鱼制品腥味物质检测分析及去除技术研究进展
2016-04-08周蓓蓓胡王陈小雷鲍俊杰
周蓓蓓,胡王,陈小雷,鲍俊杰
(安徽省农业科学院水产研究所,安徽合肥230031)
鱼制品腥味物质检测分析及去除技术研究进展
周蓓蓓,胡王,陈小雷,鲍俊杰
(安徽省农业科学院水产研究所,安徽合肥230031)
去腥是鱼制品加工的一个关键问题。本文对鱼腥味的成因、鱼腥味检测方法及数据分析、去腥技术、去腥效果评定方法等做了系统的阐述。结合当前研究现状,重点介绍了鱼腥味检测中3种主要的样品处理方法及它们的差别及适用性;分析了9种主要去腥方法的原理、适用性和效果。研究发现独立去腥方法都有其局限性,结合发展趋势进行思考延伸,提出去腥的发展思路为绿色天然环保的复合脱腥法。
鱼腥味;检测分析;去腥;复合脱腥
古人有云“鱼之味,乃百味之味;食之鱼,百味无味”,由此可见鱼之鲜美。鱼肉营养丰富,口感细腻弹软,尤其适合老人和儿童,对人体有多种保健功能,例如:抗抑郁、抗衰老、防老年痴呆、防哮喘、防中风等。鱼肉是优质蛋白质、维生素和矿物质的良好来源,尤其是ω-3人体必需脂肪酸的主要来源[1]。
2013年我国水产品总产量约6 172万t,其中淡水产品约3 033万t,鱼类产量达到2 594万t;而用于加工的水产品总量约2 169万t,其中用于加工的淡水产品约556万t,加工比例仅约为35.1%和18.3%,就安徽省而言,淡水产品加工比例约为7.4%[2]。而据FAO统计,世界水产品总产量的75%以上是经过加工后销售的,鲜销比例占总产量不到25%[3]。由此可见,水产品/鱼制品加工具有很大的发展空间,水产品/鱼制品工业化是我国渔业未来发展的一个趋势。
综上所述,促进鱼制品加工技术现代化、加快鱼制品工业化进程势在必行。由于原料鱼具有鱼腥味这一区别于其他肉类的特殊性,去腥就成为鱼制品加工中一项关键技术,其目的为最大限度消除鱼腥味对鱼制品品质的影响。国内外科研工作者对鱼腥味的检测和去除做了大量的工作,其研究路线为:从鱼腥味的成因入手,找出造成鱼腥味积累及形成的原因;对鱼腥味进行检测,总结出对鱼腥味有贡献的化合物;利用不同的物理、化学及生物原理进行去腥技术的研究。总体而言,目前鱼腥味的检测方法主要是气相色谱串联质谱法结合不同的样品预处理。而去腥技术则比较复杂多样,其发展路线从最初的包埋、吸附、酸碱盐等物理化学方法发展到天然产物的绿色天然去腥法、微生物发酵的生物方法等,而由于鱼腥味成分复杂,不同种类原料鱼腥味化合物也有显著区别,因此,单一的去腥法效果都有其局限性,科研工作者也开始对复合脱腥法进行研究,协同互补,以期获得最大的去腥效果。本文对鱼腥味的成因、检测和去除做了简单的综述,旨在找出有效的去腥方法及研究趋势,为鱼制品工业化提供一定的理论参考。
1 鱼腥味的成因
鱼腥味属于水产品中普遍存在的一种不良风味,有程度大小之分。不良风味的产生主要归因于以下几个因素:空气、水、包装或运输材料等的污染,加工过程中配料不当或食品自身的化学反应和微生物的生长繁殖(包括氧化、非酶促褐变、酶促反应、光引发反应及食品成分之间的反应)等[4]。
狭义的鱼腥味是指具有像鱼一样的腥气(fishy odours),而实际当中,更具有研究意义的鱼腥味是指一些不良气味(例如土腥味、霉味等)的总和,属于比较复杂的混合性气味,鱼和其他水产品的加工需要去除包括狭义鱼腥味在内的全部不良气味。这种不良气味是多种化合物混合所表现出来的气味,同一种化合物有时表现出单一的的气味,而有时同一种化合物会同时具有两种或以上的气味。例如:4,4,6-三甲基-1,3-二恶烷具有霉味,顺-1,5-辛二烯-3-酮具有鱼腥味(久放的鱼),地霉素和2-甲基异龙脑均同时具有土味和霉味(鲶鱼),顺-3-己烯醛和顺,顺-3,6-壬二烯醛均同时具有脂肪味和鱼腥味[4]。挥发性化合物对气味的贡献通常是由(嗅觉)阈值和浓度共同决定的,阈值越小,越容易被感知,因此一些低阈值化合物也构成了鱼制品腥味的特征性成分,例如:2,6-壬二烯醛,顺-1,5-辛二烯-3-酮等。
目前,科学家们对鱼腥味(水产品腥味)的形成原因主要存在以下两类观点。
1.1 环境累积因素
主要是由于鱼类生活的环境水质原因引起,包括水体污染和富营养化、藻类、原生动物等原因。最初放线菌被认为是土腥味化合物的主要来源,随后,一些研究表明一些藻类也是土腥味物质的重要来源,例如:蓝藻(鱼腥藻、颤藻)、真核藻类(硅藻)等,另外一些真菌、原生动物也能分泌土腥味化合物[5]。水体里各种各样气味物质的生物累积,在鱼体表面和肌肉组织中形成鱼腥味、土腥味、脂肪味、泥土味、霉烂味等复合气味[6]。例如:自然界存在的土腥味化合物主要有土臭味素(反-1,10-二甲基-反-9-萘烷醇)、2-甲基异莰醇(2-MIB)、2-异丙基-3-甲氧基吡嗪、2-异丁基-3-甲氧基吡嗪、E-2-壬烯醛、3-庚酮、8-正十七烯及 2,3,6-三氯代茴香醚等[5-6]。Yunyun Zhao等人对中国内蒙古的一个水库进行了长达两个月的监控(2011年冬季水体爆发式显著产生鱼腥味),对水库鱼腥味物质的发生、起源以及可能造成这些气味的化合物进行了研究。发现水体中2种硅藻和1种金藻以及生活在金藻中的钟罩虫sp.是造成水体鱼腥味爆发的主要原因,主成分分析结果显示,硅藻的可能代谢物n-己醛、n-庚醛和2,4-癸二烯醛,钟罩虫的可能代谢物2,4-庚二烯醛,可能是导致水体鱼腥味的主要原因[7]。Rui Wang等人对中国包头的饮用水中的鱼腥味和霉味进行了探究,表明包头华江水库的水体受到了轻微污染,而造成水体鱼腥味和其他异味的主要原因不是温度,而是水体的富营养化导致的绿藻、隐藻和硅藻等的大量产生[8]。综上所述,新鲜鱼体的腥味主要是水体及环境中一些具有特殊气味的化合物形成的,例如醇类、(烯)醛类、酮类、吡嗪类和呋喃类等。
1.2 鱼类贮藏过程中的化学反应
主要是鱼体内的物质(氧化三甲胺、不饱和脂肪酸、腥味前体物质、类胡萝卜素等)在微生物、内源性酶(脂肪氧合酶等)条件下发生的反应或自氧化反应,其反应产物(三甲胺TMA,二甲胺,脂肪氧化产物等)具有腥味[9-11]。首先是氧化三甲胺的分解。氧化三甲胺是水产品体内自然存在的区别于其他动物的特征性内源性物质。鱼体死后,在厌氧微生物或酶的作用下,氧化三甲胺降解生成三甲胺、二甲胺等腥味物质。三甲胺有鱼腥恶臭味,当它与不新鲜鱼的δ-氨基戊酸、六氢吡啶等成分共同存在时则增强了鱼腥的嗅感,脂肪含量高的鱼肉和暗色鱼肉含有更高含量的氧化三甲胺,同时热处理、高压处理都会促进三甲胺的形成[12-13]。其次是鱼体脂肪的自氧化分解和酶促反应、含硫含氮前体物质的酶催化转化以及微生物反应等。鱼油的贮藏过程中,由ω-不饱和脂肪酸自氧化生成 2,4-癸二烯醛、2,4,7-癸三烯醛,存在于鱼皮粘液及血液内的δ-氨基戊酸、δ-氨基戊醛和六氢吡啶类等腥味前体物,会在酶的催化下生成鱼腥味物质[14]。Thanasak Sae-leaw等[15]对在0℃~2℃条件下贮存18 d的尼罗罗非鱼鱼皮脂质变化,脂肪氧合酶活性,鱼腥味的变化做了一定的研究,结果表明甘油三酯随着游离脂肪酸、单酰甘油、甘油二酯和磷脂的升高而显著降低,脂肪氧合酶活性在贮藏的18 d内是显著升高的,随着贮藏时间的延长,鱼皮中氢过氧化物是不断升高的,这说明在贮藏期间尼罗罗非鱼皮脂质发生了氧化,而鱼腥气的变化也很有可能是因为脂质自氧化或脂肪氧合酶促氧化引起的。一些研究表明,鱼制品挥发性物质变化与脂肪氧化有着密切关系,腥味的显著增大一般都会伴随脂肪的氧化,添加抗氧化剂可以抑制腥味在贮藏过程中的快速产生[16-17]。而随着贮藏时间的延长,鱼制品腥味大小一般是呈显著上升的趋势。例如:石斑鱼皮明胶的鱼腥气强度随着冰藏时间的延长、挥发性醛类和醇类的增长而变大[18];冰藏条件下大眼鲷鲷鱼贮藏15 d(鱼冰比例为1/2),三甲胺TMA上升了近10倍[19]。
2 鱼腥味成分(即挥发性物质)的提取分离和分析评定技术
鱼腥味物质是挥发性成分(和半挥发性成分)的混合体现,因此,其检测方法即为挥发性物质(或半挥发性物质)的检测方法,特征性腥味物质的确定主要依赖于试验数据的收集和整理。确定鱼的特征性腥味物质,其主要目的有二:其一是基础性研究,研究不同种类、年龄、生存条件等的鱼类和不同加工方法的鱼制品存在哪些不同的标志性腥味物质;其二是作为脱腥技术的评价标准。(本文未讨论产生腥味的非挥发性滋味物质。)
气相色谱-质谱联用法(GC-MS、GC-MS/MS)。这是目前挥发性成分测定的基础和必不可少的环节,也是应用最广泛、最为有效的基本的气体测定方法。目前挥发性成分的测定绝大多数是合适的样品预处理方法/挥发性成分提取方法、单个挥发性成分的确定方法、实验数据的处理方法与GC-MS相结合而实现的。
2.1 样品挥发性成分的收集
2.1.1 顶空法
其原理是待测样品(固体或液体)若处于密闭样品瓶中,其挥发性成分就会游离出来,处于样品基质的上方。主要有静态顶空法(headspace,HS)和动态顶空萃取法(dynamic headspace extraction,DHE,也叫吹扫-捕集法purge-trapping),HS较为简单,只需经过一个步骤,在一定温度下,样品游离出来的气相与样品达到一定平衡即可直接进入GC进行测定,目前的使用上一般与其他挥发性物质收集方法共同使用以确保收集更完全;而DHE的处理较为复杂,通常要进行2个~3个步骤,通过惰性气体(氮气等)对样品进行吹扫,并用捕集器(低温或装有吸附剂)进行收集,再加热解吸附,最后用载气送入GC进行检测[4]。例如:M.S.Madruga等[20]采用HS-GC-MS法测定了熟化山羊肉中的香气成分。Jiamei Wang等[21]采用DHE-GC-MS法研究了土耳其干腌火腿中腌制盐的含量对挥发性物质的影响,发现盐用量跟总醛含量呈正相关,但是与醇类,酮类和烷烃类呈负相关。Anupam Giri等[22]采用DHE-GC-O法比较了鱼味噌(鱼肉酱产品)、大豆味噌(发酵大豆酱产品)、鱼酱油和大豆酱油中挥发性香气成分的差异,结果表明,味噌类产品具有焦糖香和水果香,鱼酱油具有氨味、鱼腥味、坚果和奶酪香味。
2.1.2 固相微萃取法(SPME)
其原理是微纤维通过外层材料(吸附剂)从样品中萃取吸附分析物,之后进样,是一种快速、无溶剂、兼容样品制备的技术。主要分为直接萃取、顶空萃取和膜保护萃取,后两种主要目的是消除大分子物质对分析的影响,保护纤维,用于被污染样品[4]。刘安军等[23]采用SPME-GC-MS法对鲤鱼的挥发性腥味物质进行检测,共检出36种成分,主要为醇类、酮类、烯类和苯环类;Maria Perez-Juan等[24]采用 SPME-GC-MS法对叉烧肉不同蛋白组分(肌质蛋白,肌纤维蛋白,游离肌动蛋白和肌动球蛋白)的挥发性香气成分作了分析;Ai-Nong Yu等[25]采用SPME-GC-MS对中国传统烟熏培根(CSCB)挥发性成分进行研究,发现除了烷烃类物质,其他醛酮类物质都对特征性风味有贡献,风味成分主要来自烟熏,氧化和美拉德反应等;Rubén Domínguez等[26]采用SPME-GC-MS法对4种不同烹饪方法(烧烤,烘烤,微波和油煎)制成的小马驹肉香气成分进行了测定。
2.1.3 同时蒸馏提取法(SDE)
发明于1964年,但是在近二十年发展起来的一种挥发性和半挥发性成分的收集方法,集萃取和浓缩于一体,适用于痕量气体的分析,并且挥发性成分的收集比较充分;其原理是样品和溶剂同时蒸馏,在顶空空间里混合均匀,再通过冷凝收集,利用溶剂和水之间比重的差异分离浓缩[4]。(Ian C.C.Nobrega等[27]采用SDE-GC-MS法对烹制后牛蛙腿中的挥发性香气成分做了测定,表明牛蛙和鸡肉香气之间存在一定的相似之处;于慧子等[28]采用SDE-GS-MS法对提取的中华绒螯蟹蟹肉和蟹黄中挥发性风味成分进行了分离鉴定,结果表明中华绒螯蟹蟹黄和蟹肉中的挥发性成分在组成上的差别主要体现为在醇类、芳香类、烷烃类和含硫类化合物的组成上,而且蟹黄中检测到的挥发性化合物的含量普遍高于蟹肉中检测到的化合物的含量;周益奇等[29]采用SDE-GC-MS从提取物中分析鉴定出鱼腥味和疑是鱼腥味物质16种,包括醛、烯醛、酮和呋喃4类化合物,其中己醛、庚醛和2,4-二烯癸醛被确认为鱼腥味的化合物。
以上3种样品前处理方法是应用最广泛的方法,能够满足大多数样品挥发性成分的测定,也存在一些其他的前处理方法,文献报道较少。Yu Ai-Nong等[30]采用氮吹和蒸汽蒸馏法(NPSD)对中国传统烟熏培根中的挥发性成分进行检测,NPSD方法能够防止血球氧化。
2.1.4 多种样品预处理方法的比较及分析
在实际的样品分析中,一般会根据分析的对象、目的选择合适的处理方法。有时为了更为全面地分析样品中挥发性物质的种类和含量,会采用不同的样品前处理方法,用以比较它们之间的优劣和侧重点。Ana Rivas-Cañedo等[31]比较了DHE和SPME两种样品前处理方法对超高压处理的低酸发酵香肠和切片熟猪肩肉挥发性物质检测的影响,结果表明:DHE法在提取低沸点化合物上更有效(例如:乙醛,2,3-丁二酮,乙醇),而SPME能够提取出更多种类的化合物,尤其是脂肪酸;Jianchun Xie等[32]分别采用SPME和SDE结合GC-MS法对迷你猪烤猪肉的香气成分进行了测定,两种前处理方法较为相似,SDE法能够获得更为完整的数据(痕量物质的检出);Marta S.Madruga等[33]采用3种不同的样品预处理方法SDE、DHE和SPME对烤山羊肉中挥发性成分进行收集并采用GC-MS检测,结果表明,SDE法能够获得最多的脂肪氧化产物,DHE法能够获得最多的美拉德反应产物。
2.2 质谱(GC-MS)、火焰离子检测器(GC-FID)、嗅闻法(GC-O)检测方法
GC-MS(/MS)是最常见、应用最广泛的测定方法,实际的研究中,科学家们会根据检测的目的、条件、对象的不同对挥发性成分的定性定量方法做出一定的选择;几乎所有的挥发性有机物在FID都有响应,尤其同类化合物的相对响应值都很接近,一般不用校正因子就可以直接定量,而含不同杂原子的化合物批次相对响应值相差很大,定量时必须采用校正因子[24,30];GC-O法是近年来兴起的仪器与人工嗅闻相结合的一种气味确定方法,其主要目的是辨别出单个挥发性化合物的气味,并判断其对样品气味(香气和不良气味)的贡献[22,32]。
2.3 数据分析技术(主成分分析方法,PCA)
由于实际操作中,挥发性成分的检出量往往较大,对其进行单个的分析有时并无太大必要,例如判断一种产品主要的香气物质或者腥味物质,往往只需要提炼出N种贡献较大的物质,因此在实际的操作中往往需要结合PCA、GC-O和阈值等因素进行综合分析[22]。
3 鱼腥味的去除技术
去腥的过程实际上就是采用各种物理、化学及生物手段对产生腥味的物质进行干预,使其发生物理化学反应,改变其结构及特性,形成的新物质不再具有腥味(或腥味显著减弱)。
3.1 鱼腥味的去除
3.1.1 包埋法
工业上主要使用β-环糊精(β-CD)脱腥,β-CD是由7个葡萄糖单体结合而成的梯形笼状结构,内部疏水外部亲水,其脱腥原理是当腥味化合物分子尺寸与β-CD内部尺寸相匹配,β-CD能够像笼子一样与腥味化合物发生包合配位,从而阻断腥味的释放途径。但此种脱腥方式取决于腥味化合物的分子量大小和尺寸,针对性强,局限性较大,若腥味化合物尺寸大于β-CD,则不能形成稳定的包合物,大大影响脱腥效果,因此,此脱腥方法往往与其他方法同时使用。梁丰等[34]分别采用掩盖法、β-CD法、活性炭法、蛋白酶水解法和综合处理法对鱼肉粉进行脱腥处理,确定了最有效的除腥方法为先用5%活性炭在55℃水浴下吸附鱼肉粉20 min,再用1.5%β-CD在65℃下保温振荡5 min,经脱腥后的鱼肉粉基本无腥味;林日高等[35]比较了酵母和β-CD对鳙鱼蛋白水解液脱腥效果的影响,结果表明用酵母和β-CD复合处理鳙鱼蛋白水解液可以获得最好的脱腥效果。
3.1.2 吸附法
吸附是当流体(气体、液体)与多孔固体接触时,流体中某一组分或多个组分在固体表面处产生积蓄。吸附也指物质(主要是固体物质)表面吸住周围介质(液体或气体)中的分子或离子现象。在表面面积很大的情况下,这种吸附力能产生很大的作用,所以工业上经常利用大面积的物质进行吸附,如活性炭等。其脱腥原理即活性炭或沸石等物质把鱼制品的腥味化合物吸附并去除,用于液体鱼制品效果较好,因为其接触面积大。Xin Li等[36]采用粉末活性炭(PAC)对两种鱼腥味物质反,反-2,4-庚二烯醛(HDE)和反,反-2,4-癸二烯醛(DDE)的吸附作用,且吸附模式和曲线符合拟一级和拟二级动力学模型。同时DDE相较HDE更容易被PAC吸附,吸附量也更大;Kyong-Hwan Chung等[37]研究了各种微孔沸石对三甲胺的吸附作用,用以在低温条件下对生鱼油的除臭,结果表明:八面沸石(Si/Al=3)的比表面积和微孔体积是形成沸石对三甲胺强大吸附能力的重要因素,氢型丝光沸石(Si/Al=10)具有强大的三甲胺吸附能力主要是因为三甲胺与它酸性部位的阳离子发生了反应。因此吸附除腥有时不仅仅是单纯物理作用,可能还包含一些化学过程。
3.1.3 掩盖/掩蔽法
顾名思义,其脱腥原理是采用一些包含强烈特殊味道的香辛料(葱、姜、辣椒、酒等)或者添加剂(增香剂)来掩盖鱼制品本身的腥味。在工业生产中实用性不强,可能会影响产品的口感,所以一般结合其他脱腥方式,主要用于日常烹饪过程,单纯采用葱姜料酒的方法只是辅助去腥。耿瑞婷等[38]比较研究了活性炭吸附法、掩蔽法、超滤法、超滤和掩蔽联合法对扇贝蛋白酶解液的脱腥效果,选择乙基麦芽酚、乳酸乙酯、料酒、食盐作为掩蔽剂,发现超滤和掩蔽联合法处理扇贝蛋白酶解液具有较好的脱腥脱苦效果。
3.1.4 微胶囊法
微胶囊技术是微量物质包裹在聚合物薄膜中的技术,是一种储存固体、液体、其他的微型包装技术。具体地说是将目标物用各种天然或合成的高分子化合物连续薄膜完全包裹起来,对目标物无损害,起到缓释或者保护目标物的作用。其脱腥作用原理类似包埋法。主要作用是改善物质的运输、贮存效果等,例如鱼油的微胶囊化,便于保存、运输和食用,单纯用于去腥较少,因为有可能会掩盖产品本身的香味和形状。
3.1.5 酸碱盐处理法
该方法脱腥的原理为:酸碱与腥味化合物发生反应生成无腥味的物质,而盐的作用是促进腥味物质的析出。该方法适用于固体鱼制品的脱腥,因为液体中的酸碱难以去除。该方法会产生较大量含有酸碱的废水,需要处理后再进行排放,对环境有一定的影响。工业中使用的酸有醋酸、柠檬酸等,碱有氢氧化钠、碳酸氢钠等,盐有氯化钠、氯化钙等。崔方超等[39]采用柠檬酸、碳酸氢钠、酵母3种脱腥剂对草鱼鱼肉进行脱腥处理,发现柠檬酸效果最为显著,其次为碳酸氢钠及酵母;Suthasinee Yarnpakdee等[40]通过试验证明经过蒸馏水冲洗和8 mmol/L氯化钙溶液和5 mmol/L柠檬酸去膜之后的印度鲭鱼肉能够获得较为显著的去腥效果。
3.1.6 美拉德反应法
美拉德反应是一种非酶促褐变反应,广泛存在于食品工业,是羰基化合物(还原糖类)和氨基化合物(氨基酸和蛋白质)之间经过复杂的反应历程最终生成棕色甚至是黑色的大分子物质类黑精或称拟黑素,所以又称羰氨反应。因此,此方法主要用于去除来自蛋白质类化合物的腥味。许庆陵[41]等利用Alcalase碱性蛋白酶水解牡蛎制备牡蛎水解蛋白,并通过活性炭及美拉德反应对牡蛎水解蛋白液脱腥,研究表明:美拉德反应脱腥的最适条件是葡萄糖添加量3.0%、脱腥时间30 min、脱腥温度100℃,并且脱腥效果优于活性炭;张洁等[42]通过试验确定了美拉德反应脱除牡蛎酶解液腥味的最佳工艺参数为:温度100℃,时间30 min,pH7.5,原料配比 1∶1。
3.1.7 天然活性物质去腥法
天然无毒植物中存在各种各样的活性化合物,包括黄酮类、醌类、苯丙素类、萜类、生物碱类等具有生理活性的化合物。而这些化合物具有各种独特的分子结构,因此具有不同的功能,例如:葛根素(黄酮)具有扩张血管的作用,茶多酚(苯丙素)具有抗氧化的作用,苦参碱(生物碱)具有抗菌消炎的作用。已经有一些天然活性物质确定有脱腥效果,例如茶多酚脱腥原理为:红茶中含黄酮类化合物如茶黄素、茶红素等是茶叶中的儿茶素的氧化产物,可以消除甲基硫醇化合物,并可以与氨基酸结合,具有一定的杀菌钝酶效果[43]。天然化合物去腥的原理是因其特有的分子结构和特有基团,能够与腥味化合物发生包合、配位等化学反应,生成新物质,消除腥味。目前有文献表明一些植物或化合物具有一定的去腥作用,这些植物或化合物同时也会具有抗氧化、调味等其他功能。陈漪等[44]以绿茶为脱腥剂,确定了金枪鱼鱼肉的最佳脱腥工艺为:料液比1 g∶5 mL,茶水浓度2.5%,脱腥时间3 h和料液比1 g∶10 mL,茶水浓度1.5%,脱腥时间3 h时脱腥效果最好;陈奇等[45]比较了酵母发酵、红茶提取液腌制、紫苏混合液腌制、烟熏液腌制4种方法对淡水鲢鱼的脱腥效果,结果表明:在温度为10℃~18℃条件下,添加4.5%的紫苏液、0.5%食用醋、1%料酒和70 mg/kg乙基麦芽酚(香味增效剂)与混合盐对鲜鲢鱼块进行脱腥腌制48 h。在该条件下鱼块腥味除尽。
3.1.8 微生物发酵脱腥法
微生物法脱腥原理是指腥味物质参与微生物的新陈代谢过程,经过代谢过程,腥味物质转变成无腥味物质,或者腥味物质在微生物没得作用下发生反应,转变成无腥味物质。常用脱腥剂为酵母、乳酸菌等。例如酵母发酵原理为:微生物利用腥臭物质如醛、酮等合成大分子物质且产生一些含有香味的中间产物,去除鱼腥味并产生一定的增香效果。方法脱腥效果较为显著,但是使用局限性较大,适合发酵鱼制品和流体鱼制品。陶兴无等[46]以添加米糠、藠头皮制得的成曲对鲢鱼下脚料进行发酵水解以去除鱼露鱼腥味,结果表明,使用添加有藠头皮的成曲,藠头皮的添加量为小麦重量的75%,去腥效果好,鱼露感官评价较好;王一涵等[47]经过试验得出了酵母发酵脱腥法对整条淡水鲫鱼的脱腥工艺参数为:接菌量为2%,35℃下发酵1 h时去腥效果较好。
3.1.9 复合脱腥法
现有脱腥技术都有其适用范围和局限性,通常对某一类或几类鱼制品甚至腥味化合物起作用,一般不具有普适性,因此,国内外的科研工作者们在研究一种鱼制品的去腥时,通常会采用多种方法的对比和联合使用,以确定最佳的工艺。段振华等[48]对罗非鱼加工产生的碎鱼肉酶解液进行了脱腥研究,结果表明,以2.5%酵母,在35℃条件下发酵30min,然后,加入2.5%β-CD,在65℃反应30 min处理的脱腥效果最好;郑元平等[49]用酵母、红茶、绿茶、菊花茶、紫苏、白酒、醋以及活性炭8种物质对罗非鱼片进行脱腥处理,结果表明:各种脱腥方法都能在不同程度上去除鱼腥味,且一般随着时间的延长和浓度的增加而使腥味变淡,其中使用1%白酒加3%紫苏和1%白醋2 h即可完全去除腥味,脱腥效果最好。
另外一些去腥方法包括:酶法(主要用于蛋白质水解肽的去苦)、臭氧法、加热法、真空法、超滤法、有机溶剂萃取法、辐照法等,由于去腥效果相对有限,并存在一些工业化普及的障碍,不再赘述。
3.2 鱼腥味去除效果的评定
对鱼制品采用一系列去腥方法进行处理后,如何对比处理前后腥味变化,如何评定去腥效果也是一个重要的研究课题。除了前文所述挥发性成分的测定方法外,目前使用最广泛的是感官评定法,近年来兴起了电子鼻,通常两种方法结合使用效果最好。这两种方法的优势显著,简便准确,能够迅速有效地对去腥效果做出评价。范三红等探索不同漂洗方法对鲶鱼碎肉的脱腥效果,并利用超快速气相色谱电子鼻(Flash E-Nose)检测在冷藏过程中的挥发性气味物质变化并且评定其去腥效果。
3.3 去腥方法的延伸及思考
目前,对鱼腥味产生贡献的一部分化合物已经能够确定其分子式和名称,并且已经基本明确各种去腥方法的原理,由此着手,可以借鉴其他物质的除臭方法或者进行方法的思考延伸。Phattara Boraphech等[50]选择了13种植物叶作为生物材料(紫檀,虎尾兰,富贵竹,心叶春雪芋,菩提树,万年青,粉芭蕉,糖胶树,芒果,依兰香,印度塔树,水生蕨类卤蕨,一种紫薇属植物),考察了它们对三甲胺和一些其他气体成分的吸收作用,研究结果为表明:植物叶作为生物材料吸附剂对TMA表现出了良好的吸附性能,24 h内的吸附量达到100%(TMA浓度100 mg/L),其中虎尾兰最有效果,紫檀效果最差,与之相比,活性炭对TMA的吸附效果要差很多,同时,TMA在生物材料吸附剂表面的单层吸附符合朗缪尔等温线,随之(多层吸附)符合准二级动力学模型。植物叶片中的蜡质能够吸附大约69%的TMA,剩余部分由纤维素和木质素吸附。植物叶片蜡质部分对短链脂肪酸(≤C18)尤其是十八烷酸、十八烷酸(C12~C18)具有很好的吸附特性,可能正是这些原因影响了蜡质对TMA的吸收;Ephraim M.Govere等[51]报道了一种采用切碎的山葵根与过氧化物混合作用于生猪泥浆用以除臭的方法,理论依据为:酶类已被证实能够去除水中和土壤中的一些有毒化合物,它可能也能够去除动物粪便/有机肥的臭味,而山葵根含有大量的过氧化物酶,在有过氧化物存在的条件下,能够去除酚类异味物质,中试试验表明:此种方法能够完全去除酚类异味物质,并且山葵根能够回收使用5次仍保持显著的酚类异味去除能力。由此可见,广大植物(可食)资源可能是一种潜在的有效去腥除臭剂。
随着社会的进步和文明的推进,人们更加重视鱼制品的天然和健康、绿色和环保,采用一些人工合成的添加剂、加工过程对环境不友好等非自然的手段受到了人们天然的抵制。
4 小结及展望
本文系统地简述了鱼腥味的成因、检测及分析、去腥方法和效果评价。得到结论为:鱼腥味的来源主要是环境中水质、藻类及原生动物代谢产物中的腥味物质的积累效应和鱼制品自身的反应(脂肪氧化、酶促反应和微生物代谢等);腥味物质的检测分析主要为基于样品预处理-GC技术的一系列方法(DHE-GCMS、GC-O、GC-FID等等);鱼制品去腥主要是天然活性物质去腥、微生物发酵去腥和复合去腥等一系列经实践证明有效的方法;去腥效果评价(腥味大小评价)方法主要为感官评定法和电子鼻法。
随着社会的进步,文明进程的推进,消费者对鱼制品的品质、便捷程度、风味、口感等方面要求越来越高,而新时代下的去腥技术必须要满足以下几点:高效实用、方便快捷、绿色健康、环境友好。目前已有的去腥技术方法多样,但其都有一定的局限性和适用范围,找到一种全面适用高效的去腥方法还有很长的路要走。当前应该做的是:基于现有去腥技术的特点和实用性,以特定鱼制品对研究对象,开发出一种同时具有吸附剂、发酵剂和天然活性物质去腥剂等优点的复合去腥剂,融合于鱼制品加工的特定流程及阶段中,用以提高工业化鱼制品的品质。
[1] 李楠楠,范志红.烹调加工对鱼类营养价值的影响[J].中国食物与营养,2011,17(2):82-85
[2] 农业部渔业渔政管理局.2014中国渔业统计年鉴[M].北京:中国农业出版社,2014:23-24,95-96
[3] 付万冬,杨会成,李碧清,等.我国水产品加工综合利用的研究现状与发展趋势[J].现代渔业信息,2009,24(12):3-5
[4] 宋焕禄.食品风味化学[M].北京:化学工业出版社,2007:228
[5] 伍瑞祥,吴涛.淡水鱼土腥味物质及脱腥技术研究进展[J].长江大学学报(自然科学版),2011,8(10):253-256
[6] 翁丽萍,陈飞东,李峰,等.国内外淡水产品腥味物质及脱腥技术研究进展[J].食品工业,2014,35(5):195-200
[7] Yunyun Zhao,Jianwei Yu,Ming Su,et al.A fishy odor episode in a north China reservoir:Occurrence,origin,and possible odor causing compounds[J].Journal of Environmental Sciences,2013,25(12):2361-2366
[8] Rui Wang,Dong Li,Chao Xi Jin,et al.Seasonal occurrence and species specificity of fishy and musty odor in Huajiang Reservoir in winter,China[J].Water Resources&Industry,2015(11):13-26
[9] Hau Yin Chung,Chi Wang Yeung,Joo Shin Kim,et al.Static headspace analysis-olfactometry of odor impact components in salted-dried white herring(Ilisha elonggata)[J].Food Chemistry,2007,104(2):842-851
[10]丁耐克.食品风味化学[M].北京:中国轻工业出版社,1996:248-249
[11]Yoshiwa T,Morimoto K,Sokamoto K,et al.Volatile compounds of fishy odor in sardine by simultaneous distillation and extraction under reduced pressure[J].Nippon Suisan Gakkaishi,1997,63(2):222-230
[12]洪伟,周春霞,洪鹏志,等.水产品腥味物质的形成及脱腥技术的研究进展[J].食品工业科技,2013,34(8):386-389
[13]Nuray Erkan,Gonca Uretener,Hami Alpas.Effect of high pressure(HP)on the quality and shelf life of red mullet(Mullus surmelutus)[J].Innovative Food Science and Emerging Technologies,2010,11(2):259-264
[14]游丽君,赵谋明.鱼肉制品腥味物质形成及脱除的研究进展[J].食品与发酵工业,2008,34(2):117-120
[15] Thanasak Sae-leaw,Soottawat Benjakul,Nalan Gokoglu,et al.Changes in lipids and fishy odour development in skin from Nile tilapia(Oreochromis niloticus)stored in ice[J].Food Chemistry,2013,141(3):2466-2472
[16]Y Serfert,S Drusch,K Schwarz.Sensory odour profiling and lipid oxidation status of fish oil and microencapsulated fish oil[J].Food Chemistry,2010,123(4):968-975
[17]Suthasinee Yarnpakdee,Soottawat Benjaku,Sitthipong Nalinanon,et al.Lipid oxidation and fishy odour development in protein hydrolysate from Nile tilapia(Oreochromis niloticus)muscle as affected by freshness and antioxidants[J].Food Chemistry,2012,132(4):1781-1788
[18]Thanasak Sae-leaw,Soottawat Benjakul.Physico-chemical properties and fishy odour of gelatin from seabass(Lates calcarifer)skin stored in ice[J].Food Bioscience,2015(10):59-68
[19]Siriporn Riebroy,Soottawat Benjakul a,Wonnop Visessanguan,et al.Effect of iced storage of bigeye snapper(Priacanthus tayenus)on the chemical composition,properties and acceptability of Som-fug,a fermented Thai fish mince[J].Food Chemistry,2007,102(1):270-280
[20]M S Madruga,J.S.Elmore,M J Oruna-Concha,et al.Determination of some water-soluble aroma precursors in goat meat and their enrolment on flavour profile of goat meat[J].Food Chemistry,2010,123(2):513-520
[21]Jiamei Wang,Guofeng Jin,Wangang Zhang,et al.Effect of curing salt content on lipid oxidation and volatile flavour compounds of drycured turkey ham[J].Food Science and Technology,2012,48(1):102-106
[22]Anupam Giri,Kazufumi Osako,Akira Okamoto,et al.Olfactometric characterization of aroma active compounds in fermented fish paste in comparison with fish sauce,fermented soy paste and sauce products[J].Food Research International,2010,43(4):1027-1040
[23]刘安军,褚兰玲,郑婕,等.鲤鱼土腥味成分的检测与去除[J].现代食品科技,2011,27(2):219-223
[24]Maria Perez-Juan,Monica Flores,Fidel Toldra.Effect of pork meat proteins on the binding of volatile compounds[J].Food Chemistry,2008,108(4):1226-1233
[25]Ai-Nong Yu,Bao-Guo Sun,Da-Ting Tian,et al.Analysis of volatile compounds in traditional smoke-cured bacon(CSCB)with different fiber coatings using SPME[J].Food Chemistry,2008,110(1):233-238[26]Rubén Domínguez,María Gómez,Sonia Fonseca,et al.Effect of different cooking methods on lipid oxidation and formation of volatile compounds in foal meat[J].Meat Science,2014,97(2):223-230
[27]Ian C C Nobrega,Celene S Ataide,Onofre M Moura,et al.Volatile constituents of cooked bullfrog (Rana catesbeiana)legs[J].Food Chemistry,2007,102(1):186-191
[28]于慧子,陈舜胜.中华绒螯蟹蟹肉和蟹黄中挥发性风味物质组成[J].食品科学,2011,32(8):267-271
[29]周益奇,王子健.鲤鱼体中鱼腥味物质的提取和鉴定[J].分析化学,2006,34(9):165-167
[30]Yu Ai-Nong,Sun Bao-Guo.Flavour substances of Chinese traditional smoke-cured bacon[J].Food Chemistry,2005,89(2):227-233
[31]Ana Rivas-Cañedo,Cristina Juez-Ojeda,Manuel Nuñez,et al.Volatile compounds in low-acid fermented sausage“espetec”and sliced cooked pork shoulder subjected to high pressure processing.A comparison of dynamic headspace and solid-phase microextraction[J].Food Chemistry,2012,132(1):18-26
[32]Jianchun Xie,Baoguo Sun,Fuping Zheng,et al.Volatile flavor constituents in roasted pork of Mini-pig[J].Food Chemistry,2008,109(3):506-514
[33]Marta S Madruga,J Stephen Elmore,Andrew T Dodson,et al.Volatile flavour profile of goat meat extracted by three widely used tech-niques[J].Food Chemistry,2009,115(3):1081-1087
[34]梁丰,杨金生,夏松养.鱼肉粉脱腥技术研究[J].安徽农业科学,2011,39(18):11010-11012,11014
[35]林日高,潘玉华.鳙鱼蛋白水解液脱腥效果研究[J].中国调味品,2014,39(6):5-8
[36]Xin Li,Jun Wang,Xiaojian Zhang,et al.Powdered activated carbon adsorption of two fishy odorants in water:Trans,trans-2,4-heptadienal and trans,trans-2,4-decadienal[J].Journal of Environmentals Sciences,2015,32(6):15-25
[37]Kyong-Hwan Chung,Ki-Young Lee.Removal of trimethylamine by adsorption over zeolite catalysts and deodorization of fish oil[J].Journal of Hazardous Materials,2009,172(2/3):922-927
[38]耿瑞婷,王斌,马剑茵,等.扇贝蛋白酶解液脱腥脱苦工艺研究[J].中国调味品,2014,39(4):37-43
[39]崔方超,李婷婷,杨兵,等.电子鼻结合GC-MS分析草鱼脱腥前后风味变化[J].食品科学,2014,35(20):126-130
[40]Suthasinee Yarnpakdee,Soottawat Benjakul,Hordur G.Kristinsson,et al.Effect of pretreatment on lipid oxidation and fishy odour development in protein hydrolysates from the muscle of Indian mackerel[J].Food Chemistry,2012,135(4):2474-2482
[41]许庆陵,周勇强,战宇,等.牡蛎水解蛋白制备及脱腥技术研究[J].食品研究与开发,2012,33(10):1-5
[42]张洁,董士远,郭晓伟,等.美拉德反应用于牡蛎酶解液脱腥的研究[J].食品工业科技,2009,30(11):215-217
[43]吴光红,车文毅.水产品加工工艺与配方[M].北京:科学技术文献出版社,2001:125-130
[44]陈漪,庄晶晶,尚艳丽,等.金枪鱼鱼肉茶水脱腥条件的比较研究[J].粮油食品科技,2012,20(6):76-79
[45]陈奇,张安,何新益.淡水鲢鱼脱腥效果的比较研究[J].食品工业科技,2007,28(2):146-148
[46]陶兴无,高冰.外加成曲发酵去除鱼露腥味的初步研究[J].中国酿造,2007,26(12):46-47
[47]王一涵,刘学军.淡水鲫鱼脱腥试验的比较研究[J].肉类工业,2013,392(12):29-32
[48]段振华,易美华,汪菊兰,等.罗非鱼碎鱼肉酶解液的脱腥技术及其机理探讨[J].食品工业科技,2007,28(2):65-67
[49]郑元平,廖飞宝.罗非鱼片脱腥技术比较研究[J].食品工业科技,2011,32(2):217-219,222
[50]Phattara Boraphech,Paitip Thiravetyan.Trimethylamine(fishy odor)adsorption by biomaterials:Effect of fatty acids,alkanes,and aromatic compounds in waxes[J].Journal of Hazardous Materials,2015,284(3):269-277
[51]Ephraim M Govere,Masami Tonegawa,Mary Ann Bruns,et al.Using minced horseradish roots and peroxides for the deodorization of swine manure:A pilot scale study[J].Bioresource Technology,2007,98(6):1191-1198
Research Progress on Determination,Analysis and Removal of Fishy Odours Coming from Fish Products
ZHOU Bei-bei,HU Wang,CHEN Xiao-lei,BAO Jun-jie
(Fisheries Research Institute,Anhui Academy of Agricultural Sciences,Hefei 230031,Anhui,China)
Fishy odours removal is one of the key problems of fish products processing.It is expounded that the reasons of fishy odours formtion,determination of fishy odours and data analysis,removal methods of fishy odours and effectiveness evaluation of fishy odours removal etc.It is introduced that the major three sample processing methods,analysis of differences among the three methods and their respective applicability.It is also analysed that the principle,applicability and effectiveness of major nine fishy odours removal methods.From the above it can be see the boundedness of every single fishy odours removal method,so it is put forward that the most suitable method is natural,good for environmental protection and composite deodorization method according to current trends.
fishy odours;determination and analysis;fishy odours removal;composite deodorization method
10.3969/j.issn.1005-6521.2016.14.046
2015年安徽省农业科学院院立创新团队项目“淡水鱼加工增值关键技术创新团队”(15C0501)
周蓓蓓(1979—),女(汉),副研究员,博士,研究方向:水产品加工,传统食品工业化。
2015-08-05