朱 名,郝 帥,秦 磊,2,*,李冬梅,2,徐獻兵,2,董 亮,2,杜 明,2

(1.大連工業(yè)大學食品學院,遼寧大連 116034;2.國家海洋食品工程技術研究中心,遼寧大連 116034)

雜色蛤水煮液的營養(yǎng)和風味成分分析

朱 名1,郝 帥1,秦 磊1,2,*,李冬梅1,2,徐獻兵1,2,董 亮1,2,杜 明1,2

(1.大連工業(yè)大學食品學院,遼寧大連 116034;2.國家海洋食品工程技術研究中心,遼寧大連 116034)

本文以雜色蛤加工廢棄水煮液為原料,對不同煮制次數(shù)水煮液的基本營養(yǎng)成分、氨基酸組成、脂肪酸組成等進行系統(tǒng)分析,并對其揮發(fā)性風味物質(zhì)組成進行了研究。結果表明,一次、二次、三次水煮液的固形物含量分別為0.84%、1.43%、2.35%,粗蛋白(32.02%～32.95%)和灰分(50.40%～54.60%)含量相對較高,粗脂肪含量(0.63%～1.07%)較低;總氨基酸中,必需氨基酸占22.16%～23.38%;脂肪酸中EPA(20c∶5(n-3))和DHA(22c∶6(n-3))含量分別為8.85%～10.86%和6.52%～7.38%;游離氨基酸中含量最高的是甘氨酸和丙氨酸,鮮味氨基酸為3.00～3.59 mg/g,甜味氨基酸為49.88～53.19 mg/g。雜色蛤水煮液中共檢測到42種揮發(fā)性風味化合物,其中芳香族化合物4種、醛類2種,醇類1種,酮類1種,酸類1種,其余為烷烴類。雜色蛤加工廢棄水煮液仍保留有豐富的營養(yǎng)和風味成分,對其進行回收利用不僅可以減少環(huán)境污染,同時也可提高產(chǎn)品附加值。

雜色蛤,水煮液,營養(yǎng)成分,風味物質(zhì)

雜色蛤(Ruditapesphilippinarum)又稱花蛤,是一種能夠濾食海水的雙殼綱經(jīng)濟貝類,隸屬簾蛤目(Veneroida)、簾蛤科(Veneridae)、蛤仔屬(Ruditapes),是我國近海產(chǎn)品中的四大經(jīng)濟貝類之一[1]。根據(jù)2016漁業(yè)統(tǒng)計年鑒顯示,2015年蛤類產(chǎn)量超過400萬t,已成為水產(chǎn)養(yǎng)殖的重點項目。

雜色蛤因其鮮美的味道和豐富的營養(yǎng)成為餐桌上的美味佳肴,除鮮銷外,雜色蛤主要加工成鹽漬雜色蛤肉干或調(diào)味雜色蛤肉醬。巨大的生產(chǎn)量也帶來了大量的水煮液等加工廢棄物,雜色蛤水煮液是其加工過程中的副產(chǎn)物,具有濃郁的鮮味以及大量的營養(yǎng)物質(zhì)。但是目前這些水煮液大都直接排放,不僅造成資源的極大浪費,而且對環(huán)境造成嚴重污染,制約了雜色蛤加工產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

目前,關于魚糜漂洗液以及蝦、蟹類加工下腳料綜合利用的研究較多[2-5],2013年卜俊芝等[6]對細點圓趾蟹加工水煮液的營養(yǎng)成分及風味物質(zhì)進行了研究,認為水煮液不僅可以作為蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)的食品源,還可以進一步開發(fā)出以甜味和鮮味為特征且有宜人香味的調(diào)味品。但是關于雜色蛤的研究目前主要集中在其全臟器方面[7-10],而缺少對其水煮液營養(yǎng)和風味成分的系統(tǒng)研究。本文以雜色蛤加工過程中產(chǎn)生的水煮液為實驗對象,對不同煮制次數(shù)水煮液的基本營養(yǎng)成分、氨基酸組成、脂肪酸組成等進行系統(tǒng)分析,并對其揮發(fā)性風味物質(zhì)組成進行了研究,以期對雜色蛤的深加工和綜合加工利用提供理論依據(jù)和指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮活雜色蛤(Ruditapesphilippinarum) 大連市興工街長興水產(chǎn)品交易市場,平均長度為3.9 cm,寬度2.7 cm。鹽酸、氯仿、甲醇、丙酮、氫氧化鉀、無水硫酸鈉、無水乙醇、硫酸、無水乙醚為分析純。乙腈、正己烷、環(huán)己酮為色譜純。

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠;Xiang Yi L-550離心機 湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司;高效液相色譜儀P1201 大連依利特分析儀器有限公司;Agilent 7890A/5975C-GC/MSD 安捷倫科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 原料處理 新鮮雜色蛤用清水洗凈,平均500 g作為一份。取新鮮雜色蛤,加入1000 mL水(文中所用水均為去離子水),沸水煮2 min,此為一次水煮液;取出雜色蛤后再在水煮液中加入新鮮雜色蛤,沸水煮2 min,此為二次水煮液;方法同上得到三次水煮液。對照組為新鮮雜色蛤肉和煮雜色蛤肉,其中煮雜色蛤肉即為第一次水煮所得到的雜色蛤肉。將一次、二次、三次雜色蛤水煮液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器進行濃縮,濃縮后的水煮液冷凍干燥后,存于-30 ℃?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 營養(yǎng)成分分析

1.2.2.1 基本營養(yǎng)成分測定 水分含量測定:參考GB5009.3-2010《食品安全國家標準 食品中水分的測定》[10];灰分含量測定:參考GB5009.4-2010《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》[11];粗蛋白含量測定:參考GB5009.5-2010《食品安全國家標準 食品中蛋白質(zhì)的測定》[12];總糖含量測定:參考GB/T9695.31-2008《肉制品 總糖含量測定》[13];粗脂肪含量測定:氯仿甲醇法[14]。

1.2.2.2 總氨基酸組成分析 將樣品中的蛋白全部水解成氨基酸殘基后,使用2,4-二硝基氟苯(DNFB)柱前衍生高效液相色譜法測定氨基酸含量。具體如下:取25 mg樣品,置于5 mL安醅瓶中,再加入3 mL 6 mol/L鹽酸或40%氫氧化鈉溶液(用于檢測色氨酸),用酒精噴燈拉絲封口,放于110 ℃烘箱中水解24 h。取過膜后的上清液3 mL按照Elite-AAK氨基酸分析系統(tǒng)的衍生方法進行氨基酸衍生化,過膜后使用高效液相色譜分析。測定條件:Elite-AKK氨基酸專用分析柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),柱溫27 ℃,進樣體積10 μL,流動相總流量1.2 mL/min,檢測波長360 nm。

1.2.2.3 脂肪酸組成分析 采用氯仿/甲醇(2/1,v/v)法萃取脂質(zhì)后,參照文獻[15]方法進行甲酯化。脂肪酸甲酯采用安捷倫7890A/5975C氣質(zhì)聯(lián)用儀進行分析。色譜柱:HP-5-MS毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),載氣為氦氣。初始溫度50 ℃,保持1 min;以50 ℃/min速度升至170 ℃;再以4 ℃/min的速度升至300 ℃,以40 ℃/min升到320 ℃,保持3.6 min,質(zhì)譜分析采用EI源(70 eV),選取Scan模式,掃描范圍為50到550 m/z,溶劑延遲4 min。

以脂肪酸甲酯標準品(37 Component FAME Mix,Supelco Inc.,Bellefonte,PA,USA)為參考,根據(jù)GC-MS中各組分保留時間以及質(zhì)譜圖,通過NIST 11質(zhì)譜庫檢索以及對甲酯化后的脂肪酸進行鑒定,用峰面積歸一化法計算各脂肪酸的組成。

1.2.3 風味物質(zhì)測定

1.2.3.1 游離氨基酸測定 稱取1 g樣品,加入5 mL水溶解,加入25 mL丙酮,勻漿、振蕩后靜置5 min,10000 r/min離心15 min,取上清液過0.45 μm微濾膜。取過膜后的上清液3 mL進行衍生化和測定,方法與總氨基酸的衍生化和測定方法相同。

1.2.3.2 揮發(fā)性風味物質(zhì)萃取 采用同時蒸餾萃取(SDE)裝置,在1000 mL圓底燒瓶中加入200 mL雜色蛤水煮液,接于SDE裝置一端,燒瓶用電熱套加熱,保持溶液微沸,SDE裝置另一端接一個裝有40 mL二氯甲烷的圓底燒瓶,用60 ℃的恒溫水浴加熱,裝置通冷卻水,同時蒸餾兩種液體至沸騰,3 h后停止,收集二氯甲烷倒入加有10 g無水硫酸鈉的管中過夜,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至5 mL,再氮吹至1 mL,即得香氣濃縮物,供GC-MS分析[16]。

1.2.3.3 揮發(fā)性風味物質(zhì)分析 同時蒸餾萃取得到的香氣濃縮物采用安捷倫7890A/5975C氣質(zhì)聯(lián)用儀進行分析,選用HP-5-MS毛細管柱(30 m×250 μm×0.25 μm),載氣為氦氣。揮發(fā)性風味物質(zhì)分析條件:初始溫度60 ℃,保持1 min;以5 ℃/min升溫至280 ℃,保持5 min。質(zhì)譜分析采用EI源(70 eV),選取Scan模式,掃描范圍為50～400 m/z,溶劑延遲4.00 min。根據(jù)GC-MS中各組分相對保留時間結合NIST 11質(zhì)譜庫進行檢索定性。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有實驗均平行測定3次,結果使用SPSS統(tǒng)計軟件分析,以平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 營養(yǎng)評價

2.1.1 基本營養(yǎng)成分測定 蒸煮三次雜色蛤水煮液固形物含量分別為0.84%±0.01%,1.43%±0.02%,2.35%±0.01%。冷凍干燥后,對其一般營養(yǎng)成分進行分析,結果如圖1所示,一、二、三次水煮液的粗蛋白(32.02%～32.95%)和灰分(50.40%～54.60%)含量相對較高,粗脂肪含量(0.63%～1.07%)較低。一次、二次、三次水煮液的基本營養(yǎng)成分沒有顯著性差異(p>0.05)。經(jīng)過水煮后,水煮液中仍保留著高蛋白低脂肪的營養(yǎng)配比。

表1 不同雜色蛤樣品及其水煮液的總氨基酸組成(%)Table 1 The total amino acid composition of the different clam samples(%)

注:表格中樣品均為凍干粉;同行不同字母表示平均值在p<0.05水平顯著性差異;必需氨基酸為Thr、Val、Met、Ile、Leu、Phe、Lys、Trp含量的和;非必需氨基酸為Asp、Ser、Glu、Gly、His、Arg、Ala、Pro、Cys、Tyr含量的和;“-”表示未檢測到。

圖1 不同雜色蛤樣品及其水煮液的一般營養(yǎng)成分(干重計)Fig.1 Essential nutrients of the different clam samples(in dry weight)

2.1.2 總氨基酸組成 雜色蛤水煮液的總氨基酸分析結果見表1,在新鮮雜色蛤肉和煮雜色蛤肉中檢測到18種氨基酸,在雜色蛤的水煮液中檢測到16種氨基酸(缺少Met和Cys)。一次雜色蛤水煮液中的必需氨基酸與總氨基酸的比值為23.38%,必需氨基酸與非必需氨基酸的比值為30.51%,三次雜色蛤水煮液之間有11種氨基酸含量沒有顯著性差異,占氨基酸總量的70.74%～71.77%;而新鮮雜色蛤肉中必需氨基酸與總氨基酸的比值為35.34%,雜色蛤肉必需氨基酸與非必需氨基酸的比值為54.65%左右。

根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織/世衛(wèi)生組織(FAO/WHO)1973年建議的氨基酸評分標準模式計算,雜色蛤及其水煮液各自必需氨基酸的氨基酸比值(RAA)見表2。新鮮雜色蛤和煮雜色蛤肉中除甲硫氨酸外其余基本可以滿足人體所需,對于一、二、三次水煮液,蘇氨酸、賴氨酸基本可以滿足人體所需,且第一限制氨基酸為甲硫氨酸,第二限制氨基酸為苯丙氨酸+酪氨酸。

表2 不同雜色蛤樣品及其水煮液的氨基酸評分Table 2 Amino acids score of the different clam samples

水煮液中氨基酸種類齊全,其中天冬氨酸含量最高,它可作為K+、Mg2+等的載體向心肌輸送電解質(zhì),從而改善心肌收縮功能,同時降低氧消耗,在冠狀動脈循環(huán)障礙缺氧時,對心肌有保護作用。天冬氨酸參與鳥氨酸循環(huán),促進氧和二氧化碳生成尿素,降低血液中氮和二氧化碳的量,強化肝臟功能,消除疲勞。谷氨酸次之,谷氨酸在人體內(nèi)有促進紅細胞生成、改善腦細胞營養(yǎng)及活躍思維等作用[17]。另外,亮氨酸是人體必需氨基酸,有助于調(diào)節(jié)血糖水平。綜上,水煮液具有較好的營養(yǎng)價值。

表3 不同雜色蛤樣品及其水煮液的脂肪酸組成(%)Table 3 The relative content of the different clam samples fatty acid composition(%)

注:表格中樣品均為凍干粉;SFA:飽和脂肪酸(Saturated fatty acids);MUFA:單不飽和脂肪酸(Monounstadurated fatty acids);PUFA:多不飽和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids);同行數(shù)據(jù)字母不同時,表示差異顯著(p<0.05);“-”表示未檢測到。

2.1.3 脂肪酸組成 雜色蛤肉及其水煮液的脂肪酸組成分析結果見表3,在新鮮雜色蛤肉和煮雜色蛤肉中共檢測到15種脂肪酸,其水煮液中檢測到10種脂肪酸,從單不飽和脂肪酸來看,水煮液中油酸(18c∶1(n-9))的含量顯著高于煮雜色蛤肉及新鮮雜色蛤肉,它具有降低低密度脂蛋白膽固醇的效果,可以預防動脈硬化,而且并不降低對人體有益的高密度脂蛋白膽固醇水平[18],故被稱為良性的脂肪酸。從多不飽和脂肪酸來看,雜色蛤的水煮液中仍然保留著對人體有益的EPA(20c∶5(n-3))和DHA(22c∶6(n-3)),三次水煮液中含量分別為10.86%和7.37%,且三次水煮液之間脂肪酸含量沒有顯著性差異。研究表明DHA及EPA具有抗氧化、抗衰老作用,能抑制血小板聚集,改善血液循環(huán),具有重要的保健功能[19]。

2.2 風味物質(zhì)分析

2.2.1 游離氨基酸 從表4中可以看出大部分游離氨基酸數(shù)倍于其閾值。其中呈現(xiàn)甜味的丙氨酸Ala和甘氨酸Gly是其味道閾值的20～45倍,鮮味氨基酸谷氨酸Glu是其閾值的10倍,可能對水煮液風味形成有重要貢獻。

水煮液中游離氨基酸總量可達89.61 mg/g,其中含量較高的為甘氨酸(Gly)和丙氨酸(Ala)。雜色蛤水煮液中的呈味氨基酸含量較高,占總游離氨基酸的比值較大,在一次水煮液中,甜味氨基酸總量為51.53 mg/g,鮮味氨基酸為3.59 mg/g,三次水煮液之間游離氨基酸含量沒有顯著性差異。且在煮雜色蛤肉和雜色蛤水煮液中的甜味氨基酸較新鮮雜色蛤肉有顯著性提高,雜色蛤水煮液中的鮮味氨基酸含量相對新鮮雜色蛤肉偏低。在鮮味氨基酸中,谷氨酸含量最高。而在甜味氨基酸中,以甘氨酸和丙氨酸為主,甘氨酸可與味精協(xié)同顯著提高食品的風味。游離氨基酸不僅直接形成滋味,而且還是很多風味物質(zhì)的前體物質(zhì)。有些氨基酸與還原糖通過Maillard反應形成醛類及含硫化合物,另一些氨基酸通過Strecker降解形成脂類、醇類和酮類物質(zhì)對水煮液制品的香味也有重要作用。表明雜色蛤水煮液可以作為生產(chǎn)海鮮調(diào)味料的良好來源。

表4 不同雜色蛤樣品及其水煮液的游離氨基酸含量(mg/g樣品)Table 4 The free amino acid content of the different clam samples(mg/g sample)

注:表格中樣品均為凍干粉;/表示文獻中未查閱到;同行不同字母表示平均值在p<0.05水平顯著性差異;鮮味氨基酸為Glu和Asp含量的和;甜味氨基酸為Ala、Gly、Ser、Thr含量的和。

2.2.2 揮發(fā)性風味物質(zhì) 在雜色蛤水煮液中共檢測出42種揮發(fā)性風味物質(zhì),其中芳香族化合物4種、醛類2種,醇類1種,酮類1種,酸類1種,其余均為烷烴類。雜色蛤水煮液中的揮發(fā)性風味物質(zhì)組成如表5所示。

2013年Yunke[4]采用頂空固相微萃取結合氣質(zhì)聯(lián)用在雜色蛤中檢測到23種風味化合物,包括癸烷、1,2-二甲基苯等與本文相同的物質(zhì)。此外,本文還檢測到一些沸點較高的化合物,如十七醛、十八醛等,這可能是由于SDE法操作溫度高,易于萃取出分子量大、揮發(fā)性低的化合物。

在檢測到的化合物中,烷烴類化合物賦予清香或甜香的氣味,主要來源于脂肪酸烷氧自由基的斷裂,由于其閾值較高,所以對整體風味的貢獻與含量不成比例[23]。醛類化合物來源于脂質(zhì)的自動氧化,酮類化合物則主要來源于不飽和脂肪酸的熱氧化或降解。羰基化合物(醛、酮)的閾值比醇類化合物低,所以即使醛類、酮類物質(zhì)含量較少,但因為閾值低,所以會對食品風味有較大影響[5],特別是呈水果味的C8以上的烷基醛對肉制品的風味有重要作用[24-25],而酮類化合物則對肉類風味有增強作用。醇類物質(zhì)是脂質(zhì)氧化降解的產(chǎn)物,直鏈飽和醇的閾值較高所以對食品的風味貢獻較小。芳香族化合物的來源不能確定,有研究者推測可能主要是由環(huán)境污染轉(zhuǎn)移到生物體內(nèi)[26-27]。

由于同時蒸餾萃取技術使樣品長時間處于沸騰狀態(tài),對低沸點的風味物質(zhì)損失較大,因此,未來的研究中可采用溶劑輔助風味蒸發(fā)(Solvent Assisted Flavor Evaporation)等條件較溫和的萃取方法或不同種萃取技術相結合的方法對揮發(fā)性化合物進行萃取,以對雜色蛤水煮液中的特征揮發(fā)性香氣物質(zhì)進行進一步的解析。

3 結論

從基本營養(yǎng)成分上看,雜色蛤水煮液中仍保留著高蛋白低脂肪的營養(yǎng)配比,適合各類人群,總氨基酸平衡效果較新鮮雜色蛤差,但氨基酸種類齊全。游離氨基酸中含有大量的呈味氨基酸,且數(shù)倍于其味覺閾值,說明濃縮的水煮液可以成為以甜味和鮮味為特點的良好風味增強劑,也可作為美拉德反應底物為食品增香,是生產(chǎn)海鮮調(diào)味料的很好來源。本研究表明雜色蛤加工廢棄水煮液具有重要回收利用的價值,對促進貝類加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著積極的意義。

續(xù)表

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Analysis of nutritional composition and flavor compounds in boiled clam liquid

ZHU Ming1,HAO Shuai1,QIN Lei1，2，*,LI Dong-mei1,2,XU Xian-bing1,2,DONG Liang1,2,DU Ming1,2

(1.School of Food Science and Technology,Dalian Polytechnic University,Dalian 116034,China;2.National Engineering Research Center of Seafood,Dalian 116034,China)

The nutrient composition,amino acid composition and fatty acid composition in boiled clam liquid with different boiled times was analyzed. Furthermore,the volatile flavor compounds in boiled clam liquid were analyzed as well. Results showed that,soluble solids in boiled clam liquid with different boiled times were 0.84%(once),1.43%(twice)and 2.35%(third),respectively. There was no significant difference between the three times boiled liquid. Calculated in dry weight,the boiled liquid was rich in crude protein(32.02%～32.95%)and minerals(50.40%～54.60%),but low content in crude fat(0.63%～1.07%). Total amino acids composition was close to the ideal model,essential amino acids were accounting for 22.16%～23.38%,which indicated a good balance of amino acids composition. The content of oleic acid was the highest in monounsaturated fatty acids,EPA(20c∶5(n-3))and DHA(22c∶6(n-3))occupying 8.85%～10.86% and 6.52%～7.38% respectively. For flavor compounds,glutamic acid and alanine acid were the most abundant free amino acids. The total content of umami and sweetness amino acids were 3.00～3.59 mg/g and 49.88～53.19 mg/g respectively. A total of 42 volatile flavor compounds were identified in boiled clam liquid,beside alkanes,which were mainly consisting of 4 aromatic,2 aldehydes,1 alcohols,1 ketones and 1 acid. In sum,as a byproduct from clam processing,boiled clam liquid processed a characteristic clam aroma as well as rich in nutrient components. Recovery and utilization of the boiled clam liquid may increase economic benefit and reduce environmental pollution.

clams;boiled liquid;nutritional compounds;flavor compounds

2016-09-06

朱名(1993-)，女，碩士在讀，研究方向：食品科學與工程，E-mail：864300868@qq.com。

*通訊作者:秦磊(1984-)，男，博士，講師，研究方向：水產(chǎn)品加工理論與技術，E-mail：qinlei@dlpu.edu.cn。

國家重點研發(fā)計劃，中華傳統(tǒng)水產(chǎn)食品工業(yè)化加工關鍵技術研究與裝備開發(fā)(2016YFD0400404)；海洋公益性行業(yè)科研專項，貝類高質(zhì)化加工裝備和綜合利用關鍵技術研發(fā)與應用(201505029)。

TS254

A

:1002-0306(2017)03-0057-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.03.003