蓝点马鲛鱼(Scomberomorus niphonius)分离蛋白的气味特性

樊震宇1,张龙1,袁凯1,王锡昌1*,李钰金2,刘远平2

1(上海海洋大学 食品学院,上海,201306) 2(荣成泰祥食品股份有限公司,山东 威海,264309)

为探究pH变换法对鱼蛋白气味特性的影响,以蓝点马鲛鱼为研究对象,在生熟两种状态下,对比原料肉、传统漂洗鱼糜、酸碱鱼分离蛋白的一般化学组成及氨基酸组成,重点探讨酸碱鱼分离蛋白的气味特性。利用电子鼻技术定性判断4种样品的气味轮廓差异,进一步利用固相微萃取气相色谱和质谱联用(solid phase microextraction-gas chromatography mass spectrometry,SPME-GC-MS)对挥发性物质进行定量分析。结果显示,电子鼻可以有效区分4种熟制样品的气味轮廓,与原料肉相比,气味轮廓差异按照由大到小的顺序为:漂洗鱼糜>酸分离蛋白>碱分离蛋白,生制样品的差异性顺序与熟制相同但是区分度较小;进一步经GC-MS定量分析,在4种生样中分别检测出 26、19、23、22种挥发性成分,在4种熟样中分别检出 23、26、32、24种挥发性成分,均以醛、酮、醇类为主。与原料肉相比,其他3种经过处理的样品中醇、酮类挥发性物质种类及含量都发生改变,且熟制样品与生制样品间含量差异较大。由此说明pH变换法能够有效降低蓝点马鲛鱼的腥味,得到的鱼分离蛋白与漂洗鱼糜相比具有较好的气味特性。因此,对腥味较重的蛋白源可利用此方法回收得到具有良好气味、蛋白含量高、脂质含量低等特点的蛋白,并为其深加工提供理论依据。

关键词 pH变换法;分离蛋白;腥味;气味轮廓;挥发性成分

第一作者:硕士研究生(王锡昌教授为通讯作者,E-mail:xcwang@shou.edu.cn)。

基金项目:2014 年泰山学者蓝色产业领军人才团队支撑项目“低值蛋白高值化重组利用关键技术集成与产业化”

收稿日期:2018-05-04,改回日期:2018-06-20

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.017698

蓝点马鲛鱼(Scomberomorus niphonius),鲈形目,鲭科,鲅鱼的一种。分布于北太平洋西部,中国主要产于东海、黄海和渤海,是我国北方海域的主要经济鱼种且产量丰富,2016年国内总产量达43.2万t。由于马鲛鱼无法养殖只能捕捞鲜食,捕捞所获体型较小的马鲛鱼风味差,市场出售价低,冻藏储存会造成品质下降且成本高昂,客观因素造成小形体马鲛鱼资源浪费严重,因此影响了蓝点马鲛鱼的整体高值化利用[1-2]。蓝点马鲛鱼特有的鱼腥味限制其工业加工,而传统的漂洗鱼糜对原料蛋白的性质要求较高、工艺繁琐,而且会造成水溶性蛋白的浪费[3]。pH变换法,其原理是先将肌肉蛋白溶于极性酸碱环境中,调节pH至等电点以沉淀蛋白,从而获得分离蛋白。近年大量研究结果表明,该方法在蛋白质回收率方面具有较大优势,能够达到70%~80%,明显高于漂洗鱼糜50%[4],且国内对分离蛋白的研究主要集中在结构和功能的变化,关于分离蛋白的气味研究甚少。因此本研究探究漂洗、pH变换法对鱼蛋白气味特性的影响,以蓝点马鲛鱼为研究对象,在生熟两种状态下,对比原料肉、传统漂洗鱼糜、酸碱鱼分离蛋白的一般化学组成及氨基酸组成,重点探讨酸碱鱼分离蛋白的气味特性,以期为腥味较重的原料蛋白高值化提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

蓝点马鲛鱼,2017年10月,购于上海市临港新城芦潮港海鲜市场,冰鲜运输至实验室立刻去头、内脏和鳍,采肉后-40 ℃冷藏备用。

1.2 主要仪器及设备

FOX 4000型电子鼻,法国Alpha Mos公司;7890A-5975C 气相色谱-质谱联用仪,美国Agilent公司。

1.3 分析方法

1.3.1 鱼分离蛋白的制备

参照刘诗长[5]的方法并修改,称取2份碎鱼肉60.0 g,分别与预冷的超纯水(4 ℃)按照1∶9的质量比混合,均质2 min,然后在恒温水浴槽中静置以消除均质时产生的泡沫(4 ℃,15 min),单层纱布过滤以去掉筋膜等肌基质蛋白,一份用2 mol/L HCl调节pH到2.5,另一份用2 mol/L NaOH调节pH到12.5,4 ℃、12 000×g下离心15 min,收集上清液,分别用2 mol/L HCl和2 mol/L NaOH调节上清液pH至5.5,在4 ℃、9 000×g下离心15 min,取沉淀;分别用0.5 mol/L NaOH调节pH到7.0,4 ℃、12 000×g下离心15 min,取沉淀,即酸碱分离蛋白。

1.3.2 漂洗鱼糜的制备

称取碎鱼肉60.0 g,与预冷的超纯水(4 ℃)按照1∶4的质量比混合,恒温水浴槽中搅拌4 min,静置8 min,双层纱布过滤,漂洗2次,与分离蛋白在相同条件下进行脱水,取沉淀,即漂洗鱼糜。参照袁凯等[6]的方法略加修改。

1.3.3 一般化学组成测定

原料肉、传统漂洗鱼糜、酸碱分离蛋白的一般化学组成:水分测定采用直接干燥法(GB 5009.3—2016);粗蛋白测定利用凯氏定氮法(GB 5009.5—2016);粗脂肪测定使用索氏抽提法(GB 5009.6—2016);灰分测定采用灼烧称重法(GB/T 5009.4—2016);总氨基酸的测定利用离子交换色谱法(GB 5009.124—2016)。

1.3.4 氨基酸营养评价

氨基酸营养评价是根据1991年FAO/WHO提出的每克氨基酸评分标准模式和鸡蛋蛋白模式(%),氨基酸评分(amino acid score,AAS)与化学评分(chemical score,CS)按照公式(1)和(2)进行计算。

(1)

(2)

1.3.5 感官评价

参照WHITE等[7]的方法,样品在4 ℃下解冻12 h,由感官员确定感官描述词:鱼腥味、苦氨味、肉香味、甘甜味、鲜香味,然后选取八名感官员采用直线评估法进行五点强度打分,五点强度分别是没感觉(0分)、弱(1分)、稍弱(2分)、中等(3分)、稍强(4分)、强(5分),4种样品分别称取5.0 g左右,在生制和熟制的状态下进行感官评价。

1.3.6 电子鼻检测

样品前处理:生样,在5 mL进样瓶中分别称取2.0 g样品(原料肉、传统漂洗鱼糜、酸分离蛋白、碱分离蛋白);熟样,在5 mL进样瓶中分别称取4种样品2.0 g,模拟现实加热过程,蒸制10 min。

参数设置:参考胡传明等[8]的方法略加修改,45 ℃平衡10 min,以过滤干燥空气为载气,流速150 mL/min,进样体积为2 500 μL,速度2 500 μL/s,注射针温度65 ℃,数据采集时间120 s,传感器清洗时间600 s,每个样品平行6次。

1.3.7 挥发性成分测定

样品前处理:生样,称取2.0 g样品与2 mL预冷的0.18 g/mL NaCl混合均匀后,转移到10 mL进样瓶中;熟样,在10 mL进样瓶中称取2.0 g样品,模拟现实加热过程,蒸制10 min冷却后,加入2 mL预冷的0.18 g/mL NaCl并混合均匀,转移到10 mL进样瓶中。

萃取条件:参考崔方超等[9]的方法略加修改,萃取头(65 μm PDMS/DVB),磁力加热搅拌器上在45 ℃、600 r/min的条件下萃取45 min,迅速将SPME针管插入进样口,解析5 min后通过气质联用仪分析鉴定4种样品中的主要挥发性成分。

色谱条件:参考施文正[10]的方法略加修改,DB-5MS弹性毛细管柱(60 m×0.32 mm×0.25 μm);升温程序:起始柱温40 ℃,保留2 min;然后以5 ℃/min升至160 ℃,保留2 min;再以10 ℃/min升至250 ℃,保留5 min;载气流量1.0 mL/min,不分流模式。

质谱条件:电子能量70 eV,传输线温度230 ℃,离子源温度为230 ℃,质量扫描范围m/z 40~400。

1.3.8 OAV评价

依据顾赛麒等[11]评价方法,采用气味活度值(odor activity value,OAV)对挥发性成分做成客观评价。定义OAV≥0.1的挥发性气味成分为主要气味成分,对样品总体气味具有重要的贡献。按照公式(3)计算。

(3)

式中:C,嗅感的绝对质量浓度,ng/g;T,嗅感物质的感觉阈值。

1.3.9 数据分析

数据由Excel、SPSS 20.0 进行分析,结果以平均值±标准偏差(mean±SD,n=3)表示;主成分分析由Alpha Soft 14.0 进行分析。

2 结果与分析

2.1 一般化学组成分析

原料肉、酸碱分离蛋白以及漂洗鱼糜的一般化学组成于表1。粗蛋白含量由高到低顺序依次是漂洗鱼糜(94.12%)>酸分离蛋白(93.72%)>碱分离蛋白(90.06%)>原料肉(87.46%);粗脂肪含量由高到低顺序依次是原料肉(8.12%)>碱分离蛋白(4.18%)>漂洗鱼糜(3.43%)>酸分离蛋白(2.32%),可见经过酸碱处理后的鱼肉脂肪含量明显降低,这与鲢鱼[12]、罗非鱼[5]、鲫鱼[13]、鳙鱼[14]分离蛋白的研究结果相似,而脂肪含量降低可通过减少底物抑制脂肪氧化,从而减少脂质氧化产生的呈腥味前体物质氢过氧化物及醛、酮类等呈腥味二级氧化产物[15-16],此外,还可减弱脂肪氧化促使的蛋白质氧化,更加有利于蛋白的贮藏[17];结果表明,利用pH变换法制备的酸分离蛋白和碱分离蛋白是一种蛋白含量高、脂肪含量低的蛋白源。虽然与漂洗鱼糜相比,灰分含量显示酸碱分离蛋白明显高于漂洗鱼糜,这可能是由于pH变换过程中生成NaCl,导致灰分增多,但是PAKER等[18]报道pH变换法可有效降低蛋白中重金属含量,且pH变换法工艺简单,对蛋白原料性质要求较低。因此,对回收蛋白具有一定优势的pH变换法得到的酸碱分离蛋白的营养及气味特性进行分析。

表1 四种样品的一般化学组成 单位:%

Table 1 Proximate composition of four samples from
Scomberomorus niphonius

样品水分粗蛋白脂肪灰分原料肉78.54±0.35a18.57±0.03a(86.54±0.18A)1.69±0.04d(8.12±0.17D)0.73±0.03c(3.42±0.13C)漂洗鱼糜86.90±0.31c12.33±0.06c(94.12±0.46C)0.46±0.04b(3.43±0.32B)0.19±0.01a(1.46±0.05A)酸分离蛋白83.82±0.10b15.16±0.10c(93.72±0.63C)0.18±0.03a(2.32±0.21A)2.82±0.05b(2.89±0.32B)碱分离蛋白83.43±0.07b14.92±0.06b(90.06±0.39B)0.63±0.07b(4.18±0.41B)0.50±0.03b(3.02±0.21B)

注:同一列上不同组间无相同字母表示两组间有显著性差异(P<0.05),小写字母表示湿基间差异显著性(P<0.05),大写字母表示干基间差异显著性(P<0.05)。

2.2 氨基酸组成及评价

原料肉、漂洗鱼糜、酸碱分离蛋白的氨基酸组成如表2。

表2 四种样品的氨基酸组成 单位:g/100g

Table 2 Amino acid composition of four samples from Scomberomorus niphonius

氨基酸原料肉漂洗鱼糜酸分离蛋白碱分离蛋白苏氨酸Thr∗0.71±0.12ab0.58±0.08a0.83±0.06bc0.92±0.07c缬氨酸Val∗0.65±0.09b0.55±0.07a0.82±0.23c0.89±0.06c蛋氨酸Met∗0.40±0.06ab0.35±0.02a0.47±0.05ab0.52±0.04b异亮氨酸Ile∗0.56±0.03a0.49±0.05a0.75±0.06b0.79±0.05b亮氨酸Leu∗1.16±0.14b0.99±0.10a1.39±0.13c1.56±0.12d苯丙氨酸Phe∗0.57±0.02ab0.49±0.03a0.64±0.01bc0.72±0.04c赖氨酸Lys∗1.53±0.23b1.19±0.11a1.70±0.08b1.94±0.21c组氨酸His∗0.46±0.05b0.32±0.01a0.48±0.04b0.52±0.04b天冬氨酸Asp1.48±0.03b1.21±0.14a1.68±0.12b1.88±0.19c丝氨酸Ser0.64±0.05ab0.53±0.07a0.71±0.03bc0.81±0.07c谷氨酸Glu2.36±0.35b2.04±0.23a2.68±0.45c3.01±0.31d甘氨酸Gly0.60±0.07a0.54±0.15a0.58±0.02a0.65±0.06a丙氨酸Ala0.89±0.11ab0.76±0.12a0.94±0.27bc1.07±0.10c半胱氨酸Cys0.24±0.030.23±0.040.31±0.010.29±0.03酪氨酸Tyr0.58±0.03b0.49±0.03a0.67±0.08bc0.74±0.05c精氨酸Arg1.07±0.13b0.87±0.02a1.06±0.01b1.19±0.11b脯氨酸Pro0.31±0.080.29±0.070.36±0.050.39±0.02必需氨基酸EAA6.044.967.087.86非必需氨基酸NEAA8.176.968.9910.03氨基酸总量TAA14.2311.9216.0816.44EAA/TAA0.42 0.42 0.44 0.48

注: * 为必需氨基酸EAA,同一行不同组间无相同字母,则表示两组间有显著性差异(P<0.05)。

原料肉、漂洗鱼糜、酸分离蛋白、碱分离蛋白的氨基酸总含量分别14.23、11.92、16.084、16.44 g/100g(湿基),发现经过酸碱处理后鱼分离蛋白中氨基酸含量与原料肉相比较大,而并不是每种氨基酸都增加,氨基酸总量显示碱分离蛋白较酸分离蛋白有所增加且都大于原料肉,原因可能是经过等电点絮凝富集蛋白后造成蛋白质组分发生改变,其中传统漂洗鱼糜氨基酸总含量最低,可能是由于漂洗的时候失去了大量水溶性蛋白。4种样品中传统漂洗鱼糜中的甘氨酸和脯氨酸含量最低,这是由于漂洗鱼糜精滤过程中除去了不溶性蛋白,这与MARMON等[19]报道类似,而张强等[20]研究表明甘氨酸、脯氨酸是优质胶原蛋白的主要成分,进而说明pH变换法较漂洗法,能够一定程度上保留胶原蛋白。酸碱分离蛋白、漂洗鱼糜与原料肉必需氨基酸占氨基酸总量的比例在0.42~0.48,并没有出现很大的差异,因此pH变换法对原料肉的生物效价没有太大影响,且根据FAO/WHO推荐的理想模式,酸碱分离蛋白可作为一种理想的优质蛋白[21]

为进一步对漂洗鱼糜和酸碱分离蛋白生物效价和营养价值进行评价,对4种样品进行氨基酸评价和化学评价。评价结果如表3所示。AAS结果显示,碱分离蛋白中氨基酸评分均高于其余3种样品,且4种样品中苯丙氨酸+酪氨酸评分均最低,在0.21~0.34,为第一限制性氨基酸,评分最高的为苏氨酸,在0.93~1.54,而漂洗鱼糜和酸碱分离蛋白中亮氨酸和苏氨酸评分都大于1,其中碱分离蛋白评分最高。CS结果显示,评分最低与最高的氨基酸与ASS相同,漂洗鱼糜和酸碱分离蛋白中苏氨酸评分都大于1。由此可得,原料肉经过漂洗和pH变换法处理后营养价值并未因蛋白质组分发生改变而降低,且酸碱分离蛋白氨基酸评分优于漂洗鱼糜。

表3 四种样品的必需氨基酸评价
Table 3 Essential amino acid score of four samples from Scomberomorus niphonius

必需氨基酸EAAFAO评分标准模式氨基酸质量分数/(mg·g-1)鸡蛋蛋白氨基酸质量分数/(mg·g-1)原料肉漂洗鱼糜酸分离蛋白碱分离蛋白AASCSAASCSAASCSAASCS异亮氨酸Ile∗2503310.730.550.990.751.240.931.321.00亮氨酸Leu∗4405340.860.711.140.941.301.071.481.22苏氨酸Thr∗2502920.930.791.181.011.371.171.541.32缬氨酸Val∗3104410.690.480.900.631.090.771.200.85蛋氨酸Met∗+半胱氨酸Cys2203860.590.340.810.460.880.500.990.56苯丙氨酸Phe∗+酪氨酸Tyr3805650.210.140.310.210.340.230.320.21赖氨酸Lys∗3404410.620.470.860.670.950.731.000.77

注: * 为必需氨基酸

2.3 感官评价

五点强度法的感官评价结果见图1。结果表明,pH变换和漂洗法均可使蓝点马鲛鱼特有的苦氨味及鱼腥味明显降低,其中漂洗鱼糜鱼腥味最低,酸碱分离蛋白鲜香味、甘甜味更明显。熟制后的酸碱分离蛋白鲜香味有所增强,同时鱼腥味也有所增加,在四种熟制样品中鱼腥味气味强度按由大到小顺序依次是原料肉>碱分离蛋白>漂洗鱼糜=酸分离蛋白,总体看来,漂洗鱼糜鱼腥味最低,而酸碱分离蛋白整体气味优于漂洗鱼糜。高先楚等[22]研究蒸制前后中华绒螯的挥发性呈味物质,发现加热使气味前体物质反应分解产生更多的呈味性挥发性成分,本实验结果中熟制的样品与生制样品相比整体气味强度变大,也可能由于加热使气味前体物质分解造成。

图1 四种样品的气味感官图
Fig.1 The flavor profiles of four kinds of samples

2.4 电子鼻分析

主成分分析(PCA)是通过正交变换将一组可能存在相关性的变量转换为一组线性不相关的变量,按需选取几个综合指标,对研究对象进行简化和综合评价的一种多元统计分析方法。PCA图主要是以二维散点图来表示,PC1和PC2包含了在主成分分析中所得到的第一主成分、第二主成分的贡献率。一般情况下,所选主成分累计贡献率超过85%,就可以说明该主成分可以较好的反映原来多指标的信息。PCA图中判别指数(discrimination index,DI)值能够表示样品区分度,DI在50~100表示区分有效,并且数值越大区分越明显[23]

PCA图显示,判别指数=-0.5,可以说明电子鼻未能完全分开8种样品的。PC1=90.54%、PC2=6.91%,主成分累计贡献率达到97.54%超过85%。说明主成分PC1、PC2包含了大量原始数据中的信息,因而该图能够有效反映4种生制样品的气味轮廓差异。从图2可以看出,8种样品在PCA主成分分析图中分布呈现一定的规律,其中4种熟制在PC1的负半轴,而生制样品在PC1的正半轴,说明生制与熟制样品的气味轮廓差异较大,与感官结果相同,样品经过加热后样品的气味变化明显。在生制、熟制状态下漂洗鱼糜、酸碱分离蛋白与原料肉的二维散点图距离差异顺序一致,由大到小依次为漂洗鱼糜>酸分离蛋白>碱分离蛋白,说明碱分离蛋白的气味轮廓与原料肉相近,漂洗鱼糜差异最大。4种熟制样品中在PC1在负半轴中没有发生重叠,但是生制样品中碱分离蛋白与原料肉几乎重叠,说明电子鼻可以完全区分4种熟制样品,且加热可以使样品的气味轮廓差异更加明显,可能由于样品本身的挥发性成分对样品气味轮廓贡献较大,而加热后挥发性成分能够更好地释放出来,也可能由于加热后挥发性成分种类增加造成[24]。综上分析,原料肉经过pH变换法和漂洗法处理后挥发性气味发生改变,且不同方法对原料肉气味的影响程度不同,进而还需要通过SPME-GC-MS进行定性和定量分析。

图2 电子鼻主成分分析图
Fig.2 Principal component analysis(PCA)plot for electronic
nose data of four samples

2.5 挥发性成分分析

在4种生样中分别检测出 26、19、23、22种挥发性成分,在4种熟样中分别检出 23、26、32、24种挥发性成分,均以醛、酮、醇类为主,经过pH变换法和漂洗法处理后,样品中挥发性成分种类和构成比例出现一定的差异,且气味物质间出现交叉关系(表4)。

2.5.1 醇类化合物

醇类化合物中大多直链饱和醇阈值较高,对样品的气味贡献率较低,而一些不饱和醇的阈值较低,对样品的气味贡献率较高,且大多具有蘑菇香气[25]。从原料肉、传统漂洗鱼糜、酸分离蛋白、碱分离蛋白4种生制样品中分别萃取出醇类物质5、1、5和6种,相对含量分别为为8.50、8.83、20.40、20.27%;4种熟制样品中别萃取出醇类物质有5、7、11、9种,相对含量分别为为25.66、33.88、26.46、41.16%。熟样与生样间种类与相对含量的差异较大,可能对样品整体气味差异贡献较高,因而导致生样与熟样间的气味轮廓差异较大。与原料肉相比,3种样品醇类化合物的种类和相对含量都有改变,而酸、碱分离蛋白醇类挥发性物质种类及总的绝对含量与传统漂洗鱼糜相比较大,可能是由于在pH变换过程中酯类物质在极性酸碱环境中发生反应或者蛋白变性程度增加造成,导致醇类物质增多[26]

其中绝对含量最大的醇类化合物为1-辛烯-3-醇,按照1.3.6计算得4种生制样品的OAV值为分别为5.02、3.07、6.48、10.74;4种熟制样品的OAV值分别为19.22、10.86、9.32、23.41,与王方[13]研究酸碱处理对鲫鱼脱腥的效果中发现1-辛烯-3-醇变化规律一致。该物质是亚油酸的氢过氧化物二次氧化降解产生、具有蘑菇香气、清香及油腻气味而且与腥味形成有关,阈值较低为1 ng/g,对样品的气味贡献较大[27];含量较大的不饱和醇类化合物为1,8-壬二烯-5-醇、2-辛炔-1-醇、(E)-2-辛烯-1-醇,其中2-辛炔-1-醇只在4种生制样品和熟制鱼肉中检测出,该物质可能对生制样品的气味有一定的作用;而呈现植物性气味和果香的(E)-2-辛烯-1-醇只在4种熟制样品和生制碱分离蛋白中检测出,该物质可能对熟制样品的气味有一定的作用;由于醇类物质挥发所产生气味为较柔和的果香气味及腥味,因此该类物质可能对样品的鲜香味及腥味贡献率较高。

2.5.2 醛类化合物

醛类物质阈值较低,对鱼肉总体气味的形成具有较大的贡献。从原料肉、传统漂洗鱼糜、酸分离蛋白、碱分离蛋白4种生制样品中分别萃取出醛类物质有5、7、6和6种,相对含量分别为12.76、29.57、34.11、33.35%;4种熟制样品中分别萃取出醛类物质有8、7、7和6种,相对含量分别为24.31、30.45、37.73、39.70%。刘纯友[28]对热处理方式对耗牛脂质氧化的影响中,得出热处理对脂质的氧化有显著的影响,并且醛类物质大多来自脂肪氧化[29],而4种样品中原料肉经过熟制后醛类物质相对含量增加1倍左右,可能由于加热促进了鱼肉中的脂质氧化,漂洗鱼糜和酸碱分离蛋白增加不明显,可能由于在漂洗和pH变换法处理鱼肉是脱去了大量脂肪,减少了氧化底物从而降低脂质氧化。

4种样品中含量最高的醛类化合物为己醛,4种生制样品的OAV值为分别为2.55、1.08、0.09、3.82;4种熟制样品的OAV值分别为3.13、3.11、4.41、7.15,该物质表现为醛的原生味、鲜香味,浓度较高时会产生青草味参与鱼腥味形成[30],对样品的气味贡献较大;壬醛有鱼腥味、油脂味,稀释后呈现果香味,阈值较低,4种样品的OAV值为均大于1,为样品的主要挥发性物质;庚醛和癸醛在4种样品中差异较大,庚醛在生制样品中含量较少,且在生制酸分离蛋白和原料肉中未检测出,该物质呈现果味、鱼干味,对熟制样品的气味贡献较大,从而造成熟制样品与生制的气味轮廓差异;癸醛为十碳饱和醛,呈现水果香气,阈值较低[31],在生制的酸碱分离蛋白中含量较大,对其气味贡献较大;(E)-2-辛烯醛在酸碱分离蛋白中的含量与漂洗鱼糜相比较低,且在熟制酸分离蛋白与生制碱分离蛋白中未检出,原料肉含量最高,根据SRINIVASAN等[32]研究,可能由于分离蛋白在极性酸碱环境中溶解展开,减弱与该物质的结合,从而导致分离单边中含量较低,而(E)-2-辛烯醛是多种鱼类典型的鱼腥味特征化合物,阈值较低且有加和作用,这种差异可能会使4种样品的鱼腥味差异较大。并且感官实验显示,与原料肉相比,酸碱分离蛋白腥味明显降低,醛类化合物对分离蛋白中腥味的形成机理仍需进一步研究。

2.5.3 酮类化合物

酮类化合物多呈现花香味和果香味,相比于同分异构的醛类化合物阈值高[33]。从原料肉、传统漂洗鱼糜、酸分离蛋白、碱分离蛋白4种生制样品中分别萃取出酮类物质有4、1、3和3种,相对含量分别为6.98、8.12、20.74、15.42%;4种熟制样品中分别萃取出酮类物质有1、2、6和4种,相对含量分别为1.59、2.00、11.10、5.05%,分离蛋白中酮类化合物增多可能是因为pH变换法导致游离氨基酸的降解造成[34]

4种样品中含量最高的酮类化合物为2,3-辛二酮,具有香甜的奶油味,只在4种生制样品及酸分离蛋白中检测出,可能对生制样品中香甜味贡献较大;具有果香和蜡香味的2-十一烷酮,只在熟制的酸碱分离蛋白中检测出,且(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮也只在酸碱分离蛋白中检测出来,这2种酮类挥发性成分可能对酸碱分离蛋白的整体气味有所贡献。

2.5.4 烃类和其他化合物

烯烃和烷烃的阈值较高,对4种样品的整体气味贡献较低。但是十五烷和十七烷这2种挥发性成分在原料肉中含量较大,表现为天然鱼香味,大多由脂质自氧化产生[35],其相对含量在生制与熟制样品中分别为44.34%、30.61%,可能对原料肉香味贡献较大。分离蛋白的烯烃和烷烃含量较原料肉有所降低,反之醇、醛、酮等对气味贡献大的挥发性成分的相对百分含量会有所增多,从而对样品复杂的气味特性产生影响。但是其含量仍然较高,而且一些烯烃类化合物可在一定条件下形成羰基化合物,会对样品气味造成不确定的影响[36],因此分离蛋白对后期的的贮藏、运输要求较高。

酯类化合物和其他杂环化合物含量少,且此类化合物一般阈值较高,因此对样品的整体气味贡献较低。

表4 四种样品生制与熟制状态下挥发性成分分析 单位:ng/g

Table 4 Analysis of volatile compounds of four kinds of raw and cooked samples

保留时间/min挥发性成分原料肉漂洗鱼糜酸分离蛋白碱分离蛋白生熟生熟生熟生熟2.5391,8- 壬二烯-5-醇 1,8-nonadien-5-olNDNDND3.19±0.02bNDND2.24±0.56a5.46±0.12c4.729反式-2-甲基-环戊醇Trans-2-methyl-cyclopentanol1.34±0.63NDNDNDNDNDNDND2.901顺-2-甲基-环己醇Cis-2-methyl-cyclohexanolNDNDND4.79±2.49ND2.04±0.18ND2.10±0.115.145环辛醇CyclooctanolNDNDNDNDND0.45±0.21NDND6.7061-己醇 1-hexanolNDNDNDND0.26±0.120.23±0.11NDND6.7004-甲基-1-戊醇 4-methyl-1-pentanolNDNDNDNDND0.44±0.21NDND10.0471-庚醇 1-heptanolND1.36±0.64aND1.59±0.01a1.77±0.15ac2.03±0.96bc2.22±0.96c3.24±0.12d10.3441-辛烯-3-醇 1-octen-3-ol5.2±1.59ab19.22±0.7d3.07±0.58a10.86±0.01c6.48±0.14b9.32±0.51c10.74±2.08c23.41±2.29e12.1372-乙基- 1-己醇 2-ethyl-1-hexanolNDNDNDND0.29±0.14ND2.47±0.17ND12.231(E)-2-癸烯-1-醇(E)-2-Decen-1-olND0.68±0.04NDNDNDNDNDND12.2432,4-二甲基-环己醇 2,4-dimethyl-cyclohexanolNDNDND0.68±0.05aND0.77±0.01aND 2.37±0.58b13.3654-环辛烯-1-甲醇 4-cyclooctene-1-methanolNDNDNDNDNDNDND0.13±0.0613.626(E) - 2-辛烯-1-醇(E)-2-octen-1-olND1.14±0.01cND0.51±0.01aND0.90±0.14b0.59±0.21a2.00±0.41d

续表4

保留时间/min挥发性成分原料肉漂洗鱼糜酸分离蛋白碱分离蛋白生熟生熟生熟生熟13.7452-辛炔-1-醇 2-octyne-1-ol1.90±0.90a7.15±3.37dND3.42±0.08bND3.57±0.39bND7.60± 3.58d13.8992,4-十一碳二烯-1-醇 2,4-undecadien-1-olNDNDNDNDND1.54±0.73ND5.08±0.1314.368人参新萜醇Ginsenol0.2±0.09NDNDNDNDNDNDND16.196薄荷醇Menthol0.38±0.1NDNDND0.34±0.01ND0.3±0.08ND30.7562-己基-1-癸醇 2-hexyl-1-decanolNDNDNDNDND0.86±0.09NDND4.961己醛Hexanal7.65±2.24c9.39±0.54cd3.25±1.17b9.33±0.74c0.26±0.09a13.42±0.75e11.47±1.87cde21.46±1.48f7.655庚醛HeptanalND4.08±0.25b0.78±0.07a4.88±0.01bND9.54±0.15c8.14±2.92c17.61±1.59d7.537(Z)-4-庚烯醛(Z)-4-heptenalNDNDNDND6.47±0.01NDNDND12.137(Z)- 2-癸醛(Z)-2-furaldehydeND0.55±0.09NDNDNDNDNDND10.142(E)-2-辛烯醛(E)-2-octenal2.96±1.30b7.70±0.53d2.45±0.62b4.97±0.04c2.69±1.27bNDND0.42±0.20Va12.1492-十一碳烯醛 2-undecenal0.15±0.06ND0.39±0.19NDND0.37±0.02NDND12.1842-十二烯醛 2-dodecenalNDND1.19±0.11NDNDNDNDND13.8169,12,15-十八碳三烯醛 9,12,15-octadecatrienND2.03±0.13bND0.65±0.01aNDND2.52±0.63bND14.4282-甲基-十一烷醛 2-methyl-undecanalNDNDNDNDNDNDND1.01±0.4814.867壬醛Nonanal2.12±0.24ab3.29±0.28b1.76±0.26a1.67±0.56a4.49±0.02c5.91±0.22d5.83±1.39d8.68±1.11e18.505癸醛Decanal0.67±0.22aND0.46±0.14a0.76±0.02a1.2±0.08b0.77±0.06a2.39±0.44cND20.678顺,顺-7,10-十六碳二烯醛Cis-Cis-7,10-hexadedecadienalND0.57±0.27NDNDND1.48±0.70NDND21.71(Z)- 7-十六烯醛(Z)-7-hexadecenalND0.38±0.13cdND0.24±0.01bc0.17±0.08ab0.09±0.04aND0.39±0.18d23.23,7-二甲基-6-壬烯醛 3,7-Dimethyl-6-nonenalNDNDNDNDNDND0.19±0.05ND23.758(E)-14十六碳烯醛(E)-14 hexadecenal0.28±0.12NDNDNDNDNDNDND7.2934-甲基-2-己酮 4-methyl-2-hexanoneNDNDNDNDNDNDND1.93±0.919.1451-环己基-乙酮 1-cyclohexyl-ethanoneNDNDND0.51±0.05ND0.74±0.35NDND10.5645-甲基-3-庚酮 5-methyl-3-heptanoneNDNDNDNDND1.88±0.89NDND10.5162,3-辛二酮 2,3-octanedione4.70±1.98abND3.16±1.06aND6.60±0.02b4.43±0.45ab12.71±4.66cND10.5222-甲基-3-辛酮 2-methyl-3-octanone1.71±0.81NDNDNDNDNDNDND14.582(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮(E,E)-3,5-octadien-2-oneNDNDNDND2.42±0.06b0.83±0.39a0.97±0.43a2.46±1.16b17.6272-丙烯基-环己酮 2-propenyl-cyclohexanone0.72±0.32b1.83±0.12dND0.97±0.05c0.27±0.05a0.70±0.09b0.44±0.11a0.54±0.25b21.5262-十一烷酮 2-undecanoneNDNDNDNDND0.71±0.33ND1.37±0.6510.133,5-二甲基-1-己烯 3,5-Dimethyl-1-hexeneNDNDND3.75±1.77a3.52±0.12aND6.46±2.03b7.77±0.86b14.024顺,顺,顺-7,10,13-十六碳 Cis,Cis,Cis-7, 10, 13-hexadecane0.13±0.01NDNDND0.17±0.01ND0.70±0.33ND21.71十三烷TridecaneNDNDNDND0.47±0.02NDNDND24.9692,6,10-三甲基-十四烷 2,6,10-trimethyl-tetradecane2.16±0.91ND1.01±0.48NDNDNDNDND25.076十四烷TetradecaneNDNDND0.71±0.01NDNDNDND25.093长叶烯Longifolene0.83±0.39b1.42±0.53c0.26±0.02aND0.58±0.03b0.15±0.07a0.96±0.45bND28.055十五烷Pentadecane38.14±36.37c27.10±12.05b0.20±0.01a7.25±0.09a1.87±0.20a1.96±0.05a4.55±0.98a5.17±0.70a30.975十六烷Hexadecane1.72±1.33bc1.57±0.40abc0.95±0.09ab0.80±0.16aND2.29±0.47cNDND32.346二十七烷HeptaxaneND0.38±0.02NDNDND2.10±0.26NDND33.973十七烷Heptadecane8.94±3.76b8.16±2.43b3.96±0.21a1.93±0.08aND5.02±0.47aNDND33.9732,6,10-三甲基-十二烷 2,6,10-trimethyl-dodecane5.04±2.38ND0.43±0.20NDNDNDNDND36.554十八烷OctadecaneNDNDNDNDND2.42±0.11NDND33.99十九烷NonadecaneND0.24±0.01aND0.58±0.01b0.43±0.20bNDNDND34.1862,6,10-三甲基-十六烷 2,6,10-trimethyl-hexadecaneNDNDNDND0.94±0.45ND7.87±1.97ND34.1922,6,10,14-四甲基-十五烷 2,6,10,14-tetramethyl-pentadecane11.24±7.18b10.81±2.44b7.61±0.51ab3.30±1.56aND5.40±0.56aNDND36.424(E)-7十八烷(E)-7 OctadecaneNDNDND1.96±0.01NDNDNDND30.1276-十四烷磺酸丁酯 6-Tetradecanesulfonic acid, butyl ester0.19±0.08NDNDNDNDNDNDND37.83邻苯二甲酸正丁辛酯 1,2-Benzenedicarboxylic acid, butyl octyl esterNDNDNDND0.57±0.05ND4.11±1.7ND18.7662-辛炔酸甲酯 2-Octynoic acid, methyl esterNDNDNDNDNDNDND0.52±0.2437.8661,2-苯二甲酸丁基辛酯 1,2-Benzenedicarboxylic acid, butyl octyl esterNDNDNDNDNDNDND0.43±0.141.358肼Hydrazine2.83±1.19ND1.85±0.87NDNDNDNDND1.435氨基脲Hydrazinecarboxamide4.36±0.57c4.64±1.01c1.61±0.44a3.98±0.06c2.54±0.40b1.35±1.26a3.71±0.93c3.71±0.04c28.447丁基化羟基甲苯Butylated HydroxytolueneNDND0.44±0.04NDNDNDNDND25.076棕榈酸 4-epi-cubedol0.64±0.27NDNDNDNDNDNDND2.658戊酸酰肼Valeric acid hydrazideND3.04±0.12NDNDNDNDNDND

注:ND表示未检出,同一行上不同组间无相同字母表示两组间有显著性差异(P<0.05)。

3 结论

根据实验结果,可以得到以下结论:(1)利用pH变换法可得到蛋白含量高、脂肪含量少的蓝点马鲛鱼分离蛋白;(2)分离蛋白的总氨基酸种类和含量与原料肉相比基本无差异,说明经过pH变换法后得到的分离蛋白生物效价没有损失;(3)电子鼻可以有效区分4种熟制样品的气味轮廓,且生制样品的差异性规律与熟制样品相同但是区分度较小,由此可见漂洗和pH变换法都可以对蓝点马鲛鱼肉的气味特性产生影响,而加热可使4种样品间气味轮廓差异放大;(4)与原料肉相比,酸碱分离蛋白(生制、熟制样品)中醇、醛、酮的相对含量有上升的趋势,但是与腥味有关的挥发性化合物总体显示降低的趋势,且出现一些具有特殊香气的化合物,所以pH变换法处理蓝点马鲛鱼可以使腥味减小且整体气味与漂洗鱼糜相比较好。综合可知,pH变换法能够有效降低蓝点马鲛鱼的腥味,得到与漂洗鱼糜相比具有较好气味特性的鱼分离蛋白,为小体积蓝点马鲛鱼高值化应用提供理论依据。

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Research on flavor characteristics of Scomberomorus niphonius fishprotein isolates

FAN Zhenyu1,ZHANG Long1, YUAN Kai1,WANG Xichang1*, LIN Yujin2,LIU Yuanping 2

1(College of Food Science and Technology Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China) 2(Rongcheng Taixiong Food Co.,Ltd.,Weihai 264309,China)

ABSTRACT This study aimed to explore the effect of pH shift on odor characteristics of fish protein. Scomberomorus niphonius was used as the research object in raw and cooked states. The proximate composition and amino acid composition of raw meat, water washing surimi (WM), acid-aided protein isolates samples(AC), and alkali-aided protein isolates samples(AK) were compared. The odor characteristics of AC and AK were focused. Electronic nose (E-nose) was used to determine the differences in odor profiles of the four samples. The odor substances were further quantified by solid phase microextraction-gas chromatography mass spectrometry (SPME-GC-MS). The results showed that E-nose could effectively distinguish the odor profiles of the four cooked samples. Compared to raw meat, the differences in odor profiles from the largest to the smallest: WM>AC>AK. Compared with cooked samples, raw samples had the same variability but less discrimination. Further quantitative analysis showed that twenty-six, nineteen, twenty-three, and twenty-two volatile compounds were detected in four raw samples. Twenty-three, twenty-six, thirty-two, and twenty-four volatile compounds were detected in four cooked samples. Aldehydes, ketones, and alcohols were the main volatile compounds in all samples. Compared with raw meat, the kinds and contents of alcohols and ketones in other processed samples changed, and there was a big difference between cooked and raw samples. It was concluded that pH shift could effectively reduce the fishy off-flavor of Scomberomorus niphonius. The fish protein isolates had better odor characteristics than WM. Therefore, protein sources with heavy fishy off-flavor could use this method to make proteins have good odor and have high protein content and low lipid content etc., providing a theoretical basis for its further processing.

Key words pH shift; fish isolate protein; fishy off-flavor; odor profiles; volatile compounds