楊 柳, 陳亞林, 徐寶才, 孫漢巨, 吳永祥

(1.合肥工業(yè)大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院,安徽 合肥 230601; 2.合肥工業(yè)大學(xué) 農(nóng)產(chǎn)品生物化工教育部工程研究中心,安徽 合肥 230601; 3.黃山學(xué)院 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,安徽 黃山 245041)

鱖魚隸屬鱸形目鰭科鱖魚屬,又稱翹嘴鱖。鱖魚膘肥體壯、生長速度快,而且鱖魚的生長特性造成了鱖魚的刺少、肉味鮮美、肥而不膩、營養(yǎng)豐富,鱖魚的魚肉中含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪酸以及礦物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)[1-2]。除此之外,中醫(yī)還認為鱖魚性味甘平,有補氣血、益脾胃之功效,適合脾胃虛的老年人以及消化不好的幼兒及老年人食用,既容易消化也能夠補氣血,經(jīng)濟價值很高。

臭鱖魚又稱腌鮮魚,是由新鮮鱖魚通過發(fā)酵生產(chǎn)而成的,是有名的一道徽式傳統(tǒng)菜,代表著徽州地方特色的美食[3]。臭鱖魚擁有兩百多年的歷史,在一次偶然中發(fā)現(xiàn)并一直傳承下來,越來越深受廣大消費者的喜愛。臭鱖魚具有“聞起來臭,吃起來香”的特點,肉質(zhì)滑嫩有彈性,口感好。

目前關(guān)于臭鱖魚特征風(fēng)味的研究較多,但是如何確定特征風(fēng)味的研究甚少,臭鱖魚中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分較復(fù)雜,醇、醛、酮類化合物是臭鱖魚中風(fēng)味的重要組成成分[4]。除此之外,臭鱖魚中還有一些特殊的揮發(fā)性物質(zhì),例如含氮化合物和一些含硫化合物也是臭鱖魚中的風(fēng)味組成成分[5]。氣味活度值(odor activity value,OAV)對于食品香味的研究具有重要的作用,通過物質(zhì)的質(zhì)量濃度和閾值來評價風(fēng)味在食品中的影響,根據(jù)OAV可以篩選關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)[6]。

本文針對安徽黃山本地的5種臭鱖魚產(chǎn)品進行研究,通過頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(head space-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)、電子鼻測定臭鱖魚產(chǎn)品中的揮發(fā)性風(fēng)味化合物并結(jié)合OAV來篩選特征風(fēng)味。

1 材料與方法

1.1 材料

5種臭鱖魚產(chǎn)品分別來源于桃花流水臭鱖魚(產(chǎn)品1)、徽三臭鱖魚(產(chǎn)品2)、徽字一號臭鱖魚(產(chǎn)品3)、同慶樓臭鱖魚(產(chǎn)品4)以及尋徽記臭鱖魚(產(chǎn)品5);2,4,6-三甲基吡啶(純度≥99%)購于阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 儀器

TA-XTPLUS物性測試儀(英國STABLE公司);8890-7000D氣相色譜三重四級桿質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國安捷倫科技公司);PEN3電子鼻(蘇州申貝科學(xué)儀器有限公司)。

1.3 實驗方法

1.3.1 魚肉質(zhì)構(gòu)質(zhì)地剖面分析

取每種產(chǎn)品背部魚肉,將魚肉切成1 cm×1 cm×1 cm的塊狀,利用TA-XTPLUS物性儀進行質(zhì)地剖面分析(texture profile analysis,TPA)模式測試,方法參考文獻[7]。探頭選擇P/36R,測試條件為:測試前速度2 mm/s,測試速度1 mm/s,測試后速度1 mm/s,壓縮彈性形變50%。每個產(chǎn)品取3塊,每塊測試3次,取平均值。

1.3.2 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)測定

每種產(chǎn)品取5 g,將產(chǎn)品攪碎置于20 mL頂空瓶中,并加入質(zhì)量濃度為100 μg/mL的內(nèi)標(biāo)物(2,4,6-三甲基吡啶)10 μL。將已經(jīng)老化好的萃取頭(DVB/CAR/PDMS)插入頂空瓶中,在70 ℃水浴條件下萃取40 min,每個產(chǎn)品2個平行。

對5種產(chǎn)品進行揮發(fā)性風(fēng)味化合物的測定,采用HS-SPME-GC-MS,色譜柱采用DB-WAX毛細管色譜柱(30 m×0.20 mm×0.25 μm),色譜柱條件以及質(zhì)譜條件參考文獻[8]。

數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)軟件處理,揮發(fā)性風(fēng)味化合物采用NIST17.LIBRARY數(shù)據(jù)譜庫進行鑒定,篩選出匹配度大于80的化合物,根據(jù)添加的內(nèi)標(biāo)物質(zhì)量濃度計算揮發(fā)性風(fēng)味化合物的質(zhì)量濃度。

1.3.3 氣味活度值的計算

揮發(fā)性風(fēng)味化合物的OAV通過風(fēng)味物質(zhì)的質(zhì)量濃度與其閾值的比值計算得到[9]。

1.3.4 電子鼻的測定

電子鼻方法參考文獻[10]并加以改動,具體為:取魚肉5 g,攪碎置于20 mL頂空瓶中,在60 ℃下孵育30 min后再富集20～30 min,富集完成后通過電子鼻進行測定,電子鼻的清洗時間為100 s,檢測時間為100 s,進樣時間為5 s,氣體流量為120 mL/min。每種產(chǎn)品3個平行,取平均值。電子鼻的陣列序號及識別物質(zhì)傳感器見表1所列。

表1 電子鼻陣列序號及識別物質(zhì)傳感器

1.3.5 感官評價

根據(jù)文獻[11]基于模糊學(xué)對鱖魚的感官評定標(biāo)準(zhǔn)來評價5種產(chǎn)品,其評分標(biāo)準(zhǔn)和評分指標(biāo)見表2所列。

表2 感官評分標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)

評價小組由嗅覺正常、經(jīng)驗豐富的10個人(5男5女)組成,由這10個人對5種產(chǎn)品進行打分,結(jié)果取均值。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

采用Excel和SPSSv26.0對數(shù)據(jù)進行處理分析,采用GraphPad Prism 9、Origin 2021對數(shù)據(jù)進行可視化處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同產(chǎn)品魚肉的質(zhì)構(gòu)分析

魚肉的質(zhì)構(gòu)特性一般與其口感是直接相關(guān)的,若魚肉的硬度、咀嚼性、彈性、黏附力和恢復(fù)力越高,則其口感會相對較好[12]。不同發(fā)酵條件下臭鱖魚的質(zhì)構(gòu)會有差異,TPA主要是利用探頭去模擬人口腔的咀嚼運動,通過軟件分析得出硬度(hardness)、彈性(springiness)、黏附力(adhesiveness)、咀嚼性(chewiness)和恢復(fù)力(Resilience)等。產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)分析結(jié)果如圖1所示。

圖1 5種臭鱖魚產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)分析雷達圖

圖1中,5種產(chǎn)品魚肉的硬度均在1 600～2 000 g以內(nèi),其中產(chǎn)品2和產(chǎn)品3的硬度略高,魚肉的硬度與鹽水的滲透有關(guān),魚肉中的水分會流出,導(dǎo)致魚肉的硬度增加[13]。幾種產(chǎn)品的彈性、黏附力和咀嚼性差異不大,產(chǎn)品3的恢復(fù)力較其他產(chǎn)品高0.1左右,說明魚肉在受壓條件下快速恢復(fù)形變的能力較好,肉質(zhì)相對更緊致。

不同發(fā)酵條件對發(fā)酵魚肉的質(zhì)構(gòu)產(chǎn)生影響,TPA分析可以反映不同產(chǎn)品魚肉的質(zhì)構(gòu)特性,對臭鱖魚的食用方面、品質(zhì)評價及控制方面提供理論參考。

2.2 不同產(chǎn)品揮發(fā)性風(fēng)味化合物的分析

2.2.1 揮發(fā)性風(fēng)味化合物數(shù)量和種類的分析

臭鱖魚中揮發(fā)性風(fēng)味化合物種類繁多、成分復(fù)雜,可將化合物分為醇類、酸類、酯類、醛類、酮類等[14-16]。本文利用HS-SPME-GC-MS從5種臭鱖魚產(chǎn)品中共檢測到86種揮發(fā)性化合物,將其分成醇類、酸類、酯類、醛類、酮類、碳氫化合物、芳烴化合物以及其他類(含氮、含硫化合物),5種臭鱖魚產(chǎn)品分別有45、43、52、47、55種揮發(fā)性化合物,如圖2所示,5種產(chǎn)品共有的化合物有13種,分別為1辛烯3-醇、正丁醇、乙酸、肉豆蔻酸、丁酸、壬醛、苯乙烯、3,5,5-三甲基2-己烯、十六烷、苯酚、吲哚、二甲基三硫化物和甲氧基苯肟。

圖2 5種臭鱖魚產(chǎn)品化合物種類韋恩圖

5種產(chǎn)品揮發(fā)性風(fēng)味化合物的柱狀圖如圖3所示。

圖3 5種產(chǎn)品揮發(fā)性風(fēng)味化合物的柱狀圖

從圖3a可以看出,在5種產(chǎn)品中數(shù)量上占優(yōu)勢的化合物為醇類、酸類、芳烴類以及碳氫化合物,醛酮類以及其他化合物在5種產(chǎn)品中的數(shù)量都較少;從圖3b可以看出,在質(zhì)量分數(shù)上占優(yōu)勢的化合物也是上述幾種,其中產(chǎn)品5中酯類化合物的質(zhì)量分數(shù)最多,產(chǎn)品1～3中質(zhì)量分數(shù)最多的是酸類。正是由于各種化合物的存在及相互影響形成了臭鱖魚的風(fēng)味。

2.2.2 OAV對臭鱖魚特征風(fēng)味的鑒定

由于臭鱖魚中的揮發(fā)性風(fēng)味化合物種類較多、成分較復(fù)雜,通過查閱文獻[17]以及相關(guān)文獻不同化合物的氣味閾值,計算產(chǎn)品中檢測的揮發(fā)性風(fēng)味化合物的OAV來篩選出關(guān)鍵化合物。

當(dāng)化合物OAV大于等于1時,被認為是關(guān)鍵物質(zhì),該物質(zhì)對總體風(fēng)味有貢獻,對總體風(fēng)味有顯著影響;當(dāng)OAV小于1時,化合物被認為對整體風(fēng)味沒有顯著影響[18-19]。一般閾值越高的化合物對產(chǎn)品整體風(fēng)味的貢獻值較小;相反,閾值較低的化合物對產(chǎn)品整體風(fēng)味的貢獻值較高,影響較大。所有產(chǎn)品中OAV大于等于1的化合物見表3所列。

表3 5種臭鱖魚產(chǎn)品按揮發(fā)性風(fēng)味化合物的OAV

由表3可知,根據(jù)OAV確定所有臭鱖魚產(chǎn)品的關(guān)鍵化合物為1-辛烯-3-醇、乙酸、丁酸、壬醛、苯乙烯、吲哚、二甲基三硫化物,在其他產(chǎn)品中還存在其他OAV較高的化合物,例如芳樟醇、4-甲基戊酸、乙酸乙酯、乙苯、二甲基二硫化物等,芳樟醇僅對產(chǎn)品1、2、5有貢獻,4-甲基戊酸在產(chǎn)品2中沒有出現(xiàn),但在其他產(chǎn)品中OAV很高,乙酸乙酯對產(chǎn)品5的貢獻較高。

揮發(fā)性風(fēng)味化合物的形成是由于一些酶的存在分解了魚肉的蛋白以及脂肪,產(chǎn)生了一些具有風(fēng)味的小分子化合物,形成了魚肉的特殊風(fēng)味。酸類化合物是由于微生物酶和內(nèi)源酶對脂肪的作用,導(dǎo)致脂肪分解產(chǎn)生乙酸和丁酸等酸類物質(zhì),酸類物質(zhì)的閾值較低,也是臭鱖魚中較為重要的化合物,其中乙酸具有醋香味,丁酸具有蛤蜊奶油味[20]。醇類化合物一般在發(fā)酵前期含量較多,隨著發(fā)酵的進行醇類化合物會進一步氧化成醛、酮等化合物,也可與酸類化合物發(fā)生酯化反應(yīng)生成酯類物質(zhì)。

研究發(fā)現(xiàn),1-辛烯-3-醇是發(fā)酵制品中普遍存在的物質(zhì),具有蘑菇的香氣[21],芳樟醇一般是在香辛料中普遍存在的物質(zhì),臭鱖魚中芳樟醇的存在也可能是由于在發(fā)酵過程中添加了少量香辛料而形成的。

對臭鱖魚風(fēng)味影響較大的硫化物和吲哚是在發(fā)酵過程中由于微生物的作用代謝產(chǎn)生的,這些化合物的刺激性較高,對風(fēng)味有不好的影響,但是研究發(fā)現(xiàn)隨著高溫烹飪這類化合物會分解,烹飪好的臭鱖魚并不會有任何不良的氣味[22]。

2.3 不同產(chǎn)品魚肉的電子鼻分析

電子鼻是一種仿生檢測分析技術(shù),是一種新型的快速檢測食品的氣味掃描儀,電子鼻擁有特定的傳感器以及系統(tǒng)的識別模式對敏感氣味進行識別,靈敏度高、響應(yīng)速度快,廣泛應(yīng)用于揮發(fā)性氣味分析[23],結(jié)果如圖4所示。

圖4 5種臭鱖魚產(chǎn)品的電子鼻雷達圖

由圖4可知:電子鼻的10種傳感器對5種產(chǎn)品的風(fēng)味均有響應(yīng)值,其中響應(yīng)值略高陣列序號為R2、R7、R9,分別對應(yīng)氮氧化合物、硫化物、芳烴類及有機硫化物;產(chǎn)品4的這3種傳感器的響應(yīng)值最高,從上述分析的結(jié)果來看產(chǎn)品4的硫化物以及含氮化合物(主要是吲哚)的OAV較其他幾組高,電子鼻的測定也從側(cè)面驗證了關(guān)鍵化合物的存在。

2.4 感官評價分析

通過感官評價對上述5種臭鱖魚產(chǎn)品進行分析,并驗證化合物對風(fēng)味的影響,評價結(jié)果見表4所列。從表4可以看出,分別從魚肉的組織狀態(tài)、色澤、氣味和口感4個方面來評價魚肉,其中感官評價結(jié)果較高的為產(chǎn)品3,產(chǎn)品4的感官評價最低,這與上述的分析結(jié)果中產(chǎn)品4的硫化物以及含氮化合物OAV較高的結(jié)果相對應(yīng),由于產(chǎn)品4中魚肉的含硫化合物和吲哚的影響較大,導(dǎo)致產(chǎn)品4魚肉的感官評價較其他組差,只有76.0分,評分較高的產(chǎn)品可達80.0分,說明硫化物和吲哚的存在會影響臭鱖魚魚肉的口感及風(fēng)味,但是最后幾種臭鱖魚產(chǎn)品的感官評價總分相差并不大,說明在蒸煮后的臭鱖魚風(fēng)味良好,并不會因硫化物和吲哚的影響而對魚肉口感造成太大影響。

表4 5種臭鱖魚產(chǎn)品的感官評價結(jié)果

3 結(jié) 論

隨著臭鱖魚產(chǎn)品越來越受到消費者的喜愛,對于臭鱖魚的研究也越來越多。臭鱖魚是一種發(fā)酵產(chǎn)品,在發(fā)酵過程中影響因素較多,這些影響因素會導(dǎo)致生產(chǎn)的不穩(wěn)定性。5種市售臭鱖魚產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)沒有太明顯的差異,基于HS-SPME-GC-MS和電子鼻分析不同品牌臭鱖魚的風(fēng)味,共檢測到86種揮發(fā)性風(fēng)味化合物,其中有13種物質(zhì)在5種產(chǎn)品中都存在,通過計算AOV最終得到7種關(guān)鍵風(fēng)味化合物,分別為1-辛烯-3-醇、乙酸、丁酸、壬醛、苯乙烯、吲哚、二甲基三硫化物,除了以上7種關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì),其他物質(zhì)例如芳樟醇、乙苯、4-甲基戊酸、乙酸乙酯等在個別產(chǎn)品中也是較為重要的物質(zhì)。不同品牌臭鱖魚的風(fēng)味不同,但是也有共同的關(guān)鍵風(fēng)味,這為其他研究臭鱖魚發(fā)酵以及發(fā)酵終點的風(fēng)味研究提供了基礎(chǔ)。