海鯰魚湯烹制過程中風(fēng)味特性的變化

馮 媛，趙洪雷，曲詩瑤，徐永霞，李昊宇，周 曉，李學(xué)鵬，勵(lì)建榮

（渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心，遼寧 錦州 121013）

海鯰魚，俗稱蝦虎魚、扔巴、胖頭魚等，為暖溫性底層中小型魚類，主要分布于我國渤海、黃海等地[1]。海鯰魚肉質(zhì)細(xì)嫩，富含蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，其中含硫氨基酸和賴氨酸含量較高，此外，海鯰魚還含有豐富的鈣、鐵、磷和VA、VB等，能夠促進(jìn)皮膚新陳代謝，具有美容養(yǎng)顏的功效[2]。目前，我國捕撈的海鯰魚以鮮銷為主，部分以凍品出口，也有少數(shù)以傳統(tǒng)魚干制品的形式出售，但由于加工技術(shù)落后，其原料利用率和附加值均較低[2]。因此，合理開發(fā)和利用海鯰魚資源具有良好的市場(chǎng)前景。

湯是人們餐桌上不可或缺的一部分，在我國有“無湯不成席”之說[3]。湯不僅營養(yǎng)豐富、味道鮮美，而且具有滋補(bǔ)養(yǎng)生、食療保健、提高機(jī)體免疫力等功效[4]。肉湯的熬制是一個(gè)復(fù)雜的物理和化學(xué)變化過程，在烹制過程中，隨著加熱溫度的升高，肌纖維束破裂，肉質(zhì)逐漸變軟，繼續(xù)加熱，肌肉中的蛋白質(zhì)、脂肪和糖類等物質(zhì)逐漸溶出和降解，從而賦予了湯汁良好的風(fēng)味和營養(yǎng)品質(zhì)[5-6]。目前，國內(nèi)外關(guān)于畜禽類肉湯的烹制工藝及風(fēng)味特性的研究報(bào)道較多。Qi Jun等[7-8]研究不同燉煮時(shí)間對(duì)雞湯風(fēng)味活性物質(zhì)、整體風(fēng)味特征及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的影響，隨著燉煮時(shí)間的延長，雞湯中蛋白質(zhì)含量顯著增加，燉煮2 h內(nèi)對(duì)雞湯風(fēng)味影響較大；顧偉鋼等[9]研究水煮、燉煮和高壓蒸煮對(duì)豬肉湯中蛋白質(zhì)及其降解產(chǎn)物的影響，發(fā)現(xiàn)燉煮方式下蛋白質(zhì)降解程度更大，且大部分降解產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到湯汁中，從而賦予肉湯良好的營養(yǎng)和風(fēng)味。

魚湯因其滋味鮮美、肉質(zhì)細(xì)膩而深受人們的喜愛，然而目前關(guān)于魚湯的相關(guān)研究相對(duì)較少。朱琳等[10]研究不同的加工方法對(duì)烏魚湯營養(yǎng)成分的影響，建議熬制時(shí)間控制在1.5～3 h；Zhang Jinjie等[11]研究發(fā)現(xiàn)85 ℃熬制的鯽魚湯具有較好的風(fēng)味和營養(yǎng)品質(zhì)；Li Jinlin等[12]采用氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用技術(shù)研究草魚湯烹飪過程中揮發(fā)性成分的變化。本實(shí)驗(yàn)以海鯰魚為對(duì)象，采用傳統(tǒng)的燉煮方式熬制魚湯，探究不同熬制時(shí)間下魚湯中基本營養(yǎng)成分、可溶性肽含量及氣味和滋味特征的變化，以期為海鯰魚湯工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮海鯰魚，于2019年3月購于錦州市林西街水產(chǎn)市場(chǎng)，共24 尾，每尾長（20±5） cm，尾質(zhì)量（250±50）g。

食鹽、豆油 市購；硫酸銅、乙醚、石油醚、三氯乙酸、碳酸鈉、氫氧化鈉、酒石酸鉀鈉、Folin-酚試劑、濃鹽酸（均為分析純） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 鄭州長城科工貿(mào)有限公司；UV-2550紫外-可見光分光光度計(jì)島津儀器（蘇州）有限公司；Kjeltec8400全自動(dòng)凱氏定氮儀 瑞典FOSS公司；Biofuge stratos臺(tái)式冷凍高速離心機(jī) 美國Thermo Fisher公司；7890N/5975 GC-MS聯(lián)用儀 美國Agilent公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭 美國Supelco公司；PEN3便攜式電子鼻 德國Airsense公司；SA402B電子舌 日本Nikon公司。

1.3 方法

1.3.1 魚湯的制備

將海鯰魚宰殺后去鰭、鰓及內(nèi)臟，清水洗凈后瀝干，備用。將25 g豆油倒入鍋中，待油溫達(dá)到六七成熱時(shí)，將魚放入鍋中，正反面各煎1 min至微黃，然后按照料液比1∶5（g/mL）加水，用電磁爐在1 200 W功率下煮沸后，采用循環(huán)加熱法熬制魚湯，首先在300 W熬制10 min，然后120 W熬制10 min，最后300 W熬制10 min，得到0.5 h的魚湯樣品。熬制1、1.5 h和2 h，分別重復(fù)上述熬制程序2、3、4 次，得到相應(yīng)的魚湯樣品，待魚湯冷卻至室溫后，用紗布過濾，取清液，備用。

1.3.2 基本營養(yǎng)成分的測(cè)定

水分含量采用GB/T 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》中的直接干燥法測(cè)定；粗蛋白含量采用凱氏定氮法測(cè)定；粗脂肪、灰分含量分別參照GB/T 5009.6—2016《食品中脂肪的測(cè)定》和GB 5009.4—2016《食品中灰分的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3 感官評(píng)定

參考王琳涵等[13]的方法進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。選取7 名經(jīng)過感官評(píng)價(jià)培訓(xùn)的人員，分別從色澤、滋味和氣味3 個(gè)方面對(duì)魚湯的品質(zhì)進(jìn)行描述，評(píng)分值為7 人組成評(píng)定小組的平均得分，感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表 1 魚湯的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for sensory evaluation of fish broth

1.3.4 三氯乙酸-可溶性肽含量的測(cè)定

準(zhǔn)確稱取3.0 g魚湯樣品，加入27 mL 5%三氯乙酸溶液，均質(zhì)后于4 ℃靜置1 h，然后在4 ℃、5 000 r/min離心10 min，取上清液，采用Lowry法[14]測(cè)定可溶性肽含量。

1.3.5 GC-MS測(cè)定

參照徐永霞等[15]的方法并稍加修改。采用固相微萃取法提取魚湯中的揮發(fā)性物質(zhì)，準(zhǔn)確稱取8.0 g魚湯樣品于20 mL頂空瓶中，放入磁力攪拌子，迅速用聚四氟乙烯隔墊密封，于50 ℃水浴中平衡10 min，將經(jīng)過老化處理的50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭插入頂空瓶中吸附30 min，然后在GC-MS進(jìn)樣口解吸5 min。

GC條件：HP-5MS毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；采用不分流模式進(jìn)樣，載氣He流速1.0 mL/min；進(jìn)樣口溫度250 ℃；升溫程序：起始溫度40 ℃，保持3 min，以3 ℃/min升至100 ℃，再以5 ℃/min升至240 ℃，保持5 min。

MS條件：電子電離源；接口溫度280 ℃；四極桿溫度150 ℃；離子源溫度230 ℃；電子能量70 eV；質(zhì)量掃描范圍m/z30～550。

1.3.6 電子鼻檢測(cè)

準(zhǔn)確稱取各組魚湯樣品5.0 g于50 mL燒杯內(nèi)，用3 層保鮮膜密封，室溫靜置30 min，然后依次用電子鼻對(duì)揮發(fā)性氣味進(jìn)行分析檢測(cè)，每組樣品做3 個(gè)平行。

電子鼻載氣為干燥空氣，測(cè)試時(shí)間120 s，清洗時(shí)間60 s，利用電子鼻自帶的Winmuster軟件對(duì)80～85 s內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析（principal component analysis，PCA）。

1.3.7 電子舌檢測(cè)

分別取35.0 mL各組魚湯樣品于電子舌專用樣品杯中，按照設(shè)置的序列放置在電子舌自動(dòng)進(jìn)樣器上進(jìn)行檢測(cè)，單次采樣時(shí)間為120 s，1 次/s。每組樣品重復(fù)檢測(cè)4 次，運(yùn)用系統(tǒng)自帶數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，選取傳感器信號(hào)趨于穩(wěn)定時(shí)即第120秒的響應(yīng)值，對(duì)后3 次采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行味覺特征分析。

1.4 數(shù)據(jù)處理

樣品中揮發(fā)性成分采用NIST 11/Wiley 7.0譜庫進(jìn)行定性分析，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)確定其化學(xué)組成，采用峰面積歸一化法計(jì)算各物質(zhì)的相對(duì)含量，各揮發(fā)物的相對(duì)氣味活性值（relative odor activity value，ROAV）參考田淑琳等[16]的方法進(jìn)行計(jì)算。采用Origin 8.0軟件、SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并采用Duncan法進(jìn)行顯著性分析，P＜0.05，差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 營養(yǎng)成分的變化

如表2所示，隨著烹制時(shí)間的延長，魚湯中粗蛋白含量及粗脂肪含量均呈增加趨勢(shì)，其中烹制0.5 h魚湯中粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.55%，烹制2 h其質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到1.05%，增幅顯著（P＜0.05）；同時(shí)，魚湯中水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨烹制時(shí)間的延長逐漸降低，但變化無顯著差異（P＞0.05），總體保持在97%～98.3%之間；灰分含量在烹制0.5～1.5 h內(nèi)顯著增加（P＜0.05），但在1.5 h之后變化不顯著（P＞0.05）。

表 2 不同烹制時(shí)間海鯰魚湯基本營養(yǎng)成分變化Table 2 Changes in nutrition components of sea catfish broth with different cooking times

2.2 感官評(píng)定結(jié)果

表 3 不同烹制時(shí)間下海鯰魚湯的感官評(píng)價(jià)Table 3 Sensory evaluation of sea catfish broth with different cooking times

如表3所示，熬制0.5 h的魚湯湯汁較稀，滋味寡淡，感官評(píng)分值最低，熬制1 h和1.5 h的魚湯感官評(píng)分較高。這是由于隨著加熱時(shí)間的延長，海鯰魚肉中的脂肪、水溶性蛋白質(zhì)及小分子呈味物質(zhì)逐漸溶出，使魚湯變鮮美。同時(shí)魚皮中的膠原蛋白逐漸轉(zhuǎn)化成明膠分子進(jìn)入湯中，和一些具有乳化性能的蛋白質(zhì)共同作用，從而使魚湯逐漸變得濃稠，顏色也由淡黃色變?yōu)槿榘咨玔10]。熬制2 h的魚湯感官評(píng)分顯著降低，可能由于長時(shí)間加熱使魚湯中的主要鮮味物質(zhì)肌苷酸分解為帶有明顯苦味的次黃嘌呤，從而影響魚湯滋味[17]。

2.3 可溶性肽含量的變化

圖 1 不同烹制時(shí)間海鯰魚湯可溶性肽含量變化Fig. 1 Changes in TCA-soluble peptide content of sea catfish broth with different cooking times

如圖1所示，隨著烹制時(shí)間的延長，魚湯中可溶性肽的含量不斷增加，在烹制0.5～1 h內(nèi)可溶性肽的含量增加不顯著（P＞0.05），之后隨著烹制時(shí)間的延長魚湯中可溶性肽含量顯著增加（P＜0.05），說明隨著烹制時(shí)間的進(jìn)一步延長，魚肉中的蛋白質(zhì)充分溶出，并發(fā)生熱降解形成小分子肽類進(jìn)入到湯中，從而使其含量顯著增加。

2.4 GC-MS分析魚湯中揮發(fā)性風(fēng)味成分分析

如表4所示，魚湯中共檢測(cè)出44 種主要的揮發(fā)性物質(zhì)，其中烹制0.5、1、1.5 h和2 h的魚湯中分別檢出24、33、21 種和18 種揮發(fā)性物質(zhì)，包括醛類、醇類、烴類、酮類、呋喃、酯類等。烹制2 h魚湯中相對(duì)含量最高的是醛類和酮類化合物，烹制1.5 h魚湯中相對(duì)含量最高的是醇類化合物，烹制1 h魚湯中相對(duì)含量最高的是烴類化合物?；衔锵鄬?duì)含量的高低還不能說明其對(duì)整體氣味輪廓的貢獻(xiàn)程度，因此還需結(jié)合ROAV分析確定，本實(shí)驗(yàn)主要對(duì)查到閾值的化合物進(jìn)行分析。

海鯰魚湯中鑒定出的烴類物質(zhì)種類數(shù)最多，共有17 種，主要包括烷烴類和烯烴類。其中烷烴類主要為長鏈脂肪烴類，可能是由于高溫烹制促進(jìn)了脂肪酸的氧化降解而形成[18]。此外，還檢出D-檸檬烯、γ-松油烯、月桂烯等烯類化合物，其中γ-松油烯具有柑橘和檸檬香味，僅在烹制1 h的魚湯中檢出。苯乙烯可能是由芳香族氨基酸氧化產(chǎn)生的[19]，在烹制1 h的魚湯中相對(duì)含量最高。如表5所示，ROAV大于1的烴類只有D-檸檬烯，D-檸檬烯具有令人愉快的檸檬香味，不同烹制時(shí)間的魚湯中均檢出，其中烹制1 h相對(duì)含量最高。

醛類物質(zhì)通常來源于脂肪酸的氧化降解或氨基酸的Strecker降解反應(yīng)，其中含有6～9 個(gè)碳原子的醛、烯醛類物質(zhì)一般具有清香、果香和脂香味，而且閾值較低，對(duì)魚湯的整體氣味特征有重要貢獻(xiàn)[20]。在海鯰魚湯中共檢出9 種醛類物質(zhì)，隨著烹制時(shí)間的延長，魚湯中醛類物質(zhì)的相對(duì)含量增加。不同烹制時(shí)間的魚湯樣品中均檢出戊醛、己醛、(E)-2-庚烯醛、(E)-2-辛烯醛和壬醛。由表5可知，ROAV大于1的醛類有己醛、庚醛、壬醛等低碳數(shù)飽和脂肪醛和(E)-2-庚烯醛等烯醛，說明它們對(duì)魚湯的風(fēng)味中具有重要貢獻(xiàn)。己醛具有青草味，(E)-2-庚烯醛具有油脂香，通常被認(rèn)為是魚腥味的代表物質(zhì)[21]。其中，己醛在魚湯中的ROAV為13.94～69.75。在烹制1 h的魚湯中相對(duì)含量最少，可能是由于烹制1 h的魚湯中產(chǎn)生了較多的D-檸檬烯、γ-松油烯等物質(zhì)，能在一定程度上去除魚湯的腥味。2-乙基己醛具有強(qiáng)烈的清香，僅在烹制1 h的魚湯中檢出，且相對(duì)含量較高，可能對(duì)魚湯風(fēng)味的形成有一定作用。魚湯中檢出的酮類物質(zhì)較少，由于其閾值遠(yuǎn)高于同分異構(gòu)體的醛類，對(duì)魚湯整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)較小。酮類化合物的ROAV均小于1。6-甲基-5-庚烯-2-酮具有獨(dú)特的清香和水果香氣，在烹制1 h魚湯中ROAV為0.93，且相對(duì)含量較高，可能對(duì)魚湯特殊風(fēng)味的形成有重要的修飾作用。

醇類物質(zhì)一般是由多不飽和脂肪酸氧化或羰基化合物還原作用產(chǎn)生，對(duì)魚肉風(fēng)味貢獻(xiàn)較大的多為香氣閾值較低的不飽和醇類[22]。魚湯中共檢出7 種醇類。由表5可知，ROAV大于1的醇類只有1-辛烯-3-醇，其ROAV在18.83～100范圍內(nèi)，對(duì)魚湯的整體風(fēng)味具有較大貢獻(xiàn)。1-辛烯-3-醇主要來源于亞油酸的氧化降解，具有典型的蘑菇味、泥土味，可增強(qiáng)魚湯的脂肪香味[23]。2-己基-1-癸醇在烹制0.5 h魚湯中未檢出，在其他3 組樣品中均檢出，且隨著烹制時(shí)間的延長其相對(duì)含量逐漸增大。

魚湯中還檢出少量的呋喃、酯類和酸類等物質(zhì)，其中呋喃是一類重要的風(fēng)味化合物，通常具有很強(qiáng)的肉香味，主要來源于脂肪的氧化、氨基酸的降解及美拉德反應(yīng)等。2-戊基呋喃在不同烹制時(shí)間的樣品中均檢出，且隨著烹制時(shí)間的延長，其相對(duì)含量不斷增大。如表5所示，2-戊基呋喃在4 組魚湯中的ROAV均大于1。2-戊基呋喃具有類似火腿的香味和植物芳香味，其閾值相對(duì)較低，是魚肉加熱過程中產(chǎn)生的主要風(fēng)味物質(zhì)[24]。酯類物質(zhì)僅在烹制1 h的魚湯中檢出，包括丁酸丁酯和乙酸己酯，其中乙酸己酯對(duì)魚湯的風(fēng)味有較大貢獻(xiàn)（ROAV＞1）。酯類一般是通過醇和羧酸的酯化反應(yīng)形成，通常具有甜的果香和清香香味，酯類物質(zhì)和酮類共存時(shí)可能對(duì)魚湯整體風(fēng)味有協(xié)調(diào)、平衡的作用[25]。

表 5 海鯰魚湯中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的閾值及ROAVTable 5 Threshold and ROAV of volatile flavor compounds in sea catfish broth with different cooking times

2.5 電子鼻分析結(jié)果

電子鼻PCA是將電子鼻傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和降維，并對(duì)降維后的特征向量進(jìn)行線性組合，使它們之間的響應(yīng)值既不相關(guān)，又能反映出樣品的整體信息[29]。如圖2所示，PC1和PC2的貢獻(xiàn)率分別為87.32%和9.66%，累計(jì)貢獻(xiàn)率為96.98%，超過85%，說明其可以代表海鯰魚湯的整體風(fēng)味信息。4 組烹制時(shí)間的魚湯樣品分布沒有重疊現(xiàn)象，說明樣品之間的氣味區(qū)分明顯。此外，烹制0.5 h的魚湯樣品分布于最下方，明顯區(qū)別于其他3 組樣品，可能是由于魚湯烹制時(shí)間過短，使得魚肉中的風(fēng)味物質(zhì)溶出量少，揮發(fā)性香氣明顯不足，這與感官評(píng)價(jià)的結(jié)果一致。烹制1～2 h的樣品在PC1上的響應(yīng)值隨烹制時(shí)間的延長逐漸降低，但在PC2上的響應(yīng)值差別不大。

圖 2 不同烹制時(shí)間海鯰魚湯電子鼻響應(yīng)值的PCAFig. 2 PCA analysis of electronic nose response to sea catfish broth with different cooking times

2.6 電子舌分析結(jié)果

圖 3 不同烹制時(shí)間海鯰魚湯電子舌PCAFig. 3 PCA plot of electronic tongue response to sea catfish broth with different cooking times

電子舌是基于生物味覺模式建立的一種液體分析儀器，利用傳感陣列感測(cè)液體樣品的特征響應(yīng)信號(hào)，通過信號(hào)模式識(shí)別處理對(duì)樣品的整體滋味輪廓進(jìn)行分析檢測(cè)[29]。如圖3所示，其中PC1和PC2的貢獻(xiàn)率分別為59.85%和31.40%，總貢獻(xiàn)率達(dá)到91.25%，大于85%，表明PC1、PC2可以充分反映魚湯樣品的整體滋味信息。不同烹制時(shí)間魚湯樣品的主成分得分值分布于4 個(gè)象限內(nèi)，且分別構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的組群，樣品之間互相沒有重疊，表明樣品之間的滋味差異明顯，電子舌的PCA能有效區(qū)分不同烹制時(shí)間的魚湯樣品[30]。烹制0.5～1.5 h的樣品沿PC1方向按照一定規(guī)律分布，說明其滋味相對(duì)比較接近，且隨著烹制時(shí)間的延長，魚湯中滋味物質(zhì)含量發(fā)生變化。烹制2 h的魚湯樣品和其他3 組樣品相距較遠(yuǎn)，說明其滋味成分差別較大，可能是由于烹制時(shí)間過長，魚肉中的蛋白質(zhì)充分溶出并發(fā)生熱降解，產(chǎn)生更多的風(fēng)味前體物進(jìn)入湯中，從而使魚湯產(chǎn)生特殊風(fēng)味。

3 結(jié) 論

隨著烹制時(shí)間的延長，魚湯中水分含量逐漸減少，粗蛋白、粗脂肪及灰分含量逐漸增加，尤其是粗蛋白含量增加更為明顯，表明烹制過程中蛋白質(zhì)不斷溶出；可溶性肽含量在烹制1 h后顯著增加；電子鼻和電子舌結(jié)果顯示不同烹制時(shí)間下魚湯的氣味和滋味特征區(qū)別明顯；GC-MS共檢測(cè)出44 種主要的揮發(fā)性化合物，包括醛類、醇類、烴類、酮類、呋喃和酯類等。隨著烹制時(shí)間的延長，魚湯中醛類和醇類相對(duì)含量顯著升高，其中烹制2 h魚湯中相對(duì)含量最高的是醛類和酮類化合物，烹制1.5 h魚湯中相對(duì)含量最高的是醇類化合物。根據(jù)ROAV分析發(fā)現(xiàn)，己醛、庚醛、(E)-2-庚烯醛、(E)-2-辛烯醛、壬醛、1-辛烯-3-醇、D-檸檬烯和2-戊基呋喃等物質(zhì)是海鯰魚湯中的主體風(fēng)味物質(zhì)。