稻田养殖鲤与池塘养殖鲤的风味比较

周惠敏，施文正，2，徐冠洪，曲映红，2

(1.上海海洋大学食品学院，上海 201306；2.上海海洋大学食品学院，上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心，上海 201306；3.青田愚公农业科技有限公司，浙江丽水 323900)

池塘养殖具有范围广、密度高等特点，但因长期投放饲料喂养，会造成水体污染，从而造成淡水鱼土腥味较重，影响水产品风味[1]。而稻田养殖天然饵料丰富，具有良好的生态环境，可以实现农业资源循环利用、增加粮食和鱼类的产量、增加收入[2]。在稻田中养殖鲤(Cyprinuscarpio)，可少用或不用农药、兽药，食用更加安全，且其肉质细嫩鲜美，鳞软可食，深受消费者青睐。

淡水鱼的风味指自身游离氨基酸、呈味核苷酸和挥发性化合物等因素[3]。研究表明水产品的风味受养殖模式和季节等因素影响[4]。如刘崇万等[5]研究发现传统养殖模式和池塘循环水槽养殖模式的斑点叉尾鮰(Letauruspunetaus)肌肉营养品质有显著性差异；施文正等[6]研究发现野生草鱼(Ctenopharyngodonidella)与养殖草鱼的挥发性成分有显著性差异。

为探究稻田养殖和池塘养殖鲤肌肉滋味和气味的差异，本研究采集两种养殖环境下的鲤进行感观分析，为鲤品质提升及风味优化提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

同一批鲤鱼苗在池塘中养殖到7月后，一部分继续在池塘中养殖(CT组)，另一部分放入稻田中养殖(DT组)。2021年8-10月，每月20日在池塘和稻田进行分别采样，采样时个体大小基本一致，体重差≤20 g；采样量每次6尾。7月采样的鲤记为K7；8、9、10月稻田采集样品记为DT8、DT9和DT10；8、9、10月池塘采集样品记为CT8、CT9和CT10。保活运输到实验室进行后续试验。

6种核苷酸标准品、17种氨基酸混合标准品(色谱级)，美国Sigma公司；磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、甲醇(色谱级)，上海泰坦科技有限公司；氢氧化钠(NaOH)、三氯乙酸(TCA)、氢氧化钾(KOH)、高氯酸，源叶生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

H2050R型高速冷冻离心机，长沙湘仪有限公司；A25型实验室小型均质机，上海福克设备有限公司；LA-8080型全自动氨基酸分析仪，日本Hitachi公司；W26955型高效液相色谱仪，美国Waters公司；GL Intertsil ODS-3型液相色谱柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)，上海泰坦科技有限公司；6890 GC-5975 MS联用仪，美国Agilent公司；固相微萃取(SPME)手动进样手柄，美国Supelco公司，65 μm PDMS/DVB萃取头。

1.3 试验方法

1.3.1 样品准备

将鲤去头、去内脏、去皮后取背肉，做好标记放入自封袋中于-80 ℃冰箱中保存待测。

1.3.2 感官评定-二点差别检验法

随机同时出示DT和CT组鱼肉给评定员，要求30名评定员根据表1对样品进行评定。

表1 二点差别检验法问答表Tab.1 Two-point difference test question and answer table

1.3.3 呈味核苷酸的测定

呈味核苷酸的测定参考WANG等[7]方法，并稍作修改。称取样品5.00 g，加10 mL预冷的高氯酸(10%，v/v)，均质30 s，然后冷冻离心15 min(10 000 r/min，4 ℃)，过滤并收集上清液。加入5 mL预冷的高氯酸(5%，v/v)洗涤沉淀物，在相同条件下再次离心。重复上述操作两次。用KOH将收集的上清液的pH调至6.5并静置30 min。然后用超纯水定容至50 mL，过0.22 μm滤膜待测。

1.3.4 游离氨基酸的测定

游离氨基酸的测定参考HUANG等[8]方法。将2.00 g样品与15 mL预冷的三氯乙酸溶液(15%，v/v)混匀并均质30 s，静置2 h。然后离心15 min(4 ℃，10 000 r/min)。过滤取上清液5 mL，用NaOH调pH至2.2，转移至10 mL容量瓶中，用高纯水稀释。游离氨基酸采用全自动氨基酸分析仪测定分析。

1.3.5 滋味活度值和味精当量的计算

滋味活度值(taste activity value，TAV)是样品中各呈味物质的浓度与其阈值的比值，反映了滋味活性物质对鱼肉整体滋味的贡献程度[9]。计算公式见式(1)：

TAV=C/T

(1)，

式中C代表样品中滋味物质的浓度，T代表该滋味物质的阈值。当TAV>1时，表明该滋味活性物质对整体滋味贡献显著，且成正比。当TAV <1时，表明该滋味物质不影响整体风味[10]。

味精当量(equivalent umami concentration，EUC)是指鲜味氨基酸(谷氨酸、天冬氨酸)和呈味核苷酸(IMP，AMP)之间的协同增强作用相当于单一味精(MSG)的浓度[11]。EUC值计算如式(2)[12]：

EUC=∑ab+1 218×(∑ab)×(∑cd)

(2)

式中EUC单位为(g MSG/100g)；a代表鲜味氨基酸含量(谷氨酸、天冬氨酸)(g/100g)；b代表鲜味氨基酸相对于味精的新鲜度系数(其中谷氨酸1，天冬氨酸为0.077)；c代表风味核苷酸含量(IMP，AMP)(g/100 g)和d代表呈味核苷酸相对于IMP的新鲜度系数(其中IMP为1，AMP为0.18)；1 218代表协同常数。

1.3.6 顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱法

顶空固相微萃取：5.00 g切碎的鱼肉与5 mL 0.18 g/mL NaCl溶液混合后置于顶空进样瓶中(规格：20 mL)。样品在50 ℃(水浴温度)下萃取40 min；然后将萃取头插入GC进样口，250 ℃解析5 min。

GC-MS测定：挥发性化合物测量使用与配备DB-5MS毛细管柱(60 m×0.32 mm，1 μm)；不分流模式进样。温度程序参考XIAO等[13]方法。初始温度从40 ℃开始以5 ℃/min的速率升温至100 ℃，保持2 min，然后以4 ℃/min的速率升温至160 ℃，最后以10 ℃/min升温至250 ℃，保持5 min。质谱条件：离子源温度为230 ℃，四极杆温度为150 ℃，电子能量70 eV。

1.3.7 GC-MS数据处理

通过Xcalibur软件对GC-MS数据进行分析。为了保证被检测组分可靠性，并根据现有文献，查询NIST和Wily质谱数据库对样品挥发性物质确认定性，当物质正反匹配度均大于800时(最大值1 000)才予以确认。采用面积归一化法确定挥发性物质的相对百分含量。

1.3.8 相对气味活性值计算

本文采用相对气味活性值(relative odor activity value，ROAV)[14]进行分析。定义对样品整体气味贡献最大化合物 ROAV为100，对于样品中其它挥发性物质ROAV值按公式(3)计算：

(3)

式中Ci和Cstan分别指每种挥发性成分和对样品整体风味贡献最大的成分的相对百分比(%)含量；Ti和Tstan分别指文献中报告的每种挥发性成分的气味阈值和对整体风味贡献最大的成分的气味阈值。

1.4 其他数据分析

数据均采用SPSS 25.0(SPSS Inc.，Chicago，USA)软件进行分析。数据结果以平均数±标准差表示，采用Duncan法表示多重比较的结果，采用Origin 8.5软件绘图(Origin Lab Corp，Hampton，USA)。

2 结果与分析

2.1 感官分析

共有30份有效问答单，在5%的显著水平上正解数大于20认为两组样品有差别。由表2可知，8、9月份的感官正解数均小于20，说明8、9月的鲤肌肉在两种养殖环境下无明显差异。10月份的感官正解数为24(>20)，说明在5%的显著水平上，鲤肌肉有明显差异，其中22位感官人员通过气味判断两组样品有差异，2位感官人员通过滋味判断两组样品有差异。

表2 二点差别检验法问答结果Tab.2 Two-point difference test question and answer results

2.2 呈味核苷酸分析

IMP是鱼肉中重要的鲜味核苷酸，其阈值为25 mg/100 g。AMP可以抑制苦味，产生理想的甜味和鲜味，其阈值为50 mg/100 g。从表3可以看出，7、8、9、10月的DT组和CT组中IMP的TAV>1，说明IMP在整个养殖过程中对鲤的整体滋味贡献显著。

2.3 游离氨基酸分析

如表4中的鲤肌肉游离氨基酸含量、阈值与式(1)综合可知，主要的游离氨基酸(TAV大于等于1)包括：谷氨酸、赖氨酸、组氨酸和精氨酸。在鲜味氨基酸中，天冬氨酸的TAV小于1，对鲤肌肉的鲜味贡献较小；主要的鲜味氨基酸是谷氨酸，DT组的谷氨酸含量高于CT组，其中鲤被放在稻田养殖第三个月时(DT10)的谷氨酸含量达到了20.04 mg/100 g。鲤肌肉中主要的甜味氨基酸是精氨酸，DT组中的精氨酸含量高于CT组，其中DT10中精氨酸含量达到了68.84 mg/100 g。稻田养殖可以使鲤肌肉更鲜美、更香甜。组氨酸虽然是苦味氨基酸，但可以增添独特的肉香，并有研究发现，组氨酸有可能会为美味的呈味物质[15]。

表4 稻田和池塘组中鲤肌肉游离氨基酸含量Tab.4 Contents of free amino acids in C.carpio meat in paddy field and pond

2.4 EUC和TAV值分析

AMP和IMP存在时呈现鲜味，且甜味也会有所增强。图1显示了不同月份的池塘和稻田养殖鲤的EUC值和TAV的变化。随着养殖时间的延长，两种养殖环境下鲤肌肉的EUC值和TAV值逐渐升高。其中DT组EUC值的TAV在8、9和10月都高于CT组，说明稻田养殖的鲤鲜味更明显。K7组鲤的EUC值为1.79 g MSG/100 g，味精当量TAV值为59.63 g/100 g。DT组的EUC值大于CT的EUC值，其中DT组在8、9、10月的EUC值分别为2.99、4.71、5.68 g MSG/100 g，味精当量TAV值为99.95、156.86、189.20 g/100 g；CT组在8、9、10月的EUC值为2.30、3.89、4.61 g MSG/100 g，味精当量TAV值为76.82、129.75、153.65 g/100 g。

图1 稻田和池塘组鲤肌肉的EUC及TAV值Fig.1 EUC and TAV values of C.carpio meat in paddy field and pond

2.5 挥发性物质分析

不同养殖环境下鲤肉中挥发性物质的ROAV值如表5，己醛、壬醛、辛醛、癸醛和1-辛烯-3-醇的ROAV值均大于1，对鲤整体风味影响较大，通常呈现不愉快的青草味、土腥味和刺激性气味。化合物的ROAV值越大，对整体风味的贡献就越大，一般认为ROAV≥1的物质是样品的主要挥发性化合物；ROAV值为0.1～1的挥发物对样品整体的风味起修饰作用[16]。DT组的己醛和壬醛的ROAV值低于CT组，说明稻田养殖的鲤肌肉中不愉快的气味物质对整体风味贡献较少。E-2-辛烯醛和十一醛具有果香、清香和脂肪香气，存在于DT组且ROAV值均大于1，对DT组的鲤风味有贡献。除此之外，ROAV值为0.1～1的辛醇、2-乙基-1-己醇和D-柠檬烯，对鲤肌肉整体的风味起修饰作用[17]。

表5 稻田和池塘组中鲤肌肉挥发性气味成分的相对气味活度值(ROAV)Tab.5 ROAV of volatile odor components of C.carpio meat in paddy field and pond

3 讨论

鱼肉的滋味受游离氨基酸的组成、含量和阈值的影响[18，19]。另外，游离氨基酸之间以及与呈味核苷酸之间相互作用会使水产品呈现出特有的滋味，如甘氨酸和谷氨酸的协同作用会使水产品鲜味增加，甘氨酸和丙氨酸与IMP的协同作用会使水产品的甜味显著增加[20]。由表4中鲤肉游离氨基酸含量、阈值与式(1)综合可得，主要的游离氨基酸(TAV>1)有谷氨酸、赖氨酸、组氨酸、精氨酸。表4显示在鲜味氨基酸中，天冬氨酸的TAV值小于1，对鲤肉的鲜味贡献较小；主要的鲜味氨基酸是谷氨酸，其与IMP有协同增强作用，因此对鱼肉的滋味有重要贡献。两种养殖环境下鲤肌肉中氨基酸含量有显著性差异(P<0.05)，DT组的谷氨酸含量始终高于CT组，说明稻田养殖鲤比池塘养殖鲤更鲜。除此之外，稻田养殖的鲤肌肉EUC及其TAV显著高于池塘养殖，进一步表明稻田养殖鲤比池塘养殖鲤更鲜。通过HS-SPME-GC-MS结合ROAV值筛选出17种气味活性物质，其中己醛、壬醛、辛醛、癸醛和1-辛烯-3-醇的ROAV值较高。DT组中不愉快的气味活性物质对鲤肌肉风味的贡献更低，进而说明稻田养殖的鲤肌肉气味优于池塘养殖。

综上表明，稻田养殖鲤肌肉更为鲜美，稻田养殖鲤肌肉中不愉快的气味物质含量比池塘养殖鲤肌肉中含量少。