周鴻宇，劉歡，熊善柏，劉友明

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院/長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶大宗水生生物產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展教育部工程研究中心/國(guó)家大宗淡水魚加工技術(shù)研發(fā)分中心（武漢），武漢 430070

鰱作為我國(guó)四大家魚之一，分布廣泛，具有產(chǎn)量高、價(jià)格低、肉質(zhì)白等特點(diǎn)，已成為我國(guó)生產(chǎn)冷凍魚糜的主要原料［1］。由于鰱以水中的藻類為食，魚肉中土腥味較重，且不易去除，這在很大程度上限制了鰱魚制品的開(kāi)發(fā)和深加工［2］。

漂洗是魚糜制作的關(guān)鍵步驟之一，可以有效除去碎魚肉中的肌漿蛋白、血液、脂肪和其他含氮化合物，使得最終產(chǎn)品的質(zhì)地、顏色和氣味得到很大程度的改善［3］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)1 t的魚糜，需要消耗10～15 t 的水［4］。漂洗消耗的水和漂洗后的廢水增加了魚糜的生產(chǎn)成本，并對(duì)自然環(huán)境造成影響［5］，不符合綠色可持續(xù)發(fā)展的理念。臭氧的強(qiáng)氧化性，使其擁有良好的脫腥效果與殺菌能力，可與食品直接接觸，使用后易分解，不產(chǎn)生二次污染等，現(xiàn)已逐漸運(yùn)用于魚糜漂洗工藝中。阮秋鳳等［6］研究發(fā)現(xiàn)，使用適當(dāng)濃度的臭氧水和自來(lái)水混合漂洗鰱魚糜，可有效減少漂洗用水量，增加魚糜凝膠的白度和膠凝強(qiáng)度。肖淑婷等［7］研究發(fā)現(xiàn)，使用臭氧水漂洗鰱魚糜，去除土腥味能力與傳統(tǒng)漂洗相當(dāng)，且隨著臭氧漂洗次數(shù)增加會(huì)加劇哈喇味。臭氧氣浮漂洗是將臭氧氣體源源不斷通入水中，在漂洗液中形成氣-液兩相流體，節(jié)約漂洗用水的同時(shí)，解決了臭氧溶解度小與碎魚肉接觸不充分的問(wèn)題。有研究表明，臭氧氣浮漂洗用水量?jī)H為傳統(tǒng)漂洗的50%左右，漂洗后魚糜的氣味感官評(píng)價(jià)，兩者也有較大差異［8］。 雖然目前已有很多關(guān)于臭氧處理魚糜的報(bào)道，但臭氧處理對(duì)魚糜揮發(fā)性成分變化的研究并不多，尤其采用臭氧氣浮漂洗處理魚糜，對(duì)魚糜具體揮發(fā)性成分變化的研究更是空白。

本研究選用臭氧氣浮漂洗工藝制備鰱魚糜，采用電子鼻對(duì)魚糜整體揮發(fā)性成分進(jìn)行檢測(cè)，并結(jié)合HS-SPEM-GC-MS法對(duì)不同漂洗方式處理后魚糜中的具體揮發(fā)性成分進(jìn)行鑒定。對(duì)比分析臭氧氣浮漂洗和傳統(tǒng)漂洗方式對(duì)鰱魚糜腥味的影響，確定臭氧氣浮漂洗魚糜的最佳時(shí)間，以期對(duì)鰱冷凍魚糜生產(chǎn)工藝的改良提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮鰱，體質(zhì)量（3 000±200）g，購(gòu)于華中農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

FOX4000 型電子鼻，法國(guó)Alpha M.O.S 公司；7890A-5975C GC-MS聯(lián)用儀，美國(guó)Agilent公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1）臭氧氣浮漂洗處理。對(duì)鰱魚肉進(jìn)行漂洗過(guò)程中，將三叉導(dǎo)管插入容器底部，持續(xù)向漂洗水通入臭氧，并持續(xù)攪拌溶液使臭氧產(chǎn)生的氣泡充分與原料魚肉接觸。臭氧氣流速率保持恒定狀態(tài)（2.5 L 漂洗液通入臭氧流量為7.5 mg/min），通過(guò)控制通入時(shí)長(zhǎng)以確定不同劑量的臭氧對(duì)鰱魚糜品質(zhì)的影響。

2）不同漂洗處理的冷凍魚糜樣品的制備。鰱去鱗、去頭、去內(nèi)臟，使用0 ℃的冰水清洗、采肉，分別進(jìn)行1 次臭氧氣浮漂洗（漂洗液與魚糜的質(zhì)量比為5∶1）5 、10、15、20 min，漂洗結(jié)束后靜置 5 min，將漂洗后的魚糜在2 500 r/min 下離心脫水5 min，加入4%蔗糖，自封袋包裝后于-80 ℃速凍2 h。采用傳統(tǒng)的3 次漂洗作為常規(guī)對(duì)照組，即4 ℃自來(lái)水漂洗2次后，用0.5% NaCl 溶液漂洗1 次（每次漂洗液與魚糜的質(zhì)量比為5∶1）。每次漂洗時(shí)，先緩慢攪拌5 min，再靜置5 min。

3）電子鼻檢測(cè)。參考尤娟等［9］的方法。電子鼻各傳感器相應(yīng)嗅覺(jué)指標(biāo)如表1所示。

表1 電子鼻18根傳感器的相應(yīng)特性Table 1 The corresponding characteristics of 18 sensors of electronic nose

4）HS-SPME-GC-MS 法測(cè)定魚糜揮發(fā)性成分。參考王方［10］的方法。

ROAV 分析參考劉登勇等［11］的分析方法，判斷產(chǎn)品關(guān)鍵性風(fēng)味物質(zhì)成分。揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)對(duì)食品風(fēng)味貢獻(xiàn)情況以相對(duì)氣味活度值（relative odor activity value，ROAV）大小進(jìn)行判斷，將對(duì)風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的物質(zhì)的ROAV設(shè)為100，公式如下：

式（1）中，Crs、Cri分別為貢獻(xiàn)最大的物質(zhì)與各揮發(fā)物質(zhì)的相對(duì)含量；Ts、Ti分別為貢獻(xiàn)最大的物質(zhì)與各揮發(fā)性物質(zhì)的閾值。

本研究中，對(duì)于傳統(tǒng)漂洗的魚糜，定義壬醛為ROAVstan=100；對(duì)于臭氧氣浮漂洗的魚糜，定義己醛ROAVstan=100；其他揮發(fā)性物質(zhì)的ROAV值依式（1）計(jì)算。0.1 ≤ROAV＜1，表示該物質(zhì)對(duì)總體風(fēng)味有重要修飾作用；1≤ROAV≤100，表示該物質(zhì)是樣品的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

電子鼻數(shù)據(jù)用FOX4000 電子鼻自帶軟件（AlphaSoft 12.0 工作站）和SPSS 25.0 軟件處理，采用主成分分析法分析數(shù)據(jù)，Origin2018b軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 電子鼻法判別臭氧氣浮漂洗對(duì)鰱魚肉揮發(fā)性成分的影響

由表2 可知，與傳統(tǒng)漂洗魚糜相比，臭氧氣浮漂洗5、10、15、20 min 的魚糜分別有5、9、8、9 個(gè)電子鼻的傳感器在響應(yīng)值上有顯著差異（P＜0.05）。與傳統(tǒng)漂洗魚糜相比，當(dāng)臭氧氣浮漂洗時(shí)間超過(guò)10 min時(shí)，傳感器LY2/LG、LY2/AA、LY2/gCTL、T30/1、T70/2、P30/1、P40/2、P30/2 的響應(yīng)值皆有顯著變化（P＜0.05），而在其他傳感器中差異不明顯。這表明臭氧氣浮漂洗達(dá)到一定時(shí)間后，魚糜中的揮發(fā)性成分在氧化能力較強(qiáng)的氣體（氯、氟）、有機(jī)化合物（乙醇）、有毒氣體（硫化氫）、極性化合物、芳香族化合物（甲苯、二甲苯）、可燃性氣體物（碳?xì)浠衔铮最悡]發(fā)性物質(zhì)中出現(xiàn)差異。

表2 不同漂洗處理的魚糜的電子鼻傳感器響應(yīng)值Table 2 Response values of E-nose sensors for surimi by different rinsing treatments

為進(jìn)一步探究傳統(tǒng)漂洗和臭氧氣浮漂洗魚糜間風(fēng)味成分的差異，對(duì)傳統(tǒng)漂洗和臭氧氣浮漂洗魚糜的電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA 分析，三維主成分分析的結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖1 可知，3 個(gè)主成分的總貢獻(xiàn)率為96.58%，可以充分反映原始數(shù)據(jù)信息。樣品之間的距離越遠(yuǎn)說(shuō)明區(qū)分效果越明顯。圖1 中傳統(tǒng)漂洗和臭氧氣浮漂洗10 min 后的魚糜間有一定距離，臭氧氣浮漂洗20 min 魚糜同其他臭氧氣浮漂洗魚糜間距離也較遠(yuǎn)。此結(jié)果表明臭氧氣浮漂洗魚糜達(dá)到10 min 以上時(shí)，其整體揮發(fā)性氣味相比傳統(tǒng)漂洗魚糜出現(xiàn)較大差異，且隨著臭氧氣浮漂洗魚糜時(shí)間的延長(zhǎng)，臭氧氣浮魚糜間的整體氣味也將有所區(qū)別。

圖1 不同漂洗方式處理魚糜的電子鼻PCA圖Fig.1 Electronic nose PCA diagram of surimi treated by different rinsing methods

2.2 HS-SPME-GC-MS技術(shù)分析臭氧漂洗鰱魚糜的揮發(fā)性成分

通過(guò)HS-SPME-GC-MS 技術(shù)共檢測(cè)出24 種揮發(fā)性物質(zhì)，在傳統(tǒng)漂洗魚糜以及臭氧氣浮漂洗5、10、15、20 min 的魚糜樣品中分別檢測(cè)出 15、9、12、11 和11 種揮發(fā)性物質(zhì)，包括醛、醇、酮、碳?xì)浠衔锖推渌镔|(zhì)等，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 不同漂洗處理的魚糜中揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量Table 3 The relative content of volatile substance in surimi treated by different rinsing methods %

在漂洗后鰱魚糜揮發(fā)性成分中，醛類化合物具有較高的相對(duì)含量，主要包括己醛、壬醛、庚醛、癸醛等。在傳統(tǒng)漂洗魚糜中，這4 種醛類的含量分別為8.62%、2.87%、1.20%、0.81%，均高于臭氧氣浮漂洗魚糜中的含量，且隨著臭氧氣浮漂洗時(shí)間的增加，壬醛的相對(duì)含量呈先降低后升高的趨勢(shì)；醇、酮類化合物在漂洗后的鰱魚糜中種類較少，隨著臭氧氣浮漂洗時(shí)間的增加，1-辛烯-3-醇的相對(duì)含量呈上升趨勢(shì)，而3，5-辛二烯-2-酮相對(duì)含量呈先降低后升高的趨勢(shì)；在魚糜揮發(fā)性成分中碳?xì)浠衔锓N類較多，而1-甲基-4-硝甲基-哌啶和5-甲基-2-苯基-吲哚等其他化合物在臭氧氣浮漂洗魚糜中并未被檢測(cè)出。

樣品總體風(fēng)味一般由揮發(fā)性物質(zhì)的濃度和感覺(jué)閾值共同決定。為進(jìn)一步確定傳統(tǒng)漂洗鰱魚和臭氧氣浮漂洗鰱魚糜的主體風(fēng)味成分，我們采用ROAV分析法分析魚糜中的揮發(fā)性成分對(duì)魚糜氣味的貢獻(xiàn)程度，結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可知，ROAV≥1的揮發(fā)性物質(zhì)有己醛、庚醛、壬醛、癸醛和1-辛稀-3-醇，說(shuō)明它們?cè)趥鹘y(tǒng)漂洗和臭氧氣浮漂洗魚糜中，對(duì)魚糜的氣味都有較大的貢獻(xiàn)；ROAV 在0～1 的揮發(fā)性物質(zhì)有D-檸檬烯和萘，說(shuō)明它們對(duì)魚糜氣味起修飾作用。

表4 特征揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的閾值、相對(duì)氣味活度值及氣味Table 4 Threshold，ROAV and odour of characteristic volatile flavor substance

3 討 論

本研究結(jié)果表明，使用臭氧氣浮漂洗魚糜同傳統(tǒng)漂洗魚糜在整體揮發(fā)性氣味上有差異。付湘晉等［13］認(rèn)為，T30/1、T70/2 、P30/2 、LY2/AA 傳感器對(duì)鰱魚糜中的哈喇味有特異響應(yīng)，而眾多的研究已表明，使用一定濃度臭氧處理魚肉會(huì)加速魚肉中脂肪氧化，從而產(chǎn)生哈喇味。因此，臭氧氣浮漂洗魚糜與傳統(tǒng)漂洗魚糜在呈現(xiàn)哈喇味的揮發(fā)性成分上存在顯著差異（P＜0.05）。

通過(guò) HS-SPME-GC-MS 和ROAV 分析法進(jìn)一步探究臭氧氣浮漂洗對(duì)魚糜揮發(fā)性成分的影響。本研究表明，醛類化合物是魚糜的主要?dú)馕敦暙I(xiàn)成分，在臭氧氣浮漂洗魚糜中的含量均低于傳統(tǒng)漂洗魚糜中，這說(shuō)明臭氧氣浮漂洗魚糜在一定程度上可以有效脫除魚糜中的腥味。Yang 等［14］研究表明，醛類多源于肉中多不飽和脂肪酸氧化產(chǎn)生，因其閾值不高，相對(duì)含量的不同會(huì)造成產(chǎn)品氣味差異較大，其對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的形成產(chǎn)生很大影響，與本研究結(jié)果一致。壬醛的相對(duì)含量隨臭氧氣浮漂洗時(shí)間的增加呈現(xiàn)先降低后升高趨勢(shì)。這可能是因?yàn)殡S著臭氧氣浮漂洗時(shí)間的延長(zhǎng)，脂肪酸和醇類被氧化為醛類。

在漂洗鰱魚糜中，1-辛烯-3-醇也是魚糜氣味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)，相對(duì)含量較高的。這是因?yàn)轸~肉中含有豐富的亞油酸，1-辛烯-3-醇作為不飽和醇，一般由亞油酸的過(guò)氧化物降解產(chǎn)生［15］，在臭氧氣浮漂洗魚糜中，臭氧加速了魚糜中脂肪酸的氧化，從而在魚糜中生成了較多的1-辛烯-3-醇。由于1-辛烯-3-醇的閾值較低，也常被認(rèn)為可作為評(píng)價(jià)魚肉腥味和柔和香味的風(fēng)味標(biāo)志物［16］。

酮類物質(zhì)產(chǎn)生的主要來(lái)源是魚肉中游離氨基酸的降解以及不飽和脂肪酸的氧化和醇類物質(zhì)氧化產(chǎn)生［17］。因此，3，5-辛二烯-2-酮相對(duì)含量的變化和臭氧氣浮漂洗魚糜中檢測(cè)出甲基壬基甲酮，可能是隨著臭氧氣浮漂洗時(shí)間的延長(zhǎng)，脂肪酸和醇類被臭氧氧化，或者是由于臭氧的強(qiáng)氧化作用導(dǎo)致不飽和脂肪酸的降解更嚴(yán)重。

鰱魚糜揮發(fā)性物質(zhì)中檢測(cè)出較多的碳?xì)浠衔?，這可能是烷基自由基的脂質(zhì)自動(dòng)氧化或類胡蘿卜素的分解生成所致。由于碳?xì)浠衔锏恼w閾值相較其他產(chǎn)物高很多，對(duì)于魚糜整體的風(fēng)味貢獻(xiàn)很?。?8］。揮發(fā)性物質(zhì)中被檢測(cè)出的萘、間二甲苯、對(duì)二甲苯等物質(zhì)，可能是從環(huán)境污染物中遷移而來(lái)［19］。

有研究認(rèn)為，直鏈胺和吡啶、吲哚等環(huán)狀胺與魚體的腥味有關(guān)［20］。與傳統(tǒng)漂洗的魚糜相比，臭氧氣浮漂洗魚糜的揮發(fā)性物質(zhì)中未檢測(cè)出1-甲基-4-硝甲基-哌啶和5-甲基-2-苯基-吲哚。由此說(shuō)明相比傳統(tǒng)漂洗，臭氧氣浮漂洗對(duì)鰱魚糜中的腥味物質(zhì)有一定脫除作用。

綜上所述，傳統(tǒng)漂洗和臭氧氣浮漂洗魚糜在整體揮發(fā)性氣味上有顯著差別，二者在揮發(fā)性物質(zhì)的種類和相對(duì)含量上均有較大差異。與傳統(tǒng)漂洗魚糜相比，臭氧氣浮漂洗魚糜中揮發(fā)性成分較少，對(duì)魚腥味貢獻(xiàn)較大（ROAV≥1）的己醛、庚醛、壬醛、癸醛、1-辛烯-3-醇等相對(duì)含量均有所降低，且在臭氧氣浮漂洗15～20 min 后，在鰱魚糜中未檢出庚醛和癸醛。相比傳統(tǒng)漂洗和臭氧氣浮漂洗5、10 min，臭氧氣浮漂洗魚糜時(shí)間達(dá)到15 min 及以上時(shí)，可更有效脫除魚糜腥味。但也有研究表明，隨著臭氧漂洗過(guò)程中臭氧濃度與時(shí)間的增加，會(huì)造成鰱魚糜中蛋白的過(guò)度氧化及其凝膠能力變?nèi)醯炔焕绊懀?1-22］。因此，采用臭氧氣浮漂洗脫除魚糜腥味時(shí)間應(yīng)控制在10～15 min。