响应面法优化海鲈鱼片脱腥工艺

张海燕，吴燕燕，李来好，杨贤庆，林婉玲，胡晓，魏涯

1(广东海洋大学 食品学院，广东 湛江，524088) 2(中国水产科学研究院，南海水产研究所，农业农村部水产品加工重点实验室，广东 广州，510300)

海鲈(Lateolabraxjaponicas)又名花鲈、日本真鲈、七星鲈等，在朝鲜及日本的近岸浅海、中国东海、南海、渤海等沿海地区分布较为广泛,是我国最重要的海水鱼类之一[1]。随着海鲈育种的成功，我国近几年海鲈养殖业发展迅速，2017年海鲈养殖产量已达15.7万t[2]。海鲈鱼肉质洁白，骨刺较少，富含蛋白质、必需氨基酸、鲜味氨基酸、不饱和脂肪酸、微量元素等[3-4]，是人类获取优质蛋白脂肪的理想食材[5-6]。然而，海鲈鱼特殊的腥味和土腥味限制了其加工制品的销售，影响了加工产业的发展。研究发现,鱼肉的腥味成分主要是一些挥发性物质，如醇、酮、醛、烃、呋喃、硫醚、萘、萜烯衍生物等[7]。腥味形成的机理主要包括氧化三甲胺的分解、脂肪酸的自动氧化分解、前体物质高温分解和微生物代谢产物蓄积等[8]。

目前针对鱼肉脱腥的方法，主要有感官屏蔽法、物理法、化学法和生物法等[8]。感官屏蔽脱腥法是采用一些香辛调味料来掩盖鱼制品的腥味，如添加姜、葱、蒜等不仅能减弱腥味，还能起到增香作用，但同时也为产品带来了其他的味道；物理脱腥法则是采用吸附法、包埋法和辐照法等，可有效去除腥味，应用范围广；化学脱腥法包括有机溶剂萃取法、酸碱盐法、抗氧化剂法和臭氧法，脱腥效果较好，但易造成化学物质的残留且对产品品质影响较大；生物脱腥法主要采用酶或微生物等技术，在发酵过程中，通过微生物的代谢产物改良产品的风味，该方法用在鱼糜制品和水解液中较多，且在脱腥效果及其他方面优于前几种方法。

裴斐等[9]将鱼肉片浸泡在60 g/L的食盐溶液中，30 min后用流水漂洗2～3 min后可有效去除鱼腥味。刘承初等[10]对双鳍舵鲣鱼废弃物的自溶回收液用低含量的活性炭(0.25%～1.0%)进行吸附处理后，达到了较好的脱腥效果。徐永霞等[11]对海藻糖溶液处理白鲢鱼进行了相关分析，发现对白鲢鱼不仅起到了很好的脱腥效果，而且也起到了明显的抑菌作用。曾少葵等[12]使用乳酸菌对罗非鱼酶解液进行发酵，得出乳酸菌能有效减弱酶解液的腥味，而且发酵后增加的酯类、辛酸及十六醛等物质能明显改善酶解液的风味。徐永霞等[13]采用天然抗氧化剂茶多酚对带鱼进行脱腥处理，并通过正交实验优化得到最佳脱腥工艺：茶多酚溶液浓度0.3%、浸泡时间70 min、浸泡温度40 ℃。研究者们不仅研究了单一脱腥液的脱腥效果，而且对复合脱腥液的脱腥效果也做了大量的研究[8，14],也有研究者对一些新型脱腥技术进行研究，如崔炳群等[15]采用微胶囊技术制备鱼肝油软糖并对此做了相关分析，发现微胶囊技术在掩盖腥味方面起到了很好的作用。

酵母提取物是以啤酒废弃酵母及鲜酵母为原料，经一定工艺精制而成，具有很好的安全性，同时其具有一定的去腥效果[16-17]，而新鲜薄荷叶也具有很好地去腥功能，本研究以海鲈鱼为研究对象，以感官评分为评价指标，通过单因素研究在(15±2)℃条件下，酵母提取物含量、薄荷香精含量、料液比、脱腥浸泡时间对新鲜海鲈鱼片的脱腥效果，并在此基础上，进一步优化脱腥工艺参数,寻找一种简易且操作方便实用型可产业化的新鲜海鲈鱼片脱腥新方法。

1 材料与方法

1.1 原料和主要试剂

鲜活海鲈鱼：购自广州华润万家超市，每尾约400～600 g，体长25～35 cm。

酵母提取物(KA66)，湖北安琪酵母股份有限公司；薄荷香精(食品级，液体)，太仓宏洋进出口有限公司。

1.2 仪器与设备

BS124S型电子天平，德国赛多利斯公司；AS10200AT超声波清洗器，天津奥特赛恩斯仪器有限公司；DHG-9145A型电热恒温鼓风干燥器，上海一恒科学仪器有限公司；固相微萃取装置、PDMS/DVB 65 um萃取头、15 mL顶空样品瓶，美国Supelco公司；GCMS-QP2010气相色谱-质谱联用仪，日本岛津仪器公司。

1.3 海鲈鱼前处理

选取大小规格相近的海鲈鱼，切割鱼头，沿着脊椎骨切至鱼尾位置，取鱼片(30±3)g，清洗后的鱼片沥干备用。

1.4 海鲈鱼片脱腥单因素实验

1.4.1 料液比对海鲈鱼片脱腥效果的影响

在(15±2)℃，浸泡50 min，酵母提取物质量浓度为1.0 g/L的条件下，研究料液比分别为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5(g∶mL)时对海鲈鱼片的脱腥效果。

1.4.2 酵母提取物质量浓度对海鲈鱼片腥味的影响

在(15±2)℃，料液比1∶3(g∶mL)，浸泡50 min的条件下，研究酵母提取物质量浓度分别为0.2、0.5、1.0、1.5、2.0 g/L时的脱腥效果，并以不添加酵母提取物为空白对照组。

1.4.3 浸泡时间对海鲈鱼肉腥味的影响

在(15±2)℃，料液比1∶3(g∶mL)，酵母提取物的质量浓度为1.0 g/L的条件下，研究浸泡时间分别为20、30、40、50、60 min时对海鲈鱼片脱腥效果的影响。

供不应求，几乎一直是当时的常态。这一方面与康师傅打造的全新产品品类有关，另一方面也是因为赶上了改革开放后中国经济快速腾飞的黄金时期，康师傅由此成功崛起为一家民族品牌巨头。

1.4.4 薄荷香精体积分数对海鲈鱼肉腥味的影响

在(15±2)℃，料液比1∶3(g∶mL)，浸泡时间为50 min，酵母提取物质量浓度为1.0 g/L的条件下，研究薄荷香精体积分数分别为0.004%、0.006%、0.008%、0.01%、0.012%时对海鲈鱼片的脱腥效果。

1.5 响应面优化脱腥工艺实验

综合单因素脱腥实验的试验结果，采用BBD模型设计及原理，以酵母提取物质量浓度、薄荷香精体积分数、浸泡时间为自变量，以腥味感官评分分数(Y1)和海鲈鱼感官评分分数(Y2)为响应值，研究各自变量及其交互作用对感官评分值的影响，利用Design Expert 8.0.6对实验结果进行回归拟合及方差分析，实验因素水平如表1所示。

表1 响应面试验因素及水平Table 1 Analytical factors and levels for responsesurface method

1.6 挥发性成分测定

参照林婉玲等[18]方法，略有修改。准确称取绞碎的鱼肉样品1.00 g于15 mL顶空瓶中，加入5 mL饱和NaCl溶液，加入磁转子，于65 ℃磁力搅拌器上加热平衡10 min后，用已活化好的65 μm PDMS/DVB萃取头顶空吸附40 min，迅速将萃取头插入气相色谱仪的进样口，解吸10 min。

气相色谱条件：采用DB-5MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm)色谱柱；进样口温度为250 ℃，载气(He)流速1.0 mL/min，采用恒线速度，分流比为1∶20；程序升温：柱初温40 ℃，保持2 min，以6 ℃/min的速度升温到200 ℃保持3 min，再以10 ℃/min上升到250 ℃保持3 min。

质谱条件：离子源温度230 ℃，电子能量70 eV；质量扫描范围m/z35～350。

1.7 感官评定

采用腥味感官评分标准和海鲈鱼感官评价标准对脱腥效果进行评定。选取6名评定员，评定前，先向各评定员提出具体的规定，并对评价标准有一致的理解。腥味感官评分法如表2所示采用5分制，分值越小，腥味越重，反之，腥味越淡，感官分数为6名评定员感官评分的平均值；海鲈鱼感官评价标准如表3所示，鱼片经100 ℃煮熟3 min后，对样品进行品尝并从海鲈鱼片的外观、色泽、气味、质地4个方面进行评价，总分为100分，3次重复，取平均值。

表2 腥味感官评分标准Table 2 Scoring standard of sensory test

表3 海鲈鱼的感官评价标准Table 3 Criteria for sensory evaluation of Lateolabrax japonicas

1.8 数据分析

采用Microsoft Excel对数据进行整理, SPSS软件进行统计分析，采用Design Expert 8.0.6软件对响应面数据进行分析，利用计算机NIST 05a. L谱库数据库检索，与质谱图库中的标准谱图进行比较，确认挥发性成分，各成分的相对含量按面积归一化法进行分析。

2 结果与分析

2.1 料液比对海鲈鱼片脱腥效果的影响

图1 料液比对海鲈鱼腥味的影响Fig.1 Effect of solid-liquid ratio on fishy smell ofLateolabrax japonicas

2.2 酵母提取物质量浓度对海鲈鱼片腥味的影响

从图2可以看出，随着酵母提取物质量浓度的升高，腥味感官评分开始上升，即腥味越来越弱，当酵母提取物质量浓度为1.0 g/L以后，腥味感官评分基本保持不变，即腥味变化不明显，所以，随着酵母提取物质量浓度的升高，酵母提取物中含有特殊香气的呈味物质在一定程度上掩盖了海鲈鱼片的腥味，而当酵母提取物质量浓度过高时，鱼肉本身会残留浓重的酵母味，影响海鲈鱼片本身的气味，故选取质量浓度为1.0 g/L的酵母提取物时，脱腥效果最佳。

图2 酵母提取物质量浓度对海鲈鱼腥味的影响Fig.2 Effect of yeast extract addition on fishy odor ofLateolabrax japonicas

2.3 薄荷香精体积分数对海鲈鱼肉腥味的影响

如图3所示，随着薄荷香精体积分数的升高，腥味感官评分呈现先增加后下降的趋势，即当体积分数从0增加到0.01%时，腥味呈明显下降趋势，而当体积分数从0.01%增加到0.012%时，腥味下降不明显，说明并不是薄荷香精体积分数越大越好，可能由于薄荷香精中的薄荷醇起到了除臭、去腥等作用，从而降低了海鲈鱼片的腥味，但若薄荷香精体积分数过大，就会残留较强的薄荷味，影响去腥效果，故薄荷香精体积分数在0.008%～0.012%脱腥效果较好。

图3 薄荷香精体积分数对海鲈鱼腥味的影响Fig.3 Effect of mint essence addition on fishy odor ofLateolabrax japonicas

2.4 浸泡时间对海鲈鱼片腥味的影响

如图4所示，当酵母提取物脱腥液浓度不变时，随着浸泡时间的延长，腥味感官评分逐渐增大，即腥味呈现下降趋势，当浸泡时间达到50 min后，腥味感官评分无明显变化，即腥味变化不明显，海鲈鱼片在脱腥液中浸泡时间过长也会对鱼肉的质地造成不良影响，综合考虑选择最佳浸泡时间为40 min。

图4 浸泡时间对海鲈鱼腥味的影响Fig.4 Effect of soak time on fishy odor ofLateolabrax japonicas

2.5 复合脱腥液响应面优化实验

实验方案设计与结果见表4。

表4 响应面实验设计及结果Table 4 Design matrix and experiment results of responsesurface method

利用Design Expert 8.0.6对实验结果进行回归拟合及方差分析，得到以腥味感官评分(Y1)和海鲈鱼感官评分(Y2)为响应值，薄荷香精体积分数(A)、浸泡时间(B)、酵母提取物质量浓度(C)的多元二次回归方程：

Y1=4.94+0.11A+0.19B+0.075C+0.18AB+0.10AC+0.15BC-0.21A2-0.31B2-0.38C2;

Y2=91.20+0.43A+0.48B+0.050C-0.050AB-0.35AC-0.15BC-0.73A2-1.08B2-1.57C2

为检验回归方程有效性，对回归模型进行方差分析和显著性检验，如表5、表6所示。

表5 腥味感官评分回归模型的方差分析结果Table 5 Analysis of variance analysis of the sensoryscore regression model

注：*差异显著，P<0.05；**差异极显著，P<0.01。下同。

表6 海鲈鱼感官评分回归模型的方差分析结果Table 6 Analysis of variance analysis of regression modelof Lateolabrax japonicas sensory score

结果表明，回归模型差异极显著(P<0.01)，失拟项P>0.05，差异不显著，说明该模型适用于模拟响应值与各因素之间的关系，且R2分别为0.935 0、0.971 9，说明方程与实际情况拟合较好，由F值可看出该模型显著，即所选的因素显著影响腥味感官评分和海鲈鱼感官评分的变化，故用该模型对海鲈鱼片脱腥工艺进行优化是比较合理的。

由图5可知，当浸泡时间固定不变时，随着薄荷香精体积分数的增加，腥味感官评分与海鲈鱼感官评分都增大，当薄荷香精体积分数达到0.01%时，腥味感官评分与海鲈鱼感官评分达到最大值，继续增大薄荷香精的体积分数，由于薄荷香精气味过大，掩盖了鱼肉本身的味道，导致感官评分降低，因此，在整个过程中随着薄荷香精体积分数的增加，感官评分呈现增大后减小的趋势。

图5 薄荷香精体积分数与浸泡时间的交互作用对感官评分的影响Fig.5 Response surface of sensory evaluation scores affected by mint essence cocentration and soak time

由图6可知，当薄荷香精体积分数固定不变时，随着酵母提取物质量浓度的增加，腥味感官评分与海鲈鱼感官评分都增大，当酵母提取物质量浓度达到约1.0 g/L时，腥味感官评分与海鲈鱼感官评分达到最大值，继续增大酵母提取物的质量浓度，由于酵母提取物的气味过重，导致感官评分降低，因此，在整个过程中，随着酵母提取物质量浓度的增加，感官评分呈现增大后减小的趋势。

图6 薄荷香精体积分数与酵母提取物质量浓度的交互作用对感官评分的影响Fig.6 Response surface of sensory evaluation scores affected by mint essence addition and yeast extract addition

由图7可知，当酵母提取物质量浓度固定不变时，随着浸泡时间的延长，腥味感官评分与海鲈鱼感官评分都增大，当浸泡时间达到41 min，感官评分达到最大值，继续延长浸泡时间时，鱼肉本身的气味逐渐消失，导致感官评分降低，因此，在整个过程中，随着浸泡时间的延长，感官评分呈现增大后减小的趋势。

图7 浸泡时间与酵母提取物质量浓度的交互作用对感官评分的影响Fig.7 Response surface of sensory evaluation scores affected by yeast extract concentration and soak time

优化得到脱腥工艺条件为：薄荷香精体积分数为0.01%，酵母提取物质量浓度为1.0 g/L，浸泡时间为41.6 min，在上述条件下，由响应面模型预测的腥味感官评分为5.01，海鲈鱼感官评分为91.28，为了验证模型可行性，结合实际情况以薄荷香精体积分数为0.01%，酵母提取物质量浓度为1.0 g/L，浸泡时间为42 min，经过3次重复试验，腥味感官评分为5，海鲈鱼感官评分为89.8，与预测结果比较相近，说明模型可以很好地反映海鲈鱼片脱腥的最佳工艺条件。

2.6 海鲈鱼片脱腥前后主要的挥发性成分变化

如表7所示，海鲈鱼片经薄荷香精和酵母提取物溶液浸泡脱腥后，鱼腥味明显减弱，主要体现在醛类、酮类物质大幅度减少，这与朱小静等[19]对鲈鱼经香菜香茅脱腥后挥发性风味化合物分析结果相似。其中己醛和庚醛等也被证实具有一定的鱼腥味[20]，酮类物质对腥味也有增强作用[21]。

表7 脱腥处理前后主要挥发性成分峰面积的变化Table 7 Change of peak area of main volatile componentsbefore and after deodorization treatment

另外海鲈鱼片经脱腥后其风味物质又增加了L-薄荷酮、薄荷醇、左旋香芹酮、百里香酚、1-辛醇等物质，其中L-薄荷酮、薄荷醇、左旋香芹酮是薄荷香精的主要成分[22]，因此这些薄荷香精的挥发性香气成分的增加，可能对海鲈鱼片的腥味起到了掩盖作用，同时也有研究[23]表明，通常醇类物质对风味的掩盖具有一定的作用，本研究中1-辛醇的增加，也增强了掩盖腥味作用。

3 讨论

本文采用酵母提取物[24]对海鲈鱼肉进行脱腥，达到了很好的脱腥效果，而其他研究者也用酵母提取物做了相关的脱腥研究，如武利刚等[16]研究比较了活性炭和酵母粉对虾头、虾壳水解液脱腥、脱苦的效果，发现酵母粉的脱腥效果要优于活性炭，且当添加量为3%，处理温度为30 ℃，时间为60 min时，效果最佳，由此可看出该实验的处理时间要远长于本实验的浸泡时间，这可能是由于处理的鱼品种不同，导致腥味脱除时间不一样。另外钱攀等[17]比较了活性炭吸附法、β-CD包埋法、红茶浸泡法和酵母发酵法对鲢鱼鱼肉的脱腥效果，发现酵母脱腥法与其他3种方法相比，虽没有明显降低腥味物质的含量，但经酵母脱腥法处理后的鱼肉感官评分显示鱼肉腥味明显降低，且鱼肉附有一股特殊的香味，由此说明了酵母提取物脱腥只是掩盖腥味，并没有发生相关的化学反应，并没有从根本上减少鱼肉中的腥味物质。

薄荷主要成分包括黄酮、挥发油和酚类等[25]，且具有抗菌、抗炎和抗氧化等作用[26]，通常以薄荷香精的形式添加到产品中。薄荷香精是一种常用的凉味添加剂，具有除臭、去腥、抑菌、防腐、增加风味的功效[27]，也因香气清新，广泛应用于牙膏、饮料、糕点、日用化妆品和烟酒等产品[28-29]。本实验采用薄荷香精对海鲈鱼进行脱腥，效果较好，这可能是由于以上薄荷香精中的主要成分起了作用，使鱼肉腥味大大降低。

4 结论

采用酵母提取物与薄荷香精复合溶液可以降低海鲈鱼片的腥味，优化得到适宜的脱腥条件为:薄荷香精体积分数为0.01%，酵母提取物质量浓度为1.0 g/L，浸泡时间为42 min，该工艺采用天然脱腥剂，处理条件温和，脱腥效果明显，通过比较脱腥前后海鲈鱼片主要挥发性成分峰面积的变化，结果表明脱腥后风味物质种类基本不变，其中己醛、2-己烯醛、庚醛、E-2-壬烯醛、癸醛、3,5-辛二烯-2-酮等腥味物质含量明显降低。该工艺技术应用方便快捷，适合在产业中使用，从而提升海鲈加工产品的风味品质。