不同热杀菌条件对酸辣花蛤酱风味品质的影响

步营，祝伦伟，朱文慧*，李学鹏，励建荣，刘贺，于志国

(1.渤海大学食品科学与工程学院，辽宁省高校重大科技平台“食品贮藏加工及质量安全控制工程技术研究中心”， 辽宁省高等学校生鲜食品产业技术研究院，辽宁 锦州 121013；2.丹东泰丰食品有限公司，辽宁 丹东 118300)

花蛤(Ruditapesvariegatus)又称杂色蛤、蚬子等，是一种富含优质蛋白和多不饱和脂肪酸(PUFA)的贝类，DHA和EPA含量丰富，二者共占PUFA的67.82%[1]，具有降血糖和保肝功能[2，3]。目前花蛤多以冻品或鲜销为主，花蛤酱类产品极大地扩展了原料的应用范围和消费群体。酸辣花蛤酱参照实际生产中同类产品杀菌条件处理后发现色泽、风味都明显劣变，严重影响产品质量。色泽在很大程度上能够反映产品质量的好坏，往往是决定消费者购买与否的首要因素，而风味则更为重要，两者是评价产品的重要指标。感官评定是一种常用的食品评价方式，但是由于其主观性较强并且结果重复性差，因此结果需要结合现代化仪器设备的检测。众多研究表明，电子鼻技术结合顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法(HS-SPME-GC-MS)是一种分析挥发性物质组成的方法，可对杏鲍菇[4，5]以及花蛤[6，7]中各种挥发性物质进行分离、定性、定量分析。

杀菌条件是影响产品品质和卫生安全的关键环节，杀菌温度和时间的变化直接对酸辣花蛤酱的感官风味品质产生影响。本文利用 SPME 提取技术结合GC-MS 分析技术，探究工业化生产中常用的低温杀菌(90 ℃，30 min)与高温杀菌(110 ℃，20 min；115 ℃，15 min)方式对酸辣花蛤酱色泽以及挥发性风味物质的影响，以期在延长货架期的同时，减少杀菌过程对酸辣花蛤酱风味及感官的影响，为其工业化生产提供理论参数与依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

花蛤：由辽宁丹东泰丰食品有限公司提供；杏鲍菇、辣椒、食盐等调味料：市售。

1.1.2 试剂

平板计数琼脂培养基：青岛海博生物有限公司；氯化钠(分析纯)：天津虔诚伟业科技发展有限公司。

1.2 仪器与设备

高精度电子天平 深圳安普特电子科技有限公司；电磁炉 美的集团；DL-1型万用电炉 北京中兴伟业仪器有限公司；HH-4型数显恒温水浴锅 常州国华电器有限公司；LDZX-40SC型灭菌锅 上海申安医疗器械厂；JHG-Q60-P100均质机 上海融合机械设备有限公司；SW-CJ-2FD型洁净工作台 苏净集团苏州安泰空气技术有限公司；LRH-150型生化培养箱 上海一恒科技有限公司；PEN3电子鼻 德国Airsense公司；CR-400型色彩色差计 日本Konica Minolta公司；DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器 郑州长城科工贸有限公司；SPME装置、50/30 μm二乙基苯/碳分子筛/聚二甲基硅氧烷(DVB/CAR/PDS)萃取头、7890N/5975 GC-MS仪 美国Agilent公司；20 mL顶空钳口样品瓶 美国Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 酸辣花蛤酱的制备

原料预处理→炒制→调味→装罐→杀菌→检验。

1.3.2 杀菌条件设计

对实验样品进行分组，分别为A组(未杀菌组)、B组(杀菌参数：90 ℃/30 min)、C组(杀菌参数：110 ℃/20 min)以及D组(杀菌参数：115 ℃/15 min)，见表1。

表1 杀菌条件Table 1 Sterilization conditions

1.3.3 感官检验

挑选10名食品专业人员组成评审小组，分别从色泽、气味、滋味方面对4组样品进行感官评定，总分100分，最终结果以平均值表示，结果保留整数，评分标准见表2。

表2 感官评价标准Table 2 Standards of sensory evaluation

1.3.4 菌落总数测定

参照GB 4789.2-2016《食品微生物学检验 菌落总数测定》进行菌落总数测定[8]。

1.3.5 色泽测定

采用CR-400型色彩色差计测定L*、a*、b*[9，10]值，其中L*表示明度(L*为0指示黑色，L*为100指示白色)，a*表示颜色的红绿值(a*负值指示绿色，a*正值指示红色)，b*表示颜色的黄蓝值(b*负值指示蓝色，b*正值指示黄色)，经白板校正后测定4组样品中杏鲍菇和花蛤的色泽，每组样品做6次平行，选择较准确的数据作为处理结果。

1.3.6 电子鼻分析

电子鼻传感器由10种金属氧化物半导体型(metal oxide semiconductor，MOS)化学传感元件组成，每型传感元件对应的主要敏感物质见表3。称取5 g样品于50 mL烧杯中，用保鲜膜封口，室温下平衡30 min，检测条件：取样间隔1 s，清洗时间100 s，测定时间150 s。每组实验做3个平行，本实验使用设备自带WinMuster软件对样品中挥发性气味的指标信息进行分析[11]。

表3 PEN3 型电子鼻标准传感器阵列性能Table 3 Properties of standard sensor array on PEN3 electronic nose

1.3.7 HS-SPME-GC-MS测定

1.3.7.1 挥发性成分的提取

参照徐永霞等[12]的方法略作修改，取破碎后的样品5 g加入10%的NaCl溶液制成样液，称取5 g样液加入20 mL样品瓶中，放入微型磁力搅拌子并密封后将SPME针插入样品瓶中，在60 ℃恒温磁力搅拌器中平衡15 min，使用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头(280 ℃活化30 min)，顶空吸附20 min，插入GC进样口，解吸5 min，分析20 min。

1.3.7.2 GC-MS联用条件

GC条件：参照李学鹏等[13]的方法稍作修改，HP-5MS毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；进样口温度250 ℃；载气为He，流速为1.5 mL/min；升温程序：柱初温40 ℃，保持2 min，以4 ℃/min升至160 ℃，保持1 min，以10 ℃/min升至250 ℃，保持5 min。不分流模式进样，无溶剂延时。MS条件：接口温度280 ℃；离子源温度230 ℃；传输线温度250 ℃，四极杆温度150 ℃；电子能量70 eV；质量扫描范围为m/z 30～550。全扫描方式，扫描速度1.9×102amu/s。

1.3.8 数据处理

采用SPSS 19.0统计软件进行方差分析，采用多重比较分析法对各处理组进行显著性分析，P<0.05为差异显著，P<0.01为差异极显著。实验重复3次，结果以“平均值±标准偏差”表示。

2 结果与分析

2.1 感官评价结果

根据表2的要求进行评分后结果为A组88分、B组85分、C组82分、D组75分。凭肉眼可见，3组杀菌组的整体色泽要稍暗于未杀菌组；4组的滋味难以区分，但是D组的香味浓郁程度明显不及其他3组，因此继续进行以下分析。

2.2 菌落总数测定结果

表4 菌落总数测定结果Table 4 Determination results of total number of colony

由表4可知，随着杀菌温度的升高，杀菌效果也随之改善。其中115 ℃/15 min条件下杀菌效果最佳，110 ℃/20 min条件下的杀菌效果略低于前者，两者杀菌效果较为接近，而90 ℃/30 min条件下杀菌效果明显低于D组和C组。

2.3 色泽测定结果

色泽是影响食品感官的首要因素，食品良好的色泽可以增强人们的食欲，同时，色泽的改变可以直观地反映出产品品质的变化[14]。

表5 杏鲍菇色泽测定结果Table 5 Determination results of Pleurotus eryngii color

注：同行不同肩标字母表示差异显著(P<0.05)，下同。

由表5可知，杏鲍菇在L*(明度)方面，3组杀菌组的明度均出现降低现象，其中C和D两组相对于A组之间有显著差异(P<0.05)，B组和A组差异不显著(P>0.05)；在a*(红绿值)方面，3组杀菌组与未杀菌组之间均有显著性差异(P<0.05)，并且随着杀菌温度的升高，红绿值由负值变为正值，同时逐渐增大，原因可能是红色的酱汁渗入杏鲍菇导致的；在b*(黄蓝值)方面，3组杀菌组均出现降低现象，其中C和D两组相对于A组之间有显著差异(P<0.05)。

表6 花蛤色泽测定结果Table 6 Determination results of Ruditapes variegatus color

由表6可知，花蛤在L*(明度)方面，3组杀菌组与未杀菌组之间差异不显著(P>0.05)；在a*(红绿值)方面，3组杀菌组均出现降低现象，其中C和D两组相对于A组之间有显著差异(P<0.05)，B组和A组差异不显著(P>0.05)；在b*(黄蓝值)方面，3组杀菌组均出现降低现象，3组杀菌组与未杀菌组之间均有显著性差异(P<0.05)。

2.4 电子鼻测定结果

2.4.1 主成分分析(PCA)

酸辣花蛤酱在不同杀菌条件处理后的PCA分析图谱见图1。一般总贡献率大于85%便能较好地反映全部特征，第一主成分和第二主成分贡献率分别为95.55%和3.57%，总贡献率为99.12%，说明主成分可以很好地反映不同杀菌条件处理后酸辣花蛤酱中挥发性气味的全部特征信息[15]。

图1 不同杀菌条件下样品的PCA分析Fig.1 PCA analysis of samples at different sterilization conditions

由图1可知，B，C，D组对于A组来说在第一主成分上有明显的位置迁移，说明杀菌处理后的酸辣花蛤酱风味呈现显著变化，3组杀菌组的挥发性气味区域比较靠近，说明挥发性成分有共性，其中B组与C组稍有重叠，但整体区分效果较好。

2.4.2 线性判别分析(LDA)

用LDA判别函数法分析结果见图2。

图2 不同杀菌条件下样品的LDA分析Fig.2 LDA analysis of samples at different sterilization conditions

由图2可知，第一主成分贡献率为99.64%，第二主成分贡献率为0.24%，总贡献率为99.88%，说明2个主成分能够很好代表样品气味信息特征。图中4点都有各自的香气区域，所有的样品根据横坐标跨度的不同可以完全分开，即不同杀菌条件处理的酸辣花蛤酱样品可以区别开来。在本实验中，采用LDA对酸辣花蛤酱进行电子鼻分析结果优于PCA，这一结果与陈廷廷等[16]的结果一致。

2.5 HS-SPME-GC-MS结果分析

表7 不同杀菌条件下样品主要挥发性成分Table 7 Main volatile components of samples at different sterilization conditions

续 表

续 表

续 表

注：ND表示未检测到。

由表7可知，从A组(未杀菌)共鉴定出37种挥发性物质，其中醇类5种(7.29%)，醛类11种(13.04%)，酯类4种(2.85%)，酮类1种(0.49%)，烷烃类4种(0.62%)，烯烃类2种(1.24%)，芳香类2种(1.01%)，其他类8种(2.96%)。从B组(90 ℃/30 min)共鉴定出50种挥发性物质，其中醇类3种(1.74%)，醛类9种(4.93%)，酸类2种(0.79%)，酯类6种(3.97%)，烷烃类12种(8.82%)，烯烃类6种(4.50%)，芳香类2种(0.67%)，其他类10种(2.74%)。从C组(110 ℃/20 min)共鉴定出64种挥发性物质，其中醇类4种(4.07%)，醛类10种(10.04%)，酸类5种(13.15%)，酯类14种(4.94%)，酮类1种(0.68%)，烷烃类18种(7.32%)，烯烃类3种(1.27%)，芳香类2种(1.16%)，其他类7种(2.29%)。从D组(115 ℃/15 min)共鉴定出28种挥发性物质，其中醇类4种(10.95%)，醛类9种(9.02%)，酸类1种(0.70%)，酯类2种(2.23%)，烷烃类3种(1.40%)，烯烃类3种(0.68%)，其他类6种(4.24%)。

2.6 不同杀菌条件酸辣花蛤酱挥发性成分组成分析

2.6.1 醇类化合物

醇类可能是在加热过程中，脂肪经氧化分解生成或是由羰基化合物还原而生成的，因为醇类阈值较高，一般对于食品的风味贡献很小，除非它们以高浓度存在或者是不饱和的[17]。在A，B，C，D组中，萃取得到的挥发性醇类分别为5种(相对含量7.29%)、3种(1.74%)、4种(4.07%)、4种(10.95%)，随着温度的升高，醇类化合物在挥发性物质中的相对含量呈现先降低后升高的趋势，但是异戊醇、2-乙基己醇、苯乙醇、正庚醇这类呈现水果香味及花香的醇类含量随着杀菌温度升高而逐渐减少甚至未检出，D组中含量升高主要是产生了较多的乙醇。有研究表明，1-辛烯-3-醇是食用菌中的特征风味物质[18]，广泛存在于各类食用菌中，但是在本试验4组中均未检出，原因可能是1-辛烯-3-醇热稳定性不高，在产品制作时便已受热分解。

2.6.2 醛类化合物

醛类的阈值通常比其他化合物的阈值要低，是酸辣花蛤酱中检出的最主要的挥发性风味化合物。在A，B，C，D组中，萃取得到的挥发性醛类分别为11种(13.04%)、9种(4.93%)、10种(10.04%)、9种(9.02%)，升温可使醛类化合物相对含量减少，可能是因为升温过程中醛类通过还原作用生成醇类物质或裂解生成烃类。其中正己醛、庚醛、正辛醛、壬醛是4组中共有的醛类化合物，庚醛具有强烈的油脂气味、2,4-癸二烯醛和壬醛具有鱼腥味，正辛醛和正己醛具有青草香味及花香。其相对含量大多随着温度的升高而降低。2,4-癸二烯醛只存在于A组和B组中，并且随着温度升高其相对含量减少，这一结果与康翠翠等[19]的研究结果一致，说明温度高于90 ℃时可使其降解。整体来看，随着温度的升高，有助于腥味的减少，但是同时具有良好风味的部分醛类相对含量也在减少。

2.6.3 烷烃类化合物

烷烃类化合物主要来源于脂肪酸烷氧自由基的均裂，但是由于其阈值很高，一般对食品总体风味贡献不大。在A，B，C，D组中，萃取得到的挥发性烷烃类分别有4种(0.62%)、12种(8.82%)、18种(7.32%)、3种(1.4%)，可以看出烷烃类种类及相对含量为先增加后减少的趋势，原因可能是脂肪酸在较高温度时大量裂解，继续升高温度后烷烃又发生反应所导致。

2.6.4 酯类化合物

酯类化合物是发酵或脂质代谢产物生成的羧酸和醇的酯化作用的产物，赋予食品甜香、水果香、花香[20]。在A，B，C，D组中，萃取得到的挥发性酯类分别为4种(2.85%)、6种(3.97%)、14种(4.94%)、2种(2.23%)，可以看出酯类化合物相对含量随着温度的升高而先增加后减少，其中呈现水果香味的乙酸乙酯和己酸己酯只存在于A和B两组中。

同时也检测出少量的其他类别的挥发性物质，例如具有水果香味的2-壬酮，具有柠檬香味的双戊烯，具有芳香味的邻-异丙基苯、4-异丙基甲苯、4-乙基苯酚，以及具有巧克力风味的2,5-二甲基吡嗪。

综上所述，随着杀菌温度的升高，挥发性物质的种类表现为先增加后降低的趋势，并且在构成比例和相对含量上存在一定的差异，但其风味物质的组成也存在共同的物质，这一结果与电子鼻分析结果较为一致。酸辣花蛤酱中主要的风味物质是醛类、醇类、烷烃类物质，也含有少量的芳香类、酯类物质和其他类物质。

3 结论

本试验以菌落总数、色泽、风味物质为指标来探究杀菌条件对酸辣花蛤酱的影响。结果表明：随着杀菌温度的提高，杀菌效果也明显变好，其中B组(90 ℃/30 min)杀菌效果较差，不适合作为酸辣花蛤酱的杀菌条件，C(110 ℃/20 min)，D(115 ℃/15 min)两组杀菌效果良好；随着杀菌温度的升高，酸辣花蛤酱的a*逐渐增大，L*、b*逐渐减小，整体色泽变化程度不大；电子鼻结果显示：电子鼻能很好地将不同杀菌条件处理的酸辣花蛤酱样品区别开来，采用LDA区分效果明显优于PCA；气相色谱-质谱结果显示：从A组(未杀菌)、B组(90 ℃/30 min)、C组(110 ℃/20 min)和D组(115 ℃/15 min)杀菌处理的酸辣花蛤酱中分别鉴定出37，50，64，28种挥发性物质，主要以醛类、醇类、烷烃类物质为主，也含有少量的芳香类和酯类物质，但是从总体来看，随着杀菌温度的升高，具有良好花香及水果香味的醛类、醇类、酯类化合物相对含量逐渐减少甚至未检出。综合结果表明110℃/20min是酸辣花蛤酱的最佳杀菌条件。