巴沙鱼片脱腥工艺优化及腥味物质分析

鲍佳丽，方旭波 ，陈小娥,3, ，刘苏婷，张 芳，沈君英

（1.浙江海洋大学食品与药学学院，浙江舟山 316022；2.浙江国际海运职业技术学院，浙江舟山 316021；3.舟山市海大科学技术研究院，浙江舟山 316000；4.舟山佰爱家食品有限公司，浙江舟山 316000）

巴沙鱼（Pangasius bocourti）是一种东南国家主要的淡水养殖生物，属鲶形目（Siluriformes），主要分布于湄公河流域[1-2]，其营养丰富、肉质白嫩细滑，通常被制作成冷冻鱼片，且价格低廉，越来越受消费者的喜爱[3-4]。然而，巴沙鱼通常都具有较重的土腥味，其限制了加工产品的销售。目前，采用天然植物脱腥剂是改善腥味最便捷的途径之一。刘方芳等[5]利用红茶处理美国大口胭脂鱼，发现鱼肉腥味明显减弱，风味得到改善。吴燕燕等[6]采取香菜、香茅对鲈鱼片进行脱腥，发现其不仅可使脱腥后的鱼肉在保留原有风味，还能赋予其天然的植物香气，同时具有一定保鲜效果。由此可见，天然植物脱腥剂不仅可以降低腥味，赋予食物独特风味，还可能具有一定抑菌作用，延长产品贮藏时间。

紫苏（Perilla frutescens）原产于东亚，在我国栽培历史悠久，是著名的药食两用植物[7]。其生物活性物质种类较为丰富，具有抗氧化、抗菌、降血脂等功效[8-9]。此外，紫苏对水产制品、肉制品和卤制品等都具有良好地保鲜和增添食物独特风味的作用[10]。雷跃磊等[11]采用不同紫苏形式对鳜鱼进行脱腥，证明紫苏汁具有较好的脱腥能力。丁莫[12]利用紫苏提取液对贮藏过程中的脆肉鲩鱼片进行处理，研究发现紫苏提取液不仅对鱼片具有脱腥效果，还具有显著的抗菌和抗氧化功效。紫苏存在独特香气，是水产食品加工中天然去腥剂和调味料，迄今为止，紫苏叶在巴沙鱼的脱腥应用鲜有报道。

本实验以色差（ΔE）和腥味值[13]为指标，用正交试验优化设计脱腥工艺，采用电子鼻进行辅助分析[14]，考察紫苏提取液浓度、脱腥时间和脱腥温度对巴沙鱼片脱腥结果的影响，并采用GC-MS技术对其脱腥前后的风味化合物进行分析，为今后巴沙鱼片的产业化提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

冷冻巴沙鱼 舟山佰爱家食品有限公司；紫苏叶 舟山华润万家。

WT1002N电子天平 上海梅颖浦仪器制造有限公司；HH-W420/600三用恒温水箱 常州金坛良友仪器有限公司；PEN3电子鼻便携式系统 北京菁美瑞科技有限公司；CR-400色差仪 深圳金准仪器设备有限公司；气相色谱-质谱联用仪（GC-MS） 美国Thermo科技公司。

1.2 实验方法

1.2.1 原料处理 鱼肉解冻，去头去内脏，剔除脊椎骨，处理成巴沙鱼柳，最后切片去皮，放入-18 ℃冰箱备用。将新鲜紫苏叶按照固形物质量浓度0、1、2、3、4及5 g/100 mL的添加量在100 ℃的沸水中浸提20 min冷却后制得紫苏水提物。

1.2.2 单因素实验 将预处理后的鱼片解冻浸入紫苏水提物的水溶液中，鱼片质量与紫苏水提物体积比即料液比为1:3 g/mL。脱腥工艺条件固定在脱腥温度20 ℃，时间45 min，考察紫苏水提物浓度（0%、1%、2%、3%、4%和5%）对腥味值和色差值的影响；脱腥工艺条件固定在紫苏水提物浓度2%，脱腥时间45 min，考察脱腥温度（10、15、20、25、30 和 35 ℃）对腥味值和色差值的影响。脱腥工艺条件固定在紫苏水提物浓度2%，脱腥温度20 ℃，考察脱腥时间（0、15、30、45、60和 75 min）对腥味值和色差值的影响。外加电子鼻辅助分析紫苏水提物浓度、脱腥温度和脱腥时间三个因素对巴沙鱼片脱腥结果的影响。

1.2.3 正交试验 在单因素实验的基础上，设计L9（34）正交试验，如表1所示，以腥味值和色差值为指标，优化脱腥工艺。

表1 巴沙鱼去腥工艺正交实验因素水平表Table 1 Orthogonal experiment of Pangasius bocourti deodorization process

1.2.4 腥味评价 样品经脱腥处理后沸水中煮3 min，待完全煮熟后，采用先闻后吃的顺序，由12名经过培训的食品专业研究生进行评价。将厚薄均匀的鱼片随机放入一次性纸杯中，纸杯上用三位随机的阿拉伯数字编码。腥味评级由0（无腥味）到5（腥味很重）的6个强度等级来确定，具体评级标准见表2。评估在正常光线下于室温（约25 ℃）下进行，品尝不同样品时用净水漱口。每组剔除最小值和最大值后再求平均值，得到腥味评分值。

表2 腥味值评分标准Table 2 Evaluation standard of fishiness value

1.2.5 色差 参照王萍等[15]的试验方法，使用CR-400型色差仪于室温下测量巴沙鱼肉样品。结果用参数L*、a*、b*值表示，每个样品取三个不同的位置各测一次，取平均值，计算脱腥前后的总色差，公式如下：

式中：L0*、a0*、b0*表示浸泡紫苏脱腥液前巴沙鱼片的色泽值；L*、a*、b*则表示浸泡后巴沙鱼片的色泽值。

1.2.6 电子鼻分析 根据Yin等[16]的方法，使用包含传感器阵列单元的PEN3电子鼻进行电子鼻分析。将处理过的巴沙鱼片样品分别放入50 mL小烧杯中，保鲜膜密封，并放置30 min后测量。测定时间70 s，清洗时间100 s，进样流速200 mL/min。

1.2.7 GC-MS分析

1.2.7.1 挥发性成分萃取 参照李鹏飞等[17]的方法。称5 g捣碎后的样品放入20 mL顶空瓶中，在60 ℃加热装置中静置15 min，用萃取头吸附30 min，然后立即插入250 ℃ GC-MS进样口解吸8 min。

1.2.7.2 GC-MS条件 色谱柱类型：DB-WAX毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；进样口温度：250 ℃；离子源：EI；离子源温度：200 ℃；接口温度：250 ℃；电子能量70 eV。用NIST和Willey谱库检索，并结合已发表文献进行结果分析，峰面积归一法计算相对含量，匹配度大于80%才予以报告[18]。

1.3 数据处理

采用Excel对数据进行整理归纳，OriginPro2017软件进行画图，SSPS软件进行数据分析，Winmuster软件对电子鼻的数据进行处理。

2 结果与分析

2.1 单因素实验

2.1.1 紫苏水提物浓度对脱腥效果的影响 腥味值是水产品风味的一个重要指标，可较为直观地表示出不同处理条件下的脱腥效果。另外，由于紫苏花色素苷易溶于水[19]，因而紫苏水提物会随着浓度的增大而颜色变深，浸泡时会影响鱼肉本身的色泽。由图1可知，巴沙鱼片的腥味值随着脱腥液浓度的增加先减小，当浓度大于3%时趋于平缓。ΔE值随浓度的增加不断增大，当浓度超过3%时，ΔE值急剧上升，说明鱼片颜色变化明显。吕艳芳等[20]研究发现，当ΔE＞3时，颜色差异明显，肉眼可察觉。图2是利用电子鼻对6个样品进行辅助检测分析，巴沙鱼片在浓度为0%、1%、2%、3%、4%、5%条件下进行脱腥实验后测得的PCA分析图谱。可知，主成分1（PC1）和主成分2（PC2）贡献率分别为74.64%和19.06%，总贡献率为93.70%（＞80%），说明主成分可以较好表达不同脱腥液浓度脱腥后的巴沙鱼片挥发性气味的主要特征信息[21]。其中，2%和3%在PC2上与0%距离最远，但之间有部分重叠表明有相似挥发性成分，区分效果不太明显，需要进行进一步的区分。由图3可知，LDA的总贡献率为97.69%（＞80%），能表达大部分主要特征信息，且3%在PC2与0%的距离大于2%在PC2与0%的距离。同时结合腥味值和色差值综合考虑，最终选取最佳脱腥液浓度为3%进行后续正交试验。

图1 紫苏水提物浓度对巴沙鱼片的脱腥影响Fig.1 Effect of Perilla frutescens water extract concentration on deodorization of Pangasius bocourti fillets

图2 紫苏水提物浓度下巴沙鱼片脱腥的PCA图Fig.2 PCA chart of Pangasius bocourti fillets with different concentration of Perilla frutescens water extract

图3 紫苏水提物浓度下巴沙鱼片脱腥的LDA图Fig.3 LDA chart of Pangasius bocourti fillets with different concentration of Perilla frutescens water extract

2.1.2 脱腥温度对脱腥效果的影响 从图4中可以看出，随着脱腥温度的增加，ΔE缓慢上升，超过30 ℃时，ΔE上升速度加快。同时随着温度的升高，巴沙鱼片腥味值反而减小，最后轻微波动，在25 ℃时腥味值出现最低点。可能由于温度升高，紫苏中挥发油扩散加剧，掩盖土腥味，从而使得腥味值降低。与刘云轩等[22]研究结果相似。由图5～图6可知，不同脱腥温度下PCA和LDA图的两主成分总贡献率分别为80.18%和97.47%（＞80%），可以表达大部分主要特征信息。图5中30和35 ℃样品有重叠，而在图6中样品区分明显，说明样品在LDA中整体风味的区分度较好。从图6中可知，25 ℃与其他脱腥温度结果在PC1和PC2上均相距较远，区分较好，但温度越高对鱼肉本身质地破坏极大，为了避免温度上的破坏，选取25 ℃进行脱腥处理，这与上述腥味值分析结果相符，同时该条件下色差也不会出现明显变化。

图4 脱腥温度对巴沙鱼片的脱腥影响Fig.4 Effect of deodorization temperature on deodorization of Pangasius bocourti fillets

图5 不同脱腥温度下巴沙鱼片脱腥的PCA图Fig.5 PCA chart of Pangasius bocourti fillets with different deodorization temperature

图6 不同脱腥温度下巴沙鱼片脱腥的LDA图Fig.6 LDA chart of Pangasius bocourti fillets with different deodorization temperature

2.1.3 脱腥时间对脱腥效果的影响 从图7可以看出，ΔE随着脱腥时间的延长而增加，腥味值随着脱腥时间的增加而减小。在60 min时腥味值降到最低点，与此同时，ΔE值并未大于3，说明颜色变化差异不明显。从图8结果中也可以看出，不同脱腥时间下PC1和PC2的总和为90.15%（＞80%），包含大部分样品信息。样品在15、30和45 min时和在60和75 min时都有重叠部分，说明它们之间具有相似的挥发性气体成分，需进一步分析。图9可知，与未脱腥的巴沙鱼片相比，各样品在LD1上相差较大，说明脱腥时间对巴沙鱼片风味有一定影响。45、60、75 min时鱼片的挥发性气味在主成分空间中分布较为集中，且在LD1上与对照的差异高于30 min，在LD2上高于15 min。60 min时脱腥后的挥发性物质在LD1上与0的差异高于45和75 min。且在60 min后，腥味值变化并不明显，色差值却快速上升，考虑到巴沙鱼肉在紫苏水提物中浸泡时间过长，会对鱼肉本身的品质风味产生不良影响。综上所得，采用60 min作为后续正交试验的时间。

图7 脱腥时间对巴沙鱼片脱腥的影响Fig.7 Effect of deodorization time on deodorization of Pangasius bocourti fillets

图8 不同脱腥时间下巴沙鱼片脱腥的PCA图Fig.8 PCA diagram of different deodorization time for Pangasius bocourti fillets

图9 不同脱腥时间下巴沙鱼片脱腥的LDA图Fig.9 LDA diagram of different deodorization time for Pangasius bocourti fillets

2.2 脱腥优化正交试验

表3可知，就色差而言，三个因素大小顺序为A（脱腥液浓度）＞C（脱腥时间）＞B（脱腥温度），脱腥最佳组合为A2B2C1；就腥味值而言，极差结果分析得到影响巴沙鱼片脱腥因素的主次顺序为：A＞C＞B，这与色差分析结果一致，也与表4方差分析结果一致，但脱腥最佳组合为A2B1C2。本试验目的在于脱腥，因此，应该在腥味较低的情况下，尽量减少紫苏水提物对鱼片色泽的影响。两种组合相互比较，最终选取A2B1C2作为最佳的脱腥组合。即最优脱腥条件为紫苏水提物浓度3%，脱腥温度20 ℃，脱腥时间60 min。验证试验，将该鱼片在浓度为3%、温度为20 ℃下浸泡1 h，平行3次，测得ΔE值分别为2.713、2.675、2.627，平均值为 2.671，测得腥味值分别为1.24、1.27和1.20，平均值为1.24。其中腥味值低于正交试验中的其它组合，说明表3优化的工艺参数具有适应性和可靠性。在该条件下，所得到的巴沙鱼片无明显土腥味，肉色白皙且带有淡淡的紫苏香气。

表3 正交试验设计及结果分析Table 3 Orthogonal experiment design and result analysis

表4 方差分析结果Table 4 Analysis of variance results

2.3 巴沙鱼片脱腥前后挥发性成分分析

气质联用是挥发性成分分析中最常见的方法，通过GC-MS技术，在紫苏水提物处理前后的巴沙鱼中分别测出74和75种挥发性物质，主要包括醛、醇、酮、酯、酸和烃类。由于酮类、酯类和烃类阈值高，对总体气味贡献较低[23-24]，所以本文主要分析相对含量差异性较大的醛类和醇类，其分析结果见表5。可知，脱腥处理后醛类的相对含量大幅度下降，而脱腥后的醇类的相对含量较脱腥前有所增加。这可能是由于紫苏水提物中的萜类物质（芳樟醇、紫苏醇和alpha-松油醇等）具有独特且浓郁的香味可以掩盖住鱼片本身的腥味。还有可能是因为紫苏水提物中含有丰富的抗氧化和抑菌成分能够在鱼片加工过程中抑制鱼片营养物质的氧化及微生物代谢所产生不良风味[22]。这与刘建等[25]的研究结果相似。

表5 巴沙鱼脱腥前后主要挥发性成分分析Table 5 Main volatile components of Pangasius bocourti before and after deodorization

2.3.1 醛类物质 在巴沙鱼片挥发性成分中醛类的相对含量最高，主要来源于脂肪氧化降解，具有香气阈值低等特点，对鱼肉风味影响较大[23]。表5可知，正己醛、壬醛、庚醛具有鱼腥味和草味[26-27]。在醛类中，己醛和壬醛气味刺鼻，含量较高，是导致巴沙鱼片具有腥味的主要成分。Thiansilakul等[28]研究证实，己醛对淡水鱼和海水鱼类的腥味有不可或缺的作用。庚醛的相对含量不高，但其阈值低，对巴沙鱼片的腥味也起着一定的作用[29]。鱼片脱腥处理后，醛类相对含量均得到改进，己醛和壬醛的相对含量分别下降了84.23%和74.52%，庚醛物质未被检出，说明紫苏水提物能较好的除去巴沙鱼片中的腥味物质。

2.3.2 醇类物质 巴沙鱼片主要醇类有正戊醇、正己醇、1-辛烯-3-醇、2-乙基己醇、正辛醇、正庚醇和乙醇。经脱腥处理后其风味物质增加了叶醇、芳樟醇、紫苏醇和α-松油醇等，产生令人愉快的香气，对其腥味有一定的遮掩作用。醇类主要是由脂肪酸氧化酶对多不饱和脂肪酸的作用产生的，阈值低，对鱼肉气味贡献较大，尤其是不饱和醇类[30]。紫苏水提物脱腥处理后，鱼片中1-辛烯-3-醇、正己醇、正戊醇和正辛醇的相对含量明显减少，其中1-辛烯-3-醇由15.66%降低到7.09%。有报道表明，1-辛烯-3-醇具有鱼腥味和蘑菇味，在于多种水产品的挥发性气味中检测出，是产生腥味的主要成分之一[31-32]。1-辛烯-3-醇相对含量的减少也证实了紫苏水提物具有较好的脱腥作用。

3 结论

以腥味值和色差值为指标，结合电子鼻分析进行单因素试验，并进行正交试验优化脱腥工艺，且在紫苏水提物浓度3%、脱腥时间60 min以及脱腥温度20 ℃时，对巴沙鱼片脱腥效果较好。采用GCMS技术对脱腥前后的巴沙鱼片挥发性化合物进行检测，结果显示，脱腥前后鱼肉中挥发性化合物种类和含量具有一定的差异，并且脱腥后的鱼肉中己醛、壬醛和1-辛烯-3-醇等主要的腥味物质相对含量明显降低，说明紫苏水提物具有一定的脱腥能力。此工艺研究天然植物脱腥剂紫苏对巴沙鱼片腥味的脱除效果，工序较为方便快捷，适用于产业化生产，提供一种便捷食用的冷冻鱼片半成品，为进一步开发利用巴沙鱼提供理论依据，也为相关餐饮行业提供一定的便利。