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GC-MS结合电子鼻分析不同生物保鲜剂对黑鱼片挥发性气味的影响

2019-11-13李婷婷任丽琨王当丰励建荣熊善柏朱云松郭晓华申照华

中国食品学报 2019年10期
关键词:黑鱼保鲜剂鱼肉

李婷婷 任丽琨 刘 楠 王当丰 励建荣* 熊善柏 朱云松 郭晓华 申照华

(1 大连民族大学生命科学学院 辽宁大连 116600

2 渤海大学食品科学与工程学院 辽宁省食品安全重点实验室 辽宁锦州 121013

3 华中农业大学食品科技学院 武汉 430070

4 湖北土老憨生态农业集团 湖北宜都 443300

5 山东美佳集团有限公司 山东日照 276800)

黑鱼又称乌鳢,属鲈形目,鳢科,乌鳢种[1],广泛分布于非洲及亚洲等淡水流域。黑鱼骨刺少,含肉量高,营养丰富,有“鱼中珍品”的美誉[2]。同时,具有去瘀生新,滋补调养,促进伤口愈合[3]等特点,深受消费者喜爱,具有广阔的市场开发前景。由于黑鱼中含有丰富的蛋白质,随着贮藏时间的延长,蛋白质被微生物分解产生三甲胺、二甲胺等低级胺类物质,使鱼体产生腥臭味。此外,鱼肉中内源性酶的降解及脂肪酸的氧化会导致醛类和醇类的产生[3],从而影响鱼体的风味。同时,三磷酸腺苷在肌肉内源酶的作用下降解产生次黄嘌呤核苷和次黄嘌呤等苦味物质[4]都会导致黑鱼新鲜度下降[5]。贮藏过程中气味的变化是评价鱼类新鲜程度的重要指标之一。

花椒是一种常见的食用香料,其主要成分为挥发油、黄酮类、香豆素等抑菌物质[6]。朱洁[7]研究表明花椒提取物具有较好的抗菌活性,可作为防腐剂使用。菊芋又称洋姜,其在生长过程中鲜少出现病菌危害[8]。国内外研究学者对其抑菌性提出假设并进行研究。刘海伟等[9]研究表明菊芋提取物具有较好的抑菌性。然而,目前关于菊芋提取物应用于食品抑菌方面的研究鲜有报道。鱼精蛋白是一种从鱼类精巢中提取的天然蛋白质,其三分之二为精氨酸,被视为具有开发和应用价值的天然抑菌剂[10]。王陆玲等[11]研究发现,1%山梨酸钾与1%鱼精蛋白复合对香肠中腐败菌抑制作用较好,可有效延长货架期。

顶空固相微萃取(Headspace solid phasemicro-extraction,HS-SPME)结合气相色谱-质谱(Gaschromatography-mass spectrometry,GC-MS)联用技术被应用于食品中挥发性成分的测定,具有灵敏度高,抗干扰能力强,可准确定性、定量分析挥发性气体等优点。电子鼻是一种新型的检测技术,它模拟人体的嗅觉系统通过传感器对气味进行客观判别[12-14]。目前电子鼻技术被广泛地应用于食品行业。李婷婷等[15]采用HS-SPME-GC-MS结合电子鼻技术,对4℃冷藏过程中三文鱼片的挥发成分进行测定,结果显示共检测出288种挥发性成分,主要为醛类、醇类和烃类物质。

目前,我国对黑鱼的研究大多在饲养与保鲜加工方面,对其风味物质的研究甚少。本试验通过GC-MS结合电子鼻技术检测经不同保鲜剂处理后黑鱼片的挥发性气味变化情况,旨在为研究冷藏过程中黑鱼风味物质的变化提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜活黑鱼,(2 500±50)g,锦州水产市场。花椒提取物(食品级)、菊芋提取物(食品级)、鱼精蛋白(食品级),陕西森弗天然制品有限公司;NaCl(分析纯)、三氯乙酸(分析纯)、硫代巴比妥酸(分析纯),国药集团化学试剂有限公司;CPP蒸煮袋,江苏省连云港市伟希铝塑包装公司;聚四氟乙烯隔垫,杭州昱采玻璃仪器有限公司。

1.2 仪器及设备

PEN3电子鼻,德国Airsense公司;固相微萃取装置、50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头、20 mL顶空钳口样品瓶,美国Supelco公司;7890N/5975 GCMS联用仪,美国Agilent公司;DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器,郑州长城科工贸有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 保鲜剂最佳浓度 采用单因素试验确定3种保鲜剂的最佳浓度。

1.3.2 样品预处理 鲜活黑鱼,即杀,三去后取脊背肉,切成10 cm×5 cm×0.3 cm左右的鱼片并分别浸泡于单因素试验获得的最佳浓度的保鲜剂溶液中 30 min,沥干,无菌蒸煮袋密封包装,于(4±1)℃条件下贮藏,以无菌水浸泡的黑鱼片作为空白组,每隔9 d定期取样,对贮藏过程中黑鱼片挥发性成分进行GC-MS及电子鼻检测。

表1 单因素试验设计表Table1 Single factor experiment design

1.3.3 挥发性成分的萃取 称取3.0 g绞碎鱼肉于20 mL顶空瓶中,加入6 mL饱和氯化钠溶液及磁转子,置于40℃磁力搅拌器中加热平衡15 min。 将已活化的50/30 μm DVB/CAR on PDMS萃取头(270℃活化60 min)顶空吸附30 min后,将萃取头插入GC进样口,解吸5 min。

1.3.4 气相色谱-质谱条件 参照王当丰等[16]的方法稍作修改。

色谱分析条件:HP-5MS毛细管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);进样口温度为250℃;载气为He;流速 1.0 mL/min;程序升温:柱初温 40℃,保持3 min,以3℃/min 升至100℃,保持1 min。 再以5℃/min升至230℃,保持5 min。不分流进样。

质谱分析:GC-MS接口温度280℃;离子源温度230℃;四极杆温度150℃;电离方式:电子电离;电子能量70 eV;质量扫描范围m/z 30~550。

1.3.5 电子鼻检测条件 取5 g绞碎的鱼肉于100 mL烧杯中,保鲜膜密封,室温下静置0.5 h后顶空进样,每组样品3个平行。电子鼻条件:检测时间120 s,清洗时间100 s,样品流速300 mL/min,利用电子鼻自带 Win Muster软件对检测到的指标信息进行分析。

1.3.6 微生物指标测定 参照GB/T 4789.2-2016《食品微生物学检验:菌落总数测定》[17]的方法,称取10 g鱼肉于蒸煮袋内,加入90 mL生理盐水。拍打2 min,制成1∶10的鱼肉匀液,采用10倍梯度稀释法对鱼肉匀液进行稀释,选择适宜的浓度,吸取1 mL注入平板,将PCA培养基及铁琼脂培养基分别注入混匀。30℃培养72 h后计数。

1.3.7 硫代巴比妥酸(Thiobarbituricacid,TBA)测定 参考Siu等[18]的方法稍加修改。取10 g绞碎的鱼肉,加入25 mL蒸馏水均质,均质后加入25 mL 10%的三氯乙酸溶液,静置30 min后过滤。取5 mL滤液,加入0.02 mol/L硫代巴比妥酸溶液5 mL,80℃水浴40 min,冷却后于532 nm波长下测吸光度。

1.4 数据分析

GC-MS数据分析:样品中挥发性成分的定性分析采用计算机谱库(NIST 11/Wiley 7.0)进行检索,并利用各物质保留时间计算各个色谱峰的保留指数,确认挥发性物质的化学组成。挥发性成分的定量分析采用面积归一化法。电子鼻数据分析:取稳定后第95~100秒间的数据信息进行主成分分析(Principal component analysis,PCA)及响应值分析。

2 结果与分析

单因素试验结果显示3种保鲜剂最佳浓度依次为鱼精蛋白0.5%、花椒提取物0.5%、菊芋提取物1%。所以本试验选用以上质量分数的溶液浸泡黑鱼片,进行GC-MS及电子鼻检测分析。

2.1 顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用(HSSPME-GC-MS)结果

HS-SPME-GC-MS技术检测到挥发性成分如表2所示。冷藏黑鱼片在(4±1)℃贮藏条件下共检测到177种物质。其中醛类、醇类、烃类物质检出量较多,所占比例较大,被认为是影响鱼肉风味的主要物质。如表2所示,空白组、花椒提取物组、菊芋提取物组及鱼精蛋白组醇类物质在0 d分别占总量的34%,20%,36%,27%。醛类物质在以上试验组第9天占总挥发性物质的28%,39%,34%,46%。本试验所检出的其它物质虽种类相对丰富,但所占比重较小,对鱼肉风味影响不大。在空白组、花椒提取物处理组、菊芋提取物处理组、鱼精蛋白处理组的黑鱼片中分别检测出107,118,97,103种挥发性物质。使用保鲜剂处理后,除花椒提取物处理组外,其它处理组挥发性成分均明显减少。这是由于花椒自身具有浓烈气味,本文检测出的香柑内酯、金丝桃苷等物质均属于花椒自身挥发性物质,这与吴素蕊[19]对花椒香气成分的研究结果一致。

2.1.1 羰基化合物 羰基化合物主要包含醛类及酮类。张晶晶等[13]研究表明醛类物质可用于判定鱼肉的新鲜程度。低级醛的阈值较低且具有独特的脂香,是鱼体风味的重要影响因素。C13以上的长链醛阈值较高,对风味贡献不大[20]。在贮藏过程中共检测出11种醛,其中已醛、苯甲醛、壬醛总量所占比重较大。己醛的阈值为4.50 μg/kg,产生途径较多,是公认的鱼腥味物质之一。苯甲醛具有苦杏仁味,对鱼体的腥味有影响。壬醛则具有脂肪和柑橘的风味[21]。(E,E)-2,4-壬二烯醛、(E,E)-2,6-壬二烯醛等鱼腥味物在贮藏初期也有出现,对鱼肉的风味都有一定影响。空白组及花椒提取物、菊芋提取物、鱼精蛋白处理组检出的醛类物质分别为9,7,7,7种。且第9天空白组挥发性醛类物质占总挥发成分的46%,其它处理组醛类物质所占比例分别为28%,29%,34%。空白组黑鱼片样品中醛类物质含量及种类最高,表明保鲜剂处理可以很好地抑制黑鱼冷藏过程中特征性醛类物质的生成。鱼肉中酮类物质的产生主要是由于微生物作用或脂肪氧化,其在黑鱼片贮藏期内检出量较小,共检测出14种。然而,酮类物质阈值较高,通常通过与醛类等物质相互作用对鱼肉风味产生影响。其中3-庚酮具有土腥味,2,3-戊二酮具有油脂味,赵庆喜等[22]研究表明2,5-辛二酮可产生浓烈的鱼腥味。

2.1.2 醇类化合物 醇类物质中,饱和醇的阈值较高,对鱼体风味影响小。不饱和醇及长链醇具有独特的蘑菇和金属气味[23],是影响鱼肉风味的主要物质。鱼体中的醇是脂肪酸衍生物及羰基化合物的还原产物。由表2可知,共检测出挥发性醇类物质11种,其中乙醇含量较高,其次为1-己醇、苯甲醇。1-辛烯-3-醇是由亚油酸氢化物降解产生,具有类似蘑菇的气味,在黑鱼片的贮藏初期含量相对较高,挥发性气味浓重[21],对黑鱼风味具有一定影响。在贮藏过程中1-辛烯-3-醇的含量逐步下降,其与脂肪氧合酶活性下降有关,这与沈丽等[24]的研究结果相一致。空白组第18天挥发性成分中醇类含量为16%,经花椒提取物、菊芋提取物、鱼精蛋白处理后的鱼肉样品中醇类含量分别为3%,10%,10%,表明保鲜剂处理组可以有效减少黑鱼冷藏期间风味的劣变。

分成性发挥中程过藏储片鱼鱼黑藏冷2表storage refrigerated g durin slices akehead sn of ents on p com olatile V 2 le ab T 6)0 1(×积面峰间时留保白空白蛋精鱼物取提芋菊物取提椒花名文中in /m别类d 8 1 d 9 d 0 d 8 1 d 9 d 0 d 18 d 9 d 0 d 18 d 9 d 0-0.74 13 2.21 13-4.68131.2614-22.32 1 41.99 1-2.2 65 2 48.3 1醛己30 5.76类醛-2.6 3 9.5 2-.48 4.40 3-4.24---醛庚20 9.51-6.2 2 5.5 0.46 0-.11 0.15 0 4.13 2.45 0.37 0.32 5.6 51醛甲苯0.01612--4 37.1-----5.6 21--3.5 29醛烯二壬,4-)-2,E(E 3.02314--9.3 0--.22 0-1.00 0.32-0.05 0.14醛烯二壬,6-)-2,E(E 0.14314 8.6 1 3.3 1 1.0 1.00 1.85 0.02 0.87 1 0.16 0.15 1.04 0.77 0.09醛二丙0.15014-----.90 3------醛辛0.17314 1.0 2-4.1 2--------2.40醛乙苯0.29616--.52 1---------醛烯己-3 0.90716 9.6 9 0.6 2.64 1.26 4.69 5.71 3.02 0 4.98 2.80 6.03--醛壬0.09919 8.0 1--------1.19--醛癸0.93023--------3.82--3.74酮戊3--基甲-2 14 3.42类酮--7.7 2-.71 3.22 4--4.95-1.00 2.63酮二辛,5-2 6.46913-8.1 0.25 0--.17 0--0.22-0.04-酮庚-3 8.60525------------酮壬4--基甲-3 9.45713----------0.56 0.75酮乙4.24214--.85 4--.75 6-4.31 5.82--5.33酮二辛,3-2 0.48113--.79 0-----0.22--0.15酮丙2.31327----------1.39-酮丁-2 8.17311---------4.00 2.94-酮乙苯1.15813------0.10 0.13--0.21-酮乙苯基羟二,5-2 3.40129-------4.52---0.41酮甲6.12313--.76 2---------酮烯丙5.09120-5.1 1----------酮丁环0.12432-------1.56--0.48-酮尔查基氧丁溴-2)-(E 7.69938

)2表续(6)0(×1积面峰间时留保d 8 1白d空9 d 0 d 8 1白蛋d精9鱼d 0 d 8 1物取提d芋9菊d 0 d 18物取提d椒9花d 0名文中in /m别类--7.49 16--8.1915--2.1612--17.32 2醇乙09 1.69类醇----9.1 2.49 2.45 0.05 1 4.2 69---醇乙半缩醛乙氟三32 1.78-4.3 2 2.0 1-8.3 1.38 3.14 2.47 2.52 5-2.19 0.08醇己基乙-2 0 23.8 15-4.5 1 1 14.3-----.79 3 1.58 4.78醇戊环21 3.35--9 50.1-0.2 1 3.7 41--9.6 34--6.4 30醇3--烯戊-1 41 5.09 3.5 0------.68 0--0.42 3.08醇己-1-基甲) -4-(+)-(S 3 00.1 13--3.5 6 2.4 1 7.2 2-.69 2--.19 2 0.32 0.40醇甲苯)基甲氨甲(-α 0 91.2 43--4.1 0--------4.25醇二丁,4-1 86 5.12 20.51 5 18.2 6.8 7--.53 2-9.0 64---1.21醇己-1 42 8.62--5.8 9-3 14.8 3.6 17--9.9 12-0.06 2.33醇3--烯辛-1 7 42.5 33------.41 7---3.27-醇樟芳1 03.2 19----1 26.0-------烷戊基甲-3 97 3.40类烃8.3 1 7.6 3---7.0 10------烷乙氧环-基丁基甲-1 11 8.60 1.4 2----.19 3.51 8.93 7----烷丁环3 00.1 13-3.3 2 3.8 3---------烷戊环1 58.1 13----2.9 2-------烷八十-基甲-5 8 30.5 14-9.5 0 3.8 1--.04 1------烷癸5 34.9 14---2.1 3 4.1 6-------烷壬-基甲二,6-2 6 34.9 14---7.4 6 7.8 5-------烷一十-基甲二,7-4 3 07.6 16---3.0 1 1.4 2-.04 2.07 1-0.44 0.64-烷十二-基辛-9 5 07.6 16 4.7 1--------0.59 0.83-烷八十-基戊8--基己-8 2 61.8 16---3.3 0 7.1 2-------烷戊环基丙正-2 7 91.6 17-7.2 1 1.8 3 1.2 0 4.4 2-.21 5-----烷丙环-基壬-2 3 49.3 18---9.7 0 5.4 4-------烷癸-基甲二,6-3 2 99.7 18---9.7 0 2.0 1-------烷一十-基甲二,4-2 6 90.9 23---4.2 0 4.6 0-------烷二十-基甲-4 4 44.5 24 3.7 1-----.21 2.81 1----烷乙1 29.7 24---8.6 0 5.8 0-------烷丁环-氯-1-溴-1 9.72824--1.1 2-------0.42-烷庚基甲三,6-,4 2 3 09.5 27----0.5 0-------烷八十基乙二,6-6 6 97.7 27

)2表续(6)( ×10积面峰间时留保d 18白d空9 d 0 d 18白蛋d精9鱼d 0 d 18物取提d芋9菊d 0 d 18物取提d椒9花d 0名文中in /m别类---0.01 0.06-0.51 0.41----烷甾胆01 1.27 3--1.46-2.21-------烷五十基乙二,5-5 38 2.12 3---------2.161.15-烷恶二,3-1 30 2.49 3------0.53-1.82---烷庚环49 4.98 3--1.63 3.99 3.61 1.09 1.74 1.47 1.05--1.14烷五十94 5.31 3---------3.141.95-烷六十95 5.31 3----------0.66-烷丙61 6.79 3-----0.52-0.62 4.64--0.21烷七十93 0.49 4--1.33-------0.49-烷八十-基庚-9-基乙9-90 0.51 4---1.39 2.47----2.11 1.060.56烷五十基甲四, 14-,10,6 2 61 0.62 4 0.18 0.39 1.64---------烷环戊硫二,3-1 62 0.62 4-----------2.68烷四十三64 2.95 4------2.11 3.38.35 38---烷八十04 2.76 4---1.88 2.77 2.12----9.36-烷一十二18 2.77 4--2.10--0.66 0.21 1.17 7.29--0.37 2烷六十-基甲四, 14-,10,6 2 34 2.93 4---------0.11 0.966.24烷己环32 3.58 4------4.21 5.03 6.35--6.35烷八十代氯3-33 3.68 4--------8.39 3.11 4.048.39烷七十-基甲3-01 4.11 4-----------0.99烷二十氧基丁氟七2-31 4.13 4 1.37 1.45 1.79------0.21 1.442.60烷六十-基甲二,9-7 15 4.17 4------0.21 1.48 4.64--4.63烷六十五17 4.27 4---0.63 0.79 0.79------,烷八十-基戊-8-基己8-31 4.28 4--1.37---5.22 8.73.20 13--3.21 1烷四十二85 4.69 4---3.56 4.77 1.43----0.48-烷六十二14 4.72 4----------1.15-烷十二溴1-00 4.86 4 2.98 2.46 5.55-2.90.95 14--5.0 05 1--1.16烷九十15 4.87 4--5.6 10 8.2 10 2.4 15.24 24 1.21 2.71 8.1 78 1.41 10 2.67 1 8.77烷十二37 5.71 4-----------4.19烷碳一十二氯1-51 5.72 4 0.33 0.31 0.78------1.14 2.254.36烷四十50 6.17 4----0.10 5.49------烷八十-基甲3-66 6.18 4

6)( ×10积面峰间时)2留保表续(d 8 1白d空9 d 0 d 8 1白蛋d精9鱼d 0 d 8 1物取提d芋9菊d 0 d 8 1物取提d椒9花d 0名文中in /m别类-----------7.9 7蒽基甲二, 10-9 7 74.2 48-----14.72------菲基甲二,6-3 8 97.2 48---------7.3 0--萘-基己1--酰丁-7 4 28.1 49-5.5 2 9.3 4-----1 35.6---菲-基甲三,3,5-2 9 62.3 50--------0.7 0 1.3 0 7.2 1-胺酰戊2 39.1 11类胺--4.9 0---9.2 0 4.6 0---8.2 0胺乙基氧苯-1 6 34.9 14----1.2 3---7.6 0---胺甲基戊环基氨-2 3 84.8 16 7.5 4 7.0 3----1.3 1 7.4 1---8.2 0胺二己0 34.9 17-----6.7 0---2.3 0--胺甲二2 76.7 18---8.0 1 2.4 1-----1.2 0 7.8 0胺酰乙1 26.9 18--9.7 0--25.28 7.3 1 3.3 2----胺酰碳1 63.1 27-----3.2 0------胺烷九十5 01.3 27 5.7 3 9.1 2-2.8 0 8.6 1---0.3 0-1.7 3-胺癸壬3 74.8 29-----------0.1 0胺丙苯替3 70.7 29 1.74 1 1.9 7-3.9 5 8.8 4-1.4 8 7.1 3-0 10.0 6.6 4-胺甲三0 51.0 31--------0.5 0---胺丙苯3 92.6 36--7.6 0--8.5 0-----1.2 0胺酰丙5 99.3 38--------6.2 0---胺伯基烷二十3 53.2 39 7.47 1 0.4 8-0.4 6 0.9 5-0.9 7 0.2 6-1 13.1 2.1 5-胺二丁9 29.3 41--------2.3 1---胺乙3 14.4 42--3.10 1---------胺酰丙基甲二,2-2 9 24.2 47--4.8 1--3.9 6-----3 15.6胺酰甲烷丙环9 97.6 47 6.2 1---5.0 9-------酸氨冬天-L 0 2.556类酸-7.4 1 5.1 2 4.4 2 6.8 1 5.9 0 2.2 0 2.4 0 6.5 2--9.3 0酸氨胱-L 9 7.562---------3.3 0 1.7 0-酸碳0 8.209 5.9 1 0.1 2 4.4 2-4.4 1 8.5 2 7.4 0 2.6 0 1.5 2 4 18.3 0 17.5 9 10.3酸氨胱-L D 7 31.0 10-----------6.7 0酯乙酸硅0 04.5 13---8.2 0 6.3 1-8.7 0 3.6 0 7.4 0---酸羧3--喃呋-氧2--基氨-4 7 80.2 15 6.3 0 5.6 0 2.9 0------7.0 0 8.1 0-酸乙苯4 91.0 20 6.0 0 0.1 0 4.1 0---------酸炔丙-2 3 14.0 21-------7.2 0-2.4 0 4.7 0-酸马富6 25.8 22

6)10(×积面峰间时)留2保表续(d 18白d空9 d 0 d 18白蛋d精9鱼d 0 d 18物取提d芋9菊d 0 d 18物取提d椒9花d 0名文中in /m别类--0.26 6.31 4.28 0.15------酸烷六十01 6.39 2----4.18-0.73 0.51 0.21-0.06-酸氨丙酰氨甘78 7.49 2 0.49-2.14-4.97 2.51-----4.16酸乙氢脱62 1.46 3----0.74---0.38 0.10 0.40-酸氨肌77 2.37 3 0.61 0.73 1.64--1.21-0.34--0.16-酸甲苯基硝5-68 6.42 3---1.39 1.66------0.21酸甲苯32 9.40 3-----0.19 0.29 0.52 1.48 0.37 0.45 0.99酸氨丙1-44 2.11 4 0.05 0.29 0.70---------酸氨精-L 98 5.45 4----0.53 0.79-----0.52酸醋七十二12 6.52 4--0.13----0.68.59 42---酸磺萘2-54 9.10 4-0.08 0.14---------酯酸甲苯基硝二,5-3 85 0.60 1类酯----------0.44 0.52酯内柑香72 3.07 1 1.20 1.74 2.75--4.85---0.17 0.24 0.76酯乙酸硅40 3.50 1---2.31 4.71-------酯乙酸丁基羟3-94 7.89 1------0.17 0.31 0.80 0.04--酯乙酸烯丙基甲溴2-45 1.51 4 3.75 5.37 6.94--3.55--6.5 03 1---酯乙二酸碳36 6.16 4---1.43 2.73----1.33 1.85-酯甲二酸甲二苯邻67 6.33 4 3.84 4.21 5.36--7.2 18--.06 27---酯戊异酸甲07 9.37 4 2.5 10 5.7 18---0.26------啉喹并苯45 7.12它其--3.08--0.10------啶丙氮二基丁仲1-28 7.41-0.94 0.73 0.47 1.32 1.06------喃呋-胺酰甲3-43 7.87---0.74 0.96-0.01-----咯吡46 0.50 1-------0.13 0.65 0.12 0.38 1.71喃呋-胺酰羧3-47 0.50 1--------0.23---啶哌基甲二,5-3 74 6.60 1-2.10 1.20 0.02 0.32 0.49--0.03 0.44 0.61 0.22酐酸头乌-顺53 4.32 2 3.01 1.98 0.51 1.36 0.34 0.18 1.75 0.41 0.73 2.47 1.58 0.52醚硫基甲二83 8.62 2----2.6 10 2.76-1.30 1.42 1.64 3.34 0.67酚甲对基丁叔二-,6 2 78 5.90 3 0.04---0.18---0.20-0.42-啶吖基乙2-93 0.19 4-----------0.17苷桃丝金20 1.72 4------.40 18.32 20.80 21---醚烷六十13 6.52 4-3.61 4.9 12 6.1 13 9.9 16---.23 27.84 15-2.75 3)喃吡代硫氢四(is’-B,4 4 23 8.78 4 。出检未表代”“-:注

2.1.3 烃类物质 烃类化合物主要来自脂肪酸烷基自由基的均裂,阈值较高[25]对鱼体的风味影响不大。而鱼体中的烯烃经反应可转变为酮类或醛类[26],增强鱼体风味。如表2所示,黑鱼片在贮藏期间产生的烃类化合物种类较多,其中烷烃、烯烃、芳香烃类分别为55,13,15种,且烷烃的种类及所占比重最大,本试验在芳香烃类物质中检测到对二甲苯、萘、2-甲基萘等物质,这些挥发性成分可能源于鱼类的生长环境。苯、甲苯类化合物一般由脂类氧化或苯丙氨酸分解代谢产生[15],因此可以反映鱼体脂肪的氧化程度。

2.1.4 胺类物质 随着贮藏时间的延长,鱼肉体内的蛋白质会被微生物分解,产生胺类物质[3](如三甲胺、二甲胺)。三甲胺阈值为300~600 μg/kg,对风味影响较大。如表2所示,在贮藏第18天时空白组、花椒提取物组、菊芋提取物组、鱼精蛋白组的三甲胺峰面积分别为11.74×106,10×106,8.41×106,5.93×106,处理组的峰面积均小于空白组,其中鱼精蛋白处理组的峰面积最小,表明鱼精蛋白可抑制微生物对蛋白质的分解,降低二甲胺、三甲胺含量,减缓不良风味产生。此外鱼类贮藏的中后期产生了丁二胺(腐胺),丁二胺具有极臭气味,使鱼体风味达到感官不可接受的程度。空白组第18天检测出丁二胺占挥发性胺类物质的87%,鱼精蛋白处理组41%,花椒提取物组55%,菊芋提取物组45%。鱼精蛋白处理组丁二胺含量明显低于其它处理组。说明这3种处理方式中鱼精蛋白保鲜效果最佳。

图1 冷藏黑鱼鱼片储藏期间挥发性物质种类变化Fig.1 Changes in volatile components of snakehead during refrigerated storage

图1为冷藏黑鱼片挥发性物质种类的变化趋势图。从图中可以看出,空白组第0天共检出挥发性物质79种,且多为烃类。空白组第0天、鱼精蛋白组第9天烃类物质都达到31种。随着贮藏时间的延长,醛类、酮类、醇类等物质减少,胺类物质逐渐积累,酸类及其它物质处于波动状态。所有处理组第9,18天挥发性物质种类均多于空白组,可能由于保鲜剂自身含有的化学成分与鱼肉发生反应,挥发性成分增加所致。

2.2 电子鼻检测结果分析

主成分分析是将获取的传感器信息进行数据转换及降维处理,并对降维后的特征向量进行线性分类,最后以二维散点图展现;主成分分析图中两轴上的比例越大,表明该主成分对模型的贡献越大[27]。图2为冷藏黑鱼片挥发性成分的主成分分析图,从图中可以看出第一主成分的贡献率达90.47%,第二主成分贡献率为8.19%,总贡献率为98.66%,能较好地反映原始高维矩阵数据的信息[28]。沿PC1轴看,随着贮藏时间的延长,黑鱼气味响应值变化为先上升后下降;沿PC2轴看,从0 d到18 d持续下降。从不同保鲜剂处理的鱼肉及空白样品之间的距离来看,鱼精蛋白处理组与空白组距离最近,说明鱼肉气味变化不大,成分之间差异不显著。而花椒提取物由于自身所含有挥发性物质使其在第0天和第18天的鱼片与空白组鱼肉样品距离最远,挥发性成分差异显著(P<0.05)。

图2 冷藏黑鱼鱼片挥发性成分主成分分析图Fig.2 Principal component analysis of the volatile components in snakehead during refrigerated storage

2.3 微生物分析

如图3所示,冷藏条件下处理组样品菌落总数与产硫化氢细菌数均低于空白组,说明保鲜剂处理可有效延缓微生物生长,从而降低微生物对鱼肉中蛋白质、脂肪的分解作用,进而减缓鱼肉腐败变质。鱼精蛋白处理组的菌落总数初始值为3.00 lg CFU/g,菊芋提取物处理组为3.02 lg CFU/g花椒提取物处理组3.11 lg CFU/g,在贮藏期内,菌落总数及产硫化氢菌数持续增长,且鱼精蛋白处理组的菌落总数值始终低于其它处理组,这是由于鱼精蛋白可以破坏细菌的细胞壁及细胞质膜,使细胞间物质及能量交换受阻[29],致使微生物细胞死亡。三甲胺具有鱼腥恶臭味,对鱼体的风味有较大影响。目前研究证明三甲胺只能由腐败希瓦氏菌和磷发光杆菌分解氧化三甲胺产生[30]。因此三甲胺的数量与产硫化氢菌数密切相关。此外产硫化氢菌会促使食品产生挥发性含硫化合物,本试验GC-MS所检测出的二甲基硫醚及1,3-二硫戊环烷[31]均属于含硫不良风味,对鱼肉的品质有较大影响。从图3a可知,鱼精蛋白处理组、菊芋提取物处理组、花椒提取物处理组的产硫化氢细菌初始值及最终值分别为2.51,2.58,2.85;7.08,7.17,7.43 lgCFU/g。其中鱼精蛋白处理组产硫化氢菌数增长量最小,这一结果与图3b的研究结果一致。可见鱼精蛋白能够通过抑制贮藏期内鱼片产硫细菌的繁殖,从而减少挥发性含硫化合物及三甲胺等不良风味物质的产生。

图3 黑鱼片在冷藏期间微生物变化Fig.3 Changes of microbial counts in snakehead during refrigerated storage

2.4 TBA值分析

图4 4℃贮藏的黑鱼TBA值变化趋势Fig.4 Changes of TBA value in snakehead during refrigerated storage

鱼肉在贮藏过程中由于受到酶和微生物的作用[33],易促使脂肪发生氧化,其氧化程度与脂肪酸的不饱和程度密切相关[34]。研究表明,黑鱼中脂肪含量虽然不高,但多数为不饱和脂肪酸,因此极易发生氧化[35]。鱼体在脂肪氧化的过程中氢过氧化物会逐渐分解成小分子醛、酮等劣性风味物质[33],对其风味及品质造成不良影响。TBA值通过与食品中不饱和脂肪酸降解产物丙二醛反应产生具有颜色的稳定化合物来判定脂肪氧化的程度[36],红色越深表示脂肪氧化越严重,腐败程度越高。赵淑娥[37]通过测定TBA值成功预测了不同温度下鱼丸的货架期,从而证实了TBA值表征鱼肉腐败程度的可靠性。黑鱼贮藏过程中TBA值的变化如图4所示,处理组及空白组在第0天时的TBA值均较小,然而随着贮藏时间的延长,TBA值逐渐增大。Connell[38]研究表明,当鱼肉中TBA值高于1 mg MDA/kg时其气味便难以接受。空白组在第6天时TBA值达到1 mg MDA/kg左右,而保鲜剂处理组均在第8天后才陆续达到1 mg MDA/kg。这表明保鲜剂处理可有效减缓鱼肉贮藏过程中的脂肪氧化速率。贮藏第18天时,鱼精蛋白处理组、花椒提取物处理组、菊芋提取物处理组的TBA值较初始值分别增长了 1.36,1.38,1.6 mg MDA/kg。 其中鱼精蛋白增长量最小。由此可知鱼精蛋白能够降低鱼肉贮藏过程中脂肪的氧化程度,从而减少贮藏过程中低级醛、酮等不良风味物质的产生。

3 结论

通过HS-SPME-GC-MS方法对样品进行检测,发现在整体风味上,不同保鲜剂处理的黑鱼片具有明显差异。贮藏期内空白组及处理组物质变化趋势基本保持一致,醛类、酮类、醇类等物质逐渐减少,胺类物质逐渐积累,酸类及其它物质处于波动状态。经保鲜剂处理后,所有处理组己醛、1-辛烯-3-醇、三甲胺、丁二胺等不良风味物质均减少,且鱼精蛋白处理组不良风味物质种类及峰面积减少最显著(P<0.05)。由此可见,鱼精蛋白对样品不良风味物质的产生具有较好地延缓作用。经电子鼻检测发现,各处理组在贮藏后期传感器响应值均低于空白组,表明在贮藏后期,处理组不良挥发性成分低于空白组,且鱼精蛋白处理后的鱼肉挥发性物质响应值减少幅度最大,这与HSSPME-GC-MS结果相符合。微生物及TBA结果显示,鱼精蛋白处理组微生物及TBA值较其它处理组增长最少,可有效减缓微生物生长繁殖,降低微生物对脂肪、蛋白质的分解。上述结果表明3种保鲜剂中鱼精蛋白可延缓不良性挥发性气味的产生,保持鱼的良好风味,延长货架期。该研究为日后使用鱼精蛋白作为保鲜剂提供参考和理论依据。

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