《食品科学》:集美大学倪辉教授等:轻度盐腌大黄鱼的气味特征及形成

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《食品科学》:集美大学倪辉教授等:轻度盐腌大黄鱼的气味特征及形成

2024-07-13 06:57| 来源: 网络整理| 查看: 265

  腌制水产品是传统的风味产品,其中,盐腌是一种有效防止微生物生长,并能增强风味的食品加工工艺。大黄鱼(Larimichthys crocea)是我国养殖规模及产量最大的海水鱼,其肉嫩味鲜、氨基酸种类丰富,除鲜销外,还被加工成黄鱼鲞(轻度盐腌制品)等产品。

  集美大学海洋食品与生物工程学院的关君兰、姚雨萱、倪辉*等人以冰鲜大黄鱼和轻度盐腌大黄鱼为研究对象,采用SPME-GC-MS方法研究探讨轻度盐腌对大黄鱼风味的影响,旨在为大黄鱼的加工及其品质评价提供参考和依据,也为了解盐腌水产风味形成机制提供参考。

  

  

1 冰鲜大黄鱼和轻度盐腌大黄鱼感官评价分析

  

  为了解冰鲜大黄鱼和轻度盐腌大黄鱼的气味差异,进行感官评价分析,结果显示(图1),冰鲜大黄鱼主要的气味为鱼腥味和脂肪味;轻度盐腌大黄鱼主要的气味为脂肪味、甜香和花香。与冰鲜大黄鱼相比,轻度盐腌大黄鱼鱼腥味明显减弱,花香和甜香明显增强。大黄鱼经过轻度盐腌后其整体气味轮廓有较大的改变,轻度盐腌对大黄鱼气味有显著影响。

  

2 冰鲜大黄鱼和轻度盐腌大黄鱼中挥发性化合物定性分析

  

  

  

  采用SPME萃取冰鲜大黄鱼及轻度盐腌大黄鱼中的挥发性化合物,通过GC-MS鉴定分析,得到冰鲜大黄鱼和轻度盐腌大黄鱼的挥发性化合物总离子流图如图2所示,根据质谱库相似度检索、特征离子碎片和保留指数对比分析,定性结果如表1所示。在冰鲜大黄鱼和轻度盐腌大黄鱼中共鉴定出51 种挥发性化合物,包括醛类17 种、醇类10 种、碳氢化合物6 种、芳香化合物6 种、酯类5 种、酮类4 种、酸类2 种、含硫化合物1 种。冰鲜大黄鱼中鉴定出40 种挥发性成分,包括醛类15 种、醇类5 种、酯类5 种、芳香化合物5 种、碳氢化合物4 种、酮类3 种、酸类2 种、含硫化合物1 种。轻度盐腌大黄鱼中鉴定出39 种挥发性成分,包括醛类13 种、醇类8 种、酯类3 种、芳香化合物4 种、碳氢化合物5 种、酮类4 种、酸类1 种、含硫化合物1 种。如图3所示,在冰鲜大黄鱼和轻度盐腌大黄鱼中醛类物质最多,其次是醇类、酯类、芳香化合物、碳氢化合物、酮类、酸类和含硫化合物。本研究结果与相关研究表明大黄鱼产品含有丰富的醛类、醇类、酯类和烃类具有一定相似性,这些物质对大黄鱼的气味起主要贡献作用。相比于冰鲜大黄鱼,轻度盐腌大黄鱼中的醇类、碳氢化合物和酮类物质增多,而醛类、酯类、芳香化合物及酸类物质减少。

  腌鱼中风味的发展是一个动态且复杂的过程,取决于内源酶和微生物活性的综合作用。轻度盐腌过程中,内源酶作用以及微生物的生长代谢促进了氨基酸代谢和脂质氧化等反应,产生了风味化合物,并且在贮存过程中的氧化导致酯键断裂会释放大量游离脂肪酸,是挥发性化合物的前体,风味化合物的生成和降解直接影响了大黄鱼的气味特征。此外,微生物和酶活性会受到温度、盐含量和时间等加工条件的影响。醛类和醇类是轻度盐腌大黄鱼中重要的挥发性化合物,也是发酵鱼制品中主要的风味物质,主要由不饱和脂肪酸的氧化降解和氨基酸降解产生,有助于大黄鱼鱼腥味、青草味和花香的改善,形成了轻度盐腌大黄鱼独特的风味。

  

3 冰鲜大黄鱼和轻度盐腌大黄鱼中挥发性化合物定量分析

  

  

  

  

  

  

  对表1挥发性化合物定量分析,结果如表2所示,正己醛、甲氧基苯肟、壬醛、庚醛、十六醛、1-辛烯-3-醇、茴香脑、正己醇在冰鲜大黄鱼和轻度盐腌大黄鱼中含量较高。冰鲜大黄鱼中甲氧基苯基肟含量(137.81 μg/kg)最高,其次是正己醛(105.48 μg/kg)、棕榈酸(89.28 μg/kg)、顺-9-十六碳烯酸乙酯(59.37 μg/kg)、1-辛烯-3-醇(50.67 μg/kg)。轻度盐腌大黄鱼中茴香脑(109.61 μg/kg)含量最高,其次是正己醛(90.43 μg/kg)、芳樟醇(80.09 μg/kg)、甲氧基苯基肟(36.84 μg/kg)、萜品醇(27.97 μg/kg)。魏育坤等的研究表明大黄鱼中壬醛的含量最高,其次是柠檬烯、3-环己烯-1-乙醇、2,3-辛二酮、2,6,10,14-四甲基-十五烷和1-辛烯-3-醇。本研究结果与国内外相关研究表明正己醛、庚醛、壬醛和1-辛烯-3-醇的含量较高具有相似性,但发现了甲氧基苯基肟在大黄鱼中含量较高,轻度盐腌大黄鱼中有高含量的茴香脑和芳樟醇。

  表2还显示,苯乙醛、4-乙基苯甲醛、癸醛、橙花醇、(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛、香叶醇、柠檬醛、α-柏木烯、十四烷醛、肉豆蔻酸、肉豆蔻酸胆固醇酯、顺-9-十六碳烯酸乙酯仅在冰鲜大黄鱼中检出;芳樟醇、4-萜烯醇、萜品醇、1-十三烯、十一醛、2,4-癸二烯醛、香叶基丙酮、十二醇、2,6-二叔丁基对甲酚、橙花叔醇、十七烯仅在轻度盐腌大黄鱼中检出。与冰鲜大黄鱼相比,轻度盐腌大黄鱼中正己醇、茴香脑、2,3-辛二酮、姥鲛烷含量增加,正己醛、庚醛、2-庚烯醛、苯甲醛、正庚醛、正辛醛、壬醛、反式-2,4-庚二烯醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、2-壬烯醛、反-2-辛烯醛、反式-2-癸烯醛、十六醛、1-辛烯-3-醇、正庚醇、甲基庚烯酮、3,5-辛二烯-2-酮、甲氧基苯基肟、苯乙烯、3,5,5-三甲基-2-己烯、柠檬烯、棕榈酸甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、棕榈酸乙酯、棕榈酸含量减少。相关研究表明盐腌后水产品风味成分会发生显著变化。轻度盐腌促进了大黄鱼的脂质氧化,并引起了挥发性化合物的转化,且主要集中在醛类(正己醛、庚醛、正辛醛)和醇类(1-辛烯-3-醇、芳樟醇、萜品醇)。

  

4 冰鲜大黄鱼和轻度盐腌大黄鱼的特征香气成分分析

  

  

  

  OAV是评价特征香气成分的重要指标。当挥发性化合物的OAV>1时,表明该化合物影响了整体气味,并被认为是特征香气成分。冰鲜大黄鱼中有13 种物质的OAV>1(表3),由高到低分别为1-辛烯-3-醇(OAV=34)、正辛醛(OAV=27)、壬醛(OAV=27)、正己醛(OAV=21)、庚醛(OAV=15)、(E,Z)-2,6-壬二烯醛(OAV=13)、香叶醇(OAV=2)、正庚醇(OAV=2)、反-2-辛烯醛(OAV=2)、正己醇(OAV=2)、苯乙醛(OAV=2)、苯乙烯(OAV=2)和茴香脑(OAV =1.5)。轻度盐腌大黄鱼中有1 1 种物质的OAV >1,由高到低分别为芳樟醇(OAV =364)、壬醛(OAV =22)、正己醛(OAV=18)、正辛醛(OAV=11)、1-辛烯-3-醇(OAV=9)、茴香脑(OAV=7)、(E,Z)-2,6-壬二烯醛(OAV =6)、庚醛(OAV =6)、正己醇(OAV=4)、正庚醇(OAV=1.3)、苯乙烯(OAV=1.2)。将同类香气物质的OAV加和后比较分析,图4显示,冰鲜大黄鱼主要的气味为脂香和鱼腥味,与其1-辛烯-3-醇、正辛醛、壬醛、正己醛、庚醛OAV较高相关,而轻度盐腌大黄鱼花香极为突出,甜香增加,鱼腥味和脂香有明显的降低,与其芳樟醇和茴香脑OAV增加以及壬醛、正己醛、正辛醛和1-辛烯-3-醇OAV的降低相关,此结果与感官评价结果一致。

  GC-O可以有效识别感觉阈值较低的香气活性化合物。如表3所示,通过GC-O共确定11 种化合物可被嗅闻到,包括正己醛、庚醛、1-辛烯-3-醇、正辛醛、反-2-辛烯醛、壬醛、癸醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛,具有青草味、油脂味和黄瓜味,以及3,5-辛二烯-2-酮、芳樟醇和茴香脑,具有奶香、花香和甜香,这些物质都具有低阈值及高OAV,但不是所有低阈值或高OAV的化合物都被嗅闻到,可能是由于其与食物基质的结合或是挥发性化合物之间的相互作用。综合GC-O结果和OAV分析确定1-辛烯-3-醇、正辛醛、壬醛、正己醛、庚醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、反-2-辛烯醛和茴香脑为冰鲜大黄鱼的特征香气成分;芳樟醇、壬醛、正己醛、正辛醛、1-辛烯-3-醇、茴香脑、(E,Z)-2,6-壬二烯醛和庚醛是轻度盐腌大黄鱼的特征香气成分。本研究结果与国内外相关研究表明醛类、醇类和烃类是大黄鱼的主要风味贡献成分相似。

  醛类含量的变化与多不饱和脂肪酸的氧化以及盐含量、时间和温度等加工条件有关,研究表明醛类含量会随加工温度升高而增加,而在贮藏过程中其含量会逐渐下降。微生物代谢及酶的相互作用决定了风味物质的生成及降解,大多数醛类是由内源酶或微生物引发脂质氧化的产物,在轻度盐腌大黄鱼中多数醛的含量及OAV降低,说明轻度盐腌会促进大黄鱼中醛还原酶的生成使醛类降解并且含量降低,但因其含量高且阈值低,OAV仍然较高,对轻度盐腌后大黄鱼的风味同样有较大的影响。轻度盐腌促进了萜类合成途径,在芳樟醇合酶的作用下使大黄鱼中新生成了芳樟醇,并且芳樟醇的含量和OAV有极明显的增加,其阈值较低,是轻度盐腌大黄鱼中最主要的特征香气成分,使轻度盐腌后的大黄鱼增加了花香及柠檬香气。

  

5 冰鲜大黄鱼和轻度盐腌大黄鱼特征香气的变化途径分析

  

  

  将冰鲜大黄鱼和轻度盐腌大黄鱼特征香气成分中OAV>1的物质进行聚类分析,热图中显示冰鲜大黄鱼和轻度盐腌大黄鱼中的特征香气成分分为3 类(图5)。第1类为芳樟醇,其在轻度盐腌大黄鱼中气味强度明显增强,是轻度盐腌大黄鱼中最主要的香气成分,对其花香有极大的贡献。第2类为茴香脑、反-2-辛烯醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛和庚醛,这4 种物质在冰鲜大黄鱼和轻度盐腌大黄鱼中的OAV低于20且变化较小。第3类为正辛醛、1-辛烯-3-醇、正己醛和壬醛,这4 种物质在冰鲜大黄鱼中的OAV低于35,在轻度盐腌大黄鱼中的OAV低于25,明显降低。通过聚类分析表明,轻度盐腌后风味变化的主要原因是芳樟醇含量和OAV明显增加,以及正己醛、壬醛、1-辛烯-3-醇和正辛醛含量和OAV明显降低。根据文献和京都基因与基因组百科全书平台推测了香气成分的变化途径显示,正己醛、庚醛、正辛醛、壬醛、反-2-辛烯醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛和1-辛烯-3-醇主要是通过不饱和脂肪酸(油酸、亚油酸和花生四烯酸)氧化降解产生。在醛还原酶的作用下,醛类可以部分还原成相应的醇类或氧化成酸,如正己醛、庚醛和正辛醛被还原为己醇、庚醇和辛醇,壬醛可被氧化为壬酸(图6A)。反-2-辛烯醛可通过灵菌红素生物合成途径生成(S)-3-乙酰辛基醛,(E,Z)-2,6-壬二烯醛可转化为反式-2,4-壬二烯醛(图6B)。醇含量的降低主要是其可以被氧化产生醛,或与酸发生酯化产生酯类,1-辛烯-3-醇可形成氧化物1-辛烯-3-酮,或转化为辛酸乙酯(图6C)。芳樟醇主要来自萜类的生物合成途径,也可经酵母菌分解香叶醇生成(图6D)。芳香族化合物通常是通过芳香族的分解代谢生成。研究表明茴香脑是在对丙烯酚合酶的作用下,由乙酸香豆酯转化为4-丙烯基苯酚,4-丙烯基苯酚在S-腺苷-L-蛋氨酸的辅助下进一步转化为茴香脑(图6E)。目前大多数的研究提到茴香脑主要来源于香料,而在本研究中发现冰鲜大黄鱼中也含有茴香脑,并且在轻度盐腌后大黄鱼中的茴香脑含量和OAV有明显增加,这说明大黄鱼中茴香脑可能来源于大黄鱼体内的代谢途径。此外,一些挥发性化合物会随着时间推移而消失,主要原因包括风味化合物制备和提取过程中由于低沸点引起的挥发、不同化合物之间的化学反应等。

  以上研究表明,轻度盐腌引起大黄鱼的风味变化可能和不饱和脂肪酸氧化降解、萜类的生物合成、芳香醇异构化、脂肪醛氧化及还原、酯化等反应相关。有研究表明,干腌鱼中的主要挥发性化合物是通过脂肪酸自动氧化/酶氧化和氨基酸降解产生。本研究涉及的风味成分变化途径与相关研究具有一定的相似性,但同时本研究发现了轻度盐腌大黄鱼中一些新的风味成分变化规律。目前较多研究报道了正己醛、庚醛、正辛醛和1-辛烯-3-醇的代谢途径,但对壬醛、反-2-辛烯醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、芳樟醇和茴香脑的代谢途径还不够完善。因此,本研究不仅揭示了轻度盐腌对大黄鱼风味的影响,而且揭示了其对风味变化的反应途径,为了解盐腌大黄鱼产品的风味及阐明盐腌水产品风味形成机制提供了参考。

  结 论

  研究表明,冰鲜大黄鱼和轻度盐腌大黄鱼中的挥发性化合物主要为醛类和醇类物质。其中,冰鲜大黄鱼中1-辛烯-3-醇、正辛醛、壬醛、正己醛、庚醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、反-2-辛烯醛、茴香脑对其风味有较大的影响(OAV>1);轻度盐腌大黄鱼中芳樟醇、壬醛、正己醛、正辛醛、1-辛烯-3-醇、茴香脑、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、庚醛对其风味有较大影响(OAV>1)。轻度盐腌后风味变化的主要原因是芳樟醇的OAV显著增加,以及1-辛烯-3-醇、正己醛、壬醛和正辛醛OAV显著降低。相关风味成分的变化可能和不饱和脂肪酸氧化降解、萜类的生物合成、芳香醇异构化、脂肪醛氧化及还原、酯化等反应相关。本研究不仅揭示了轻度盐腌大黄鱼风味的特点,而且揭示了轻度盐腌影响大黄鱼风味的成分变化,不仅为大黄鱼的加工及其品质评价提供参考和依据,而且为了解盐腌水产风味形成机制提供了参考。

  本文《轻度盐腌大黄鱼的气味特征及形成途径》来源于《食品科学》2023年44卷第24期235-244页,作者:关君兰,姚雨萱,伍菱,王永兴,沈细冰,杜希萍,倪辉。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230220-189。

  

  

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