簡(jiǎn)沖, 王靈昭, 王善宇, 劉淇, 曹榮,3*

(1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所，山東 青島 266071；2.江蘇海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 連云港 222005；3.青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室海洋藥物與生物制品功能實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266235)

鲅魚，學(xué)名藍(lán)點(diǎn)馬鮫(Scomberomorusniphonius)，體態(tài)呈紡錘形，背部為藍(lán)黑色，布滿藍(lán)色斑點(diǎn)，由此得名。鲅魚廣泛分布于中國(guó)渤海、黃海以及東海海域，營(yíng)養(yǎng)豐富、味道鮮美，深受消費(fèi)者喜愛。2020年中國(guó)鲅魚捕撈產(chǎn)量為35.51萬t，占中國(guó)海洋魚類總捕撈量3.75%，其中山東捕撈量15.85萬t，位居第一，目前鲅魚的主要加工方式以加工銷售的模式，尤其是秋冬季節(jié)，水產(chǎn)品市場(chǎng)到處可見晾曬咸鲅魚，其余少量以魚糜制品為主。

咸干鲅魚是北方沿海地區(qū)傳統(tǒng)的特色美食，青島地區(qū)又稱之為“甜曬鲅魚”?！疤饡瘛辈⒎侵讣犹?，而是指經(jīng)自然風(fēng)干且不加鹽以外的調(diào)味品的加工方式。咸干鲅魚產(chǎn)品口感勁道、咸鮮味美，風(fēng)味獨(dú)特。近幾年，科研人員對(duì)咸干鲅魚食用安全性[1]、菌群結(jié)構(gòu)[2]、香氣成分[3-4]、加工工藝[5]等進(jìn)行了研究，而對(duì)加工過程風(fēng)味變化的研究較少。游離氨基酸、呈味核苷酸等非揮發(fā)性成分是水產(chǎn)品滋味的重要來源[6]，且這些成分往往會(huì)在加工過程中發(fā)生較大的變化。如Zhang等[7]發(fā)現(xiàn)谷氨酸、5’-磷酸肌苷(5’-inosine monophosphate，IMP)等對(duì)河鲀(Tetraodontidae)的鮮甜味有著重要的貢獻(xiàn)。蟹醬發(fā)酵過程中天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、IMP和5’-磷酸鳥苷(5’-guanosine monophosphate，GMP)等含量顯著增加，是構(gòu)成其鮮甜味的主要物質(zhì)[8]。Xu等[9]研究發(fā)現(xiàn)魚低鹽發(fā)酵過程中生成的酯類、醛類、醇類及酸類等揮發(fā)性成分有助于其獨(dú)特風(fēng)味生成。咸干鲅魚加工過程主要風(fēng)味物質(zhì)的演變規(guī)律不清，變化機(jī)制尚不明確，亟需開展相關(guān)研究。

本研究以咸干鲅魚為原料，對(duì)其自然風(fēng)干過程中游離氨基酸和呈味核苷酸的含量進(jìn)行了測(cè)定，采用電子鼻和氣相-離子遷移譜(GC-IMS)對(duì)氣味輪廓和特征性揮發(fā)成分進(jìn)行了分析。通過探究咸干鲅魚風(fēng)味形成規(guī)律，為生產(chǎn)工藝的優(yōu)化和產(chǎn)品品質(zhì)控制提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮鲅魚，采購(gòu)于青島市嶗山區(qū)埠東海鮮市場(chǎng)，選取形態(tài)完整、體長(zhǎng)(35.0±5.0)cm的個(gè)體進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

腺苷酸(adenosine monophosphate，AMP)、肌苷酸(inosine monophosphate，IMP)、鳥苷酸(guanosine monophosphate，GMP)、氨基酸混樣標(biāo)準(zhǔn)品，均為分析純，購(gòu)于Sigma公司。

1.2 儀器設(shè)備

TA-XT plus型質(zhì)構(gòu)儀，英國(guó)Stable Micro System公司；L-8800型氨基酸自動(dòng)分析儀，日本日立公司；2695型高效液相色譜系統(tǒng)，美國(guó)Waters公司；Pen-3型電子鼻，德國(guó)Air sense公司；Floorspace?型氣相色譜-離子遷移譜儀，德國(guó)G.A.S公司。

1.3 方法

1.3.1 加工工藝

將新鮮鲅魚用清水進(jìn)行清洗，用刀具沿背鰭切入順延至尾部片開，去除鰓和內(nèi)臟，沖洗干凈，在魚體表面均勻涂抹一層鹽，頭部朝下懸掛于無陽(yáng)光直射的通風(fēng)處自然風(fēng)干。風(fēng)干過程的環(huán)境溫度為1～7 ℃，環(huán)境濕度約40%。

每2 d隨機(jī)取鲅魚樣品6份，去除頭、尾和骨，取肉檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3.2 水分含量測(cè)定方法

參照GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》[10]，采用直接干燥法測(cè)定。

1.3.3 質(zhì)構(gòu)分析方法

將鲅魚樣品切成3.0 cm×3.0 cm×2.0 cm小塊，使用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定。測(cè)定參數(shù)為：探頭P/50，壓縮比60%，循環(huán)間隔5 s，測(cè)試速率2 mm/s，觸發(fā)力20 g。

1.3.4 游離氨基酸含量測(cè)定方法

參照GB 5009.124—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氨基酸的測(cè)定》[11]，采用磺基水楊酸法[12]處理樣品，氨基酸自動(dòng)分析儀進(jìn)行測(cè)定。

1.3.5 呈味核苷酸含量測(cè)定方法

參照YOKOYAMA等[13]的方法稍作修改。取樣品5.0 g，加入15.0 mL預(yù)先冷卻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的過氯乙酸溶液，均質(zhì)后離心，收集上清液，中和pH至6.5，過0.45 μm濾膜，濾液用高效液相色譜進(jìn)行測(cè)定。

色譜分析條件：色譜柱Shiseido C18SG(4.6 mm×150 mm)；流動(dòng)相為乙酸、檸檬酸、三乙胺混合溶液，濃度分別為0、20.0和40.0 mmol/L，pH 5.5；流速0.8 mL/min；柱溫40 ℃；檢測(cè)器波長(zhǎng)260 nm；進(jìn)樣量10 μL。比較樣品與標(biāo)準(zhǔn)化合物色譜圖峰值的保留時(shí)間及峰高來確定AMP、IMP、GMP含量。

1.3.6 滋味活性值計(jì)算

滋味活性值(taste active value，TAV)按照公式(1)[14]計(jì)算：

式(1)

1.3.7 鮮味程度評(píng)定方法

采用味精當(dāng)量(equivalent umami concentration，EUC)評(píng)定鮮味程度[14]。按照式(2)進(jìn)行計(jì)算。

EUC(g MSG/100 g)=∑aibi+1 218(∑ aibi)(∑ajbj)

式(2)

式中：1 218為協(xié)同作用常數(shù)；ai為鮮味氨基酸的量,(g/100 g)；bi為鮮味氨基酸相對(duì)于谷氨酸單鈉(monosodium glutamate，MSG)的鮮味系數(shù)(Glu 1.0；Asp 0.077)；aj呈味核苷酸的量,(g/100 g)；bj為呈味核苷酸相對(duì)于IMP的鮮味系數(shù)(AMP:0.18；IMP:1.0；GMP 2.3)。

1.3.8 電子鼻分析方法

參照胡夢(mèng)月等[15]的方法稍作修改。取魚肉剪碎，精確稱取2.0 g置于50 mL 頂空進(jìn)樣瓶中，密封后靜置平衡10 min采用電子鼻進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)定參數(shù)為：清洗時(shí)間60 s，氣體流速 200 mL/min，數(shù)據(jù)采集時(shí)間為80 s。采用電子鼻內(nèi)置程序WinMuster處理數(shù)據(jù)。

1.3.9 揮發(fā)性成分檢測(cè)方法

參照曹榮等[16]的方法稍作修改。取2.0 g魚肉，放入20 mL頂空進(jìn)樣瓶中，60 ℃平衡20 min，通過自動(dòng)頂空進(jìn)樣用氣相-離子遷移譜儀(GC-IMS)進(jìn)行檢測(cè)。通過比對(duì)NIST氣相保留指數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)與IMS遷移時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性分析，采用設(shè)備自帶LAV軟件的Gallery Plot功能繪制樣品中的揮發(fā)性成分譜圖。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Office Excel作圖，采用t-檢驗(yàn)進(jìn)行組間差異顯著性分析，P<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 風(fēng)干過程水分含量和肌肉硬度值變化情況

水分含量是咸干鲅魚產(chǎn)品的一個(gè)重要指標(biāo)，與咸干鲅魚質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味等感官品質(zhì)以及貨架期等密切相關(guān)[17]。質(zhì)構(gòu)指標(biāo)中的硬度是指使樣品達(dá)到一定形變所需的力[18]。適中的硬度是良好口感的重要體現(xiàn)，且與產(chǎn)品中的水分含量具有一致性。當(dāng)水分含量高時(shí)，質(zhì)地往往偏軟，口感上表現(xiàn)為缺少嚼勁，且不利于貯藏；當(dāng)水分含量偏低時(shí)，質(zhì)地往往過硬，同樣會(huì)影響口感[15]。

鲅魚自然風(fēng)干過程中，水分含量逐漸降低，至12 d時(shí)，水分含量由66.57%降至54.75%。由于水分含量的降低，硬度值呈上升趨勢(shì)，尤其是風(fēng)干前8 d，硬度值幾乎呈線性增加。8 d后，硬度值變化較小，此時(shí)水分含量的變化幅度也減小，表明已接近風(fēng)干終點(diǎn)。

圖1 咸干鲅魚風(fēng)干過程水分含量和硬度變化

2.2 風(fēng)干過程滋味物質(zhì)變化情況

2.2.1 游離氨基酸

游離氨基酸是水產(chǎn)品中主要的滋味物質(zhì)，對(duì)構(gòu)成水產(chǎn)品滋味輪廓起重要作用。游離氨基酸的增加可以使產(chǎn)品滋味更加厚重。游離氨基酸對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的貢獻(xiàn)與其絕對(duì)含量和滋味閾值有關(guān)，游離氨基酸之間的相對(duì)平衡對(duì)整體滋味呈現(xiàn)也有影響[19-20]。Gasser等[21]發(fā)現(xiàn)肉汁中的呈味物質(zhì)濃度多數(shù)低于各自的閾值，由此推斷各種呈味物質(zhì)的協(xié)同作用可能是決定肉滋味的關(guān)鍵因素。

咸干鲅魚風(fēng)干過程中游離氨基酸的變化情況見表1。鮮魚中游離氨基酸含量最高，經(jīng)風(fēng)干后含量顯著降低(P<0.05)，這與游離氨基酸發(fā)生降解以及部分水溶性氨基酸損失有關(guān)；風(fēng)干過程中，隨著風(fēng)干時(shí)間的延長(zhǎng)蛋白質(zhì)水解為游離氨基酸[22]，游離氨基酸含量略有增加；干燥后期，參與游離氨基酸生成的氨肽酶作用降低，使游離氨基酸含量略有減少。鮐魚(Scomberjapanious)干制過程中，其游離氨基酸含量呈現(xiàn)出類似的變化規(guī)律[23]。

表1 咸干鲅魚風(fēng)干過程游離氨基酸含量變化

由于各呈味物質(zhì)的滋味閾值不同，可以依據(jù)TAV判斷單個(gè)化合物對(duì)整體滋味的貢獻(xiàn)強(qiáng)度，當(dāng)TAV>1時(shí)，則認(rèn)為該呈味組分對(duì)樣品的整體滋味有貢獻(xiàn)[24]。在咸干鲅魚風(fēng)干過程中，谷氨酸、丙氨酸、組氨酸的TAV值大于1。其中，組氨酸的TAV最大，表明組氨酸對(duì)咸干鲅魚滋味貢獻(xiàn)較大，組氨酸主要呈苦味，主要由磷酸核糖轉(zhuǎn)化而來；谷氨酸為典型的鮮味氨基酸，不僅對(duì)鮮味有貢獻(xiàn)，還賦予產(chǎn)品整體滋味的復(fù)雜性，使整體滋味濃厚[25]。丙氨酸呈甜味，且能與谷氨酸、天門冬氨酸、AMP等鮮味物質(zhì)產(chǎn)生鮮味協(xié)同作用。

2.2.2 呈味核苷酸

呈味核苷酸是水產(chǎn)品滋味的另一重要組分。魚類ATP分解一般是按ATP → ADP→ AMP → IMP → HxR → Hx途徑[26]進(jìn)行的。鮮鲅魚AMP含量為26.31 mg/100 g，風(fēng)干過程中AMP含量一直增加。AMP濃度會(huì)影響其呈味特點(diǎn)，小于100 mg/100 g時(shí)主要呈甜味，大于100 mg/100 g時(shí)，鮮味增強(qiáng)而甜味被削弱[27]。咸干鲅魚風(fēng)干過程AMP含量一直小于100 mg/100 g，至12 d時(shí)含量為90.03 mg/100 g，對(duì)咸干鲅魚整體鮮甜的愉悅滋味有重要貢獻(xiàn)。

IMP在風(fēng)干過程中含量呈減少趨勢(shì)，表明IMP發(fā)生了進(jìn)一步降解。GMP含量在風(fēng)干過程呈增加趨勢(shì)，且風(fēng)干前期增加幅度大，而風(fēng)干后期變化很小。GMP具有很高的呈鮮味強(qiáng)度[28]。IMP和GMP的TAV均大于1，表明對(duì)咸干鲅魚的滋味有貢獻(xiàn)。呈味核苷酸和游離氨基酸具有協(xié)同增鮮作用，這種作用可以用味精當(dāng)量表示。經(jīng)計(jì)算，鮮鲅魚的味精當(dāng)量為9.59 g MSG/100 g，風(fēng)干12 d 咸干鲅魚的味精當(dāng)量達(dá)到11.41 g MSG/100 g，表明干制過程對(duì)產(chǎn)品整體鮮味有提升作用。

表2 咸干鲅魚加工過程中呈味核苷酸含量變化

2.3 揮發(fā)性成分變化情況

2.3.1 氣味輪廓差異

主成分分析法(PCA)通過線性表達(dá)的降維思路將原始數(shù)據(jù)的多個(gè)指標(biāo)信息轉(zhuǎn)化為較少的具有代表性的信息數(shù)據(jù)[29]。咸干鲅魚不同風(fēng)干階段電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)的PCA分析見圖2。第一主成分和第二主成分的貢獻(xiàn)率分別為98.52%和1.12%，總貢獻(xiàn)率達(dá)99.64%，表明這兩個(gè)主成分基本涵蓋了樣本信息，可以表征不同風(fēng)干階段咸干鲅魚的氣味組成。咸干鲅魚風(fēng)干各階段對(duì)應(yīng)的位置相對(duì)獨(dú)立，可以明顯區(qū)分開來，表明鮮魚與風(fēng)干不同階段的樣品氣味輪廓有明顯差異。

圖2 不同風(fēng)干階段咸干鲅魚的PCA分析圖

2.3.2 GC-IMS分析結(jié)果

通過GC-IMS檢測(cè)不同風(fēng)干階段咸干鲅魚中的揮發(fā)性物質(zhì)，生成氣味指紋圖譜如圖3所示。不同風(fēng)干階段咸干鲅魚中的揮發(fā)性物質(zhì)差異較大。從咸干鲅魚不同風(fēng)干階段共定性出20種化合物，主要包括醇類5種、醛類3種、烷類2種、酸類2種、酯類3種、烴類1種、酮類1種、呋喃類1種、噻唑類1種及呋喃類1種。鮮魚中的揮發(fā)性物質(zhì)主要包含苯乙烯、3-甲基丁醛、2-乙基呋喃、丁醛、2-庚酮、1,2-二甲氧基乙烷、(E)-3-己烯-1-醇、2-甲基丙酸和4-甲基-2-戊醇等。風(fēng)干12 d后，魚干中揮發(fā)性物質(zhì)種類和含量明顯增加，如乙酸正丙酯、乙酸丁酯、六甲基二硅氧烷、丁醛、2-甲基-1-丙醇、噻唑、3-甲基-1-丁醇、乙酸乙酯、丁酸和2-甲基丁醛等。

圖3 不同加工階段咸干鲅魚的氣味指紋圖譜

醇類物質(zhì)主要來源于脂質(zhì)降解，其中2-甲基-1-丙醇帶來了酒精味[29]，3-甲基-1-丁醇提供一種香甜味，同時(shí)賦予了咸干鲅魚水果味和果渣味[30]，(E)-3-己烯-1-醇在荔枝以及茶葉等農(nóng)產(chǎn)品中均檢測(cè)到，具有較高的香氣強(qiáng)度屬性[31-32]。醛類物質(zhì)對(duì)風(fēng)干魚類產(chǎn)品風(fēng)味形成發(fā)揮了重要作用[33]，一般認(rèn)為3～4個(gè)碳原子的醛具有強(qiáng)烈的刺激性風(fēng)味，5～9個(gè)碳原子的醛具有油香、脂香風(fēng)味，分子質(zhì)量較高的醛具有橘子皮風(fēng)味[34]，而支鏈醛則具有愉快的甜味或水果特征味，如2-甲基丁醛具有干果味、奶酪味和咸味[35]。酮類化合物主要由脂肪酸的氧化降解以及醇類物質(zhì)的氧化生成[36]，2-庚酮具有水果香氣，可以給咸干鲅魚帶來清香氣味[37]。酯類化合物是酸和醇經(jīng)酯化而成，一般而言，短鏈酸形成的酯具有水果香味[38]，而長(zhǎng)鏈酸形成的酯具有輕微的油脂味，因此酯類對(duì)風(fēng)味的形成也做出了貢獻(xiàn)[39]。烷烴類及雜環(huán)類物質(zhì)廣泛存在于咸干魚的揮發(fā)物中，但對(duì)咸干魚整體風(fēng)味貢獻(xiàn)較小。

3 結(jié)論

咸干鲅魚風(fēng)干過程中，水分含量逐漸降低，其硬度逐漸升高，最終形成咸干鲅魚獨(dú)特的口感。游離氨基酸總量降低，呈味核苷酸含量明顯增加。風(fēng)干過程揮發(fā)性成分含量和種類均增加，其中酯類、醇類及醛類揮發(fā)性物質(zhì)種類增加，如乙酸乙酯、乙酸丁酯、3-甲基-1-丁醇和2-甲基丁醇等，賦予咸干鲅魚豐富的特征風(fēng)味。揭示了咸干鲅魚加工過程主要風(fēng)味物質(zhì)的演變及變化機(jī)制，為后續(xù)低鹽咸干鲅魚工藝的研究提供指導(dǎo)。