热熏鲟鱼加工过程中的品质变化

李晓燕,郝淑贤,李来好,杨贤庆,黄 卉,魏 涯

(1.中国水产科学研究院南海水产研究所,国家水产品加工技术研发中心,农业部水产品加工重点实验室,广东广州 510300；2.上海海洋大学,上海 201306)

热熏鲟鱼加工过程中的品质变化

李晓燕1,2,,郝淑贤1,*,李来好1,杨贤庆1,黄 卉1,魏 涯1

(1.中国水产科学研究院南海水产研究所,国家水产品加工技术研发中心,农业部水产品加工重点实验室,广东广州 510300；2.上海海洋大学,上海 201306)

对热熏鲟鱼加工过程中的品质(水分、盐分、色差、挥发性盐基氮、蛋白水解指数、硫代巴比妥酸值、脂肪氧化酶活性、微生物菌落总数)变化进行研究,以期为热熏鲟鱼风味形成机理、产品品质调控和科学标准化生产提供部分理论依据。分析得出,鲟鱼加工过程中水分呈降低趋势最终含量达56.84%,盐分呈升高趋势最终为2.66%；L*值略有降低,a*、b*值逐渐增大至31.047、14.008,说明风干、熏制、定型能够赋予产品诱人的色泽；挥发性盐基氮先降低后缓慢升高至12.334 mg/100 g,低于安全限量,因此烟熏工艺不会使鲟鱼鱼肉鲜度发生太大变化；风干过程蛋白水解指数最高为7.913,蛋白水解主要发生在风干过程；硫代巴比妥酸值在腌制及风干过程中上升,风干后达到最高峰值4.706 mg/kg,熏制后降至1.923 mg/kg,脂肪氧化酶相对活性先升高随后逐渐降低至182 U,结合TBA值 及LOS值,说明脂肪氧化主要发生在腌制及风干过程中,烟熏过程对于鱼肉脂肪酸氧化酸败具有明显的抑制作用；微生物菌落数逐渐减少,最终产品未检出,热熏鲟鱼的关键加工工序能够逐渐杀灭鱼肉表面及内部的微生物。

热熏,鲟鱼,品质

鲟鱼是淡水鱼类中个体最大的鱼类,骨刺少,是一种非常适合加工的鱼类。目前中国市场上鲟鱼鲜食的规格多在1～1.5 kg左右,此时的鲟鱼还属于幼鱼,正处于生长旺盛时期。这种消费习惯不仅是对鲟鱼资源的极大浪费,而且大大增加了鲜鱼的养殖成本。鲟鱼籽酱加工产业的发展虽然在一定程度上促进和提升了鲟鱼的经济价值[1],但仍有90%左右的加工副产物没有得到充分利用,利润空间有限。因此,要确保中国鲟鱼养殖业的持续稳定发展,必须提高鲟鱼的精深加工水平和综合利用能力,开拓国内外鲟鱼消费市场,调整国人鲟鱼消费习惯,提高鲟鱼产业的经济效益。熏制鱼片产品色泽金黄,有浓郁的烟熏味[2]。鲟鱼肉加工冷熏及热熏产品充分利用鲟鱼鱼肉,产品采用纯木料摩擦生烟,冷熏鲟鱼片产品色泽亮黄、组织细腻、具备鱼肉特有的香气,热熏鲟鱼片产品色泽金黄、肉质香嫩、烟熏味浓郁。鲟鱼肉厚,无骨刺,极适合开发熏制产品,而熏制产品风味适合欧美消费习惯,具有很高的开发前景。国内外还没有对热熏鲟鱼加工过程中的风味品质变化进行相关研究。因此,本文通过研究热熏鲟鱼关键加工工序对品质的影响,以期为热熏鲟鱼风味形成机理研究、产品品质调控和科学标准化生产提供部分理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

热熏鲟鱼 杭州千岛湖鲟龙科技开发有限公司；高氯酸、硼酸、无水硫酸铜、1,1,3,4-四乙氧基丙烷(TEP)、柠檬酸、酚酞、甲基红、三氯乙酸、氯仿、2-硫代巴比妥酸、磷酸二氢钾、Tween20、EDTA、苯磺酸氟化物(PMSF)、柠檬酸钠、甲醇、正己烷、β-巯基乙醇、亚油酸等均为分析纯 广州齐云公司。

紫外分光光度计 上海美谱达；电热恒温鼓风干燥箱 上海一恒科技有限公司；Ultra Turrax T25B型均质机 德国IKA工业设备公司；凯氏定氮仪 瑞典FOSS公司；DC-P3型全自动测色色差计 北京市兴光测试仪器公司。

1.2 实验方法

1.2.1 水分测定 水分测定采用恒温常压干燥法[3]。

1.2.2 盐分的测定 根据SC/T 3011-2001方法测定。

1.2.3 色差的测定 参考方静等的方法,采用DC-P3型全自动测色色差计来进行颜色测定[4]。其中,L*值越大,样品表面越亮；a*、b*值分别代表样品红绿度和黄蓝度,正a*表示红色,a*值越大,样品表面越红；正b*值表示黄色；b*值越大,样品表面越黄。

1.2.4 挥发性盐基氮(TVB-N)的测定 根据SC/T 3032-2007方法测定。

1.2.5 蛋白水解指数的测定

1.2.5.1 非蛋白氮(NPN)含量的测定 称取2 g左右(精确到0.001 g)的剁碎样品放于100 mL三角瓶中,加入40 mL超纯水40 ℃振摇1 h,再加入2 mL三氯醋酸溶液后振摇30 min后,以3000 r/min离心30 min,取上清液过滤,吸取滤液到消化管中,加入两勺无水硫酸铜以及10 mL浓硫酸,加热消化至试管内为淡蓝色透明液体,冷却后,蛋白质分析仪测定[5]。

1.2.5.2 总氮的测定 样品解冻后称取0.4 g左右(精确到0.001 g),与420 ℃消化40 min,蛋白质分析仪测定。

1.2.6 硫代巴比妥酸值测定 丙二醛(MDA)为脂肪重要的氧化分解产物,它能与硫代巴比妥酸(TBA)反应,生成的红色化合物在532 nm处有特征吸收,吸收强度在一定范围内与样品中丙二醛含量呈线性关系,从而对脂肪氧化定量分析。MDA不稳定,1,1,3,4-四乙氧基丙烷(TEP)水解后可得到等摩尔的MDA,实验中以TEP代替MDA做标准对照。具体实验方法如下:

参考Faustman[6]等的方法,称取10.00 g碎肉,加入50 mL 7.5%的三氯乙酸溶液(含0.1% EDTA),震摇30 min后双层中速滤纸过滤,然后,在5 mL上清液中加入5 mL 0.02 mol/L的2-硫代巴比妥酸溶液,沸水浴40min,取出冷却至室温后加5 mL氯仿震荡摇匀,静置分层,上清液于532 nm处测吸光度。空白对照以5 mL蒸馏水代替5 mL过滤后的上清液加入5 mL TBA溶液按以上步骤操作,测532 nm处测吸光度。丙二醛含量按1,1,3,4-四乙氧基丙烷标准曲线标定后计算。结果以mg/kg计。

1.2.7 脂肪酸氧化酶相对活性测定

1.2.7.1 粗酶液提取 按Gata等[7]的方法进行。样品剁碎后加3倍(m/v)的50 mmol/L磷酸缓冲液(pH7.0,含1 mmol/Lβ-巯基乙醇,0.5 mmol/L PMFS和2 mmol/L EDTA)混合,冰水浴中匀浆。过滤,滤液于4 ℃、10000×g下离心15 min,上清液用于酶活力的测定。

1.2.7.2 底物溶液制备 将140 mg亚油酸溶于5 mL含有10 μL的吐温20(Tween 20)脱氧重蒸水中,用2 mol/L的氢氧化钠溶液调pH至9.0,至亚油酸完全溶解。最后,用脱氧重蒸水定容至50 mL,4 ℃冰箱保存备用。

1.2.7.3 酶活力测定 200 μL亚油酸钠底物与2.9 mL柠檬酸缓冲溶液(50 mmol/L,pH5.5)混合,于20 ℃水浴中保温并使其快速恒温,待其在234 nm处的吸光度稳定后,加入0.1 mL酶液,234 nm处测吸光度。1 min内吸光值增加 0.001为一个酶活力单位(U)。

1.2.8 微生物菌落总数的测定 根据GB 4789.2-2010 方法测定。

2 结果与分析

2.1 水分及盐度在加工过程中的变化

由图1和图2可知,热熏鲟鱼加工过程中水分由最初的69.41%逐渐降低最终达56.84%,说明腌制、风干、熏制、定型都在一定程度上降低了鲟鱼肉的水分。与盛金凤熏制罗非鱼的研究相一致[8],新鲜鲟鱼鱼肉水分含量较高,未经处理的鱼肉熟化后组织比较软烂,不利于包装及储藏。因此,在将熏制鲟鱼开发为即食性产品时,需要对鱼肉进行加工处理,使鲟鱼水分含量降低到可接受水平,肌肉的品质与水分有密切相关,这在其他研究中也有报道[9-10]。由图2可知,鲟鱼在加工过程中盐分略有升高,最终为2.66%。通过加工形成合适的盐分,可以使鲟鱼产品形成良好的风味及口感。

图1 热熏鲟鱼加工过程中水分的变化Fig.1 Change of moisture contents during processing of hot smoked sturgeon

图2 热熏鲟鱼加工过程中盐分的变化Fig.2 Change of NaCl contents during processing of hot smoked sturgeon

2.2 色差在加工过程中的变化

由图3可知,鲟鱼属白肉鱼,新鲜鲟鱼鱼肉a*(17.693)、b*(2.002)值都较低,在风干、熏制、定型过程中L*值略有降低,a*、b*值逐渐增大至31.047、14.008,红度与黄度增加,说明风干、熏制、定型能够赋予产品诱人的色泽,而烟熏过程产生的烟熏物质对产品色泽的影响最为明显。烟熏液含有400多种化学成分,包括有机酸、酯类和羰基化合物等[11]。因此烟熏成分的化学组成对产品风味及产品色泽均有显著影响。

图3 热熏鲟鱼加工过程中的L*、a*、b*值变化Fig.3 Change of L*,a* and b* during processing of hot smoked sturgeon

2.3 挥发性盐基氮(TVB-N)在加工过程中的变化

挥发性盐基氮主要是指蛋白质分解产生的碱性氮类化合物。国标规定,我国鲜、冻水产品中挥发性盐基氮总量不得高于20 mg/100g(GB 2733-2005)。从图4可以看出,在加工过程中,鲟鱼TVB-N值变化随加工先降低后增加。实验开始时,鱼肉比较新鲜,TVB-N值在10.596 mg/100g,经过腌制后TVB-N值下降明显,在风干、熏制及定型过程中呈缓慢上升趋势。盐分抑制了鱼肉中微生物的繁殖,从而抑制了微生物对蛋白质的降解和腐败作用,盐度也降低了鱼肉中酶的活性,减缓了其对鱼肉的降解作用[12],因此腌制能延缓TVB-N的上升,这主要是由于腌制可以有效抑制TVB-N值的增长,随着鲟鱼的加工,鱼肉组织、细胞破坏分解,细胞内的酶作用于蛋白、脂肪等底物,加上微生物的繁殖[13]产生了少量TVB-N,最终含量达12.334 mg/100g,低于安全限量,TVB-N作为衡量鱼肉的鲜度指标[14],说明烟熏加工不会使鲟鱼鱼肉鲜度发生太大变化。

图4 在热熏鲟鱼加工过程中TVB-N的变化Fig.4 Change of TVBN contents during processing of hot smoked sturgeon

由图5和图6可知,鲟鱼加工过程中,非蛋白氮的含量整体下降趋势,总氮在腌制后显著下降,腌制阶段含量最低,可能与腌制时水溶性的含氮物质随盐水的渗出造成的[15]。风干阶段非蛋白氮含量与蛋白水解指数较高,说明温度升高,水分减少,蛋白质发生水解,组织蛋白酶、氨肽酶和二肽酶等酶在这个阶段活性较强,使鱼肉蛋白质降解生成大量小肽和游离氨基酸,这些物质对鲟鱼制品的风味具有决定作用[16]。控制干燥时间,即控制干燥过程中蛋白质的水解,对于热熏鲟鱼良好风味的形成有很大的作用。

图5 热熏鲟鱼加工过程中总氮的变化Fig.5 Change of TN contents during processing of hot smoked sturgeon

图6 热熏鲟鱼加工过程中非蛋白氮的变化Fig.6 Change of NPN contents during processing of hot smoked sturgeon

蛋白质的水解程度可用蛋白质水解指数表示(PI),即非蛋白氮(NPN)占总氮(TN)的百分数。由图7可知,鲟鱼在加工过程中蛋白质水解指数逐渐逐渐降低,风干过程蛋白质水解指数为7.913高于腌制、熏制及定型过程。有文献报道,盐淹会引起肌肉蛋白质的降解,形成小分子风味物质[17-19],腌制导致的脂肪氧化的初级和次级产物也会对蛋白产生破坏,促进蛋白质交联作用和形成羰基化衍生物[15]。

图7 热熏鲟鱼加工过程中蛋白水解指数的变化Fig.7 Change of PI contents during processing of hot smoked sturgeon

2.4 TBA与脂肪氧化酶相对活性的变化

TBARS值是衡量脂肪酸氧化的一个常用指标,与水产腥味密切相关[20]。TBARS值高于2.2 mg/kg时,鱼肉腥味明显；丙二醛在肉类中超过0.5 mg/kg,加热时即产生异味,而且它本身也是一直致癌物质,含量过高危害人体健康[21]。由图8可知,鲟鱼TBA含量在腌制及风干过程中上升,风干后达最高值4.706 mg/kg。腌制时渗入的钠离子具有加速脂肪氧化的作用；在加工过程中,包括磷脂和甘油三脂在内的脂质在脂肪酶和磷脂酶的作用下分解为游离脂肪酸[22]。盐和低水分活度能提高肌肉脂肪酶活性,它们联合作用使得风干过程中的肌肉磷脂水解加速,肌肉组织中甘油三脂的水解有相似的特性:即随着腌制和成熟过程中盐分的升高和水分的下降,脂肪酶降解能力增高,脂肪组织中的中性和碱性脂肪酸大量聚积[23-24],类似研究指出,腌制处理不仅能够促进鱼片脂肪的氧化,还能够使脂肪的氧化提前[25]。风干过程增加了脂肪与氧的接触,TBARS持续升高,脂类分解氧化明显,因此腌制、风干过程是鲟鱼脂肪氧化的主要过程；鱼肉经熏制后,TBARS显著降低至1.923 mg/kg且定型后含量基本不变,一方面可能由于氧化底物的减少与氧化产物的扩散,一方面可能由于熏制产生的烟熏物质使鱼肉氧气隔绝,同时抑制了脂肪氧化酶的活性。结合图9可知,鲟鱼加工过程中脂肪氧化酶活性在腌制时最高,随后序工艺进行逐渐降低,定型后最低182 U,因此,鲟鱼加工过程中熏制工艺对于鱼肉脂肪酸氧化酸败具有明显的抑制作用,利于熏制鲟鱼产品的贮藏。

图8 热熏鲟鱼加工过程中TBA的变化Fig.8 Change of TBA contents during processing of hot smoked sturgeon

图9 热熏鲟鱼加工过程中脂肪氧化酶相对活性的变化Fig.9 Change of LOX relative activities values during processing of hot smoked sturgeon

2.5 细菌总数变化

由图10可知,热熏鲟鱼细菌随加工过程逐渐降低,产品中未检出。原料细菌总数为2930 CFU/g,鱼肉经腌制后降低至35 CFU/g,说明腌制能够有效抑制微生物的生长繁殖。实验中,鱼肉经过熏制后未检出细菌,这与蔡秋杏[26]的研究一致。烟熏加工工艺对微生物的影响,主要表现在熏烟成分的杀菌作用和烟熏过程中食品的水分含量减少、水分活度的下降阻碍微生物生长繁殖[27]。一般认为,熏烟中具有杀菌作用的成分有醛类、酚类及甲苯酚等,烟熏的主要成分为酚类物质及衍生物[27],因此具有杀菌防腐能力,在熏制过程中,随着烟熏物质的慢慢渗透,鱼片表面及肌肉内部的微生物逐渐被杀灭。

图10 热熏鲟鱼加工过程中细菌总数的变化Fig.10 Change of total bacteria during processing of hot smoked sturgeon

3 结论

鲟鱼加工的关键工序使产品的水分、盐分、色差维持在一定范围,赋予产品良好的口感、风味及诱人的色泽；挥发性盐基氮最终含量低于安全限量；鲟鱼蛋白水解主要发生在腌制及风干过程,蛋白水解产生的氨基酸赋予产品良好的滋味；硫代巴比妥酸值在腌制及风干过程中上升,脂肪氧化酶活性在腌制时最高随后逐渐降低,脂肪氧化主要发生在腌制及风干过程中,烟熏过程对于鱼肉脂肪酸氧化酸败具有明显的抑制作用,；微生物菌落在产品中未检出,腌制、风干及熏制工艺能够逐渐杀灭鱼肉表面及内部的微生物。热熏鲟鱼的关键加工工序一方面保证了热熏鲟鱼产品的品质,同时赋予产品良好的风味及口感。

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Study on quality changes during processing of hot smoked sturgeon

LI Xiao-Yan1,2,,HAO Shu-Xian1,*,LI Lai-Hao1,YANG Xian-Qing1,HUANG Hui1,WEI Ya1

(1.South China Sea Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences,National Research and Development Center for Aquatic Product Processing,Key Laboratory of Aquatic Product Processing,Ministry of Agriculture,Guangzhou 510300,China;2.Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China)

Quality changes during processing of hot smoked sturgeon(moisture content,NaCl content,TVBN,NPN,TN,PI,TBA,LOX,total bacteria)were studied to provide some theoretical foundation of flavor formation mechanism,regulation and control of product quality and scientific standardization production. The results showed that moisture content showed a downward trend and came to 56.84% finally,NaCl content rised to 2.66%. L*value decreased slightly,a*and b*value were significantly higher(31.047,14.008)than the raw material,which showed attractive colour and lustre. TVB-N values were firstly increased and slowly decreased to 12.334 mg/100 g which was lower than the safety limit,so smoked process had no significant influence on freshness of sturgeon. PI was highest during air drying(7.913)and proteolytic process mostly happened at the stage. TBA values were rised during curing and drying and decreased to 1.923 mg/kg after smoking,there was a peak of 4.706 mg/kg after drying,LOX relative activities were firstly increased and then decreased to 182 U,combining TBA value with LOX relative activities,fat oxidation occurs mainly in curing and drying process and smoking process had obvious inhibitory effect on fish fat oxidative and rancidity. Total bacteria was zero in products which proved that hot smoked sturgeon key processing procedure could kill the fish surface and internal microbes.

hot smoking;sturgeon;quality

2014-10-11

李晓燕(1989-)，女，硕士，研究方向：水产品加工与安全，E-mail：lixiaoy2009@126.com。

*通讯作者:郝淑贤(1972-)，女，博士，副研究员，主要从事水产品加工与质量安全研究，E-mail：susanhao2001@163.com。

农业公益性行业专项(201003055-06)；国家重大科技成果转化项目(ZD-2013-345-3)；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(2012YD01)。

TS254.1

A

1002-0306(2015)19-0073-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.19.006