高 琴 安玥琦,2 陈 周 熊善柏,2

(1. 华中农业大学食品科学技术学院, 武汉 430070; 2. 国家大宗淡水鱼加工技术研发分中心(武汉), 武汉 430070)

鳙(Aristichthys nobilis)又称花鲢、胖头鱼、黑鲢等, 是我国淡水养殖业中的“四大家鱼”之一, 以浮游生物为食, 多为池塘养殖, 产量大, 2019年我国鳙鱼养殖产量达310.16×107kg[1]。鳙鱼头大而肥美, 以鲜食为主, 深受消费者青睐。但是, 鳙鱼肌肉的加工与消费则因其质地和风味的原因而受到限制[2], 且水产品在不适宜的养殖条件如养殖密度大、水质环境差和投饵量过多等也会导致品质的下降[3—5]。因此, 研究提高鳙鱼肌肉品质的方法与条件, 将对提高鳙鱼肌肉加工利用率和消费者接受度具有重要意义。

微流水处理是提升淡水鱼品质的方法之一。已有研究报道了微流水处理在鳕(Gadus)[6]、大西洋鲑(Salmo salar)[7]、团头鲂(Megalobrama amblycephala)[8]、鲫(Carassius auratus)[9]、鳙[10]和草鱼(Ctenopharyngodon idellus)[11]等水产品中的应用与品质提升效果。胡伟华等[10]采用微流水处理鳙鱼时发现, 处理20d后的鳙鱼鱼肉的持水性、滋味和气味品质显著提升, 但较长时间的饥饿使鳙鱼体重和肌肉蛋白含量显著下降, 影响了鳙鱼营养价值和商品价值。本实验室前期的研究发现, 短时微流水处理可显著提升草鱼[12]、鲫[13]和团头鲂[14]的肌肉品质且不显著降低其营养价值。而目前短时微流水处理对鳙鱼肌肉滋味品质的影响还未见报道。

基于此, 本研究以池塘养殖鳙鱼为研究对象,测定短时微流水处理过程中(0—10d)鳙鱼肌肉滋味成分及感官评价, 探究微流水处理时间对鳙鱼肌肉滋味品质的提升作用, 明确适宜的微流水处理时间,为提高鳙鱼肌肉品质提供新方法, 增加鳙鱼的加工利用率, 以期为开发优质调理水产食品提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 实验材料

新鲜鳙鱼购于湖北省钟祥市, 每尾质量为1.5—2.0 kg; 高氯酸、乙醚、乙醇、强氧化钠、焦性没食子酸、浓盐酸和雷氏盐等均为分析纯, 购于国药集团化学试剂有限公司; 核苷酸及其降解产物标品、甜菜碱标品均为色谱纯, 购于上海源叶生物科技有限公司; 游离脂肪酸标品和游离氨基酸标品为色谱纯, 购于美国Sigma-Aldrich公司。

1.2 实验主要设备

AVANTI J-26 型高速冷冻离心机, 美国贝克曼公司; FJ-200 型高速分散均质机, 上海标本模型厂;ASTREE 型滋味分析仪, 法国Alpha M.O.S公司;UV-2600紫外-可见分光光度计, 尤尼柯(上海)仪器有限公司; H-Class Acuity型超高效液相色谱仪, 美国Waters公司; Trace1310 ISQ型气相色谱仪质谱仪,美国Thermo公司。

1.3 实验方法

微流水处理方案将约400 kg鳙鱼[平均体重(1.72±0.12) kg, 平均体长(44.44±0.98) cm]移至湖北兴祥食品有限公司微流水处理池中 (长×宽×高=4.27 m×3.05 m×0.93 m), 池中水位不低于44 cm,水温为9℃。具体方式: 从处理池上方持续通入地下水, 池底部持续流出处理后的水, 使水不断流动和更换, 水流置换量约为400%, 以池底管道向池内充入空气, 处理期间不投饵。处理时长为10d, 每隔2天取1次样, 每次取6尾, 分别在第0、第2、第4、第6、第8、第10天取样, 鳙鱼经去头去尾后取背肌肉切成大小均匀的块状在液氮中速冻, 然后转移至-80℃冰箱保存, 尽快完成相关指标的测定。

基本营养成分的测定水分: 参照GB/T 5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》: 采用直接干燥法[15]; 灰分: 参照GB/T 5009.4-2016《食品安全国家标准食品中灰分的测定》 :采用高温灼烧法[16]; 粗蛋白: 参照GB/T 5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》:采用凯氏定氮法[17]; 粗脂肪参考Folch等[18]的方法:采用氯仿-甲醇直接提取法。

感官评价鳙鱼肌肉在-80℃冰箱取出后放置4℃冰箱解冻完全, 在蒸锅中蒸制15min后进行感官评定。感官评定由10位受过专业训练的品评员(5男, 5女)对鳙鱼肌肉进行评价。感官评价标准参考陈周[12]方法并作修改(表 1)。感官评定总体评分计算公式如下: 总体得分=气味得分×0.3+滋味得分×0.3+色泽得分×0.15+质地得分×0.25。

表1 感官评分标准Tab. 1 Sensory evaluation criteria

游离氨基酸含量的测定准确称取2.00 g鳙鱼肌肉样品, 加入30 mL 0.1 mol/L 盐酸, 于6000 r/min均质3min, 常温震荡提取15min, 静置5min后过滤取上清液, 残渣再用20 mL 0.1 mol/L 盐酸洗涤2次, 合并上清液, 用0.1 mol/L 盐酸定容至100 mL, 过0.25 μm滤膜, 取10 μL进行衍生反应。衍生化30min后采用超高效液相色谱仪进行含量测定[19]。

脂肪酸组成含量的测定脂肪的提取参考Folch等[18]的方法; 脂肪的皂化和脂肪酸甲酯化参考张伟伟等[20]的方法。气相色谱仪质谱仪主要技术参数为: 色谱柱TG-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm);升温程序: 80℃保持1min, 以10℃/min的速率升温至200℃, 继续以5℃/min的速率升温至250℃, 最后以2℃/min的速率升到270℃, 保持3min。进样口温度: 290℃; 载气流速: 1.2 mL/min; 分流比: 不分流;质谱条件: 离子源温度为280℃, 传输线温度为280℃, 溶剂延迟时间为5.00min, 扫描范围: 30—400 amu。

核苷酸及其降解产物含量的测定核苷酸及其降解产物的提取参考刘敬科[21]的方法。鳙鱼肌肉在-80℃冰箱(保存时间为6个月)取出放置4℃冰箱解冻完全后, 准确称取5.00 g样品, 置于离心管中并加入25 mL 5%高氯酸溶液, 于冰浴中用高速分散均质机于8000 r/min均质两次, 每次20s。用同浓度的10 mL高氯酸洗涤均质机刀具两次, 洗液并入离心管中, 使用冷冻离心机于4℃1000 r/min离心10min后吸取上清液, 沉淀物用10 mL高氯酸重复洗涤3次。将上清液合并后, 用NaOH调节pH为6.5, 用高纯水定容至100 mL后经0.22 μm滤膜过滤, 取1 mL置于液相进样瓶中待测。含量测定采用超高效液相色谱进行测定, 主要技术参数参照安玥琦[19]的方法。

甜菜碱含量的测定采用雷氏盐沉淀法[22,23]。甜菜碱标准曲线的制作: 将甜菜碱标准溶液(1 mg/mL)配置为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5和0.6 mg/mL的浓度梯度, 与样品在相同的条件下测定, 将所得吸光值和对应浓度做标准曲线, 回归方程为y=0.4960x+0.0274(R2=0.9995)。

滋味特征分析参考韩剑众等[24]的方法, 采用Alpha Mos(法国)Astree滋味分析仪(电子舌进行)进行测定。

1.4 数据处理

采用Excel软件和SPSS 22.0软件对数据进行整理和方差分析, 采用Origin 9.0作图; 电子舌数据采用仪器自带软件Alpha Soft V14分析。实验结果均用平均值±标准差(Mean±SEM,n=3)表示, 显著性差异检测限P取0.05。

2 结果

2.1 不同微流水处理时间对鳙鱼肌肉中基本营养成分的影响

由表 2可知, 鳙鱼肌肉中水分含量在微流水处理后下降, 但处理2d、4d、6d、8d和10d的水分含量无显著差异(P＞0.05); 粗蛋白含量在处理过程中无显著变化(P＞0.05); 随着微流水处理时间的延长,粗脂肪含量呈现下降趋势, 处理10d时降到最低, 较未处理组降低了32.84%; 灰分含量在整个处理过程中有所波动, 但整体呈现上升趋势, 在处理10d时含量达到最高, 相比未处理组增加了20.39%。

表2 不同微流水处理时间对鳙鱼肌肉主要营养成分的影响Tab. 2 Effect of micro-flow water treatment time on nutrition composition in bighead carp muscle

2.2 不同微流水处理时间下鳙鱼肌肉的感官评分

由表 3可知, 随着处理时间的延长, 鳙鱼肌肉的气味和滋味得分呈现先上升后下降的趋势, 均在处理6d时得分最高(P＜0.05), 且处理8d后得分无显著变化(P＞0.05); 色泽和质地得分在处理6d时显著高于未处理组, 处理8d时得分均有所下降且与处理10d时的得分无显著差异(P＞0.05)。由此可知, 微流水处理6d能显著提高鳙鱼肌肉的感官品质。

表3 鳙鱼肌肉在不同微流水处理时间下的感官评分Tab. 3 Sensory scores of bighead carp muscle under different micro-flow water treatment time

2.3 不同微流水处理时间对鳙鱼肌肉游离氨基酸含量的影响

由表 4结果可知, 随着处理时间的延长, 游离氨基酸总量先增加后减小, 在第6天时取得最大值(P＜0.05), 相比未处理组增加了17.74%; 鲜味氨基酸含量呈现增加的趋势, 处理10d时含量最高且显著高于未处理组(P＜0.05), 天冬氨酸和谷氨酸的含量均随处理时间的延长而显著增加(P＜0.05), 且在处理时间超过8d后不再显著变化。

表4 不同微流水处理时间对鳙鱼肌肉游离氨基酸含量的影响Tab. 4 Effect of different micro-flow water treatment time on the content of free amino acids in bighead carp muscle

甜味氨基酸含量在处理过程中呈现先增加后降低的趋势, 处理6d时含量最高, 相比未处理组增加了39.45%, 主要表现为苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸和赖氨酸含量的显著增加, 其中脯氨酸含量在处理过程中有所波动, 但整体呈现下降的趋势, 在处理10d时相比未处理组降低了64.70%。

苦味氨基酸含量呈现降低的趋势, 处理4d时含量显著降低(P＜0.05), 其中缬氨酸在整个处理过程中含量无显著变化; 精氨酸含量呈现先增加后降低的趋势, 处理6d时含量达到最高, 处理时间超过8d后含量不再显著变化; 组氨酸含量随处理时间的延长而逐渐降低, 处理10d时其值降至最小(P＜0.05)。

酸味氨基酸含量也呈现下降的趋势, 处理10d时含量最低(P＜0.05), 相比未处理组降低了32.17%, 主要表现为组氨酸含量的显著降低, 处理10d时组氨酸含量相比未处理组降低了37.50%。

2.4 不同微流水处理时间对鳙鱼肌肉脂肪酸含量的影响

如表 5所示, 在鳙鱼肌肉中共检测出29种脂肪酸, 包括13种饱和脂肪酸、6种单不饱和脂肪酸和10种多不饱和脂肪酸。在微流水处理后, 鳙鱼肌肉中饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸总量显著下降, 在微流水处理10d时分别较未处理组降低了41.87%、34.40%和18.16%。饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸下降程度最大, 主要表现为棕榈酸、硬脂酸、油酸和芥酸等含量的显著降低; 而在多不饱和脂肪酸中, 亚油酸、二十二碳二烯酸和DHA的含量显著上升, 不饱和脂肪酸在脂肪酸中的组成比例也显著上升。

2.5 不同微流水处理时间对鳙鱼肌肉中核苷酸及其降解产物含量的影响

如表 6所示, 鳙鱼肌肉中肌苷酸(Inosine monophosphate, IMP)含量最高, 其次是鸟苷酸(Guanosine monophosphate, GMP)含量。AMP含量在整个微流水处理过程中先增加后降低, 处理6d时含量最高(P＜0.05), 较未处理组增加了28%, 进一步延长处理时间时则开始下降, 但不再显著性变化; GMP和IMP含量分别在处理2d和4d时达到最高(P＞0.05),比未处理组分别增加了7.53%和1.52%; HxR含量在处理8 d 时显著降低, 与未处理组相比降低了32.28%, 而与处理10d时的含量无显著差异; Hx含量在处理过程中有所波动, 但整体呈现下降的趋势,处理8d时含量最低, 相比未处理组降低了8.45%。

表6 不同微流水处理时间对鳙鱼肌肉中核苷酸及其降解产物含量的影响Tab. 6 Effects of micro-flow water treatment time on the content of Nucleotides compounds in bighead carp muscle

2.6 不同微流水处理时间对鳙鱼肌肉中甜菜碱含量的影响

甘氨酸甜菜碱俗称甜菜碱, 广泛分布于海产无脊椎动物的肌肉、生殖腺和内分泌腺等组织, 与渗透压的调节有关, 具有甜味和一定的鲜味, 并且还能增强厚味[25,26]。由图 1可知, 甜菜碱含量随着处理时间的延长呈现先增加后降低的趋势, 处理6d时甜菜碱含量达到最高为4.54 mg/g, 与未处理组相比增加了50.16%, 处理8d时含量有所下降, 再进一步延长处理时间则无显著变化(P＞0.05)。整体上处理后的鳙鱼肌肉中甜菜碱含量相较未处理组均显著增加, 能一定程度改善鳙鱼肌肉滋味品质。

图1 不同微流水处理时间对鳙鱼肌肉中甜菜碱含量的影响Fig. 1 The effect of different micro-flow water treatment time on the betaine content of bighead carp muscle

2.7 滋味特征分析

为比较不同微流水处理时间下的鳙鱼肌肉滋味差异, 采用滋味分析仪(电子舌) 进行测定。判别分析因子DF 1和DF 2的总贡献率达98.69%, 说明电子舌各探头的判别分析结果能够反映鱼肉的整体滋味信息。由图 2可以看出, 各处理组鳙鱼肌肉的滋味特征有明显差异, 说明微流水处理能显著改变鳙鱼肌肉的滋味特征。

图2 不同微流水处理时间下鳙鱼肌肉滋味特征的判别因子分析Fig. 2 Discriminant factor analysis on e-tongue signal of bighead carp muscle at different micro-flow water treatment times椭圆表示同组样本的置信区间(P＜0.05)Ellipse represents confidential interval for each group of samples (P＜0.05)

电子舌二代探头能模拟人的味觉细胞, 可分析样品的酸味、苦味、咸味、鲜味和甜味[27]。由图 3可看出, 随着处理时间的延长, 呈酸味和咸味的探头响应值显著降低(P＜0.05); 呈鲜味和甜味的探头响应值先增加后降低, 均在处理6d时达到最大值(P＜0.05); 呈苦味探头响应值在处理过程中先降低后增加, 并在处理6d时降至最低(P＜0.05)。故短时微流水处理可改善鳙鱼肌肉滋味特征, 并且, 在微流水处理6d时, 鳙鱼肌肉的甜味和鲜味高, 苦味低, 具有较高的滋味品质。感官评分结果(表 2)也表明随着处理时间的延长, 鳙鱼肌肉滋味得分呈现先上升后下降的趋势, 在处理6d时得分最高, 且处理8d后得分无显著变化, 这一变化趋势与电子舌结果一致。

图3 不同微流水处理时间下鳙鱼肌肉电子舌传感器响应值雷达图Fig. 3 Radar chart of electronic tongue sensor to bighead carp muscle at different micro-flow water treatment times

2.8 滋味物电子质与舌响应值相关性分析

为探究短时微流水处理后鳙鱼肌肉滋味特征变化与滋味物质之间的关联, 故将电子舌各探头响应值与各滋味物质的含量进行相关性分析(表 7)。HxR含量与AHS、CTS和SCS探头响应值呈显著正相关; IMP含量与ANS探头响应值呈显著正相关。甜味氨基酸含量与CTS、NMS、ANS和SCS探头响应值呈显著相关性; 鲜味氨基酸、苦味氨基酸、酸味氨基酸、单不饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸与各个探头响应值呈现显著相关性。饱和脂肪酸和甜菜碱与AHS、CTS、NMS和ANS四个探头响应值呈显著相关性。

表7 滋味物质与电子舌响应值相关性分析Tab. 7 Correlation analysis between the content of taste compounds and electronic tongue response value of bighead carp muscle

3 讨论

游离氨基酸、脂肪酸、核苷酸及其降解产物和甜菜碱是影响鳙鱼肌肉滋味品质的主要成分。游离氨基酸是鱼贝虾等水产品中重要的呈味物质,谷氨酸和天冬氨酸呈鲜味, 苏氨酸、甘氨酸和丙氨酸等具有甜味, 而组氨酸和亮氨酸则呈苦味等不良风味, 同时游离氨基酸在热加工时自降解、参与美拉德反应等影响肉的风味品质[28—30]。在微流水处理过程中, 鳙鱼肌肉中游离氨基酸含量呈现先增加后降低的趋势, 并在处理6d时含量最高, 这一变化趋势与吕昊[13]研究微流水处理鲫鱼时游离氨基酸含量变化一致。这说明处理时间过长反而不利于提升鳙鱼肌肉滋味品质。脂质是重要的风味前体物质, 鳙鱼在微流水处理过程中脂质代谢分解产生短链脂肪酸可能影响其滋味品质, 如亚油酸可能产生油脂味或温和的甜味, 而脂肪酸进一步代谢生成的短链有机酸如己酸和辛酸则可能分别给肉类带来辛辣味和干酪味[31]。鳙鱼肌肉中游离脂肪酸含量呈现降低的趋势, 但不饱和脂肪酸含量所占比例却有上升, 吕昊[13]研究微流水处理鲫鱼时其肌肉中脂肪酸的组成也发现了类似的结果, 其研究结果表明处理9d时鲫鱼主要利用了饱和脂肪酸, 而不饱和脂肪酸组成比例有所上升; Palmeri等[6]研究发现在17℃停饵处理2周后鳕鱼肌肉中各类脂肪酸含量无显著变化, 部分多不饱和脂肪酸含量增加。鳙鱼在微流水处理过程中处于饥饿状态, 三磷酸腺苷(Adenosine triphosphate, ATP)含量有所降低。 核苷酸及其降解产物影响鱼蟹类的口感和风味, AMP、IMP和GMP是鲜味的主要成分, 可增强鱼蟹类的鲜味,HxR和Hx能使鱼肉产生苦味, 影响鱼肉的滋味和口感[32,33]。在处理后的鳙鱼肌肉中, AMP、IMP和GMP含量有所增加, HxR和Hx含量有所降低, 对改善滋味品质起一定作用。这与杨文鸽等[25]研究缢蛏冰藏初期ATP含量下降结果一致。陈周[12]对草鱼进行微流水处理时发现草鱼鱼肉中IMP含呈现先增加后降低的趋势, 与本试验结果趋势一致。鳙鱼肌肉中甜菜碱含量在处理过程中先增加后降低。缢蛏在冰藏期间甜菜碱含量也先增加后降低[25]。

电子舌各探头响应值与各滋味物质的含量的相关性说明微流水处理过程中核苷酸、游离氨基酸、脂肪酸和甜菜碱含量的变化显著影响了鳙鱼肌肉滋味品质。IMP具有鲜味, 并且能够抑制可能存在的苦味、油脂味和硫磺味等, HxR具有苦味。赵辉等[34]对新鲜海鳗的风味物质进行测定分析后发现IMP对海鳗的鲜味有重要贡献, 肌肉中IMP的含量高达7.15 μmol/g。在本试验中鳙鱼肌肉中IMP含量与ANS探头响应值呈显著正相关, HxR含量与AHS、CTS、SCS探头响应值呈显著正相关,而与ANS探头响应值呈显著负相关。游离氨基酸的存在与肉产品滋味有很大关系, 如谷氨酸、天门冬氨酸、丙氨酸和甘氨酸等游离氨基酸不仅直接形成滋味, 而且还是很多风味物质的前体物质[35,36]。本试验中脂肪酸含量与鳙鱼滋味特征变化显著相关, 可能是鳙鱼在微流水处理过程中消耗脂肪分解代谢产生的游离脂肪酸, 脂肪酸进一步分解生成的醛类、酸类和酮类等起到呈味作用[37], 如己酸和辛酸则可能分别给肉类带来辛辣味和干酪味[31]。李婉君[23]比较南极磷虾和南美白对虾的滋味成分时发现甜菜碱为赋予虾肉鲜甜味的直接贡献者, 而本试验中甜菜碱含量与电子舌NMS和ANS探头呈显著正相关, 与该试验结果一致。

故短时微流水处理可改善鳙鱼肌肉滋味品质,在处理6d时效果最佳。并且IMP、HxR、游离氨基酸、脂肪酸和甜菜碱为主要滋味贡献物质。同时,在微流水处理过程中鳙鱼主要消耗脂肪提供能量,对粗蛋白含量无显著影响且灰分含量增加, 不会降低鳙鱼肌肉营养价值。