酵母抽提物对鱼糕凝胶品质和风味特性的影响

杜智翔，张茜，黄琪琳，李沛，郭江勇，覃先武，熊建

1.华中农业大学食品科学技术学院/国家大宗淡水鱼加工技术研发分中心(武汉)，武汉 430070；2.安琪酵母股份有限公司，宜昌 443003

鱼糕是将采出的鱼肉漂洗后，加入肥膘肉、淀粉等辅料蒸制而成，具有滑嫩可口、营养丰富等特点，是湖北省传统特色鱼糜制品之一[1]。漂洗是鱼糜加工的重要步骤，可以除去水溶性蛋白质、色素、脂肪、腥味物质等成分，改善鱼糜品质，但同时也会造成一些水溶性游离氨基酸、呈味核苷酸和呈味肽的损失，使鱼糕鲜味不足[2]。此外，鱼糜中残留的腥味物质，蒸制造成的挥发性风味物质的损失[3]，都会对鱼糕的风味造成不利影响。因此，如何保持和提升鱼糕产品的风味是行业内的研究重点。

酵母抽提物(yeast extract,YE)是以食用酵母为原料，经酶解、浓缩制成的一种天然调味料，富含氨基酸、核苷酸、多肽和B族维生素等，不仅能作为风味原料，还能作为风味前驱物参与风味的形成[4]，赋予食品浓郁的肉香、酱香，起到提鲜、增咸等作用，已广泛应用于食品风味的改善。目前，酵母抽提物在水产品中调味应用的研究逐渐增多。任佳怿等[5]研究发现FIG18LS型酵母抽提物富含鲜味氨基酸、鲜味核苷酸和多种呈肉香味的气味活性化合物，可以很好地掩蔽清蒸鱼片的腥味，并赋予鱼片浓厚的鲜味；翟营营等[6]研究发现酵母抽提物(KA66、FA28、KU012、FA01)的加入均能使鱼糜制品鲜味显著提升，回味绵长，对鱼糜制品的土腥味也有明显的抑制作用。但是关于酵母抽提物对鱼糜制品挥发性风味物质的影响尚无报道。此外，不同类型的酵母抽提物由于菌种、生产工艺等的不同，成分、色泽、香气等特征都具有显著的差异[7]，对鱼糜制品的凝胶品质和风味特性也有不同的影响。

本研究通过在鱼糕中添加不同类型的酵母抽提物，研究其对鱼糕白度、质构特性、凝胶强度、持水性等凝胶品质的影响，进一步采用电子舌、电子鼻和HS-SPME-GC-MS，综合评价酵母抽提物对鱼糕增味抑腥的作用，探索提升鱼糕风味的有效方法。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

草鱼(约3.5 kg/尾)、葱、姜、鸡蛋、肥膘肉、食盐、白砂糖、马铃薯淀粉，购于华中农业大学中百超市。KA66型、FA31型、FG10型、KU012型、FIG22型、FIG12型、FA37型酵母抽提物(表1)，安琪酵母股份有限公司。

色谱级邻二氯苯，美国Sigma-Aldrich公司。

1.2 仪器与设备

鱼糕模具，广州绿宝烘焙有限公司；AC2IOS型分析天平，德国Sartorius公司；OIDIRE食品调理机，中山市优益电器实业有限公司；CR-400型色差仪，日本柯尼卡美能达公司；TA-XT Plus型物性测试仪，英国Stable Micro System公司；Avanti J-26XP型高速冷冻离心机，美国Beckman Coulter公司；FOX4000型电子鼻，法国Alpha M.O.S公司；MOS ASTREE型电子舌，法国Alpha M.O.S公司；QP2010Ultra型气相色谱-质谱联用仪，日本岛津公司。

表1 YE种类及成分 Table 1 Types and components of YE

1.3 鱼糕的制备方法

1)采肉。新鲜草鱼将其尾部、头部、红肉、内脏等去掉后，清洗干净，采出白肉，采肉率约为18%。

2)漂洗。采出的白肉称量后，以自来水∶鱼肉为5∶1的质量比进行漂洗10 min，漂洗3次。

3)加料斩拌。清洗后的鱼肉分3步进行斩拌。空斩：将鱼肉和肥膘肉放入调理机中空斩2 min；盐斩：加入食盐斩拌1 min；调味斩：将剩余辅料加入调理机中斩拌2 min。前期试验确定了鱼糕的最优配方(以鱼肉总质量为100 g计)为：酵母抽提物或味精添加量为0.5 g、食盐添加量2 g、淀粉添加量为10 g、肥膘肉添加量10 g、白砂糖0.5 g、鸡蛋清8 g、葱姜汁10 g。

4)成型。将斩拌好的鱼糜放入模具中，并整理成型。

5)蒸煮。将整理成型后的鱼糜在100 ℃蒸制25 min。

6)真空包装。鱼糕冷却到室温后，进行真空包装。

1.4 白度的测定

将鱼糕切成边长为2 cm的立方体，使用标准白板校正后的色差仪测定样品的L*、a*和b*值，按式(1)计算白度W：

(1)

1.5 质构特性(TPA)的测定

参考李孚杰[1]方法并稍作修改。将平衡至室温的鱼糕切成边长为2 cm的立方体，置于测试台上进行测试。测试条件为：P/36R探头，测前、测中、测后速率均为1 mm/s，样品压缩比30%，2次压缩间隔时间5 s，触发力5 g。

1.6 凝胶强度的测定

将平衡至室温的鱼糕切成边长为2 cm的立方体，置于测试台上进行测试。测试条件为： P/0.25S探头，测前速度5 mm/s，测中速度1 mm/s，测后速度5 mm/s，压缩距离15 mm。按式(2)计算凝胶强度，单位为g·mm。

凝胶强度= 破断力×破断距离

(2)

1.7 持水性的测定

将鱼糕切成厚度2 mm左右的薄片，记录质量为m1，用2层滤纸包裹鱼糕后放入离心管中，4 000 r/min离心15 min后再次称质量，记为m2，每个样品重复5次。按式(3)计算持水性(WHC)。

WHC=m2/m1×100%

(3)

1.8 感官评价

鱼糕样品放置在随机三位数编码的白色一次性纸盘中，由8位经过培训的感官评价人员(年龄22～26岁，4名男生，4名女生)按照表2标准对鱼糕的色泽、气味、滋味、组织形态和弹性等感官指标进行评价，计算得出感官评价总分。感官评价标准参考李孚杰[1]和翟营营等[6]并稍作修改。

1.9 电子舌和电子鼻测定

参考任佳怿等[5]的方法进行电子舌测定。参考刘念等[8]的方法进行电子鼻测定。

1.10 HS-SPME-GC-MS测定鱼糕挥发性成分

准确称取3.0 g鱼糕样品于20 mL顶空瓶中，加入7 mL的饱和食盐水和300 μL内标物邻二氯苯(1 μg/mL)，于60 ℃下平衡3 min，插入65 μm DVB/CAR/PDMS萃取头萃取50 min，萃取完成后插入气相色谱-质谱进样口250 ℃解吸5 min。

气相色谱-质谱条件参考黄晶晶等[9]的方法。

表2 鱼糕感官评价标准 Table 2 Sensory evaluation standard of fish cakes

1.11 数据处理

试验数据采用Excel 2019和Origin 2018进行处理，采用SPSS Statistics 25进行ANOVA及Duncan’s检验(α=0.05)。

2 结果与分析

2.1 白 度

白度值是评价鱼糜制品品质的一个重要指标，一般要求鱼糜制品有较大的白度值和L*值，较小的b*和a*值。由表3可知，添加酵母抽提物对鱼糕白度有显著影响，KA66、FIG12和FIG22都会导致鱼糕的白度值显著降低(P<0.05)，而FA37、FA31和味精组鱼糕的白度值则显著增大(P<0.05)，这也与感官评价的结果较为接近。

2.2 质构特性

鱼糕的质构特性包括硬度、弹性、内聚性和咀嚼性等参数，如表4所示，添加不同类型酵母抽提物和味精对鱼糕的硬度、弹性和咀嚼性都无显著影响(P>0.05)，但FIG12和味精能显著提升鱼糕的内聚性(P<0.05)。

表3 添加不同YE对鱼糕白度的影响 Table 3 Effect of adding different YE on the whiteness of fish cakes

表4 添加不同YE对鱼糕TPA的影响 Table 4 Effect of adding different YE on TPA of fish cakes

2.3 凝胶强度

如图1所示，与空白组相比，FA37、味精、KU012和FIG12都能提高鱼糕的凝胶强度，其中添加FA37和味精的鱼糕凝胶强度显著增大(P<0.05)，分别增大了16.4%和16.2%，而添加FG10和FA31的鱼糕凝胶强度显著降低(P<0.05)，分别降低了22.2%和12.6%。

图1 添加不同YE对鱼糕凝胶强度的影响Fig.1 Effect of adding different YE on gel strength of fish cakes

2.4 持水性

如图2所示，7种酵母抽提物对鱼糕持水性的影响有显著差异。与空白组相比，添加FG10、FIG22和FA31的鱼糕持水性显著降低(P<0.05)，而添加FA37、FIG12、KA66和味精时，鱼糕的持水性显著升高(P<0.05)，其中FA37对鱼糕持水性的增强作用最大。

2.5 感官品质

如表5所示，添加不同类型的酵母抽提物对鱼糕感官品质的影响不同，KA66、FA31、KU012对鱼糕的整体感官品质有提升作用，而FIG12、FIG22、FA37则对鱼糕的整体感官品质有不利影响，但添加酵母抽提物的鱼糕与空白组相比，气味得分都有所提升，可能是由于酵母抽提物中的某些物质与异味物质反应，或是美拉德反应形成了新的风味物质，从而使鱼糕的气味得到改善。

图2 添加不同YE对鱼糕持水性的影响Fig.2 Effect of adding different YE on the water-holding capacity of fish cakes

2.6 电子舌

根据凝胶品质的研究结果，综合感官评分选取了3种酵母抽提物(KA66、FA31、KU012)和味精进行后续风味特性的实验。采用电子舌对5组鱼糕的鲜味、咸味、甜味、酸味、苦味进行检测，结果如图3所示，相较于空白组，添加酵母抽提物和味精后鱼糕的鲜味和咸味都得到了显著的提高(P<0.05)，苦味、酸味和甜味则差别不大，并且3种酵母抽提物对鱼糕鲜味和咸味的提升作用与等量的味精无显著差异(P>0.05)，说明这3种酵母抽提物都有明显的提味增鲜的作用。KU012、KA66和FA31含有大量的谷氨酸、核苷酸和低聚肽等对鲜味有较大贡献的滋味成分，这可能正是这3种酵母抽提物对鱼糕鲜味有显著提升的原因。此外，KA66含有大量的NaCl，而KU012和FA31中NaCl含量较低，但这3种酵母抽提物组鱼糕经电子舌测定的咸味响应值近似，说明KU012和FA31中可能含有与NaCl有呈味相乘作用的物质。

表5 添加不同YE对鱼糕感官品质的影响 Table 5 Effect of adding different YE on sensory quality of fish cakes

图3 添加不同YE的鱼糕电子舌雷达图Fig.3 Electronic tongue radar chart of fish cakes with different YE

通过PCA分析法对5组鱼糕间的电子舌响应信号进行对比分析。如图4所示，PC1的贡献率为80.797%，PC2的贡献率为15.436%，累积贡献率达96.233%，能够很好地代表鱼糕的总体滋味特征。添加酵母抽提物和味精的鱼糕滋味特征都与空白组有显著差异，并且KA66、FA31、KU012这3种酵母抽提物鱼糕的滋味特征也有显著差异。KU012组和味精组相距较近，但5组样品之间没有明显的重叠，说明PCA可以将添加不同类型酵母抽提物的鱼糕样品有效分开。

2.7 电子鼻

采用P/T/LY金属氧化物传感器(ppb级)对5组鱼糕中的挥发性成分进行检测。如图5所示，T、P这2种类型传感器对鱼糕的响应值较高，而LY型传感器对鱼糕的响应值较低。5组鱼糕产品的风味轮廓相似，说明各组所含的对风味贡献较大的化合物种类基本一致，并且与空白组相比，添加酵母抽提物和味精的鱼糕对T、P这2类传感器的响应值均有显著提高(P<0.05)，表明添加酵母抽提物可以提高醛、酮、醇、烯烃类挥发性风味物质的种类或含量，使鱼糕的气味更加丰富浓郁。

图4 添加不同YE的鱼糕电子舌响应信号PCA分析Fig.4 Electronic tongue response signal PCA analysis offish cakes with different YE

图5 添加不同YE的鱼糕电子鼻雷达图Fig.5 Electronic nose radar chart of fish cakes with different YE

由图6可知，2个主成分贡献率分别为81.647%、8.510%，累积贡献率90.157%，说明这2种主成分基本能够反映鱼糕的总体风味特征。并且由图中各组之间的距离可以看出，味精组与空白组相距较近，气味差异较小，而添加酵母抽提物后的鱼糕与空白组相距较远，气味特征差异更大，KA66、FA31、KU012这3种酵母抽提物鱼糕的气味特性也有明显的差异，表明酵母抽提物对鱼糕的整体风味有更大的影响，并且不同种类的酵母抽提物会使鱼糕整体风味有不同的改变。

图6 添加不同YE的鱼糕电子鼻响应信号PCA分析Fig.6 Electronic nose response signal PCAanalysis of fish cakes with different YE

2.8 挥发性成分

如表6所示，空白组、KA66组、FA31组和KU012组4种鱼糕中分别鉴定出19、23、22、19种风味化合物，在添加了酵母抽提物KA66和FA31的鱼糕中，风味化合物分别增加了4、3种，而KU012组风味物质的种类保持不变。鱼糕中检测出的醛类、醇类物质相对含量最多，其次为酯类、烃类，最后为酮类、酚类和其他类。

由表7可以看出，己醛、庚醛、壬醛、(E)-2-癸烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛和1-辛烯-3-醇对鱼糕总体挥发性气味贡献较大(OAV >1)。添加酵母抽提物后鱼糕中检测出的腥味物质的种类和含量明显减少。鱼油味的(E,E)-2,4-癸二烯醛、油脂味的(E)-2-辛烯醛和(E)-2-癸烯醛等都是鱼糜制品中腥味的主要来源[10]，这3种醛类化合物在空白组都有检出，而在KA66组和FA31组均未被检出，在KU012组虽然被检测出，但含量分别减少33.3%、20.9%和55.3%。直链饱和醛，如己醛、庚醛、壬醛都对鱼腥味有较大贡献(OAV>1)，其中壬醛是鱼腥味的主体成分之一[11]，在添加酵母抽提物后，壬醛含量分别降低80.2%、87.7%和12.2%。1-辛烯-3-醇被认为是最能代表鱼腥味的物质之一(OAV>1)[12]，在空白鱼糕中1-辛烯-3-醇含量最高，为14.46 μg/kg，而在添加了酵母抽提物后其含量分别减少了0.91、4.07、8.59 μg/kg，这些都表明酵母抽提物对鱼糕的腥味起到显著的抑制作用。

表6 添加不同YE的鱼糕挥发性风味物质分析 Table 6 Analysis of volatile flavor compounds in fish cakes with different YE μg/kg

续表6 Continued Table 6

此外，添加酵母抽提物后具有蔬菜、水果味的2-戊基呋喃含量分别提高了0.18、0.07、0.60 μg/kg。在KA66组鱼糕中检出了青草气味的正己醇、香蕉味的2-庚酮、肉制品烘烤及坚果香味的2,6-二乙基吡嗪和烃类气味的癸烷等新的风味物质，在添加KA66和FA31的鱼糕中，植物花香味的α-松油醇含量也有所提高，这些都表明酵母抽提物可以改变鱼糕中风味化合物的种类和含量，赋予鱼糕更丰富、浓郁的气味。

表7 添加不同YE鱼糕OAV值 Table 7 OAV value of fish cakes with different YE

3 讨 论

3.1 不同YE对鱼糕凝胶品质的影响

本研究结果表明，不同种类的酵母抽提物，由于色泽、成分、pH等的不同会对鱼糕的凝胶品质产生不同的影响。酵母抽提物的颜色对鱼糕的白度影响较大，部分酵母抽提物如KA66、FIG12和FIG22本身呈黄色，添加后会显著降低鱼糕的白度值，而FA37和FA31黄色较浅，不会对鱼糕的白度值产生较大的负面影响。添加酵母抽提物FA37和FA31的鱼糕组织状态紧密，气孔小且少，光滑平整的表面能反射较多的光[15]，也有较高的白度值。

在鱼糜制品加工过程中，盐类会促进肌原纤维蛋白的溶解并诱导其交联形成凝胶，盐溶性蛋白溶出的越多，越利于形成紧密的凝胶网络结构。因此，加入富含I+G 的KU012和FIG12都会使鱼糕凝胶强度增大[16]，但盐类含量过高时，则可能造成脱水，反而不利于盐溶性蛋白的溶出[17]，这也与FIG22组鱼糕凝胶强度有所降低的结果一致。FIG12和KA66都富含谷氨酸，在低盐条件下，谷氨酸可以抑制肌球蛋白的聚集，促进热诱导凝胶结构的改变，形成一个有助于保留水分的凝胶网络，导致持水性显著增强[18]。并且酵母抽提物中含有的赖氨酸、精氨酸等碱性氨基酸也有利于蛋白质分子间的交联[19]。FA37含有20%葡聚糖，葡聚糖本身有很强的吸水性且能镶嵌在鱼糜凝胶的网络结构中，形成更加致密的凝胶[20]，使蛋白网络结构更加牢固，因此提高了鱼糕的凝胶强度和持水性。FG10含有10%～14%谷胱甘肽，还原型谷胱甘肽具有的游离巯基与肌原纤维蛋白之间的反应，会抑制蛋白质间二硫键的形成，使蛋白质交联不足，导致凝胶网络结构减弱，凝胶强度下降[21]。FA31由于其含有大量的肽可能干扰肌原纤维蛋白的凝胶作用[22]，使鱼糕凝胶强度显著降低。

此外，有些酵母抽提物如FG10、FA31、FIG22等，pH值5.0～6.0，接近肌原纤维蛋白等电点，净电荷的减少会造成与周围水形成氢键的结合位点减少，也会造成肌丝间静电斥力的减弱，使凝胶网络孔径减小，不能容纳更多的水，导致鱼糕持水性的下降[23]。

3.2 不同YE对鱼糕风味特性的影响

本研究结果表明，添加酵母抽提物FA31、KU012、KA66会显著提高鱼糕的鲜味和咸味，这是由于酵母抽提物中含有大量谷氨酸、丙氨酸、I+G等丰富的滋味物质，并且鲜味氨基酸与鲜味核苷酸存在协同增效作用[5]，能显著提高酵母抽提物的鲜味。翟营营等[6]研究发现，酵母抽提物(KA66、FA28、KU012、FA01)含有大量的鲜味氨基酸，并且在鱼糜熟制过程中，酵母抽提物中的蛋白质、小肽进一步分解成游离氨基酸，增加鲜味氨基酸的含量，因此能显著提高鱼糜制品的鲜味。此外，鱼糕咸味显著提高，可能是由于酵母抽提物中的某些物质使人对钠离子更敏感[2]，在低盐情况下产生较强咸味感，另一方面，鲜味和咸味的相互作用，也会使咸味口感得到加强。

本研究通过HS-SPME-GC-MS进一步研究添加酵母抽提物后鱼糕的挥发性成分，结果表明添加酵母抽提物FA31、KU012、KA66会显著降低1-辛烯-3-醇、壬醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、(E)-2-辛烯醛和(E)-2-癸烯醛等腥味物质的含量，这可能是因为酵母抽提物含有的短肽具有一定抗氧化活性[24]，可以在一定程度上减缓脂肪的氧化，抑制1-辛烯-3-醇等腥味物质形成，从而达到抑腥效果。刘钰琪等[2]认为酵母抽提物含有的挥发性风味物质掩盖了鱼糜的异味，或是酵母提取物中的一些物质在鱼糜熟化过程中与异味物质反应，从而降低了异味物质的含量。此外，加入酵母抽提物的鱼糕中检测出正己醇、2-庚酮、2,6-二乙基吡嗪、癸烷等新的风味物质，正已醇是淡水鱼清新气味的标志化合物[25]，烃类物质对鱼肉的整体香味效果有提升作用[26]，因此，酵母抽提物也可以通过产生新的挥发性物质，丰富并提升鱼糕的整体风味。

综上所述，添加不同类型的酵母抽提物(FA31、FA37、FIG12、KU012、FIG22、KA66、FG10)对鱼糕的白度、持水性、质构特性和凝胶强度均有不同程度的影响，但在风味特性方面，添加酵母抽提物FA31、KU012、KA66后的鱼糕电子舌鲜味和咸味响应值显著提高(P<0.05)，对气味也有明显的改善作用。鱼糕的挥发性风味物质主要以醛类和醇类为主，添加3种酵母抽提物后可明显减少鱼糕中壬醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、1-辛烯-3-醇等主要腥味物质的含量，并且产生青草味的正已醇和烤肉味的2,6-二乙基吡嗪等新的风味物质，增强并丰富了鱼糕的风味特征。由此可见，酵母抽提物作为一种天然、营养的调味料，添加至鱼糜制品中，可以起到提升鲜味、抑制腥味的作用，并使鱼糕的风味更加丰富和浓郁，具有很大的应用价值。