鐘明慧，徐新星，劉 康，李鈺金，高瑞昌，白 帆，趙元暉,*

（1.中國海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島 206003；2.江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江 212013；3.衢州鱘龍水產(chǎn)食品科技開發(fā)有限公司，浙江衢州 324002）

素有“水中活化石”之稱的鱘魚，是世界上最大的淡水魚類。近年來，我國的鱘魚養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴(kuò)大，養(yǎng)殖地域幾乎遍布全國。有數(shù)據(jù)表明，我國鱘魚年產(chǎn)量占世界鱘魚養(yǎng)殖總產(chǎn)量80%以上[1]。鱘魚子醬因富含人體必需氨基酸、維生素、礦物質(zhì)，以及以含有豐富的DHA 和EPA 為代表的多不飽和脂肪酸而被作為人工養(yǎng)殖鱘魚的目標(biāo)產(chǎn)物[2?3]。采卵后的鱘魚魚肉，則作為副產(chǎn)物以冷鮮鱘魚片的形式，出口或內(nèi)銷[4]。因此，提高鱘魚綜合利用率，拓寬鱘魚肉的加工方式，明確加工工藝參數(shù)及其品質(zhì)變化規(guī)律，將為鱘魚產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量、規(guī)?；l(fā)展提供借鑒意義。

熱處理作為肉類加工和食用的主要方法，不僅可以賦予產(chǎn)品誘人的香氣和可口的滋味，還可以消滅微生物提高產(chǎn)品質(zhì)量。另外，常見的熱處理方式有蒸、煮、烤、炸、紅燒等傳統(tǒng)模式，也有微波加熱、真空低溫烹飪、歐姆加熱等新型模式。胡呂霖等[5]研究了5種不同烹飪方式（水煮、汽蒸、微波、烤箱烤制、油炸）對(duì)鱘魚肉脂肪和蛋白質(zhì)氧化的影響，結(jié)果證明，蒸、煮兩種烹飪方式能夠有效避免魚肉蛋白、脂肪的過度氧化。孫麗等[6]研究發(fā)現(xiàn)隨著金槍魚肉蒸汽加熱時(shí)間的延長，蛋白質(zhì)組分發(fā)生明顯變化。孫靈霞等[7]研究表明蒸制加工下雞肉中總游離氨基酸含量顯著高于烤制和煮制樣品。目前，關(guān)于蒸煮水產(chǎn)品的研究主要集中在蒸煮過程中理化指標(biāo)、微觀結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)價(jià)值的研究[8?9]，關(guān)于風(fēng)味變化規(guī)律及形成機(jī)制的研究較少。

風(fēng)味是評(píng)判魚肉加工條件是否適宜的關(guān)鍵指標(biāo)，直接影響消費(fèi)者的喜好和接受程度[10]。不同魚類在蒸制過程中的質(zhì)量變化和最佳加工條件各不相同，加熱時(shí)間過短，魚肉未經(jīng)過充分加工而帶有魚腥味，并且可能造成安全隱患；加熱時(shí)間過長，會(huì)破壞魚肉原有的質(zhì)構(gòu)，造成魚肉老化。合理的加熱時(shí)長會(huì)使蛋白質(zhì)的消化吸收率得以提高，賦予食物更好的滋味[5]。目前，對(duì)于滋味的評(píng)價(jià)大多數(shù)依靠感官，其判斷存在一定的主觀性。電子舌是模擬人的舌頭對(duì)待測樣品進(jìn)行分析、識(shí)別和判斷，接近人的感官，因其操作方便，客觀性強(qiáng)，已廣泛應(yīng)用于食品領(lǐng)域[11]。此外，據(jù)報(bào)道[12]，游離氨基酸、風(fēng)味核苷酸、有機(jī)酸、有機(jī)堿和無機(jī)離子是魚類滋味成分的貢獻(xiàn)者，目前尚缺乏采用分子感官組學(xué)對(duì)鱘魚肉熱加工過程中滋味特征及組分的全面研究。

本研究以鱘魚背部肉為原料，對(duì)游離氨基酸、風(fēng)味核苷酸、有機(jī)酸、甜菜堿和無機(jī)離子等滋味組分在熱加工過程中的變化規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)分析，采用電子舌結(jié)合人工感官對(duì)不同蒸制時(shí)間的鱘魚肉進(jìn)行滋味分辨和味覺評(píng)價(jià)，為明確鱘魚肉適宜加工方式及工藝參數(shù)、探索鱘魚肉市場產(chǎn)品多樣化開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

實(shí)驗(yàn)所用鱘魚 青島市城陽區(qū)海鮮市場，體重為3～3.5 kg，品種為西伯利亞鱘和施氏鱘的雜交鱘，活體充氧運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室；三氯乙酸、氫氧化鈉、高氯酸、磷酸、雷氏鹽（均為分析純） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；甲醇（色譜純） 德國Merck 公司。

高效液相色譜儀 美國安捷倫有限公司；L-8900 高速氨基酸分析儀 日立高新技術(shù)公司；電子舌 上海昂申智能科技有限公司；酶標(biāo)儀 美國佛蒙特州寶特儀器有限公司；AA-6800 原子吸收分光光度計(jì) 濟(jì)南捷島分析儀器有限公司；FJ-200 高速均質(zhì)機(jī) 上海標(biāo)本模型廠；JD500-2 型電子天平 沈陽龍騰電子稱量儀器有限公司；CV-600 型恒溫水浴鍋 上海福馬實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；LG10-3A 型冷凍離心機(jī) 北京醫(yī)用離心機(jī)廠；溫度巡檢儀 上海亞度電子科技有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 鱘魚前處理 宰殺鱘魚，取一整條魚背部肉并分成均一塊狀（9 cm×6 cm×1.5 cm），用普通電磁爐進(jìn)行蒸制，水沸騰后將5 塊魚肉放入蒸鍋并開始計(jì)時(shí)，在不直接與水接觸的前提下，分別蒸制4、8、12、16、20 min。

1.2.2 傳熱曲線的測定 采用溫度巡檢儀測定中心溫度，探頭插入魚塊中央，深度約0.7 cm，數(shù)據(jù)記錄頻率為30 s/次。

1.2.3 游離氨基酸的測定 參考文獻(xiàn)[13]的方法并略作修改。取1 g 樣品，加入15 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%的三氯乙酸，勻漿后4 ℃靜置2 h。然后勻漿液在冷凍離心機(jī)中10000 r/min 離心15 min，取上清液過濾后收集，用濃度為3 mol/L 的NaOH 調(diào)節(jié)pH 至2.0，混勻過0.22 μm 的膜，通過高速氨基酸分析儀進(jìn)行測定。

1.2.4 風(fēng)味核苷酸的測定 參考文獻(xiàn)[14]的方法并略作修改，取5 g 樣品，加入10 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的預(yù)冷高氯酸，勻漿，勻漿液在冷凍離心機(jī)中10000 r/min離心15 min，收集上清液。沉淀用5%的高氯酸洗滌，離心收集上清。合并上清液用KOH 調(diào)pH 至6.5，4 ℃靜置1 h，過0.22 μm 的膜，通過高效液相色譜檢測。色譜條件：C18色譜柱；柱溫25 ℃；流動(dòng)相A 為（磷酸氫二鉀溶液：磷酸二氫鉀溶液）=3:7（v/v）混合均勻；流動(dòng)相B 為流動(dòng)相A 與甲醇以9:1 混合（pH 均為6.5）；檢測波長254 nm；流速0.7 mL/min；進(jìn)樣量10 μL。

1.2.5 有機(jī)酸、甜菜堿的測定 參考文獻(xiàn)[15]的方法并略作修改。取5 g 樣品，加入25 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%的磷酸，勻漿，勻漿液在冷凍離心機(jī)中10000 r/min離心25 min，收集上清液過0.22 μm 的膜，通過高效液相色譜檢測。色譜條件：C18色譜柱；柱溫25 ℃；流動(dòng)相A 為0.05%的磷酸溶液；流動(dòng)相B 為甲醇（色譜純）；檢測波長214 nm；流速1 mL/min；進(jìn)樣量10 μL。參考文獻(xiàn)[16]的方法，存在于樣品中的甜菜堿首先在酸性（pH=1.0）冰?。? h）條件下與飽和雷氏鹽溶液生成沉淀，冷凍離心機(jī)11000 r/min 離心20 min，棄上清，加入99%乙醚5 mL 使其重結(jié)晶，棄上清，待乙醚自然揮發(fā)，加入70%丙酮5 mL，振蕩溶解，在525 nm 處檢測吸光值。

1.2.6 無機(jī)離子的測定 K+和Na+的測定方法：稱取1 g 樣品于玻璃消解管中，加入硝酸和高氯酸混合液（體積比4:1）充分消解，用原子吸收分光光度計(jì)測定。PO43?測定參考GB 5009.87-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中磷的測定》。Cl?測定參考GB 5009.44-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氯化物的測定》。

1.2.7 電子舌分析 電子舌（含有6 個(gè)工作電極）測試條件：取5 g 樣品，加入20 mL 水，勻漿后靜置10 min，10000 r/min 離心15 min，收集上清。取15 mL 上清液加到電子舌樣品杯中進(jìn)行測試，每個(gè)樣品3 個(gè)平行，每個(gè)平行樣品重復(fù)測定3 次。

1.2.8 感官評(píng)價(jià) 培訓(xùn)14 名小組成員，按照表1對(duì)蒸制不同時(shí)間的鱘魚背部肉進(jìn)行外觀、風(fēng)味、組織形態(tài)和口感的感官評(píng)價(jià)[17]，采用20 分制，最后的感官得分為4 部分加和。

表1 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria

1.3 數(shù)據(jù)處理

上述每組實(shí)驗(yàn)均重復(fù)三次，數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。主成分分析由電子舌分析軟件完成。使用Origin 2018 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及繪圖。采用SPSS 19 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。指標(biāo)內(nèi)部均值采用最小差異法，取95%置信度（P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 鱘魚背部肉在蒸制過程中的傳熱曲線

中心溫度的變化能夠反映蒸制過程中升溫速率的大小[18]。從圖1中可以看出，隨著加熱時(shí)間的延長，魚塊的升溫速率呈現(xiàn)由慢到快后減緩的趨勢。加熱初期，魚塊表面的熱量向中心傳遞需要一定的時(shí)間，因此升溫速率緩慢，當(dāng)熱量傳遞到魚體中心導(dǎo)致中心溫度迅速升高，因而升溫速率加快。蒸制后期升溫速率降低，溫度趨于平緩，由于魚體表面的蛋白質(zhì)在高溫下變性產(chǎn)生不溶性的凝膠，阻礙熱量的傳遞，從而導(dǎo)致升溫速率下降[19]。

圖1 鱘魚背部肉蒸制過程中的傳熱曲線Fig.1 Heat transfer curve of dorsal meat in sturgeon during steaming

根據(jù)中心溫度的變化情況，設(shè)定蒸制時(shí)間分別為4、8、12、16 和20 min，以此探究蒸制過程中非揮發(fā)性風(fēng)味成分含量的變化。

2.2 鱘魚背部肉蒸制過程中游離氨基酸含量的變化

氨基酸可以分為游離氨基酸和結(jié)合氨基酸，其中水溶性的游離氨基酸在食品風(fēng)味中發(fā)揮重要作用。游離氨基酸自身帶有獨(dú)特的味道，它們內(nèi)部或與其它呈味物質(zhì)之間的相互作用使食品呈現(xiàn)出獨(dú)特的味道[20]。甘氨酸、蘇氨酸、丙氨酸和絲氨酸具有令人愉悅的甜味，精氨酸能夠賦予海產(chǎn)品特有風(fēng)味，具有疏水性側(cè)鏈的氨基酸（纈氨酸、甲硫氨酸等）通常具有苦味[21]；甘氨酸和谷氨酸的協(xié)同作用可以增加食物的鮮味，游離氨基酸和核苷酸之間也存在協(xié)同作用[22?23]。表2顯示了鱘魚背部肉在蒸制過程中游離氨基酸含量的變化。甜味氨基酸和鮮味氨基酸在蒸制過程中發(fā)生了明顯變化，蒸制12 min 時(shí)，天冬氨酸、絲氨酸和甘氨酸顯著降低（P<0.05），蒸制16 min時(shí)顯著升高（P<0.05），同時(shí)谷氨酸含量也顯著升高（P<0.05）。纈氨酸、異亮氨酸、酪氨酸和脯氨酸等苦味氨基酸的含量幾乎不受蒸制時(shí)間影響，在整個(gè)過程中無顯著變化。天冬氨酸和谷氨酸的組合有助于產(chǎn)生可口的鮮味，其總量逐漸減少，但在蒸制16 min 時(shí)出現(xiàn)了短暫的明顯升高。甜味氨基酸總量呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，在蒸制12 min 時(shí)達(dá)到最低值18.43±0.1 mg/100 g，在隨后的蒸制中增加。原因可能是熱處理導(dǎo)致的含氮化合物成分發(fā)生變化[24]，一方面溫度升高引發(fā)美拉德反應(yīng)和蛋白質(zhì)降解，造成游離氨基酸含量的增加[25]；另一方面，游離氨基酸發(fā)生脫氨、脫羧等化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為烴、醛、胺等物質(zhì)，因而含量降低[26]。

表2 鱘魚背部肉蒸制過程中游離氨基酸含量的變化Table 2 Changes of free amino acid contents of dorsal meat in sturgeon during steaming

2.3 鱘魚背部肉蒸制過程中風(fēng)味核苷酸含量的變化

風(fēng)味核苷酸是影響魚肉滋味的另一種重要成分，其在水產(chǎn)生物肌肉中主要呈鮮味。5'-腺苷酸（AMP）能夠促進(jìn)甜味，5'-鳥苷酸（GMP）賦予魚肉肉味，5'-肌苷酸（IMP）通過其他與其它核苷酸和氨基酸的相互作用增強(qiáng)風(fēng)味，因此也被稱為風(fēng)味核苷酸[27]。風(fēng)味核苷酸在魚肉蒸制過程中的變化如表3所示：蒸制不同時(shí)間，鱘魚肉中的AMP 和IMP 含量存在差異，GMP 則沒有顯著變化。加熱開始時(shí)，IMP 含量降低，隨著蒸制時(shí)間延長，魚肉中心溫度趨于穩(wěn)定，IMP 含量呈現(xiàn)先降低再升高后降低的趨勢，在蒸制16 min 時(shí)含量達(dá)到最高值83.18±1.08 mg/100 g。魚類死亡后，三磷酸腺苷（ATP）會(huì)發(fā)生一系列降解反應(yīng)，生成AMP 和IMP 等中間產(chǎn)物[28]，GMP 和IMP受熱易分解，發(fā)生核苷酸脫磷酸反應(yīng)和脫堿基反應(yīng)，因此含量會(huì)降低；隨著蒸制時(shí)間延長，鱘魚肉中的ADP 發(fā)生熱轉(zhuǎn)化，生成AMP，AMP 進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為GMP 和IMP，因此IMP+GMP 的含量會(huì)增加[29]。結(jié)果表明，當(dāng)魚肉蒸制12～16 min 時(shí)，IMP+GMP 總量較高，此時(shí)鮮味最佳。

2.4 鱘魚背部肉蒸制過程中有機(jī)酸、甜菜堿含量的變化

有機(jī)酸是水產(chǎn)品中重要的酸味成分，其含量和種類影響食品的風(fēng)味。共檢測了5 種有機(jī)酸，分別是乳酸、琥珀酸、蘋果酸、檸檬酸和酒石酸，其中檸檬酸和酒石酸未在蒸制鱘魚肉中檢測到。三種有機(jī)酸本身具有獨(dú)特的酸味，能夠起到增強(qiáng)呈味的作用，還有助于魚肉產(chǎn)生特殊的“鮮味”[30]。不同蒸制時(shí)間的鱘魚背部肉中有機(jī)酸種類和含量如表4所示，鱘魚肉中乳酸的含量最高，其次是蘋果酸，琥珀酸的含量較低。隨著蒸制時(shí)間的延長，有機(jī)酸不斷溶入到湯汁中，因此魚肉中有機(jī)酸的含量在降低。

表4 鱘魚背部肉蒸制過程中有機(jī)酸、甜菜堿含量的變化Table 4 Changes of organic acid and betaine contents of dorsal meat in sturgeon during steaming

甜菜堿帶有爽快的甜味和一定的鮮味，還具有調(diào)節(jié)滲透壓、維持體內(nèi)維生素穩(wěn)定等生物學(xué)功能，作為呈味物質(zhì)廣泛存在于魚類體內(nèi)[31]。蒸制鱘魚肉甜菜堿含量為200 mg/100 g 左右，并且在整個(gè)蒸制過程中沒有顯著變化。

2.5 鱘魚背部肉蒸制過程中無機(jī)離子含量的變化

無機(jī)離子能夠提供咸味和苦味，是魚類特有風(fēng)味形成不可缺少的輔助因子和鮮味增強(qiáng)物，目前已有文獻(xiàn)[32]報(bào)道，陽離子K+、Na+，陰離子Cl?和PO43?對(duì)魚肉的滋味形成有重要貢獻(xiàn)。陽離子一般產(chǎn)生咸味，陰離子主要對(duì)呈味起到修飾作用。鱘魚背部肉蒸制過程中無機(jī)離子的變化情況如圖2所示。

圖2 鱘魚背部肉蒸制過程中無機(jī)離子含量的變化Fig.2 Changes of inorganic ions contents of dorsal meat in sturgeon during steaming

鱘魚肉中K+含量最多，其次為Na+。隨著蒸制時(shí)間的延長，無機(jī)離子的總量在減少，其中PO43?和Na+損失嚴(yán)重。加熱不會(huì)破壞魚肉中原有的無機(jī)離子，因此總量的減少主要是因?yàn)榘殡S汁液損失而流失。魚肉的鮮味不是簡單的鮮味成分的累積，還取決于各種鮮味組分間的相互作用，適量的無機(jī)離子可以與核苷酸等其它呈味物質(zhì)以適宜的鮮味配比發(fā)生協(xié)同作用從而增強(qiáng)水產(chǎn)品鮮味[33]。因此，鱘魚肉中各呈味物質(zhì)間的相互作用賦予了其鮮美的味道。

2.6 電子舌及感官評(píng)價(jià)

魚肉蒸制過程中的味道呈現(xiàn)是一個(gè)復(fù)雜的過程，僅僅依靠呈味物質(zhì)的含量變化難以說明其整體呈味特點(diǎn)，因此采用電子舌輔助感官評(píng)價(jià)的方法來進(jìn)行滋味分辨和味覺評(píng)價(jià)。電子舌使用多元數(shù)據(jù)分析處理收集的數(shù)據(jù)，利用PCA 降維分組后進(jìn)行相似性分析。本研究利用電子舌自帶的分析軟件對(duì)包括新鮮樣品在內(nèi)的6 個(gè)樣品進(jìn)行PCA 分析，得到前兩個(gè)主成分PC1 和PC2 的貢獻(xiàn)率分別為16.73%和73.32%，其累積貢獻(xiàn)率達(dá)90.05%（>85%），貢獻(xiàn)率越高越能反映原始指標(biāo)的信息[34]，因此說明這兩個(gè)主成分可以代表大部分原始數(shù)據(jù)信息。PCA 分析用以表明不同樣品的類間品質(zhì)差異，各個(gè)樣品的主成分得分值落在各自的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域代表樣品的整體特性，每組樣品進(jìn)行3 次重復(fù)。區(qū)域之間的距離表征了不同樣品的差異性，距離越近表明特征品質(zhì)越相似。

從圖3的PCA 分析結(jié)果可以看出，蒸制8～20 min的鱘魚肉樣品距離接近，并且部分有重疊，說明蒸制8 min 后的鱘魚肉味道差異不明顯，電子舌無法準(zhǔn)確區(qū)分，因而進(jìn)行了感官實(shí)驗(yàn)，對(duì)蒸制8～20 min 的可食用魚肉按照表1進(jìn)行了感官分析和味道評(píng)價(jià)，包括外觀、風(fēng)味、組織形態(tài)和口感四部分，結(jié)果如圖4所示。其結(jié)果與電子舌分析結(jié)果相一致，四部分樣品的感官評(píng)分相似，但蒸制16 min 的鱘魚肉具有相對(duì)較高的感官評(píng)分。因此，蒸制16 min 的鱘魚肉口感最佳，另外，從結(jié)果來看，蒸制時(shí)間較長反而會(huì)造成味感下降。

圖3 不同蒸制時(shí)間鱘魚背部肉的主成分分析Fig.3 Principal component analysis of dorsal meat in sturgeon at different steaming time

圖4 不同蒸制時(shí)間對(duì)鱘魚背部肉感官品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of different steaming time on the sensory quality of dorsal meat in sturgeon

3 結(jié)論

本研究以鱘魚肉為原料，通過對(duì)游離氨基酸、風(fēng)味核苷酸、有機(jī)酸、甜菜堿和無機(jī)離子含量的測定，分析鱘魚肉在加熱過程中非揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化規(guī)律。研究表明，蒸制時(shí)間為12～16 min 時(shí)，鱘魚肉中的鮮味氨基酸、甜味氨基酸和風(fēng)味核苷酸含量較高，滋味較好，說明三類成分對(duì)鮮味有直接貢獻(xiàn)作用。因此，建議鱘魚肉應(yīng)在蒸制12～16 min 內(nèi)食用。食品呈味是一個(gè)復(fù)雜的過程，各呈味物質(zhì)之間的相互作用尚未明確，呈味機(jī)理還有待進(jìn)一步探究。本研究不僅為鱘魚肉加熱過程中的質(zhì)量控制提供了有效信息，而且為促進(jìn)鱘魚肉產(chǎn)品多樣化開發(fā)提供了參考。