菌菇狭鳕鱼汤加工工艺优化及核苷酸含量的变化

徐永霞，曲诗瑶，白旭婷，赵洪雷，李学鹏*，邓尚贵，王明丽，励建荣

（1 渤海大学食品科学与工程学院 海洋食品精深加工关键技术省部共建协同创新中心 辽宁锦州 121013 2 浙江海洋大学食品与药学学院 浙江舟山 316000 3 蓬莱京鲁渔业有限公司 山东烟台 265600）

阿拉斯加鳕鱼（Alaska pollock）又名“狭鳕”、“明太鱼”，是冷水性中下层鱼类，广泛分布于太平洋北部[1]。狭鳕鱼肉质白嫩，营养丰富，蛋白质含量高且氨基酸种类齐全，一直深受消费者的青睐。狭鳕鱼是我国远洋捕捞的重要经济鱼类，目前除鲜销外，主要用于生产冷冻鳕鱼片、鳕鱼块、鱼糜及鱼糜制品，鱼头等下脚料还可加工成鱼粉、鱼油等[2]。我国居民也喜欢用狭鳕鱼来煲汤。

汤是中国饮食文化的一个重要组成部分，自古就有“宁可食无肉，不可食无汤”的说法。鱼汤是深受中国人民喜爱的传统食品，其味道鲜美，富含易被人体吸收和利用的短链肽、游离氨基酸、维生素等水溶性营养物质，而且还具有一定的滋补养生、提高机体免疫力等保健功效[3-4]。肉汤在烹制过程中，加热导致肌纤维束逐渐破裂，肉质变软，肌肉中的脂肪、卵磷脂、水溶性蛋白质和糖类等营养组分不断溶出并发生各种物理、化学反应，从而赋予汤汁良好的色、香、味[5-6]。制汤的原辅料和加工工艺对其品质有很大影响，直接决定汤的风味品质和最终口感[7-9]。

食用菌菇类含有丰富的核苷酸、蛋白质和氨基酸等风味前体物质[10-11]，经加热后会产生许多新的风味化合物，当菌菇和鱼类搭配食用时具有提鲜增香的作用。此外，菌菇中含有很多活性多糖，具有抗氧化、降血糖血脂、抗炎、增强免疫力等功能活性[12-13]。蟹味菇又名玉蕈、真姬菇、胶玉蘑等，是一种大型木质腐生真菌，广泛流行于中国、日本、朝鲜等东亚地区，其肉厚味鲜，口感极佳，还具有浓厚的蟹香味[14]，在日本有“香在松茸、味在玉蕈”之说。蟹味菇含有丰富的维生素和17 种氨基酸，其中赖氨酸和精氨酸的含量高于一般菇类，同时富含有机酸、糖类、5'-核苷酸等小分子水溶性物质，使其具有独特的海鲜风味[15-16]。

本研究以鳕鱼为原料，蟹味菇为辅料，采用传统的炖煮方式熬制鱼汤，在熬制过程中添加适量蟹味菇，以增强鳕鱼汤的鲜味和营养价值。以熬制鱼汤的感官评分、可溶性蛋白和氨基酸态氮含量为综合评价指标，在单因素实验的基础上，通过响应面优化试验确定菌菇鳕鱼汤的最佳加工工艺条件，并对鱼汤中的核苷酸含量进行分析比较。本研究旨在为营养保健鱼汤的研究开发及工业化生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

狭鳕鱼（体长65～75 cm），锦州市林西街水产市场；蟹味菇，锦州市万维超市。

酒石酸钾钠、氢氧化钠滴定液、氢氧化钠、硫酸铜、甲醛等均为分析纯级，天津市科密欧化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

不锈钢汤锅，山东九阳小家电有限公司；DK-8D 型高速冷冻离心机，上海一恒科技有限公司；MS105DU 型精密电子天平、FiveEasy Plus FE28 pH 计，上海梅特勒-托利多仪器公司；Kjeltec8400全自动凯氏定氮仪，瑞典FOSS 公司；UV-2550 紫外光谱仪，日本岛津公司；1100 型高效液相色谱仪，美国Agilent 公司。

1.3 试验方法

1.3.1 鳕鱼基本成分分析 参照GB 5009.3-2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》的方法，鱼肉中的水分含量采用直接干燥法测定，粗蛋白含量采用凯氏定氮法测定，粗脂肪含量采用索氏抽提法测定；灰分含量参照GB 5009.6-2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》进行测定。

1.3.2 鱼汤的制备 将冷冻鳕鱼化冻、去头、去内脏，清洗干净后切成鱼块，取（250±2）g 均匀搭配的鳕鱼块，加20 g 料酒腌制20 min，然后用少许色拉油将鱼块煎至微黄，加适量开水，大火煮沸后转小火，保持微沸状态熬煮一定时间，出锅冷却后过滤得到鱼汤。

1.3.3 感官评定 参考韩辉等[17]的方法，挑选6名经过感官培训的食品专业研究生组成感官评定小组，对鱼汤进行感官评价。评定指标包括滋味、气味、色泽和喜好程度，具体感官评价标准如表1所示，最终样品得分取6 人评定结果的平均值。

表1 鱼汤感官评价标准Table 1 Sensory evaluation criteria of fish soup

1.3.4 氨基酸态氮和可溶性蛋白含量的测定 根据GB 5009.235-2016 《食品安全国家标准 食品中氨基酸态氮的测定》，采用甲醛滴定测定鱼汤中氨基酸态氮的含量。

采用双缩脲法[18]测定鱼汤中可溶性蛋白的含量，结果取3 次测量的平均值。

1.3.5 单因素实验设计 以鱼汤的感官评分、可溶性蛋白和氨基酸态氮含量为分析指标，研究不同熬煮时间（30，60，90，120，150 min），不同料水比（1∶2，1∶3，1∶4，1∶5，1∶6）和不同蟹味菇添加量（6%，12%，18%，24%，30%，以占鱼肉的质量分数计）对其的影响，确定最佳工艺的因素水平。

1.3.6 响应面优化试验设计 根据单因素实验结果，选择熬煮时间、水料比和蟹味菇添加量3 个因素，以感官评分为主要评价指标，采用Design-Expert 8.0.6 软件进行中心组合试验设计 （BBD）以及验证试验。试验因素与水平见表2。

表2 Box-Behnken 试验因素及水平Table 2 Box-Behnken test factors and levels

1.3.7 核苷酸的测定 参考Pei 等[19]的方法测定鱼汤中的核苷酸含量，并作适当修改。取5 mL 样品，加入15 mL 5%高氯酸溶液进行均质，然后在4 ℃、7 000 r/min 条件下离心10 min，取上清液，沉淀重复上述操作，将2 次离心所得上清液合并。用5 mol/L 氢氧化钾调节上清液的pH 值至6.75，超纯水定容至50 mL 后用0.22 μm 滤膜过滤，然后进行高效液相色谱测定。

1.4 数据分析

采用Origin 9.0 作图，采用SPSS 19.0 进行数据处理，P＜0.05 表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 狭鳕鱼肉基本成分分析

狭鳕鱼肉的基本营养组成如表3所示。由表可知，鳕鱼肉中蛋白质含量为19.75%，脂肪含量为0.45%，灰分含量为1.61%，水分含量为76.74%。其蛋白含量明显高于羊肉 （11.10%）[20]、三文鱼（17.20%）[21]等，脂肪含量显著低于金枪鱼（10.70%）和鳙鱼（3.85%）[22]。

表3 狭鳕鱼基本营养组成Table 3 Basic nutrition composition of Alaska pollock

2.2 单因素实验结果

2.2.1 熬煮时间对鱼汤感官评分、氨基酸态氮和可溶性蛋白含量的影响 由图1可知，随着熬煮时间的延长，鱼汤的感官评分和可溶性蛋白含量先升高后下降（P＜0.05），当熬煮时间为90 min 时，感官评分最高，可溶性蛋白含量在熬煮120 min时达到最大值。狭鳕鱼汤中氨基酸态氮含量随熬煮时间的延长而逐渐增加。在鱼汤熬煮初期，随着加热时间的延长，鱼肉组织结构逐渐变得松散，鱼肉中的可溶性蛋白、脂肪等营养物质不断溶出，同时鱼肉中的蛋白质逐渐分解成小分子肽和游离氨基酸，鱼肉中的硫胺素发生热降解[5-6]，因此鱼汤中的风味物质浓度和种类不断增加，鱼汤的感官评价在90 min 时达到最佳。然而，持续的熬煮加热可能会对上述呈味物质造成破坏，如蛋白质发生过度降解或疏水性聚集等，从而导致可溶性蛋白含量降低，感官品质下降[23]。因此，以感官评分为主要评价指标，结合氨基酸态氮和可溶性蛋白含量的变化，选择最佳熬煮时间为90 min。

图1 熬煮时间对鱼汤感官评分、氨基酸态氮和可溶性蛋白含量的影响Fig.1 Effects of cooking time on sensory score，amino nitrogen and soluble protein content of fish soup

2.2.2 料水比对鱼汤感官评分、氨基酸态氮和可溶性蛋白含量的影响 汤的烹制过程实质上是通过加热使原料中的水溶性呈味物质释放和溶解到水中，其中原料是汤呈味的来源，而水是最主要的传热介质和“溶剂”[24]。鱼汤在烹制过程中，水的添加量对其品质和出品率都有着重要影响。由图2可知，随着加水量的增大，狭鳕鱼汤的感官评分呈先增大后减小的趋势，加水量少时汤的滋味较好，而加水量多时滋味较淡，当料水比为1∶3 时鱼汤的感官评分值最高，且不同料水比对鱼汤感官品质的影响具有显著性差异（P＜0.05）；氨基酸态氮和可溶性蛋白含量均呈逐渐下降趋势，说明加水量的增加对鱼汤的营养成分主要起稀释的作用。综合考虑，选择料水比为1∶3。

图2 料水比对鱼汤感官评分、氨基酸态氮和可溶性蛋白含量的影响Fig.2 Effects of material-water ratio on sensory score，amino nitrogen and soluble protein content of fish soup

2.2.3 蟹味菇添加量对鱼汤感官评分、氨基酸态氮和可溶性蛋白含量的影响 蟹味菇中蛋白质含量较高，且含有丰富多样的风味前体物质，其味道鲜美、风味独特，和鱼类搭配食用时具有提鲜、增香的作用[11，14]。从图3可以看出，随着蟹味菇添加量的增加，鱼汤的感官评分先升高后降低（P＜0.05），当蟹味菇添加量为鳕鱼用量的18%时，鱼汤的感官评价达到最佳，此时汤中较好的融合了蟹味菇和鳕鱼的风味，口感较佳。当蟹味菇的添加量进一步增大时，鱼汤中菌菇的味道更加突出，使鳕鱼自身的风味受到了一定的掩盖，从而导致鱼汤的整体风味不够协调，感官评分降低。同时，鱼汤中氨基酸态氮和可溶性蛋白含量随蟹味菇添加量的增大而逐渐增加，这可能是因为在熬煮过程中蟹味菇中的可溶性蛋白不断溶出并分解形成小分子肽和氨基酸等物质引起的。综合考虑，选择蟹味菇添加量为18%。

图3 蟹味菇添加量对鱼汤感官评分、氨基酸态氮和可溶性蛋白含量的影响Fig.3 Effects of crab mushroom adding amount on sensory score,amino nitrogen and soluble protein content of fish soup

2.3 响应面优化试验结果

2.3.1 响应面试验设计及结果分析 在单因素实验基础上确定各因素水平范围，根据Box-Behnken 试验设计，以感官评价指标为因变量，进行三因素三水平的响应面分析试验，试验设计及结果见表4。

表4 Box-Behnken 试验设计和结果Table 4 Box-Behnken test design and results

2.3.2 响应面试验显著性检验 利用Design-Expert 8.0.6 软件对试验结果进行回归拟合，得到的二次回归方程为：

y=8.75+0.13A-0.44B+0.25C+0.35AB+0.017AC+0.53BC-1.16A2-1.08B2-1.33C2

式中，y 代表感官评分值，A，B，C 分别代表熬煮时间、料水比和蟹味菇添加量。试验设计经过量纲编码线性处理，回归系数绝对值的大小可反映该因素对响应值的影响情况[25]。式中B，C 相互作用系数最大，说明料水比和蟹味菇添加量对狭鳕鱼汤感官品质的影响更显著。

对二次回归方程进行显著性检验，方差分析结果如表5所示。从表中可以看出，所得模型极显著（P＜0.0001），失拟项不显著（P=0.2151＞0.05），说明该模型高度拟合，具有可信度。因此，该二次回归方程能较好地反映各个因素与响应值之间的真实关系，可以利用此模型来预测菌菇狭鳕鱼汤的最佳加工工艺。

表5 回归模型的方差分析Table 5 Variance analysis of regression model

2.3.3 各因素对狭鳕鱼汤感官评分的交互作用 三维响应面图中曲面幅度陡峭、等高线成椭圆型表明两因素交互影响较大，反之坡度平缓、等高线成圆形则影响较小[26]。由二次回归方程可以得知，AC 交互作用不显著，因此选择对AB 和BC 的交互作用进行分析。图4为熬煮时间和料水比对狭鳕鱼汤感官评分的曲面图和等高线图，由图可知，当蟹味菇添加量一定时，随着熬煮时间和加水量的增加，感官评分呈先增大后又降低的趋势，结合等高线图可以看出两者的交互作用显著，这与方差分析结果一致。图5为料水比和蟹味菇添加量对鳕鱼汤感官评分的响应面图，由图可知，当熬煮时间一定时，随着加水量和蟹味菇添加量的增加，感官评分先增大后降低，结合等高线图可以看出两者的交互作用显著。

图4 熬煮时间和料水比交互影响感官评分的曲面图和等高线图Fig.4 The surface and contour map of interaction influence of cooking time and material-water ratio on sensory score

图5 料水比和蟹味菇添加量交互影响感官评分的曲面图和等高线图Fig.5 The surface and contour map of interaction influence of material-water ratio and crab mushroom adding amount on sensory score

2.3.4 菌菇狭鳕鱼汤响应面最优工艺及验证 通过该回归模型得出优化后的菌菇狭鳕鱼汤的最佳加工工艺条件为：熬煮时间90.91 min，料水比1∶2.81，蟹味菇添加量18.35%。考虑到实践操作时的便捷性，调整最佳工艺条件为：熬煮时间90 min，料水比1∶2.8，蟹味菇添加量18%。在调整后的工艺参数条件下进行3 次验证试验，其结果如表6。由表可知，菌菇鳕鱼汤感官评分实际值和预测值的相对误差为2.37%，小于5%，说明通过该响应面优化得到的菌菇鳕鱼汤最佳工艺条件可靠。

表6 最优工艺下菌菇狭鳕鱼汤感官评分的实际值和预测值Table 6 The actual and predicted sensory scores of mushroom cod soup under the optimal process

2.4 核苷酸分析

鱼汤和菌菇汤鲜美的味道不仅和汤中游离的呈味氨基酸有关，还与呈味核苷酸密切相关，汤中核苷酸类物质的种类和含量及其与其它呈味物质间的相互作用对汤的风味品质都具有重要影响。表7显示的是最优加工工艺下蟹味菇对狭鳕鱼汤核苷酸含量的影响。从表中可以看出，对照组狭鳕鱼汤中核苷酸的质量浓度为3.69 mg/L，而蟹味菇狭鳕鱼汤中核苷酸的质量浓度达到15.30 mg/L，是对照组鱼汤的4.15 倍，这说明蟹味菇的适量添加可以显著增加鱼汤中呈味核苷酸的含量。鱼汤中主要检测到5'-GMP、5'-IMP 和5'-AMP 3 种呈味核苷酸，添加蟹味菇后其含量均显著增加（P＜0.05），其中5'-AMP 是菌菇中重要的呈味核苷酸，对鱼汤整体鲜味的提升具有较强的促进作用[27]。

表7 蟹味菇对鱼汤中核苷酸含量的影响Table 7 Effect of crab mushroom on the content of nucleotide in fish soup

3 结论

本试验在狭鳕鱼汤熬煮过程中添加适量蟹味菇，在单因素实验基础上，采用响应面试验优化菌菇鳕鱼汤的加工工艺，得出最佳的工艺条件为：熬煮时间90 min、料水比1∶2.8、蟹味菇添加量18%，在此条件下菌菇狭鳕鱼汤的感官评分值为8.60，模型预测值为8.80，误差为2.37%，说明采用响应面优化出的工艺参数可靠，具有较好的实用价值。采用高效液相色谱法测定了鱼汤中的呈味核苷酸主要是5'-GMP、5'-IMP 和5'-AMP，其中优化后的菌菇鱼汤中核苷酸的含量显著高于对照组鱼汤，菌菇的添加对鱼汤风味的形成有一定的促进作用。