鱼粉的感官评价与常规指标的统计分析
2019-01-02赵建涛叶元土
■赵建涛 叶元土
(苏州大学基础医学与生物科学学院江苏省水产动物营养重点实验室苏州大学水产研究所,江苏苏州215123)
生命起源于海洋,海洋生物中的一些即使是微量的物质,也可能是陆生动物生长、发育和繁殖所必须的营养物质或生理活性物质。无论我们是否了解或定量分析出这些物质的种类、化学结构和含量,它们都是客观存在的。这或许就是鱼粉相比于陆生动物蛋白质原料和植物性蛋白质原料,可以成为饲料中重要的动物蛋白质原料所具备的优势,鱼粉的替代物质研究和鱼粉的不可替代性机理研究一直就是动物营养与饲料领域研究的热点[1]。
鱼粉质量评价也是饲料企业关注的重点课题。鱼粉作为重要的饲料原料,其质量评价方法、评价指标等是质量控制的关键点。质量控制的基本目的就是通过有效的技术方法和评价指标反映出鱼粉真实的质量水平和质量状态,这是原料采购及在配合饲料产品中使用的基础。
我们将2010~2016年这7年间不同饲料企业采购的不同鱼粉产品进行感官分析、化学质量分析的数据进行归纳整理,得到一些有意义的结果,旨在分享这些结果的同时,对鱼粉产品的质量评价和质量控制进行有益的探讨,供同行者参考。
1 鱼粉样本质量数据的采集方法和样本数
主要采集了2010~2016年期间,共6家水产饲料企业的鱼粉样本数据。总计1 152个鱼粉样本,其中包括俄罗斯白鱼粉样本,国产的和进口鱼排粉样本,来自于秘鲁、智利的进口蒸汽鱼粉样本及国产鱼粉样本组成的有明确供货来源及明确产品类型的鱼粉样本,以及没有明确分类的鱼粉样本。
鱼粉样本的质量评价内容包括常规指标,如蛋白质、脂肪、灰分、钙和磷含量等指标;新鲜度指标,如总挥发性盐基氮(TVBN)、部分生物胺(如组胺、尸胺、腐胺)等;油脂氧化指标,如酸价、18种氨基酸含量、牛磺酸含量、氨含量等。
分析方法则是将不同鱼粉产品的质量指标数据进行统计分析,以总结鱼粉质量评价指标的变化规律、探讨适宜的评价指标种类和指标值,以及筛选判定不同鱼粉产品类型的有效指标等为主要目标和分析方向。旨在探讨判定鱼粉真实质量水平和质量状态的有效指标筛选和合适的指标值。
2 鱼粉产品的感官评价和分析
感官评价是通过人体的感官(如眼睛观察、手触摸、口尝等)方法,对鱼粉产品的质量状态、产品的真实性进行有效的评价和分析,作出质量判定,并将判定结果提供给企业采购和配方技术人员作出决策。
感官评价其实质就是一类经验性的评价和分析方法,是对化学评价结果的有效补充,尤其是在化学评价难以判定的时候,感官评价结果通常更具有时效性和实用性。
2.1 气味评价
我们总结了鱼粉感官评价的主要评价指标和可能的质量状态(见表1)。表1中,将鱼粉的感官评价的气味分为5种,并对5种气味的评定依据进行论述。
表1 鱼粉感官评价指标和判定
2.1.1 鱼腥味
鉴别的时候需要确认鱼腥味的程度、纯净度。鱼粉应该有较为强烈的鱼腥味,但也因原料种类、加工方式及脂肪含量等差别而存在一定的差异,鉴定人员需要鉴别鱼腥味中的细微差异。鱼腥味的纯净度则是指是否含有鱼腥味之外的其他味,非鱼腥味应该越少越好。
形成鱼腥味的主要物质包括:①氨、二甲胺、三甲胺、尸胺、氮杂环己烷、吲哚和低分子的醛、酮等成分,主要来源于氨基酸的含氮物质、氨基酸碳链骨架形成的物质。②脂肪酸、氨基酸等代谢形成的低碳链醛类、醇类、羟基类物质,构成鱼腥味的主要醛类物质有2,4-庚二烯醛、3,5-辛二烯醛、2,4-癸二烯醛和2,4,7-癸三烯醛、2,6一壬二烯醛等几十种。其中2,4,7-癸三烯醛和2,6-壬二烯醛被认为是腥味的代表物质,是鱼腥味的关键醛类成分[2]。
鱼腥味呈味物质的形成主要有以下途径:①由酶引起的脂质降解和类胡萝卜素的转化;②游离脂肪酸的自动氧化分解,如在氧化鱼油的气味中,其成分有部分来自不饱和脂肪酸自动氧化而生成的2,4-癸二烯醛、2,4,7-癸三烯醛等[3-4];③含硫含氮前体物质的酶催化转化,如存在于鱼皮黏液及血液内的6-氨基戊酸、6-氨基戊醛和六氢吡啶类等腥味特征化合物的前体物质,在酶的催化转化作用下形成鱼腥味;④部分前体物质的高温分解,如挥发性有机酸和挥发性醛、酮等物质;⑤鱼体内含有的氧化三甲胺也会在微生物和酶的作用下降解生成三甲胺和二甲胺。纯净的三甲胺有腐败臭气,但是当它于氮杂环烷烃如鱼体内的6-氨基戊酸、6-氨基戊醛、六氢吡啶类成分和醛酮等成分共同存在时,鱼腥的嗅感会加剧[5-6]。
鱼腥味鉴定结果:鱼腥味浓烈、纯正,为最优级;鱼腥味浓烈、酸味清淡,可以为优级;鱼腥味较浓,有酸味、淡淡的臭味,可以为一般等级;有鱼腥味,酸味、臭味、焦味,则可以为较差级别;如果有非鱼粉味道,说明有其他原料则可能掺杂、掺假,需要进一步的鉴定。
2.1.2 酸味
酸味的主要来源是鱼粉中的低碳链脂肪酸有机酸,与鱼粉中油脂氧化酸败程度有关。氧化程度越强,产生的低级脂肪酸越多,酸味就越浓。鱼粉在储运过程中,微生物发酵也会产生酸味。
2.1.3 臭味
一般情况下,含有SO2、NO2及NH3等成分的物质大多有强烈的臭味;色氨酸等分解产生吲哚类物质也有臭味;有机物中含有羟基、酮基和醛基的挥发性物质及挥发性取代烃也都有臭味。这些物质主要来源于蛋白质的腐败和油脂的氧化酸败过程,可以大致分为含硫,如硫化氢的臭味、含氮物质的臭味(如氨臭味、吲哚引起的粪臭味)及脂肪酸氧化酸败的臭味等,它们在感觉上有一定的差异。在鉴定臭味时要注意鉴别,前二者的臭味主要是蛋白质腐败所形成,后一种是鱼油氧化所形成。
2.1.4 焦糊味
鱼粉中的焦糊味主要来源于鱼粉加工过程中,尤其是烘干温度过高而导致的蛋白质、碳水化合物等的焦化、碳化作用所形成的气味。也可能来自鱼粉自燃过程所产生的焦糊味。如果鱼粉中有焦糊味则表明鱼粉加工温度过高,或鱼粉可能已经自燃。
由于目前海水捕捞的虾是按照鱼粉的生产设备和工艺进行生产,所以较高的温度会导致较为强烈的焦糊味。因此,在对焦糊味的判别中注意辨别是否含有虾、蟹成分,并结合显微镜分析可以进行定性和半定量的虾、蟹成分判定。
2.1.5 异味
主要是指非鱼粉自然物质所产生的味道以外的其他味道,例如有羽毛粉味、猪肉粉味、血粉味及部分化学物质味等。
2.2 口感评价
鱼粉口尝的感觉也是很重要的,主要可以做以下辨别。
2.2.1 咸味
鱼粉中咸味的评价主要是对其中含盐量进行感官评价,咸味是由盐类离解出的正负离子共同作用的结果,以食盐为例,产生咸味的阈值一般在0.2%。因此,可以依据咸味的浓烈程度大致判定鱼粉中盐分的含量。
2.2.2 苦味、麻味
鱼粉中的苦味物质较多,例如原料鱼在自溶、腐败变化过程,会产生苦味肽之类的物质,同时也会有麻味物质的产生。因此,鱼粉等产品中,苦味、麻味也是对新鲜度判别的指标之一。
2.2.3 硝基盐和刺激性感觉
一定量的硝酸盐可以刺激味蕾,产生较强的刺激性痛感。细细品尝鱼粉,如果含有过量的硝基盐、含硫化合物,就会产生较强的刺激性感觉。通常是鱼粉新鲜度不好、鱼粉中含有过多的硝基盐类、硫类化合物所产生的刺激性感觉。
鱼粉的感官评价参考显微镜检验的结果,可以参照国标的方法进行。同时,结合上述感觉评价,可以对鱼粉的质量状态进行定性和半定量的评价和分析。在通过上述感官评价判定为合格之后,再进行化学评价,这也是鱼粉质量控制的基本原则。
3 鱼粉常规指标的统计分析
3.1 鱼粉粗蛋白质含量及其与粗灰分含量的关系
将679个鱼粉样本的粗蛋白质含量、不同鱼粉样本的粗蛋白质含量一并作图(见图1)。
图1 不同鱼粉粗蛋白质含量分布(n=679)
679个鱼粉样本的粗蛋白质含量范围为46.00%~71.78%,平均值为(63.50±4.19)%。由图1可知,鱼粉的粗蛋白质含量在58%左右出现拐点,对比不同鱼粉样本的粗蛋白质含量发现,鱼排粉、少量国产鱼粉和部分俄罗斯白鱼粉样本的粗蛋白质含量在58%以下,而58%以上主要为进口鱼粉、国产鱼粉、部分俄罗斯白鱼粉的样本。因此,可以初步判定粗蛋白质含量低于58%的应该为鱼排粉。
粗灰分是鱼粉的一种自然属性,其含量与骨骼组织含量有直接关系。如果将679个鱼粉样本的粗蛋白质和粗灰分含量一并作图,得到图2。
图2 鱼粉粗蛋白质与粗灰分含量关系(n=679)
由图2可以直观地发现,在鱼粉粗蛋白质58%、粗灰分20%左右,鱼粉粗蛋白质含量分布和粗灰分含量分布出现交叉点。因此,可以大致判定为粗蛋白含量小于58%、粗灰分含量大于20%的鱼粉样本为鱼排粉。
以粗灰分含量为横坐标,以蛋白质含量为纵坐标,得到鱼粉蛋白质含量与粗灰分含量的关系图,见图3。
图3 鱼粉粗蛋白质含量与粗灰分含量的关系(n=631)
由图3可知,鱼粉蛋白质含量与粗灰分含量为负相关关系,即随着粗灰分含量的增加,鱼粉蛋白质含量降低。对631个鱼粉样本统计分析的结果显示,鱼粉蛋白质含量与粗灰分含量的关系符合二次函数关系,y=-0.030 8x2+0.530 4x+65.542,R2=0.669 2。
3.2 鱼粉中粗脂肪含量分布
将574个鱼粉样本粗脂肪含量、不同种类鱼粉粗脂肪含量分布图一并作图得到图4。
574个鱼粉样本粗脂肪含量4.79%~14.85%,平均值为(8.94±1.95)%。分布范围区间最大的为鱼排粉,其脂肪含量4.8%~14.5%。而俄罗斯白鱼粉粗脂肪含量相对较低,多数样本的脂肪含量低于10%。国产鱼粉的脂肪含量相对较高,大于10%的样本数较多。
图4 鱼粉样本粗脂肪含量分布(n=574)
鱼粉中脂肪含量与鱼粉的生产工艺有很大的关系。原料鱼首先要经过蒸煮然后压榨,压榨得到的液体中含有水、油脂和其他成分。而压榨液体再经过三相分离机进行油、水的分离,可以得到粗鱼油和压榨水。压榨水中含有盐分、水溶氨基酸和水溶蛋白质等物质,经过减压浓缩后就是鱼溶浆。压榨后的渣经过烘干、粉碎就是鱼粉产品了。而鱼溶浆是否再回喷到鱼粉中是导致鱼粉产品有差异的主要原因,鱼溶浆回喷到鱼粉中烘干得到的就是半脱脂鱼粉,不回喷的鱼粉就是全脱脂鱼粉。而原料鱼经过蒸煮后,不进行压榨而是直接烘干、粉碎得到的就是全脂鱼粉。因此,全脂鱼粉的脂肪含量相对较高,全脱脂鱼粉中脂肪含量很低,半脱脂鱼粉的脂肪含量介于全脂鱼粉和半脱脂鱼粉之间[7-8]。
3.3 鱼粉粗灰分含量分析
将631个鱼粉样本的粗灰分含量作图,得到图5。631个鱼粉样本的粗灰分含量11.41%~34.53%,平均值为(19.60±4.38)%。由图5可以发现鱼粉样本中粗灰分含量在20%左右、25%左右出现2个拐点。
如果将不同鱼粉的粗灰分含量一并做图得到图6。
由图6可以发现,鱼排粉的粗灰分含量大于25%,而其他鱼粉的粗灰分含量则小于25%。如果以粗灰分含量20%作为分界线,可以发现部分俄罗斯白鱼粉的粗灰分含量超过20%,少部分甚至大于25%,而国产鱼粉、进口鱼粉的粗灰分含量都小于20%。
图5 鱼粉粗灰分分布图(n=631)
图6 不同鱼粉粗灰分含量分布图(n=631)
鱼粉、鱼排粉粗灰分含量是鱼粉原料鱼的一种自然属性表现形式,原料鱼个体大则骨骼成分含量高。如果将鱼体两侧的肌肉作为鱼片切除,剩下的鱼排、内脏等作为鱼排粉的生产原料,得到的鱼排粉中粗灰分含量就很高。本文中的鱼排粉主要为罗非鱼、越南巴沙鱼的鱼排粉,都是鱼片生产后的鱼排和内脏制成的鱼排粉,因此其粗灰分含量大于25%。
俄罗斯白鱼粉的生产原料以北极圈捕捞的白色肌肉鱼类(如鳕鱼等)为原料生产的白鱼粉为主,也包括鳕鱼鱼片加工的副产物。因此,其粗灰分含量在20%左右出现一个拐点,主要是由白鱼粉中鳕鱼等鱼排粉所占比例不同而造成的,如果含有部分鳕鱼鱼排粉则其粗灰分含量就可能超过20%。
国产鱼粉、进口鱼粉是以海洋捕捞的不能食用的小型杂鱼的全鱼为主要原料所生产的鱼粉,因此其粗灰分含量低于20%。
因此,如果以20%为一个分界线,可以大致判定鱼粉中是否含有鱼排粉,粗灰分含量的高低与鱼排粉比例有直接的关系。当然,如果在蒸煮过程中添加的盐过多,鱼粉产品,尤其是全脂鱼粉中的粗灰分含量也会相对较高。而单纯的以鱼排粉、鱼片加工副产物为原料生产的鱼排粉,其粗灰分含量则大于25%。
3.4 鱼粉的磷含量分析
统计了531个鱼粉样本的总磷含量,结果见图7。
图7 不同鱼粉总磷含量分布(n=531)
鱼排粉总磷含量最小值为3.6%,而部分俄罗斯白鱼粉样本的总磷含量大于3.6%。如果以总磷含量作为小型鱼全鱼鱼粉和鱼排粉的判别依据,则可以发现,俄罗斯白鱼粉中含有部分鱼排粉。进口鱼粉总磷含量与鱼粉总磷含量分布重叠,其总磷含量小于3.0%;国产鱼粉总磷含量也是全部小于3.0%。
因此,总磷含量也是区分不同种类鱼粉产品的一个有效指标。当总磷含量大于3.0%时,其鱼粉样本中可能含有鱼排粉。
如果以鱼粉中粗灰分为横坐标、总磷含量为纵坐标作图,得图8。
图8 鱼粉磷含量与粗灰分含量的关系(n=531)
鱼粉中总磷含量与粗灰分含量表现为正相关关系,其关系符合方程y=0.005x2-0.011 5x+1.206 3,R2=0.668 7。多数样本的总磷含量小于3.0%。
3.5 鱼粉钙含量的统计分析
统计了550个鱼粉样本的钙含量,结果见图9。
图9 不同鱼粉钙含量分布(n=550)
由图9可见,鱼排粉的钙含量均大于7.0%,部分俄罗斯白鱼粉样本的钙含量大于7.0%,国产鱼粉、进口鱼粉的钙含量均小于5.0%。
因此,鱼粉中钙含量的高低也是区分鱼排粉与全鱼鱼粉的一个较为有效的指标。钙含量小于5.0%的可以视为全鱼鱼粉。
以粗灰分含量为横坐标、钙含量为纵坐标作图,得图10,显示了鱼粉中钙含量与粗灰分含量的关系为正相关关系,统计数据符合方程:y=0.011 6x2+0.004 3x+0.350 6,R2=0.807 3。多数鱼粉样本的钙含量小于5.0%。
图10 鱼粉钙含量与粗灰分含量的关系(n=550)
4 总结
通过本文的分析结果表明,鱼粉的感官评价由气味和口感分析组成。气味的鉴别和分析是重点对鱼腥味、酸味、臭味、焦糊味和异味进行区别,而口感味道则是对咸味、苦味与麻味、硝基盐和刺激感觉等进行区别。两者结合可以对鱼粉的真实性和新鲜度进行感官评价和分析。鱼粉的新鲜度是质量评价的重要内容,新鲜度的化学评价中一般采用总挥发性盐基氮(TVBN)、生物胺含量和酸价等进行评价。但这类化学评价方法及其评价结果的可靠性还存在一定的争议。例如,TVBN主要为一些低沸点的小分子(如三甲胺、二甲胺、氨等)组成,而通过高温则可以降低TVBN的含量,从而导致对鱼粉新鲜度判定的失真。感官评价是通过人体的嗅觉、味觉进行分析,对新鲜度的评价和分析具有较高的可靠性。
蛋白质含量和脂肪含量等是对鱼粉质量鉴别的重要化学评价指标。不同种类及加工工艺的鱼粉中蛋白质含量、脂肪含量均存在较大的差异。鱼粉种类主要有鱼排粉、白鱼粉和全鱼鱼粉等。其中,白鱼粉中掺入鱼排粉是较为突出的问题。如何通过化学评价指标将鱼粉与鱼排粉区别开来一直是一个难题。粗灰分、钙、磷含量是原料鱼骨骼系统的自然属性成分,本文重点分析了蛋白质含量与粗灰分的关系和钙磷含量与粗灰分的关系。得到的结果表明,依据鱼粉中粗灰分、钙和磷的含量可以有效地将鱼排粉和全鱼鱼粉区分开来,这是一个重要的结果。例如,鱼粉蛋白质含量随着原料鱼的不同有较大的差异,单纯通过蛋白质含量很难将鱼粉产品种类区分开来。但是,如果结合鱼粉中粗灰分含量,则可以鉴别不同种类的鱼粉产品,尤其是以鱼排为原料的鱼排粉的粗灰分含量可能大于25%,而鱼粉中含有部分鱼排粉时,其粗灰分含量可能大于20%。以小型鱼类为原料的鱼粉中,粗灰分含量应该小于20%。当鱼粉中总磷含量大于3.0%、钙含量大于5.0%时,应该在鱼粉中含有一定量的鱼排粉,可以结合显微镜分析结果进行综合评价。