黃澤南，孫若文，熊善柏，尹濤，尤娟，胡楊

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北武漢 430070）

白鰱（Hypophthalmichthys molitrix）是我國(guó)淡水養(yǎng)殖的“四大家魚”之一，2020年全國(guó)淡水養(yǎng)殖產(chǎn)量為381.3萬t，在四大家魚中僅次于草魚；湖北省產(chǎn)量為57.1萬t，位居各省區(qū)之首[1]。魚鱗作為下腳料之一年產(chǎn)量巨大，我國(guó)每年在加工過程中約產(chǎn)生30萬t魚 鱗[2]。通常情況下，魚鱗被直接丟棄，造成環(huán)境污染和漁業(yè)資源浪費(fèi)；或者被加工為飼料，經(jīng)濟(jì)價(jià)值低；還可能被加工為膠原蛋白等明膠類產(chǎn)品，但具有工序繁瑣、產(chǎn)品多樣性有限和污染環(huán)境等問題。魚鱗中富含膠原蛋白和人體必需的營(yíng)養(yǎng)素[3]，如磷質(zhì)蛋白、磷脂質(zhì)等；將魚鱗加工成魚鱗凍，不僅可以較好地保留魚鱗中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)具有美容抗衰老的功效。

魚鱗凍是對(duì)魚鱗中提取出的明膠進(jìn)行靜置、冷凝，制成的凝膠狀產(chǎn)品，富含可溶性膠原。把魚鱗加工成魚鱗凍，工序簡(jiǎn)便、原料充足、成本不高，既能充分使用魚鱗副產(chǎn)物，減少污染且節(jié)約資源，同時(shí)又為魚鱗的增值創(chuàng)造新途徑，提高白鰱魚產(chǎn)品的附加值，促進(jìn)水產(chǎn)品行業(yè)發(fā)展。顧楊娟[4]研究草魚魚鱗凍的制備優(yōu)化工藝，通過研究?jī)隽Α①|(zhì)構(gòu)等指標(biāo)，得出酸處理、酶處理、熱處理的最佳工藝條件。朱兆娜[5]采用超高壓技術(shù)，把草魚魚糜制成的魚凍鮮嫩且商業(yè)無菌，建立超高壓加工魚凍的新工藝，確定貯藏條件、建議食用方法。然而，魚鱗凍的腥味較重，一些消費(fèi)者難以接受，這對(duì)白鰱魚鱗凍加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成了一定的阻礙。因此，探究如何高效去除腥味物質(zhì)是目前白鰱魚鱗凍產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需要。

魚腥味主要是由于腥味物質(zhì)在水環(huán)境中積累[6]、魚類體內(nèi)脂類氧化或酶促反應(yīng)形成[7]。辛醛、癸醛和2,4-癸二烯醛等羰基化合物是造成魚體腥味的重要原因。(Z)-4-庚烯醛、己醛、醇、酮、硫醚、萘和呋喃類物質(zhì)等都對(duì)腥味有貢獻(xiàn)[8]。目前魚類的脫腥方法主要分為物理、化學(xué)及生物方法[9]。物理方法包括流水暫養(yǎng)法[10]、吸附法[11]、感官掩蔽法[12]、包埋法等，化學(xué)方法包括鹽溶法、酸堿鹽處理法、抗氧化劑法、美拉德反應(yīng)法[13,14]、臭氧脫腥法[15]，生物方法包括攝食法、酵母法、微生物（酶）法、飼料法等。歐陽(yáng)偉虹等[16]將電子鼻與感官評(píng)價(jià)相結(jié)合，比較了酵母抽提物與其他脫腥劑對(duì)小黃魚體內(nèi)腥味物質(zhì)的脫除作用，研究發(fā)現(xiàn)酵母抽提物脫腥效果較好；沈艷奇[17]先將小黃魚進(jìn)行濕法脫腥處理，結(jié)果表明2%的蔥姜、大蒜，1%的料酒對(duì)魚腥味的去除效果最好，并賦予小黃魚特有的香味。然而，目前適用于魚鱗凍加工的魚鱗脫腥方法方面的報(bào)道較為少見。張芷蕓等[18]主要研究高凝膠強(qiáng)度魚鱗凍的制備工藝，比較不同食用膠配比對(duì)魚鱗凍凝膠強(qiáng)度的影響；認(rèn)為食用膠能增加魚鱗凍凝膠的強(qiáng)度，調(diào)味料能改善魚鱗凍的腥味，得出食用膠、調(diào)味料各自的最佳配方。

因此，本實(shí)驗(yàn)擬采用感官評(píng)定、電子鼻分析、HS-SPME-GC-MS分析三種實(shí)驗(yàn)方法，探究物理法（包括醋浸泡法、超聲清洗法）、化學(xué)法（臭氧漂洗法、淀粉清洗法）及生物法（酵母發(fā)酵法）對(duì)魚鱗凍腥味物質(zhì)脫除的效果，確定最佳脫腥方法，以期為魚鱗凍品質(zhì)提升和白鰱魚鱗深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

白鰱魚鱗，購(gòu)于洪湖市井力水產(chǎn)食品股份有限公司，清水漂洗干凈后備用。

卡拉膠，滕州市香凝生物工程有限責(zé)任公司；陳醋，山西紫林醋業(yè)股份有限公司；馬鈴薯淀粉，武漢市太陽(yáng)行食品有限責(zé)任公司；活性干酵母，安琪酵母股份有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋，上海力辰邦西儀器科技有限公司；YP 30002電子天平，上海衡際科學(xué)儀器有限公司；P3超聲波清洗機(jī)，廣東固特超聲（GT Sonic）股份有限公司；GCQJ-1-3電解式高濃度臭氧氣機(jī)，武漢威蒙環(huán)?？萍加邢薰荆籉ox 4000電子鼻，法國(guó)Alpha MOS公司；7890A-5975C GC-MS聯(lián)用儀，美國(guó)Agilent公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 白鰱魚鱗凍的制作工藝

工藝流程：

魚鱗清洗→不同方式的脫腥處理→熱水提膠→過濾→凝結(jié)→冷藏

魚鱗清洗后，除去表面的黏液和血跡，經(jīng)過不同方式的脫腥處理后，用清水漂洗干凈瀝干備用。將脫腥處理后的魚鱗置于燒杯中，加入1:4比例的水和 0.8%的卡拉膠，用保鮮膜覆蓋防止水分蒸發(fā)，在90 ℃水浴鍋中熬煮90 min后，過濾濾液，冷卻后包裝置于4 ℃環(huán)境中冷藏。

以清水漂洗為對(duì)照，采用的5種脫腥處理方法如下：

（1）醋脫腥：參考邢貴鵬等[19]的方法，添加5%的醋，置于室溫下處理45 min；

（2）酵母脫腥：參考蘇怡等[20]的方法，添加0.2%的酵母，控制30 ℃的反應(yīng)溫度，處理40 min；

（3）超聲清洗：將魚鱗添加適量水，控制功率為30 W，在超聲波清洗機(jī)中反應(yīng)30 min；

（4）臭氧處理：參考王燕等[15]的方法，控制臭氧濃度為8 mg/L，取適量臭氧水浸泡20 min；

（5）淀粉清洗：參考雷鎮(zhèn)歐等[21]的方法，添加14%的淀粉，于室溫條件下靜置30 min。

1.3.2 感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)定小組由10名經(jīng)過培訓(xùn)、有感官評(píng)定經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)組成，根據(jù)表1中的感官評(píng)分表在室溫下對(duì)魚鱗凍樣品進(jìn)行評(píng)分，以兩種處理的樣品腥味值為參考進(jìn)行打分，清水漂洗后制成的魚鱗凍分值為5分，腥味值最重，清水和卡拉膠熬煮得到的樣品腥味值為0分，腥味值最低。將評(píng)分取平均值，結(jié)果根據(jù)實(shí)際情況保留小數(shù)點(diǎn)后兩位，根據(jù)評(píng)分結(jié)果判斷脫腥效果。

表1 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表[20]Table 1 Sensory scoring criteria table

1.3.3 電子鼻

表2 電子鼻傳感器性能描述Table 2 Sensor properties of PEN3 electronic nose

參照陳東清等[22]的方法進(jìn)行電子鼻分析。樣品制備：準(zhǔn)確稱取3.00 g魚鱗凍樣品于10 mL電子鼻進(jìn)樣瓶中，加蓋密封放入冰箱冷藏，待用。每個(gè)樣品進(jìn)行三次平行實(shí)驗(yàn)。參數(shù)設(shè)置：頂空產(chǎn)生溫度為50 ℃；產(chǎn)生時(shí)間120 s；振蕩速度500 r/min；總獲取時(shí)間 120 s；獲取間隔時(shí)間1 s；獲取延滯時(shí)間300 s；注射體積1.5 mL；注射速度1.5 mL/s；進(jìn)樣針溫度60 ℃；載氣：合成干燥空氣；流速：150 mL/min。

1.3.4 HS-SPME-GC-MS檢測(cè)

HS-SPME法提取揮發(fā)性風(fēng)味組分，參考張慧敏[23]的方法，作部分修改。取10.0 g斬碎的魚鱗凍放入 20 mL頂空氣相瓶中，加入1 μL內(nèi)標(biāo)物環(huán)己酮（1 g/L），再加入10 mL飽和氯化鈉溶液混合均質(zhì)后，放入微型磁力攪拌轉(zhuǎn)子，用聚四氟乙烯隔熱墊密封。將完成活化的DVB/CAR/PDMS 50/30 μm萃取頭插入頂空瓶中，并置于振蕩加熱攪拌器中，60 ℃下平衡3 min后頂空吸附50 min；再將萃取頭插入GC進(jìn)樣口，解吸5 min。

參考吳丹等[24]的方法，設(shè)置色譜條件為：進(jìn)樣口溫度250 ℃，載氣（He）流量1 mL/min，不分流；色譜柱：HP-5；柱箱升溫程序：柱初始溫度40 ℃，保持3 min，以3 /5 min℃ 升高至200 ℃，保持2 min，再以50 /min℃ 升至250 ℃，保持5 min。質(zhì)譜條件：傳輸線溫度280 ℃，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃；電子能量70 eV；質(zhì)譜掃描范圍m/z，35~450；掃描速率：2.0 scans/s。結(jié)果采用NIST11和Willey 7進(jìn)行檢索分析，參考各化合物的保留時(shí)間和質(zhì)譜圖分析確定每種化合物的名稱。利用峰面積歸一法計(jì)算各種揮發(fā)性組分的相對(duì)含量。

樣品中揮發(fā)性成分的含量按下式計(jì)算：

式中：

cn——樣品中揮發(fā)性成分的含量；

An——揮發(fā)性成分的峰面積；

Ai——內(nèi)標(biāo)物的峰面積；

Wi——內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量，μg；

W——樣品的質(zhì)量，kg。

1.3.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 26.0軟件對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行ANOVA單因素方差分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示；采用Origin 2019b進(jìn)行整理數(shù)據(jù)及繪制圖表。

2 結(jié)果與討論

2.1 感官評(píng)價(jià)結(jié)果

由表3可知，經(jīng)超聲清洗后的魚鱗凍腥味值為2.60，酵母處理后的樣品腥味值為1.80，醋浸泡后的樣品為3.00，臭氧組腥味值為4.10，淀粉組為1.40。結(jié)果表明，這5組處理方式均有脫腥效果。使用超聲脫腥時(shí)可能是由于超聲波的空化作用，使腥味物質(zhì)膨脹破碎，脫除腥味物質(zhì)[25]。使用酵母發(fā)酵的機(jī)理可能是由于酵母中的酶可以把腥味物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無臭物質(zhì)，也可能是由于酵母本身可以吸附腥味物質(zhì)[26]。使用醋脫腥是由于醋本身的味道可以遮掩魚鱗凍的腥味，且魚鱗凍中堿性揮發(fā)性成分和醋酸發(fā)生中和反應(yīng)[27]。作為強(qiáng)氧化劑，臭氧能夠與有腥味有機(jī)物，如醛類、胺類、吡啶等發(fā)生反應(yīng)，將其分解為無腥味物質(zhì)或者腥味閾值高的物質(zhì)[28]。超聲、酵母處理的脫腥效果較好，其次為淀粉，較差的為臭氧和醋。蘇怡等[20]以鱘魚肉為原料，分析了鹽溶法、酵母法等方法的脫腥效果，發(fā)現(xiàn)酵母法脫腥效果最好，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。

表3 感官評(píng)價(jià)結(jié)果Table 3 Sensory evaluation results

2.2 電子鼻分析結(jié)果

雷達(dá)圖分析在電子鼻相關(guān)研究中應(yīng)用廣泛，能揭示傳感器陣列對(duì)不同樣本響應(yīng)強(qiáng)度的總體和個(gè)體差異。不同脫腥處理得到的魚鱗凍對(duì)傳感器的響應(yīng)值雷達(dá)圖如圖1所示，P、T兩類傳感器對(duì)魚鱗凍具有較高的響應(yīng)值，包括乙醇、氨水、胺類物質(zhì)等；LY型傳感器對(duì)樣品的響應(yīng)值均較低，如氯、氟、氮氧化合物等。

圖1 不同脫腥處理后魚鱗凍的電子鼻雷達(dá)圖Fig.1 Electronic nose radar image of fish scale jelly after different deodorization treatments

經(jīng)過酵母、超聲脫腥處理的魚鱗凍和清水漂洗的樣品風(fēng)味輪廓之間存在顯著差異，響應(yīng)值變化較明顯的傳感器分別是PA2、T30/1、T70/2和P30/1，這說明這兩種脫腥方法可顯著降低魚鱗凍中的胺類化合物、乙醇、氨等物質(zhì)。即脫腥處理對(duì)魚鱗凍腥味的脫除有一定的作用，其中酵母的效果更明顯。王浩田等[29]采用酵母粉發(fā)酵法、β-CD包埋法、水漂洗法、活性炭吸附法四種方法分析比較鯰魚肉的腥味值，以酵母粉發(fā)酵脫腥為最佳脫腥方法，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。

DFA法使用較少的因子數(shù)描述多個(gè)因素的聯(lián)系與差異，對(duì)樣品間的差異較PCA有更好的區(qū)分度[24]。對(duì)魚鱗凍的電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行DFA，結(jié)果見圖2。魚鱗凍DF1貢獻(xiàn)率達(dá)到了95.28%，大于90%，說明DF1包含足夠多的信息，可以全面反映樣本的信息。處理組間沒有重疊部分，說明不同脫腥處理后制得的魚鱗凍揮發(fā)性氣味差異明顯。由圖2可知，對(duì)比不同脫腥處理的魚鱗凍樣品與對(duì)照組之間的距離，超聲處理組和酵母處理組與對(duì)照組距離最遠(yuǎn)，其次為醋處理組和臭氧處理組，淀粉處理組最近，說明超聲和酵母組脫腥效果較好。醋和臭氧組較差。電子鼻結(jié)果與感官結(jié)果大致相同，存在部分誤差可能是與實(shí)驗(yàn)人員感官存在主觀性、產(chǎn)品批次不一樣有關(guān)。

圖2 不同處理后魚鱗凍判別因子分析二維圖Fig.2 Two-dimensional analysis of discriminant factor analysis of fish scale jelly after different treatments

2.3 HS-SPME-GC-MS檢測(cè)結(jié)果

圖3為各樣品經(jīng)HS-SPME-GC-MS分析得到的總離子流圖。表4為對(duì)照組以及五種脫腥處理后魚鱗凍的揮發(fā)性風(fēng)味成分。如表4所示，不同脫腥處理后的魚鱗凍共鑒定出132種揮發(fā)性成分，其中醛類和酯類均為14種，醇類27種，酮類物質(zhì)19種，酸類4種，烯烴和烷烴類物質(zhì)分別為16、13種，胺類物質(zhì)19種，其他物質(zhì)6種。經(jīng)過不同脫腥處理后，淀粉組、超聲組、酵母組、醋處理組、臭氧組分別鑒定出28、24、32、51和36種揮發(fā)性化合物，均低于清水對(duì)照組（64種），說明采取的脫腥方式均能不同程度地脫去魚鱗凍中的揮發(fā)性物質(zhì)。酵母組中消除的主要風(fēng)味物質(zhì)包括醇類、胺類、醛類3類，超聲除去的主要是酯類、醛類、酸類3類；其中酵母處理消除的物質(zhì)與吳建中等[30]、曾文浩等[31]、歐陽(yáng)偉虹等[16]的結(jié)果均存在一定程度的相似。

圖3 不同脫腥處理后魚鱗凍揮發(fā)性成分的總離子圖Fig.3 Total ion diagram of volatile components in fish scale jellyafter different deodorization treatments

表4 不同處理樣品的HS-SPME-GC-MS分析結(jié)果Table 4 HS-SPME-GC-MS analysis results of samples with different treatments

續(xù)表4

續(xù)表4

續(xù)表4

醛類：由表5可見，經(jīng)淀粉處理、超聲清洗、酵母處理、醋處理及臭氧漂洗后的魚鱗凍中醛類化合物相對(duì)含量為0.18%、1.86%、1.54%、9.65%、3.30%，比清水對(duì)照組分別降低了13.34%、11.66%、11.98%、3.87%、10.22%，其中下降較多的是淀粉、酵母和超聲法，與杜國(guó)偉等的結(jié)果相似[32]。清水對(duì)照組中己醛含量較高，己醛具有青草味和魚腥味，是導(dǎo)致魚體腥味的物質(zhì)之一[33]，且己醛可以和易揮發(fā)性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，對(duì)魚鱗凍的不良性風(fēng)味起到協(xié)同增效作用[34]。經(jīng)不同方式進(jìn)行脫腥處理后，淀粉、超聲清洗、酵母、醋、臭氧漂洗后的魚鱗凍中均檢測(cè)不到己醛。辛醛具有塑料味[35]，由表4可知，不同脫腥方式均能脫除魚鱗凍中的辛醛。庚醛具有水果味、干魚味[36]，使用醋脫腥處理后，其相對(duì)含量有略微的增加。

表5 不同脫腥處理后魚鱗凍中各類化合物的相對(duì)百分含量Table 5 Relative percentages of various compounds in fish scale jelly after different deodorization treatments

醇類：脂肪發(fā)生氧化反應(yīng)生成醇類[37]，醇類分為飽和醇、不飽和醇兩類，不飽和醇閾值較低，其蘑菇味對(duì)產(chǎn)品的風(fēng)味具有較大貢獻(xiàn)[38]。由表5可知，除酵母處理外，其他四種處理方式后的魚鱗凍中的醇類物質(zhì)含量都有不同程度升高。N-氧化-2-(二乙胺基)-乙醇具有氨味，經(jīng)處理后，其他四種處理方式均能完全脫除該物質(zhì)，超聲處理中該物質(zhì)含量略微增加。

酮類：大部分酮類化合物有花香、水果香氣[39]。酮類主要由脂類發(fā)生熱氧化降解或者氨基酸降解反應(yīng)生成[40]，從表5可以看出，經(jīng)酵母、超聲、淀粉處理后，樣品中的酮類物質(zhì)增加，而醋和臭氧處理組降低，可能是由于酵母、淀粉等的揮發(fā)性成分中含有酮類物質(zhì)[31]，使得魚鱗凍中的酮類物質(zhì)增多。環(huán)庚酮具有胡椒薄荷氣味，經(jīng)不同處理后被完全除去，五組樣品中均未檢測(cè)到，與崔方超等[41]的結(jié)果相似。

酯類：酯類物質(zhì)由酸和醇發(fā)生酯化反應(yīng)產(chǎn)生[42]，大部分具有果香味。有研究表明酯類即使在很低的濃度下也對(duì)食品的香味起著非常重要的作用[43]。由表4和表5可知，經(jīng)處理后的魚鱗凍樣品的酯類均降低，在處理組中，酵母和醋處理組生成的酯類物質(zhì)較多?？赡苁怯捎诖缀写姿岬人犷愇镔|(zhì)，因此處理后魚鱗凍中酯類物質(zhì)較多。甲酸香葉酯具有清新葉子和玫瑰味，經(jīng)酵母處理后，相較對(duì)照組增加了5.43%，香氣值增加。

烴類化合物主要分為烯烴、烷烴、芳香烴等，芳香閾值一般較高，對(duì)風(fēng)味的貢獻(xiàn)較小。但是烴類化合物在特定條件下可生成醛和酮，增強(qiáng)風(fēng)味，是產(chǎn)生魚腥味的潛在因素[44]。烴類物質(zhì)無規(guī)律變化。

蛋白質(zhì)分解后產(chǎn)生胺類物質(zhì)，會(huì)加強(qiáng)魚鱗凍的腥味。經(jīng)淀粉處理、超聲清洗、酵母處理、醋處理及臭氧漂洗后的魚鱗凍中胺類化合物相對(duì)含量為7.13%、15.82%、0、15.89%、34.99%，酵母、淀粉組的胺類物質(zhì)顯著降低，超聲組相較對(duì)照組無顯著變化，而醋和臭氧組的胺類物質(zhì)增加。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)從脫腥工藝方面改善了白鰱魚鱗凍的風(fēng)味品質(zhì)。實(shí)驗(yàn)表明，超聲、臭氧、醋、淀粉、酵母處理均有脫腥效果。感官評(píng)價(jià)的結(jié)果為淀粉處理、酵母處理較好，電子鼻分析的結(jié)果為超聲處理、酵母處理較好，頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用的結(jié)果為酵母處理最好。綜上所述，酵母發(fā)酵法的效果最好，酵母對(duì)腥味的脫除可能主要是與降低己醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛、(E)-2-己烯醛、辛醛、苯乙醛、N-亞甲基-N-氧化-環(huán)己胺、N-苯基-1H-苯并三唑-1-甲胺等醛類、胺類物質(zhì)含量有關(guān)。