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        植物乳桿菌發(fā)酵對(duì)金槍魚(yú)碎肉酶解液揮發(fā)性物質(zhì)的影響

        2017-07-05 15:25:31,,
        食品工業(yè)科技 2017年12期
        關(guān)鍵詞:植物

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        (寧波大學(xué)海洋學(xué)院,浙江寧波 315211)

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        植物乳桿菌發(fā)酵對(duì)金槍魚(yú)碎肉酶解液揮發(fā)性物質(zhì)的影響

        湯玉潔,呂佳昀,李曄*

        (寧波大學(xué)海洋學(xué)院,浙江寧波 315211)

        金槍魚(yú)主要用于生魚(yú)片、魚(yú)柳、魚(yú)排和各類(lèi)魚(yú)罐頭等產(chǎn)品的加工,加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生下腳料,這些下腳料腥味較重,風(fēng)味不佳,多被加工成飼料處理,經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低。鑒于此,本實(shí)驗(yàn)研究植物乳桿菌發(fā)酵對(duì)金槍魚(yú)碎肉風(fēng)味的改善作用,利用電子鼻和氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)分別檢測(cè)了金槍魚(yú)碎肉酶解液未發(fā)酵以及發(fā)酵不同時(shí)間的風(fēng)味變化情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn),植物乳桿菌發(fā)酵金槍魚(yú)碎肉酶解液中呈腥味的乙醛未發(fā)酵時(shí)含量為11.51%,發(fā)酵72 h后含量低至檢測(cè)限下;呋喃類(lèi)低閾值且具有良好風(fēng)味的化合物未發(fā)酵時(shí)含量為0.68%,發(fā)酵48 h達(dá)到最大含量5.31%。研究結(jié)果為金槍魚(yú)下腳料的綜合利用以及高值化利用提供了理論基礎(chǔ)。

        金槍魚(yú),酶解液,植物乳桿菌,電子鼻,GC-MS

        金槍魚(yú)類(lèi)(tuna)是硬骨魚(yú)綱(Osteichthyes)鱸形目(Pereiformes)鯖(Scombridae)魚(yú)類(lèi)中具有胸甲(指胸區(qū)和側(cè)線(xiàn)前部明顯擴(kuò)大的鱗片)的幾個(gè)屬的魚(yú)類(lèi)的統(tǒng)稱(chēng)[1-2]。它們生活在海洋中上層水域,主要分布于太平洋、大西洋和印度洋的熱帶、亞熱帶和溫帶水域,我國(guó)東海、南海也有分布,屬于大洋暖水性洄游魚(yú)類(lèi)[3],其肉質(zhì)鮮紅,營(yíng)養(yǎng)豐富,具有低脂肪、低能量、高蛋白的特點(diǎn)[4-5]。

        金槍魚(yú)在加工生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的碎肉,約占原料魚(yú)的11%[6]。盡管這些碎肉富含蛋白質(zhì)和不飽和脂肪酸,但由于具有較大腥味,口感不佳,所以難以被高值化利用。目前有將金槍魚(yú)碎肉通過(guò)凝膠化形成凝膠體,生產(chǎn)魚(yú)丸、魚(yú)香腸、魚(yú)松等魚(yú)糜制品[7]。還有將金槍魚(yú)碎肉組織重組化,粘結(jié)成型后制成新型魚(yú)肉加工制品[8]。另外還有通過(guò)水解產(chǎn)生活性肽[9],但由于其不良的風(fēng)味阻礙了進(jìn)一步的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和利用。為了高值化地利用這部分優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)資源,對(duì)其風(fēng)味的改良是非常重要的研究?jī)?nèi)容。

        植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)是一種乳酸桿菌,革蘭氏陽(yáng)性菌,最適生長(zhǎng)溫度為30~35 ℃,兼性厭氧,最適生長(zhǎng)pH為6.5左右[10]。植物乳桿菌是人體胃腸道的益生菌群,屬于同型發(fā)酵乳酸菌,能代謝產(chǎn)生有機(jī)酸、過(guò)氧化氫、雙乙酰和細(xì)菌素等物質(zhì),這些物質(zhì)能夠抑制病原菌和腐敗菌。同時(shí)植物乳桿菌在食品中,尤其在酸性發(fā)酵食品中的應(yīng)用也很廣泛[11]。

        植物乳桿菌發(fā)酵可促進(jìn)魚(yú)肉中的蛋白質(zhì)水解提高水溶蛋白、水溶性固形物和總酸含量,產(chǎn)生大量氨基酸,改善整體感官品質(zhì)[12]。已有研究表明,接種植物乳桿菌的風(fēng)干香腸具有濃郁的芳香味[13]。金槍魚(yú)生肉中含有較多的腥味成分:乙醛、辛醛、壬醛、1-辛烯-3-醇、1,5-辛二烯-3-醇[14],利用植物乳桿菌發(fā)酵后可形成多種呈味物質(zhì),有助于去除腥味[15]。

        本實(shí)驗(yàn)利用電子鼻和GC-MS研究經(jīng)過(guò)不同時(shí)間發(fā)酵的金槍魚(yú)碎肉酶解液的揮發(fā)性物質(zhì)種類(lèi)及含量的變化情況,旨在為金槍魚(yú)碎肉的開(kāi)發(fā)利用提供理論基礎(chǔ)。

        1 材料與方法

        1.1材料與儀器

        金槍魚(yú)碎肉 取自寧波今日食品有限公司;植物乳桿菌 由本實(shí)驗(yàn)從泡菜中分離鑒定獲得,其鑒定號(hào)為JX025073.1;動(dòng)物蛋白酶(酶活力100 U/mg)、風(fēng)味水解酶(酶活力20 U/mg)及其他化學(xué)試劑 購(gòu)自寧波鎮(zhèn)海百川生物科技有限公司,均為試劑純。

        立式高壓滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠(chǎng);QHZ-12A組合式恒溫振蕩培養(yǎng)箱 江蘇省太倉(cāng)市華美生化儀器廠(chǎng);PEN3 便攜式電子鼻 德國(guó)Airsense公司;65 μm PDMS萃取頭 美國(guó)Agilent公司;7890/M7-80EI型GC-MS 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

        1.2實(shí)驗(yàn)方法

        1.2.1 碎肉酶解 金槍魚(yú)肉用絞肉機(jī)進(jìn)行碎化處理,稱(chēng)取250 g置于1000 mL燒杯中,再加入2.5 g動(dòng)物蛋白酶,2.5 g風(fēng)味水解酶以及375 g蒸餾水,用玻璃棒攪拌均勻后置于恒溫水浴鍋在55 ℃條件下水浴加熱6 h,之后水浴鍋升溫到100 ℃滅酶處理15 min,得到金槍魚(yú)碎肉酶解液。

        1.2.2 植物乳桿菌菌液制備 植物乳桿菌接種于MRS培養(yǎng)基(96%的MRS肉湯培養(yǎng)基加2%的吐溫),37 ℃,100 r/min,搖床培養(yǎng)20 h獲得植物乳桿菌菌液。

        1.2.3 樣品制備 在金槍魚(yú)酶解液中加入3%的植物乳桿菌菌液,于37 ℃進(jìn)行發(fā)酵處理,分別于發(fā)酵0、12、24、36、48、60和72 h,取酶解液樣品。未加菌液的酶解液作為對(duì)照,取0.2 g樣品置于15 mL螺紋口樣品瓶中,每組5個(gè)重復(fù),用于電子鼻和GC-MS檢測(cè)。

        1.2.4 電子鼻測(cè)定 利用電子鼻對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量和分析。電子鼻與計(jì)算機(jī)連接,打開(kāi)電源,啟動(dòng)WinMuster軟件,檢測(cè)條件:測(cè)試時(shí)間180 s,傳感器清洗時(shí)間150 s[16-17]。通過(guò)LDA方法對(duì)電子鼻數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

        1.2.5 GC-MS測(cè)定 固相微萃取條件:將萃取頭置于氣相色譜的進(jìn)樣口在250 ℃溫度下老化30 min。GC-MS參數(shù)設(shè)置完成后,將萃取頭插入樣品瓶于60 ℃水浴吸附30 min,接著移進(jìn)氣質(zhì)聯(lián)用儀,進(jìn)樣口220 ℃解吸2 min,然后啟動(dòng)氣質(zhì)聯(lián)用儀采集數(shù)據(jù)。色譜條件:He作為載氣,1 mL/min流速;采用不分流模式進(jìn)樣,進(jìn)樣口溫度以及傳輸線(xiàn)溫度均為220 ℃。程序升溫:起始柱溫50 ℃,以5 ℃/min升至200 ℃后保留5 min,然后以10 ℃/min升至250 ℃后保持2 min。質(zhì)譜條件:電子轟擊源(EI)是離子源,電離電壓為70 eV,離子源溫度為230 ℃,掃描范圍45~400 u[18-19]。

        2 結(jié)果與分析

        2.1植物乳桿菌的發(fā)酵時(shí)間對(duì)金槍魚(yú)酶解液氣味的影響

        圖1為金槍魚(yú)酶解液在不同發(fā)酵時(shí)間下氣味的LDA分析圖,第一主成分貢獻(xiàn)率為83.897%,第二主成分貢獻(xiàn)率為5.966%,總貢獻(xiàn)率為89.863%。不同發(fā)酵時(shí)間的樣品之間沒(méi)有重疊,表明所有樣品之間的氣味存在較大差異。由此可知,隨著植物乳桿菌發(fā)酵時(shí)間的變化,金槍魚(yú)酶解液的氣味發(fā)生相應(yīng)的改變。

        圖1 不同發(fā)酵時(shí)間條件下金槍魚(yú)酶解液氣味的LDA分析Fig.1 LDA of flavor in enzymatic hydrolysate of tuna meat at different fermentation time

        2.2發(fā)酵時(shí)間對(duì)金槍魚(yú)酶解液揮發(fā)性物質(zhì)組成的影響

        不同發(fā)酵時(shí)間的金槍魚(yú)酶解液揮發(fā)性物質(zhì)組成的GC-MS鑒定結(jié)果見(jiàn)表1。

        表1 不同發(fā)酵時(shí)間下的酶解液揮發(fā)性成分組成Table 1 Volatiles components in enzymatic hydrolysate of tuna meat at different fermentation time

        續(xù)表

        續(xù)表

        續(xù)表

        共鑒定出142種化合物:醇類(lèi)30種,酮類(lèi)13種,醛類(lèi)23種,酸類(lèi)19種,酯類(lèi)6種,碳?xì)漕?lèi)43種,其它8種。其中不同發(fā)酵時(shí)間檢測(cè)出的化合物分別為:未發(fā)酵24種,發(fā)酵0 h 51種,12 h 52種,24 h 45種,36 h 48種,48 h 51種,60 h 46種,72 h 48種。

        2.2.1 醛類(lèi)化合物 發(fā)酵初期,金槍魚(yú)酶解液中醛類(lèi)物質(zhì)占據(jù)較大比重,在未發(fā)酵和發(fā)酵0 h的揮發(fā)性物質(zhì)中均達(dá)30%以上,并且,醛類(lèi)物質(zhì)閾值較低,多由脂類(lèi)自動(dòng)氧化而成,對(duì)發(fā)酵初期的酶解液風(fēng)味具有重要作用。發(fā)酵初期的醛類(lèi)物質(zhì)主要由乙醛、壬醛、辛醛、反,順-2,6-壬二烯醛等構(gòu)成,其中的飽和直鏈醛乙醛、壬醛、辛醛通常呈現(xiàn)令人不愉快的草味和刺激性氣味,是金槍魚(yú)碎肉腥臭味的重要來(lái)源。順-4-庚烯醛、反,順-2,6-壬二烯醛可在魚(yú)肉中呈現(xiàn)出瓜果類(lèi)香氣[14]。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng),乙醛、壬醛、辛醛、反,順-2,6-壬二烯醛等物質(zhì)的量呈逐漸減少趨勢(shì),同時(shí)發(fā)酵金槍魚(yú)酶解液中產(chǎn)生了苯甲醛等物質(zhì)。苯甲醛具有令人愉快的杏仁香、堅(jiān)果香和水果香,對(duì)其他風(fēng)味也具有重要作用[20]。發(fā)酵末期,呈不良風(fēng)味的醛類(lèi)物質(zhì)均減少至微量或未檢出。

        2.2.2 酮類(lèi)化合物 酮類(lèi)化合物在未發(fā)酵的金槍魚(yú)酶解液揮發(fā)性物質(zhì)中只占1.66%,發(fā)酵后酮類(lèi)化合物含量大量增加,在發(fā)酵24 h時(shí)達(dá)到最大含量27.92%。這些化合物中主要由特定的脂肪氧化酶作用于脂質(zhì)中的多不飽和脂肪酸衍生而來(lái)[21]。酮類(lèi)化合物閾值遠(yuǎn)高于醛類(lèi)化合物,因此對(duì)金槍魚(yú)肉風(fēng)味貢獻(xiàn)不大。發(fā)酵中后期,產(chǎn)生了2-十一酮等物質(zhì),其具有柑橘類(lèi)、油脂和蕓香似香氣[20]。

        2.2.3 醇類(lèi) 醇類(lèi)化合物在發(fā)酵12 h時(shí)含量達(dá)到最高,之后呈逐漸減少的趨勢(shì)。己醇、庚醇等可能是由于脂肪氧化生成,或者是由一些羰基化合物還原生成的。醇類(lèi)化合物的閾值較高,但占比較多的非飽和烯醇如1-辛烯-3-醇、2,7-辛二烯-1-醇等對(duì)金槍魚(yú)風(fēng)味影響較大[14]。1-辛烯-3-醇閾值僅為1 μL/μg,且具有蘑菇香、青香、蔬菜香以及油膩的氣息[22]。

        2.2.4 酸類(lèi)化合物 酸類(lèi)物質(zhì)是變化最明顯的一類(lèi)物質(zhì),剛加菌發(fā)酵時(shí)含量(15.43%)高于原始酶解液酸類(lèi)物質(zhì)含量(3.24%),隨著發(fā)酵時(shí)間的變化,酸類(lèi)物質(zhì)含量增加顯著,最高時(shí)達(dá)到50%左右,說(shuō)明發(fā)酵過(guò)程中生成了大量的酸類(lèi)物質(zhì)。酸類(lèi)物質(zhì)主要由碳水化合物分解產(chǎn)生,也有可能由氨基酸代謝生成[23]。乙酸等短鏈脂肪酸具有強(qiáng)烈的酸味和奶酪味且閾值很低,發(fā)酵金槍魚(yú)碎肉酶解液中的酸味和奶酪味主要是來(lái)自這些短鏈脂肪酸[24]。

        2.2.5 其他化合物 其他化合物主要由碳?xì)漕?lèi)、酯類(lèi)、呋喃類(lèi)化合物構(gòu)成。碳?xì)漕?lèi)化合物共檢測(cè)出43種,在金槍魚(yú)發(fā)酵酶解液中占比重較大,但碳?xì)漕?lèi)化合物閾值較高,因此對(duì)金槍魚(yú)酶解液整體風(fēng)味貢獻(xiàn)不大;呋喃類(lèi)化合物含量很少,其中的2-乙基呋喃和反式-(戊烯-2-基)呋喃經(jīng)發(fā)酵后含量增加,2-乙基呋喃具有強(qiáng)烈的焦香氣味和極低的閾值,可能對(duì)金槍魚(yú)酶解液的整體風(fēng)味具有較大影響。發(fā)酵72 h大量甲氧基苯基肟被檢出,甲氧基苯基肟具有霉味和肉香[25]。

        2.3主體揮發(fā)性物質(zhì)

        由圖2可知,不同發(fā)酵時(shí)間(包括未加菌酶解液)金槍魚(yú)酶解液的揮發(fā)性物質(zhì)發(fā)生較大變化:醇類(lèi)含量呈波動(dòng)變化;酮類(lèi)初始含量為1.66%,加菌發(fā)酵后含量增加,24 h后達(dá)到最大值36.63%;醛類(lèi)未加菌時(shí)含量為34.06%,隨著發(fā)酵時(shí)間變化在36 h時(shí)減少至0.25%;酸類(lèi)加菌后含量增加顯著,由3.24%增加至56.01%;酯類(lèi)物質(zhì)隨發(fā)酵時(shí)間變化含量減少甚至消失;碳?xì)漕?lèi)隨著發(fā)酵時(shí)間不同而呈現(xiàn)波動(dòng)變化;其它物質(zhì)總體加菌后60 h內(nèi)呈減少趨勢(shì),72 h時(shí)甲氧基苯基肟大量檢出導(dǎo)致其它類(lèi)物質(zhì)含量升高。經(jīng)過(guò)植物乳桿菌發(fā)酵的金槍魚(yú)碎肉酶解液中主體揮發(fā)性物質(zhì)為酸類(lèi)、醇類(lèi)、呋喃類(lèi)化合物。

        圖2 不同發(fā)酵時(shí)間金槍魚(yú)酶解液揮發(fā)性物質(zhì)的組成Fig.2 Comparison of volatiles components in enzymatic hydrolysate of tuna meat at different fermentation time

        3 結(jié)論

        采用電子鼻和頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用兩種技術(shù),對(duì)未經(jīng)植物乳桿菌發(fā)酵以及不同發(fā)酵時(shí)間條件下,金槍魚(yú)碎肉酶解液的揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行了檢測(cè)。電子鼻結(jié)果顯示,加入植物乳桿菌與未加菌發(fā)酵的酶解液氣味差異明顯且不同發(fā)酵時(shí)間酶解液氣味具有較大差異。采用氣質(zhì)聯(lián)用方法對(duì)不同發(fā)酵條件的酶解液的揮發(fā)性成分進(jìn)行鑒定,通過(guò)分析可知加入植物乳桿菌發(fā)酵的酶解液風(fēng)味優(yōu)于未加菌的原始酶解液。

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        EffectofLactobacillusplantarumfermentationonvolatilesubstancesoftunameathydrolysate

        TANGYu-jie,LVJia-yun,LIYe*

        (School of Marine Sciences,Ningbo University,Ningbo 315211,China)

        The tuna is mainly used for processing of raw fish,fish fillets,steaks and a variety of canned fish and other products. A lot of by-product with poor flavor have been produced in this process. Most of them were made into animal feed and have low economic value though they were rich in protein and unsaturated fatty acid. In this study,the effects of lactobacillus fermentation on improvement the flavor of tuna meat were researched. The electronic nose and GC-MS were used to detect the flavor of tuna meat enzyme hydrolysate unfermented and fermented in different time. The results indicated that the content of acetaldehyde in the enzymatic hydrolysate of tuna meat was 11.51%,when the enzyme hydrolysate was fermented by lactobacillus for 72 h,it was under the detection limit,and the content of furan which has low threshold and good flavor was low at 0.68% when the enzyme hydrolysate was unfermented and reached a peak 5.31% of after 48 h fermentation. Our research provided a theoretical basis about how to use of tuna scraps and improve its economic value.

        tuna;enzymatic hydrolysate;Lactobacillusplantarum;electronic nose;GC-MS

        2016-11-08

        湯玉潔(1993-),女,碩士研究生,研究方向:食品科學(xué),E-mail:tangyujie1565@126.com。

        *通訊作者:李曄(1980-),女,博士,副教授,研究方向:食品安全/生物與分子生物學(xué),E-mail-liye@nbu.edu.cn。

        國(guó)家海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域示范項(xiàng)目(2013710);浙江省重中之重學(xué)科開(kāi)放基金項(xiàng)目(F01728144200)。

        TS254

        :A

        :1002-0306(2017)12-0200-08

        10.13386/j.issn1002-0306.2017.12.037

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