鮑魚蒸煮液制備海鮮風味基料及其風味成分的分析

于亞輝，方婷

(福建農林大學 食品科學學院，福州 350002)

鮑魚，素有“軟黃金”的美譽，同時也是八珍之首，我國是鮑魚養(yǎng)殖大國，根據漁業(yè)統(tǒng)計年鑒，全國鮑魚年產量自2008年到2017年的9年間，從3.30萬噸增長到14.85萬噸，增加了350%，已成為我國沿海養(yǎng)殖業(yè)的重要組成成分[1，2]。在鮑魚的加工過程中，對產生的鮑魚內臟和鮑魚殼的研究開發(fā)已經開展了很多年[3]，但是對富含肽類及游離氨基酸的鮑魚預煮液的研究開發(fā)較少[4]。

本實驗首先研究了鮑魚蒸煮液中游離氨基酸的組成及多肽含量，并以其為反應基液添加一定的氨基酸和還原糖等風味前體物質，通過美拉德反應制備海鮮風味基料，以感官評價為考核指標[5-7]，研究了葡萄糖添加量、精氨酸添加量、甘氨酸添加量、組氨酸添加量、半胱氨酸添加量、反應時間、反應溫度、反應pH等條件下對風味基料的影響，對制備工藝進行優(yōu)化，最后對其風味成分進行分析[8]。在提高鮑魚蒸煮液附加值的同時，為海鮮風味基料的制備提供了參考及理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器與設備

鮑魚蒸煮液：詔安海聯食品有限公司。

葡萄糖、精氨酸、甘氨酸、組氨酸、半胱氨酸、Gly-Gly-Tyr-Arg：西格瑪試劑公司；雙縮脲試劑：上海源葉生物科技有限公司；氫氧化鈉、三氯乙酸：國藥試劑公司；孔徑0.45 μm濾膜：天津津騰實驗設備有限公司；磷酸鹽緩沖液：自制。

AX523ZH精密電子天平 奧豪斯儀器(上海)有限公司；雷磁PHS-3C型pH 計 上海儀電科學儀器股份有限公司；Centrifuge 5430R小型高速冷凍式離心機 德國艾本德股份公司；電熱鼓風干燥箱 上海一恒科學儀器有限公司；紫外可見分光光度計 上海美譜達儀器有限公司；立式壓力蒸汽滅菌器 上海博迅實業(yè)有限公司；L-8900全自動氨基酸分析儀 日本日立公司。

1.2 方法

1.2.1 鮑魚蒸煮濃縮液的制備

鮑魚蒸煮液經0.45 μm濾膜過濾，55 ℃旋蒸去掉45%的水。

1.2.2 游離氨基酸的測定[9]

全自動氨基酸分析儀參數：日立離子交換樹脂(4.6 mm×60.0 mm)；測定波長為570，440 nm；緩沖液流速0.5 mL/min；柱溫20～85 ℃；進樣量20 μL。

1.2.3 多肽含量的測定[10]

標準曲線的繪制：使用體積分數為5%的三氯乙酸將Gly-Gly-Tyr-Arg四肽配制成0.0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.4 mg/mL的標準溶液，然后取 6.0 mL標準溶液加入4.0 mL雙縮脲試劑，混勻，靜置10 min，6000 r/min離心10 min，取上清液于540 nm下測定OD值，以肽的濃度為橫坐標X(mg/mL)，OD值為縱坐標Y制作標準曲線。

樣品多肽的測定：取鮑魚蒸煮濃縮液5.0 mL，加入5.0 mL體積分數為10%的三氯乙酸溶液，混勻，靜置10 min，6000 r/min 離心10 min，將上清液倒入25 mL容量瓶中，并用5%的三氯乙酸定容，然后取6.0 mL樣品加入4.0 mL雙縮脲試劑混勻，靜置10 min，然后6000 r/min 離心10 min，取上清液于540 nm下測定OD值，根據標準曲線求得鮑魚蒸煮濃縮液中的多肽濃度(mg/mL)。

1.2.4 氣相色譜-質譜條件

頂空固相微萃取條件：選用75 μm CAR/PDMS萃取頭，萃取溫度60 ℃，萃取時間20 min，解吸時間5 min。

色譜條件：氣相色譜柱：RTX-5MS石英毛細管柱(30 m×25 mm×0.25 mm)；柱溫：初始溫度40 ℃，保持2 min，以10 ℃/min升至260 ℃，保持20 min；進樣口溫度：280 ℃；載氣：氮氣；流量：1.0 mL/min；分流比：10∶1；質譜條件：采集方式：全掃描；質譜質量掃描范圍：35～450 amu；電離方式：電子轟擊(EI)；發(fā)射能量：70 eV；離子源溫度：250 ℃；接口溫度：260 ℃。

1.2.5 風味基料的制備

取30 mL鮑魚蒸煮濃縮液，依次按比例加入葡萄糖、精氨酸、甘氨酸、組氨酸、半胱氨酸攪拌均勻，并使用磷酸鹽緩沖溶液及氫氧化鈉溶液調節(jié)至一定pH，裝入美拉德反應瓶(厚壁耐壓瓶)后置于立式壓力蒸汽滅菌器中，在一定溫度下進行反應。

1.2.6 單因素試驗

表1結合表2的基本配方，進行單因素試驗，具體設計方案見表1和表2。

表1 單因素試驗設計表Table 1 Single factor experimental design table

表2 制備風味基料基本配方及反應條件Table 2 Basic formula and reaction conditions for preparing flavor basic material

1.2.7 正交試驗優(yōu)化工藝條件

根據單因素試驗結果，以感官評價為考慮依據，選擇在反應條件及氨基酸添加量中對風味基料品質影響較大的因素，反應pH(A)、精氨酸添加量(B)、甘氨酸添加量(C)、半胱氨酸添加量(D)4個因素進行正交優(yōu)化，因素及水平選取見表3。

表3 正交試驗因素水平表Table 3 Factors and levels of orthogonal experiment

1.2.8 感官評價方法及評價標準

對20名感官評價人員進行培訓，選取10名人員組成感官評價小組對樣品進行感官評價，每個樣品重復2次，評價標準見表4，滿分100分，最后取10名評價人員的平均分數為最終結果。

表4 風味基料評價標準Table 4 Evaluation standards of flavor basic material

2 結果與分析

2.1 四肽標準曲線及多肽含量測定

以Gly-Gly-Tyr-Arg四肽的濃度為橫坐標X(mg/mL)，OD值為縱坐標Y制作標準曲線，見圖1。得到回歸方程y=0.0975x+0.0159，R2=0.9961。測得樣品的OD值為0.0573，計算得鮑魚蒸煮濃縮液的多肽含量為0.425 mg/mL。

圖1 Gly-Gly-Tyr-Arg四肽標準曲線Fig.1 The standard curve of Gly-Gly-Tyr-Arg tetrapeptide

2.2 氨基酸組成成分分析

本實驗采用的標樣為37種氨基酸標樣，盡可能全面分析鮑魚蒸煮濃縮液中氨基酸的組成成分，其中脯氨酸和羥脯氨酸在波長440 nm處出峰，其他35種氨基酸在波長570 nm處出峰。

表5 樣品中37種游離氨基酸含量Table 5 Content of 37 free amino acids in sample

續(xù) 表

由表5可知，鮑魚蒸煮濃縮液中氨基酸種類豐富，但含量不高，其中?；撬岷枯^高，占比高達80%，其余如甘氨酸、丙氨酸、精氨酸、脯氨酸含量相對較高，故需要外加氨基酸進行美拉德反應，制備品質良好的海鮮風味基料。

2.3 單因素試驗結果與分析

單因素試驗結果見圖2。

圖2 單因素試驗結果Fig.2 Single factor experimental results

由圖2可知，以30 mL鮑魚蒸煮濃縮液為反應基液進行美拉德反應，制備海鮮風味基料，通過單因素試驗分別確定了葡萄糖、精氨酸、甘氨酸、組氨酸、半胱氨酸的最佳添加量為6.0%、0.4%、2.5%、1.2%、0.12%，反應pH為7.5，反應時間為75 min，反應溫度為110 ℃。在美拉德反應中單糖更易發(fā)生反應，其中葡萄糖更為廉價且反應性好，其與氨基酸反應比例的不同產生的色澤及風味產物也不同，反應基料較為稀釋，還原糖量少則反應不徹底，量多可能會發(fā)生焦糖化反應而產生糊味，良好的添加量使得產生的風味更佳。在所有氨基酸中，賴氨酸參與反應能獲得更深色澤且產生新鮮的面包味，而半胱氨酸反應產生的色澤則較淺且會產生強烈的肉香味，其余氨基酸反應產生的主要以焦糖味、果香味、花香味等為主，以混合氨基酸、多肽、水溶性蛋白質、還原糖等為反應基液，通過外加氨基酸與還原糖獲得良好的反應比例，則可得到品質較佳、風味豐裕柔和的反應產物。

2.4 正交試驗優(yōu)化工藝條件

試驗結果和數據處理見表6和表7。

表6 正交試驗結果Table 6 Orthogonal experimental result

由表6可知，F0.05

表7 方差分析表Table 7 Analysis of variance

由表6和表7可知，4個因素中有1個因素對風味基料的綜合評分具有顯著的影響(P<0.05)，1個因素的影響特別顯著(P<0.01)，對4個因素的極差R值進行分析為RA>RD>RC>RB，其影響程度主次順序為：A(反應pH)>D(半胱氨酸添加量)>C(甘氨酸添加量)>B(精氨酸添加量)，以綜合評分為依據的較優(yōu)方案為A3B2C1D3即：反應pH 8.0、半胱氨酸添加量0.16%、甘氨酸添加量1.5%、精氨酸添加量0.4%。

2.5 風味成分分析

根據正交試驗結果，對最優(yōu)結果進行重復試驗，得到的海鮮風味基料呈現液狀、金黃色、氣味濃郁、海鮮香味突出、無較明顯腥味。并對制備出的海鮮風味基料采用頂空固相微萃取-氣質聯用的方法進行分析，得到總離子流色譜圖，離子圖譜中對應的化合物及相對百分含量見表8。

由表8可知，經過美拉德反應制備的海鮮風味基料共檢測出揮發(fā)性物質60種，并由面積歸一法求得各成分的相對百分含量，并列出匹配度大于75%的物質，發(fā)現揮發(fā)性成分中醇類10種(30.34%)、醛酮類8種(18.49%)、烴類10種(17.07%)、酯類9種(2.49%)、酸類10種(14.77%)、其他類13種(11.57%)，其中醇類、醛酮類、烴類、酸類及其他含氮、氧、硫的化合物含量，均達到10%以上，特別是醇類，達到了30%。

醇類化合物對于香氣的形成具有重要作用，特別是對海鮮類風味基料，在人工調香及合成香料的過程中醇類發(fā)揮著重要作用，長鏈飽和醇雖然閾值較高但也具有清香和芳香味，如3-甲基-1-丁醇具有苦杏仁味，2，3-丁二醇氣味微甜，不飽和醇的閾值相對較低，1-辛烯-3-醇、2-苯乙醇、2-呋喃甲醇、2-茨醇、2-甲基-3-呋喃硫醇、4-甲基-5-噻唑乙醇等具有蘑菇香、泥土香、青草香、肉香等，對海鮮風味的形成具有重要作用，且含量也較高。醛類和酮類化合物都屬于羰基化合物，其對肉香味成分的形成具有重要作用，其中檢測到的醛類化合物有：苯甲醛(堅果香味)、戊醛(花生味)、癸醛(醛香、酯香)、壬醛(脂肪香)，酮類化合物有：環(huán)戊酮、十三烷酮、1-辛烯-3-酮、2-茨酮，具有甜的花香及果香風味，對海鮮風味的形成產生影響。烷烴類化合物廣泛存在于海鮮等魚類揮發(fā)性成分中，但其閾值較高，對海鮮風味的影響不大[11]。共檢測出9種芳香類化合物，其閾值較低，可產生明顯香氣，其余如酸類化合物具有刺激性氣味，對整體風味產生影響，呋喃、噻唑、吡嗪類等雜環(huán)類化合物是許多香味的中間體，具有濃郁的肉味、烤香味且閾值較低，不僅對海鮮風味的產生具有重要影響，對其他產品香氣的形成也具有重要作用。

3 結論

以在鮑魚加工中產生的鮑魚蒸煮濃縮液為反應基料，并加入一定比例的葡萄糖、精氨酸、甘氨酸、組氨酸、半胱氨酸等前體物質，在一定條件下進行美拉德反應可以得到具有一定品質的海鮮風味基料。

本文首先對鮑魚蒸煮濃縮液中的多肽含量進行了測定，又對其中含有的氨基酸組成成分進行了分析，接著通過單因素試驗及正交試驗對影響海鮮風味基料品質的因素進行了研究，重點研究了各前體物質的添加量及反應條件的不同對海鮮風味基料的影響，其中有較大影響的4個因素的主次關系是：反應pH>半胱氨酸添加量>甘氨酸添加量>精氨酸添加量，1個因素具有顯著影響，1個因素具有特別顯著影響，從而確定正交試驗的最優(yōu)反應條件為：反應pH 8.0、精氨酸添加量0.4%、甘氨酸添加量1.5%、半胱氨酸添加量0.16%，其他試驗條件為：葡萄糖6.0%、組氨酸1.2%、反應時間75 min、反應溫度110 ℃，得到的海鮮風味基料品質較高，風味突出，最后對樣品進行GC-MS分析檢測，共發(fā)現揮發(fā)性風味物質60種，其中醇類10種、醛酮類8種、烴類10種、酯類9種、酸類10種、其他類13種。