酵母发酵脱腥对黄鰤鱼鱼白风味特性的影响

宋仪，燕建辉，张梅超，李诗洋，赵跃，吴浩浩*

（1.中国海洋大学 食品科学与工程学院，山东 青岛 266003；2.海口高远食品有限公司，海南 定安 571200；3.威海市食品药品检验检测研究院，山东 威海 264200）

黄鰤鱼（Seriola aureovittata）又称黄条鰤、黄尾鰤、拉氏鰤，俗称黄犍牛、黄犍子，其肉质鲜嫩、营养价值高，是一种高经济价值的食用鱼类[1]，是我国近年来用于发展深远海养殖的优良鱼种[2]。黄鰤鱼主要用于制作生鱼片，在加工过程中会产生大量鱼白、鱼卵、鱼肝等鱼内脏副产物。鱼白是鱼的精巢，约占鱼体的7%，富含鱼精蛋白[3]，鱼精蛋白具有广谱抑菌活性、止血、促消化、降血压和抑制肿瘤生长等生理功能[4]。然而，目前黄鰤鱼副产物常作为下脚料丢弃，这造成了严重的资源浪费和环境污染问题，不利于黄鰤鱼加工产业的可持续发展。近年来，关于鱼白副产物在食品加工方面的研究仍存在一定空缺。黄鰤鱼鱼白因其鱼腥味重令消费者难以接受，因此，亟需探索黄鰤鱼鱼白脱腥的方法，以期实现黄鰤鱼鱼白加工副产物的高值化利用，这对黄鰤鱼副产物综合利用和产业精深加工具有重要意义。

目前酵母发酵法被认为是一种很有前途的生物除腥方法，既绿色又有效，已被广泛用于去除鱼腥味[5]。Du 等[6]评估了酿酒酵母、巴氏醋杆菌和植物乳杆菌发酵对红绵藻除腥效果的影响，结果发现在3 种菌株中酿酒酵母发酵是减少鱼腥味的最佳方法，在最佳发酵条件下，1-辛烯-3-醇、（E）-2-辛烯-1-醇、己醛等不良风味物质含量降低。Gao 等[7]研究发现，鲻鱼鱼头汤经酿酒酵母发酵后鱼腥味的代表物质己醛、壬醛、2，4-十二烯醛、1-辛烯-3-醇等不良风味显著降低，鱼头汤风味得到明显改善。苏怡等[8]比较研究了盐溶法、酸碱法、酵母法等对鲟鱼肉的脱腥效果，结果发现经酵母法脱腥处理后，鲟鱼肉中己醛、辛醛、壬醛、1-辛烯-3-醇等代表腥味的挥发性物质相对含量减少最显著，脱腥效果最佳。然而，利用酵母发酵脱除鱼白中鱼腥味的相关研究较少。

在此基础上，本研究以安琪酵母为发酵剂对鱼白进行脱腥处理，并与糖盐腌制方式处理的鱼白共同与新鲜鱼白作对比，利用感官评价分析3 组样品间的感官差异，通过固相微萃取/气质联用（solid phase microextraction/gas chromatography-mass spectrometry，SPME/GC-MS）技术进一步探究酵母发酵对鱼白的脱腥效果以及对其风味特性的影响，以期为黄鰤鱼鱼白资源深加工利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

黄鰤鱼鱼白：海口建良南极虾食品科技有限公司；精制食用盐：中国盐业有限公司；蔗糖（食品级）：河南万邦实业有限公司；高糖型高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；无菌均质袋：常德比克曼生物有限公司；高温蒸煮袋：得力集团有限公司。

1.2 仪器与设备

8890GC-7000D 气相色谱-质谱联用仪、HP-INNOWAX 毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）：美国Agilent 公司；SJ-CJ-2FDQ 超净工作台：苏洁医疗器械（苏州）有限公司；THZ-312 振荡培养箱：上海精宏实验设备有限公司；TSQ-280 恒温培养箱：青岛创合盛科教仪器有限公司；YXQ-75SII 全自动灭菌锅：上海博迅医疗生物仪器生物有限公司；MJ-BL2582 搅拌机：美的集团有限公司；BSA224S 分析天平：赛多利斯科学仪器有限公司；14886S 真空包装机：得力集团有限公司。

1.3 不同发酵鱼白的制备工艺流程

将黄鰤鱼鱼白洗净，去除表层血管和黏膜，切成20 cm×30 cm×20 cm 的鱼白块混匀待用，新鲜组不做任何处理作为对照。

1.3.1 糖盐腌制组鱼白制作工艺

在无菌条件下称取适量鱼白块放入无菌均质袋内，加入2.5%精制食用盐和5%蔗糖，密封后充分混匀，放入4 ℃冰箱中腌制2 h。

1.3.2 酵母发酵组鱼白制作工艺

干酵母复水活化液的制备：取2%高活性干酵母于含4%灭菌蔗糖的复水活化液中，37 ℃下复水活化30 min。

酵母菌发酵液的制备：酵母菌复水活化液按10%接种量加入到含2.5%精制食用盐和5%蔗糖的液体培养基中，于28 ℃摇床培养12 h 得酵母菌发酵液。

酵母发酵鱼白的制备：在无菌条件下称取适量鱼白块置于无菌均质袋内，按料液比1∶2（g/mL）向均质袋中加入酵母菌发酵液，将均质袋密封，置于28 ℃恒温培养箱中发酵18 h。

1.4 感官描述风味剖面分析

为详细描述3 组鱼白样品的风味差异，对其进行感官描述风味剖面分析。将3 种鱼白产品分别置于高温蒸煮袋中用真空包装机密封，于沸水中隔水蒸煮15 min后对熟化鱼白的香气、味道及质地进行评估。感官评价参考付湘晋[9]的评分细则并进行改进，感官评定小组由10 名（6 名女性，4 名男性）20～30 岁之间的食品专业人员组成，经感官品评员嗅闻样品后根据相关参考文献讨论决定，为准确地对鱼白进行感官分析，选择发酵酸味、鲜味、咀嚼感、咸味、厚味、苦味、鱼腥味和发酵香味8 种与鱼白风味相关的具体感官描述词。采用9 分制的强度表对每种属性的总体喜好（1 分最低，9 分最高）进行评估。每组样品评估3 次，最终结果取所有品评员评定结果的平均值。

1.5 SPME/GC-MS 分析条件

样品前处理：准确称取1.5 g 样品，放入20 mL 顶空瓶中，加入6 mL 饱和食盐水和50 μL 100 μg/mL的2-甲基-3-庚酮溶液作为内标。密封后置于60 ℃孵育器中加热平衡10 min，再插入经250 ℃老化30 min 的50/30 μm DVB/CAR/PDMS 萃取头吸附30 min。萃取结束后，迅速将萃取头插入GC/MS 的注射口解吸5 min。

色谱条件：采用余远江[10]的方法分析挥发性组分。气相色谱柱为HP-INNOWAX（30 m×0.25 mm×0.25 μm），前进样口温度为250 ℃，样品进样量为1.0 μL，载气为高纯He，流量为1.0 mL/min。升温程序：柱箱初温为40 ℃并保持5 min，以4 ℃/min 升至180 ℃，6 min 内线性升至240 ℃并保持10 min。

质谱条件：电子轰击源，电子能量为70 eV，离子源温度230 ℃，传输线温度为250 ℃，四极杆温度为150 ℃，扫面范围m/z 35～500。

定性与定量分析：样品中的挥发性组分经气相色谱-质谱进行解谱分析，经NIST17.L 质谱库进行检索。以2-甲基-3-庚酮为内标物，采用内标法对样品中挥发性物质进行定量分析，单位为μg/kg。

1.6 关键风味成分的确定

采用相对气味活度值（relative odor activity value，ROAV）法[11]评定样品中的关键风味成分。规定对样品气味贡献最大的组分ROAVmax=100，其余挥发性组分的ROAV 值按照下列公式计算。

式中：X为ROAVi值；Ci和Ti分别为每一种挥发性组分的相对含量与感觉阈值；Cmax和Tmax分别为对样品气味贡献最大的组分的相对含量与感觉阈值。

1.7 数据处理

所有试验重复3 次，结果以平均值±标准差表示。使用TB tools 软件绘制聚类热图[12]；使用SPSS 26.0 软件进行显著性差异分析，P<0.05 表示具有统计学差异；用Origin 2022 进行分析结果绘图。

2 结果与分析

2.1 不同鱼白感官描述风味剖面分析

不同鱼白气味感官评分结果如图1 所示。

图1 3 种鱼白的感官评分的结果Fig.1 Results for the sensory score in three kinds of fish milt

感官轮廓坐标轴上的数值代表分值高低。由图1可知，新鲜组鱼白鲜味和鱼腥味较突出，其次是咸味和咀嚼感，糖盐腌制组中咸味最重，鲜味和鱼腥味次之。酵母发酵组鱼白有浓郁的发酵香气，鲜味和厚味也十分明显。相比而言，经酵母发酵后的鱼白鱼腥味显著下降，同时保留了原来的鲜味和厚味。

2.2 3 种鱼白的挥发性成分分析

根据SPME/GC-MS 分析结果可知，3 组鱼白样品中共检出挥发性成分108 种，其中包括醛类31 种、酮类13 种、酸类6 种、醇类21 种、酯类18 种、烃类5 种、其他物质14 种，结果见图2。

图2 3 组鱼白的挥发性成分含量变化分析Fig.2 Analysis of the content change of volatile components at three kinds of fish milt

由图2 可知，经酵母发酵后鱼白中的挥发性化合物的种类相较新鲜组和糖盐腌制组分别减少了9 种和4 种，但总挥发性化合物含量增多。新鲜组和糖盐腌制组挥发性成分以醛类物质为主，分别占总体含量52%和48%，而经酵母发酵处理后，鱼白中酯类物质和醇类物质含量增多，分别占总体成分36%和51%，这些挥发性香气成分的增加是酵母发酵鱼白提升感官品质的重要因素。3 组鱼白产品中各挥发性成分的具体含量变化如表1 所示。

表1 3 组鱼白的挥发性风味物质和相对含量Table 1 Volatile compounds and relative contents in three kinds of fish milt

醛类物质气味阈值较低，对水产品腥味起主要作用[13]。相关研究表明，脂质氧化和美拉德反应中的Strecker 降解反应是产生醛类的主要两种主要途径[14]。由表1 可知，相比于新鲜组和糖盐腌制组，酵母发酵组鱼白醛类物质总含量下降，新鲜鱼白中检测到代表鱼腥味等不良风味的醛类物质有己醛、庚醛、壬醛、（E，E）-2，4-庚二烯醛、（E）-2-己烯醛、辛醛、十四烷醛。与新鲜组相比，糖盐腌制组中（E）-2-已烯醛和十四烷醛含量显著下降（P＜0.05），庚醛未检测到，而经酵母发酵的鱼白中，己醛、壬醛、辛醛和十四烷醛含量显著减少（P＜0.05），同时庚醛和（E）-2-己烯醛并未检测到。结果表明，通过酵母脱腥后鱼白中代表鱼腥味的醛类物质种类和相对含量均减少，说明发酵能较好地脱除鱼白中的腥味物质。

酮类物质具有桉叶味、脂肪味和焦燃味，虽阈值较高，但对腥味有增强作用[8]。新鲜鱼白中主要的酮类物质是2-壬酮、2，3-辛二酮、苯乙酮、（3E，5E）-辛-3，5-二烯-2-酮、2-十一酮以及香叶基丙酮；糖盐腌制组主要酮类物质是2-壬酮，苯乙酮、（3E，5E）-辛-3，5-二烯-2-酮、2-十一酮以及香叶基丙酮，这些酮类物质主要提供新鲜味，草本味和泥土味。2，3-辛二酮通常来自n-6 脂肪酸氧化，具有脂肪味和泥土味，也有助于形成肉的腐臭气味[13]。而与新鲜组相比，酵母发酵鱼白中2-壬酮、（3E，5E）-辛-3，5-二烯-2-酮、2-十一酮含量大幅减少，未检出2，3-辛二酮。

醇类物质是构成酵母发酵鱼白的主体成分。酵母发酵鱼白中醇类物质增加可能是原料蛋白质分解生成的氨基酸经酵母代谢在脱氨脱羧反应后生成各种醇，或者以腥味物质为底物将原来的大分子物质转化为小分子醇类[15]。酵母发酵组鱼白中共检出8 种醇类物质，其中苯乙醇、异戊醇和3-甲硫基丙醇含量较高。苯乙醇由苯丙氨酸降解产生，具有玫瑰和蜂蜜味的恬淡香气[16]。

酯类化合物是酵母发酵鱼白的另一种主体成分。乙酯类物质是酵母菌的次级代谢产物，对食品和饮料中的果香味有显著贡献[17]。酵母发酵鱼白中共检测出9 种乙酯类化合物，其中酯类物质含量较高包括棕榈酸乙酯、十四酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、己酸乙酯等。酵母菌分解碳水化合物产生的醇进一步反应形成的酯类物质有利于发酵肉风味的形成[18]。通常短链脂肪酸形成的酯类化合物具有果香味和甜味，而长链脂肪酸组成的酯类化合物则贡献了脂肪气味[19]。酯类化合物丰富了酵母发酵鱼白整体气味轮廓，赋予了其独特的香气成分，促进形成怡人的发酵风味。

酵母发酵鱼白也产生了少量酸类物质，包括醋酸、己酸、辛酸和L-乳酸，这些物质具有奶酪味、胡椒味、水果味、花香和果香[20]。

3 组鱼白中也检测出来其它类化合物，包括烃类物质、芳香烃类物质、呋喃物质和含氮化合物。烷烃广泛存在于鱼类等水产品挥发性物质中，但因其气味阈值较高导致对整体风味的贡献不大，但部分烯烃类化合物可一定条件下可形成醛或酮，也是产生鱼腥味的潜在因素[21]。结果表明酵母发酵组中鱼白的烯烃类物质种类和相对含量均下降。糖盐腌制组中的2-乙基呋喃和2-戊基呋喃在虹鳟鱼等水产品中也有检出，是不饱和脂肪酸的氧化产物，分别代表“橡胶味、辛辣味、豆腥味”以及“甘草味、橘子味”[22]。

2.3 3 种鱼白的关键香气活性物质ROAV 分析

挥发性化合物的相对含量不能反映其对样品整体风味的影响，因此需利用各挥发性风味物质的气味阈值来计算对应的相对气味活度值（ROAV），以确定3组鱼白中的关键挥发性风味化合物。3 组鱼白产品的ROAV 和香气描述如表2 所示。

表2 3 组鱼白中的关键挥发性化合物Table 2 Key volatile compounds in three kinds of fish milt products

由表2 可知，所有组分均满足0≤ROAV≤100，ROAV 越大表明化合物对整体风味的贡献就越大。ROAV≥1 的物质是样品的关键风味化合物，0.1≤ROAV<1 的物质是修饰样品整体风味的化合物[23]。

在新鲜组鱼白中，共鉴定出16 种0.1≤ROAV<1的化合物，ROAV≥1 的关键性风味物质有13 种，包括壬醛、苯甲醛、（E，Z）-2，6-壬二烯醛、（E，E）-2，4-壬二烯醛、（E，E）-2，4-庚二烯醛、（E，E）-2，4-癸二烯醛、（E）-2-已烯醛、（E）-2-辛烯醛、十四烷醛、2，3-辛二酮、1-辛烯-3-醇、顺-5-辛烯-1-醇和苯乙烯。糖盐腌制组中0.1≤ROAV<1 的化合物有13 种，9 种ROAV≥1 的关键性风味物质对整体风味做出贡献，包括壬醛、苯甲醛、（E，Z）-2，6-壬二烯醛、（E，E）-2，4-壬二烯醛、（E，E）-2，4-庚二烯醛、（E）-2-壬烯醛、（E）-2-辛烯醛、十四烷醛、1-辛烯-3-醇。与新鲜组鱼白和糖盐腌制组鱼白相比，酵母发酵组鱼白中0.1≤ROAV<1 和ROAV≥1 的化合物分别检测出16 种和10 种，3 组共同的关键性风味物质是（E）-2-辛烯醛、十四烷醛、1-辛烯-3-醇、（E，E）-2，4-庚二烯醛、苯甲醛、（E，Z）-2，6-壬二烯醛，增加了己酸乙酯、异戊醇和3-甲硫基丙醇3 种关键性风味物质。

鱼肉发生脂质氧化会导致腐臭味、鱼腥味、鱼肝味等具有不良气味的挥发性化合物的产生[24]。（E，E）-2，4-壬二烯醛和（E，E）-2，4-癸二烯醛来源于ω-6 脂肪酸的自动氧化[25]，（E，E）-2，4-癸二烯醛通常提供脂香味、青草味和炸土豆味，是鱼类的主要特征性风味物质[26]。同时，已有研究证明鱼油浓缩液中脂质氧化产生的（E，E）-2，4-庚二烯醛和（E，Z）-2，6-壬二烯醛会导致鱼腥味生成[27]。1-辛烯-3-醇是水产品中典型的风味化合物，具有蘑菇和泥土味，由花生四烯酸的氧化产生[28]。新鲜组和糖盐腌制组中1-辛烯-3-醇含量很高，发酵后含量显著下降，因其阈值低，对鱼白整体风味影响很大。十四烷醛具有鱼腥味、脂肪味和醛味，是喷雾干燥奶粉中令人作呕的醛性气味的重要来源[29]。顺-5-辛烯-1-醇在海鞘及海鞘海鲜酱产品中也有检出[30]，具有泥土味和蘑菇味。2，3-辛二酮具有泥土味和草本味，与蛇头鱼片的鱼腥味密切相关[13]。在酵母发酵鱼白中，这些共同的关键性风味化合物的ROAV 值大部分均降低，可能是由于经过酵母发酵抑制了腐败微生物的生长，延缓脂质氧化，显示出较好的脱腥效果。同时在酵母发酵鱼白中，异戊醇提供了蜜糖味、葡萄酒味和果香味，它主要由α-酮异己酸酯在L-亮氨酸生物合成途径中产生，是发酵肉制品中重要的风味物质[31]。己酸乙酯常见于发酵食品中，具有甜味和果香味，在奶酪中发现酵母在发酵时会产生大量异戊醇和己酸乙酯从而带来更浓郁的水果香气和更温和的气味[32]。3-甲硫基丙醛广泛存在于肉类、奶酪、酱油中，主要由L-蛋氨酸降解形成，能提供特征洋葱味、肉香风味[33]。上述关键风味化合物的变化表明，酵母发酵对脱除鱼白中的鱼腥味有积极作用，同时增加了令人愉悦的芳香成分。

2.4 3 种鱼白挥发性物质的主成分分析

3 种鱼白样品的挥发性化合物的风味差异性可用主成分分析（principal component analysis，PCA）表示，结果如图3 所示。

图3 3 组鱼白样品的主成分分析Fig.3 Principal component analysis of three kinds of fish milt samples

由图3 可知，PC1 和PC2 方差贡献率分别为60.7%和21.1%，两者累计贡献率为81.8%，表明2 个主成分能全面反映鱼白中的主要信息。3 组鱼白的样品组别间挥发物成分差异性较大，表明不同加工方式对鱼白的挥发性成分产生了不同程度的影响。由图3（b）可知，新鲜组鱼白与香叶基丙酮、1-辛烯-3-醇、（E）-2-已烯醛、β-石竹烯、苯乙酮、（E，E）-2，4-壬二烯醛、2，3-辛二酮等呈较强相关性，其中1-辛烯-3-醇和2，3-辛二酮2 种不良风味化合物含量较高，会使新鲜鱼白呈现鱼腥味和泥土味；糖盐腌制组主要与2-乙基呋喃、（Z）-4-庚烯醛、十四烷、辛醛、（E）-2-戊烯醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮等有较强相关性，呈油脂味和青草味的辛醛和（Z）-4-庚烯醛含量较高从而使糖盐腌制鱼白产生不良风味；酵母发酵组与（E）-2-辛烯醛、异戊醇、癸酸乙酯、己酸乙酯、苯乙醇、苯乙醛等有较强的相关性，异戊醇和己酸乙酯的存在使发酵鱼白具有果香味、蜜糖味和酒精味，赋予了鱼白独特发酵香气，提高了酵母发酵鱼白的芳香风味。该结果进一步表明酵母发酵具有脱腥增香的效果。

2.5 3 种鱼白的主要挥发性物质聚类分析

利用层次聚类作为初步评估不同鱼白样品的芳香图谱之间的定量关系，结果如图4 所示。

图4 3 组鱼白样品中挥发性物质聚类分析Fig.4 Cluster analysis of volatile compounds at three kinds of fish milt samples

从图4 的一级分类可知，糖盐腌制组和酵母发酵组两组产品挥发性风味物质具有相似性，从二级分类中可以看出，3 组产品均具有较为相似的风味物质。而在所有样品中，2-辛酮、乙酸、2，4-二叔丁基苯酚、丁位十二内酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、月桂酸乙酯、柠檬醛、乳酸、乙酸乙酯、异戊醇、3-甲硫基丙醇等含量差异大，表明酵母菌发酵参与了与鱼白中挥发性香气合成相关的代谢途径，是影响鱼白香气特征的主要因素。

3 结论

本研究以黄鰤鱼鱼白为原料，对比新鲜鱼白、糖盐腌制鱼白和酵母发酵鱼白，通过感官评定和SPME/GCMS 对3 组鱼白产品中挥发性成分的差异性进行了分析，探究了酵母发酵的脱腥效果以及对鱼白风味特性的影响。结果表明经酵母发酵后，鱼白鱼腥味显著减少，同时产生了发酵香味。鱼白中（E，E）-2，4-庚二烯醛、十四烷醛、1-辛烯-3-醇、2，3-辛二酮等具有鱼腥味的挥发性成分经酵母发酵处理后其相对含量均有所下降，且酵母发酵鱼白还产生了呈甜香味、花果香味及肉香味的芳香成分（如己酸乙酯、异戊醇和3-甲硫基丙醇）。主成分分析和聚类分析结果表明3 组鱼白样品间风味相互独立可区分，并且进一步证明酵母发酵具有脱腥增香的效果。酵母发酵法不引入化学物质、成本低、操作简单，是一种良好的改善鱼白风味的手段。