不同温度处理对烟熏鲟鱼片品质的影响

廖杰，陈康，宋恭帅，薛静，张卓潍，沈清*

（1.浙江省水产品加工技术研究联合重点实验室，浙江工商大学海洋食品研究院，浙江 杭州 310012；2.浙江华才检测技术有限公司，浙江 绍兴 312000）

鲟鱼是世界最大的淡水鱼类之一。2016年中国鲟鱼养殖量达到了89 773吨，约占世界总产量的80%，已成为全球鲟鱼产量最大的国家之一[1]。近年来鲟鱼养殖业的发展主要受鲟鱼籽酱产业的推动。鲟鱼籽酱素有“黑色黄金”的美誉，是将鲟鱼卵经筛选、盐渍后制得的昂贵水产品，也是鲟鱼加工的主要产品[2]。目前鲟鱼肉主要用于冷冻出口和餐馆鲜销，然而冻藏鲟鱼肉在解冻后品质劣化严重，而鲜销鲟鱼肉存在着易腐败、贮藏期过短的问题。鲟鱼肉具有较高的营养价值，必需氨基酸与总氨基酸的比值较优，其多不饱和脂肪酸占总脂比例高，矿物元素含量丰富，各种营养素组成均衡[3]。因此，利用鲟鱼肉开发具有高经济效益的水产食品是目前水产品加工研究热点之一。

烟熏是一种历史悠久的肉类食品加工保藏方法，鱼类、肉类等易腐食物的烟熏处理由起初的食品贮藏和保鲜目的转为现在的以获得烟熏特有的色、香、味为主要目的，通过烟熏改变食品的口味、提高品质并延长保质期。烟熏的方法和技术参数对产品的品质有较大影响[4]。目前最常见的烟熏技术主要是气态烟熏和液体烟熏。一般气熏法熏制的产品在风味和颜色上都很独特，也很耐储藏，整体感观品质优于液熏法熏制的产品，但是肌肉蛋白质会因温度变性，脂肪氧化溶解，品质发生变化。此外，传统熏制的食品通常都含有以3，4-苯并芘为代表的多环芳烃类致癌物质[5]。因此，有效控制烟熏过程中多环芳烃类物质的产生，提高烟熏鲟鱼的品质，具有显著的经济效益和开发前景。

本试验研究不同烟熏温度对鲟鱼片的感官、鲜度、损失率等的影响，并以菌落总数为指标采用加速试验计算烟熏鲟鱼保质期，以期为烟熏技术在鲟鱼加工中的应用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜鲟鱼：新昌县鲟鳇生物科技有限公司。冷藏运至实验室，鱼片从生产到实验室不超过4 h。

食品调味料：市售；硼酸、盐酸、溴甲酚绿、正己烷、甲基红、乙二胺四乙酸二钠（ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt，EDTA-2Na）、三氯甲烷（trichlooacetic acid，TCA）、2-硫代巴比妥酸 （thiobarbituric acid，TBA）、1，1，3，3-四乙氧基丙烷（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；苯并芘（benzopyrene，BaP）标准品（纯度≥96%）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；生理盐水、琼脂培养基、培养皿：杭州邦沃森生物科技有限公司；0.22 μm有机膜：天津膜天膜科技股份有限公司。

1.2 仪器与设备

K-370自动凯氏定氮仪：瑞士BUCHI公司；SX2型高温电炉：上海博迅实业有限公司医疗设备厂；RC-6 Plus高速冷冻离心机：美国热电仪器公司；RYX-25型烟熏炉：嘉兴市瑞邦机械工程有限公司；HGC-36氮吹仪：天津市恒奥科技发展有限公司；SK7200LHC超声波清洗器：上海科导超声仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品前处理

将鲟鱼肉解冻切成5 cm×4 cm×1 cm的鱼片，放入腌制液（盐 80 g、糖 6 g、姜 6 g、味精 6 g、料酒 18 g配成1 L溶液）中腌制60 min，于室温20℃条件下沥干30 min，蒸汽熟化5 min，50℃干燥30 min。分别于40、60、80℃下烟熏时间30 min条件下进行熏制。

1.3.2 感官评分

感官评定方法参考Song等[6]的方法。感官评定小组由30人组成，评定前经专业培训，合格后于品评室内对烟熏鲟鱼进行感官评定。为减少评分时主观因素对评定人员的影响，采用3位随机数字对样品编号，评定时人员间互不交流，单独进行，每个样品评定前清水漱口后再评定下一个样品。采用百分制标准，烟熏鲟鱼感官评价标准见表1。

表1 烟熏鲟鱼感官评价Table 1 The sensory score of smoked sturgeon fillets

1.3.3 烟熏损失率

烟熏过程中的鲟鱼片质量损失率采用如下公式计算。

式中：SL为烟熏损失率；Ws1为鲟鱼片烟熏前质量，g；Ws2为烟熏后质量，g。

1.3.4 硫代巴比妥酸反应物值的测定

称取烟熏鲟鱼肉5.00 g，加入25 mL7.5 g/100 mL的三氯乙酸溶液（含0.1 g/100 mL EDTA-2Na），振荡摇匀30 min后经双层滤纸过滤，取5 mL上清液加入至5 mL浓度为0.02 mol/L的TBA溶液中，沸水浴40 min后冷却至室温20℃，继续加入5 mL三氯甲烷后振荡摇匀，待溶液分层后于532 nm波长下测定上清液的吸光度和标准系列溶液的吸光度值，并计算得出硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substance，TBARS）值[7]。TBARS值用丙二醛含量表示，按以下公式计算：

式中：x为丙二醛含量，mg/kg；c为试样溶液中丙二醛浓度，μg/mL；V为样品溶液体积，mL；m为最终试样溶液所代表的试样质量，g。

1.3.5 挥发性盐基氮值的测定

挥发性盐基氮参考GB 5009.228—2016《食品安全国家标准食品中挥发性盐基氮的测定》中的方法，使用自动凯氏定氮法进行测定。

1.3.6 苯并芘含量测定

称取样品5.00 g，经研磨后转移至150 mL具塞锥形瓶，加入30 mL2 mol/L的KOH溶液后塞紧瓶塞后置于70℃恒温水浴锅2 h；向其加入30 mL正己烷并经100 Hz超声辅助提取30 min；加入30 mL水并充分振荡，静置待正己烷相与水相分离。收集上层有机相15mL，氮气吹干后加入1 mL乙腈溶剂复溶。样品过0.22 μm有机膜过滤后进高效液相色谱串联质谱（high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry，HPLC-MS/MS）测定。目标化合物通过比对标准品的保留时间和质量数（m/z）确定，对样品色谱峰积分并通过标准曲线换算得到烟熏鲟鱼片中苯并芘含量[8-9]。

1.3.7 菌落总数测定

菌落总数检测参照GB4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》中的方法测定。

1.3.8 保质期测定

基于加速破坏性试验对烟熏鲟鱼的保质期进行测定。分别取40、60、80℃不同烟熏温度下加工的烟熏鲟鱼样品进行检测，每个样品做3个批次，每个批注产品分别于27、32、37℃下进行贮藏，测定3种样品的菌落总数。当菌落总数超过限定标准时停止检测并记录贮藏时间，利用模型计算产品保质期。

式中：S5为贮藏温度差值为5时保质期比值；T1为已知温度，℃；T2为所测保质期的温度，℃；f1、f2分别为T1、T2的保质期，d。

根据3种产品在不同温度下的贮藏时间由如下公式计算S5。

式中：S5为贮藏温度差值为5时保质期比值；f27℃、f32℃和 f37℃分别为 27、32、37 ℃下的保质期，d。

根据S5计算烟熏鲟鱼在4℃贮藏条件下产品的保质期，公式如下。

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式中：S5为贮藏温度差值为5时保质期比值；f4℃和f37℃分别为4℃和37℃下的保质期。

1.4 挥发性成分测定

样品中挥发性成分测定方法参照宋恭帅等[10-11]的方法，即顶空固相微萃取与气相色谱-质谱联用技术（solid-phase micro-extraction gas chromatography mass spectrometry，SPME-GC/MS）。称取鲟鱼肉样品5 g置于顶空进样瓶内，并用铝圈和硅胶垫片密封，在60℃条件下加热平衡10 min后，将含有50 μm/30 μm二乙烯基苯/碳分子筛/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS） 涂层的萃取头进行老化并插入进样瓶中，恒温吸附30 min后取出，并将其插入气相色谱进样口，于250℃条件下解析3 min后取出，进行GC-MS分析。

色谱条件：色谱柱为TR-35 MS（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；载气：高纯氦气；进样口温度 250℃，不分流进样；升温程序为初始温度40℃，保持3min，以5℃/min升至90℃，再以10℃/min升至230℃，保持7 min。

质谱条件：电子离子源；电子能量70 eV；离子源温度200℃；检测器温度280℃；传输线温度250℃；质量扫描范围m/z 30～500。

1.5 数据处理与分析

使用WPS表格对试验数据进行整理和制图，单因素方差分析（ANOVA）采用SPSS 20软件，数据间的差异由邓肯氏多变域法确定，p<0.05表示统计学上差异显著，并使用Simca-p 14.0进行统计学分析[12]。

2 结果与分析

2.1 不同烟熏温度下鲟鱼片的感官评价

烟熏鲟鱼片的感官特性主要体现在烟熏味、口感、色泽、组织和回味5方面，其中表面玫红、内部褐红、色泽均一，烟熏味适中无腥味，组织紧密口感细腻，回味悠长的烟熏产品最符合消费者购买需求。不同烟熏温度处理的鲟鱼片的品质特征差异见图1。

图1 不同烟熏温度下鲟鱼片品质的感官评价Fig.1 The sensory attributes of smoked sturgeon fillets prepared under different temperature

由图1可知，烟熏鲟鱼的色泽受烟熏温度的影响较大，在40℃时色泽较白，随着温度升高颜色逐渐加深，当温度为80℃时色泽呈玫红色。温度对烟熏味和回味也有显著的影响，在温度较低时烟熏味较淡，回味不明显，伴有鱼腥味。随着温度升高，烟熏鲟鱼片的烟熏味和回味均变得浓郁。然而当温度升至80℃时烟熏味较重。高温有利于表面水分快速蒸发，因此在80℃下烟熏鲟鱼片的组织较为紧实，而低温下组织较为疏松，口感相对较为糜烂。

2.2 烟熏温度对质量损失率的影响

不同烟熏温度下鲟鱼片的质量变化见图2。

图2 不同烟熏温度对鲟鱼片质量损失率的影响Fig.2 The effect of temperature on themass loss of smoked sturgeon fillets

由图2可知，当烟熏温度为40℃时鲟鱼片质量损失仅为4.8%。随着温度升高，鲟鱼片表面水分蒸发加速，当温度为60℃时鲟鱼片质量损失率达到了9.4%。进一步提高温度时，鲟鱼片质量损失率在80℃时达到了18.5%。烟熏温度对鲟鱼片的质量变化影响较大。

2.3 烟熏鲟鱼TVB-N值和TBARS值变化

TBARS值是目前检测油脂氧化产物的有效方法，目前被广泛用于各类脂质产品的检测。TBARS值是鱼肉中不饱和脂质氧化降解产生的丙二醛与2-硫代巴比妥酸反应后生成的一种红色稳定化合物，在烟熏加工过程中TBARS值可以间接反映脂质氧化程度。研究表明人体可接受的TBARS值的阈值约为1 mg/kg，超过该阈值，肉类产品的不良氧化味和风味便可以通过感官预知[13]。不同烟熏温度对鲟鱼片的TVB-N值和TBARS值的影响见表2。

表2 不同烟熏温度对鲟鱼片TVB-N值和TBARS值的影响Table 2 The effect of smoking temperature on the value of TVB-N and TBARS of sturgeon fillets

由表2可知，在烟熏温度40℃～80℃，鲟鱼片的TVB-N值为6.17 mg/100 g～6.41 mg/100 g。在40℃和60℃下烟熏鲟鱼片的TBARS值分别为（0.25±0.01）mg/kg和（0.26±0.01）mg/kg。当烟熏温度升高至80℃时，鲟鱼片的 TBARS值为（0.28±0.01）mg/kg。说明随着烟熏温度升高，不饱和脂质加速氧化降解使丙二醛加速积累，进而导致TBARS值增大；另一方面，肉类系统中脂质氧化和蛋白氧化存在一定的相互作用，高温促进了蛋白质氧化并进一步促进了脂肪氧化[14]。尽管烟熏温度升高有加速鲟鱼肉的TBARS值的趋势，但是并没有因脂肪氧化而产生不良氧化味和风味。

2.4 苯并芘含量变化

多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbon，PAHs）是一类具有多稠合芳环的化合物，通常由木材、煤等不完全燃烧产生。作为致癌物的代表，多环芳烃在食品中的来源和机理已被广泛研究，尤其是具有强致癌风险的苯并芘。传统烟熏食品中大多含有苯并芘，其性质稳定、灵敏性好，往往被用作指标化合物评定烟熏食品安全性。根据动植物油脂中苯并芘的测定的国家标准法和相关文献报道[15]，本试验采用高效液相色谱法，通过建立标准曲线测定烟熏鲟鱼中的苯并芘含量。不同烟熏温度下鲟鱼片的苯并芘含量变化见图3。

图3 不同烟熏温度对鲟鱼片苯并芘含量的影响Fig.3 The effect of temperature on the BaP content of smoked sturgeon fillets

由图3可知，当烟熏温度为40℃和60℃时，烟熏鲟鱼片中苯并芘含量分别为1.18 μg/kg和1.27 μg/kg，差异不大。当温度升高到80℃时，烟熏鲟鱼片表面苯并芘含量升高至1.58 μg/kg。不同烟熏温度下加工的鲟鱼片均符合熏烤肉中苯并芘含量不超过5 μg/kg的要求。

2.5 烟熏鲟鱼保质期研究的变化

烟熏鲟鱼片在27、32、37℃的加速试验中菌落总数随贮藏时间的变化见图4。

图4 烟熏鲟鱼片在27、32、37℃的加速试验中菌落总数随贮藏时间的变化Fig.4 Changes of total number of colonies with storage time in accelerated tests of smoked sturgeon fillet at 27，32℃and 37℃

由图4可知，在烟熏鲟鱼片27、32、37℃的加速试验中，菌落总数均随着贮藏时间延长而增加，3种不同贮藏温度下的烟熏鲟鱼片的贮藏时间分别达到了45、36、30 d。烟熏工艺对微生物的影响主要包括熏烟成分的杀菌作用和烟熏过程中水分流失、水分活度降低对微生物生长繁殖的阻碍作用。熏烟中含有大量的醛类、酚类等具有一定杀菌作用的化合物，因此随着烟熏物质的逐渐渗透，使鲟鱼片的表面和肌肉内部的微生物逐渐失活。由1.3.8计算所得S5为1.225，进一步计算得到烟熏鲟鱼片的保质期为114 d。

2.6 挥发性物质分析

本文采用SPME-GC/MS技术，以2，4，6-三甲基吡啶为内标化合物对经不同烟熏温度（40、60、80℃）处理的鲟鱼片样品中挥发性物质进行定量分析。烟熏鲟鱼片中共检出32种挥发性，包括酚类、醇类、酮类、碳氢化合物、酸类、酯类、醛类及其他物质。各类挥发性成分含量见图5。

图5 不同烟熏温度（40、60、80℃）处理的鲟鱼片样品中挥发性物质含量变化Fig.5 Variation of volatile matter content in sturgeon fillet samples treated with different fumigation temperatures（40，60，80 ℃）

由图5可知，酚类化合物含量最高，其中，2-甲氧基-4-丙基-苯酚、2，6-二甲氧基苯酚、（E）-2-甲氧基-4-（1-丙烯基苯酚）及1，2，4-三甲氧基苯主要是由燃烧的木材中所含木质素所产生的[16]。此外还检出2，4-二甲基苯酚、愈创木酚及4-乙基苯酚。酚类化合物应是赋予烟熏鲟鱼片烟熏香味的主要特征物质。

为了进一步研究不同烟熏温度对鲟鱼肉片中挥发性物质的影响，对3组样品中挥发性成分含量进行主成分分析（principle component analysis，PCA）。PCA是一种简化数据集的数理统计方法。可通过线性变换将一组可能具有相关性的变量转换成线性不相关的变量，并称转换后的变量为主成分[17]。鲟鱼片中挥发性物质的多元回归分析见图6。

如图6（A）所示，第一与第二主成分贡献率分别87.6%和6.1%，总贡献率高达93.7%，说明PCA能较科学地反映3种样品中挥发性风味的特征信号。其中A、B和C组样本分别经过40、60、80℃烟熏处理，每组3个样本共9个样品信息有效被分成3个有统计学意义的集群，即40、60、80℃烟熏，并分布在不同区域，说明不同烟熏温度对鲟鱼片中挥发性成分产生影响。由图6（B）主成分荷载图可知，不同样品中挥发性成分浓度水平的存在差异性[18-19]。间甲酚、2-甲氧基-4-丙基-苯酚、愈创木酚、异戊醇及对甲酚等挥发性成分为区别3种样品的特征挥发性化合物。

图6 多元回归分析图Fig.6 Multiple regression analysis diagram

3 讨论

鱼肉中TVB-N值在风干、熏制、定型等加工过程中呈缓慢上升趋势，主要由于组织细胞在烟熏加工缺氧条件下，糖原酵解和三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）降解产生酸性物质，酸性内环境使肌肉释放肌浆中的蛋白酶，从而使鱼肉蛋白质分解产生一些胺类等少量含氮物质[20]。部分鱼肉组织、细胞破坏分解，胞内酶作用于蛋白质、脂肪等底物，从而产生了少量TVB-N，而水分活度降低和熏烟化合物的增加可有效抑制微生物及其酶对蛋白质、脂肪的降解和腐败作用，因此上升趋势较为缓慢。TBARS值与水产腥味密切相关，当TVB-N值高于2.2 mg/kg时鱼肉腥味明显，丙二醛在肉类中超过0.5 mg/kg时加热即产生异味。熏烟中小分子化合物渗入鲟鱼肉具有加速脂肪氧化的作用，磷脂、甘油酯等在脂肪酶的作用下分解为游离脂肪酸，小分子化合物和低水分活度能提高肌肉脂肪酶活性，使烟熏过程中的肌肉脂质水解加速[21]。

苯并芘的致癌性很强，仅需少量即可引起机体的局部组织发生癌变，也可引起大鼠肝细胞和肺细胞以及外周血淋巴细胞、DNA损伤[22]。同时，苯并芘可能通过呼吸和食道进入人体从而增加乳腺癌的风险，诱发消化道、肺和膀胱癌。不同的熏烤温度和时间下产生的苯并芘含量不同。通常烟熏温度越高，产生苯并芘的量越多。此外，烟熏材料也会影响烟熏鲟鱼片中苯并芘含量。赵冰等[23]研究发现不同的烟熏方式对烟熏制品的苯并芘含量有明显的影响，其随着烟熏时间的延长和液熏次数的增加而升高。钟昳茹等[24]研究发现，干燥的木材、树枝、谷壳等烟熏材料产生的苯并芘含量远远低于霉变潮湿的烟熏材料。因此，开发适应市场需求的烟熏鲟鱼片，需在加工过程中严格原辅料质量控制和加工卫生管理，强化产品质量检测，优选优质熏料，改进熏烤工艺[25]。

烟熏食品的保质期取决于原料特性、加工工艺、包装和贮藏条件等因素，任何因素的改变均可能引起积极或者消极的作用。保证烟熏食品理想的感官、理化和微生物特性，防止短期内出现氧化褐变、风味物质的氧化、脱水收缩或者是潮解等因子是长期以来重要的研究目标。目前已有多种延长烟熏食品保质期的方法[26]。韩衍青等[27]发现超高压处理能够有效延长低温烟熏火腿的货架期，不会或较小引起游离脂肪酸和色泽等指标的变化，并较好地保持产品原有营养组成及口感品质。李江林等[28]将石榴皮、可食性膜和乳酸链球菌素复配，对黑椒烟熏牛肉保鲜效果进行研究，使黑椒烟熏牛肉在0℃～4℃贮藏保质期达30 d，各项指标仍符合国家卫生标准。

4 结论

本试验研究烟熏温度对鲟鱼片品质产生影响，通过对感官评价、质量损失率、TVB-N值、TBARS值、苯并芘含量和保质期等指标的综合评价，确定了80℃为最佳烟熏温度，该条件下烟熏鲟鱼片色泽玫红、烟熏味和回味浓郁、组织紧实。烟熏温度的升高有助于提高鲟鱼片的感官风味，对鲟鱼肉中TVB-N值的影响不大。尽管TBARS值和苯并芘有一定程度的上升，对烟熏鲟鱼片整体品质影响不大。通过加速破坏性试验对烟熏鲟鱼的保质期进行测定，计算得出烟熏鲟鱼片在4℃下保质期为114 d。长期以来，烟熏制品风味提升、苯并芘控制、贮藏期延长的问题限制了烟熏技术的广泛应用，阻碍了烟熏食品产业的发展。改进烟熏鲟鱼片的生产工艺，提高产品质量，可为烟熏技术的现代化提供技术支撑。