李 放,鄧林艷,張婉婷,徐文思,楊祺福,王伯華,楊品紅
(湖南文理學(xué)院生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,水產(chǎn)高效健康生產(chǎn)湖南省協(xié)同創(chuàng)新中心,環(huán)洞庭湖水產(chǎn)健康養(yǎng)殖及加工湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,常德市農(nóng)業(yè)生物大分子研究中心,常德市人工智能與生物醫(yī)藥研究中心,湖南常德 415000)
中國(guó)養(yǎng)殖的淡水蝦主要包括羅氏沼蝦(Macrobrachium rosenbergii)、青 蝦(Macrobrachium nipponense)、克氏原螯蝦(Procambarus clarkii) 和南美白對(duì)蝦(Penaeus vannamei)[1]。淡水蝦作為河鮮的一類(lèi),味道鮮美,蛋白質(zhì)含量豐富,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,其人體必需氨基酸優(yōu)于大多數(shù)畜禽肉類(lèi)。淡水蝦肉質(zhì)有彈性,口感良好,蝦肉中含有鋅、碘、硒、鎂等礦物質(zhì)元素和微量元素;其中鎂就具有調(diào)節(jié)人體心臟活動(dòng)的作用,保護(hù)心血管系統(tǒng),減少血液膽固醇含量,防止動(dòng)脈硬化,擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈,能有效預(yù)防高血壓及心肌梗塞[2]。
然而,隨著人們對(duì)食品風(fēng)味及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值要求的提高,腥味問(wèn)題逐漸成為淡水蝦制品加工和開(kāi)發(fā)的主要限制因素之一。淡水蝦體內(nèi)微生物及酶體系活躍,導(dǎo)致其極易在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生青草味、金屬味和腥味等不良風(fēng)味,最終影響淡水蝦的整體風(fēng)味和消費(fèi)者的感官評(píng)價(jià)[3]。系統(tǒng)地講述了淡水蝦類(lèi)產(chǎn)品中腥味脫除的技術(shù)方法,旨在為淡水蝦整體風(fēng)味的改良和脫腥技術(shù)的發(fā)展提供參考。
構(gòu)成水產(chǎn)品腥味的物質(zhì)種類(lèi)多樣,一般是由多種揮發(fā)性物質(zhì)共同作用的結(jié)果[2]。淡水蝦類(lèi)產(chǎn)品腥味物質(zhì)成分復(fù)雜,有研究結(jié)果表明,水產(chǎn)品中的揮發(fā)性物質(zhì)包括醇類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)、烴類(lèi)、土腥味類(lèi)物質(zhì),以及少量的呋喃、硫醚、萘類(lèi)等化合物[3]。從形成機(jī)理上看,主要由于發(fā)生了氧化三甲胺的分解、脂肪酸的氧化分解、腥味成分的生物積累作用及其他一些酶促反應(yīng)等造成的[4]。
目前,淡水蝦的脫腥技術(shù)主要有物理法、化學(xué)法、生物法和復(fù)合法[5]。物理方法包括感官掩蔽法、吸附法、包埋法、蒸汽脫腥法、輻照脫腥法等;化學(xué)方法包括鹽溶法、酸堿鹽處理法、抗氧化劑法、美拉德反應(yīng)法、臭氧脫腥法等;生物方法就是微生物發(fā)酵法等。其中,感官掩蔽法與酸堿鹽處理法等為傳統(tǒng)脫腥方法,而吸附法、包埋法、輻照脫腥法和微生物發(fā)酵法等為近幾年新興的脫腥處理技術(shù)[6],也是目前脫腥技術(shù)的研究熱點(diǎn)。
2.1.1 感官掩蔽法
掩蓋法是利用香辛料獨(dú)特而強(qiáng)烈的氣味來(lái)掩蓋淡水蝦等水產(chǎn)品本身的腥味,從而達(dá)到物理脫腥的方法。研究表明,姜醇、姜酚、蔥蒜辣素、川辣素及八角中的茴香醇不僅能在嗅覺(jué)上掩蓋或減弱腥味物質(zhì)的風(fēng)味,而且在一定程度起到增香作用[7]。
2.1.2 吸附法
吸附是一種固體表面現(xiàn)象,吸附法主要是利用多孔性的固體吸附劑將流經(jīng)的一種或數(shù)種組分吸附并積累于表面而形成的吸附作用,主要的固體吸附劑有焦炭、活性炭和大孔吸附樹(shù)脂等。而活性炭?jī)?nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)較多、有較大的比表面積,同時(shí)也有較好的化學(xué)穩(wěn)定性,使其對(duì)于多種腥味物質(zhì)具有良好的吸附效果,因此應(yīng)用最為廣泛。錢(qián)攀等人[8]對(duì)淡水魚(yú)進(jìn)行活性炭吸附處理,結(jié)果表明,活性炭能達(dá)到去除腥味的目的,但是同時(shí)也會(huì)吸附其他風(fēng)味成分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),且活性炭粉末會(huì)殘留在魚(yú)肉表面,因此在一定程度上會(huì)降低魚(yú)肉的總體風(fēng)味價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。盛潔等人[9]通過(guò)大孔樹(shù)脂吸附處理淡水魚(yú)酶解物,結(jié)果表明,脫腥脫色后,揮發(fā)性風(fēng)味成分中醛類(lèi)和含氮類(lèi)化合物相對(duì)含量顯著降低。Kyley E等人[10]發(fā)現(xiàn)了分子篩能有效去除淡水魚(yú)片的腥味,提高魚(yú)片的感官品質(zhì)。
2.1.3 包埋法
包埋法是通過(guò)包埋劑獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)包絡(luò)小分子揮發(fā)性腥味物質(zhì),從而脫除淡水蝦等水產(chǎn)品中的異味,β -環(huán)糊精是最常見(jiàn)的一種包埋材料。環(huán)糊精(Cyclodextrin) 是環(huán)狀低聚糖的總稱(chēng),是直鏈淀粉在芽孢桿菌產(chǎn)生的環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶作用下產(chǎn)生的,其中β -環(huán)糊精是由7 個(gè)D(+)-吡喃型葡萄糖組成的環(huán)狀低聚物。環(huán)糊精的內(nèi)腔疏水、外緣親水,各種有機(jī)化合物可嵌入其疏水性空洞內(nèi),因此能吸附和包埋一些疏水性腥味物質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)脫腥的作用[11]。沈洛夫等人[12]在改良鴨肉香腸時(shí)加入不同含量的β -環(huán)糊精,發(fā)現(xiàn)當(dāng)β -環(huán)糊精的用量為鴨肉質(zhì)量的0.1%時(shí),能有效除去鴨肉固有的腥味同時(shí)又不影響香腸的品質(zhì)。薛璐瑜等人[13]研究發(fā)現(xiàn),使用β -環(huán)糊精脫腥可以包埋小球藻生長(zhǎng)因子液中部分刺激性氣味,降低腥味值。
2.2.1 酸堿鹽處理法
酸堿鹽脫腥是利用酸堿對(duì)淡水蝦等水產(chǎn)品進(jìn)行處理時(shí),其蛋白質(zhì)發(fā)生變性,腥味物質(zhì)與結(jié)合蛋白分離并析出,同時(shí)溶出存在于蛋白間隙中的脂質(zhì)和色素,不僅能實(shí)現(xiàn)脫腥還可以抑制脂肪的氧化。而鹽類(lèi)在脫腥的過(guò)程中起促進(jìn)作用。此外,有機(jī)酸能夠抑制細(xì)菌與金屬離子發(fā)生螯合作用,并減少三甲胺的生成,起到抑制腥味物質(zhì)產(chǎn)生的作用[5]。蘇怡等人[14]對(duì)鱘魚(yú)肉進(jìn)行了不同脫腥方式的處理,結(jié)果表明,鹽溶法脫腥效果最差,硫代巴比妥酸值高且蛋白損失率較高,25 ℃時(shí)的脫腥效果略微優(yōu)于4 ℃;堿法脫腥優(yōu)于酸法脫腥,當(dāng)pH 值為11.5,溫度為25 ℃時(shí)脫腥效果較好,蛋白損失率較低。陳亞玲等人[15]發(fā)現(xiàn),羅非魚(yú)在用電解水沖洗20 s 后,迅速清洗羅非魚(yú)片,再用0.2%檸檬酸按1∶2 料液比進(jìn)行酸泡20 min 后,腥味基本去除,感官品質(zhì)最好。
2.2.2 抗氧化劑法
抗氧化劑法是指利用植物內(nèi)含有的大量抗氧化劑進(jìn)行脫腥,從而達(dá)到脫腥的效果。研究發(fā)現(xiàn),黃酮類(lèi)、酚類(lèi)等化合物具有鈍化酶和消除異味的作用[16]。邢貴鵬等人[17]分別考查了紫蘇液、香芹液和白醋對(duì)羅非魚(yú)加工副產(chǎn)物中腥味物質(zhì)的脫除效果,發(fā)現(xiàn)3 種脫腥劑對(duì)腥味均有不同程度的脫除作用,隨著脫腥劑濃度的提高和浸泡時(shí)間的延長(zhǎng),脫腥效果有明顯提升。劉俊霞等人[18]探討了茶葉水提液對(duì)大鯢肝的脫腥效果,結(jié)果表明經(jīng)茶葉水提液脫腥處理5 min 后的大鯢肝臟腥味值顯著下降,處理10 min 后腥味值基本穩(wěn)定。葛勝晗等人[19]研究了紅茶對(duì)海螺肉的脫腥效果,結(jié)果表明0.9 g/L 質(zhì)量濃度的紅茶液中浸泡44 min,浸泡溫度保持34 ℃的條件下的海螺肉腥味物質(zhì)成分得到了有效降低,并且紅茶對(duì)海螺肉還具有抑菌、保鮮的作用。由于茶葉當(dāng)中含有多種有效抗氧化成分,因此茶葉常被用作脫腥劑的一種原材料。
2.2.3 美拉德反應(yīng)法
美拉德反應(yīng)對(duì)食品的風(fēng)味、色澤、抗氧化性等品質(zhì)有著至關(guān)重要的影響,利用酶解液中的小分子肽、氨基酸和單糖反應(yīng)生成有焙烤香氣的吡咯類(lèi)、吡啶類(lèi)、吡嗪類(lèi)和噁啉類(lèi)等風(fēng)味化合物,可掩蓋不良風(fēng)味[20]。并且在水產(chǎn)品脫腥處理中,此脫腥法可將蛋白質(zhì)類(lèi)的腥味物質(zhì)去除,從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的脫腥目的[21]。邢貴鵬等人[22]在羅非魚(yú)水煮液中加入木糖進(jìn)行美拉德反應(yīng),對(duì)其進(jìn)行脫腥處理,結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)生美拉德反應(yīng)后,羅非魚(yú)水煮液中苦味氨基酸含量下降,呈鮮、甜味的氨基酸含量增多;揮發(fā)性風(fēng)味成分中呈肉香和脂香味的醛、醇、酮類(lèi)化合物,呋喃、吡嗪等雜環(huán)類(lèi)化合物相對(duì)含量顯著增加,美拉德反應(yīng)改善了羅非魚(yú)水煮液?jiǎn)我坏娘L(fēng)味。張潔等人[23]也利用美拉德反應(yīng)使牡蠣酶解液達(dá)到了很好的脫腥效果,感官評(píng)價(jià)分值較高。
2.2.4 臭氧脫腥法
臭氧具有極強(qiáng)的氧化性,是已知最強(qiáng)的氧化劑之一。在酸性條件下,臭氧的還原電位是氯的600 倍,僅次于氟。臭氧在水中不穩(wěn)定,能發(fā)生強(qiáng)烈氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生極活潑、具有強(qiáng)烈的氧化作用的自由基態(tài)氧,有很好的滅菌作用。同時(shí),臭氧對(duì)腥味、臭味等異味也具有很強(qiáng)的去除能力[24]。臭氧可將水中的還原性物質(zhì)氧化,還可使部分有機(jī)物(如萜類(lèi)、醛類(lèi)等) 發(fā)生不同程度氧化分解,使腥味成分轉(zhuǎn)化為無(wú)腥味或者腥味閾值較大的物質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的脫腥。林學(xué)清[25]研究鹿角藻的臭氧脫腥處理,發(fā)現(xiàn)經(jīng)臭氧處理后,鹿角藻的異味大部分可去除。王燕等人[26]的試驗(yàn)結(jié)果表明,采用臭氧起始質(zhì)量濃度為0.96 mg/L,通臭氧時(shí)間20 min,臭氧水溫度10 ℃對(duì)鰱魚(yú)魚(yú)糜進(jìn)行脫腥處理,其腥味去除效果最好。杜國(guó)偉等人[27]采用臭氧對(duì)鰱魚(yú)糜進(jìn)行脫腥處理,檢測(cè)了脫腥前后魚(yú)糜及貯藏過(guò)程中魚(yú)糜中揮發(fā)性成分變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)鰱魚(yú)糜貯藏7 d 后,其揮發(fā)性成分總量及各種魚(yú)腥味物質(zhì)含量減少,但未見(jiàn)其他揮發(fā)性成分的產(chǎn)生。
微生物發(fā)酵脫腥法是指醛、酮等小分子腥味物質(zhì)在微生物新陳代謝的作用下,轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)腥味的大分子物質(zhì),且其中間代謝產(chǎn)物還具有一定特殊香味,不僅實(shí)現(xiàn)了腥味物質(zhì)脫除的目的,還產(chǎn)生了一定的增香作用。常見(jiàn)的微生物發(fā)酵脫腥劑有酵母菌、乳酸菌等。于學(xué)萍等人[28]采用酵母對(duì)豪豬肝進(jìn)行發(fā)酵脫腥處理,通過(guò)氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS) 分析腥味化合物,結(jié)果表明,發(fā)酵后的豪豬肝中醛、酮類(lèi)等主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類(lèi)和含量均大顯著減少,因此酵母發(fā)酵法能較好地減少或去除豪豬肝中的腥味成分。蘇怡等人[14]比較研究了不同脫腥方法對(duì)鱘魚(yú)肉的脫腥效果后發(fā)現(xiàn),脫腥效果最佳的是酵母,它能有效降低鱘魚(yú)肉的腥味物質(zhì)、硫代巴比妥酸值和蛋白損失率。黃忠白等人[29]利用植物乳桿菌發(fā)酵金槍魚(yú)魚(yú)肉來(lái)改善其風(fēng)味,在植物乳桿菌發(fā)酵魚(yú)肉24 h后,其風(fēng)味得到改善,脫腥增香的效果非常明顯。Pan J F等人[30]利用酵母浸出物對(duì)虎河豚皮膠進(jìn)行脫腥處理,結(jié)果發(fā)現(xiàn)揮發(fā)性腥味物質(zhì)的含量與種類(lèi)大大減少,脫腥效果明顯,但酵母浸出物處理也給虎河豚皮膠帶來(lái)了輕微的酸味。酵母能夠有效脫腥的機(jī)理可能是酮、醛等腥味物質(zhì)通過(guò)參與酵母的代謝,從而轉(zhuǎn)化為無(wú)腥味的物質(zhì);酵母疏松的結(jié)構(gòu)能夠吸附腥臭物質(zhì);在微生物酶的作用下其分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,轉(zhuǎn)化為無(wú)腥味成分[31-32]。
復(fù)合脫腥法是通過(guò)2 種及2 種以上的脫腥方法進(jìn)行脫腥處理,利用不同方法原理之間的互補(bǔ)和協(xié)同增效作用,對(duì)難以脫除的腥味物質(zhì)產(chǎn)生1+1>2 的脫除效果。解銘等人[33]比較了幾種不同的脫苦方法,最終發(fā)現(xiàn)活性干酵母加β -環(huán)糊精共同使用時(shí)脫苦效果最好。徐玉雪等人[34]采用加熱聯(lián)用浸泡脫腥劑對(duì)紅毛藻進(jìn)行脫腥,復(fù)合脫腥可顯著降低紅毛藻的腥味,最優(yōu)脫腥工藝為加熱溫度70 ℃,加熱時(shí)間4 h,醋酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%,醋酸處理時(shí)間2.0 h。
淡水蝦等水產(chǎn)品的脫腥方法中物理脫腥方法簡(jiǎn)單易行,但部分營(yíng)養(yǎng)素會(huì)因吸附作用造成一定的損失;化學(xué)法脫腥效果明顯,但易造成化學(xué)物質(zhì)殘留,存在食品安全風(fēng)險(xiǎn);生物法脫腥是利用微生物發(fā)酵技術(shù)除去腥味成分和異味的方法,是一種有發(fā)展前景的綠色脫腥技術(shù),也是目前研究的熱點(diǎn)。生物法已經(jīng)逐漸代替了傳統(tǒng)的物理化學(xué)脫腥技術(shù),成為了淡水產(chǎn)品綠色加工技術(shù)的一員,是未來(lái)淡水產(chǎn)品綠色加工的趨勢(shì)。
隨著消費(fèi)者對(duì)食品風(fēng)味要求的不斷提升,脫腥問(wèn)題一直是淡水蝦加工與銷(xiāo)售的一大限制性因素。雖然目前脫腥技術(shù)涉及物理、化學(xué)、生物等多個(gè)領(lǐng)域,且方法多種多樣,但均存在有一定的局限性。在實(shí)現(xiàn)淡水蝦腥味脫除、提高風(fēng)味的同時(shí),不僅要滿(mǎn)足消費(fèi)者享受性需求,還要不影響其感官特性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,提高淡水蝦制品的經(jīng)濟(jì)效益。因此,還需對(duì)脫腥技術(shù)進(jìn)行更加全面和深入的探究,從而獲得綠色安全、高效方便、經(jīng)濟(jì)科學(xué)的脫腥方法。