劉曉華，范三紅,*，馬儷珍，郭耀華，樊曉盼，李平蘭，肖 艷

（1.山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西 太原 030006；2.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，天津 300384；3.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083；4.天津市寬達(dá)水產(chǎn)食品有限公司，魚糜高值轉(zhuǎn)化及品質(zhì)控制技術(shù)企業(yè)重點實驗室，天津 300304）

利用Flash E-Nose方法探究漂洗處理對鯰魚魚糜的脫腥效果

劉曉華1，范三紅1,*，馬儷珍2，郭耀華2，樊曉盼2，李平蘭3，肖 艷4

（1.山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西 太原 030006；2.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，天津 300384；3.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083；4.天津市寬達(dá)水產(chǎn)食品有限公司，魚糜高值轉(zhuǎn)化及品質(zhì)控制技術(shù)企業(yè)重點實驗室，天津 300304）

目的：探索不同漂洗方法對鯰魚碎肉的脫腥效果。方法：測定不同漂洗處理（未漂洗、調(diào)配液漂洗和清水漂洗）的鯰魚碎肉的營養(yǎng)成分，并利用超快速電子鼻（Flash E-Nose）檢測在冷藏過程中的揮發(fā)性氣味物質(zhì)變化，測定的時間點為pH值的起始點、極限pH值點和魚肉腐敗點，通過對所獲數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，來判斷不同漂洗處理對鯰魚肉的脫腥效果。結(jié)果：漂洗后的碎肉蛋白質(zhì)含量，水分含量均比對照組高，而脂肪含量明顯減少，調(diào)配液漂洗效果更佳；Flash E-Nose可以將不同漂洗處理的魚肉樣品中的揮發(fā)性氣味物質(zhì)很好地分離開來，未漂洗的鯰魚肉檢出醛類、烴類、醇類、呋喃類、三甲胺等成分，它們的協(xié)同作用構(gòu)成了鯰魚肉的土腥味，而經(jīng)過漂洗處理能夠有效地去除三甲胺。結(jié)論：調(diào)配液漂洗能夠提高魚肉品質(zhì)；并且鯰魚魚肉中含有較多的腥味成分如2-甲基戊醛、3-甲基-3-磺?；?1-羥基丁醇和三甲胺等，通過漂洗處理后前2種成分的相對含量明顯減少，三甲胺能夠被完全去除。所以漂洗能夠有效地達(dá)到脫腥的效果，調(diào)配液漂洗的效果更佳。

鯰魚；魚糜；漂洗；電子鼻；揮發(fā)性物質(zhì)；脫腥

我國是世界上淡水水產(chǎn)養(yǎng)殖水面最多的國家之一，淡水水產(chǎn)品產(chǎn)量居世界首位。近年來，由于海洋捕撈零增長政策和禁魚期的執(zhí)行，我國海水魚類產(chǎn)量趨于穩(wěn)定，而淡水魚類產(chǎn)量呈現(xiàn)持續(xù)、快速增長趨勢[1]。對于淡水魚的加工利用，加工魚糜制品是一條極好的途徑。鯰魚刺少肉多，是作為淡水魚糜生產(chǎn)的極佳原料。鯰魚因其富含蛋白質(zhì)、多不飽和脂肪酸和維生素等營養(yǎng)成分而倍受人們的青睞，但鯰魚肉的土腥味比較嚴(yán)重[2]，從而阻礙了其作為水產(chǎn)品加工原料的利用。在世界范圍內(nèi)，無論是自然捕撈的魚類還是人工養(yǎng)殖的魚類，都不同程度地存在著土腥味問題[3]。目前，國外對魚類土腥味的問題報道主要集中于養(yǎng)殖水體中的土腥味成分變化[4-6]。我國學(xué)者對于魚糜脫腥的研究主要通過改善魚類養(yǎng)殖飼養(yǎng)環(huán)境、漂洗過程和在魚糜中添加脫腥劑等方法[7-9]。對于魚肉的土腥味判定方法國內(nèi)外一些學(xué)者依靠感官評定[10-12]，但感官評定有一定的不確定性，近些年一些學(xué)者采用氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用技術(shù)、氣相色譜（gas chromatography，GC）等方法對揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行了分析研究[13-15]。但是這些檢測方法都需要把分析結(jié)果進(jìn)行重組才可作對比，耗時長，且測定結(jié)果不能代表食品的整體氣味，更難與人的嗅覺作出系統(tǒng)、科學(xué)的對比[16]。隨著電子鼻技術(shù)的發(fā)展，用電子鼻進(jìn)行揮發(fā)性物質(zhì)檢測更加可靠，電子鼻能夠給出揮發(fā)性成分的整體信息，也可以說是一種“指紋數(shù)據(jù)”[17-19]，它模擬了人的嗅覺神經(jīng)系統(tǒng)，將聞得的不同成分的不同信號與已經(jīng)建立的數(shù)據(jù)庫中的信號進(jìn)行對比，作出識別，因此具有類似鼻子的功能[20]。采用該技術(shù)進(jìn)行酒[21]、醋[22]、雞肉[23]等方面研究較多，而魚腥味的測定極少報道。HeraclesⅡ型快速電子鼻（Flash E-Nose），較傳統(tǒng)電子鼻測定速度更快，測定成分種類更多，可以用于快速定量的分析魚肉土腥味的變化。

鯰魚剛宰殺后pH值呈中性（7.0～7.2），在冷藏過程中，由于糖原進(jìn)行無氧酵解生成乳酸，致使魚肉的pH值逐漸下降，當(dāng)pH值下降到糖酵解酶活性被阻止為止，即達(dá)到pH值最低點（極限pH值），隨后pH值又慢慢回升，當(dāng)pH值升高到7.0以上時，多數(shù)細(xì)菌最適于繁殖，最終導(dǎo)致魚肉的腐敗，所以本研究以鯰魚為實驗材料，采用2 種不同的漂洗水對鯰魚碎肉進(jìn)行漂洗脫腥處理，選取魚糜在冷藏過程中的3 個關(guān)鍵時間點，即剛宰殺時（起始點）、極限pH值（pH值最低點）、魚肉腐敗時（pH大于7.0），采用Flash E-Nose檢測漂洗處理對鯰魚魚糜揮發(fā)性風(fēng)味成分的變化，評判漂洗過程對魚肉土腥味的脫除情況，用以指導(dǎo)實際生產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

選取活的質(zhì)量為1.0～1.5 kg的革胡子鯰魚（Clarias gariepinus），從天津紅旗農(nóng)貿(mào)市場購買后，置于盛有常溫水的塑料袋中快速運(yùn)送到天津農(nóng)學(xué)院食品加工車間（約10 min車程）。

甲醇、正構(gòu)烷（均為色譜純），氯仿、硼酸、鹽酸、焦磷酸四鈉、碳酸氫鈉（均為分析純） 天津科密歐化學(xué)試劑公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UDK159全自動凱式定氮儀、DK20消化爐 意大利Velp公司；絞肉機(jī) 中國山東諸城金山機(jī)械有限公司；PB-10酸度計 賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；DC-B5/11馬弗爐 北京獨創(chuàng)科技有限公司；FA25高速乳化分散機(jī) 上海弗魯克機(jī)械制造有限公司；Heracles Ⅱ超快速氣相色譜電子鼻 法國Alpha MOS公司。

1.3 方法

1.3.1 原料魚的處理

將活鯰魚置于冰水（5～7 ℃）中保持20 min使之休眠，立即進(jìn)行宰殺（去頭、去皮和開膛）、清洗，然后采肉、絞碎、漂洗和脫水等過程均在4～10 ℃的冷藏間中進(jìn)行。具體分組情況如下：將絞碎的鯰魚碎肉分3等份（每份900 g），其中一份未漂洗用M1表示；第2份進(jìn)行2 次漂洗，首先用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%碳酸氫鈉溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.25%焦磷酸四鈉溶液，用磷酸調(diào)pH值至6.5，按肉∶漂洗水=1∶3（m/m）（水溫為（4±1） ℃）的比例漂洗，漂洗采用靜置90 s→攪拌30 s→靜置90 s→攪拌30 s→靜置360 s的方法，漂洗后用2 層紗布過濾。第2次漂洗用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.3%氯化鈉溶液進(jìn)行漂洗，方法同上，脫水后得到的鯰魚碎肉用M2表示；第3份鯰魚碎肉用4 ℃蒸餾水漂洗2 次，漂洗過程同上，脫水后的鯰魚碎肉用M3表示。分別將M1、M2和M3用托盤保鮮膜包裝，每托盤肉100g，先分別測定M1、M2和M3鯰魚碎肉的營養(yǎng)指標(biāo)（水分、蛋白質(zhì)、脂肪、總糖和灰分），然后（4±1） ℃冰箱中冷藏貯存。

1.3.2 Flash E-Nose分析

分別對M1、M2和M3的3 個關(guān)鍵時間點（pH值初始點、極限pH值點和pH值大于7.0腐敗點）取樣，用Flash E-Nose測定鯰魚碎肉的風(fēng)味成分變化。M1的3 個時間點取樣的鯰魚碎肉分別用w1、w2和w3表示；M2分別用m1、m2和m3表示；M3分別用h1、h2和h3表示。魚肉樣品在HeraclesⅡ型Flash E-Nose上進(jìn)行測定分析，采用優(yōu)化后的實驗條件（表1）對樣品進(jìn)行分析，每個樣品重復(fù)4 次。利用分析軟件進(jìn)行主成分分析（principal component analysis，PCA）及通過不同處理之間的距離圖優(yōu)選較好的漂洗方法，除此之外，采用正構(gòu)烷標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校準(zhǔn)，將保留時間轉(zhuǎn)化為保留指數(shù)，然后用化學(xué)物質(zhì)數(shù)據(jù)庫對化合物進(jìn)行定性分析。

表 1 Flash E-Nose的實驗條件Table 1 Optimized experimental conditions of Flash E-Nose

1.3.3 pH值

將待測魚肉樣品按照水∶魚肉為5∶1（m/m）的比例添加蒸餾水，用高速乳化分散機(jī)（B檔）勻漿，用pH計進(jìn)行測定，在冷藏過程中，每隔一定時間檢測一次鯰魚碎肉的pH值。

1.3.4 鯰魚碎肉的營養(yǎng)指標(biāo)測定[24]

水分測定參照GB/T 5009.3—2010《食品中水分的測定》常壓干燥法；粗蛋白質(zhì)測定參照GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白的測定》凱氏定氮法；粗脂肪測定參照GB/T 14772—2008《食品中脂肪的測定》索氏抽提法；灰分測定參照GB/T 5009.4—2010《食品中灰分的測定》灰化法；總碳水化合物參照GB/T 9695.31—2008《食品中總碳水化合物的測定》總糖測定法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用2 次重復(fù)，每次至少一式3 份進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)采用Statistix 8.1軟件包中Linear Models程序進(jìn)行分析，差異顯著（P＜0.05）分析使用Tukey HSD程序。繪圖軟件采用SigmaPlot 12.5。

2 結(jié)果與分析

2.1 營養(yǎng)成分分析

表 2 鯰魚碎肉樣品的營養(yǎng)成分Table 2 Nutrient composition of catfi sh

由表2可以看出，不同漂洗處理的鯰魚碎肉中各成分含量均發(fā)生了明顯的變化。M2和M3的水分含量分別升高到75%和72%。M2組由于漂洗液中含有保水性物質(zhì)焦磷酸四鈉，因此M2組水分含量高于M1組，但均符合魚糜生產(chǎn)中水分含量一般在72%～78%的要求范圍。在實際生產(chǎn)中，漂洗處理可以除去微生物產(chǎn)生的酶、色素、腥味物質(zhì)、血紅素蛋白和含氮化合物等，從而有效提高了魚糜的白度同時肌原纖維蛋白被濃縮，最終得到高品質(zhì)的魚糜。本實驗通過漂洗處理，相比較對照組M1而言，M2組的蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物含量比M1組明顯降低（P＜0.05），說明M2組的漂洗效果好，盡管M2組蛋白質(zhì)總量降低了，但漂洗過程主要除去的是水溶性蛋白（例如肌漿蛋白和血紅蛋白），所以相對提高了肌原纖維蛋白的含量，魚糜的彈性是魚糜品質(zhì)的重要指標(biāo)，而魚糜彈性的高低主要取決于肌原纖維蛋白含量的多少，漂洗可以提高肌原纖維蛋白的凝膠形成能力，故M2有效提高了魚糜的品質(zhì)。研究[25]表明用3 倍體積的清洗液每次攪動5 min漂洗2 次就可達(dá)到清洗的目的，清洗次數(shù)超過3 次肉中的營養(yǎng)物質(zhì)將損失質(zhì)量分?jǐn)?shù)38%，故M2漂洗液漂洗2 次最佳。

2.2 3 組鯰魚碎肉樣品冷藏過程中的pH值變化規(guī)律

圖 1 鯰魚碎肉M1、M2和M3在冷藏過程中pH值的變化Fig.1 pH changes of catfi sh mince samples M1, M2and M3during cold storage

3 組鯰魚碎肉樣品冷藏過程中的pH值變化規(guī)律見圖1。3 組鯰魚碎肉在冷藏過程中，pH值均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，與其他研究報道有相似的變化規(guī)律[26]，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是因為水產(chǎn)動物停止呼吸后，肌肉中的糖原無氧酵解產(chǎn)生乳酸，使肌肉的pH值下降，當(dāng)糖酵解酶的活性被抑制時，魚肉的pH值達(dá)到最低點，之后魚肉內(nèi)的蛋白質(zhì)等物質(zhì)在微生物的作用下分解產(chǎn)生含氮化合物，使pH值上升。因此pH值從最低點開始上升可視為魚糜開始腐敗的標(biāo)志[7]。起始點M1、M2、M3的pH值分別是6.35、6.97、6.7，隨后pH值顯著下降（P＜0.05），在冷藏第84、86和88小時的時間點，3 組的pH值分別達(dá)到極限pH值（5.98、6.31和6.25）。隨后pH值明顯上升（P＜0.05），在冷藏時間達(dá)到103、109 h和109 h時，3 組的pH值分別達(dá)到6.9、7.04和7.25，從感官評定（外觀發(fā)黏、色澤灰暗、有輕度酸味）上判斷已接近腐敗。結(jié)果表明，不同漂洗處理的鯰魚碎肉，在冷藏過程中，極限pH值出現(xiàn)時間的先后順序為M1（84 h）→M2（86 h）→M3（88 h）。同時實驗發(fā)現(xiàn)，鯰魚碎肉托盤保鮮膜包裝，（4±1） ℃冷藏，保鮮期為84～86 h。

2.3 Flash E-Nose分析結(jié)果

2.3.1 PCA

圖 2 9 個魚肉樣品的主成分分析圖Fig.2 PCA of 9 catfi sh mince samples stored at (4±1) ℃

由圖2可以看出，w1、m1、h13 組的氣味存在較大差別，區(qū)分指數(shù)為93%，說明這3 種樣品的氣味被很好地分離。表3表示不同處理魚肉樣品的揮發(fā)性物質(zhì)的距離表，距離越大表示在風(fēng)味上差別越大。初始點時，w1與h1之間的風(fēng)味差別最大；極限pH值點時，w2與m2處理之間的風(fēng)味差別最大；最高pH值點時，w3與m3處理之間的風(fēng)味差別最大。結(jié)果表明，在開始水處理效果比較顯著，而在極限pH值以后，調(diào)配液漂洗的效果更加顯著。

表 3 9 個魚肉樣品的距離表Table 3 Distance of 9 catfi sh mince samples stored at (4

2.3.2 電子鼻色譜圖的積分

圖 3 9 個魚肉樣品的色譜圖及積分結(jié)果Fig.3 Chromatograms and integral results of 9 catfi sh mince samples

w1～w3、m1～m3、h1～h3分別代表M1、M2、M33 組鯰魚碎肉3 個關(guān)鍵時間點的電子鼻色譜圖的積分結(jié)果。從圖3可以看出，9 個樣品的色譜圖在出峰時間和峰面積上都存在明顯差異，由此可以推斷，9 個魚肉樣品在氣味上可能存在較大差別。這說明不同的漂洗處理對鯰魚碎肉的風(fēng)味有顯著性影響。以w1的色譜圖作為參照，比較其余8 組魚肉樣品之間的區(qū)別，結(jié)果表明，m1和h1樣品的色譜峰面積相比較w1而言，均有不同程度的減少，同時也發(fā)現(xiàn)m1和h1樣品中出現(xiàn)了w1中原本沒有的新色譜峰，這一發(fā)現(xiàn)與化合物信息表中的成分變化一致。w2、w3、m2、m3、h2、h3也均有同樣的規(guī)律。

2.3.3 樣品色譜結(jié)果分析及化合物定性

表 4 不同處理不同時間點的揮發(fā)性化合物Table 4 Volatile compounds identifi ed in samples rinsed for different durations

采用化學(xué)物質(zhì)數(shù)據(jù)庫對樣品中的揮發(fā)性化合物進(jìn)行定性，各組魚肉樣品中可能含有的化合物見表4。本研究結(jié)果與前人研究的魚肉中氣味成分組成種類基本一致[27]。從表4可以看出，新鮮魚肉樣品中檢測到的氣味成分主要包括醛類中的2-甲基戊醛、醇類中的3-甲基-3-磺酰基-1-羥基丁醇和呋喃類物質(zhì)。在醛類中，低級醛具有刺激性氣味，一般被認(rèn)為是魚腥味的組成物質(zhì)之一，本實驗中檢出的相對含量較多。除此之外還檢測到了許多其他物質(zhì)，包括三甲胺、噻吩、吡啶、2,3-二甲基吡嗪，這些物質(zhì)應(yīng)與魚腥味有關(guān)，可能這些揮發(fā)性物質(zhì)共同作用構(gòu)成了淡水魚肉特有的土腥味。本實驗利用電子鼻還檢測出三甲胺，當(dāng)三甲胺與不新鮮魚的六氫吡啶等成分共同存在時則會增強(qiáng)魚的腥臭感，一般淡水魚指標(biāo)不高于6×10—6g[28]。本實驗發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)漂洗處理的鯰魚碎肉（M1）中檢測出腥味的主要成分為三甲胺，而經(jīng)過漂洗后的M2組和M3組，均未檢測出三甲胺，實驗充分說明漂洗處理可以明顯降低魚肉的土腥味。而M2和M3之間比較，M2的色譜峰數(shù)量明顯少于M3的色譜峰（圖3），說明用碳酸氫鈉和焦磷酸四鈉配制的漂洗液能有效地除去有機(jī)化合物，脫腥效果更好。

3 結(jié) 論

用Flash E-Nose測定鯰魚肉腥味的主要成分有：醛類、醇類和呋喃類物質(zhì)，并檢測出三甲胺特征腥味物質(zhì)。在確定腥味物質(zhì)成分的前提下，分別利用調(diào)配液漂洗2 次（調(diào)配液配方：質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%碳酸氫鈉溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.25%焦磷酸四鈉溶液），清水漂洗2次，結(jié)果表明，2 種處理都能在不影響營養(yǎng)價值的前提下有效減少腥味物質(zhì)，特別是可以去除三甲胺，尤其是調(diào)配液漂洗的方法對魚糜脫腥效果更佳。

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Evaluation of Rinsing for Deodorization of Catfi sh Surimi by Flash E-Nose

LIU Xiaohua1, FAN Sanhong1,*, MA Lizhen2, GUO Yaohua2, FAN Xiaopan2, LI Pinglan3, XIAO Yan4
(1. College of Life Science, Shanxi University, Taiyuan 030006, China; 2. College of Food Science and Engineering, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 3. College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China; 4. Key Laboratory of High Value Transformation and Quality Control Technology of Surimi of Enterprise, Tianjin KUANDA Aquatic Food Co. Ltd., Tianjin 300304, China)

Objective: To investigate the effects of different rinsing treatments on the deodorization of minced catfish meat. Methods: The nutritional composition of catfish meat was measured under three different rinsing treatments, i.e., unrinsed (M1, control), rinsed with an aqueous solution of 0.5% sodium bicarbonate and 0.25% sodium pyrophosphate adjusted to pH 6.5 (M2) and with distilled water (M3). The changes in odor substances were measured by Flash E-Nose at three time points for pH (i.e., starting, extreme and fish spoilage points) during cold storage. The obtained data were subjected to principal components analysis (PCA), and changes in the main volatile compounds were examined to judge the effectiveness of different rinsing treatments for deodorizing catfish meat. Results: Rinsing resulted in an increase in both protein and moisture contents and a significant reduction in fat content compared with the control group, and M2was more effective than M3. The Flash E-Nose could detect and distinguish quite well the volatile substances of samples from the three groups. 2-Methyl amyl aldehyde, aldehydes, 3-methyl-3-sulfonyl-1-butanol, trimethylamine (TMA) and other compounds, which synergistically constituted to the fishy odor of catfish, were detected in the control sample. Effective removal of trimethylamine was achieved by rinsing. Conclusions: The quality of the fi sh can be improved by using the mixed rinsing solution. The major fi shy substances existing in catfi sh fl esh are 2-methyl aldehyde, 3-methyl-3-sulfonyl-1 hydroxy butylalcohol and TMA. After rinsing process, the relative contents of 2-methyl aldehyde, 3-methyl-3-sulfonyl-1 hydroxy butylalcohol decrease significantly, and TMA can be removed completely. Therefore rinsing could effectively deodorize catfish meat, especially by using the blended solution.

catfi sh; surimi; rinsing; electronic nose; volatile substances; deodorization

TS254.5

A

1002-6630（2015）02-0132-05

10.7506/spkx1002-6630-201502025

2014-06-06

天津市科委科技支撐項目（13ZCZDNC01600）

劉曉華（1987—），女，碩士研究生，研究方向為食品科學(xué)。E-mail：596104473@qq.com

*通信作者：范三紅（1963—），男，副教授，碩士，研究方向為食品科學(xué)。E-mail：fsh729@sxu.edu.com