米曲霉发酵罗非鱼及产物挥发性成分分析

颜儿作，吴建中，王沂东

(暨南大学理工学院食品科学与工程系，广东广州510632)

米曲霉发酵罗非鱼及产物挥发性成分分析

颜儿作，吴建中*，王沂东

(暨南大学理工学院食品科学与工程系，广东广州510632)

采用米曲霉发酵罗非鱼制备腊鱼风味的咸味香精基料，初步确定发酵工艺如下:温度为37℃，接种量(米曲霉单位数/鱼肉重)为4×108cfu/g，料液比(鱼肉重/水重)为0.2(w/w)，发酵时间为40h，产品具有明显腊鱼香味，无明显腥臭味，香气浓烈持久;采用聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯型涂层纤维萃取头(PDMS/DVB)，通过固相微萃取和气质联用技术(SPME－GC－MS)分析鉴定发酵前后挥发性成分，分别鉴定出53种和75种化合物，其中发酵后产品中的醛类和醇类相对含量较高，检测到较高含量的壬醛、正己醛、辛醇、3－羟基丁酮、2－十一酮、1－辛烯－3－醇，其中壬醛、己醛和辛醇均具有特殊的脂肪气息，1－辛烯－3－醇具有明显的蘑菇和泥土味，2－十一酮具有典型牛奶香气。

米曲霉，罗非鱼，发酵，挥发性成分

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

罗非鱼 暨南大学西门菜市场;米曲霉－沪酿3.042 广州工业微生物检测中心;其余试剂 均为分析纯。

高速万能粉碎机 天津泰斯特仪器有限公司; HZQ－X100A恒温振荡培养箱 上海一恒科技有限公司;固相微萃取手动进样手柄、聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯涂层纤维萃取头(PDMS/DVB 65μm)美国Supelco公司;7890/5975气相色谱－质谱联用仪美国Agilent公司;15mL带PTFE涂层硅橡胶垫螺口顶空瓶 德国CNW公司。

1.2 实验方法

1.2.1 实验条件

1.2.1.1 萃取条件 将装有鱼肉香精的顶空瓶置于60℃水浴锅中，将PDMS/DVB型萃取头插入顶空瓶中平衡30min后顶空萃取30min，在气相色谱仪进样口高温解吸7min。

表1 风味特征得分Table 1 Scoring and evaluation of flavor feature

1.2.1.2 色谱条件 HP－5MS毛细管柱(30m× 0.25mm，0.25μm);程序升温:柱子初温40℃，保温2min，以 7℃/min升温至 180℃，10℃/min升温至230℃，保持2min。进样口温度:240℃;载气:氦气;流速5.8mL/min;脉冲不分流模式进样。

1.2.1.3 质谱条件 电子轰击(EI)离子源;电子能量为70eV;离子源温度230℃;传输线温度250℃，四级杆温度180℃;质量扫描范围35～400m/z。

1.2.2 工艺流程 原料选择→原料处理→腌渍→沥干→打碎→接种→发酵→成品

1.2.3 操作要点

1.2.3.1 原料选择 所选罗非鱼体重为(1±0.25)kg，经鉴定为奥尼尼罗罗非鱼。

1.2.3.2 原料处理 主要包括去头、去鳞、去鳍和去内脏，清洗残留在鱼肉上的血液和鱼腹内的黑膜。

1.2.3.3 腌渍 采用9%盐水腌制，为避免感染杂菌，腌渍操作在无菌操作台内进行，腌渍时间持续3h。

1.2.3.4 沥干 为避免感染杂菌，沥干也是在无菌操作台内进行，沥干时间为30h。

1.2.3.5 打碎 采用高转速打碎机(24000r/min)将鱼肉打碎成鱼松状态，持续3min使得粒径达到毫米级别。

1.2.3.6 接种 在无菌操作台中，用移液枪准确量取一定量的标准米曲霉菌液，再添加无菌水调节鱼水比例。

1.2.3.7 发酵 发酵在恒温培养箱内进行，温度设定为37℃。

1.2.4 感官评价及评分方法 采用9名经过培训的评价员，在鱼肉发酵过程中每隔12h进行一次感官评定，采用评分尺方法计分［4］，指标分别为风味特征和喜好度，感官得分Y=50%×风味特征得分+50% ×喜好度得分，给分标准见表1。

1.2.5 测定方法 水分测定方法:采用烘干称重法［5］。菌液浓度的测量方法:采用稀释－血清计数板法［6］。

2 结果与讨论

2.1 发酵条件对产香的影响

鉴于米曲霉(沪酿3.042)最适生长温度范围为33～38℃，在低于28℃或高于40℃生长缓慢，42℃以上停止生长，米曲霉在37℃生长和繁殖速度均比较理想，最适温度范围内发酵产物香气差别微小，因此确定在37℃条件下研究发酵时间、接种量和鱼水质量比对发酵产香的影响。

2.1.1 发酵时间和接种量对发酵产香的影响 从图1中可以明显看到，接种量越大，越能显著地缩短发酵成熟时间，但是发酵时间过度延长，鱼肉组织的终端代谢产物增加，产生大量小分子臭味挥发性物质，劣化了鱼肉的风味，因此选择接种量介于2～6× 108cfu/g，发酵时间为35～45h，感官得分达到15分，发酵产物综合效果令人满意。

图1 感官评分与接种量、发酵时间的等高线图Fig.1 The contour plots of sensory score as affected by inoculum amount and time

2.1.2 发酵时间和料液比对发酵产香的影响 在图2中可以明显看到，当水分含量过低时，米曲霉的生长受到抑制，发酵不充分，感官得分相应比较低，若水分含量过高且发酵时间过长，产品因为过度腐败而产生各种不愉快的挥发性物质，感官得分也相应降低。因此，料液比例介于0.18～0.25(w/w)，发酵时间控制在35～45h，发酵腊鱼风味明显，其感官得分就能够达到17.5分，发酵效果总体令人满意。

2.2 SPME-GC-MS分析结果与讨论

2.2.1 新鲜罗非鱼和发酵罗非鱼总离子流色谱图对照 新鲜罗非鱼和发酵罗非鱼总离子流色谱图如图3、图4所示。

2.2.2 新鲜罗非鱼和发酵鱼挥发性成分的比较分析 未经米曲霉发酵的罗非鱼检测到的挥发性物质种类为53种，其中主要物质为醛类、醇类和胺类，分别占37.58%、26.14%和6.93%，检测到多种不愉快味道物质如苯甲醛、甲苯、萘、2－甲基萘、三甲胺和甲硫醇等［7］;经过发酵处理的挥发性物质种类为75种，并且各物质相对含量较未发酵的样品发生显著变化，表现为醛类、醇类和胺类物质分别降至32.26%、14.17%和4.10%，而酮类物质和酯类物质的相对含量分别上升到15.71%和14.66%，出现了很多带有特殊香气的物质如2，4－癸二烯醛、3－甲基－丁醛和2－十一酮等物质［8］，同时臭气物质相对含量的降低，使体系的不良风味显著下降，所以米曲霉发酵作用在罗非鱼风味物质体系转变过程中的作用非常显著。

图2 感官评分与料液比、发酵时间的等高线图Fig.2 The contour plots of sensory score as affected by mass ratio of fish to water and time

图3 发酵前罗非鱼挥发性成分的GC－MS总离子流色谱图Fig.3 Total ion current of volatile compounds in unfermeted tilapia

胺类物质中含量相对最高的是甲氧基苯基肟，占3.2%，发酵前相对含量较高的物质是N，N－二甲基甲砜胺和吲哚，吲哚具有强烈不愉快臭气，但发酵之后却未能检测到这些物质;三甲胺作为鱼肉组织降解终端代谢产物之一，其相对含量随着发酵程度的加大而增加，这也是符合相关文献的报道［9］。

醛类物质在发酵前后其含量是最高的，分别占37.58%和32.26%，在Chemical Book中查询得到这些醛类物质都具有良好植物香气，其中壬醛作为鱼的特征风味成分的报道很多［10］，而正己醛、月桂醛经查证带有微弱的特殊的油脂香气，是鱼体脂肪特征风味物质，此外发酵后产生了具有奶香的风味物质4－乙基－苯甲醛［11］，在感官实验中评价员也证实奶香味的存在。

直链饱和醇的香味对于肉制品的风味贡献很小，但随着碳链的增长，香味增加，可以产生清香、木香和脂肪香的特征［12］，其中3－甲基－丁醇具有白兰地香气，1－庚醇具有果子香气，辛醇含量较高并具有辛辣的脂肪气息，而1－辛烯－3－醇具有明显的蘑菇和泥土味［13］，所以直链饱和醇可能是产生腊味的主要原因之一。

酯类物质在发酵前后都很少检测到，且相对含量较低，其中乙酸异冰片酯具有樟脑气息，酸类物质中乙酸和3－甲基丁酸可分别认作是感官实验中酸性刺鼻味和奶香味特征风味之一，而其他吡嗪和呋喃类物质中，4－甲基吡嗪、3－氨基吡咯、2－乙基呋喃、4－甲基噻唑在水产品相关文献中报道较多［14－15］。

3 结论

图4 发酵后罗非鱼挥发性成分的GC－MS总离子流色谱图Fig.4 Total ion current of volatile compounds in fermeted tilapia

本文采用米曲霉发酵罗非鱼并对发酵前后挥发性成分进行了研究，初步探索出发酵工艺条件如下:温度为37℃，接种量为4×108cfu/g，料液比为0.2(w/w)，发酵时间为40h，能产生兼具酱香味和肉香味的特殊发酵咸鱼风味;通过SPME－GC－MS分析表明，发酵后的罗非鱼挥发性物质中醛类和醇类相对含量较高，壬醛、正己醛、3－羟基丁酮、2－十一酮、辛醇、1－辛烯－3－醇是发酵后典型风味化合物，提示醛类和醇类是发酵罗非鱼产生腊味的主要贡献物质。

表2 罗非鱼发酵前后挥发性成分的GC－MS分析结果Table 2 GC－MS analysis result of volatile component of fermentated and unfermented tilapia

续表

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Tilapia fermented by Aspergillus oryzae and analysis of its volatile compounds

YAN Er－zuo，WU Jian－zhong*，WANG Yi－dong
(Food Science and Technology Department，Jinan University，Guangzhou 510632，China)

Aspergillus oryzae was applied to ferment semi－dried smashed Tilapia meat to synthesize a special salted fish flavor base，which was confirmed to be essence with strong and long－lasting meat and sauce flavor，the fermentation conditions were controlled as follows:temperature:37℃，inoculation amount:4×108cfu/g，mass ratio of fish to water:0.2(w/w)，fermentation time 40h.Solid phase micro－extraction equipped with PDMS/DVB and gas chromatography－mass spectrometry(GC－MS)was performed to identify volatile compounds of fermented and unfermented tilapia，the results showed that 53 and 75 kinds of compounds were found respectively，aldehydes and alcohols had the highest amount，nonanal，hexanal，octanal，1－octen－3－ol，n－caproic acid vinyl ester were typical volatile compounds of fermented tilapia，nonanal，hexanal and octanal were typical fat flavor substances，1－octen－3－ol was of typical mushroom and soil flavor，2－undecanone was of typical milk flavor.

Aspergillus oryzae;Tilapia;fermentation;volatile compound

TS254.7

A

1002－0306(2012)10－0069－06

罗非鱼又称非洲鲫鱼、福寿鱼，其肉味鲜美，肉质细嫩，具有很高的营养价值，其产量高但综合利用率较低，加工产品品种较少且附加值低，因此，寻求新型的罗非鱼开发途径具有很大的产业价值;肉类香精产品主要以热反应型为主，而采用微生物发酵制备发酵型香精存在许多有待攻关的技术难题，这些技术难题主要表现在如何定向发酵产生所需风味、发酵条件和发酵程度的控制、新型肉类发酵菌种的发现和应用、如何消除原料内部微生物在发酵过程中的影响以及风味单体物质的鉴别等［1］，国外研究人员采用米曲霉低盐固态发酵法酿造鱼酱油，并制备出口感风味很好的酱油产品［2－3］，这种风味产品深受中国南方及东南亚消费者喜爱，市场价值和开发潜力巨大。本文采用米曲霉发酵罗非鱼制备具有腊鱼风味的咸味香精基料，初步探索了发酵工艺条件;通过气质联用技术比较分析发酵前后挥发性物质的变化，对综合利用罗非鱼鱼肉制备发酵型肉类香精进行了有益的探索。

2011－09－30 *通讯联系人

颜儿作(1987－)，男，硕士在读，研究方向:水产品深加工。

广东省教育厅产学研专项项目(2009B090200012);粤港关键领域重点突破项目(2009Z026);广东省科技攻关项目(2011B020311003)。