赵笑颍,袁桃静,庞一扬,余远江,刘小玲

(广西大学,轻工与食品工程学院,广西南宁 530004)

油炸食品因为脂香浓郁以及良好的口感色泽而被消费者所喜爱。罗非鱼是我国三大淡水养殖品种之一,其肉质细嫩少刺,适宜加工。油炸后的罗非鱼不仅货架期得到了延长,而且风味得到了极大的改善,在油炸过程中,食品形成令人愉悦的风味、口感和质地,从而提高了食品的营养价值[1-2]。且因其外酥里嫩、色泽金黄、香气浓郁等独特的产品品质尤其受到关注,是罗非鱼主要的深加工产品。食盐腌制是重要的原料保鲜保藏手段,也是一种改进鱼滋味的调味方法。

关于腌制处理对肉制品风味的影响,国内外学者主要开展腌制肉制品风味变化的研究,如丁丽丽等[3]认为,新鲜海鱼经过腌制处理后,其挥发性物质发生变化。还有部分学者发现腌制风味的产生主要来自于蛋白质和脂肪的降解产生,如Toldra[4]发现干腌火腿的特殊风味,是蛋白质和脂肪在内源酶的作用下发生降解反应产生氨基酸和脂肪酸等呈味物质,风味含量增加,氨基酸与脂肪酸含量减少。侯婷婷等[5]认为挥发性成分主要是蛋白质在酶的作用下发生降解和脂肪酸发生氧化,且降解产物与氧化产物进一步反应所生成。谭汝成[6]研究认为腌制能够促进前体物质的转化和风味物质的形成,在腌制过程中,脂肪酸发生降解反应产生酮、醛等物质,促进风味的形成。而在腌制对炸制鱼风味的影响上缺乏研究,且对炸制鱼的脂质热降解、美拉德反应等形成风味物质的组分及风味之间的转化规律缺乏深入研究。

因此,本实验通过感官评定结合GC-MS的研究方法,探究食盐腌制对油炸罗非鱼的风味及其风味组分的影响,并检测脂肪酸、游离氨基酸以及呈味核苷酸等指标,明确腌制处理后的油炸鱼整体风味的差异以及风味间的变化规律,分析比较油炸罗非鱼在食盐腌制处理下的差异性,探讨新鲜鱼在经过腌制处理后,其风味组分的变化,以期为进一步探讨油炸鱼风味的形成机理以及提高油炸鱼的风味品质提供良好的基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜罗非鱼、食用盐(加碘食盐)、金龙鱼大豆油 广西大学北京华联超市;磺基水杨酸、氯仿、甲醇、NaCl、NaOH、高氯酸、15%三氟化硼甲醇溶液、石油醚、浓硫酸 上海麦克林生物化学有限公司;其他试剂 国产分析纯试剂。

SZF-06A自动脂肪测定仪 上海新嘉电子有限公司;SKD-800自动凯氏定氮仪 上海沛欧分析仪器有限公司;L-8900全自动氨基酸分析仪 日本日立公司;FJ300-SH数显高速分散均质机 上海标准模型厂;XJ-6K116电炸锅 爱思杰电器(深圳)有限公司;Water3 e2695 HPLC 美国Waters公司;Agilent 7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪 美国Agilent公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理 选取净重在500 g的鲜活罗非鱼宰杀,去除鳃、内脏和鱼鳞,清洗干净,吸取多余水分,在两侧肌肉部位划2～3道切口,选取新鲜鱼肉进行处理。实验设置为四组,分别为:新鲜罗非鱼(X1);用2%(质量比)食盐腌制1 h的腌制罗非鱼(X2);将样品X1和样品X2置于180 ℃的大豆油中油炸3 min,沥去油分,得到新鲜炸制罗非鱼(Y1)和腌制炸制罗非鱼(Y2)。将各样品处理完成后置于-20 ℃冰箱备用,用于分析测定样品的气味及其组成成分。

1.2.2 感官评价 参照相关文献[7-8]方法进行调整,对油炸罗非鱼的气味特征感官词进行整合,主要分为油脂香、金属味、肉香味、土腥味、鲜味、青草味。由实验室内的随机12名同学组成感官评定小组。感官小组首先对气味代表物质进行熟悉,油脂香(壬醛)、金属味(七水合硫酸亚铁)、肉香味(2-甲基-3-巯基呋喃)、土腥味(三甲胺)、鲜味(谷氨酸钠)、青草味(己醛),熟悉后让感官小组采用6点间隔强度法(0=无、5=极强)对不同的样品进行描述性感官分析,取平均值绘制风味剖面图。

1.2.3 顶空固相微萃取-气质联用(HS-SPME-GC-MS)分析 取2.00 g样品按照1∶3 (g/mL)的料液比加入饱和食盐水,在冰水浴中匀浆,将匀浆液移入顶空进样瓶中,置于4 ℃冷藏冰箱内,于4 h内进行检测[9-10]。

顶空瓶在60 ℃的磁力加热搅拌器中平衡进样瓶10 min,使用三合一萃取头(50/30 μm DVB/CAR/PDMS)(已在250 ℃时老化30 min),插入顶空瓶中吸附30 min后,再次取出迅速插入GC进样口解析5 min,进行GC-MS分析检测。

色谱柱:DB-WAX弹性毛细管柱(60 m×0.25 mm,0.25 μm);进样口温度:250 ℃;载气(He)流量:1.0 mL/min;升温程序:柱初温:35 ℃保持5 min,以4 ℃/min的速度升至240 ℃保持8 min。质谱条件:EI离子源温度150 ℃,质量扫描范围45～550 u,扫描速率0.220 s/scan,电子能量70 eV。选择NIST 14.0谱库检索结果匹配度大于80%的化合物作为物质鉴定依据,同时采用峰面积归一方法计算其相对含量。

1.2.4 关键挥发性物质评定方法 关键挥发物质的确定:采用相对香气活度值法(relative odor activity value,ROAV)[11],ROAVmax=100作为样品风味贡献最大的组分:对其他香气成分则有:

式中,Ci、Ti:分别为各挥发性物质的相对百分含量和相对应的感觉阈值;Cmax、Tmax:分别为对样品总体风味贡献最大组分的相对百分含量和相对应的感觉阈值。

1.2.5 蛋白质的测定 参照GB 5009.5-2016《食品安全国家标准—食品中蛋白质的测定》[12]。称取样品2.5 g至消化管内,加入0.2 g硫酸铜、3 g硫酸钾以及10 mL的浓硫酸于消化炉内进行消化,炉内温度达到420 ℃,继续消化1 h,取出冷却后,于自动凯氏定氮仪进行加液、蒸馏和滴定,并记录数据。

1.2.6 游离氨基酸的测定 参照乔凯娜等[13]进行稍加修改。称取2.00 g样品,添加5%的磺基水杨酸溶液10 mL,低温匀浆,振荡摇匀,在4 ℃的环境下浸提3 h,12000 r/min下离心20 min,得到上清液,上清液过滤(孔径0.22 μm的滤膜),滤液备用。使用氨基酸全自动分析仪上机测定。

1.2.7 脂肪的测定 参照GB 5009.6-2016《食品安全国家标准-食品中脂肪的测定》[14]。称取样品2.5 g,准确至0.001 g。使用恒重后的索氏抽提瓶内,加入石油醚至瓶内容积的三分之二处,进行水浴加热,抽提6～10 h。抽提结束后,取下接收瓶,回收石油醚,至瓶内溶剂剩余1～2 mL时在水浴上蒸干,再于100±5 ℃干燥1 h,放干燥器内冷却0.5 h后称量。

1.2.8 游离脂肪酸的测定 参考部分文献[15-17]进行稍加修改。取5.00 g样品于烧杯中,加入15 mL氯仿-甲醇(2∶1 v/v)溶液进行匀浆,匀浆液使用氯仿-甲醇(2∶1 v/v)溶液定容至50 mL,静置1 h后过滤,滤液添加0.2倍体积的生理盐水,在5000 r/min的情况下离心20 min,得到下层液体,使用氮吹仪浓缩去除易挥发有机溶剂,得到油脂。

称取鱼油0.1～0.2 g,加入1 moL/L的NaOH-CH2OH溶液3 mL,在水浴锅中水浴30 min至油珠消失(60 ℃),冰水冷却,加入15%三氟化硼甲醇溶液2 mL,水浴5 min(60 ℃),冷却后加正己烷2 mL,饱和食盐水2 mL,振荡摇匀,分液漏斗进行分液,取上层液体,添加适量无水硫酸钠进行脱水,过0.22 μm有机膜上机待测。

色谱条件:HP-5MS(30 m×0.25 mm,0.25 μm)弹性石英毛细管柱,载气为高纯氦;升温程序:初始温度150 ℃,保持2 min,以5 ℃/min升温至200 ℃,再以10 ℃/min升温至280 ℃,保持5 min;进样温度300 ℃;载气流量1 mL/min;分流比100∶1;进样量1 μL;溶剂延迟5 min。质谱条件:EI离子源温度230 ℃,四极杆温度150 ℃,电子能量70 eV。通过美国国家标准与技术研究院谱库检索,对脂肪酸进行定性,按峰面积归一化法确定其质量分数,以相对百分含量表示。

1.2.9 呈味核苷酸的测定 参考于SC/T 3048-2014《鱼类鲜度指标K值的测定-高效液相色谱法》[18]进行稍加修改。称取腌制后鱼块样品约3.0 g,按料液比1∶3 (m∶v)加入超纯水,静止25 min,4 ℃下6000 r/min离心10 min,取上清液5 mL,加入15 mL 8%高氯酸溶液,静置10 min,4 ℃下6000 r/min离心10 min,将上清液转移至100 mL容量瓶中,再用15 mL 8%高氯酸溶液洗涤残渣两次,离心,上清液合并至容量瓶中。用10 mol/L NaOH溶液调节pH至中性。然后用0.22 μm微孔滤膜过滤,上机测定。

色谱条件:高效液相色谱柱Agilent C18(4.6 mm×250 mm,5 μm);进样量:10 μL;柱温:25.0 ℃;检测波长:254 nm;流动相:A为0.02 mol/L磷酸二氢钾溶液+0.02 mol/L磷酸氢二钾溶液(pH6.0);梯度洗脱:0～6 min,A为98%,B为2%;6～10 min,A降至95%,B升至5%;10～14 min,A降至85%,B升至15%;14～18 min,A升至90%,B降至10%;18～25 min,A升至95%,B降至5%。

1.3 数据处理

每组实验均进行三次平行,并记录数据。数据的处理,使用SPSS 25.0对数据的标准误差进行分析,采用均值±标准差来表示;使用Excel对数据进行整理;使用Origin 2018进行图表的绘制处理。

2 结果与分析

2.1 油炸罗非鱼的感官评定结果

通过风味剖面感官分析法对不同处理的样品风味进行整体评价。由图1可知,不同样品间的风味强度和特征差异明显。与新鲜罗非鱼相比,腌制罗非鱼油脂香和鲜味增强,土腥味减弱;炸制后,与新鲜罗非鱼相比,新鲜炸制罗非鱼的油脂味、鲜味和肉香味明显增强,土腥味和青草味减弱。与腌制罗非鱼比较,腌制炸制罗非鱼油脂香、鲜味和肉香味提高,金属味、土腥味和青草味减弱,说明油炸处理可明显提高鱼的肉香味、油脂味并降低土腥味、青草味。腌制炸制罗非鱼与新鲜炸制罗非鱼相比,其油脂香、鲜味和肉香味更浓郁,新鲜炸制罗非鱼的金属味和土腥味比腌制炸制罗非鱼明显,这说明腌制处理可以有效的提高炸制鱼的油脂味、肉香味和鲜味,降低其土腥味,腌制处理对改善油炸罗非鱼的风味起到促进作用。

图1 不同样品的感官评定雷达图

2.2 GC-MS分析

2.2.1 挥发性成分分析 通过GC-MS检测,对不同样品的挥发性物质进行分类统计,如表1所示。从表中可以得出,4个样品间挥发性物质种类与含量均存在差异。腌制罗非鱼和新鲜罗非鱼相比,其挥发性化合物种类增多,由36种增至41种,且挥发性化合物相对含量增加至73.64%,其变化较为明显的是醛类物质、酮类物质,与丁丽丽等[3]的研究结果基本一致。腌制罗非鱼与腌制炸制罗非鱼的挥发性化合物分别为73.64%和99.26%,含量增加了二十五个百分点,且以醛类、酮类和酯类含量增加为主。腌制炸制罗非鱼挥发性化合物(99.26%)较新鲜炸制罗非鱼(89.79%)增加了近十个百分点,且同样以醛类、醇类、酮类和酯类的含量增加为主。腌制后的罗非鱼在油炸条件下,挥发性化合物含量及种类增加更加明显。综上所述,腌制处理可增加罗非鱼中挥发性化合物种类及含量,尤其在油炸条件下,腌制处理的效果会更加明显。

表1 挥发性物质种类

2.2.2 关键性风味物质的分析 挥发性物质一般被认为是风味的决定性因素,通过GC-MS得出的挥发性物质定性定量分析,结合各物质的气味阈值以及气味特征,计算ROAV值。通过文献[11]查阅可知,ROAV≥1时,该挥发性物质为样品的关键风味物质;0.1≤ROAV<1时,该挥发性物质对样品的总体风味起辅助作用。因此对ROAV值进行筛选,将ROAV>0.1的挥发性物质进行汇总,如表2所示。

表2 关键性风味物质

从表2中可知,新鲜罗非鱼中贡献最大的是1-辛烯-3-醇,具有蘑菇和土腥的特征气味,是新鲜罗非鱼的关键风味成分,在新鲜罗非鱼中ROAV值相对较高的还有壬醛(油脂味、青草味)、三甲胺(鱼腥味)和庚醛(鱼腥味),因此新鲜罗非鱼总体呈现出强烈的腥味。新鲜罗非鱼经过腌制处理后,1-辛烯-3-醇的ROAV值降低,土腥味减弱,但仍是腌制罗非鱼的关键风味成分;(E,E)-2,4-癸二烯醛的ROAV值升高,且在腌制罗非鱼中贡献最大,提供脂肪味、肉香味和青草味,使得腌制罗非鱼的脂肪味增强,青草味(壬醛)和鱼腥味(三甲胺)降低,腌制罗非鱼相对于新鲜罗非鱼,脂肪味增强,土腥味和青草味减弱。

新鲜罗非鱼和腌制罗非鱼经过油炸处理后,新鲜炸制罗非鱼的(E,E)-2,4-癸二烯醛的ROAV值升高,也是新鲜炸制罗非鱼中贡献最大的风味成分,1-辛烯-3-醇的ROAV值明显降低。并且,新鲜炸制罗非鱼多了(E,E)-2,4-庚二烯醛,赋予炸制鱼肉香味,因此,新鲜炸制罗非鱼相较于新鲜罗非鱼,其油脂味、肉香味明显增强,土腥味明显减弱。腌制罗非鱼经过油炸处理发生了相似的变化,(E,E)-2,4-癸二烯醛也是腌制炸制罗非鱼的关键风味成分,且腌制炸制罗非鱼中的三甲胺(鱼腥味)不再是关键风味成分(ROAV值<1),对腌制炸制罗非鱼的整体风味起到修饰的作用,说明腌制油炸罗非鱼的腥味更低。综上所述,腌制处理可明显改善炸制罗非鱼的风味,且其各样品间风味成分的变化以及气味贡献的变动与感官评定的结果相符。

由表2可知,腌制处理可以引起油炸鱼风味的变化,其中4个样品间风味成分变化较为明显的有1-辛烯-3-醇、(E,E)-2,4-癸二烯醛、壬醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛、三甲胺、庚醛和己醛等。研究表明[19-20]可得,油酸可以通过氧化降解反应生成壬醛、庚醛等醛类物质,亚油酸经过自动氧化作用产生己醛、2,4-癸二烯醛和2,4-庚二烯醛等物质,花生四烯酸第12位碳上的氢过氧化物裂解产生的辛烯基团与氧反应生成辛烯基氧自由基再进一步反应可生成1-辛烯-3-醇。除此之外,三甲胺可以通过蛋白质降解产生,部分风味物质可以通过核苷酸降解或降解产物与氨基酸协同作用产生。因此,腌制处理对油炸鱼风味的影响与氨基酸、脂肪酸和呈味核苷酸间的变化有关。

2.3 腌制对油炸罗非鱼蛋白质和氨基酸的影响

2.3.1 腌制对蛋白质含量的影响结果 蛋白质是肉中的主要成分,具有广泛的功能特性,可与盐、水分等成分协同,在肉制品中的品质、感官、风味的形成中发挥重要作用[21]。由图2可知,4个样品的蛋白质含量存在显著差异(P<0.05),腌制罗非鱼与新鲜罗非鱼的蛋白质含量分别为159.51和171.53 mg/g,经过腌制处理,蛋白质含量降低。原因可能是腌制过程中,鱼肉内的NaCl含量上升,鱼肉的渗透压增强,水的溶解作用使鱼肉中的蛋白质在腌制过程中析出增强,并且蛋白质在自身降解酶的作用下发生降解反应,产生肽和氨基酸,蛋白质含量下降[22]。然而经过油炸处理后,蛋白质含量升高,与杨毅青[23]的研究一致。

图2 不同样品的蛋白质含量差异

2.3.2 腌制对游离氨基酸的影响结果 不同样品游离氨基酸的含量变化,如表3。呈味氨基酸主要分为鲜味氨基酸和甜味氨基酸,如天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸。鲜味氨基酸主要提供鱼肉的天然风味,保持其鲜度[24]。经过腌制处理后,腌制罗非鱼的游离氨基酸总量高于新鲜罗非鱼。Toldra[4]关于火腿的研究表示,在腌制过程中,蛋白质在氨肽酶的作用下发生降解,产生氨基酸,造成氨基酸含量有所提升。腌制罗非鱼的呈味氨基酸的占比增加,高于新鲜罗非鱼的67.56%,说明腌制处理能够增强罗非鱼的风味。经过油炸处理的新鲜炸制罗非鱼和腌制炸制罗非鱼,其氨基酸含量相较于新鲜罗非鱼、腌制罗非鱼减少,说明鱼样经过油炸处理,氨基酸含量降低,高温条件下氨基酸发生降解、美拉德等反应[22]。腌制罗非鱼相较于新鲜罗非鱼经过油炸处理后,其氨基酸含量减少更为显著(38.94 mg/100 g),表示腌制罗非鱼经过油炸处理会减少氨基酸含量。

表3 不同样品的游离氨基酸

2.4 腌制对油炸罗非鱼脂肪和脂肪酸的影响

2.4.1 腌制对脂肪含量的影响结果 脂肪是肉与肉制品的一种重要指标,能够影响风味、嫩度以及适口性[25]。

4个样品的脂肪含量存在显著性差异(P<0.05)。新鲜罗非鱼腌制处理后,脂肪含量显著(P<0.05)降低。可能是由于食盐的添加,使得鱼肉的渗透压增大,水分发生迁移现象,营养物质流失,伴随着脂肪的降解,致使脂肪含量降低[23]。然而经过油炸处理后,含量均显著(P<0.05)升高,与文献[26-27]结果相似。

图3 不同样品的脂肪差异

2.4.2 腌制对游离脂肪酸的影响结果 脂肪酸的氧化降解是肉风味形成的重要途经。脂质中的不饱和脂肪酸(UFA)组成是影响脂质热降解和氧化降解的重要因素[28]。由表4可知,经过腌制处理后,食盐促进脂肪的降解,产生脂肪酸,脂肪酸的含量升高,腌制罗非鱼的脂肪酸含量(6.82 mg/g)高于新鲜罗非鱼的脂肪酸含量(4.22 mg/g),不饱和脂肪酸的含量显著提高。经过油炸处理,比较腌制罗非鱼与腌制炸制罗非鱼,或新鲜罗非鱼与新鲜炸制罗非鱼可以得出,油炸后脂肪酸含量降低。因为油炸热处理加快脂肪酸的降解,产生挥发性化合物[29],且腌制炸制罗非鱼脂肪酸含量和不饱和脂肪酸含量显著(P<0.05)减少。说明腌制处理能够有效地促进油炸鱼的脂肪酸降解。

表4 不同样品的游离脂肪酸

2.5 腌制对油炸罗非鱼呈味核苷酸的影响

鲜味是一种复杂的综合味感。三磷酸腺苷(Adenosine Triphosphate,ATP)及其分解产物是水产动物肌肉核苷酸的主要成分,鱼死后鱼肉内ATP依次降解为腺苷二磷酸(Adenosine Diphosphate,ADP)、腺苷酸(Adenosine Monophosphate,AMP)、肌苷酸(Inosinic acid,IMP)等,对鱼肉的鲜味做出重大贡献[30]。

在食品滋味中,GMP与IMP是鲜味的主要呈味成分,AMP具有压制苦味的作用,同时具有增强甜味和咸味的效果[31-32]。如图4,腌制罗非鱼的AMP和IMP含量均低于新鲜罗非鱼,可能是因为经过腌制处理,鱼体内的AMP在关键酶的作用下,发生降解,产生GMP,IMP和核糖核苷酸通过去磷酸化作用或者ATP脱氨基降解作用,产生核糖,核糖参与美拉德反应产生风味物质[33],因而腌制罗非鱼GMP的含量高于新鲜罗非鱼。研究表明[32],添加食盐,使ATP的降解加快,经过生物化学反应产生合成GMP的中间物质,使GMP的含量升高,鲜味增加。新鲜罗非鱼和腌制罗非鱼经过油炸处理后,AMP显著(P<0.05)增加,IMP和GMP均减少,与Xu等[34]的研究结果相似。因为高温处理,核苷酸过度降解产生AMP,使AMP的含量升高。与腌制罗非鱼相比,腌制炸制罗非鱼的IMP和GMP消耗量分别为14.36、23.10 mg/100 g,而与新鲜罗非鱼相比,新鲜炸制罗非鱼的IMP和GMP消耗量相对较低,分别为12.25、15.94 mg/100 g。综上,食盐腌制处理对呈味核苷酸的消耗起到了促进的作用。

图4 不同样品的呈味核苷酸差异

3 结论

食盐腌制对罗非鱼风味及风味组分有显著影响(P<0.05)。食盐腌制处理后,罗非鱼的脂肪和蛋白质含量显著降低(P<0.05),脂肪酸和氨基酸的含量明显增加,分别为6.82 mg/g和237.24 mg/100 g,其中影响风味的游离氨基酸和不饱和脂肪酸含量以及提供鲜味的GMP含量明显上升,有少量提供肉香味的(E,E)-2,4-癸二烯醛(2.67%)等醛类物质形成,而提供鱼腥味的1-辛烯-3-醇(ROAV=24.67)和三甲胺(ROAV=7.81)明显降低,致使罗非鱼鲜味增加,肉香味提升。炸制处理对罗非鱼风味及风味组分有显著影响(P<0.05),炸制处理后,罗非鱼的游离氨基酸和不饱和脂肪酸含量降低,降解产生的挥发性物质相对含量变化明显,其中具有肉香和脂肪香的(E,E)-2,4-癸二烯醛和(E,E)-2,4-庚二烯醛含量增加,ROAV值明显提高,炸制罗非鱼的肉香和脂肪香明显增加;1-辛烯-3-醇和壬醛含量和ROAV值降低,炸制罗非鱼的鲜味增加,土腥味降低。食盐腌制对炸制罗非鱼风味有显著影响(P<0.05)。腌制炸制罗非鱼与腌制罗非鱼和新鲜炸制罗非鱼进行比较,产生的挥发性物质的种类增至43种,含量显著增至99.26%,其中(E,E)-2,4-癸二烯醛含量分别增加至5.12%,ROAV值为最高,腌制炸制罗非鱼的肉香和脂肪香更为突出;三甲胺含量降低,ROAV值降低至0.71(ROAV<1),仅起到修饰作用,因此,腌制炸制罗非鱼的鲜味更明显,鱼腥味更低。

综上所述,食盐腌制对炸制罗非鱼的风味物质及组分有显著影响(P<0.05),显著降低蛋白质和脂肪的含量,降解形成的挥发性物质明显提高,不仅提高了罗非鱼的油脂香、鲜味和肉香味,而且降低了罗非鱼的土腥味和青草味,对罗非鱼的品质具有明显的改善效果。