排序法在大西洋鯖魚脫腥工藝篩選中的應(yīng)用

吳吉玲 ，黃一珍 ，姜鵬飛 ，鄭佳楠，李國棟，秦磊，董秀萍，*

（1.國家海洋食品工程技術(shù)中心，遼寧海洋食品精深加工關(guān)鍵技術(shù)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，遼寧省海產(chǎn)品精深加工業(yè)共性技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)，大連工業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧大連116034；2.青島益和興食品有限公司，山東青島266400）

大西洋鯖魚（Scomber scombrus），屬鯖科，鮐屬，鱸 形目，又稱挪威鯖、挪威青花魚，為暖水性、海洋中上層洄游經(jīng)濟(jì)魚類[1]。大西洋鯖魚因可食肉質(zhì)多、價(jià)格相對(duì)較低且營養(yǎng)價(jià)值高，尤其是包括二十碳五烯酸（eicosopantaenoic acid，EPA）與二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）在內(nèi)的多不飽和脂肪酸含量高而廣受歡迎[2]。但另一方面，大西洋鯖魚高蛋白高脂肪的特點(diǎn)使其極易被氧化[3]，在加工食用過程中容易產(chǎn)生較重的腥味。腥味是制約消費(fèi)者接受程度的關(guān)鍵因素，如何有效地脫腥是影響大西洋鯖魚加工業(yè)發(fā)展的重要因素。目前，魚類制品的脫腥方法主要有感官掩蓋法、包埋法、抗氧化劑法、發(fā)酵法、酸堿鹽脫腥法等[4-5]。其中香辛料掩蓋法和酵母發(fā)酵法是魚類加工過程中比較熱門的脫腥方法，可有效減弱魚類制品的腥味[6-7]。

國內(nèi)外對(duì)腥味的評(píng)價(jià)和分析方法主要有感官評(píng)定和儀器分析法（如電子鼻、氣相色譜分析法等）[8]。到目前為止感官評(píng)定仍然是應(yīng)用最廣泛的一種方法[9-10]。感官評(píng)定是一種測量、分析、解釋由食品與其它物質(zhì)相互作用所引發(fā)的，能通過人的味覺、觸覺、視覺、嗅覺和聽覺進(jìn)行評(píng)價(jià)的一門科學(xué)[11]。通過感官評(píng)價(jià)篩選有效的脫腥工藝，簡便迅速且直觀，并具有其他儀器分析和理化分析無法取代的地位。常見的魚類感官評(píng)定有分類檢驗(yàn)法、排序檢驗(yàn)法、評(píng)分檢驗(yàn)法等。其中排序檢驗(yàn)法是指評(píng)價(jià)員對(duì)一系列被檢測的樣品按其某種特性或整體印象的順序進(jìn)行排列的一種感官評(píng)價(jià)方法[12]，因該方法具有評(píng)價(jià)人員訓(xùn)練要求低，指向性強(qiáng)，且可以進(jìn)行喜好度排序的特點(diǎn)，在加工工藝和新產(chǎn)品配方的篩選等研究中應(yīng)用廣泛[13]。

數(shù)據(jù)分析是指用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取有用信息和形成結(jié)論，從而幫助研究人員作出判斷，篩選適宜的工藝條件等。目前，排序法評(píng)價(jià)結(jié)果可采用秩和檢驗(yàn)法和R-index法進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。秩和檢驗(yàn)法是統(tǒng)計(jì)每位評(píng)價(jià)員給出的樣品的排序（一般用順序數(shù)字或等距數(shù)字表示），通過計(jì)算被評(píng)價(jià)樣品的秩和得到樣品的排序結(jié)果。由于該方法進(jìn)行最終排序時(shí)，數(shù)據(jù)是按照等比例數(shù)據(jù)來進(jìn)行處理的，這就使得評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性會(huì)有所降低[14]。R-index法（又名感受曲線法，ROC曲線法），以Thustonian模型為基礎(chǔ)，設(shè)定兩兩樣品進(jìn)行比較時(shí)評(píng)價(jià)員總能給出在某一感官特性排序時(shí)樣品排序越高感官指標(biāo)也越高，并以正確判斷的百分比（R）為指標(biāo)，通過電腦模擬計(jì)算出兩樣品之間的標(biāo)準(zhǔn)差。R是一個(gè)概率值，它是一個(gè)評(píng)價(jià)員將兩個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品能正確區(qū)別開的概率，差異程度越大，則正確區(qū)別開它們的概率也越大[15]。

本試驗(yàn)擬建立基于秩和檢驗(yàn)法與R-index法兩種數(shù)據(jù)分析方法的排序法感官評(píng)價(jià)方法，對(duì)比研究常見5種脫腥工藝對(duì)大西洋鯖魚的脫腥效果，篩選出其中效果最好的大西洋鯖魚脫腥工藝，為大西洋鯖魚的精深加工和品質(zhì)評(píng)價(jià)提供支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

大西洋鯖魚樣品：青島益和興有限公司（去頭切割冷凍魚片，真空包裝-18℃下凍藏，重120 g～186 g之間）；β-環(huán)狀糊精、檸檬酸、氯化鈣、茶多酚（食品級(jí)）：河南萬邦實(shí)業(yè)有限公司；海天料酒：佛山市海天調(diào)味食品股份有限公司；安琪高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；蔥、姜、蒜：大連市甘井子區(qū)仟和市場。

感官評(píng)定杯：大連塑料城；純凈水、原味蘇打餅干：北京市美丹食品有限公司。

1.2 主要儀器與設(shè)備

SCC-WE101型萬能蒸烤箱：德國Rational公司；PEN3便攜式電子鼻：德國AIRSENSE公司；HH-1數(shù)顯恒溫水浴鍋：常州智博瑞儀器制造有限公司；AB204-N電子分析天平：常熟市雙杰測試儀器廠；沃佳健多功能食品加工機(jī)：浙江歐奔智能科技有限公司。

1.3 感官品評(píng)員

感官評(píng)價(jià)人員的招募、篩選、培訓(xùn)參考GB/T 16291.2-2010《感官分析選拔、培訓(xùn)和管理評(píng)價(jià)員一般導(dǎo)則》[16]。評(píng)價(jià)人員為大連工業(yè)大學(xué)在讀學(xué)生志愿者，本次品評(píng)前針對(duì)志愿者身體健康狀況，理解能力，基本氣味識(shí)別能力等進(jìn)行初篩和復(fù)篩。在篩選過程中參與初篩人員為93人，最終確定優(yōu)選感官評(píng)價(jià)員26人，篩選比例28%，男女比例為8∶18。

1.4 大西洋鯖魚感官樣品的制備

1）工藝流程：大西洋鯖魚→流水解凍→脫腥處理→蒸烤→切割分裝→感官評(píng)價(jià)。

2）制備工藝：將大西洋鯖魚從冷庫中取出，流水解凍30 min，瀝水后，按照以下5種脫腥方法進(jìn)行脫腥。固定魚與脫腥液添加量為1∶3（g/mL）混合作用90 min后，蒸餾水洗滌兩次，用廚房用紙吸取魚體表面水分，放入萬能蒸烤箱中進(jìn)行熟化。熟化條件為：溫度180℃，時(shí)間20 min，濕度20%，風(fēng)速16 m/s。

1.5 樣品脫腥方法及編號(hào)

參照項(xiàng)怡等[17-21]試驗(yàn)方法，設(shè)定5種脫腥方式，并結(jié)合預(yù)試驗(yàn)略有改動(dòng)。酵母發(fā)酵法脫腥溫度為35℃，其它4種脫腥方式在室溫25℃下進(jìn)行。脫腥方法及樣品編號(hào)見表1。

1.6 品評(píng)方法

參考GB/T 12315-2008《感官分析方法學(xué)排序法》[22]，針對(duì)大西洋鯖魚的腥味進(jìn)行排序（優(yōu)選評(píng)價(jià)員26人），針對(duì)大西洋鯖魚的整體喜好度進(jìn)行排序（經(jīng)常食用海魚的消費(fèi)人群78人）。

1）樣品控制：為保證感官評(píng)價(jià)人員品嘗到的樣品的均一性，以3片魚為一組，除去魚皮和腹部肉，將中間部分的魚體6等分，如圖1所示。混勻后，等量分裝（29 g～32 g）。分裝完畢后，樣品標(biāo)識(shí)3位隨機(jī)數(shù)字，并按正交拉丁方順序呈樣，進(jìn)行感官評(píng)定。

表1 脫腥方法及樣品編號(hào)Table 1 Deodorization method and sample number

圖1 大西洋鯖魚分割示意圖Fig.1 Schematic diagram of Atlantic mackerel segmentation

2）品評(píng)過程控制：在感官實(shí)驗(yàn)室的品評(píng)隔間內(nèi)進(jìn)行品評(píng)，評(píng)價(jià)人員彼此間不可交流。感官評(píng)價(jià)人員根據(jù)所給出的樣品編號(hào)順序觀察樣品、聞樣品、品嘗樣品后，針對(duì)產(chǎn)品的某一特性進(jìn)行排序。品嘗間隔30 s～60 s，清水清口并咀嚼無鹽蘇打餅干去除殘留味道。分為兩次品評(píng)，先進(jìn)行大西洋鯖魚的腥味排序，試驗(yàn)完成后，再進(jìn)行喜好度排序。

3）品嘗順序：腥味排序?yàn)槠? d，每天同一時(shí)間，26位優(yōu)選評(píng)價(jià)員針對(duì)樣品的腥味進(jìn)行排序，最腥的排1，最不腥的排6；每天排序的樣品相同但標(biāo)識(shí)的3位隨機(jī)數(shù)字不同。喜好度排序進(jìn)行1 d，78位評(píng)價(jià)員針對(duì)個(gè)人對(duì)樣品的喜好程度進(jìn)行排序：最喜歡的排1，最不喜歡的排6，樣品標(biāo)識(shí)3位隨機(jī)數(shù)字。

1.6.1 秩和檢驗(yàn)法

排序測試完成后，收集評(píng)價(jià)結(jié)果，將每個(gè)評(píng)價(jià)員評(píng)價(jià)的 6 個(gè)樣品編秩，由小到大依次為 1、2、3、4、5、6。計(jì)算同一樣品的秩次總和，即得到每個(gè)樣品排序的秩和[23]。利用Friedman檢驗(yàn)法[24]對(duì)排序結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)樣品間的差異顯著性分析。用最小顯著性差異值（least significant difference，LSD）進(jìn)行多重比較。

1.6.2 R-index法

參考黃一珍等[25]文獻(xiàn)中的方法。感官數(shù)據(jù)采用在線感官分析系統(tǒng)sensewhisper進(jìn)行收集和計(jì)算，得出兩兩樣品間的比較數(shù)值R，R值越接近1，表示樣品間選擇差異越大。數(shù)值越接近0.5，表示樣品間選擇隨機(jī)。

1.7 電子鼻試驗(yàn)方法

PEN3型號(hào)電子鼻的氣體傳感器陣列由10個(gè)金屬氧化物傳感器組成，每個(gè)傳感器的性能見表2所示。分別稱取6 g大西洋鯖魚樣品A～F裝入20 mL頂空瓶中，旋緊瓶塞，室溫25℃平衡30 min，采用便攜式電子鼻進(jìn)行檢測。數(shù)據(jù)采集時(shí)間為100 s，清洗時(shí)間為60 s，每組樣品分別做3次平行檢測。電子鼻數(shù)據(jù)采用Excel 2010進(jìn)行處理，對(duì)采集的揮發(fā)性氣味信息進(jìn)行主成分分析（principal component analysis，PCA）。

表2 PEN3電子鼻傳感器陣列性能描述Table 2 Performance description of PEN3 electronic nose sensor array

1.8 數(shù)據(jù)收集與分析

感官數(shù)據(jù)采用在線感官分析系統(tǒng)sensewhisper進(jìn)行收集和計(jì)算。電子鼻數(shù)據(jù)采用Excel 2010進(jìn)行處理，對(duì)采集的揮發(fā)性氣味信息進(jìn)行主成分分析（principal component analysis，PCA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 大西洋鯖魚感官人員招募初篩結(jié)果

本次試驗(yàn)共收回93份有效問卷，分析結(jié)果如表3所示。

表3 大西洋鯖魚感官人員招募分析Table 3 Analysis of recruitment of Atlantic mackerel sensory personnel

本次的招募對(duì)象的年齡在18歲～40歲（含）之間，其中18歲～22歲（含）年齡段人數(shù)最多，占總?cè)藬?shù)的89.94%。因此本次試驗(yàn)的感官評(píng)價(jià)是基于這個(gè)年齡段的評(píng)價(jià)人員來開展研究的。針對(duì)不同口味的喜歡程度，喜歡甜味的人最多，占總?cè)藬?shù)的63.44%，其次是鮮味（60.22%），辣味（47.31%），咸味和麻味（26.88%），喜歡苦味的人數(shù)最少，僅占6.45%。針對(duì)被招募者日常食用海產(chǎn)品（魚類、貝類、蝦蟹、海菜等）的頻次，每天/經(jīng)常食用海產(chǎn)品的調(diào)查者占比為0%；每周至少一次的人數(shù)和每月至少一次的人數(shù)共占總?cè)藬?shù)的78.49%。本次招募排除有低血糖、食物過敏、色盲色弱、經(jīng)常感冒、鼻炎、假牙、口腔或牙齦疾病的（20%）、不喜歡吃海鮮的（5.37%）、幾乎不吃/1年都吃不了幾次海鮮的（1.07%）、無法描述魚類腥味的（2.15%）等無法滿足本次感官評(píng)價(jià)的人員。篩選出的是身體健康、喜歡并經(jīng)常食用海產(chǎn)品、有一定描述能力且對(duì)試驗(yàn)有興趣的感官評(píng)價(jià)候選人。

2.2 排序法結(jié)果分析

2.2.1 秩和檢驗(yàn)法統(tǒng)計(jì)排序結(jié)果

最小顯著性差異值LSD多重比較分析結(jié)果見表4和表5。秩和法統(tǒng)計(jì)大西洋鯖魚脫腥工藝篩選的排序結(jié)果見表6。

表4 腥味LSD分析結(jié)果Table 4 Fishy LSD analysis results

表5 喜好度LSD分析結(jié)果Table 5 Preference LSD analysis results

表6 大西洋鯖魚脫腥工藝篩選排序結(jié)果Table 6 Screening and ranking results of deodorization process of Atlantic mackerel

通過秩和檢驗(yàn)法得到的排序結(jié)果可知，在5%的顯著水平下，比較的樣品間有顯著性整體差異。腥味最弱的且最受歡迎的是樣品D，即蔥姜蒜+料酒掩蔽法處理的樣品，可能是由于香辛料的味道掩蓋了大西洋鯖魚較重的腥味，并且加上它們獨(dú)特的風(fēng)味而受到評(píng)價(jià)員的喜歡。其中的活性物質(zhì)例如黃酮類化合物有掩蓋不良?xì)馕兜淖饔?，萜烯類物質(zhì)可以除掉異味[26]。張梅超等[27]發(fā)現(xiàn)姜汁可以抑制牡蠣酶解液脂肪氧化產(chǎn)生的不愉快成分如（E）-2-戊烯醛、（Z）-4-庚烯醛、壬醛、2，3-辛二酮等，顯著地減弱了魚腥味和哈喇味，并貢獻(xiàn)出花香、檸檬香等愉快氣味。排在第二位的是經(jīng)酵母發(fā)酵法處理的樣品，可能是由于酵母中含有多種酶，將不愉快的氣味分解為無異味物質(zhì)，異味脫去的同時(shí)產(chǎn)生特殊風(fēng)味甜香[28]。吳建中等[7]利用安琪酵母降低了魚湯中烯醛類、二烯醛等醛類物質(zhì)的含量使魚湯的腥味減弱。利用檸檬酸-氯化鈣法和茶多酚抗氧化劑法處理的樣品的腥味要高于不處理的，說明在本試驗(yàn)條件下，這兩種脫腥方式不適合應(yīng)用于大西洋鯖魚的脫腥。

2.2.2 R-index法統(tǒng)計(jì)排序結(jié)果

通過兩兩樣品間的計(jì)算，分別得到腥味和喜好度兩兩樣品間R-index結(jié)果，如表7和表8所示。

表7 腥味R-index結(jié)果Table 7 Fishy R-index results

表8 喜好度R-index結(jié)果Table 8 Preference R-index results

由表8可知，選樣品D與不選樣品A之間R-value是0.78，即當(dāng)評(píng)價(jià)人員獲得樣品D和樣品A時(shí)，選擇樣品D的概率為78%。通過R-index法獲得的樣品腥味強(qiáng)度和喜好度程度的排序結(jié)果與秩和檢驗(yàn)法所得到的結(jié)果一致。二者的區(qū)別是秩和檢驗(yàn)法計(jì)算出樣品間的腥味是有顯著性整體差異，而由表7可知，通過R-index法所獲得的R-value沒有超過0.7，因此是沒有顯著性的差異。二者的相同點(diǎn)是兩種分析方法結(jié)果都顯示評(píng)價(jià)員對(duì)蔥姜蒜+料酒掩蔽法與β-環(huán)糊精包埋法處理過的樣品的喜好度排序有顯著差異。

2.3 電子鼻檢測結(jié)果

電子鼻是一種新穎的分析、識(shí)別和檢測復(fù)雜嗅味和揮發(fā)性成分的人工嗅覺系統(tǒng)，又稱氣味掃描儀，得到的是樣品揮發(fā)性氣味的整體信息[29]。從傳感器響應(yīng)曲線穩(wěn)定后選取第89秒處的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。不同脫腥處理的大西洋鯖魚對(duì)傳感器響應(yīng)值雷達(dá)圖如圖2所示。

圖2 電子鼻傳感器對(duì)6種大西洋鯖魚樣品響應(yīng)值的雷達(dá)圖Fig.2 Radar chart of the response of the electronic nose sensor to six Atlantic mackerel samples

對(duì)于樣品D，芳香成分、甲基類化合物、無機(jī)硫化物、有機(jī)硫化物、醇類、醛酮類等化合物的響應(yīng)值最大，推測是這些氣味的存在減弱了大西洋鯖魚的腥味。樣品A、樣品B、樣品C、樣品E、樣品F傳感器響應(yīng)值雷達(dá)圖具有相似的輪廓，其中響應(yīng)值最大的是W5S傳感器，其次是W1W和W2W傳感器。樣品E中的芳香成分、無機(jī)硫化物、有機(jī)硫化物均有所減少，說明經(jīng)過酵母發(fā)酵處理對(duì)魚肉腥味脫除有一定的作用。崔方超等[30]利用酵母對(duì)草魚進(jìn)行脫腥后，通過頂空固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（head sead-spacesolid phasemicro extractions-chromatgraphy-mass spectrometrometry，HS-SPME-GC-MS）技術(shù)檢測出揮發(fā)性成分的峰面積和個(gè)數(shù)都明顯減少，其中芳香族類化合物減少最顯著。

PCA分析是一種多元統(tǒng)計(jì)方法，它可以將采集的多指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和降維，并對(duì)降維的特征向量進(jìn)行線性分類，捕捉整個(gè)數(shù)據(jù)集間的最大差異，通過改變坐標(biāo)軸來達(dá)到區(qū)分樣品的目的[31]。6種大西洋鯖魚樣品電子鼻響應(yīng)值的PCA分析見圖3。

圖3 6種大西洋鯖魚樣品電子鼻響應(yīng)值的PCA分析Fig.3 PCA analysis of electronic nose response values of six Atlantic mackerel samples

由圖3可知，第一主成分和第二主成分的貢獻(xiàn)率之和為98.7%，能夠較好地反映樣品整體的風(fēng)味特征。從不同脫腥處理的樣品和未處理的樣品之間的距離來看，樣品D與其它樣品的區(qū)分度較為明顯，樣品A、B、C、F的距離較近。說明經(jīng)過蔥姜蒜+料酒掩蔽法處理后的樣品與不處理樣品相比氣味成分顯著，而β-環(huán)糊精包埋法、檸檬酸-氯化鈣法和茶多酚抗氧化劑法處理后的樣品不顯著[30]，這與腥味的秩和法排序結(jié)果一致。付湘晉等[32]利用電子鼻測定白鰱魚肉土霉味、哈喇味和魚腥味等時(shí)，也得到了電子鼻腥味的結(jié)果與感官評(píng)價(jià)結(jié)果高度一致的結(jié)論。

3 結(jié)論

進(jìn)行產(chǎn)品工藝優(yōu)化時(shí)的判斷依據(jù)有兩個(gè)，一個(gè)是工藝效果，一個(gè)是產(chǎn)品是否受到消費(fèi)者的喜歡。排序法因其方法簡單、時(shí)間節(jié)約、結(jié)果可靠的特點(diǎn)，適用于本試驗(yàn)工藝篩選。試驗(yàn)結(jié)果表明，秩和檢驗(yàn)法和R-index法統(tǒng)計(jì)分析大西洋鯖魚腥味排序和喜好度排序結(jié)果一致。這說明秩和檢驗(yàn)法和R-index法統(tǒng)計(jì)分析均可用于大西洋鯖魚排序法感官評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)分析中。通過感官評(píng)價(jià)并結(jié)合電子鼻分析，本試驗(yàn)篩選出大西洋鯖魚脫腥效果最好的工藝為蔥姜蒜+料酒掩蔽法，使用該方法脫腥，大西洋鯖魚腥味值最小且最受消費(fèi)者歡迎。