養(yǎng)殖大黃魚滋味和氣味物質(zhì)組成及評價

張秀潔，郭全友，王魯民，姜朝軍

1(上海海洋大學 食品學院，上海，201306)2(中國水產(chǎn)科學研究院東海水產(chǎn)研究所，上海，200090)

2017年，大黃魚(Larimichthyscrocea)養(yǎng)殖產(chǎn)量達17.76萬t[1]，為全國海水養(yǎng)殖魚類之首，其肉質(zhì)細嫩，味道鮮美，營養(yǎng)豐富易吸收，素有“國魚”之美譽[2]。目前以筏式網(wǎng)箱養(yǎng)殖為主，存在密度大、殘餌沉積、肉質(zhì)松軟、口感差和易發(fā)病等問題。如何提升大黃魚的形體、營養(yǎng)和風味等成為熱點問題。

近年來，大黃魚仿生態(tài)分階段養(yǎng)殖新模式興起[3]，根據(jù)大黃魚的生態(tài)習性和洄游規(guī)律等，3～4月份在南方進行苗種培育，傳統(tǒng)筏式網(wǎng)箱養(yǎng)至次年5～6月份，長至約250 g/尾，活魚運輸移至臺州和舟山等地深水網(wǎng)箱或圍網(wǎng)中進行成魚養(yǎng)殖。研究表明圍網(wǎng)養(yǎng)殖大黃魚營養(yǎng)組成、肉質(zhì)和體色優(yōu)于傳統(tǒng)筏式網(wǎng)箱養(yǎng)殖大黃魚[4-5]。目前，大黃魚自傳統(tǒng)筏式網(wǎng)箱移至圍網(wǎng)進行成魚養(yǎng)殖，用來提升其品質(zhì)[6]，但養(yǎng)殖多久才能有效提升及改善程度少見報道。

水產(chǎn)品品質(zhì)受內(nèi)在特征、環(huán)境因素、攝食歷史和捕后處理等影響[7]。水產(chǎn)品品質(zhì)包括外觀、營養(yǎng)、風味和質(zhì)地等要素，其中魚體風味是受自身游離氨基酸、呈味核苷酸、脂肪酸和揮發(fā)性物質(zhì)等綜合性影響。游離氨基酸和呈味核苷酸已廣泛用于滋味評價[8]。揮發(fā)性物質(zhì)也對整體風味起著重要作用，是影響消費者接受度的重要因素[9]。水產(chǎn)品中脂肪酸與揮發(fā)性成分之間的關(guān)聯(lián)已有相關(guān)研究[10-11]。養(yǎng)殖模式、季節(jié)和魚體大小等對魚類風味亦有影響，如翁麗萍等[8]研究指出養(yǎng)殖大黃魚和野生大黃魚的天然提取液之間存在明顯差異，肖雄等[12]指出小網(wǎng)箱、深水網(wǎng)箱和圍網(wǎng)養(yǎng)殖大黃魚魚皮、魚鱗揮發(fā)性成分主體風味物質(zhì)數(shù)量和種類也存在差異。水產(chǎn)品(如海鞘、牡蠣、扇貝和鮑魚等)風味也受季節(jié)性生物周期的影響[13]。BRECK等[14]研究指出魚體大小也影響其營養(yǎng)組成。目前對于圍網(wǎng)養(yǎng)殖模式成魚階段，隨著養(yǎng)殖時間延長，大黃魚滋味和氣味物質(zhì)組成變化的研究少見報道。

本文對圍網(wǎng)養(yǎng)殖大黃魚成魚養(yǎng)殖過程的風味物質(zhì)進行研究，分析隨養(yǎng)殖時間延長大黃魚風味的變化規(guī)律，探究圍網(wǎng)養(yǎng)殖過程中大黃魚滋味和氣味改善程度，為效益增值和品質(zhì)優(yōu)化提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

2015年4月購買魚苗并在福鼎某商業(yè)育苗基地網(wǎng)箱(0.8 m×0.8 m×1.0 m，網(wǎng)眼直徑0.8 cm)中培育；在網(wǎng)箱(3.3 m×3.3 m×9.0 m，網(wǎng)眼直徑2.0～2.5 cm)中，養(yǎng)至約250 g/尾。2016年7月初移至臺州大陳島圍網(wǎng)(直徑96 m，水深8～12 m，密度8～12 kg/m3)進行養(yǎng)殖，取樣記為W0，繼續(xù)養(yǎng)殖3個月(2016年10月)和6個月(2017年1月)分別取樣，記為W1和W2。喂養(yǎng)冰鮮魚和飼料，每天2次(5∶00和17∶00)；海水鹽度24.5‰～32.0‰，海水pH 7.7～8.0。晚上通過誘捕采集樣本，捕后冰水致死，層冰層魚裝箱，冷藏(2～4 ℃)12 h內(nèi)運至實驗室備用。

KCl、L(+)-酒石酸、高氯酸、KH2PO4等,分析純；正庚烷、氨基酸標準品、核苷酸標準品(色譜純),Sigma公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

TS-5000Z智能味覺分析系統(tǒng)，日本INSENT公司；電子鼻系統(tǒng)，PEN3，德國AIRSENSE公司；L28500氨基酸自動分析儀，日本日立公司；1100液相色譜，美國Agilent公司；GCMS-QP2010 氣質(zhì)聯(lián)用儀，日本島津公司；7890A氣相色譜，美國Agilent公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品采集

挑選W0、W1、W2大黃魚各3尾，分別剖取脊背兩側(cè)可食部分肌肉，斬拌機斬碎，試樣備用。

1.2.2 電子舌測定

取樣50 g，水浴鍋中使試樣達到40 ℃后放入斬拌機中，加入試樣4倍水的量，斬拌1 min充分混合?；旌衔镉? 000 r/min離心10 min，上清液待測。測定參考文獻[15]。

1.2.3 電子鼻測定

取試樣5 g，置于一次性杯子中，兩層保鮮膜封口密封放置30 min，氣體充分積累后測試。測定參考文獻[16]。

表1 PEN3傳感器響應(yīng)特征Table 1 Sensors used and their main properties in PEN3

1.2.4 游離氨基酸測定

準確稱取0.50 g待測試樣，加入5%的三氯乙酸15 mL，勻漿，超聲5 min后靜止1 h，取上清液10 mL后冷凍離心(4℃，15 000 r/min，10 min)。取上清液5 mL，并用NaOH調(diào)pH值至2.0，定容于10 mL容量瓶中，0.22 μm濾膜過濾，氨基酸自動分析儀上機測定。

1.2.5 核苷酸測定

前處理參考文獻[17]。

色譜條件：A：0.01 mol/L磷酸二氫鉀溶液，B：甲醇。V(A)∶V(B)=96∶4，等度洗脫，1.0 mL/min。柱溫：30 ℃，檢測波長：260 nm，進樣量：10 μL，色譜柱：C18(4.6 mm×250 mm)。

1.2.6 脂肪酸測定

試樣前處理參考GB 5009.168—2016《食品中脂肪酸的測定》執(zhí)行。

色譜條件：進樣口溫度：260℃；柱溫：120 ℃(5 min)，4 ℃/min，240 ℃(15 min)；載氣：N2；流速：1.0 mL/min；檢測器類型：FID；溫度：260 ℃；進樣模式：分流比25∶1，進樣量：1 μL。

1.2.7 揮發(fā)性成分測定

采用固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，測定參考文獻[18]進行。

定性分析：化合物經(jīng)計算機檢索，與NIST Library(10.7萬種化合物)和Wiley Library(32萬種化合物，Version 6.0)相匹配，取匹配度85%以上者；同時，參考相關(guān)文獻對檢測到的物質(zhì)進行定性分析。

定量分析：相對含量按峰面積歸一化法計算。

1.2.8 滋味強度值計算

滋味物質(zhì)的TAV計算如公式(1):

(1)

式中：C為滋味物質(zhì)的絕對濃度值，T為該物質(zhì)閾值，同單位下計算。

1.2.9 味精當量計算

味精當量用于計算鮮味強度，參考WANG等[19]的計算方法如式(2):

Y=∑aibi+1 218(∑aibi)(∑ajbj)

(2)

式中：Y為樣品中MSG的含量，g/100 g；ai為鮮味氨基酸濃度，g/100 g；bi為轉(zhuǎn)化系數(shù)(Glu，1；Asp，0.077)；aj為5′-核苷酸的含量，g/100 g；bj為轉(zhuǎn)換系數(shù)：肌苷酸(IMP)，1；鳥苷酸(GMP)，2.3；腺苷酸(AMP)，0.18；協(xié)同常數(shù)為1 218。

1.2.10 主體呈香化合物的確定

參照劉登勇等方法[20]，采用ROAV法，對樣本總體風味貢獻最大的成分：ROAVstan=100，其他揮發(fā)性成分(A)的ROAV值如式(3)：

(3)

式中：CA為各揮發(fā)性組分的相對含量，%；TA為各組分感覺閾值，μg/kg；Cstan為對樣本風味貢獻最大組分的相對含量，%；Tstan為對樣本總體風味貢獻最大的感覺閾值，μg/kg。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel軟件分析，結(jié)果用平均值±標準差(n=3)表示；SPSS16.0軟件進行主成分分析、單因素方差分析和LSD多重比較分析，所有顯著性差異分析均在P=0.05的水平下檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 養(yǎng)殖大黃魚電子舌與電子鼻分析

圖1為電子舌和電子鼻傳感器感應(yīng)雷達圖。由圖1-a可知3個樣本在咸味、澀味、苦味回味、澀味回味和酸味方面無顯著差異；苦味方面W0與W2相當，均大于W1；鮮味方面W1與W2接近，均大于W0；豐富性W2>W1>W0，且差異性顯著。綜合表明，在移至圍網(wǎng)養(yǎng)殖并養(yǎng)殖到第6個月時，大黃魚整體滋味輪廓上豐富性增加。

a-電子舌;b-電子鼻圖1 電子舌和電子鼻傳感器感應(yīng)雷達圖Fig.1 Rader graph of electronic tongue andelectronic nose sensor change

由圖1-b可知，隨養(yǎng)殖時間變化，大黃魚氣味感應(yīng)強度差異較大的有傳感器W5S、W1W和W2W，其中W1W有最大響應(yīng)值，且3個樣本感應(yīng)強度差異顯著(P<0.05)。綜上，不同養(yǎng)殖時間大黃魚氣味差異主要存在于氮氧化合、無機硫化物和芳香成分。

電子舌和電子鼻主成分分析如圖2所示。電子舌主成分累計方差貢獻率為92.60%，電子鼻累計方差貢獻率93.73%，兩者主成分分析能夠包含原始數(shù)據(jù)絕大多數(shù)信息量，反映樣品整體信息。同一樣本數(shù)據(jù)點在橫、縱坐標聚集程度較高，重復性和穩(wěn)定性較好；不同樣品的數(shù)據(jù)點得分值落在不同的區(qū)域且無交叉，氣味和滋味輪廓差異顯著，電子舌和電子鼻可對不同養(yǎng)殖時間大黃魚氣味和滋味差異進行有效區(qū)分。

a-電子舌;b-電子鼻圖2 電子舌和電子鼻主成分分析Fig.2 PCA of electronic tongue and electronic nose

2.2 養(yǎng)殖大黃魚游離氨基酸和核苷酸分析

養(yǎng)殖大黃魚游離氨基酸與呈味核苷酸含量見表2，總游離氨基酸(∑FAA)W1>W2>W0，差異性顯著(P<0.05)；3個樣本中，總甜味氨基酸(∑SAA)含量最高，其次為總鮮味氨基酸(∑UAA)，總苦味氨基酸(∑BAA)最低；各鮮味氨基酸含量W2>W1>W0；各甜味氨基酸(除Pro)含量W1>W2>W0；各苦味氨基酸(除Met)含量W1>W0>W2。滕瑜等[21]指出魚體游離氨基酸含量之間的差異可能是不同魚體在生長過程中對蛋白質(zhì)消化降解以及氨基酸代謝能力不同造成的。綜上，轉(zhuǎn)移至圍網(wǎng)且養(yǎng)殖到第3個月，大黃魚游離氨基酸含量顯著增高，對大黃魚呈現(xiàn)較好的滋味有積極作用。

呈味核苷酸亦影響魚貝類的口感及整體風味。一般認為IMP是鮮味的主要成分，可提高魚貝類的鮮味，同時AMP能增強谷氨酸的鮮味[22]。3種呈味核苷酸中IMP含量最大，呈味核苷酸總量隨養(yǎng)殖時間變化波動較大，W2>W0>W1，且差異性顯著(P<0.05)；AMP隨養(yǎng)殖時間的增長呈下降趨勢，IMP、GMP含量呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢。結(jié)果表明，隨著養(yǎng)殖時間的延長，第6個月養(yǎng)殖大黃魚核苷酸含量最高，對呈味有重要的貢獻。

表2 養(yǎng)殖大黃魚游離氨基酸和呈味核苷酸含量Table 2 The contents of free amino acids and flavor nucleotides of the cultured Large Yellow Croaker

注：同行不同列數(shù)據(jù)間標不同字母表示差異顯著(P<0.05)；總核苷酸關(guān)聯(lián)化合物(∑NRC);“/”表示該項無對應(yīng)內(nèi)容；滋味貢獻(“+”正效應(yīng)，“-”負效應(yīng))；“-”表示未查閱到有關(guān)文獻對此物質(zhì)刺激閾值的報道。

2.3 養(yǎng)殖大黃魚游離氨基酸與核苷酸TAV值分析

滋味強度值(TAV)是樣本中各呈味物質(zhì)的含量與其對應(yīng)的閾值之比，當TAV大于1時，具有滋味活性，對整體滋味輪廓具有顯著貢獻。養(yǎng)殖大黃魚游離氨基酸和呈味核苷酸TAV值見圖3。呈味強度較大的有Glu、Gly、Ala、Lys和His，其中Lys的TAV值最大，其他游離氨基酸對整體滋味起修飾作用。Ala和Gly是重要的甜味氨基酸，W2樣本TAV值最大，兩者與Glu共同對甜味起到重要貢獻。谷氨酸及其鈉鹽具有鮮味，與死后肌肉中積蓄的IMP產(chǎn)生相乘作用，呈現(xiàn)出鮮味，在養(yǎng)殖過程中谷氨酸TAV值逐漸增大。研究發(fā)現(xiàn)低于呈味閾值的苦味氨基酸，可增強其它氨基酸的鮮味和甜味[25]，精氨酸和組氨酸TAV值均小于1，且在第3個月達到最高；精氨酸雖本身呈苦味，但亦起到提高呈味復雜性和鮮度的作用[26]；組氨酸是一種重要的苦味氨基酸，可增強魚肉的風味效果，形成某些海產(chǎn)品中的“肉香”特征。所以就呈味氨基酸的變化而言，養(yǎng)殖到第3個月時呈現(xiàn)較好的滋味。

養(yǎng)殖大黃魚中AMP、IMP和GMP的TAV值隨時間變化差異顯著。IMP在W2中TAV值為1.12，為W2樣本的滋味活性物質(zhì)。AMP和IMP之間存在協(xié)同增效作用，當IMP存在時，即使低濃度的AMP也能呈現(xiàn)鮮味，也能使甜味增加[27]。表明不同養(yǎng)殖時間的大黃魚呈味核苷酸差異較大(P<0.05)，且轉(zhuǎn)移至圍網(wǎng)養(yǎng)殖至第6個月時，呈味核苷酸對大黃魚鮮甜滋味的呈現(xiàn)貢獻最大。

圖3 游離氨基酸和呈味核苷酸TAV值Fig.3 TAV values of free amino acids and flavor nucleotides注：同種物質(zhì)不同柱上標不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.4 養(yǎng)殖大黃魚味精當量分析

YAMAGUCHI等[28]對呈味核苷酸及游離氨基酸之間的相互作用進行感官實驗，提出味精當量評價模型，EUC表示兩者之間的協(xié)同效應(yīng)。由表3可知，隨著養(yǎng)殖時間的增加，EUC值先下降后上升，W2樣本EUC最大，為0.907 2 g MSG/100 g，而味精閾值為0.03 g/100 mL，此時大黃魚呈現(xiàn)強烈的鮮味，表明轉(zhuǎn)移至圍網(wǎng)后并養(yǎng)殖至第6個月時滋味最佳。

表3 養(yǎng)殖大黃魚ai、bi、aj、bj和EUC值Table 3 The value of ai,bi,aj, bj and EUC of the cultured Large Yellow Croaker

注：“/”表示該項無對應(yīng)內(nèi)容。

2.5 養(yǎng)殖大黃魚脂肪酸組成分析

水產(chǎn)品不飽和脂肪酸含量高,在內(nèi)源性鐵、酶、pH和溫度等影響下易發(fā)生降解，產(chǎn)生具有揮發(fā)性的醛、酮、酸等小分子物質(zhì)[29]。3個樣本中總飽和脂肪酸(∑SFA)、總單不飽和脂肪酸(∑MUFA)和總多不飽和脂肪酸(∑PUFA)具有顯著差異(P<0.05)，∑PUFA含量W1>W0>W2(表4)。

揮發(fā)性醛酮類及醇類可通過C18∶2和C18∶3與脂肪氧合酶或裂解酶反應(yīng)生成，或通過C20∶5、C22∶6和C20∶4的氧化降解及反醇醛縮合產(chǎn)生，在養(yǎng)殖大黃魚脂肪酸組成中，C18∶2、C20∶4、C18∶3、C20∶5和C22∶6是PUFA的重要組成部分，其5種脂肪酸之和W1>W0>W2，同時PUFA極易氧化。C20∶5氧化生成特征性風味物質(zhì)，如(Z,Z)-2，6-壬二烯醇具有黃瓜和脂肪等特征氣味，(E)-2-己烯醛具有果香、脂香和雞肉香等[29]；綜上，養(yǎng)殖至第3個月時，∑PUFA含量最多，推測大黃魚進行熱處理和貯藏過程中可能會產(chǎn)生更多的揮發(fā)性物質(zhì)。另有研究指出，經(jīng)甘油三酯釋放或咀嚼斷裂而成的游離脂肪酸能夠刺激脂肪的味覺感受器[30]，引起一種可被認為與甜、酸、咸、苦和鮮一樣的基本味道，但目前對于有關(guān)脂肪酸滋味的呈現(xiàn)未見詳細報道。

表4 養(yǎng)殖大黃魚肌肉脂肪酸組成 單位：%(占總脂肪酸的百分比)

注：同行不同列數(shù)據(jù)間標不同字母表示差異顯著(P<0.05)；ND,未檢出。

2.6 新鮮養(yǎng)殖大黃魚揮發(fā)性物質(zhì)分析

表5為新鮮養(yǎng)殖大黃魚肌肉揮發(fā)性成分和ROAV值，W0樣本中4-甲基戊酸相對百分含量為61.8%，為主要的揮發(fā)性化合物，W1和W2中醛類總的相對含量分別為93.9%和87.66%，是揮發(fā)性化合物重要的組成部分，已有研究表明醛類物質(zhì)是新鮮養(yǎng)殖大黃魚的主要成分一致[31]。己醛、(Z)-4-庚烯醛、(E,E)-2-4-庚二烯醛、庚醛、辛醛和(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮為3個樣本共有的揮發(fā)性化合物。

ROAV值越大的組分對樣本總體風味的貢獻也就越大，ROAV≥1的組分為氣味活性物質(zhì)，0.1≤ROAV<1對樣本風味具有修飾作用。飽和直鏈醛如己醛、庚醛、辛醛在3個樣本中含量差異性顯著(P<0.05)，且壬醛在W0和W2中也差異性顯著(P<0.05)，己醛、庚醛、辛醛和壬醛ROAV值均大于1，對整體風味影響較大，通常呈現(xiàn)不愉快的草味、辛辣和刺激性氣味；庚醛和辛醛在W1樣本ROAV值最小且壬醛在W1樣本未檢出。單烯醛類化合物對大黃魚風味也有重要貢獻，其有果香、清香和脂肪香氣[32]，(E)-2-己烯醛在W0中未檢出，在W1和W2中無明顯差異，W1中(Z)-4-庚烯醛有最大ROAV值，(E)-2-辛烯醛只在W2樣本檢出。二烯醛類化合物如(E,E)-2-4-庚二烯醛在3個樣本中相對含量差異顯著(P<0.05)，ROAV值均大于1，有較大貢獻，具有清香、脂肪香和蔬菜香氣味特征。大黃魚的揮發(fā)性物質(zhì)存在差異性，可能是棲息環(huán)境不同導致魚體活性狀態(tài)發(fā)生改變，如魚體內(nèi)源性酶等生物活性發(fā)生變化，影響風味的形成[33]。綜合分析，隨著養(yǎng)殖時間的變化，養(yǎng)殖第3個月和第6個月的大黃魚氣味特征優(yōu)于剛移至圍網(wǎng)養(yǎng)殖的大黃魚，氣味呈現(xiàn)在養(yǎng)殖過程中得到一定改善。

表5 新鮮養(yǎng)殖大黃肌肉揮發(fā)性成分(相對含量/%)和ROAV值Table 5 The volatile compounds and ROAV value in muscle of the fresh cultured Large Yellow Croaker

注：同行不同列數(shù)據(jù)間標不同字母表示差異顯著(P<0.05)；括號內(nèi)為該物質(zhì)的ROAV值；ND表示未檢出，“-”表示查閱到有關(guān)文獻對比物質(zhì)刺激閾值的報道

3 結(jié)論

電子舌能有效區(qū)分不同養(yǎng)殖時間大黃魚滋味差異，第6個月時大黃魚整體滋味輪廓豐富性增加，第3個月時，大黃魚游離氨基酸含量顯著增高對大黃魚呈現(xiàn)較好的滋味有積極作用；呈味核苷酸含量受養(yǎng)殖時間影響波動較大，第6個月時總含量達到最高，且IMP的TAV值大于1，對大黃魚鮮味貢獻最大；游離氨基酸和核苷酸之間的協(xié)同效應(yīng)分析，養(yǎng)殖至第6個月時EUC值最大，為0.91。綜合分析，轉(zhuǎn)移至圍網(wǎng)并養(yǎng)殖至第6個月時大黃魚滋味最佳。

電子鼻可有效區(qū)分不同養(yǎng)殖時間大黃魚氣味差異；第3個月時多不飽和脂肪酸含量最高，可推測此時大黃魚進行熱處理和貯藏過程中可能會產(chǎn)生更多的揮發(fā)性物質(zhì)；揮發(fā)性物質(zhì)以醛類為主，養(yǎng)殖過程中醛類物質(zhì)增多，醇類物質(zhì)減少，第6個月時有最多的氣味活性物質(zhì)。表明隨著養(yǎng)殖時間的增長新鮮大黃魚氣味特征要優(yōu)于剛移至圍網(wǎng)養(yǎng)殖的大黃魚。

綜合可知，成魚階段養(yǎng)殖大黃魚養(yǎng)殖至第6個月的時候大黃魚滋味最佳，隨著養(yǎng)殖時間的增加大黃魚氣味呈現(xiàn)改善。