胡苑,施文正,盧瑛*
1(上海海洋大學 食品學院,上海,201306)2(上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心,上海,201306)3(農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風險評估實驗室,上海,201306)
水產(chǎn)品的來源包含捕撈和養(yǎng)殖兩方面。2018年,我國水產(chǎn)品捕撈量呈平穩(wěn)發(fā)展,水產(chǎn)品養(yǎng)殖總量達到4 991 萬t,十年復合增長率為3.87%。由此可見,國民對富含優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的水產(chǎn)品需求量在不斷提升。水產(chǎn)魚類作為人類食物優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的攝入來源之一,富含賴氨酸等人體必需氨基酸[1]。此外,魚體內(nèi)臟組織副產(chǎn)物不僅可作為替代蛋白質(zhì)的優(yōu)質(zhì)來源,也可作為油脂等不飽和脂肪酸的主要原料[2]。然而在魚類的利用和產(chǎn)品開發(fā)時,首要面臨和亟需解決的是魚體的異味問題。不適宜的養(yǎng)殖環(huán)境和不恰當?shù)谋4妗⑦\輸方式會使魚體異味加重,不僅使銷售受限,還會造成較大經(jīng)濟損失。本文綜述了目前國內(nèi)外魚類的脫腥技術(shù),為今后開發(fā)更有效的脫腥技術(shù)提供參考。
國內(nèi)外針對魚體異味的研究已持續(xù)了近百年。1936年,THAYSEN等[3]發(fā)現(xiàn)放線菌污染過的水體會直接造成魚體污染,產(chǎn)生渾濁感或“泥土”異味。隨著研究的深入,SUFFET等[4]更新了“飲用水味覺和異味輪狀圖”,定義了可被用于針對性描述魚體異味的土腥味。
魚類的腥味來源較廣,一方面魚類自身生存的水體環(huán)境會影響魚類活動,使帶有腥臭味的淤泥吸附在魚體表面,或在呼吸的作用下使帶有腥味的有機物殘留于魚體內(nèi)部。魚類吸附的主要土腥味有機化合物是放線菌和浮游藻類在活動時產(chǎn)生的土臭味素(geosmin,Gsm)和二甲基異冰片,又稱二甲基異莰醇(2-methylisoborneol,2-Mib)[5-7]。另一方面,微生物和酶[8]的作用以及魚體自身不飽和脂肪酸的自動氧化[9]也會產(chǎn)生魚腥味,且這也是導致大多數(shù)魚類最終腐敗變質(zhì)的主要原因[10]。
目前,魚類的脫腥技術(shù)主要有物理、化學和生物方法。物理方法包括流水暫養(yǎng)法、吸附法、感官掩蔽法、包埋法、蒸汽脫腥法、輻照脫腥法,化學方法包括鹽溶法、酸堿鹽處理法、抗氧化劑法、美拉德反應法、臭氧脫腥法,生物方法包括攝食法、酵母法、微生物(酶)法、飼料法。其中,感官掩蔽法和酸堿鹽處理法是目前應用最為廣泛的脫腥方法。
2.1.1 流水暫養(yǎng)法
流水暫養(yǎng)法是大多數(shù)學者提倡的一種魚體腥味脫除方法,操作便捷且安全性高。將捕撈后的魚放置在流水環(huán)境中,暫養(yǎng)幾小時至十幾天,脫腥效果因魚類品種、處理時長、環(huán)境溫度、腥味物質(zhì)的不同而存在較大差異[11],但此法耗水量過大,弊端十分明顯。為節(jié)約水資源,可將魚置于靜水中暫養(yǎng),但腥味脫除效果也會隨之減弱。周敏等[12]研究了短期流水暫養(yǎng)對草魚各方面的影響,證實暫養(yǎng)能夠在一定程度上減輕魚體不良氣味,且不會對于魚肉的營養(yǎng)價值造成顯著影響。廖濤等[13]認為若是想要通過流水暫養(yǎng)法去除魚體中的Gsm和2-Mib,最好同時結(jié)合其他的脫腥方法。流水暫養(yǎng)法對水量的耗費較大,且只能在一定程度內(nèi)減輕魚腥,但由于使用方便、安全性好,因而常被用作家常烹飪前的脫腥方法。
2.1.2 吸附法
吸附法主要是借助吸附劑本身疏松多孔的結(jié)構(gòu)特性吸附魚體表面的異味?;钚蕴渴堑湫偷漠愇段絼?,錢攀等[14]利用活性炭實現(xiàn)了美國鰱魚表面腥味物質(zhì)的吸附,但活性炭粉末難以從魚頭表面徹底清除,降低了魚的風味且損失了部分營養(yǎng)價值。其他利用自身具備的復雜孔隙結(jié)構(gòu)及較大比表面起到脫腥作用的吸附劑還包括硅膠、分子篩、活性氧化鋁等。KULEY等[15]利用分子篩有效去除了沙丁魚片的腥味,意外發(fā)現(xiàn)吸附后感官也有所改良。吸附法成本低、操作簡單,但只作用于魚體表面,使用時還需注意吸附劑的選擇和操作條件的控制。
2.1.3 感官掩蔽法
感官掩蔽法通過浸泡、腌制等工藝處理魚體,利用香辛味物質(zhì)的特有風味掩蓋魚體腥味,從而達到去腥目的。常見香辛味物質(zhì)有大蒜中的蒜氨酸、洋蔥中的含硫化合物、生姜中的姜精油和姜辣素等,不僅能夠賦予食物特殊香型還能夠改善風味,且具有多種生理活性[16]。沈艷奇[17]在油炸小黃魚之前對其進行濕法脫腥處理,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量分數(shù)2%蔥姜蒜結(jié)合1%料酒具有最佳的脫腥效果,且賦予了小黃魚獨特的風味。感官掩蔽法的特點在于多樣性,通過對每種脫腥材料的用量和工藝之間的搭配,可達到不同的脫腥效果,且成本比較低,適合于家常應用和工業(yè)化生產(chǎn)。
2.1.4 包埋/微膠囊法
包埋法與微膠囊法原理類似,包埋法是將相對分子質(zhì)量低的物質(zhì)通過籠型分子包裹從而實現(xiàn)異味消除技術(shù);微膠囊法將芯材細化為粒徑較小的顆粒或液滴,包裹在高分子成膜材料當中,常用壁材為環(huán)狀糊精。楊文鴿等[18]結(jié)合吸附法,利用環(huán)狀糊精和活性炭共同處理蚌肉酶解液,使腥味大大減輕。包埋操作比較簡單,較適用于魚類提取物的商品化、工業(yè)化應用,但會造成營養(yǎng)物質(zhì)部分流失;微膠囊法穩(wěn)定性較佳,廣泛應用于不穩(wěn)定的魚油中,不僅可以掩蓋魚腥味,還可以避免魚油中的不飽和脂肪酸氧化[19]。包埋/微膠囊法雖然操作簡便,但受限于操作設備,難以在非工業(yè)化生產(chǎn)的場所推廣應用。
2.1.5 蒸汽脫腥法
蒸汽脫腥法分為真空脫腥和水蒸氣脫腥。真空脫腥法需要在真空裝置下適當加熱魚體,使異味物質(zhì)或其前體物質(zhì)揮發(fā);水蒸氣脫腥則是利用通入的熱水蒸氣帶走魚體表面腥味物質(zhì)[20]。KAJAL等[21]采用醋酸水溶液減壓蒸餾法成功去除了產(chǎn)生不良腥味的烷烴/烷烴,獲得了更高質(zhì)量的精制沙丁魚油。掌握好蒸汽脫腥過程中的溫度能夠盡量減少不飽和脂肪酸的損失,最大程度保留營養(yǎng)物質(zhì),同時帶走揮發(fā)性成分。此外,蒸汽脫腥過程不會引入其他物質(zhì),其安全性較好。
2.1.6 輻照脫腥法
當前在食品領域得到普遍應用的輻照技術(shù)主要有γ射線輻照、X射線輻照和電子束輻照,由于γ射線輻照穿透力更強、效率更高,所以更常被用于肉制品[22]。60Co-γ射線屬于高能電磁波,被輻照物質(zhì)會在激發(fā)狀態(tài)下出現(xiàn)電離反應,導致結(jié)構(gòu)的改變[23]。JAE等[24]使用γ射線輻照鹽腌和發(fā)酵鳳尾魚醬,減輕了其腥味,使其感官品質(zhì)得到改善。消費者對輻照食品的安全性比較擔心,因此目前對于輻照技術(shù)的接受度還比較低。
2.2.1 鹽溶法
利用食鹽的滲透作用促進魚體腥味物質(zhì)析出是一種常見的魚肉腌制工藝,干腌法和濕腌法是根據(jù)操作方法的不同來劃分的[25-26]。藏匿于魚皮黏液中的δ-氨基戊酸、δ-氨基戊醛和六羥基吡啶等腥味化合物,在鹽水浸泡之后分散出來,可減輕魚體表面腥味;另外,部分進入魚肉的鹽分能抑制魚肉中酶活性,通過阻礙酶促反應減少魚腥味物質(zhì)的生成[27]。雷躍磊等[28]認為恰當?shù)碾缰乒に嚥粌H能夠減輕魚腥味,且食鹽在滲透過程中還能夠促進形成發(fā)酵鱖魚的獨特風味。高鹽食物對健康不利,因而食鹽的用量和作用時長是鹽溶法的研究重點,采用短時間腌制達到顯著脫腥效果是今后的一個發(fā)展方向。
2.2.2 酸堿鹽處理法
在魚體接受酸堿處理時,魚肉蛋白上附著的腥味物質(zhì)會由于蛋白的溶解展開而脫離,同時溶出存在于蛋白間隙中的脂質(zhì)和色素,酸堿鹽處理法用于脫腥即是借鑒這一機理。有機酸處理魚肉能夠起到抑菌、消除組胺以及螯合金屬離子的作用,均有助于減少腥味物質(zhì)的產(chǎn)生,還能抑制微生物的生存,減輕由于微生物代謝產(chǎn)生的不愉快氣味[29]。YARNPAKDEE等[30]通過實驗證實印度鯖魚肉能夠在蒸餾水沖洗、8 mmol/L CaCl2溶液加5 mmol/L檸檬酸去膜處理之后實現(xiàn)較為顯著的脫腥。酸堿鹽處理法中較常使用的酸為鹽酸和檸檬酸,堿為NaOH,由于酸堿溶于液體后不易去除,所以大多用于固態(tài)魚制品的脫腥處理,今后還可考慮將酸/堿與鹽混合使用構(gòu)成脫腥劑,借助鹽分促進腥味物質(zhì)的析出。
2.2.3 抗氧化劑法
研究發(fā)現(xiàn)黃酮類、酚類化合物具有鈍化酶和消臭的效果[31],如單寧酸具有良好的清除自由基和還原能力[32],萜烯類化合物能夠吸附魚體異味,兒茶素類化合物能夠起到抑制酶類和殺菌的作用。THANASAK等[33]在鱸魚皮明膠提取過程中添加單寧酸,發(fā)現(xiàn)單寧酸能夠降低油脂氧化、魚腥味以及減少明膠中揮發(fā)性化合物的生成。由于茶葉當中具備大多數(shù)以上有效抗氧化成分,所以茶葉也常被用作魚體脫腥處理的原材料,其中紅茶和綠茶較為常見,與鹽復合形成的脫腥劑能夠起到較好的脫腥效果。借助含有萜烯類、黃酮類、茶多酚類及兒茶素類化合物的物質(zhì)浸出液浸泡魚體,可起到一定脫腥效果。
2.2.4 美拉德反應法
美拉德反應對食品的風味、色澤、抗氧化性等品質(zhì)有著至關重要的影響[34],利用酶解液中的小分子肽、氨基酸和單糖反應生成有焙烤香氣的吡咯類、吡啶類、吡嗪類和噁啉類等風味化合物,可掩蓋不良風味。但美拉德反應會損失部分氨基酸,且不同的氨基酸和葡萄糖發(fā)生反應所產(chǎn)生的香氣不同。熊何健等[35]證實羅非魚魚排蛋白酶解液在經(jīng)過美拉德反應之后能夠呈現(xiàn)出獨特的魚香味。
2.2.5 臭氧脫腥法
臭氧是一種能夠降解出活潑且具有強氧化作用的單原子態(tài)氧和羥基自由基的氧化劑,不僅與水中還原性物質(zhì)反應,還可與部分有機物發(fā)生反應使其發(fā)生不同程度的降解,因此利用臭氧處理魚體,腥味成分與其發(fā)生反應后可生成無腥味或腥味閾值更大的物質(zhì)[36]。臭氧水起始濃度和pH是影響臭氧脫腥效果的主要因素。王燕等[37]證實在一定濃度范圍內(nèi),臭氧濃度越高,鰱魚魚糜的脫腥效果越好。臭氧處理可以實現(xiàn)脫色、脫腥、殺菌等一系列工序流程,便捷高效,且臭氧無毒可降解。
2.3.1 攝食法
養(yǎng)殖水環(huán)境中的微生物和細菌是造成魚類出現(xiàn)異味的主要原因,控制好水環(huán)境中藻類及菌類的活動就能夠從源頭上避免異味成分產(chǎn)生,且可減少魚體中異味蓄積。攝食法是指放養(yǎng)浮游動物,以攝食水體中的藻類及菌類。一些無害的水生動物,例如草履蟲和鞭毛蟲,可以對于水體中的藻類和菌類進行捕食,此種方法較為綠色環(huán)保。但目前此類生物學技術(shù)暫未發(fā)展成熟,今后可在此方面進行深入研究,開發(fā)無公害且經(jīng)濟的魚類異味消除技術(shù)[38]。
2.3.2 酵母法
研究發(fā)現(xiàn)利用發(fā)酵技術(shù)也可起到脫腥效果。崔方超等[39]采用NaHCO3、檸檬酸、酵母3種脫腥劑對草魚魚肉進行脫腥處理,檢測處理后魚肉樣品的揮發(fā)性成分均呈現(xiàn)減少趨勢。蘇怡等[40]對比了3種不同的脫腥方法,發(fā)現(xiàn)酵母脫腥技術(shù)在30 ℃、作用時間40 min、酵母添加量為0.2%的條件下能夠?qū)崿F(xiàn)最好的脫腥效果。酵母脫腥關鍵在于與部分腥味物質(zhì)結(jié)合形成大分子, 或在酶的作用下將異味物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無異味物質(zhì),發(fā)酵過程中的部分代謝產(chǎn)物會起到一定程度的腥味掩蔽效果,同時酵母所具備的多孔結(jié)構(gòu)也有吸附腥味的能力[41],但是酵母脫腥技術(shù)對魚體的感官和風味影響較大。
2.3.3 微生物(酶)法
微生物的新陳代謝作用和分子結(jié)構(gòu)修飾作用可實現(xiàn)小分子腥味物質(zhì)向大分子無腥味物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,從而實現(xiàn)脫腥[42]。王旭冰[43]以美國紅魚為研究對象,探討了幾種微生物的脫腥效果,發(fā)現(xiàn)0.25 mL/g植物乳桿菌在28 ℃下作用5 h能夠?qū)︳~肉風味產(chǎn)生最佳影響。該方法在使用時應根據(jù)魚的種類差異,科學選擇菌株用量,優(yōu)化處理條件。
2.3.4 飼料法
根據(jù)研究報道,在養(yǎng)殖魚時向魚飼料中添加某些物質(zhì)也可達到減輕魚體異味的效果。肉毒堿是一種新型飼料添加劑,參與生物體內(nèi)的脂肪酸氧化過程,從而起到轉(zhuǎn)運的作用。趙文等[44]研究了在鯉魚飼料中添加L-肉毒堿之后鯉魚各項指標的變化,研究結(jié)果表明L-肉毒堿不僅可以顯著消除魚類異味,同時還可以減輕2-甲基異茨醇給魚類造成的傷害。當前飼料添加物可選種類極少,飼料法的安全性和效果還有待深入研究。
常見的魚類腥味脫除方法如表1所示。物理法操作和作用方式都較為簡單,但大多作用于魚肉表層,異味很難被完全消除,吸附法還會造成營養(yǎng)成分的流失;化學法會在操作中不可避免的造成化學物質(zhì)殘留,如酸堿鹽處理法,且消費者難以接受魚制品中殘存的化學成分;生物法雖不會在處理時引入化學物質(zhì),但目前發(fā)展仍處于初步階段,技術(shù)不夠完善,鑒于其能夠極大保留魚肉中的營養(yǎng)成分,所以發(fā)展前景廣闊。
表1 常見魚類腥味脫除方法及原理、優(yōu)缺點Table 1 Methods and principles,advantages and disadvantages for removing fish odors
從脫腥技術(shù)應用方向來看,生物方法中的攝食法和飼料法適用于養(yǎng)殖環(huán)節(jié),如利用攝食法可改善養(yǎng)殖水環(huán)境,加入飼料添加劑可減少腥味生成。魚體的加工環(huán)節(jié),可根據(jù)水產(chǎn)品種類、腥味程度和產(chǎn)品需求合理選擇脫腥方法。例如鹽溶法、吸附法、包埋/微膠囊法適合工業(yè)化生產(chǎn);蒸汽脫腥法、美拉德反應法、臭氧脫腥法及微生物法適用于對安全性有要求的水產(chǎn)品加工環(huán)節(jié);想要最大程度保留營養(yǎng)成分可選擇酵母法或臭氧脫腥法;實現(xiàn)快速脫腥可選擇輻照脫腥法。物理方法中的流水暫養(yǎng)法可應用于銷售環(huán)節(jié),水產(chǎn)市場應用較為普遍;而家庭環(huán)境中,流水暫養(yǎng)和感官掩蔽法也常被用于烹飪前的去腥處理。
隨著社會經(jīng)濟和群眾生活水準的不斷提升,人們對于日常飲食的要求也愈發(fā)嚴格。近年來,養(yǎng)殖戶和商家在面對淡水養(yǎng)殖魚類消費過程中的異味問題時,已經(jīng)有了諸多可供選擇的脫腥處理方法及異味去除的改進措施??紤]到今后淡水養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴大和多樣化水產(chǎn)制品的推出,為能與時俱進滿足社會需求,還需在腥味脫除技術(shù)方面開展更加深入的調(diào)查和研究,力求使脫腥技術(shù)滿足高效、無害、經(jīng)濟等標準。
本文探討的各類脫腥技術(shù)各有優(yōu)缺點,對于某些腥味較重的魚類或品質(zhì)要求較高的魚制品,利用單一脫腥技術(shù)往往難以實現(xiàn)高效的腥味脫除,需要多種脫腥技術(shù)優(yōu)勢結(jié)合,采用復合方法協(xié)同增強脫腥效果。建議今后在淡水魚脫腥研究方面,可以從“養(yǎng)殖-加工-消費”的每個環(huán)節(jié)選擇和應用合適的脫腥技術(shù)。水產(chǎn)養(yǎng)殖戶可在養(yǎng)殖過程中,通過定期向水體中投入生物制劑控制水體富營養(yǎng)化,抑制水環(huán)境中微生物和菌類的生長繁殖,改善養(yǎng)殖環(huán)境從源頭上減少魚體異味的產(chǎn)生。盡量減少捕撈后的運輸和貯藏時間,根據(jù)消費需求和魚制品加工標準選擇恰當?shù)拿撔燃夹g(shù),在產(chǎn)品流向市場之前對魚原料進行處理,以減輕甚至消除魚體異味。水產(chǎn)銷售市場也應該建立起嚴格的異味檢測機制,拒絕異味超標的水產(chǎn)品進入市場。只有嚴格把控各環(huán)節(jié)才能夠真正做到讓消費者享用無腥味的魚類制品。