荸荠粉对鲫鱼鱼肉的脱腥条件优化

田星慧，刘小红，罗忆芝，汪凤仙，刘贝，胡婷

黄冈师范学院生物与农业资源学院，经济林木种质改良与资源综合利用湖北省重点实验室，大别山特色资源开发湖北省协同创新中心（黄冈 438000）

三甲胺是产生鱼腥味的主要来源，常用的脱腥方法有感官掩蔽法、物理法、生物法、化学法等[1-2]。其中，感官掩蔽法指通过香辛料或其他香味物质来遮盖鱼腥味，如胡颖[3]利用天然香辛料对淡水鱼进行脱腥，发现葱姜蒜和黄酒的复合脱腥液具有很好的祛腥效果，马凯迪等[4]采用红茶、生姜、紫苏的联合脱腥工艺对紫菜鳜鱼进行脱腥，发现三者的最佳添加量分别为1%，1%和4%时脱腥效果最好；物理法有包埋法、吸附法等，如钱攀等[5]分别利用活性炭吸附法、红茶浸泡法、包埋法和酵母发酵法对美国鲢鱼进行脱腥，结果发现红茶浸泡法脱腥效果最好；生物法主要为发酵脱腥法，如张海燕等[6]利用酵母提取物和薄荷香精对鲈鱼进行脱腥，结果发现两者联合使用具有较好的效果，但发酵过程会产生其他气味，影响鱼肉的质地和风味；化学法有酸碱法、抗氧化剂法等，如毕士川等[7]利用0.15%的CaCl2和0.15%的冰醋酸的复合脱脂溶液浸泡鱼肉60 min，脱除部分脂肪和去除腥味，但容易造成化学品残留，导致安全问题。因此，随着消费者安全意识的增强，绿色纯天然的脱腥剂越来越受到关注。

荸荠，别名马蹄，种植历史悠久，作为国家地理标志产品，拥有很好的发展前景[8-9]。它富含多酚、多糖、黄酮等多种活性成分[10]，具有抗菌、抗氧化、防癌等功效[11]。鲫鱼为鲤科、鲫属鱼类，俗称鲫瓜子，营养价值较好，蛋白质、钙磷、B族维生素的含量丰富，对脾胃虚弱、痢疾、牙痛等都有很好的疗效[12]。但由于鲫鱼腥味较重，未经过脱腥处理，直接加热食用或加工成鱼制品，会降低其感官品质，影响食欲。在前期产品开发试验中发现，在鱼肠中添加荸荠粉可以明显减弱鱼糜制品的腥味，并有一股淡淡的荸荠香味。因此，试验利用荸荠粉对鲫鱼鱼肉进行脱腥，以三甲胺值（trimethylamine，TMA）作为评价指标，在单因素试验基础上运用响应面法优化脱腥条件，一方面为鱼及其制品的脱腥提供理论参考，另一方面为荸荠的开发和利用提供新思路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲫鱼、荸荠（黄商明珠购物中心）；荸荠粉（由干荸荠片粉碎制得）；三氯乙酸、三甲胺（上海展云化工有限公司）；甲醛、碳酸钾（南京维之城化学试剂有限公司）；甲苯（上海试验试剂有限公司）；无水硫酸钠（国药集团化学试剂有限公司）；苦味酸（台山市众诚化工有限公司）。

1.2 仪器与设备

可见分光光度计（722S，中国上海菁华科技仪器有限公司）；电热恒温水浴锅（HWS-28，中国常州国华电器有限公司）；电子天平（CP413）：中国奥豪斯仪器（常州）有限公司；电子天平（ML204T/02，美国梅特勒-托利多集团）。

1.3 试验方法

1.3.1 原料处理

市售鲫鱼，清洗后去骨取肉，切成1 cm3的鱼块备用。

1.3.2 单因素试验设计

将鲫鱼鱼肉置于一定温度荸荠粉溶液中浸泡一段时间后，用蒸馏水进行漂洗，测定鱼肉中三甲胺含量。具体参数：称取6份同等质量的鱼肉，固定料液比1︰3（g/mL）、浸泡温度45 ℃、浸泡时间60 min，荸荠粉浓度分别设置为0，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%和0.5%；固定荸荠粉浓度0.3%、料液比1︰3（g/mL）、浸泡时间60 min，浸泡温度分别设置为25，30，35，40，45和50 ℃；固定荸荠粉浓度0.3%、料液比1︰3（g/mL）、浸泡温度45 ℃，浸泡时间分别设置为20，40，60，80，100和120 min；固定荸荠粉浓度0.3%、浸泡温度45 ℃、浸泡时间60 min，料液比分别设置为1︰1，1︰2，1︰3，1︰4，1︰5和1︰6（g/mL）。

1.3.3 响应面法优化试验设计

通过单因素试验确定最适参数，以荸荠粉浓度、浸泡温度、浸泡时间、料液比为自变量，以三甲胺含量为响应值，用Box-Behnken法设计四因素三水平[13]的试验方案，得出荸荠粉脱腥的最佳条件。试验设计方案见表1。

表1 工艺参数优化试验设计方案

1.3.4 三甲胺的测定

参考张淼等[14]的方法进行测定。首先绘制三甲胺标准曲线，然后按照文献中的步骤测定脱腥处理后的鲫鱼鱼肉中的三甲胺含量。

1.3.5 腥味感官评价分析

选择20人（10男10女），对已经过脱腥处理的鲫鱼肉块进行感官评定。感官评分采用60分值，划分为5个等级。评分标准如表2所示。

表2 脱腥效果感官评定分数

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 荸荠粉浓度对脱腥效果的影响

从图1可见，鲫鱼鱼肉中三甲胺含量随荸荠粉浓度的增加而逐步降低，荸荠粉浓度超过0.3%时，鱼肉中三甲胺含量开始呈现上升趋向。剖析原因是荸荠粉中含有的黄酮、多酚等有效成分与水充分接触会产生浓郁特殊的香气[15]，在一定程度上遮盖了鱼肉的腥味，但荸荠粉浓度过高时，鱼肉自身就会残留较重的荸荠粉味，也因此掩盖部分鱼肉本身的鲜美[6]。因此，选择荸荠粉浓度0.3%进行后续试验。

图1 荸荠粉浓度对鲫鱼鱼肉中三甲胺含量的影响

2.1.2 浸泡时间对脱腥效果的影响

从图2可以看出，鲫鱼鱼肉中三甲胺含量随浸泡时间的增加而逐步降低，浸泡时间到达60 min时，三甲胺含量降到最低。之后随时间的增长，三甲胺含量开始迟缓上升。剖析原因，可能是鱼肉在脱腥液中浸泡时间过长，会造成鱼肉自身黏度增大，表面组织松散变化[15]，并且随着浸泡时间的增加，荸荠粉中的多酚类活性成分逐渐氧化失效，脱腥效果减弱[16]。因此，选择浸泡时间60 min进行后续试验。

图2 浸泡时间对鲫鱼鱼肉中三甲胺含量的影响

2.1.3 浸泡温度对脱腥效果的影响

如图3所示，鲫鱼鱼肉中三甲胺含量随浸泡温度的升高而下降，浸泡温度升高至45 ℃时，鱼肉中三甲胺含量最小，温度持续升高，三甲胺含量增加。剖析原因，是由于荸荠粉中的多酚对三甲胺的分解有抑制作用，浸泡温度升高会降低抑制作用。此外，温度过高会使鱼肉风味物质流失严重[5]，荸荠粉也会包藏部分鱼肉自身的味道。因此，选择浸泡温度45 ℃进行后续试验。

图3 浸泡温度对鲫鱼鱼肉中三甲胺含量的影响

2.1.4 料液比对脱腥效果的影响

如图4所示，鲫鱼鱼肉中三甲胺含量随着料液比中液体占比的升高而先减少后又逐渐上升，在料液比至1︰3（g/mL）时，鱼肉中三甲胺含量最低，腥味最弱。剖析原因，是由于溶剂含量的提高使鱼肉和溶液接触的机会增加，可以更有效地去腥[6]。因此，选择料液比1︰3（g/mL）进行后续试验。

图4 料液比对鲫鱼鱼肉中三甲胺含量的影响

2.2 响应面法优化工艺参数试验结果

采用Design-Expert 8.0.6.1软件进行试验设计，试验结果见表3。

表3 Box-Behnken试验设计及结果

通过统计分析软件Design Expert 8对试验的结果进行分析，建立三甲胺的二次响应回归模型，并对其进行优化。综合后的分析结果如表4所示。

表4 响应面回归模型结果方差分析

通过对响应面试验结果的分析，得出三甲胺对荸荠粉浓度（A）、浸泡时间（B）、浸泡温度（C）、料液比（D）的多次二项回归方程：三甲胺含量=32.81-1.04A+0.55B+0.39C-0.062D+1.81AB+0.15AC-0.96AD+0.66BC-0.057BD+0.98CD+3.66A2+2.29B2+1.70C2+3.02D2。

对该模型进行方差分析，由表4可知：P＜0.001，说明响应面回归模型有显著水平；失拟项=0.573 5＞0.05，表现为不显著，说明实际测量值与回归模型能较好拟合，试验误差小；C.V.=0.68%，说明置信度较高。在回归方程中，P值可用于判断试验因素的影响大小，P值越小，其影响因素也越重要，所以A、B、C、AB、AD、BC、CD、A2、B2、C2和D2对Y值影响高度显著，而D、AC、BD对Y值的影响不显著。由方差结果分析可得，影响鲫鱼脱腥因素的主次顺序表现为（A）荸荠粉浓度＞（B）浸泡时间＞（C）浸泡温度＞（D）料液比。

2.3 响应面交互作用分析

在各主要因素中间的交互因素的响应面图中，直接反映4个主要因素彼此间的互相联系。通过3D图，研究曲面的斜坡度，可以确定2个因素对响应值的直接影响程度，斜坡越陡，则代表该因素对鲫鱼肉的脱腥效果的直接影响程度越大，2个因素相互影响效果越显著。等高线越接近椭圆，说明这2个因素的交互协同作用对鲫鱼肉的去鱼腥味效果产生的直接影响的程度就越大。通过图5中可对试验过程中4个因素的相互作用及对脱腥效果的影响进行分析与评价，从而确定鲫鱼脱腥效果的最佳脱腥条件。

从图5（a）可以看出，与B相比，A响应面坡度较陡，说明对鲫鱼肉去腥效果的影响大小为A＞B。从图（b）可以看出，与C相比，A响应面坡度较陡，说明对鲫鱼肉去腥效果的影响大小为A＞C。从图5（c）可以看出，与D相比，A响应面坡度较陡，说明对鲫鱼肉去腥效果的影响大小为A＞D。从图5（d）可以看出，与C相比，B响应面坡度较陡，说明对鲫鱼肉去腥效果的影响大小为B＞C。从图5（e）可以看出，与D相比，B响应面坡度较陡，说明对鲫鱼肉去腥效果的影响大小为B＞D。从图5（f）可以看出，与D相比，C响应面坡度较陡，说明对鲫鱼肉去腥效果的影响大小为C＞D。因此，影响鲫鱼脱腥因素的主次顺序为A＞B＞C＞D，与方差分析结果相一致。

2.4 模型验证

利用Design Expert软件进行分析，得到荸荠粉对鲫鱼鱼肉的最佳脱腥条件：荸荠粉浓度0.32%，浸泡时间56.36 min，浸泡温度44.48 ℃，料液比1︰3.06（g/mL），三甲胺含量的预测值是32.63 mg/kg。在实际试验中，为提高试验的可操作性，对工艺参数进行调整：荸荠粉浓度0.3%，浸泡时间60 min，浸泡温度45 ℃，料液比1︰3（g/mL），在此条件下进行3次重复试验，三甲胺含量值为32.60±0.05 mg/kg，该结果接近预测值，说明该模型结果可靠，可用于鲫鱼脱腥条件优化工艺的研究。

2.5 腥味感官评价结果

对在最佳脱腥条件下处理的鲫鱼鱼肉进行腥味感官评定，其得分为56.33±2.08分，与不经任何脱腥处理的鲫鱼鱼肉得分（9.33±1.15分）相比，其腥味明显减弱，且煮熟后的鲫鱼鱼肉无腥味。以上结果表明荸荠粉是一种较好的脱腥剂。

3 结论

试验研究荸荠粉对鲫鱼鱼肉的最适脱腥条件，可以看出荸荠粉对鲫鱼鱼肉有较明显的去腥效果，且最佳脱腥条件为荸荠粉浓度0.3%、浸泡时间60 min、浸泡温度45 ℃、料液比1︰3（g/mL），在此条件下，三甲胺含量为32.63 mg/kg，鲫鱼鱼肉的腥味明显减弱，腥味感官评分最高。试验不仅为鲫鱼的脱腥找到一种新型材料，也有利于拓展荸荠的开发空间、提升荸荠的利用价值。