孔钰婷,何 丹,黄 群,安凤平

(福建农林大学食品科学学院,福建福州 350002)

采用传统发酵工艺生产的湘西酸鱼酸味独特,以酸代味,开胃助消化,是较具湘西传统特色的上等佳肴。传统酸鱼菜肴的做法也较为讲究,需要以新鲜活鱼为原材料，经过繁杂的前处理工序,在发酵完成后，再配合独特的煸炒方式才能尽显其美味。开发这一传统美食,需要在营养与安全、产品质构特性及其风味、及加工方式与设备的研发等方面持续发力。湘西传统发酵肉制品中微生物种类丰富,乳酸菌为其中的优势产酸菌[1]。酸鱼中部分乳酸菌具有氨基酸脱羧酶活性,能够在适宜的条件下对某些特定的氨基酸产生脱羧作用,生成组胺、尸胺等劣化食品风味及危害人们健康的化合物[2-3]。以往湘西酸鱼大多是自制食用,随着食品加工业的繁荣发展,越来越多的传统美食，包括湘西酸鱼在内，已以食品的形式走上市场,且市场前景广阔。酸鱼商品化的过程中杀菌是必要环节,在此过程中若能保持或改善酸鱼的原有风味,将有希望实现发酵鱼肉制品的生产工业化及规模化。目前,有关发酵鱼肉制品的杀菌处理鲜有报导。因此,研究酸鱼的杀菌方式对于酸鱼风味和食用安全性具有重要意义。

目前,挥发性物质主要通过固相微萃取(Solid phase micro-extraction,SPME)技术进行提取,并利用气-质联用(Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)进行分离测定[4-5]。SPME技术是一种利用微纤维表面少量的吸附剂,从样品中分离和浓缩分析组分的技术,几乎克服了以往一些传统技术处理样品的所有缺点,操作更简单、样品量少、重现性好、无需萃取溶剂等[6-7]。本文利用SPME提取技术结合GC-MS分析,通过质构仪,分别从咀嚼度、弹性、内聚力、黏性、恢复力等6个方面进行综合评价,探究低温杀菌(65 ℃,30 min)与高温杀菌(85 ℃,15 min)方式对酸鱼挥发性风味物质及质构的影响,以期在延长酸鱼货架期的同时,减少杀菌过程对酸鱼风味及感官的影响,为酸鱼标准化生产提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

酸鱼(传统发酵成熟) 湖南吉首八月楼菜市场。

7890A-5975C型气相色谱-质谱联用仪 美国安捷伦公司;HH-S2型恒温水浴锅 金坛市成辉仪器厂;FA2004型电子天平 上海舜宇恒平科学仪器有限公司;YS-2S-420型真空包装机 杭州永新机械有限公司;TW80万能搅拌机 天津市泰斯特仪器有限公司;FS-200型塑料薄膜封口机 永康市特力包装机有限公司;TA-XT plus型质构分析仪 英国SMS公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品前处理 从酸鱼(鱼背)上取三份样品(40 mm× 30 mm×10 mm)进行真空包装后,经不同杀菌方式处理。样品A:未处理(空白对照);样品B:低温杀菌(65 ℃)处理30 min;样品C:高温杀菌(85 ℃)15 min。取经处理的酸鱼样品于万能搅拌机中搅成肉糜,用于挥发性成风味物质分析;取经处理的样品切成大小相近的鱼片(20 mm× 20 mm×10 mm),用于质构分析。

1.2.2 HS-SPME萃取方法 选取65 μm PDMS/DVB萃取纤维头,萃取纤维在GC进样口250 ℃老化0.5 h,称取5.0 g酸鱼肉糜放入萃取瓶中,于60 ℃[6]下静置平衡5 min,然后将SPME手持器通过瓶盖的橡皮垫插入到萃取瓶中,推出纤维头,吸附1 h后,随即插入GC-MS仪器的进样口,在250 ℃下热脱附5 min。

1.2.3 GC-MS分析条件 GC条件:升温程序为35 ℃保持5 min,以4 ℃/min升温至210 ℃,保持5 min,以5 ℃/min升温至220 ℃(不保持),进样口温度250 ℃。色谱柱为HP-5MS毛细管柱(30 m× 0.25 μm×0.25 mm),以He作载气,流速1.0 mL/min。

MS条件:离子源温度200 ℃,电离方式EI,电子能量70eV,扫描质量范围35～400 amu;进样方式为直接将SPME手持器插入气相色谱仪进样口,推出纤维头,于250 ℃解吸5 min。

1.2.4 质构测定条件 对试样分别进行2次压缩质构仪质地多面剖析(TPA)模式测试,选择P50探头,测试条件:测前速率5.0 mm/s[8-9],测试速率1.0 mm/s,测后速率5.0 mm/s,压缩比50%,间隔时间5 s,数据获取速率200 pps，测定样品的粘合度、弹性、内聚力、黏性、咀嚼度、恢复性。

1.3 数据处理

挥发性风味物质分析:未知化合物经计算机检索并与计算机标准谱图库NIST比较,匹配度大于70为确认化合物(最高匹配度为100),同时采用峰面积归一化法做定量分析。

质构数据分析:使用DPS数据处理软件进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同杀菌方式对湘西酸鱼挥发性风味物质的影响

2.1.1 不同杀菌方式处理后鱼肉挥发性风味物质的种类和数量 经不同杀菌方式处理的酸鱼挥发性成分总离子流图谱如图1所示,酸鱼的挥发性成分GC-MS分析结果如表1,检出成分的种类和数量对比如图2所示。

图1 不同杀菌方式酸鱼挥发性成分总离子流图Fig.1 Total ion flow diagram of volatile components of sour fish treated with different sterilization methods注:A:未处理,B:低温杀菌,C:高温杀菌。

图2 不同杀菌方式酸鱼挥发性成分的种类Fig.2 Species of volatile component of sour fish treated with different sterilization methods

表1 不同杀菌方式酸鱼挥发性成分GC-MS分析结果Table 1 GC-MS analysis results of volatile components of sour fish treated with different sterilization methods

续表

未经杀菌处理的酸鱼共检出48种挥发性成分,其中酯类化合物14种(27.22%),碳氢类化合物6种(11.99%),羰基类17种(51.64%),酸类4种(3.96%),醇类4种(4.38%),其他类化合物2种(1.07%)。低温杀菌酸鱼挥发性成分共检出58种,其中酯类化合物27种(57.79%),碳氢类化合物9种(12.76%),羰基类15种(21.86%),酸类2种(0.91%),醇类3种(5.31%),其他类化合物2种(1.38%)。高温杀菌酸鱼挥发性成分共检出52种,其中酯类化合物23种(56.29%),碳氢类化合物7种(6.17%),羰基类13种(23.65%),酸类2种(1.01%),醇类5种(11.95%),其他类2种(0.91%)。

2.1.2 不同杀菌方式酸鱼挥发性成分组成分析

2.1.2.1 酯类化合物 酯类物质可能来源于羧酸类物质和微生物作用下醇类物质的酯化反应,可以赋予肉制品果香甜味的特征[10],是酸鱼主要挥发性成分之一。三组中均检测到的酯类主要有癸酸乙酯、正十二烷酸乙酯、十三烷酸乙酯、十四烷酸乙酯、十五酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯、棕榈酸乙酯、油酸乙酯等。在经低温杀菌处理的酸鱼样品中,检出的27种酯类物质相对含量(57.79%)高于未处理(14种,27.22%)、高温处理样品(23种,56.29%)。酯化反应多为可逆反应,温度升高时,反应朝着正方向反应,所以升温处理会促进酯类生成,但温度过高，酯类物质分解程度增加。

2.1.2.2 碳氢类化合物 烷烃(C6～C19)广泛存在于水产品的挥发性化合物中,但因为其阈值较高,所以对食品的整体风味贡献较小[11]。未处理酸鱼中碳氢类化合物6种,低温杀菌后有9种,高温杀菌后7种,其中以高温杀菌的酸鱼碳氢类化合物相对含量最低，为6.19%。而产生这种变化的可能原因是,醇的消去反应生成烯类物质,导致酸鱼升温处理后，碳氢类化合物略有增多,但热处理温度过高时，碳氢化合物趋于减少,这与高温条件下脂肪酶活性受影响有关[12]。

2.1.2.3 羰基类化合物 脂肪氧化和美拉德反应的的中间产物是羰基类化合物,直链醛主要来自于不饱和脂肪酸的氧化,支链醛主要来自氨基酸降解,酮类化合物的形成主要来自于脂质的氧化和Strecker反应而发生的氨基酸降解[13]。从图2～图3可看出，羰基类化合物在酸鱼挥发性风味中所占比例较高,表1中列出三组中均有检出的羰基类物质有棕榈醛、苯甲醛、(E)-2-辛烯醛、壬醛等。检出的醛类物质多属C4～C16范围内,苯甲醛属于芳香醛类,这些物质与小分子酮对熟肉的整体风味具有重要作用[14]。未处理酸鱼羰基类化合物相对含量较高(51.64%),经热处理后，羰基类化合物相对含量减少(低温处理21.86%,高温处理23.65%),这有助于减少酸鱼原有的腥味[15]。热杀菌后羰基类物质减少,可能是因为，升温过程中醛、酮通过还原作用生成醇类物质或裂解生成烃类。

图3 不同杀菌方式酸鱼挥发性成分的相对含量Fig.3 Relative content of volatile components of sour fish treated with different sterilization methods

2.1.2.4 酸类化合物 经杀菌处理后,酸类化合物检出较少,低温处理(2种,0.91%),高温处理(2种,1.01%),在种类与含量方面相差不大。主要检测到的有十四烷酸、n-棕榈酸、顺式异油酸、5,8,11,14-二十碳四烯酸、5,8,11,14,17-甲基二十碳五烯酸、EPA等。酸类物质大部分是碳水化合物的分解产物,有部分可能是氨基酸的产物[16]。

2.1.2.5 醇类化合物 饱和醇类可能是在加热过程中,脂肪经氧化分解生成或是由羰基化合物还原而生成醇[17]。酸鱼中检出醇类较少,三组样品中均检测到1-辛烯-3-醇、苯乙醇、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇,高温组检出18-十九碳烯-1-醇相对含量为0.4371%,(Z,Z)-9,12-十八碳二烯-1-醇为0.1943%,未处理组检出(R)-(-)-(Z)-14-甲基-8-十六碳烯-1-醇相对含量为1.5620%。碳链较长的直链醇及一些不饱和醇往往具有某种独特的香味,且饱和醇的香气阈值远高于不饱和醇[18]。经高温杀菌处理的酸鱼不饱和醇含量达到10.00%,高温处理使醇类化合物对酸鱼风味的贡献具有一定促进作用。

2.1.2.6 其他类化合物 呋喃类化合物阈值较低,大多有肉的烤焦味,存在于许多食品风味中。在对酸鱼肉的检测中,加热导致2-乙基呋喃、2-戊基呋喃、反式-2-(2-戊烯基)呋喃含量增多。

综上所述,杀菌处理有助于促进酸鱼挥发性风味物质的生成。高温杀菌酸鱼醇类物质较低温杀菌的多,但经过低温杀菌,酸鱼的酯类化合物在种类和相对含量方面,都比高温杀菌的有所提高,形成酸鱼独特的肉香风味。酯类和羰基类化合物是酸鱼挥发性风味物质的主要成分。

2.2 不同杀菌方式对酸鱼质构特性的影响

不同杀菌方式酸鱼质构测定结果见表2。低温和高温杀菌处理与未对照组的酸鱼恢复性均存在显著差异(p<0.05),高温处理使得蛋白质变性,结缔组织水解,胶原部分变成溶于水的明胶,使得鱼体恢复性下降更明显[19]。两种杀菌处理的酸鱼内聚性差异不显著(p>0.05),但与未杀菌处理的酸鱼相比,高温杀菌处理酸鱼的内聚性显著降低(p<0.05),说明高温杀菌处理对酸鱼咀嚼细腻感破坏显著(p<0.05)。

表2 不同杀菌方式酸鱼质构测定结果Table 2 Results of texture of sour fish treated with different sterilization methods

两种杀菌处理对酸鱼的弹性有显著影响(p<0.05),与未杀菌处理的酸鱼相比,低温杀菌后酸鱼弹性显著降低(p<0.05),可能是因为,在此升温阶段蛋白质间交联作用处于初期,形成的凝胶结构较弱[20]。高温处理酸鱼弹性显著升高(p<0.05),这是因为,在热处理后肉内部的疏水基团暴露出来,形成二硫键,疏基和二硫键的增加使分子间交联作用加强,加强凝胶结构,从而表现出弹性增大[21]。

经两种杀菌处理的酸鱼黏性均显著降低(p<0.05),酸鱼杀菌后鱼肉黏性降低,是因为热处理过程中,肌原纤维蛋白发生了不同程度的降解。高温杀菌酸鱼的黏性显著高于低温杀菌酸鱼的黏性(p<0.05),由此可见,鱼肉黏性的降低不但与杀菌温度有关,还可能与杀菌时间相关。

咀嚼度是质地综合评价参数,两种杀菌处理鱼肉的咀嚼度存在显著性差异(p<0.05),其中高温杀菌酸鱼咀嚼度显著高于低温杀菌(p<0.05),这可能与杀菌时间有关,高温杀菌时间短,鱼肉肌肉纤维收缩变形程度较低温杀菌的低。

3 结论

采用固相微萃取结合GC-MS技术,对低温杀菌(65 ℃,30 min)与高温杀菌(85 ℃,15 min)两种杀菌方式对酸鱼挥发性风味物质及质构的影响进行了探究。与未经杀菌处理的酸鱼相比,杀菌处理后能够增加酸鱼中的挥发性风味物质的种类,经低温杀菌的酸鱼共检出挥发性成分的种类最多,共58种,高温杀菌酸鱼中检出的风味物质的种类次之,为52种,未处理组仅检出48种。其中低温杀菌后的酸鱼检出酯类物质的种类(27种)与相对含量(57.79%)相比而言，多于经高温杀菌后(23种,56.29%),生成羰基类化合物的种类较丰富,其中低温组为15种,高温组为13种。而酯类和羰基类物质为酸鱼主要挥发性风味物质,对酸鱼的独特风味有重要贡献作用。因此,低温杀菌与高温杀菌相比更有利于酸鱼特征风味的形成。通过质构分析得出,高温杀菌酸鱼要比低温杀菌表现出更好的弹性、黏性、咀嚼度,低温杀菌对酸鱼的黏性与咀嚼度影响较大。综合各项指标,低温杀菌处理有助于酸鱼挥发性风味物质的形成，高温杀菌处理可以最大限度地保持酸鱼固有的感官。