吳 薇,陶寧萍*,顧賽麒
(上海海洋大學(xué)食品學(xué)院,上海 201306)
魚肉具有豐富的營養(yǎng)和令人愉悅的風(fēng)味,深受大眾喜愛。風(fēng)味是魚類等水產(chǎn)品的主要食用品質(zhì)之一,是消費(fèi)者評(píng)價(jià)其品質(zhì)高低的重要指標(biāo)。魚肉的風(fēng)味(flavour)由滋味(taste)和氣味(odour)兩個(gè)部分組成:滋味是由非揮發(fā)性、具水溶性物質(zhì)刺激人體味蕾產(chǎn)生的感覺印象;而氣味是由揮發(fā)性化合物刺激人體嗅覺細(xì)胞產(chǎn)生的感覺印象[1]。其中氣味物質(zhì)占據(jù)很大的比例,對(duì)魚肉的整體風(fēng)味起著重要作用,氣味是魚肉的一個(gè)重要感官評(píng)定要素,是消費(fèi)者對(duì)魚肉及其產(chǎn)品能否接受的第一感官印象。
近年來,魚肉的特征性氣味和異味物質(zhì)研究逐漸成為魚肉揮發(fā)性成分研究中的重要部分。特征性氣味物質(zhì)為提供主要感官特性的獨(dú)特化學(xué)物質(zhì),應(yīng)屬于“活性風(fēng)味物質(zhì)”范疇(活性值較高),能夠貢獻(xiàn)可辨認(rèn)的感官印象,可以為單一化合物或是一組化合物,通常特征性氣味是由多種氣味化合物的協(xié)同效應(yīng)產(chǎn)生的[2]。異味則是指任何產(chǎn)品在正常情況下不應(yīng)具備的氣味、味道或者三叉神經(jīng)的感覺[3]。魚肉的特征性氣味物質(zhì)既可能包括令人愉悅的芳香物質(zhì),也可能包括令人不愉快的異味物質(zhì),但有些異味物質(zhì)不一定是魚肉中的特征性氣味物質(zhì)。當(dāng)特征性氣味物質(zhì)被明確后,風(fēng)味化學(xué)家就能應(yīng)用這些基本的“關(guān)鍵物”進(jìn)行風(fēng)味模擬,進(jìn)而用于魚肉香精香料開發(fā)與加工。而異味物質(zhì)的研究可為指導(dǎo)魚類養(yǎng)殖過程、去除和改善淡水養(yǎng)殖魚肉中的不良風(fēng)味奠定研究基礎(chǔ)。
近年來,國內(nèi)外對(duì)于魚類及其制品的特征性氣味進(jìn)行了很多研究,國外主要對(duì)鯉魚、鯖魚、鯰魚、鮭魚、鱈魚、鱸魚等魚類品種進(jìn)行了研究報(bào)道;而國內(nèi)的研究主要集中在鰱魚、鳙魚、草魚、鯉魚、鯽魚等一些常見養(yǎng)殖魚類,基本都為淡水魚。
Cayhan等[4]用同時(shí)蒸餾萃取(SDE)-氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)與嗅聞技術(shù)(olfatometry)結(jié)合鑒定了野生黑魚(Mugil cephalus)熟制魚肉的特征性香味活性物質(zhì),利用芳香萃取物稀釋分析法(AEDA)共檢測(cè)到29種香味活性物質(zhì),其中24種物質(zhì)被鑒定,這些物質(zhì)主要是醛類,其中香氣最強(qiáng)的是Z-4-庚烯醛和壬醛,分別具有較強(qiáng)的煮魚味和青香味,另外還有一個(gè)重要的醛類香味活性物質(zhì)是E-2-壬烯醛,被描述為魚腥味和泥土味,推測(cè)均對(duì)黑魚的特征性氣味有很大貢獻(xiàn)。Selli等[5]利用溶劑輔助微波蒸餾(MADSE)與GC-MS結(jié)合Olfatometry中的頻率檢測(cè)法(FD)和時(shí)間強(qiáng)度法(OSME)分析了虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)中的氣味活性物質(zhì)和異味物質(zhì),分別在DB-5和DB-wax柱上共檢測(cè)出34和32種物質(zhì)氣味活性物質(zhì),其中壬醛(青香味)、E,E-2,4-己二烯醛(黃瓜香)、二甲基異莰醇(泥土香)、土臭素(壤香)被所有感官評(píng)價(jià)員檢測(cè)到,對(duì)虹鱒魚特征性氣味貢獻(xiàn)很大。付湘晉等[6]分別采用固相微萃取(SPME)和SDE與GC-MS聯(lián)用結(jié)合Olfatometry中的OSME和AEDA法分析了白鰱魚的風(fēng)味活性物質(zhì)。在白鰱魚中分別檢測(cè)到13種和16種風(fēng)味活性物質(zhì)。風(fēng)味活性最強(qiáng)的揮發(fā)性物質(zhì)是己醛、E,E-2,4-庚二烯醛、1-辛烯-3-醇,分別具有青草味、魚腥味和蘑菇味,形成了白鰱魚的特征性氣味。馮倩倩等[7]通過SPME與GC-MS聯(lián)用結(jié)合氣味活度值(OAVs)對(duì)羅非魚體的特征性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了分析,壬醛、辛醛、E-2-辛烯醛共同構(gòu)成羅非魚魚腥味,存在于魚體各部位中。1-辛烯-3-醇和己醛分別具有蘑菇味和青草味風(fēng)味特征,與具有風(fēng)味活性的低分子碳鏈醛類物質(zhì)共同構(gòu)成了魚體整體腥味。此外,其他魚如香魚在生鮮狀態(tài)時(shí)也具有特征性香味,表現(xiàn)為一種類西瓜香黃瓜香的甜味,化合物E,Z-2,6-壬二烯醛和Z-3-己烯醇在野生香魚的特征性氣味中起到重要作用[1]。
Prost等[8]用動(dòng)態(tài)頂空(DHS)與GC-MS結(jié)合研究貯藏時(shí)間對(duì)生鮮沙丁魚(Sardina pilchardus)風(fēng)味及香氣特性的影響時(shí),通過Olfatometry利用OSME法共檢測(cè)到34種氣味活性物質(zhì),其中E,E-2,4-辛二烯醛(花香、黃瓜香),E-2-戊烯-1-醇(蘑菇味)和2,3-丁二酮(焦糖味)被鑒定為生鮮沙丁魚的特征性香氣物質(zhì)。E-2-戊烯-1-醇、2,3-丁二酮被認(rèn)為是很多水產(chǎn)品中的主要?dú)馕队绊懳镔|(zhì),包括鱒魚[9]、比目魚[10]、煮熟貽貝。Frank等[11]利用GC-MS結(jié)合與描述性感官分析結(jié)合的方法鑒定了烤制金目鱸魚(Lates calcarifer)魚肉中的特征性氣味,共檢測(cè)到30多種氣味活性物質(zhì)。其中Z-4-庚烯醛、E,Z-2,4-庚二烯醛、E,E-2,4-辛二烯醛和E,Z-2,6-壬二烯醛、3,5-壬二烯-2-酮與魚腥味有關(guān),并且感官評(píng)價(jià)員在養(yǎng)殖的魚肉樣品中能夠感到明顯的泥土味和霉味,這些氣味主要與樣品中檢測(cè)出的土臭素和二甲基異冰片有關(guān)。Olafsdottir等[12]利用GC-MS結(jié)合Olfatometry中的OSME法分析鑒定了冷凍鱈魚中的特征性氣味物質(zhì),數(shù)據(jù)顯示酮類物質(zhì)結(jié)合3-甲基-丁醛和己醛、壬醛、癸醛、十一醛等醛類物質(zhì)對(duì)于冷凍鱈魚的整體的特征性焦糖香、花香和甜香味有很大貢獻(xiàn),冷凍鱈魚呈現(xiàn)出一種的典型的柔和的、令人愉快的類海濱香。Varlet等[13-14]利用GC-MS結(jié)合Olfatometry中的FD和OSME鑒定并比較了生鮮和熏制三文魚肉的氣味活性物質(zhì),發(fā)現(xiàn)生鮮三文魚肉中羰基類化合物庚醛、E,Z-2,6-壬二烯醛都顯示了很強(qiáng)的氣味強(qiáng)度,對(duì)鮮魚典型的魚腥味有很大貢獻(xiàn);而熏制魚肉的氣味活性物質(zhì)主要是來源于木炭熏烤,酚類和呋喃類物質(zhì)對(duì)于其熏制氣味有很大貢獻(xiàn)[15],多被描述為烤香和辛香。Chung等[16]利用靜態(tài)頂空萃取(SHA)與GC-MS聯(lián)用結(jié)合Olfatometry鑒定了經(jīng)不同方法處理(生鮮和蒸煮)的腌干鰳魚(Ilisha elongata)肉特征性氣味,醛類化合物3-甲基丁醛被鑒定存在于兩種樣品中,被鑒定為香氣最強(qiáng)的氣味活性物質(zhì),在此被描述為杏仁味,對(duì)腌干鰳魚特征性風(fēng)味有很大貢獻(xiàn)。
淡水魚和海水魚的氣味多形成自不飽和脂肪酸前體物質(zhì)的酶解、氧化和微生物作用[17],在淡水魚和海水魚中,己醛、l -辛烯-3-醇、1,5 -辛二烯-3-醇和2,5-辛二烯-3-醇是揮發(fā)性物質(zhì)中共同存在的化合物。一般而言,在新捕獲的魚中,6個(gè)碳原子的化合物如己醛通常產(chǎn)生一種原生味、鮮香和類醛的特征性氣味,8個(gè)碳原子的揮發(fā)性醇和羰基化合物能產(chǎn)生特殊的類似植物的新鮮香氣??偟膩碚f,揮發(fā)性羰基化合物產(chǎn)生原生的、濃郁的香味,而揮發(fā)性的醇則產(chǎn)生品質(zhì)較為柔和的氣味[18]。然而根據(jù)以往的研究報(bào)道,淡水魚和海水魚的氣味存在很大差異。通常新鮮海水魚的氣味是柔和的、淺淡的、令人愉快的,這些香氣一般被描述為由各種羰基化合物和醇提供的清香、類植物香和類蜜瓜香以及由溴苯酚作用而產(chǎn)生的海魚中的類碘酊香;許多淡水魚較海水魚則有著更重的土腥味。有研究[19]發(fā)現(xiàn),溴苯酚在淡水魚中實(shí)際上并不存在。另外,一般淡水魚中氧化三甲胺的含量較少,含量為4~6mg/100g;而海水魚中含量較多,海水硬骨魚為40~100mg/100g,海水軟骨魚700~900mg/100g,故一般海水魚的腥臭味比淡水魚更為強(qiáng)烈[20]。
魚肉異味被理解為魚類及其制品中存在的難聞氣味(包括屬于特征性氣味的土腥味、魚肉味、脂肪味),特別是在淡水養(yǎng)殖魚類中以土腥味、下水道味、菜味和哈喇味最常見,其中土腥味最常見,危害也最大。通常某種氣味物質(zhì)會(huì)隨著濃度的不同氣味表現(xiàn)也有所差異,例如二甲基硫在較低濃度時(shí)具有良好的風(fēng)味特征(令人愉快的類蟹香),但在較高濃度時(shí)則變?yōu)楫愇?硫磺味),鑒于此,魚肉常見異味描述詞及其有關(guān)物質(zhì)暫不考慮濃度所帶來的影響,見表1。
表 1 魚肉異味感官描述詞及有關(guān)物質(zhì)舉例[1-3, 17, 21-22]Table 1 Off-odor sensory description and related substance examples in fish meats[1-3, 17, 21-22]
Shahidi等[1]首先報(bào)道蘇格蘭河流中魚有異味的現(xiàn)象,這是有關(guān)魚類土腥異味研究的最早報(bào)道。美國池塘養(yǎng)殖的鯰經(jīng)常有土腥味出現(xiàn),以致養(yǎng)殖的魚類由于出現(xiàn)土腥味而不能及時(shí)捕撈出售[23]。在我國池塘靜水、小型水庫和湖泊養(yǎng)殖的水產(chǎn)品也常能夠感受到有土腥異味。此外魚肉中的異常風(fēng)味如由于腐敗變質(zhì)、加工以及環(huán)境因素等造成的風(fēng)味對(duì)魚肉氣味的影響也是非常重要的,異味問題直接影響到魚類產(chǎn)品的食用口感。
研究表明,一般情況下,魚類往往比蝦類含有較多的腥味物質(zhì),特別是高脂肪含量魚類含有更多的腥味物質(zhì),魚皮和內(nèi)臟比魚肉中含有的腥味物質(zhì)多。造成原因各有不同,魚類與蝦類的區(qū)別可能主要是與生活環(huán)境和自身結(jié)構(gòu)有關(guān);脂肪高的魚類含有多的腥味物質(zhì)主要與脂肪分解后會(huì)產(chǎn)生短肽的醛、酮等腥味物質(zhì)有關(guān)[20];魚皮和內(nèi)臟被認(rèn)為含有較多的微生物和酶類,會(huì)將堿性氨基酸等腥氣特征化合物前體物質(zhì)分解,產(chǎn)生短鏈的腥氣成分,而土臭素等土腥味物質(zhì)也是先進(jìn)入內(nèi)臟,再進(jìn)入魚肉組織,所以相比較于魚皮和魚內(nèi)臟,魚肉含有的腥味物質(zhì)相對(duì)較少[24]。
表 2 魚肉異味形成機(jī)理實(shí)例Table 2 Off-odor formation mechanisms in fish meats
魚類異味物質(zhì)成分復(fù)雜,從形成機(jī)理分析,主要有以下幾個(gè)方面:積累帶有土腥味的藻類和微生物的代謝產(chǎn)物、酶的催化分解、游離脂肪酸的自動(dòng)氧化分解等[25]。從產(chǎn)生來源來講,主要可歸納為外部來源和內(nèi)部來源,外部來源是指生存環(huán)境,例如養(yǎng)殖環(huán)境、環(huán)境污染物等因素;內(nèi)部來源主要是指喂養(yǎng)飼料不同或魚肉組成不同導(dǎo)致魚體內(nèi)發(fā)生生化反應(yīng)而產(chǎn)生異味的因素,見表2。
2.2.1 外部來源——生存環(huán)境
魚生活水體中的一些異味物質(zhì),主要是藻菌等微生物群落過盛生長(zhǎng)產(chǎn)生的各種次生代謝產(chǎn)物通過鰓和皮膚滲透進(jìn)入魚體,從而導(dǎo)致魚體產(chǎn)生特有的腥味和臭味。淡水魚一般都會(huì)有比較重的土臭味或者土霉味,Howgate[32]認(rèn)為這其中最關(guān)鍵的物質(zhì)就是土臭素(geosmin)和二甲基異莰醇(或作二甲基異冰片,2-methylisoborneol,MIB)。土臭素和二甲基異莰醇是水體中常見的兩種產(chǎn)生不良?xì)馕兜奈镔|(zhì),具有較強(qiáng)的泥土味和土臭味。在養(yǎng)殖的過程中,養(yǎng)殖魚類常常會(huì)吸附土臭素和二甲基異莰醇,從而加重腥臭味。有研究發(fā)現(xiàn)將鯰魚養(yǎng)殖在含有藻青菌和培養(yǎng)過藻青菌的水體中,魚肉可產(chǎn)生明顯的異味。這些由環(huán)境產(chǎn)生的異味物質(zhì)包括土臭素、二甲基異莰醇、2-異丙基-3-甲氧基吡嗪(IPMP)、2-異丁基-3-甲氧基吡嗪(IBMP)和2,4,6-三氯代茴醚(TCA)等,它們?cè)谑覝貤l件下呈半揮發(fā)性[20]。Hallier等[23]對(duì)兩種不同飼養(yǎng)條件下的六須鯰(Silurus glanis)熟制魚肉進(jìn)行感官評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)在室外不進(jìn)行換水飼養(yǎng)2a對(duì)比于在室內(nèi)活水飼養(yǎng)1a的魚肉干草味、青草味和熱牛奶味較強(qiáng),霉味、煮雞蛋味和煮白菜味較弱,并且養(yǎng)殖環(huán)境影響統(tǒng)計(jì)結(jié)果確認(rèn)了六須鯰的6種風(fēng)味描述,即干草味(P=0.9)、青草味(P<0.01)、熱牛奶味(P=0.9)、腐敗味(P<0.01)、煮雞蛋味(P=0.04)、煮白菜味(P=0.9)。有研究報(bào)道顯示顫藻造成了芬蘭沿岸鯛魚具有土腥味,并且這種土腥味的發(fā)生率及濃度明顯與水中藍(lán)綠藻量成正相關(guān)[25]。Hallier等[23]還推測(cè)室內(nèi)和室外熟制魚肉風(fēng)味不同也可能是由于水溫的不同,因?yàn)樗疁厥请S著室外喂養(yǎng)方法中外界的溫度變化而變動(dòng),養(yǎng)殖水溫在冬天能降到10℃以下而在夏天會(huì)升至25℃以上,在室內(nèi)喂養(yǎng)方法中的養(yǎng)殖水溫由于使用的是地溫水,會(huì)保持在27~31℃。這樣的推測(cè)與Tucker[33]的研究結(jié)果相似,即魚體內(nèi)的風(fēng)味化合物會(huì)受養(yǎng)殖水溫的影響。他認(rèn)為,水溫越高產(chǎn)生土臭素和二甲基異莰醇會(huì)越多,這些風(fēng)味化合物就越快地被魚吸收。有研究[1]報(bào)道了在貓魚(Phractocephalus hemioliopterus)中g(shù)eosmin和MIB的吸收和提純速率方面,溫度是一個(gè)非常重要的因素。這很可能是研究室內(nèi)魚肉比室外的魚肉表現(xiàn)出較強(qiáng)的土腥味和霉味的原因。
揮發(fā)性含硫化合物通常與變質(zhì)的海味聯(lián)系在一起,二甲基硫就是揮發(fā)性含硫化合物之一,在低濃度時(shí)它產(chǎn)生一種令人愉快的類蟹香,在較高濃度時(shí)卻有一種異常的氣味。淡水魚中并不存在溴苯酚,但存在于海水魚中,如2,6-二溴苯酚可導(dǎo)致對(duì)蝦中強(qiáng)烈的吲哚類異味[1]。環(huán)境水體中的一些污染物也會(huì)通過食物鏈被魚類攝食而進(jìn)入魚體導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)生異味。一些烷基苯酚和噻吩被報(bào)告為造成氣味污染的最主要影響因素,另外石油物質(zhì)對(duì)沒有保護(hù)的魚能產(chǎn)生各種嚴(yán)重的風(fēng)味污染效應(yīng),甲苯和苯也被鑒定為造成魚中令人不愉快的風(fēng)味物質(zhì)。
2.2.2 內(nèi)部來源——魚體內(nèi)的生化反應(yīng)
魚體內(nèi)的生化反應(yīng)主要包括魚脂質(zhì)的自動(dòng)氧化作用、含硫含氮前體物質(zhì)的酶催化轉(zhuǎn)化、氧化三甲胺在微生物和酶的作用下降解生成三甲胺和二甲胺等。1)魚脂質(zhì)的自動(dòng)氧化作用。該反應(yīng)常與冷藏、冷凍魚的魚風(fēng)味聯(lián)系在一起,自動(dòng)氧化魚油的氧化氣味各不相同,范圍從剛剛能夠感受直到非常令人不愉快的類魚油氣味。在被稱為氧化魚油般的魚腥味中,還有部分來自ω-多不飽和脂肪酸自動(dòng)氧化而生成的羰基化合物,例如2,4-癸二烯醛、2,4,7-癸三烯醛等。脂質(zhì)氧化被很多學(xué)者認(rèn)為是造成魚類腥臭氣味加重的重要因素,其中可能存在的脂肪酶解作用和游離脂肪酸的氧化過程是關(guān)鍵[25]。2)含硫含氮前體物質(zhì)的酶催化轉(zhuǎn)化。楊玉平引用Herbert等的研究結(jié)果,認(rèn)為硫化氫、甲基硫醇和二甲基硫是冷藏鱈魚在腐敗高級(jí)階段產(chǎn)生出硫化物異味的原因,這些揮發(fā)性硫化物是魚肌肉中游離的半胱氨酸和蛋氨酸經(jīng)微生物降解的結(jié)果[25]。另外存在于魚皮黏液及血液內(nèi)的δ-氨基戊酸、δ-氨基戊醛和六氫吡啶類等腥味特征化合物的前體物質(zhì),在酶的催化轉(zhuǎn)化作用下形成魚腥味。另外,由酶引起的脂質(zhì)降解和類胡蘿卜素的轉(zhuǎn)化也會(huì)產(chǎn)生腥味物質(zhì)[20]。3)氧化三甲胺在微生物和酶的作用下降解生成三甲胺(TMA)和二甲胺(DMA)。三甲胺和二甲胺通常是和變質(zhì)魚的氣味聯(lián)系在一起的。三甲胺氧化物沒有氣味而TMA是一種非常強(qiáng)的氣味化合物,通常被描述為“陳舊的魚味”和魚的“類巢味”[1]。但純凈的三甲胺僅有氨味,在很新鮮的魚中并不存在。不過,當(dāng)魚在冷凍貯藏較長(zhǎng)時(shí)間后,就會(huì)產(chǎn)生TMA、DMA、MA,其與前文所說的δ-氨基戊酸、六氫吡啶等成分共同存在時(shí)就會(huì)增強(qiáng)魚腥的嗅味。
近年來,魚的風(fēng)味領(lǐng)域尤其是揮發(fā)性物質(zhì)的研究工作逐漸集中于鑒別具有氣味活性的特征性物質(zhì)和異味物質(zhì),并對(duì)其形成途徑進(jìn)行深入探討。魚肉風(fēng)味物質(zhì)研究非常重要,尤其是找出其氣味活性物質(zhì),這不僅可以使人們獲得最基本的有關(guān)魚肉天然成分的化學(xué)信息,幫助水產(chǎn)加工行業(yè)更加了解魚類特殊的化學(xué)組成;還可以指導(dǎo)養(yǎng)殖過程、去除養(yǎng)殖魚類的不良風(fēng)味,從而改善養(yǎng)殖魚類魚肉風(fēng)味,為淡水魚深加工奠定研究基礎(chǔ);同時(shí),對(duì)香精香料行業(yè)進(jìn)行仿香、合成新型的魚肉風(fēng)味香物質(zhì)提供科學(xué)依據(jù),使人們能夠充分地利用我國的魚類資源。
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