随着生活节奏加快和消费需求升级,预制菜产业迎来爆发式增长。2023年我国预制菜市场规模已达4 990亿元,展现出巨大的发展潜力。在众多预制菜品中,预制烤鱼突破了传统烤鱼必须现制现吃的局限,凭借其独特风味和便捷性深受消费者欢迎,有力地推动了烤鱼市场的进一步拓展。然而,当前预制烤鱼在复热后存在较为突出的问题,即菜品还原度较低,难以完美呈现烤鱼原有的鲜度、风味和营养品质。因此,如何开发出既能满足消费者对方便快捷的需求,又能在风味、营养和安全等方面达到较高标准的预制烤鱼产品,成为预制菜行业亟待攻克的关键问题。
2024年3月,国家相关部门联合发布《关于加强预制菜食品安全管理促进产业高质量发展的通告》明确说明预制菜是以一种或多种食用农产品及其制品为原料,使用或不使用调味料等辅料,不添加防腐剂,经工业化预加工制成,配以或不配以调味料包,符合产品标签标明的贮存、运输及销售条件,加热或熟制后方可食用的预包装菜肴。在预制菜品质控制方面,复热方式的选择尤为关键,不同复热方式对食品的质地、风味、营养成分保留甚至安全都具有显著差异。常见的复热方法包括微波、蒸煮、水煮和烤箱加热等[1]。值得注意的是,复热过程可能促进多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)等有害物质的生成,这一现象在烤鱼等高油脂食品中尤为明显。PAHs是由2个及以上苯环构成的稠环类有害物质,其致癌风险、遗传毒性及致畸效应已得到科学验证。食品中PAHs的产生途径包括自然生成、环境污染及加工工艺等因素[2]。这几年,国内外学者对于食品加工中品质及PAHs的相关研究持续增加。王源渊等[3]研究了微波、蒸汽、烘烤3种复热方式对烤鱼品质的影响,发现微波复热后烤鱼嫩度最高,且能使鱼肉本身风味有所增强,具有最高感官评分;谭碧霞等[4]研究了油炸、烤制和空气炸3种熟化方式下烤鱼品质特性的影响,发现烤制鱼肉能保持较高水分含量和L∗值,呈现出色泽光亮、肉质细嫩的特点,鱼肉品质较好;张艳等[5]研究了油炸、电烤、碳烤3种不同烹饪方式下烤鱼PAHs种类及含量的影响,发现碳烤样品的PAHs含量和种类显著高于油炸和电烤样品组。然而,现有研究大多仅聚焦于有害物质或风味特性的单一维度,对食品加工过程中两者变化的系统性研究鲜有报道。
本研究以预制烤鱼为研究对象,通过比较微波、蒸汽、烘烤3种复热方式对预制烤鱼感官、风味和PAHs形成的影响,明确不同复热方式下烤鱼的风味特征和PAHs形成规律,并进一步探讨烤鱼风味形成和安全性间的关系,致力于为预制烤鱼复热工艺选择的研究提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
鲜活草鱼、葱、蒜、盐等,市售;乙腈、丙酮、二氯甲烷,西陇科学股份有限公司;一次性无菌注射器,稳健平安科技有限公司;有机滤膜(0.22 μm),上海安谱实验科技股份有限公司;PAHs混合标准品(EPA16:萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、
、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘(benzo[a]pyrene,BaP)、二苯并[a,h]蒽、苯并[g,h,i]苝和茚并[1,2,3-c,d]芘),上海源叶生物科技有限公司;QuEChERS试剂盒,包括50 mL离心管、QuEChERS盐萃取包(AOAC法,含6 g硫酸镁和1.5 g乙酸钠)和陶瓷均质子、QuEChERS dSPE EMR-Lipid(含1 g吸附剂)、QuEChERS dSPE EMR-Lipid Polish(含1.6 g硫酸镁和氯化钠)。
1.2 仪器与设备
7890A/5975气相色谱-质谱联用仪,美国Agilent公司;FA1204 N电子分析天平,上海舍岩仪器有限公司;TGyrateBasic涡旋混匀仪,天根生化科技(北京)有限公司;HSC-24B氮吹仪,天津市恒奥科技发展有限公司;KH-500DE数控超声波清洗器,昆山禾创超声仪器有限公司;SHJ-6A恒温磁力搅拌水浴锅,常州华邦仪器制作有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 样品制备及预处理
1.3.1.1 工艺流程
(600±20) g新鲜草鱼去鳞开背→清洗→改花刀→腌制(4 ℃、4 h)→裹淀粉→油炸(200 ℃、5 min)→冷却→真空包装→冻藏3 d(-20 ℃)→复热→成品。
1.3.1.2 制备不同复热方式的样品
冻藏3 d后的预制烤鱼在室内(20 ℃)自然解冻后,分为3组,分别进行微波(800 W,10 min)、蒸汽(20 min)及烘烤(200 ℃,20 min)复热处理,以当日现制样品为对照。所有试样冷却后真空包装。
1.3.2 多环芳烃提取、净化与测定
参考吴时敏等[6]方法稍作改动。取50 mL离心管中(以下简称管“A”)称取3.50 g鱼肉,加入7 mL纯净水,盖上盖子后涡旋1 min混匀,再加入10 mL乙腈-丙酮(4∶1,体积比)混合溶液,涡旋1 min后超声水浴30 min,超声完,静置5 min,加入QuEChERS萃取盐巴和陶瓷均质子,盖上盖子后马上涡旋浸提1 min,8 000 r/min离心10 min,取上层溶液待活化。取5 mL水于QuEChERS dSPE EMR-Lipid管(含1 g吸附剂、以下简称管“B”),涡旋5 s以活化吸附剂,将管A中的上清液5 mL加入到已活化的管B中,涡旋振荡1 min后8 000 r/min离心15 min,取上清液至QuEChERS dSPE EMR-Lipid Polish(含1.6 g硫酸镁和氯化钠,以下简称管“C”),快速剧烈振荡并涡旋1 min后6 000 r/min离心15 min,取上清液放入玻璃管中,20 ℃水浴氮气吹干浓缩至近干,再次称量玻璃管的质量,2次称量所得质量差为残留物质量m。
残留物用二氯甲烷定容至1 000 μL,体积V 按照公式(1)进行计算。
式中:m,萃取物的质量,mg;d,乙腈∶丙酮(4∶1,体积比)的密度,0.78 kg/m3 定容后样品转移至棕色进样瓶,-20 ℃避光保存待测。
气相色谱-质谱条件:DB-5MS-UI毛细管柱(30 m ×0.25 μm ×0.25 m);80 ℃维持2 min,升温至180 ℃(20 ℃/min),维持5 min,再升至290 ℃(10 ℃/min),维持7 min;进样温度、传输线、离子源和四级杆的温度分别为320、300、230、150 ℃;进样量:1 μL;载气:氦气(纯度为99.999%);载气流速:1 mL/min,无分流;电离方式:EI +,70 eV;光电倍增管电压:1 506 V;扫描方式:SIM扫描。
1.3.3 挥发性风味物质测定
参考张权等[7] 方法,称取鱼肉样品3.50 g于20 mL顶空瓶中,加3.50 mL饱和NaCl溶液,经55 ℃水浴平衡30 min后,使用预处理后的固相微萃取纤维进行顶空富集(30 min),随后转移至GC进样口于250℃完成热解析(10 min)。
气相条件:DB-Wax毛细管柱(30 m ×0.25 μm ×0.25 mm);进样口温度250 ℃;载气为高纯氦气(流速1.0 mL/min);采用不分流进样模式;程序升温设置为:起始温度40 ℃维持3 min,升温至240 ℃(5 ℃/min)后维持15 min。质谱条件:EI电离源;电离电压70 eV;离子源温度230 ℃;四极杆温度150 ℃。
1.3.4 关键挥发性风味物质分析
采用刘登勇等[8]提出的相对气味活度值(relative odor activity value,ROAV)法分析关键风味物质的变化。将样品中对风味贡献最大的组分的ROAV值定义为100,其他化合物的ROAV值按公式(2)计算:
式中:C%stan,对样品风味贡献最大组分的百分含量,%;Tstan,对样品风味贡献最大组分的阈值,mg/L;C%,各挥发性化合物的百分含量,%;T,各挥发性化合物的阈值,mg/L。
1.3.5 感官评价
感官评价参照王源渊等[3]方法并稍作修改,由10名经培训的感官评价员(男女各5名)对预制烤鱼的形态、气味、色泽、口感及接受度进行多维度评价,评价标准如表1所示。
表1 烤鱼感官评价标准
Table 1 Sensory evaluation criteria for grilled fish
1.4 数据处理
所有实验均做3次平行,数据呈现采用“平均值±标准差”形式。借助SPSS 16.0实施单因素方差分析,差异显著性判定采用Duncan检验,P <0.05表示差异显著,数据可视化通过Origin 2021完成。
2 结果与分析
2.1 不同复热方式对烤鱼感官评分的影响
由图1可知,蒸汽复热组感官得分优于微波及烘烤处理组。从口感和气味来看,蒸汽复热后的烤鱼得分均高于微波复热和烘烤复热。这可能是因为蒸汽复热能有效地减少挥发性化合物的损失,并防止鱼肉中的脂肪氧化,减少异味的产生。蒸汽复热能够均匀地传递热量,避免局部过热,从而使鱼肉纤维软化,保留水分,显著改善鱼肉的嫩度和多汁性。LI等[9]研究了微波、蒸煮、明火多种烹饪方式对红烧牛肉感官品质的影响,结果发现,相较于微波和烤制,蒸煮牛肉获得了更诱人的气味和口感。从形态和色泽来看,蒸汽复热后烤鱼得分分别为15.70分和13.40分,高于烘烤复热和微波复热。这可能是在蒸汽环境中,热量通过水分在食物表面的蒸发冷凝而被传递,这种方式能够确保加热的温和性和均匀性,保持蛋白质的水分含量并避免形态不完整,而微波复热后烤鱼缩水且鱼肉表面变硬、部分具有黑色焦糊斑点,可能原因是微波热传导由内而外进行,导致鱼肉严重失水收缩甚至出现碳化斑点和局部褐变。烘烤复热是一种干热方式,长时间干热可导致烤鱼表面过度干燥,影响形态和色泽。从整体接受度来看,蒸汽复热处理的烤鱼感官评分最高(15.30分),显著优于烘烤(13.70分)和微波(13.10分),说明蒸汽复热能最大程度保持烤鱼的原始品质特性,其感官特征与未处理对照组最为接近。因此,蒸汽复热后的烤鱼感官评定最好。
图1 不同复热方式对烤鱼感官评定的影响
Fig.1 Effects of different reheating methods on sensory assessment of grilled fish
2.2 不同复热方式对烤鱼挥发性风味成分的影响
采用固相微萃取气相色谱-质谱联用法分析烤鱼复热过程中挥发性成分,结果如图2和电子版增强出版附表1(https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.043210,下同)所示,共检出81种挥发性风味物质,其中烷烃类7种、醇类16种、醛类14种、萜烯类13种、酯类4种、酮类7种、酚类4种、杂环类17种。如图2所示,相比于对照组,蒸汽、微波、烘烤复热组分别检出64、63、60种挥发性风味物质,各复热方式的风味物质组成及含量均与未处理对照组存在差异。
图2 烤鱼复热过程中风味类别及占比
Fig.2 Flavor categories and their proportions during reheating of grilled fish
a-风味类别;b-风味占比
2.2.1 醛类物质变化分析
烤鱼复热产生的醛类物质主要源于脂肪氧化与蛋白质降解,其感官阈值低,对烤鱼的整体风味影响大,是烤鱼的主要风味物质。与对照组相比,微波复热样品总醛含量最高,为17.99%,其次是烘烤、蒸汽复热样品。己醛、庚醛、辛醛、癸醛、反式-2-壬醛、柠檬醛等在对照组中未检出,己醛、辛醛、癸醛、反式-2-壬醛在3种样品中均检出,其中微波样品含量明显高于蒸汽、烘烤样品。微波快速加热(局部>200 ℃)导致油脂快速氧化,生成大量初级和次级醛类,如壬醛阈值低(1 μg/kg),赋予油脂氧化香气和焦香,是烤鱼标志性风味成分,但过量的次级氧化产物反式-2-辛烯醛,具有刺激性气味,可能引发哈喇味[10]。蒸汽样品总醛含量与对照组最接近,这可能是因为在蒸汽复热过程中,烤鱼样品中的一些醛类物质会随水蒸汽流失,且相对低温和高湿度环境也减缓了油脂的氧化速率,但仍促进部分醛类(如己醛、柠檬醛)的生成,己醛呈现青草或绿叶香,丰富了蒸汽复热样品的风味,这与感官评价的结果一致。
2.2.2 醇类物质变化分析
醇类物质主要来源于脂质氧化或羰基化合物还原生成,这些化合物因其较低的气味阈值,在烤鱼风味形成过程中起着关键作用[11]。与对照组相比,蒸汽复热后检出的总醇类物质含量最高,为39.72%,烘烤复热后醇类化合物含量低,为33.70%,3种样品检出的醇类个数与对照组相比无显著差异。蒸汽复热后1-辛烯-3-醇的相对含量较高且阈值较低,占总醇类物质的15.08%,是蒸汽复热后烤鱼风味的主要成分。1-辛烯-3-醇可赋予肉制品类似蘑菇的气味,3种样品中均检出,微波、烘烤样品显著高于蒸汽样品和对照组(P <0.05)。微波、烘烤快速加热加速脂质氧化,生成大量1-辛烯-3-醇和反式-2-辛烯-1-醇。此外,蒸汽复热样品芳樟醇、α-松油醇、4-萜烯醇和桉叶油醇的相对含量也较高。研究表明,这类低阈值不饱和醇(如芳樟醇、4-萜烯醇)多源于香辛料成分,其中芳樟醇呈现清甜铃兰香,4-萜烯醇则散发胡椒与陈旧木质气息,两者协同作用于肉品风味特征的形成[12]。
2.2.3 酮类化合物和杂环类物质变化分析
酮类化合物的生成涉及氨基酸分解、脂质与碳水化合物氧化以及β-酮酸代谢等多重途径。与对照样品相比,微波复热样品检出的总酮类物质含量和种类都是最高,蒸汽复热样品与对照组最接近,但总含量也小幅增加。经微波和烘烤复热的样品,检出大量的2,3-辛二酮,分别占其总酮类化合物的68.33%、67.19%,2,3-辛二酮阈值较低(2.52 μg/kg),赋予奶油和甜香,是烤鱼“焦香”标志性成分[13]。这可能是微波或烘烤快速加热加速脂质氧化和糖-氨基酸反应,生成大量酮类。由附表1可知,本研究检出的杂环类物质主要是吡嗪。吡嗪类物质作为美拉德反应的特征产物,能够赋予肉类特征性的烘烤香、肉香及类似爆米花的芳香特征。与对照组相比,蒸汽复热样品吡嗪总含量显著高于微波复热和烘烤复热,微波和烘烤可能导致了烤鱼中部分杂环类化合物的分解或转化,使得其数量虽然与新鲜烤鱼相近,但总含量显著降低。这些杂环类物质在烤鱼复热过程中,主要通过其独特的香气对烤鱼的风味产生显著影响。在烤鱼复热过程中,杂环化合物通过其特有的香气特征显著影响风味品质。如具有坚果香、烘焙香及甜香特征的2-乙基-6-甲基吡嗪,在对照组与烘烤复热样本中未被检测到,而在微波与蒸汽处理组中的含量分别达到0.59%和0.29%。作为典型的氧化产物,该物质对肉制品特征性风味的形成具有重要作用。
2.2.4 烃类和萜烯类物质变化分析
烃类物质阈值较高,因而对复热烤鱼整体风味贡献率低。萜烯类化合物阈值较低,具有花果香味,对烤鱼风味的贡献较大。萜烯类物质可能来源于原料鱼本身、调味料或烹饪过程中的化学反应。蒸汽和烘烤复热萜烯类物质总含量与对照组相比差别不大,微波复热后萜烯类物质含量显著降低。这是因为萜烯类化合物的热稳定性较差,在适当条件下可热分解或氧化生成其他物质[14]。与对照组相比,3种复热样品均检出水芹烯、α-蒎烯,它们具有清新、果香或木质香气,能够显著增强烤鱼的香气。
2.3 复热过程中烤鱼关键风味成分分析
挥发性成分对食品风味的贡献程度需结合其浓度比例与感知临界值进行综合评估[15]。本研究采用ROAV法对复热工艺中的风味物质进行重要性排序,设定ROAV≥1为关键风味物质,0.1≤ROAV <1为辅助风味物质,本研究只选取ROAV≥1的风味物质。
由表2可知,复热过程中共筛选出19种关键风味物质,分别为1-辛烯-3-醇、正壬醇、芳樟醇、反式-2-辛烯-1-醇、苯乙醇、桉叶油醇、辛醛、壬醛、反-2-辛烯醛、癸醛、反式-2-壬醛、苯乙醛、反式-2-癸烯醛、苯乙烯、α-蒎烯、丁香酚、2,3-辛二酮、2,5-二甲基吡嗪、2-乙烷基-3,5-二甲基吡嗪,这些物质共同赋予了烤鱼蘑菇味、脂香、油脂味、坚果香、焦杏仁味、烧烤香等。3种复热方式烤鱼中ROAV >1的醇类物质共有6种,其中1-辛烯-3-醇含量最高,表现为蘑菇味、土腥味,对烤鱼的气味有较大贡献,是亚油酸氧化的主要产物[16]。与对照组相比,微波和烘烤复热导致了1-辛烯-3-醇、壬醇和反式-2-辛烯-1-醇的明显增加,可能由于高温加速脂质氧化生成,但是过量的1-辛烯-3-醇积累,可能会导致鱼肉产生土腥味、油脂味等不好的味道,从而影响感官评分。此外,3种烤鱼样品还检测到具有果香和花香的芳樟醇、草药香的桉叶油醇等醇类物质。与对照组相比,微波和烘烤复热导致了芳樟醇、苯乙醇和桉叶油醇的减少,而蒸汽复热样品的这些关键醇类物质与对照组相当,这可能是因为微波烘烤时高温会破坏热敏性化合物。醛类化合物通常阈值较低,主要呈现出脂香味、花果香和蘑菇味等,是烤鱼重要的香气来源[17]。与对照组相比,微波和烘烤复热导致壬醛和苯乙醛的ROAV下降,而蒸汽复热这些关键醛类物质的ROAV最接近对照组。壬醛具有清香和花香、苯乙醛具有青草香、蜂蜜香,使得蒸汽复热后烤鱼的气味最接近对照组,而微波和对照组因为这些物质的降低风味大打折扣。吡嗪类化合物主要存在于油炸鱼肉中,通常是由含氮化合物核苷酸、蛋白质等通过美拉德反应产生[18],如2,5-二甲基吡嗪,具有烤香、坚果香等香味特征。HE等[19]研究发现,相比其他复热方式,蒸汽复热可能更有利于山茶油中吡嗪类化合物的保留或生成,这与本研究的结果相似。
表2 复热过程中烤鱼关键风味成分变化
Table 2 Changes in key flavor components of grilled fish during reheating
注:—表示未检出该物质或未查找到相应气味特征描述;气味描述来源于http://www.perflavory.com/index.html。
2.4 不同复热方式对烤鱼PAHs的影响
图3是不同复热方式烤鱼中PAHs的比较。从PAHs检出种类看,4组样品主要检出种类为萘、苊烯、芴、菲、芘、屈、苯并[b]荧蒽、BaP等,而16种PAHs中的苯并[k]荧蒽、茚并[1,2,3-cd]芘、二苯并[a,h]蒽、苯并[g,h,i]苝在4组样品中均未检出。微波复热样品中检测出PAHs种类最多,为12种,烘烤复热和蒸汽复热样品均检出9种。
图3 不同复热方式的烤鱼中PAHs各组分含量变化和BaP、PAH4、PAH16含量变化
Fig.3 Changes in the levels of PAHs components and BaP,PAH4 and PAH16 in grilled fish with different reheating methods
注:不同字母表示差异显著(P <0.05)(下同)。
a-PAHs各组分含量变化;b-BaP、PAH4、PAH16含量变化
食品中的PAHs主要来自于剧烈的热加工方式,如烘烤、油炸等高温条件,可通过食物链对人体造成潜在危害。由图3-b可以看出,在不同复热方式中的PAHs含量差异明显。就BaP而言,3种复热样品中均检出,且均低于国家限量值(5 μg/kg),含量从高到低排序依次为:烘烤复热组(2.06 μg/kg) >微波复热组(1.64 μg/kg) >蒸汽复热组(0.89 μg/kg) >对照组(未检出)。烘烤组BaP含量最高,大约是蒸汽组的2.3倍。就PAH4而言,含量从高到低排序依次为:微波复热组(10.27 μg/kg) >烘烤复热组(9.58 μg/kg) >蒸汽复热组(3.27 μg/kg) >对照组(2.45 μg/kg)。微波组PAH4含量最高,是蒸汽组的3.1倍、对照组的4.2倍。就PAH16而言,含量从高到低排序依次为:微波复热组(49.61 μg/kg) >烘烤复热组(44.84 μg/kg) >蒸汽复热组(43.90 μg/kg) >对照组(21.27 μg/kg)。微波组PAH4和PAH16含量最高,可能因微波加热不均匀导致脂肪氧化和热解反应加剧,烘烤组BaP含量最高,高温长时间烘烤可能促进部分轻质PAHs向重质转化,蒸汽组BaP、PAH4和PAH16含量最低,最接近于对照组,这可能主要与其相对低温高湿环境减少了PAHs的生成有关。此外,蒸汽复热过程中产生的水蒸汽也可能带走部分水溶性或挥发性较强的PAHs(如萘、芴等轻质PAHs),进一步降低了其在样品中的PAHs残留量。吴丹丹等[20]在研究不同热加工方法对驼肉品质的影响中指出蒸制和煮制能将PAHs含量降至最低,这与本论文结果类似。
PAHs的毒性程度取决于芳香环的数量。通常,PAHs的环数越多,毒性就越大[21]。图4显示了不同复热过程中烤鱼中PAHs环数分布和毒性变化。不同复热过程对烤鱼中PAHs的环数分布(图4-a)有显著影响。就轻质PAHs(2～ 4环) 来说,对照组(97.98%) >蒸汽复热组(97.97%) >烘烤复热组(93.49%) >微波复热组(88.17%),蒸汽复热组与对照组无显著性差异(P >0.05),但显著高于烘烤复热和微波复热。对重质PAHs而言,4组烤鱼样品中重质PAHs均为5环PAHs,蒸汽复热组的占比(2.03%),与对照组(2.02%)无显著性差异(P >0.05),明显低于烘烤复热(6.51%) 和微波复热(11.83%),表明蒸汽温和的热传递特性有效减少了重质PAHs的生成。就PAHs的BaP毒性当量浓度而言,由图4-b可见,烤鱼的BaP毒性当量浓度[toxic equivalent 1uantity of benzo(a)pyrene,TEQ-BaP]从高到低排序依次为:微波复热组(2.39 μg/kg) >烘烤复热组(2.25 μg/kg) >蒸汽复热组(0.09 μg/kg) >对照组(0.08 μg/kg)。因此,从3种复热方式产生BaP、PAH4和TEQ-BaP角度看,蒸汽复热是烤鱼更安全的复热方式。
图4 不同复热过程中烤鱼中PAHs环数分布和TEQ-BaP变化
Fig.4 Changes in PAHs ring number distribution and BaP-TEQ in grilled fish during different reheating methods
a-PAHs环数分布;b-TEQ-BaP含量
为了观察不同复热方式下烤鱼中PAHs的差异,对其进行偏最小二乘判别分析(partial least squaresdiscriminant analysis,PLS-DA)模型分析。重要变量预测(variable importance in projection,VIP)值被用于筛选和区分3种复热烤鱼中PAHs的显著变量。VIP >1的化合物被认为是样品的关键PAHs,化合物VIP分数越高,对危害物类型的鉴别和分类越重要[22]。图5-a显示5种PAHs(苊、苊烯、蒽、芴、苯并[a]蒽)的VIP值均大于1,且苊烯的VIP值最高,表明这些化合物是区分3种复热方式PAHs形成特征的关键标志物。图5-b得分图表明不同复热方式对PAHs的生成具有影响差异,烘烤组、微波组与蒸汽组、对照组存在明显的空间分离。蒸汽组与对照组的空间分布接近(同在坐标轴正方向)暗示蒸汽复热与照组相似性较高。
图5 不同复热过程中烤鱼的VIP图和PLS-DA分析
Fig.5 VIP plot and PLS-DA analysis of grilled fish during different reheating methods
a-VIP图;b-PLS-DA分析
2.5 不同复热方式下烤鱼特征性风味与PAHs间的相关性分析
图6为3种复热方式下特征性风味物质与PAHs的相关性分析。由图6可知,芳樟醇、苯乙醇、苯乙烯、ɑ-蒎烯与苯并[a]蒽、BaP和TEQ-BaP负相关(r=-0.71～-0.84,P <0.05),芳樟醇具有果香和花香可以提升烤鱼风味,与毒性高的苯并[b]荧蒽强负相关。壬醛、反式-2-癸烯醛和2,3-辛二酮与苊、苯并[a]蒽、BaP强正相关(r=0.877～0.997,P <0.05),表明醛酮类物质(如壬醛、反式-2-癸烯醛和2,3-辛二酮)显著提升风味强度,但与苊、苯并[a]蒽、BaP等强正相关(r >0.9)。吡嗪类物质(如2,5-二甲基吡嗪、2-乙烷基-3,5-二甲基吡嗪)赋予鱼肉烧烤香特征,但与苊烯呈正相关(r >0.8)。综上表明,不同复热方式下会促进烤鱼特征风味形成,但同时也会促进PAHs的形成,即复热过程中风味物质与PAHs存在协同伴生的关系,这可能与烤鱼风味和PAHs形成存在相同的前体物或中间产物有关,鱼肉中的蛋白质热解生成氨基酸(如天冬氨酸、脯氨酸)与还原糖发生美拉德反应生成风味物质的同时,其美拉德反应中间产物进一步热解形成PAHs[23-24];而脂肪通过芳香化/脱水生成PAHs的过程与脂肪氧化产生的风味前体存在代谢路径交叉,使得风味物质与PAHs协同伴生[25-26]。
图6 不同复热方式下烤鱼风味特征与PAHs之间的相关性热图
Fig.6 Heat map of the correlation between grilled fish flavor characteristics and PAHs under different reheating methods
3 结论
本研究探讨了微波、烘烤及蒸汽3种复热方式对预制烤鱼特征性风味物质及PAHs生成的影响,并进一步解析了复热方式风味物质及PAHs形成的内在关联。结果表明,通过感官评价发现3种方式得到的烤鱼,蒸汽复热感官得分明显更高。经烤鱼特征性风味分析,不同复热方式对烤鱼风味产生影响差异明显,微波和烘烤复热会导致烤鱼中壬醛、苯乙醛及2,5-二甲基吡嗪等醛类和吡嗪类特征香味成分的下降,同时会产生过量的1-辛烯-3-醇、壬醇和反式-2-辛烯-1-醇等醇类关键风味成分的增加,带来土腥味、油脂味等不良味道,进而影响感官评分,而蒸汽复热后烤鱼特征风味成分更接近于对照组。进一步的不同复热方式对烤鱼PAHs的影响结果表明,相比微波和烘烤复热,蒸汽复热产生的BaP、PAH4、PAH16含量和TEQ-BaP最低,最接近于对照组,是预制烤鱼相对更为安全的复热方式。相关性分析表明,复热过程中烤鱼特征风味物质与PAHs的形成存在协同伴生关系。因此,在消费者在选择复热方式时需兼顾“风味-安全”双重目标。在后期工作中可着力优化复热条件和通过新技术调控,同时控制关键挥发性风味物质与危害物前体物质,进一步研发新型美味健康的烤鱼制品。
[1]KIM T K,HWANG K E,KIM Y B,et al.Effects of pre-cooking methods on quality characteristics of reheated marinated pork loin[J].Korean Journal for Food Science of Animal Resources,2018,38(5):970-980.
[2]SINGH L,VARSHNEY J G,AGARWAL T.Polycyclic aromatic hydrocarbons’ formation and occurrence in processed food[J].Food Chemistry,2016,199:768-781.
[3]王源渊,尚珊,丁若松,等.不同复热方式对预制烤鱼品质的影响[J].食品与发酵工业,2024,50(1):248-255.WANG Y Y,SHANG S,DING R S,et al.Effects of different reheating methods on quality of pre-roasted fish[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(1):248-255.
[4]谭碧霞,高艳蕾,熊青,等.不同熟化方式下武昌鱼预制烤鱼的品质特征形成研究[J].食品工业科技,2025,46(21):346-356.TAN B X,GAO Y L,XIONG Q,et al.Study on the formation of quality characteristics of prefabricated grilled wuchang fish under different cooking methods[J].Science and Technology of Food Industry,2025,46(21):346-356.
[5]张艳,王圣开,程燕,等.不同工艺即食烤鱼多环芳烃检测方法及变化研究[J].食品工业科技,2022,43(21):336-343.ZHANG Y,WANG S K,CHENG Y,et al.Studied on detection methods and changes of polycyclic aromatic hydrocarbons in instant roasted fish with different processes[J].Science and Technology of Food Industry,2022,43(21):336-343.
[6]吴时敏,孙亚庆,严凯.一种低溶剂用量快速检测牛奶中多环芳烃的方法:中国,CN110907547B[P].2021-07-16.WU S M,SUN Y Q,YAN K.A method for rapid detection of polycyclic aromatic hydrocarbons in milk with low solvent consumption:China,CN110907547B[P].2021-07-16.
[7]张权,李金林,胡明明,等.基于电子鼻和溶剂辅助风味蒸发-气相色谱-质谱联用技术分析调味小龙虾挥发性风味特征差异[J].食品与发酵工业,2024,50(8):242-252.ZHANG Q,LI J L,HU M M,et al.Analysis of volatile flavor characteristics of seasoned crayfish based on electronic nose and solventassisted flavor evaporation-gas chromatography-mass spectrometry[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(8):242-252.
[8]刘登勇,周光宏,徐幸莲.确定食品关键风味化合物的一种新方法:“ROAV”法[J].食品科学,2008,29(7):370-374.LIU D Y,ZHOU G H,XU X L.“ROAV” method:A new method for determining key odor compounds of Rugao ham[J].Food Science,2008,29(7):370-374.
[9]LI J Y,HAN D,HUANG F,et al.Effect of reheating methods on eating quality,oxidation and flavor characteristics of Braised beef with potatoes dish [J].International Journal of Gastronomy and Food Science,2023,31: 100659.
[10]KIM S Y,LI J L,LIM N R,et al.Prediction of warmed-over flavour development in cooked chicken by colorimetric sensor array[J].Food Chemistry,2016,211:440-447.
[11]HU M Y,WANG S Y,LIU Q,et al.Flavor profile of dried shrimp at different processing stages[J].LWT-Food Science and Technology,2021,146:111403.
[12]DUAN H Y,BARRINGER S A.Changes in furan and other volatile compounds in sliced carrot during air-drying:Furan and other volatile compounds[J].Journal of Food Processing and Preservation,2012,36(1):46-54.
[13]SONG J,KIM M J,KIM Y J,et al.Monitoring changes in acid value,total polar material,and antioxidant capacity of oils used for frying chicken[J].Food Chemistry,2017,220:306-312.
[14]马雪莲,王鹏,耿敬章,等.感官评价联合GC-MS与OPLS-DA解析加热温度对椒麻鸡赋味汤料呈香品质影响规律[J].食品科学,2024,45(17):127-134.MA X L,WANG P,GENG J Z,et al.Effect of heating temperature on the flavor quality of Xinjiang spicy chicken seasoning sauce investigated by sensory evaluation combined with GC-MS and OPLS-DA[J].Food Science,2024,45(17):127-134.
[15]ZHU Y F,CHEN J,CHEN X J,et al.Use of relative odor activity value (ROAV) to link aroma profiles to volatile compounds:application to fresh and dried eel (Muraenesox cinereus)[J].International Journal of Food Properties,2020,23(1):2257-2270.
[16]陈鹏羽.羊肉煮制过程中1-辛烯-3-醇演变规律及其风味贡献率研究[D].成都:成都大学,2024.CHEN P Y.Study on the evolution pattern of 1-octen-3-ol andits flavorcontribution during the cooking process of lambmeat[D].Chengdu:Chengdu University,2024.
[17]张玉莹.鲍鱼热加工过程中醛类香味物质的生成途径及其调控机制研究[D].大连:大连工业大学,2020.ZHANG Y Y.Formation and controlling mechanisms of aromatic aldehydes from the heating treatment of abalone[D].Dalian:Dalian Polytechnic University,2020.
[18]ZOU T T,LIU J B,SONG H L,et al.Discovery of amadori-type conjugates in a peptide Maillard reaction and their corresponding influence on the formation of pyrazines[J].Journal of Food Science,2018,83(6):1588-1595.
[19]HE J H,WU X H,ZHOU Y,et al.Effects of different preheat treatments on volatile compounds of Camellia (Camellia oleifera Abel.) seed oil and formation mechanism of key aroma compounds[J].Journal of Food Biochemistry,2021,45(3):e13649.
[20]吴丹丹,何静,吉日木图.不同加工方法对驼肉品质的影响[J].食品与发酵工业,2022,48(24):111-116;123.WU D D,HE J,JI R.Effect of different processing methods on the quality of camel meat [J].Food and Fermentation Industries,2022,48(24):111-116;123.
[21]HU M M,ZHU M,XIN L,et al.Change of benzo(a)Pyrene during frying and its groove binding to calf Thymus DNA[J].Food Chemistry,2021,350:129276.
[22]LI C,AL-DALALI S,WANG Z P,et al.Investigation of volatile flavor compounds and characterization of aroma-active compounds of water-boiled salted duck using GC-MS-O,GC-IMS,and E-nose[J].Food Chemistry,2022,386:132728.
[23]BRITT P F,BUCHANAN A C,OWENS C V,et al.Does glucose enhance the formation of nitrogen containing polycyclic aromatic compounds and polycyclic aromatic hydrocarbons in the pyrolysis of proline? [J].Fuel,2004,83(11-12):1417-1432.
[24]NIE W,CAI K Z,LI Y Z,et al.Small molecular weight aldose(D-glucose) and basic amino acids (L-lysine, L-arginine) increase the occurrence of PAHs in grilled pork sausages[J].Molecules,2018,23(12):3367-3377.
[25]URIARTE P S,GUILLÉN M D.Formation of toxic alkylbenzenes in edible oils submitted to frying temperature[J].Food Research International,2010,43(8):2161-2170.
[26]DASHDORJ D,AMNA T,HWANG I.Influence of specific tasteactive components on meat flavor as affected by intrinsic and extrinsic factors:An overview[J].European Food Research and Technology,2015,241(2):157-171.