热加工方式对鱼汤营养成分及食用品质的影响

郑佳楠，韩 琳，王 悦，姜鹏飞，秦 磊，董秀萍*

（1 大连工业大学食品学院 食品交叉科学研究院 辽宁大连 116034 2 国家海洋食品工程技术研究中心 海洋食品精深加工关键技术省部共建协同创新中心 辽宁省海产品精深加工产业共性技术创新平台 辽宁大连 116034）

乌鳢（Channa argus），又名黑鱼、乌鱼、火头等，是我国的淡水鱼之一，广泛分布于我国各大水系中，2020 年全国养殖产量为501 095 t，较2019年增长8.46%[1]。乌鳢肉质鲜嫩，富含蛋白质等营养物质，其中必需氨基酸含量丰富，还含有丰富的钙、镁、铁和锌等[2]，具有较高的食疗价值和生物活性[3]，被视为术后人群恢复的滋补品[4]。乌鳢的传统食用方法为熬汤，受传统加工工艺的制约和限制，乌鳢资源利用率较低。合理开发利用乌鳢资源具有良好的市场价值。

汤是我国饮食文化不可或缺的重要组成部分，在我国一直有“无汤不成席”的说法。肉汤的熬制是水中溶入肌肉和骨骼中的营养素，进而形成独特风味的过程。目前，国内关于汤的研究报道集中在畜禽汤的加工工艺及营养风味等方面。曹雁平等[5]研究发现，高压煮骨工艺能较好地保留猪骨汤原有的风味。项怡等[6]研究发现，甲鱼鸡汤最佳熬煮工艺为高压40 min，在此条件下，汤的营养指标和感官品质达到较优水平。常亚楠等[7]通过测定游离氨基酸（FAA）在鸡汤中的含量发现，在煮制时间120 min 内，鸡汤随煮制时间延长变得更加鲜美可口，且营养价值高。

鱼汤因味道鲜美、营养丰富而深受人们的喜爱。高压熬煮是汤品工业化未来的发展趋势。朱琳芳[8]研究发现，脱腥和油炸处理改善了方便鱼汤的感官品质。步营等[9]研究发现，鳕鱼骨汤的最佳熬制工艺为料水比1∶2、温度110 ℃、时间2 h。此外，王媛媛等[10]研究发现，高压蒸煮使鱼头中总固形物、氨基酸态氮、蛋白质和核苷酸等物质更多地溶出，获得较多的挥发性物质，更适于鳕鱼头汤加工。本试验以乌鳢为原料，采用传统常压熬煮与高压结合破碎（前期预试验研究发现，常压处理后乌鳢鱼汤不能被破碎，而高压处理后鱼汤被破碎得到全鱼汤）制备全鱼汤，探究不同热加工方式对鱼汤中基本营养成分、矿物质元素、氨基酸含量及感官品质的影响，以期实现乌鳢原料利用最大化，为其工业化生产提供更多的依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

新鲜乌鳢：购自大连工业大学西门市场。

丙酮、异丙醇、氯胺T、高氯酸、对二甲氨基苯甲醛、浓硫酸、硝酸、氯化钾、冰醋酸、一水柠檬酸、氢氧化钠、无水乙醚、乙醇、苯甲醛：均为分析纯。

高速冷冻离心机（CF16RXII），日立公司；酶标定量测定仪（M200 型），瑞士Tecan Infinite 公司；全自动凯氏定氮仪（SKD-1000），上海沛欧分析仪器有限公司；手持式折射仪（DT80），常州德社精密仪器有限公司；智能电高压锅（MYYL50Easy203），广东美的生活电器制造有限公司；电子舌（TS-5000Z），Insent 有限责任公司；测色仪（UltraScan PRO），HunterLab 有限责任公司；氨基酸分析仪（LA 8080），日本Hitachi 公司。

1.2 试验方法

1.2.1 鱼汤的制备工艺

1.2.2 乌鳢鱼块的预处理 新鲜乌鳢宰杀后去血、去内脏，对半切分清洗，选取500 g 鱼块，用1 g/100 mL 食盐溶液以质量比2∶1（溶液/鱼块）浸泡脱腥1 h。

1.2.3 乌鳢全鱼汤的制备 油煎处理：预处理后鱼块在160 ℃下用30 mL 植物油油煎处理2 min。

常压熬煮：鱼块经油煎/不油煎后，加水（1∶2，g/mL）进行常压熬煮2 h，添加沸水至熬煮前质量。经40 目筛过滤后得常压-不油煎（CB）和常压-油煎（CY）鱼汤。

高压熬煮：鱼块经油煎/不油煎后，加水（1∶2，g/mL）进行高压熬煮（30，45，60 min，70 KPa），添加沸水至熬煮前质量。经破碎处理（60 s）后过40 目筛得高压油煎-30 min（GY-30），高压油煎-45 min（GY-45），高压油煎-60 min（GY-60）和高压不油煎-60 min（GB-60）鱼汤。

1.2.4 鱼汤营养成分的测定 粗蛋白：参照GB 5009.5-2016 《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法。

粗脂肪：参照GB 5009.6-2016 《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》中的索氏抽提法。

可溶性固形物：手持式折射仪测定经4 层纱布过滤后的鱼汤。

羟脯氨酸：称取鱼汤样品0.5 g 于安瓿瓶中，加入3 mL 盐酸（6 mol/L），密封后水解4 h（130℃）。调节pH 至6，并用去离子水定容至25 mL。参考杨洋[11]的方法以L-羟脯氨酸作为标准品，进行羟脯氨酸的测定，羟脯氨酸的标准曲线回归方程为：

矿物质元素：采用湿式消解法处理样品，消解液用水定容至50 mL，并用0.22 μm 滤膜过滤，收集的滤液参照GB 5009.268-2016《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》中的电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES），测定矿物质元素钾（K）、钠（Na）、钙（Ca）、镁（Mg）、铁（Fe）、锌（Zn）的含量。

1.2.5 氨基酸的测定 水解氨基酸：参照GB 5009.124-2016 《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》进行测定。

游离氨基酸：鱼汤样品与乙醇以1∶3（V/V）混合，离心15 min（4 ℃、5 000 r/min），取上清液与丙酮以1∶2（V/V）混合，再离心10 min（4 ℃、8 000 r/min），取上清液2 mL，真空旋蒸干燥后，用1 mL 0.02 mol/L 盐酸溶液复溶后过0.22 μm 滤膜，用氨基酸分析仪对滤液进行检测。

1.2.6 色泽的测定 采用总透射模式对鱼汤样品的L*、a*、b*值测定，按照下式计算产品的白度（W）：

式中：W——样品的白度；L*——样品的明暗度，L*=0 为黑色，L*=100 为白色；b*——样品的黄蓝程度；a*——样品的红绿程度。

1.2.7 电子舌的测定 不同组别鱼汤样品均用去离子水稀释5 倍后，使用电子舌进行滋味测定。

1.2.8 感官评定 采用的感官评分法对鱼汤外观、滋味、气味、综合4 个方面进行评价，评分范围是1～9 分。评价员由10 名食品专业学生组成，男女各5 名。感官评定时，将常压条件和稀释后的高压条件的鱼汤复热到65 ℃，每人30 mL 鱼汤进行感官评定。每项指标评分以9 分为满分，具体评定表见表1。

表1 感官评定表Table 1 Sensory evaluation table

1.2.9 数据处理 采用SPSS 22.0 软件进行鱼汤不同处理组别之间的统计分析，明确不同热加工方式制备的鱼汤样品间是否存在显著性差异，采用Origin 2019b 和MetaboAnalyst 作图。

2 结果与分析

2.1 不同热加工方式对乌鳢鱼汤营养成分的影响

不同热加工方式下的6 组鱼汤营养成分含量如图1 所示，高压处理鱼汤的粗蛋白、粗脂肪、可溶性固形物和羟脯氨酸的含量显著高于常压处理鱼汤（P＜0.05），GB-60 组粗蛋白和羟脯氨酸含量最高，分别可达6.56%和1.31 mg/g；GY-60组粗脂肪和可溶性固形物含量最高，分别2.62%和5.20%。可能由于高压熬煮使部分水溶性蛋白质及脂肪在高压作用下从乌鳢肌肉组织中溶出，使汤中的粗蛋白和粗脂肪含量显著升高。同时，在高压熬煮与破碎的过程中，乌鳢的肌肉、鱼皮和鱼骨中的糖、酸、维生素、矿物质等水溶性成分溶入汤中，使得汤中可溶性固形物含量升高[12-13]。羟脯氨酸是胶原的特征氨基酸，常作为胶原蛋白含量变化的指示物，高压处理可软化骨头，使骨蛋白变性，将内部非极性基团暴露至分子表面，加强骨蛋白的水溶性[14-15]，同时高压处理过程能进一步促进其中胶原蛋白的水解，使鱼汤中羟脯氨酸含量显著升高（P＜0.05）。综上所述，高压处理方式能促进汤中鱼肉营养物质的释放和分解，使汤中营养成分含量增加，提升汤的营养价值。

图1 热加工方式对鱼汤营养成分的影响Fig.1 Effect of different thermal processing methods on nutritional components of fish soup

矿物质作为人体中不可缺少的营养元素，不仅满足生长发育的营养需求，还能够起到参与和促进机体代谢等作用。不同热加工方式下的6 组鱼汤矿物质元素含量如图2 所示。鱼汤经高压处理后，矿物质元素显著高于常压处理的鱼汤，随着高压熬煮时间的延长，鱼汤中Ca、Mg 和Zn 含量显著增加（P＜0.05），GY-60 组中Ca 含量为CY 组的35 倍，Mg 含量为CB 处理组的6 倍，Zn 含量为CB 组的15 倍，Fe 含量为CB 处理组的24 倍。K、Ca、Mg、Fe 和Zn 主要存在于乌鳢中鱼骨和鱼鳍中[16]，经高压熬煮结合破碎处理后，鱼骨、鱼鳍矿物质元素更好的释放并溶于鱼汤中，显著提高鱼汤中矿物质元素含量（P＜0.05）。高压处理方式使乌鳢鱼汤中K、Ca、Mg、Zn 增加，不但可增强鱼汤营养的功能，并且可能具有一定的药理功效，这些矿物质元素可能是乌鳢鱼汤能增强机体抗感染和促进术后伤口愈合的重要保障[17-19]。

图2 热加工方式对鱼汤矿物质元素含量的影响Fig.2 Effect of different thermal processing methods on mineral element content of fish soup

不同热加工方式下各组水解氨基酸的组成如图3 所示，高压处理组氨基酸含量显著高于常压处理组，GY-60 组必需氨基酸总量最高，为1 646.05 mg/100 mL，该处理方式下鱼汤中各必需氨基酸含量也均显著高于其余处理组（P＜0.05）。随着高压处理时间的延长，氨基酸更易水解进入汤中，高压60 min 时，鱼汤中氨基酸含量最高，其中组氨酸含量为117.58 mg/100 mL。组氨酸是婴幼儿生长发育所必需的氨基酸，因此高压熬煮可以作为婴幼儿鱼汤加工的参考方法。高压处理方式可以增加鱼汤中氨基酸营养成分，王爱红等[20]对牛肉汤烹制条件的研究中也有相似发现，牛肉汤中氨基酸的含量随炖煮时间延长呈增加趋势。

图3 鱼汤水解氨基酸聚类热图差异分析Fig.3 Cluster heatmap difference analysis of hydrolyzed amino acids in soups

2.2 不同热加工方式对乌鳢鱼汤色泽的影响

如图4、表2，CY 组的L*值显著低于CB 组（P≥0.05），可能由于油煎处理使鱼汤中的脂肪含量增加，同时脂肪在熬煮过程中发生乳化反应，因此CY 组白度（W）高于CB 组。高压组L*值显著低于CY 组（P＜0.05），且高压处理各组之间色泽无显著性差异（P＞0.05）。可能由于高压后鱼皮鱼骨及鱼肉被破碎并留在汤里，汤色受乌鳢组织熟化破碎影响，鱼肉蛋白受热变性导致白色居多，同时鱼皮中的胶原蛋白受热分解为明胶分子溶入汤中，与具有乳化作用的蛋白质协同作用，使鱼汤颜色偏于白色[21]，高压处理组因破碎处理，汤中固形物含量较多，色泽差异不显著。

图4 不同乌鳢鱼汤图示Fig.4 Different Channa argus soup display

表2 热加工方式对鱼汤色泽的影响Table 2 Effects of different thermal processing methods on the color of fish soup

2.3 不同热加工方式对乌鳢鱼汤滋味的影响

游离氨基酸是乌鳢鱼汤中重要的滋味和风味物质，其种类和含量显著影响鱼汤的鲜美程度[22-24]。鲜味氨基酸的含量可影响鱼汤的滋味，鱼汤的游离氨基酸测定结果如图5 所示，高压处理组游离氨基酸总量和鲜味氨基酸总量均高于常压处理组鱼汤，其中GB-60 组游离氨基酸总量最高，为50.64 mg/100 mL；GY-30 组鲜味氨基酸总量最高，为2.42 mg/100 mL。鲜味氨基酸中，GY-30 组谷氨酸含量最高，为2.07 mg/100 mL，天冬氨酸含量最高的是GB-60 组，为0.49 mg/100 mL。经高压处理后鱼汤谷氨酸含量显著上升，谷氨酸鲜味很强，对汤风味具有显著影响[25]，可能是由于高压处理过程中，鱼中的滋味和风味物质在水中逐渐溶出释放，经过一定时间的熬煮，鱼肉和汤中的滋味和风味物质状态达到相对平衡，从而形成滋味和风味合适的鱼汤产品。综上，高压破碎可使汤中固体物质增多、汤汁浓稠、呈味氨基酸物质累积，汤汁滋味更醇厚。

图5 鱼汤游离氨基酸聚类热图差异分析Fig.5 Cluster heatmap difference analysis of free amino acids in soups

鱼汤滋味是重要的食用品质，对于滋味的测定可以用电子舌测定表示。不同样品电子舌数据分析结果如图6 所示，发现热加工方式对鱼汤样品的滋味有显著影响[26-27]。高压熬煮结合破碎处理，使鱼中的蛋白质受热分解并溶入水中扩散，产生更多的风味前体物进入汤中，从而使鱼汤鲜味增强，这可能与鲜味氨基酸含量增加有关。随着高压时间的增加，汤中游离氨基酸含量发生变化，鱼汤的滋味进而发生变化。

图6 热加工方式对鱼汤电子舌滋味的影响Fig.6 Effect of different thermal processing methods on the taste of electronic tongue in fish soup

2.4 不同热加工方式对乌鳢鱼汤食用品质的影响

感官评价结果如图7 所示，不同热加工方式对鱼汤的外观、滋味、气味和口感均有影响。常压处理的鱼汤更为清亮，颜色更偏黄色，而高压处理下，时间越长，鱼汤越浓稠，呈现乳灰白色，这与表2 结果一致。这可能是由于高压熬煮结合破碎处理，使过滤的鱼汤中留有更多的鱼肉鱼骨成分。GY-60 组鱼汤外观、气味和口感的评分高于其它处理组，而CY 组鱼汤滋味和整体感官接近传统烹饪鱼汤，其综合感官评分高于其它组鱼汤。常压条件下的鱼汤较高压组鱼汤清新寡淡，在高压油煎加工条件下，鱼汤的感官品质明显提升，可能是由于加热温度的提高和热加工时间的延长，水溶性蛋白质、脂肪和呈味氨基酸等滋味物质含量发生明显变化[28-29]。

图7 不同热加工方式对乌鳢鱼汤感官品质的影响Fig.7 Effects of different thermal processing methods on sensory quality of snakehead fish soup

随着热加工时间延长，汤中蛋白含量增加，溶入到汤中的蛋白质、脂肪、可溶性固形物、矿物质元素、呈味氨基酸等越多，可使汤的口感更稠厚，肉香味更浓[30-31]。相关研究中，Qi 等[32-33]研究了热加工时间对鸡汤风味及蛋白含量变化的影响，炖煮时间对改善鸡汤的风味有积极作用。鱼汤中滋味物质的产生和形成是一个循序渐进的过程，传统鱼汤通常需要长时间热加工处理，要求加热时间既能达到汤的滋味和风味物质的形成要求，又要对其进行控制，在保证感官效果较优的同时以求经济高效。高压条件下，尤其GY-60 的加工处理方式可以得到滋味鲜美、气味浓郁的营养鱼汤，并满足工业化要求。

3 结论

高压处理相较于常压处理有利于蛋白质、糖和无机盐等营养风味物质发生热降解，形成营养丰富、滋味鲜美的汤汁，还会使鱼骨等组织结构变得软化松散，显著增加了其内容物的溶出。随着高压时间的延长，鱼汤营养成分含量增加，主要是鱼肉和鱼骨中的蛋白质和脂肪等在高压加热作用下发生热降解，以及水溶性物质和矿物质元素逐渐向汤汁中溶出所引起的。高压处理使鱼汤变得浓稠，其明暗度低于常压鱼汤，但溶于汤中的蛋白质与脂肪发生乳化作用使高压鱼汤呈现白色。高压处理使鱼汤的呈味氨基酸、游离氨基酸含量升高，其中谷氨酸和天冬氨酸等鲜味氨基酸含量高于常压鱼汤。感官结果显示高压处理后鱼汤气味浓郁，外观和口感高于常压鱼汤。因此，本项研究表明高压处理方式缩短了鱼汤熬制时间，提高了鱼汤的营养成分含量，提升了鱼汤的感官品质，为汤品的研发和全面利用乌鳢鱼资源提供了依据。