean±SD表示。采用SPSS 23进行单因素方差分析,电子鼻数据使用自带的Winmuster软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理条件对缢蛏存活率的影响

不同处理方式对缢蛏无水保活过程中的存活率如图1所示。结果表明,干净组和带泥组存活率相比于空白组显著提升,说明相比于空白组,处理后的缢蛏更有利于缢蛏的贮藏。在第4天后空白组缢蛏全部死亡,本实验中记录存活率为50%以上数据,故其在后续实验中贮藏最大天数为2 d。干净组与空白组在贮藏后有显著差异,可能是因为经过常温海水洗净泥沙并吐沙后的缢蛏表面的微生物部分被清洗,其

微生物作用带来的腐败效应并不明显。在第6天后干净组和带泥组存活率均低于50%,对比前5 d 3个实验组的存活率可以发现,贮藏期间温度越高,缢蛏的存活率越低。其原因可能是由于温度高导致缢蛏代谢消耗增大,消耗体内糖原,也有可能是因为缢蛏所带的细菌属于嗜中温菌[15],较高的温度导致微生物生长繁殖加快引起存活率迅速下降。

2.2 不同处理条件对缢蛏质构的影响

硬度、弹性、咀嚼性等是评价水产品质构特性的主要参考指标[16]。缢蛏在低温无水保活过程中的变化如图2所示,由于空白组在第4天后全部死亡,故其在第5天的数据未列出。随着贮藏保活时间的增加,硬度、弹性和胶黏性均呈显著下降趋势(P<0.05),其中带泥组>干净组>空白组,而内聚性受影响小,原因可能是在低温保活过程中,代谢活动受到抑制,蛋白质降解减缓,缢蛏结构完整[17],细胞间结合力稳定。结果说明,在低温无水保活过程中,与干净组相比较,泥沙包裹的缢蛏受应激反应较小,而水产品在受到应激反应时会导致肌肉组织的软化[18],泥沙包裹能有效缓解质构品质变差。

2.3 不同处理条件对缢蛏电子鼻的分析

不同处理条件下缢蛏的电子鼻响应雷达图如图3所示。缢蛏在无水保活过程中传感器响应值有一定差异,新鲜缢蛏的各响应值较高,W1W、W2S、W2W和W1S这4个传感器响应值较为突出,尤其是W1W(对硫化物敏感)和W2W(对芳香成分、有机硫化物敏感)传感器,说明新鲜的缢蛏中含硫气味化合物较多,具有典型的肉香风味[19]。在无水保活过程中,含硫气味化合物逐渐减少,肉香风味降低。其余6种传感器响应值重叠,且相应值差异不显著,说明缢蛏在无水保活过程中,氨类,烷烃类和芳香类物质含量较低且变化较小,不同保活条件对其影响不大。

对测定样品所获电子鼻响应数值进行主成分分析(principal component analysis, PCA),结果如图4所示。第一主成分贡献率远大于第二主成分贡献率,分别为82.76%和12.36%,总贡献率达95.12%,可以较好反应6组缢蛏样品的整体信息。在第一主成分上,2 d期间的缢蛏数据点与新鲜缢蛏组数据点的间距小于5 d期间的缢蛏数据点,且带泥组挥发性气体变化大于干净组,说明保活后期缢蛏新鲜度品质变化较大,电子鼻能有效地区分不同保活条件缢蛏风味物质变化。

2.4 不同处理条件对缢蛏电子舌的分析

通过电子舌系统对不同保活处理条件对缢蛏之间的滋味特征差异分析结果如图5所示。

缢蛏是以鲜甜味为主的水产贝类,故以谷氨酸钠溶液作为鲜味参照指标,结果如图5-a所示,其第一主成分贡献率为67.28%,第二主成分贡献率为22.93%,积累总贡献达90.21%;以蔗糖溶液作为甜味参照指标,结果如图5-b所示,第一、二主成分贡献率分别为为69.70%和18.24%,总贡献为87.94%,说明2图中2个主要成分均可以较好反应缢蛏样品的整体信息。基于谷氨酸钠溶液鲜味强度的线性关系,箭头方向代表鲜味强度提高,据第一主成分方向,新鲜缢蛏与其他5组样品的间距大小,可以得出鲜味强度:新鲜缢蛏>2 d缢蛏>5 d缢蛏,干净组>带泥组;基于蔗糖溶液甜味强度的线性关系,可以看出箭头的方向代表甜味强度提高,据主成分方向和新鲜缢蛏及其他5组样品关系可以得出甜味强度:5 d缢蛏>2 d缢蛏>新鲜缢蛏,且干净组甜度大于带泥组。综上所述,PCA结果说明在无水保活期间缢蛏存在滋味差异。

2.5 不同处理条件对缢蛏SPME-GC-MS的分析

由图6和表1可知,新鲜缢蛏有46种挥发性风味物质,2 d缢蛏空白组、干净组和带泥组分别有31、36、35种挥发性风味物质,5 d缢蛏干净组和带泥组有34、33种挥发性风味物质,其中包括醇类、酯类、醛类、酮类、烷烃类以及芳香类化合物。随着保活时间增加,缢蛏挥发性风味物质减少,干净组风味物质减少幅度小于带泥组和空白组。

具体地,缢蛏在保活过程中,醇类的种类和数量减少,可能是由于脂肪酸氧化降解产生[20]。6类缢蛏样品中共检测出11种不饱和醇,其中共同检出的醇类物质是1-辛烯-3-醇、异辛醇。1-辛烯-3-醇具有土腥味[21],是水产品腥味的重要来源[22],对缢蛏整体风味有一定的贡献。醛类物质是不饱和脂肪氧化的主要化合物,其阈值较其他化合物的阈值低, 具有清新香、青草香,是缢蛏特征香味的重要物质[14]。其中苯甲醛具有强烈的青草味,正己醛具有油腻味、腐臭味等不良气味[23],是缢蛏关键性风味物质。有研究报道正己醛是亚油酸的氧化产物,作为食品不良风味的评价指标之一,与脂质氧化密切相关[24]。正己醛相对含量在保活过程中不断增大,说明缢蛏在低温无水保活下品质变差。

酮类物质比烷烃类和芳香类物质对缢蛏的风味贡献大,其原因是酮类物质是脂肪氧化,氨基酸降解的产物[25]。缢蛏的6种样品中共检测出16种酮类物质,其中共同检出的酮类物质的2-壬酮、2-十一酮具有花果气味。由于部分酮类物质阈值不高,一般具有花香、果蔬香和奶油香气,对缢蛏的风味贡献较大[26]。而烷烃类物质主要来源于脂肪酸烷氧自由基的均裂[27]。有研究表明,烷烃类化合物可在一定条件下形成醛和酮,是产生腥味的潜在因素[28]。由于烷烃类物质的阈值比较高,其对缢蛏的风味贡献不大[29]。芳香类物质一般是苯环氨基酸的降解产物,由于气味阈值较高,对整体风味贡献较小。其中缢蛏的6种样品共同的芳香类物质乙苯有芳香气味,能赋予食品特殊的味道[30]。

2.6 ROAV分析

通过ROAV法计算出缢蛏挥发性物质构成中ROAV>0.1的挥发性物质[31]。其中ROAV值越大则风味的贡献度越大,一般认为ROAV>1的组分为关键风味化合物,0.1[8]对5种优势水产原料中挥发性成分分析的结果相似。

3 结论

本研究对在(5±1) ℃下无水保活过程中缢蛏的质构和风味物质进行了分析,结果表明相比于新鲜缢蛏,带泥组缢蛏对硬度、弹性、胶黏性下降幅度较小;但干净组缢蛏能维持更好的鲜味。风味上新鲜缢蛏共检测出46种挥发性风味物质,并且保活前期挥发性气味物质含量较大,后期逐渐减少;带泥组缢蛏挥发性物质减少较大;干净组缢蛏挥发性物质减少较少,干净组缢蛏风味保持较好,其中1-辛烯-3-醇、2-壬酮、2-十一酮、正己醛和苯甲醛是保活期间缢蛏共有关键性风味物质。

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Effects of low temperature and anhydrous preservation on texture and flavor of Sinonovacula constricta

LIU Yue, HU Yuanhui, XU Yuanfang, WANG Xinyi, DU Tongshen, ZHANG Huien, SHEN Cunkuan*, YANG Hua*

(College of Biological &Environmental Sciences, Zhejiang Wanli University, Ningbo 315100, China)

ABSTRACT To investigate the changes in texture and flavor compounds of Sinonovacula constricta during low temperature, the survival rate and texture changes were measured under different treatments.In addition, solid phase micro-extraction gas chromatography-mass spectrometry (SPME-GC-MS) coupled with an electronic tongue and electronic nose was used to determine the volatile odor compounds generated by razor clams during the preservation period.Results showed that the razor clams with mud had better elasticity and adhesiveness than those without mud.The flavor changes of different groups of razor clams could be distinguished using an electronic nose, and the flavor of razor clams without mud was better preserved.A total of 62 kinds of volatile compounds, including alcohols, esters, aldehydes, ketones, alkanes, and aromatic compounds, were detected using SPME-GC-MS.1-octene-3-ol, 2-nonanone, 2-undecone, hexanal, and benzaldehyde were the key flavor compounds among all groups.These findings could provide theoretical support for the processing and transportation of live razor clams in the future.

Key words Sinonovacula constricta;low temperature and anhydrous preservation;texture;volatile flavor compounds

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037493

引用格式：刘悦,胡远辉,徐远芳,等.低温无水保活对缢蛏质构及风味的影响[J].食品与发酵工业,2024,50(23):331-338.LIU Yue, HU Yuanhui, XU Yuanfang, et al.Effects of low temperature and anhydrous preservation on texture and flavor of Sinonovacula constricta[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(23):331-338.

第一作者：硕士研究生(杨华教授和沈存宽讲师为共同通信作者,E-mail:24825973@qq.com;shenck2022@zwu.edu.cn)

基金项目：浙江省一流学科“生物工程”学生创新项目(CX2021028);宁波市公益项目(2019C10050,202002N3114);全国大学生创新创业训练计划项目(202010876027);宁波市自然科学基金项目(2023J299)

收稿日期：2023-09-26,改回日期：2023-11-18