淡水鱼土腥味物质及脱腥技术研究进展

（长江大学生命科学学院，湖北 荆州434025）

无论是自然捕捞的鱼类还是人工养殖的鱼类，都不同程度地存在土腥味。特别是淡水鱼类，如罗非鱼、鲤鱼、鲢鱼、草鱼、鳗鱼等土腥味尤为严重[1]。对于追求健康、营养、口味的现代人来讲，土腥味的存在给这些鱼类的消费带来一定程度的负面影响，甚至有的国家很少消费草鱼等淡水鱼，这无疑会影响养殖者的经济效益。因此，淡水鱼的土腥味现象及脱腥技术越来越受到研究者的重视。

1 淡水鱼土腥味的来源

很久以来，科学家们就认为微生物尤其是放线菌能够产生挥发性物质。放线菌广泛存在于自然界中，占微生物群体的大多数。许多微生物的初级代谢产物和次级代谢产物都能产生特殊性的气味，如土腥味、泥味等[2]。这些自然界中存在的具有土腥味的化合物，主要包括Geosmin（Trans-1，10-dimethyl-trans-9-decalol，反-1，10-二甲基-反-9-萘烷醇）、2-甲基异冰片(2-methylisoborneol，MIB）、2-异丙基-3-甲氧基吡嗪(2-isopropyl-3-methoxypyrazine，IPMP）、2-异丁基-3-甲氧基吡嗪(2-isobutyl-3-methoxypyrazine，IBMP）及2，3，6-三氯代茴香醚(2，3，6-trichloroanisole，TCA）等。其中以Geosmin和MIB为主，研究也最多。放线菌最初被认为是土腥味化合物的主要来源[3]。随后，人们的注意力转向藻类，主要是蓝细菌(蓝藻），如鱼腥藻(Anabaena）、颤藻(Oscillatoria）等。有研究表明蓝细菌产生的土腥味化合物正是Geosmin和MIB[4]。一些真核藻类，如硅藻(Diatoms）也是土腥味物质的重要来源。此外，真菌中的部分霉菌、原生动物阿米巴以及极少数植物和倍足纲节动物也能分泌Geosmin或MIB。

人和动物的嗅觉对这些挥发性物质极其敏感，在纯水中，人对Geosmin的嗅阈值为10ng／L。因此，对MIB的嗅阈值为30ng／L。因此，即使含有微量的这类物质，也能让人感觉到浓烈的土腥味、土臭味、泥土味和霉味，而且这些臭味物质难以被常规的净化方法清除，因此引起了研究者极大的关注[5-6]。

以Geosmin和MIB为代表的来源于微生物的易挥发性物质给人类的水资源利用和养殖业等带来极大的危害。据报道，如果在饮用水里含这类物质1μg／L，就会使得饮用水的气味令人难以接受，生活于其中的鱼类也变得很难吃，并给人们的生活带来诸多不便。如果牛和鸡等家养动物喝了这种由放线菌代谢引起的带有土腥味的水，那么在它们产的牛奶、鸡蛋以及肉里都会带有一些难闻的气味。Adams[7]在对尼罗河水质的研究过程中指出，水里所散发出的土腥味物质是由放线菌产生的。此后，1934年Burger等[8]指出特拉华河的土腥味是由水体中的多种放线菌产生的。1936年Thayson发现从不列颠群岛捕捞的鱼身体上都有象泥一样的斑点，而且这些鱼有一股难闻的气味。同时，他还发现岸边河泥的土腥味很浓，而且，生活于其中的放线菌数量也很多。由此他认为，生活在河泥里的放线菌产生大量的代谢产物排放到水中，从而产生难闻的气味[9]。有一个很好的例子可以说明水中的土腥味不仅可由放线菌引起，也可由一种蓝绿藻Oscillatoriachalybea引起。在以色列，春季来临时，大量的有机物在水中聚集降解，随着温度的升高，降解的速度逐渐加快，从而在水中形成一个溶解氧较低的区域，因此水中Oscillatoriachalybea的数量大增，并释放出土腥味。同时随着这种蓝绿藻的繁殖，溶解氧又逐渐累积，不利于藻类的生长，使得水中Oscillatoriachalybea的数量又相应地逐渐减少，土腥味也逐渐变淡，由此说明该水域中的土腥味是由这种藻类在繁殖过程中所产生的[10]。

因此可以确定，淡水鱼类的土腥味就是由Geosmin和MIB等物质引起的。鱼体中，皮下含脂丰富的组织土腥味最为明显。

2 土腥味的清除方法

近十年来，由于水体污染和富营养化现象加剧，促使水体臭味现象愈加频繁和严重，特别是对渔业的影响尤其突出。在美国，每年7～9月间斑点叉尾鮰(Ietaluruspunetaus）的土腥味情况特别严重，半数以上的斑点叉尾鮰含有浓重的土腥味。1993年厄瓜多尔出口到美国的对虾因浓烈的土腥味而无法上市。在我国，因土腥味过重而引起的纠纷常有报道，从名贵的鳗鱼、鲈鱼、对虾，到普通的罗非鱼、草鱼、鲢鱼、鲤鱼等，常发现有土腥味污染的情况，引起消费者生厌，从而降低产品质量，甚至无法销售，尤其在出口时情况更甚[11]。因此，研究淡水鱼的有效脱腥方法对于淡水鱼加工产业具有积极的现实意义。

目前，应用于鱼制品脱腥的方法很多，主要有物理脱腥方法(包括β-环糊精包埋法、盐溶法、吸附法、掩盖法、微胶囊法和萃取法等）、化学脱腥方法(包括酸碱处理法和抗氧化剂法等）和生物脱腥方法等3大类。

2.1 物理脱腥方法

（1）包埋法 近年来，环状糊精(β-cyclodextrin，简称β-CD）作为一种食品添加剂在食品工业中发展很迅速，已成为一项改善食品风味的新技术。它不但应用面广、处理方法简便，且无毒性。β-CD很容易受胃酸水解，其水解速度为直链糊精的3倍，易被人体消化。包埋法是利用β-CD的笼型分子对分子量较低的挥发性物质的包埋作用而除去异味。β-CD是环状低聚葡萄糖，存在1个立体疏水空腔，可依据主、客间分子大小的匹配，以及范德华力、疏水作用力与许多客体分子形成包合物，从而达到脱腥的目的[12]。曹栋等[13]在鱼油乳液中加入一定量β-CD溶液，快速搅拌后再均质。结果表明β-CD可以较好地除去腥味，且腥味随着β-CD浓度的增加而减弱。再配合使用茶多酚脱腥，几乎闻不出腥味而只有淡淡的茶香味。因此，利用β-CD和茶多酚能很好地改善鱼油乳液的风味。

（2）吸附法 活性炭是一种多孔性含碳物质，具有高度发达的孔隙结构和巨大的比表面积，因此具有较强的吸附性。除了活性炭外，用于除味的吸附剂还有酚甲醛树脂、玻璃纤维和多糖凝胶等，但并不实用，活性炭是应用最普遍的方法。一般情况下，活性炭对于吸附非极性化合物和饱和键化合物以及分子量较大的化合物较为有利，反之则吸附性较差。总体来说，活性炭能够脱去一定的鱼腥味，并且作用后颜色很好，缺点就是蛋白质损失较大。刘丽娜等[14]使用1.5%的活性炭处理斑点叉尾鮰鱼皮明胶，采用顶空固相微萃取和气质联用检测，发现活性炭对样品中的腥味物质具有较好的吸附去除作用，能达到很好的脱苦、脱腥效果。

（3）盐溶法 盐溶法是利用盐析和晶体渗透作用，用食盐来去除腥味。汪月俊等[15]采用3%的食盐和0.1%的柠檬酸混合液处理美国红鱼，浸泡2h，鱼肉和盐水之比1∶2，浸泡结束后，用流水漂洗2～3min，可有效地除去鱼腥味。

（4）掩盖法 掩盖法是利用香辛物质或某些呈味物质特有的风味去掩盖那些不受欢迎的异味。其机理最主要是香辛物质的掩蔽作用，还有可能就是其中的有机成分与腥气的组成成分发生了某些化学反应。吴涛等[16]研究了姜葱蒜-黄酒复合脱腥保鲜液对于新鲜草鱼鱼肉的脱腥效果，发现姜葱蒜-黄酒复合脱腥保鲜液能够有效地去除草鱼的土腥味，并且具有一定防腐保鲜的作用。陈奇等[17]对鱼制品加工车间常用的鲢鱼脱腥工艺进行了摸索与探究。实验证明，在大规模工厂化生产中，鱼制品的脱腥工艺宜采用4.5%的紫苏液＋5‰的食用醋＋1%的料酒＋少量的乙基麦芽酚的混合物进行腌制，对腌制系列产品的脱腥效果非常好。进行脱腥之后的鱼产品，大大提高了鱼制品的质量。

（5）有机溶剂萃取法 一般用乙醇、乙醚作为萃取剂，在对酶解液进行脱腥的同时，还可以除去部分脂肪，而且脱腥效果随着萃取次数的增加而提高。实际上，选用水-有机相组成的两相体系分离腥味的潜力很大，因为可供选择无毒的水-有机物互不相溶两相体系很多，二者又容易分离，在水相中可得到无腥味的产品，有机相又可以回收再利用。可以说，此法是去除腥味值得研究的方法之一。裘迪红等[18]采用体积分数为50%的乙醚对鲐鱼水解液进行脱腥处理，振摇20min后静置分层，分液后得到萃取液，再加热除去萃取液中的乙醚。重复3次，对鲐鱼水解液的腥味去除效果较好。乙醚在对水解液进行脱腥处理的同时，还可除去部分脂肪。

（6）微胶囊法 微胶囊(Microcapsule）技术是将需要包覆的物质细化成为粒径极其微小的固体颗粒或液滴，然后以其为核心，利用特殊的方法，将其包裹在聚合物薄膜中的技术。微胶囊技术除腥是将腥味物质包在一微小封闭的胶囊内，既能掩盖腥味，又能确保活性物质的稳定性。陈振华等[19]采用微胶囊化技术，防止鱼油氧化，掩盖鱼腥味，制成一种鱼油口服液。其原理如下：当一种带正电荷的胶体水溶液与一种带负电荷的胶体水溶液混合时，由于电荷间的相互作用会发生凝聚反应。明胶和阿拉伯胶混合胶体水溶液，当pH降至4～5时，明胶带正电荷，阿拉伯胶带负电荷，于是二者在乳化的鱼油微滴表面发生凝聚反应，将鱼油微滴包封起来，实现微胶囊化。

（7）辐照脱腥法 辐照食品一般用60Co-γ射线，60Co-γ射线是高能电磁波，能激发被辐照物质的分子，使之引发电离作用，进而改变物质结构。Kim等[20]使用不同剂量的60Co-γ射线(0～10kGy）照射鱼汁，发现经过辐照的鱼汁的颜色、味道得到很大改善，鱼腥味大大减弱。

2.2 化学脱腥方法

（1）酸碱法 鱼肉蛋白经食用有机酸或食用碱处理后，鱼肉蛋白质发生较温和的酸变性或碱变性，保持和改善了蛋白质的功能性。有机酸或有机碱对脂肪、色素、腥臭物质有溶解萃取作用，并能部分驱除腥味物质。另外有机酸具有杀菌和消除组胺作用，降低鱼肉pH，在加工、贮藏过程中有助于抑制微生物的生长发育。付湘晋等[21]比较了一系列脱腥方法对于脱除白鲢鱼肌肉中土腥味物质的效果，研究发现碱法效果最好，大部分土腥味物质被脱除，MIB、Geosmin的残留量分别为0.44、0.46μg／kg。陈培基等[22]采用碳酸氢钠、食盐以及乙醇脱腥液浸泡淡水鱼片，可最大限度地降低鱼肉的腥味和提高肉质质量。脱腥液中的碳酸氢钠和食盐能溶出鱼肉中的血红蛋白、部分脂质和一些因生化反应所产生的不良物质；乙醇有利于鱼肉脂质的酯化，加快了腥味成分的溶出，同时使鱼片表面脱水，形成了较为紧密的肌肉组织，有利于鱼片的漂洗和整个加工过程的操作。

（2）抗氧化剂法 茶叶中的茶多酚是天然抗氧化剂，黄酮类化合物有消臭作用，萜烯类化合物具有吸附异味的功能。此外，茶叶中的儿茶素类化合物可以消除甲基硫醇化合物，并可以与氨基酸结合，具有一定的钝化酶类和杀菌作用，所以常把茶作为脱腥剂。段振华等[23]采用正交试验优化了鳙鱼片脱腥的处理工艺，即鳙鱼片在温度15℃条件下，以1.5%红茶加0.75%NaCl为脱腥剂，浸泡处理3h，可达到最好的脱腥效果。

2.3 生物脱腥方法

通过微生物发酵技术可以去除水产品的腥味和异味，并能产生特殊的香味，发酵后含氨物质对产物的香味有增强作用。常用的微生物包括酵母和某些细菌类。

Fukami等[24]利用从扁舵鲣做成的鱼露中分离得到的葡萄球菌改善鱼露的风味。鱼露接种葡萄球菌后，在32℃条件下培养24d后，其鱼腥味与未经过上述处理的样品相比明显减弱，而其他风味没有变化。

王浩田等[25]采用酵母粉处理鲶鱼肉糜，研究结果表明，1%的酵母粉能有效去除鱼肉的腥味。腥臭味较浓的鲶鱼肉通过β-CD不能完全除去腥臭味，而酵母粉则可有效地除去。发酵酵母粉脱腥脱苦的机理目前还不是很清楚，可能是由于酵母疏松的结构对腥臭物质的吸附作用，酵母粉利用腥臭物质如醛、酮等大分子，并且其中含有的多种酶可能以腥臭物质为底物转化为无腥臭物质，从而达到脱腥臭的效果。选择酵母粉脱腥脱苦具有一定的效果，可以很好地去除鱼蛋白的腥苦味，并且蛋白质的损失很小。不足之处是脱色效果不明显，并且酵母粉用量不能很大，否则将会有异味[26]。

3 小结

鱼制品加工已经深入到食品工业的各个领域，其制品也广泛应用在食品、药物、化妆品等行业。人们对其品质提出了更高的要求，在一些基本食品安全条件达标的前提下，对其品质(如颜色、气味等）的要求也越来越高。所以脱腥是必不可少的程序。在选择脱腥方法时除了考虑产品状态，还应该注意以下几个问题：第一，考虑产品需求的脱腥程度；第二，脱腥方法的影响，包括脱腥物质残留、脱腥方法对产品营养成分的影响以及环境影响；第三，脱腥工艺的可操作性和成本。

目前，较常用的吸附法、酸碱盐法、环糊精包埋法等一些比较简单易操作的方法，存在脱腥效果差和营养损失等问题。微生物发酵脱腥效果较好，但是应用范围较窄，对其脱腥机理也是知之甚少，还有待开发一些更具实用价值的技术，以促进鱼制品的开发利用。

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