脱腥方式对白鲢鱼鳞冻风味特性的影响

黄泽南，孙若文，熊善柏，尹涛，尤娟，胡杨

（华中农业大学食品科学技术学院，湖北武汉 430070）

白鲢（Hypophthalmichthys molitrix）是我国淡水养殖的“四大家鱼”之一，2020年全国淡水养殖产量为381.3万t，在四大家鱼中仅次于草鱼；湖北省产量为57.1万t，位居各省区之首[1]。鱼鳞作为下脚料之一年产量巨大，我国每年在加工过程中约产生30万t鱼 鳞[2]。通常情况下，鱼鳞被直接丢弃，造成环境污染和渔业资源浪费；或者被加工为饲料，经济价值低；还可能被加工为胶原蛋白等明胶类产品，但具有工序繁琐、产品多样性有限和污染环境等问题。鱼鳞中富含胶原蛋白和人体必需的营养素[3]，如磷质蛋白、磷脂质等；将鱼鳞加工成鱼鳞冻，不仅可以较好地保留鱼鳞中的营养物质，同时具有美容抗衰老的功效。

鱼鳞冻是对鱼鳞中提取出的明胶进行静置、冷凝，制成的凝胶状产品，富含可溶性胶原。把鱼鳞加工成鱼鳞冻，工序简便、原料充足、成本不高，既能充分使用鱼鳞副产物，减少污染且节约资源，同时又为鱼鳞的增值创造新途径，提高白鲢鱼产品的附加值，促进水产品行业发展。顾杨娟[4]研究草鱼鱼鳞冻的制备优化工艺，通过研究冻力、质构等指标，得出酸处理、酶处理、热处理的最佳工艺条件。朱兆娜[5]采用超高压技术，把草鱼鱼糜制成的鱼冻鲜嫩且商业无菌，建立超高压加工鱼冻的新工艺，确定贮藏条件、建议食用方法。然而，鱼鳞冻的腥味较重，一些消费者难以接受，这对白鲢鱼鳞冻加工产业的发展造成了一定的阻碍。因此，探究如何高效去除腥味物质是目前白鲢鱼鳞冻产业发展的迫切需要。

鱼腥味主要是由于腥味物质在水环境中积累[6]、鱼类体内脂类氧化或酶促反应形成[7]。辛醛、癸醛和2,4-癸二烯醛等羰基化合物是造成鱼体腥味的重要原因。(Z)-4-庚烯醛、己醛、醇、酮、硫醚、萘和呋喃类物质等都对腥味有贡献[8]。目前鱼类的脱腥方法主要分为物理、化学及生物方法[9]。物理方法包括流水暂养法[10]、吸附法[11]、感官掩蔽法[12]、包埋法等，化学方法包括盐溶法、酸碱盐处理法、抗氧化剂法、美拉德反应法[13,14]、臭氧脱腥法[15]，生物方法包括摄食法、酵母法、微生物（酶）法、饲料法等。欧阳伟虹等[16]将电子鼻与感官评价相结合，比较了酵母抽提物与其他脱腥剂对小黄鱼体内腥味物质的脱除作用，研究发现酵母抽提物脱腥效果较好；沈艳奇[17]先将小黄鱼进行湿法脱腥处理，结果表明2%的葱姜、大蒜，1%的料酒对鱼腥味的去除效果最好，并赋予小黄鱼特有的香味。然而，目前适用于鱼鳞冻加工的鱼鳞脱腥方法方面的报道较为少见。张芷芸等[18]主要研究高凝胶强度鱼鳞冻的制备工艺，比较不同食用胶配比对鱼鳞冻凝胶强度的影响；认为食用胶能增加鱼鳞冻凝胶的强度，调味料能改善鱼鳞冻的腥味，得出食用胶、调味料各自的最佳配方。

因此，本实验拟采用感官评定、电子鼻分析、HS-SPME-GC-MS分析三种实验方法，探究物理法（包括醋浸泡法、超声清洗法）、化学法（臭氧漂洗法、淀粉清洗法）及生物法（酵母发酵法）对鱼鳞冻腥味物质脱除的效果，确定最佳脱腥方法，以期为鱼鳞冻品质提升和白鲢鱼鳞深加工产业发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

白鲢鱼鳞，购于洪湖市井力水产食品股份有限公司，清水漂洗干净后备用。

卡拉胶，滕州市香凝生物工程有限责任公司；陈醋，山西紫林醋业股份有限公司；马铃薯淀粉，武汉市太阳行食品有限责任公司；活性干酵母，安琪酵母股份有限公司。

1.2 主要仪器设备

HH-4数显恒温水浴锅，上海力辰邦西仪器科技有限公司；YP 30002电子天平，上海衡际科学仪器有限公司；P3超声波清洗机，广东固特超声（GT Sonic）股份有限公司；GCQJ-1-3电解式高浓度臭氧气机，武汉威蒙环保科技有限公司；Fox 4000电子鼻，法国Alpha MOS公司；7890A-5975C GC-MS联用仪，美国Agilent公司。

1.3 试验方法

1.3.1 白鲢鱼鳞冻的制作工艺

工艺流程：

鱼鳞清洗→不同方式的脱腥处理→热水提胶→过滤→凝结→冷藏

鱼鳞清洗后，除去表面的黏液和血迹，经过不同方式的脱腥处理后，用清水漂洗干净沥干备用。将脱腥处理后的鱼鳞置于烧杯中，加入1:4比例的水和 0.8%的卡拉胶，用保鲜膜覆盖防止水分蒸发，在90 ℃水浴锅中熬煮90 min后，过滤滤液，冷却后包装置于4 ℃环境中冷藏。

以清水漂洗为对照，采用的5种脱腥处理方法如下：

（1）醋脱腥：参考邢贵鹏等[19]的方法，添加5%的醋，置于室温下处理45 min；

（2）酵母脱腥：参考苏怡等[20]的方法，添加0.2%的酵母，控制30 ℃的反应温度，处理40 min；

（3）超声清洗：将鱼鳞添加适量水，控制功率为30 W，在超声波清洗机中反应30 min；

（4）臭氧处理：参考王燕等[15]的方法，控制臭氧浓度为8 mg/L，取适量臭氧水浸泡20 min；

（5）淀粉清洗：参考雷镇欧等[21]的方法，添加14%的淀粉，于室温条件下静置30 min。

1.3.2 感官评价

感官评定小组由10名经过培训、有感官评定经验的同学组成，根据表1中的感官评分表在室温下对鱼鳞冻样品进行评分，以两种处理的样品腥味值为参考进行打分，清水漂洗后制成的鱼鳞冻分值为5分，腥味值最重，清水和卡拉胶熬煮得到的样品腥味值为0分，腥味值最低。将评分取平均值，结果根据实际情况保留小数点后两位，根据评分结果判断脱腥效果。

表1 感官评分标准表[20]Table 1 Sensory scoring criteria table

1.3.3 电子鼻

表2 电子鼻传感器性能描述Table 2 Sensor properties of PEN3 electronic nose

参照陈东清等[22]的方法进行电子鼻分析。样品制备：准确称取3.00 g鱼鳞冻样品于10 mL电子鼻进样瓶中，加盖密封放入冰箱冷藏，待用。每个样品进行三次平行实验。参数设置：顶空产生温度为50 ℃；产生时间120 s；振荡速度500 r/min；总获取时间 120 s；获取间隔时间1 s；获取延滞时间300 s；注射体积1.5 mL；注射速度1.5 mL/s；进样针温度60 ℃；载气：合成干燥空气；流速：150 mL/min。

1.3.4 HS-SPME-GC-MS检测

HS-SPME法提取挥发性风味组分，参考张慧敏[23]的方法，作部分修改。取10.0 g斩碎的鱼鳞冻放入 20 mL顶空气相瓶中，加入1 μL内标物环己酮（1 g/L），再加入10 mL饱和氯化钠溶液混合均质后，放入微型磁力搅拌转子，用聚四氟乙烯隔热垫密封。将完成活化的DVB/CAR/PDMS 50/30 μm萃取头插入顶空瓶中，并置于振荡加热搅拌器中，60 ℃下平衡3 min后顶空吸附50 min；再将萃取头插入GC进样口，解吸5 min。

参考吴丹等[24]的方法，设置色谱条件为：进样口温度250 ℃，载气（He）流量1 mL/min，不分流；色谱柱：HP-5；柱箱升温程序：柱初始温度40 ℃，保持3 min，以3 /5 min℃ 升高至200 ℃，保持2 min，再以50 /min℃ 升至250 ℃，保持5 min。质谱条件：传输线温度280 ℃，离子源温度230 ℃，四极杆温度150 ℃；电子能量70 eV；质谱扫描范围m/z，35~450；扫描速率：2.0 scans/s。结果采用NIST11和Willey 7进行检索分析，参考各化合物的保留时间和质谱图分析确定每种化合物的名称。利用峰面积归一法计算各种挥发性组分的相对含量。

样品中挥发性成分的含量按下式计算：

式中：

cn——样品中挥发性成分的含量；

An——挥发性成分的峰面积；

Ai——内标物的峰面积；

Wi——内标物的质量，μg；

W——样品的质量，kg。

1.3.5 数据分析

采用SPSS 26.0软件对相关数据进行ANOVA单因素方差分析，结果以平均值±标准差表示；采用Origin 2019b进行整理数据及绘制图表。

2 结果与讨论

2.1 感官评价结果

由表3可知，经超声清洗后的鱼鳞冻腥味值为2.60，酵母处理后的样品腥味值为1.80，醋浸泡后的样品为3.00，臭氧组腥味值为4.10，淀粉组为1.40。结果表明，这5组处理方式均有脱腥效果。使用超声脱腥时可能是由于超声波的空化作用，使腥味物质膨胀破碎，脱除腥味物质[25]。使用酵母发酵的机理可能是由于酵母中的酶可以把腥味物质转化为无臭物质，也可能是由于酵母本身可以吸附腥味物质[26]。使用醋脱腥是由于醋本身的味道可以遮掩鱼鳞冻的腥味，且鱼鳞冻中碱性挥发性成分和醋酸发生中和反应[27]。作为强氧化剂，臭氧能够与有腥味有机物，如醛类、胺类、吡啶等发生反应，将其分解为无腥味物质或者腥味阈值高的物质[28]。超声、酵母处理的脱腥效果较好，其次为淀粉，较差的为臭氧和醋。苏怡等[20]以鲟鱼肉为原料，分析了盐溶法、酵母法等方法的脱腥效果，发现酵母法脱腥效果最好，与本实验结果相似。

表3 感官评价结果Table 3 Sensory evaluation results

2.2 电子鼻分析结果

雷达图分析在电子鼻相关研究中应用广泛，能揭示传感器阵列对不同样本响应强度的总体和个体差异。不同脱腥处理得到的鱼鳞冻对传感器的响应值雷达图如图1所示，P、T两类传感器对鱼鳞冻具有较高的响应值，包括乙醇、氨水、胺类物质等；LY型传感器对样品的响应值均较低，如氯、氟、氮氧化合物等。

图1 不同脱腥处理后鱼鳞冻的电子鼻雷达图Fig.1 Electronic nose radar image of fish scale jelly after different deodorization treatments

经过酵母、超声脱腥处理的鱼鳞冻和清水漂洗的样品风味轮廓之间存在显著差异，响应值变化较明显的传感器分别是PA2、T30/1、T70/2和P30/1，这说明这两种脱腥方法可显著降低鱼鳞冻中的胺类化合物、乙醇、氨等物质。即脱腥处理对鱼鳞冻腥味的脱除有一定的作用，其中酵母的效果更明显。王浩田等[29]采用酵母粉发酵法、β-CD包埋法、水漂洗法、活性炭吸附法四种方法分析比较鲶鱼肉的腥味值，以酵母粉发酵脱腥为最佳脱腥方法，与本实验结果相似。

DFA法使用较少的因子数描述多个因素的联系与差异，对样品间的差异较PCA有更好的区分度[24]。对鱼鳞冻的电子鼻检测数据进行DFA，结果见图2。鱼鳞冻DF1贡献率达到了95.28%，大于90%，说明DF1包含足够多的信息，可以全面反映样本的信息。处理组间没有重叠部分，说明不同脱腥处理后制得的鱼鳞冻挥发性气味差异明显。由图2可知，对比不同脱腥处理的鱼鳞冻样品与对照组之间的距离，超声处理组和酵母处理组与对照组距离最远，其次为醋处理组和臭氧处理组，淀粉处理组最近，说明超声和酵母组脱腥效果较好。醋和臭氧组较差。电子鼻结果与感官结果大致相同，存在部分误差可能是与实验人员感官存在主观性、产品批次不一样有关。

图2 不同处理后鱼鳞冻判别因子分析二维图Fig.2 Two-dimensional analysis of discriminant factor analysis of fish scale jelly after different treatments

2.3 HS-SPME-GC-MS检测结果

图3为各样品经HS-SPME-GC-MS分析得到的总离子流图。表4为对照组以及五种脱腥处理后鱼鳞冻的挥发性风味成分。如表4所示，不同脱腥处理后的鱼鳞冻共鉴定出132种挥发性成分，其中醛类和酯类均为14种，醇类27种，酮类物质19种，酸类4种，烯烃和烷烃类物质分别为16、13种，胺类物质19种，其他物质6种。经过不同脱腥处理后，淀粉组、超声组、酵母组、醋处理组、臭氧组分别鉴定出28、24、32、51和36种挥发性化合物，均低于清水对照组（64种），说明采取的脱腥方式均能不同程度地脱去鱼鳞冻中的挥发性物质。酵母组中消除的主要风味物质包括醇类、胺类、醛类3类，超声除去的主要是酯类、醛类、酸类3类；其中酵母处理消除的物质与吴建中等[30]、曾文浩等[31]、欧阳伟虹等[16]的结果均存在一定程度的相似。

图3 不同脱腥处理后鱼鳞冻挥发性成分的总离子图Fig.3 Total ion diagram of volatile components in fish scale jellyafter different deodorization treatments

表4 不同处理样品的HS-SPME-GC-MS分析结果Table 4 HS-SPME-GC-MS analysis results of samples with different treatments

续表4

续表4

续表4

醛类：由表5可见，经淀粉处理、超声清洗、酵母处理、醋处理及臭氧漂洗后的鱼鳞冻中醛类化合物相对含量为0.18%、1.86%、1.54%、9.65%、3.30%，比清水对照组分别降低了13.34%、11.66%、11.98%、3.87%、10.22%，其中下降较多的是淀粉、酵母和超声法，与杜国伟等的结果相似[32]。清水对照组中己醛含量较高，己醛具有青草味和鱼腥味，是导致鱼体腥味的物质之一[33]，且己醛可以和易挥发性物质发生反应，对鱼鳞冻的不良性风味起到协同增效作用[34]。经不同方式进行脱腥处理后，淀粉、超声清洗、酵母、醋、臭氧漂洗后的鱼鳞冻中均检测不到己醛。辛醛具有塑料味[35]，由表4可知，不同脱腥方式均能脱除鱼鳞冻中的辛醛。庚醛具有水果味、干鱼味[36]，使用醋脱腥处理后，其相对含量有略微的增加。

表5 不同脱腥处理后鱼鳞冻中各类化合物的相对百分含量Table 5 Relative percentages of various compounds in fish scale jelly after different deodorization treatments

醇类：脂肪发生氧化反应生成醇类[37]，醇类分为饱和醇、不饱和醇两类，不饱和醇阈值较低，其蘑菇味对产品的风味具有较大贡献[38]。由表5可知，除酵母处理外，其他四种处理方式后的鱼鳞冻中的醇类物质含量都有不同程度升高。N-氧化-2-(二乙胺基)-乙醇具有氨味，经处理后，其他四种处理方式均能完全脱除该物质，超声处理中该物质含量略微增加。

酮类：大部分酮类化合物有花香、水果香气[39]。酮类主要由脂类发生热氧化降解或者氨基酸降解反应生成[40]，从表5可以看出，经酵母、超声、淀粉处理后，样品中的酮类物质增加，而醋和臭氧处理组降低，可能是由于酵母、淀粉等的挥发性成分中含有酮类物质[31]，使得鱼鳞冻中的酮类物质增多。环庚酮具有胡椒薄荷气味，经不同处理后被完全除去，五组样品中均未检测到，与崔方超等[41]的结果相似。

酯类：酯类物质由酸和醇发生酯化反应产生[42]，大部分具有果香味。有研究表明酯类即使在很低的浓度下也对食品的香味起着非常重要的作用[43]。由表4和表5可知，经处理后的鱼鳞冻样品的酯类均降低，在处理组中，酵母和醋处理组生成的酯类物质较多。可能是由于醋含有醋酸等酸类物质，因此处理后鱼鳞冻中酯类物质较多。甲酸香叶酯具有清新叶子和玫瑰味，经酵母处理后，相较对照组增加了5.43%，香气值增加。

烃类化合物主要分为烯烃、烷烃、芳香烃等，芳香阈值一般较高，对风味的贡献较小。但是烃类化合物在特定条件下可生成醛和酮，增强风味，是产生鱼腥味的潜在因素[44]。烃类物质无规律变化。

蛋白质分解后产生胺类物质，会加强鱼鳞冻的腥味。经淀粉处理、超声清洗、酵母处理、醋处理及臭氧漂洗后的鱼鳞冻中胺类化合物相对含量为7.13%、15.82%、0、15.89%、34.99%，酵母、淀粉组的胺类物质显著降低，超声组相较对照组无显著变化，而醋和臭氧组的胺类物质增加。

3 结论

本实验从脱腥工艺方面改善了白鲢鱼鳞冻的风味品质。实验表明，超声、臭氧、醋、淀粉、酵母处理均有脱腥效果。感官评价的结果为淀粉处理、酵母处理较好，电子鼻分析的结果为超声处理、酵母处理较好，顶空固相微萃取-气质联用的结果为酵母处理最好。综上所述，酵母发酵法的效果最好，酵母对腥味的脱除可能主要是与降低己醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛、(E)-2-己烯醛、辛醛、苯乙醛、N-亚甲基-N-氧化-环己胺、N-苯基-1H-苯并三唑-1-甲胺等醛类、胺类物质含量有关。