熱加工方式對魚湯營養(yǎng)成分及食用品質(zhì)的影響

鄭佳楠，韓 琳，王 悅，姜鵬飛，秦 磊，董秀萍*

（1 大連工業(yè)大學(xué)食品學(xué)院 食品交叉科學(xué)研究院 遼寧大連 116034 2 國家海洋食品工程技術(shù)研究中心 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)品精深加工產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)創(chuàng)新平臺 遼寧大連 116034）

烏鱧（Channa argus），又名黑魚、烏魚、火頭等，是我國的淡水魚之一，廣泛分布于我國各大水系中，2020 年全國養(yǎng)殖產(chǎn)量為501 095 t，較2019年增長8.46%[1]。烏鱧肉質(zhì)鮮嫩，富含蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，其中必需氨基酸含量豐富，還含有豐富的鈣、鎂、鐵和鋅等[2]，具有較高的食療價(jià)值和生物活性[3]，被視為術(shù)后人群恢復(fù)的滋補(bǔ)品[4]。烏鱧的傳統(tǒng)食用方法為熬湯，受傳統(tǒng)加工工藝的制約和限制，烏鱧資源利用率較低。合理開發(fā)利用烏鱧資源具有良好的市場價(jià)值。

湯是我國飲食文化不可或缺的重要組成部分，在我國一直有“無湯不成席”的說法。肉湯的熬制是水中溶入肌肉和骨骼中的營養(yǎng)素，進(jìn)而形成獨(dú)特風(fēng)味的過程。目前，國內(nèi)關(guān)于湯的研究報(bào)道集中在畜禽湯的加工工藝及營養(yǎng)風(fēng)味等方面。曹雁平等[5]研究發(fā)現(xiàn)，高壓煮骨工藝能較好地保留豬骨湯原有的風(fēng)味。項(xiàng)怡等[6]研究發(fā)現(xiàn)，甲魚雞湯最佳熬煮工藝為高壓40 min，在此條件下，湯的營養(yǎng)指標(biāo)和感官品質(zhì)達(dá)到較優(yōu)水平。常亞楠等[7]通過測定游離氨基酸（FAA）在雞湯中的含量發(fā)現(xiàn)，在煮制時(shí)間120 min 內(nèi)，雞湯隨煮制時(shí)間延長變得更加鮮美可口，且營養(yǎng)價(jià)值高。

魚湯因味道鮮美、營養(yǎng)豐富而深受人們的喜愛。高壓熬煮是湯品工業(yè)化未來的發(fā)展趨勢。朱琳芳[8]研究發(fā)現(xiàn)，脫腥和油炸處理改善了方便魚湯的感官品質(zhì)。步營等[9]研究發(fā)現(xiàn)，鱈魚骨湯的最佳熬制工藝為料水比1∶2、溫度110 ℃、時(shí)間2 h。此外，王媛媛等[10]研究發(fā)現(xiàn)，高壓蒸煮使魚頭中總固形物、氨基酸態(tài)氮、蛋白質(zhì)和核苷酸等物質(zhì)更多地溶出，獲得較多的揮發(fā)性物質(zhì)，更適于鱈魚頭湯加工。本試驗(yàn)以烏鱧為原料，采用傳統(tǒng)常壓熬煮與高壓結(jié)合破碎（前期預(yù)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，常壓處理后烏鱧魚湯不能被破碎，而高壓處理后魚湯被破碎得到全魚湯）制備全魚湯，探究不同熱加工方式對魚湯中基本營養(yǎng)成分、礦物質(zhì)元素、氨基酸含量及感官品質(zhì)的影響，以期實(shí)現(xiàn)烏鱧原料利用最大化，為其工業(yè)化生產(chǎn)提供更多的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

新鮮烏鱧：購自大連工業(yè)大學(xué)西門市場。

丙酮、異丙醇、氯胺T、高氯酸、對二甲氨基苯甲醛、濃硫酸、硝酸、氯化鉀、冰醋酸、一水檸檬酸、氫氧化鈉、無水乙醚、乙醇、苯甲醛：均為分析純。

高速冷凍離心機(jī)（CF16RXII），日立公司；酶標(biāo)定量測定儀（M200 型），瑞士Tecan Infinite 公司；全自動凱氏定氮儀（SKD-1000），上海沛歐分析儀器有限公司；手持式折射儀（DT80），常州德社精密儀器有限公司；智能電高壓鍋（MYYL50Easy203），廣東美的生活電器制造有限公司；電子舌（TS-5000Z），Insent 有限責(zé)任公司；測色儀（UltraScan PRO），HunterLab 有限責(zé)任公司；氨基酸分析儀（LA 8080），日本Hitachi 公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 魚湯的制備工藝

1.2.2 烏鱧魚塊的預(yù)處理 新鮮烏鱧宰殺后去血、去內(nèi)臟，對半切分清洗，選取500 g 魚塊，用1 g/100 mL 食鹽溶液以質(zhì)量比2∶1（溶液/魚塊）浸泡脫腥1 h。

1.2.3 烏鱧全魚湯的制備 油煎處理：預(yù)處理后魚塊在160 ℃下用30 mL 植物油油煎處理2 min。

常壓熬煮：魚塊經(jīng)油煎/不油煎后，加水（1∶2，g/mL）進(jìn)行常壓熬煮2 h，添加沸水至熬煮前質(zhì)量。經(jīng)40 目篩過濾后得常壓-不油煎（CB）和常壓-油煎（CY）魚湯。

高壓熬煮：魚塊經(jīng)油煎/不油煎后，加水（1∶2，g/mL）進(jìn)行高壓熬煮（30，45，60 min，70 KPa），添加沸水至熬煮前質(zhì)量。經(jīng)破碎處理（60 s）后過40 目篩得高壓油煎-30 min（GY-30），高壓油煎-45 min（GY-45），高壓油煎-60 min（GY-60）和高壓不油煎-60 min（GB-60）魚湯。

1.2.4 魚湯營養(yǎng)成分的測定 粗蛋白：參照GB 5009.5-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》中的凱氏定氮法。

粗脂肪：參照GB 5009.6-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》中的索氏抽提法。

可溶性固形物：手持式折射儀測定經(jīng)4 層紗布過濾后的魚湯。

羥脯氨酸：稱取魚湯樣品0.5 g 于安瓿瓶中，加入3 mL 鹽酸（6 mol/L），密封后水解4 h（130℃）。調(diào)節(jié)pH 至6，并用去離子水定容至25 mL。參考楊洋[11]的方法以L-羥脯氨酸作為標(biāo)準(zhǔn)品，進(jìn)行羥脯氨酸的測定，羥脯氨酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為：

礦物質(zhì)元素：采用濕式消解法處理樣品，消解液用水定容至50 mL，并用0.22 μm 濾膜過濾，收集的濾液參照GB 5009.268-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測定》中的電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES），測定礦物質(zhì)元素鉀（K）、鈉（Na）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、鐵（Fe）、鋅（Zn）的含量。

1.2.5 氨基酸的測定 水解氨基酸：參照GB 5009.124-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氨基酸的測定》進(jìn)行測定。

游離氨基酸：魚湯樣品與乙醇以1∶3（V/V）混合，離心15 min（4 ℃、5 000 r/min），取上清液與丙酮以1∶2（V/V）混合，再離心10 min（4 ℃、8 000 r/min），取上清液2 mL，真空旋蒸干燥后，用1 mL 0.02 mol/L 鹽酸溶液復(fù)溶后過0.22 μm 濾膜，用氨基酸分析儀對濾液進(jìn)行檢測。

1.2.6 色澤的測定 采用總透射模式對魚湯樣品的L*、a*、b*值測定，按照下式計(jì)算產(chǎn)品的白度（W）：

式中：W——樣品的白度；L*——樣品的明暗度，L*=0 為黑色，L*=100 為白色；b*——樣品的黃藍(lán)程度；a*——樣品的紅綠程度。

1.2.7 電子舌的測定 不同組別魚湯樣品均用去離子水稀釋5 倍后，使用電子舌進(jìn)行滋味測定。

1.2.8 感官評定 采用的感官評分法對魚湯外觀、滋味、氣味、綜合4 個(gè)方面進(jìn)行評價(jià)，評分范圍是1～9 分。評價(jià)員由10 名食品專業(yè)學(xué)生組成，男女各5 名。感官評定時(shí)，將常壓條件和稀釋后的高壓條件的魚湯復(fù)熱到65 ℃，每人30 mL 魚湯進(jìn)行感官評定。每項(xiàng)指標(biāo)評分以9 分為滿分，具體評定表見表1。

表1 感官評定表Table 1 Sensory evaluation table

1.2.9 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行魚湯不同處理組別之間的統(tǒng)計(jì)分析，明確不同熱加工方式制備的魚湯樣品間是否存在顯著性差異，采用Origin 2019b 和MetaboAnalyst 作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同熱加工方式對烏鱧魚湯營養(yǎng)成分的影響

不同熱加工方式下的6 組魚湯營養(yǎng)成分含量如圖1 所示，高壓處理魚湯的粗蛋白、粗脂肪、可溶性固形物和羥脯氨酸的含量顯著高于常壓處理魚湯（P＜0.05），GB-60 組粗蛋白和羥脯氨酸含量最高，分別可達(dá)6.56%和1.31 mg/g；GY-60組粗脂肪和可溶性固形物含量最高，分別2.62%和5.20%?？赡苡捎诟邏喊局笫共糠炙苄缘鞍踪|(zhì)及脂肪在高壓作用下從烏鱧肌肉組織中溶出，使湯中的粗蛋白和粗脂肪含量顯著升高。同時(shí)，在高壓熬煮與破碎的過程中，烏鱧的肌肉、魚皮和魚骨中的糖、酸、維生素、礦物質(zhì)等水溶性成分溶入湯中，使得湯中可溶性固形物含量升高[12-13]。羥脯氨酸是膠原的特征氨基酸，常作為膠原蛋白含量變化的指示物，高壓處理可軟化骨頭，使骨蛋白變性，將內(nèi)部非極性基團(tuán)暴露至分子表面，加強(qiáng)骨蛋白的水溶性[14-15]，同時(shí)高壓處理過程能進(jìn)一步促進(jìn)其中膠原蛋白的水解，使魚湯中羥脯氨酸含量顯著升高（P＜0.05）。綜上所述，高壓處理方式能促進(jìn)湯中魚肉營養(yǎng)物質(zhì)的釋放和分解，使湯中營養(yǎng)成分含量增加，提升湯的營養(yǎng)價(jià)值。

圖1 熱加工方式對魚湯營養(yǎng)成分的影響Fig.1 Effect of different thermal processing methods on nutritional components of fish soup

礦物質(zhì)作為人體中不可缺少的營養(yǎng)元素，不僅滿足生長發(fā)育的營養(yǎng)需求，還能夠起到參與和促進(jìn)機(jī)體代謝等作用。不同熱加工方式下的6 組魚湯礦物質(zhì)元素含量如圖2 所示。魚湯經(jīng)高壓處理后，礦物質(zhì)元素顯著高于常壓處理的魚湯，隨著高壓熬煮時(shí)間的延長，魚湯中Ca、Mg 和Zn 含量顯著增加（P＜0.05），GY-60 組中Ca 含量為CY 組的35 倍，Mg 含量為CB 處理組的6 倍，Zn 含量為CB 組的15 倍，F(xiàn)e 含量為CB 處理組的24 倍。K、Ca、Mg、Fe 和Zn 主要存在于烏鱧中魚骨和魚鰭中[16]，經(jīng)高壓熬煮結(jié)合破碎處理后，魚骨、魚鰭礦物質(zhì)元素更好的釋放并溶于魚湯中，顯著提高魚湯中礦物質(zhì)元素含量（P＜0.05）。高壓處理方式使烏鱧魚湯中K、Ca、Mg、Zn 增加，不但可增強(qiáng)魚湯營養(yǎng)的功能，并且可能具有一定的藥理功效，這些礦物質(zhì)元素可能是烏鱧魚湯能增強(qiáng)機(jī)體抗感染和促進(jìn)術(shù)后傷口愈合的重要保障[17-19]。

圖2 熱加工方式對魚湯礦物質(zhì)元素含量的影響Fig.2 Effect of different thermal processing methods on mineral element content of fish soup

不同熱加工方式下各組水解氨基酸的組成如圖3 所示，高壓處理組氨基酸含量顯著高于常壓處理組，GY-60 組必需氨基酸總量最高，為1 646.05 mg/100 mL，該處理方式下魚湯中各必需氨基酸含量也均顯著高于其余處理組（P＜0.05）。隨著高壓處理時(shí)間的延長，氨基酸更易水解進(jìn)入湯中，高壓60 min 時(shí)，魚湯中氨基酸含量最高，其中組氨酸含量為117.58 mg/100 mL。組氨酸是嬰幼兒生長發(fā)育所必需的氨基酸，因此高壓熬煮可以作為嬰幼兒魚湯加工的參考方法。高壓處理方式可以增加魚湯中氨基酸營養(yǎng)成分，王愛紅等[20]對牛肉湯烹制條件的研究中也有相似發(fā)現(xiàn)，牛肉湯中氨基酸的含量隨燉煮時(shí)間延長呈增加趨勢。

圖3 魚湯水解氨基酸聚類熱圖差異分析Fig.3 Cluster heatmap difference analysis of hydrolyzed amino acids in soups

2.2 不同熱加工方式對烏鱧魚湯色澤的影響

如圖4、表2，CY 組的L*值顯著低于CB 組（P≥0.05），可能由于油煎處理使魚湯中的脂肪含量增加，同時(shí)脂肪在熬煮過程中發(fā)生乳化反應(yīng)，因此CY 組白度（W）高于CB 組。高壓組L*值顯著低于CY 組（P＜0.05），且高壓處理各組之間色澤無顯著性差異（P＞0.05）?？赡苡捎诟邏汉篝~皮魚骨及魚肉被破碎并留在湯里，湯色受烏鱧組織熟化破碎影響，魚肉蛋白受熱變性導(dǎo)致白色居多，同時(shí)魚皮中的膠原蛋白受熱分解為明膠分子溶入湯中，與具有乳化作用的蛋白質(zhì)協(xié)同作用，使魚湯顏色偏于白色[21]，高壓處理組因破碎處理，湯中固形物含量較多，色澤差異不顯著。

圖4 不同烏鱧魚湯圖示Fig.4 Different Channa argus soup display

表2 熱加工方式對魚湯色澤的影響Table 2 Effects of different thermal processing methods on the color of fish soup

2.3 不同熱加工方式對烏鱧魚湯滋味的影響

游離氨基酸是烏鱧魚湯中重要的滋味和風(fēng)味物質(zhì)，其種類和含量顯著影響魚湯的鮮美程度[22-24]。鮮味氨基酸的含量可影響魚湯的滋味，魚湯的游離氨基酸測定結(jié)果如圖5 所示，高壓處理組游離氨基酸總量和鮮味氨基酸總量均高于常壓處理組魚湯，其中GB-60 組游離氨基酸總量最高，為50.64 mg/100 mL；GY-30 組鮮味氨基酸總量最高，為2.42 mg/100 mL。鮮味氨基酸中，GY-30 組谷氨酸含量最高，為2.07 mg/100 mL，天冬氨酸含量最高的是GB-60 組，為0.49 mg/100 mL。經(jīng)高壓處理后魚湯谷氨酸含量顯著上升，谷氨酸鮮味很強(qiáng)，對湯風(fēng)味具有顯著影響[25]，可能是由于高壓處理過程中，魚中的滋味和風(fēng)味物質(zhì)在水中逐漸溶出釋放，經(jīng)過一定時(shí)間的熬煮，魚肉和湯中的滋味和風(fēng)味物質(zhì)狀態(tài)達(dá)到相對平衡，從而形成滋味和風(fēng)味合適的魚湯產(chǎn)品。綜上，高壓破碎可使湯中固體物質(zhì)增多、湯汁濃稠、呈味氨基酸物質(zhì)累積，湯汁滋味更醇厚。

圖5 魚湯游離氨基酸聚類熱圖差異分析Fig.5 Cluster heatmap difference analysis of free amino acids in soups

魚湯滋味是重要的食用品質(zhì)，對于滋味的測定可以用電子舌測定表示。不同樣品電子舌數(shù)據(jù)分析結(jié)果如圖6 所示，發(fā)現(xiàn)熱加工方式對魚湯樣品的滋味有顯著影響[26-27]。高壓熬煮結(jié)合破碎處理，使魚中的蛋白質(zhì)受熱分解并溶入水中擴(kuò)散，產(chǎn)生更多的風(fēng)味前體物進(jìn)入湯中，從而使魚湯鮮味增強(qiáng)，這可能與鮮味氨基酸含量增加有關(guān)。隨著高壓時(shí)間的增加，湯中游離氨基酸含量發(fā)生變化，魚湯的滋味進(jìn)而發(fā)生變化。

圖6 熱加工方式對魚湯電子舌滋味的影響Fig.6 Effect of different thermal processing methods on the taste of electronic tongue in fish soup

2.4 不同熱加工方式對烏鱧魚湯食用品質(zhì)的影響

感官評價(jià)結(jié)果如圖7 所示，不同熱加工方式對魚湯的外觀、滋味、氣味和口感均有影響。常壓處理的魚湯更為清亮，顏色更偏黃色，而高壓處理下，時(shí)間越長，魚湯越濃稠，呈現(xiàn)乳灰白色，這與表2 結(jié)果一致。這可能是由于高壓熬煮結(jié)合破碎處理，使過濾的魚湯中留有更多的魚肉魚骨成分。GY-60 組魚湯外觀、氣味和口感的評分高于其它處理組，而CY 組魚湯滋味和整體感官接近傳統(tǒng)烹飪魚湯，其綜合感官評分高于其它組魚湯。常壓條件下的魚湯較高壓組魚湯清新寡淡，在高壓油煎加工條件下，魚湯的感官品質(zhì)明顯提升，可能是由于加熱溫度的提高和熱加工時(shí)間的延長，水溶性蛋白質(zhì)、脂肪和呈味氨基酸等滋味物質(zhì)含量發(fā)生明顯變化[28-29]。

圖7 不同熱加工方式對烏鱧魚湯感官品質(zhì)的影響Fig.7 Effects of different thermal processing methods on sensory quality of snakehead fish soup

隨著熱加工時(shí)間延長，湯中蛋白含量增加，溶入到湯中的蛋白質(zhì)、脂肪、可溶性固形物、礦物質(zhì)元素、呈味氨基酸等越多，可使湯的口感更稠厚，肉香味更濃[30-31]。相關(guān)研究中，Qi 等[32-33]研究了熱加工時(shí)間對雞湯風(fēng)味及蛋白含量變化的影響，燉煮時(shí)間對改善雞湯的風(fēng)味有積極作用。魚湯中滋味物質(zhì)的產(chǎn)生和形成是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，傳統(tǒng)魚湯通常需要長時(shí)間熱加工處理，要求加熱時(shí)間既能達(dá)到湯的滋味和風(fēng)味物質(zhì)的形成要求，又要對其進(jìn)行控制，在保證感官效果較優(yōu)的同時(shí)以求經(jīng)濟(jì)高效。高壓條件下，尤其GY-60 的加工處理方式可以得到滋味鮮美、氣味濃郁的營養(yǎng)魚湯，并滿足工業(yè)化要求。

3 結(jié)論

高壓處理相較于常壓處理有利于蛋白質(zhì)、糖和無機(jī)鹽等營養(yǎng)風(fēng)味物質(zhì)發(fā)生熱降解，形成營養(yǎng)豐富、滋味鮮美的湯汁，還會使魚骨等組織結(jié)構(gòu)變得軟化松散，顯著增加了其內(nèi)容物的溶出。隨著高壓時(shí)間的延長，魚湯營養(yǎng)成分含量增加，主要是魚肉和魚骨中的蛋白質(zhì)和脂肪等在高壓加熱作用下發(fā)生熱降解，以及水溶性物質(zhì)和礦物質(zhì)元素逐漸向湯汁中溶出所引起的。高壓處理使魚湯變得濃稠，其明暗度低于常壓魚湯，但溶于湯中的蛋白質(zhì)與脂肪發(fā)生乳化作用使高壓魚湯呈現(xiàn)白色。高壓處理使魚湯的呈味氨基酸、游離氨基酸含量升高，其中谷氨酸和天冬氨酸等鮮味氨基酸含量高于常壓魚湯。感官結(jié)果顯示高壓處理后魚湯氣味濃郁，外觀和口感高于常壓魚湯。因此，本項(xiàng)研究表明高壓處理方式縮短了魚湯熬制時(shí)間，提高了魚湯的營養(yǎng)成分含量，提升了魚湯的感官品質(zhì)，為湯品的研發(fā)和全面利用烏鱧魚資源提供了依據(jù)。