荸薺粉對(duì)鯽魚(yú)魚(yú)肉的脫腥條件優(yōu)化

田星慧，劉小紅，羅憶芝，汪鳳仙，劉貝，胡婷

黃岡師范學(xué)院生物與農(nóng)業(yè)資源學(xué)院，經(jīng)濟(jì)林木種質(zhì)改良與資源綜合利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，大別山特色資源開(kāi)發(fā)湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心（黃岡 438000）

三甲胺是產(chǎn)生魚(yú)腥味的主要來(lái)源，常用的脫腥方法有感官掩蔽法、物理法、生物法、化學(xué)法等[1-2]。其中，感官掩蔽法指通過(guò)香辛料或其他香味物質(zhì)來(lái)遮蓋魚(yú)腥味，如胡穎[3]利用天然香辛料對(duì)淡水魚(yú)進(jìn)行脫腥，發(fā)現(xiàn)蔥姜蒜和黃酒的復(fù)合脫腥液具有很好的祛腥效果，馬凱迪等[4]采用紅茶、生姜、紫蘇的聯(lián)合脫腥工藝對(duì)紫菜鱖魚(yú)進(jìn)行脫腥，發(fā)現(xiàn)三者的最佳添加量分別為1%，1%和4%時(shí)脫腥效果最好；物理法有包埋法、吸附法等，如錢攀等[5]分別利用活性炭吸附法、紅茶浸泡法、包埋法和酵母發(fā)酵法對(duì)美國(guó)鰱魚(yú)進(jìn)行脫腥，結(jié)果發(fā)現(xiàn)紅茶浸泡法脫腥效果最好；生物法主要為發(fā)酵脫腥法，如張海燕等[6]利用酵母提取物和薄荷香精對(duì)鱸魚(yú)進(jìn)行脫腥，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者聯(lián)合使用具有較好的效果，但發(fā)酵過(guò)程會(huì)產(chǎn)生其他氣味，影響魚(yú)肉的質(zhì)地和風(fēng)味；化學(xué)法有酸堿法、抗氧化劑法等，如畢士川等[7]利用0.15%的CaCl2和0.15%的冰醋酸的復(fù)合脫脂溶液浸泡魚(yú)肉60 min，脫除部分脂肪和去除腥味，但容易造成化學(xué)品殘留，導(dǎo)致安全問(wèn)題。因此，隨著消費(fèi)者安全意識(shí)的增強(qiáng)，綠色純天然的脫腥劑越來(lái)越受到關(guān)注。

荸薺，別名馬蹄，種植歷史悠久，作為國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品，擁有很好的發(fā)展前景[8-9]。它富含多酚、多糖、黃酮等多種活性成分[10]，具有抗菌、抗氧化、防癌等功效[11]。鯽魚(yú)為鯉科、鯽屬魚(yú)類，俗稱鯽瓜子，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較好，蛋白質(zhì)、鈣磷、B族維生素的含量豐富，對(duì)脾胃虛弱、痢疾、牙痛等都有很好的療效[12]。但由于鯽魚(yú)腥味較重，未經(jīng)過(guò)脫腥處理，直接加熱食用或加工成魚(yú)制品，會(huì)降低其感官品質(zhì)，影響食欲。在前期產(chǎn)品開(kāi)發(fā)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在魚(yú)腸中添加荸薺粉可以明顯減弱魚(yú)糜制品的腥味，并有一股淡淡的荸薺香味。因此，試驗(yàn)利用荸薺粉對(duì)鯽魚(yú)魚(yú)肉進(jìn)行脫腥，以三甲胺值（trimethylamine，TMA）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上運(yùn)用響應(yīng)面法優(yōu)化脫腥條件，一方面為魚(yú)及其制品的脫腥提供理論參考，另一方面為荸薺的開(kāi)發(fā)和利用提供新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鯽魚(yú)、荸薺（黃商明珠購(gòu)物中心）；荸薺粉（由干荸薺片粉碎制得）；三氯乙酸、三甲胺（上海展云化工有限公司）；甲醛、碳酸鉀（南京維之城化學(xué)試劑有限公司）；甲苯（上海試驗(yàn)試劑有限公司）；無(wú)水硫酸鈉（國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；苦味酸（臺(tái)山市眾誠(chéng)化工有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

可見(jiàn)分光光度計(jì)（722S，中國(guó)上海菁華科技儀器有限公司）；電熱恒溫水浴鍋（HWS-28，中國(guó)常州國(guó)華電器有限公司）；電子天平（CP413）：中國(guó)奧豪斯儀器（常州）有限公司；電子天平（ML204T/02，美國(guó)梅特勒-托利多集團(tuán)）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 原料處理

市售鯽魚(yú)，清洗后去骨取肉，切成1 cm3的魚(yú)塊備用。

1.3.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將鯽魚(yú)魚(yú)肉置于一定溫度荸薺粉溶液中浸泡一段時(shí)間后，用蒸餾水進(jìn)行漂洗，測(cè)定魚(yú)肉中三甲胺含量。具體參數(shù)：稱取6份同等質(zhì)量的魚(yú)肉，固定料液比1︰3（g/mL）、浸泡溫度45 ℃、浸泡時(shí)間60 min，荸薺粉濃度分別設(shè)置為0，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%和0.5%；固定荸薺粉濃度0.3%、料液比1︰3（g/mL）、浸泡時(shí)間60 min，浸泡溫度分別設(shè)置為25，30，35，40，45和50 ℃；固定荸薺粉濃度0.3%、料液比1︰3（g/mL）、浸泡溫度45 ℃，浸泡時(shí)間分別設(shè)置為20，40，60，80，100和120 min；固定荸薺粉濃度0.3%、浸泡溫度45 ℃、浸泡時(shí)間60 min，料液比分別設(shè)置為1︰1，1︰2，1︰3，1︰4，1︰5和1︰6（g/mL）。

1.3.3 響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過(guò)單因素試驗(yàn)確定最適參數(shù)，以荸薺粉濃度、浸泡溫度、浸泡時(shí)間、料液比為自變量，以三甲胺含量為響應(yīng)值，用Box-Behnken法設(shè)計(jì)四因素三水平[13]的試驗(yàn)方案，得出荸薺粉脫腥的最佳條件。試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案見(jiàn)表1。

表1 工藝參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

1.3.4 三甲胺的測(cè)定

參考張淼等[14]的方法進(jìn)行測(cè)定。首先繪制三甲胺標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后按照文獻(xiàn)中的步驟測(cè)定脫腥處理后的鯽魚(yú)魚(yú)肉中的三甲胺含量。

1.3.5 腥味感官評(píng)價(jià)分析

選擇20人（10男10女），對(duì)已經(jīng)過(guò)脫腥處理的鯽魚(yú)肉塊進(jìn)行感官評(píng)定。感官評(píng)分采用60分值，劃分為5個(gè)等級(jí)。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 脫腥效果感官評(píng)定分?jǐn)?shù)

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 荸薺粉濃度對(duì)脫腥效果的影響

從圖1可見(jiàn)，鯽魚(yú)魚(yú)肉中三甲胺含量隨荸薺粉濃度的增加而逐步降低，荸薺粉濃度超過(guò)0.3%時(shí)，魚(yú)肉中三甲胺含量開(kāi)始呈現(xiàn)上升趨向。剖析原因是荸薺粉中含有的黃酮、多酚等有效成分與水充分接觸會(huì)產(chǎn)生濃郁特殊的香氣[15]，在一定程度上遮蓋了魚(yú)肉的腥味，但荸薺粉濃度過(guò)高時(shí)，魚(yú)肉自身就會(huì)殘留較重的荸薺粉味，也因此掩蓋部分魚(yú)肉本身的鮮美[6]。因此，選擇荸薺粉濃度0.3%進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

圖1 荸薺粉濃度對(duì)鯽魚(yú)魚(yú)肉中三甲胺含量的影響

2.1.2 浸泡時(shí)間對(duì)脫腥效果的影響

從圖2可以看出，鯽魚(yú)魚(yú)肉中三甲胺含量隨浸泡時(shí)間的增加而逐步降低，浸泡時(shí)間到達(dá)60 min時(shí)，三甲胺含量降到最低。之后隨時(shí)間的增長(zhǎng)，三甲胺含量開(kāi)始遲緩上升。剖析原因，可能是魚(yú)肉在脫腥液中浸泡時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)造成魚(yú)肉自身黏度增大，表面組織松散變化[15]，并且隨著浸泡時(shí)間的增加，荸薺粉中的多酚類活性成分逐漸氧化失效，脫腥效果減弱[16]。因此，選擇浸泡時(shí)間60 min進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

圖2 浸泡時(shí)間對(duì)鯽魚(yú)魚(yú)肉中三甲胺含量的影響

2.1.3 浸泡溫度對(duì)脫腥效果的影響

如圖3所示，鯽魚(yú)魚(yú)肉中三甲胺含量隨浸泡溫度的升高而下降，浸泡溫度升高至45 ℃時(shí)，魚(yú)肉中三甲胺含量最小，溫度持續(xù)升高，三甲胺含量增加。剖析原因，是由于荸薺粉中的多酚對(duì)三甲胺的分解有抑制作用，浸泡溫度升高會(huì)降低抑制作用。此外，溫度過(guò)高會(huì)使魚(yú)肉風(fēng)味物質(zhì)流失嚴(yán)重[5]，荸薺粉也會(huì)包藏部分魚(yú)肉自身的味道。因此，選擇浸泡溫度45 ℃進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

圖3 浸泡溫度對(duì)鯽魚(yú)魚(yú)肉中三甲胺含量的影響

2.1.4 料液比對(duì)脫腥效果的影響

如圖4所示，鯽魚(yú)魚(yú)肉中三甲胺含量隨著料液比中液體占比的升高而先減少后又逐漸上升，在料液比至1︰3（g/mL）時(shí)，魚(yú)肉中三甲胺含量最低，腥味最弱。剖析原因，是由于溶劑含量的提高使魚(yú)肉和溶液接觸的機(jī)會(huì)增加，可以更有效地去腥[6]。因此，選擇料液比1︰3（g/mL）進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

圖4 料液比對(duì)鯽魚(yú)魚(yú)肉中三甲胺含量的影響

2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化工藝參數(shù)試驗(yàn)結(jié)果

采用Design-Expert 8.0.6.1軟件進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析軟件Design Expert 8對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析，建立三甲胺的二次響應(yīng)回歸模型，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。綜合后的分析結(jié)果如表4所示。

表4 響應(yīng)面回歸模型結(jié)果方差分析

通過(guò)對(duì)響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果的分析，得出三甲胺對(duì)荸薺粉濃度（A）、浸泡時(shí)間（B）、浸泡溫度（C）、料液比（D）的多次二項(xiàng)回歸方程：三甲胺含量=32.81-1.04A+0.55B+0.39C-0.062D+1.81AB+0.15AC-0.96AD+0.66BC-0.057BD+0.98CD+3.66A2+2.29B2+1.70C2+3.02D2。

對(duì)該模型進(jìn)行方差分析，由表4可知：P＜0.001，說(shuō)明響應(yīng)面回歸模型有顯著水平；失擬項(xiàng)=0.573 5＞0.05，表現(xiàn)為不顯著，說(shuō)明實(shí)際測(cè)量值與回歸模型能較好擬合，試驗(yàn)誤差小；C.V.=0.68%，說(shuō)明置信度較高。在回歸方程中，P值可用于判斷試驗(yàn)因素的影響大小，P值越小，其影響因素也越重要，所以A、B、C、AB、AD、BC、CD、A2、B2、C2和D2對(duì)Y值影響高度顯著，而D、AC、BD對(duì)Y值的影響不顯著。由方差結(jié)果分析可得，影響鯽魚(yú)脫腥因素的主次順序表現(xiàn)為（A）荸薺粉濃度＞（B）浸泡時(shí)間＞（C）浸泡溫度＞（D）料液比。

2.3 響應(yīng)面交互作用分析

在各主要因素中間的交互因素的響應(yīng)面圖中，直接反映4個(gè)主要因素彼此間的互相聯(lián)系。通過(guò)3D圖，研究曲面的斜坡度，可以確定2個(gè)因素對(duì)響應(yīng)值的直接影響程度，斜坡越陡，則代表該因素對(duì)鯽魚(yú)肉的脫腥效果的直接影響程度越大，2個(gè)因素相互影響效果越顯著。等高線越接近橢圓，說(shuō)明這2個(gè)因素的交互協(xié)同作用對(duì)鯽魚(yú)肉的去魚(yú)腥味效果產(chǎn)生的直接影響的程度就越大。通過(guò)圖5中可對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中4個(gè)因素的相互作用及對(duì)脫腥效果的影響進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，從而確定鯽魚(yú)脫腥效果的最佳脫腥條件。

從圖5（a）可以看出，與B相比，A響應(yīng)面坡度較陡，說(shuō)明對(duì)鯽魚(yú)肉去腥效果的影響大小為A＞B。從圖（b）可以看出，與C相比，A響應(yīng)面坡度較陡，說(shuō)明對(duì)鯽魚(yú)肉去腥效果的影響大小為A＞C。從圖5（c）可以看出，與D相比，A響應(yīng)面坡度較陡，說(shuō)明對(duì)鯽魚(yú)肉去腥效果的影響大小為A＞D。從圖5（d）可以看出，與C相比，B響應(yīng)面坡度較陡，說(shuō)明對(duì)鯽魚(yú)肉去腥效果的影響大小為B＞C。從圖5（e）可以看出，與D相比，B響應(yīng)面坡度較陡，說(shuō)明對(duì)鯽魚(yú)肉去腥效果的影響大小為B＞D。從圖5（f）可以看出，與D相比，C響應(yīng)面坡度較陡，說(shuō)明對(duì)鯽魚(yú)肉去腥效果的影響大小為C＞D。因此，影響鯽魚(yú)脫腥因素的主次順序?yàn)锳＞B＞C＞D，與方差分析結(jié)果相一致。

2.4 模型驗(yàn)證

利用Design Expert軟件進(jìn)行分析，得到荸薺粉對(duì)鯽魚(yú)魚(yú)肉的最佳脫腥條件：荸薺粉濃度0.32%，浸泡時(shí)間56.36 min，浸泡溫度44.48 ℃，料液比1︰3.06（g/mL），三甲胺含量的預(yù)測(cè)值是32.63 mg/kg。在實(shí)際試驗(yàn)中，為提高試驗(yàn)的可操作性，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整：荸薺粉濃度0.3%，浸泡時(shí)間60 min，浸泡溫度45 ℃，料液比1︰3（g/mL），在此條件下進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn)，三甲胺含量值為32.60±0.05 mg/kg，該結(jié)果接近預(yù)測(cè)值，說(shuō)明該模型結(jié)果可靠，可用于鯽魚(yú)脫腥條件優(yōu)化工藝的研究。

2.5 腥味感官評(píng)價(jià)結(jié)果

對(duì)在最佳脫腥條件下處理的鯽魚(yú)魚(yú)肉進(jìn)行腥味感官評(píng)定，其得分為56.33±2.08分，與不經(jīng)任何脫腥處理的鯽魚(yú)魚(yú)肉得分（9.33±1.15分）相比，其腥味明顯減弱，且煮熟后的鯽魚(yú)魚(yú)肉無(wú)腥味。以上結(jié)果表明荸薺粉是一種較好的脫腥劑。

3 結(jié)論

試驗(yàn)研究荸薺粉對(duì)鯽魚(yú)魚(yú)肉的最適脫腥條件，可以看出荸薺粉對(duì)鯽魚(yú)魚(yú)肉有較明顯的去腥效果，且最佳脫腥條件為荸薺粉濃度0.3%、浸泡時(shí)間60 min、浸泡溫度45 ℃、料液比1︰3（g/mL），在此條件下，三甲胺含量為32.63 mg/kg，鯽魚(yú)魚(yú)肉的腥味明顯減弱，腥味感官評(píng)分最高。試驗(yàn)不僅為鯽魚(yú)的脫腥找到一種新型材料，也有利于拓展荸薺的開(kāi)發(fā)空間、提升荸薺的利用價(jià)值。