酶法与微生物法制备秋刀鱼海鲜风味调味基料的比较

刘恋　郑若希　钟武杰　李学伟　朱新贵

摘要：该研究分别以酶法和微生物法水解秋刀鱼，以研制具有海鲜风味的调味基料。通过分析秋刀鱼水解液的主要理化指标、游离氨基酸含量、风味物质构成及感官评分，探讨秋刀鱼的水解工艺。研究表明，微生物发酵的发酵液色泽偏棕褐色，其pH值、可溶性无盐固形物含量和TVB-N含量均显著低于酶解液（P＜0.05）；游离氨基酸含量分别为8.408，8.181 mg/mL，但酶解液中的苦味氨基酸占比较高；在主要挥发性风味物质分析中，微生物发酵液中的风味物质最丰富，而且其综合感官评分最高。综合分析表明秋刀鱼经微生物发酵后的水解液整体风味品质最好，适合作为海鲜调味品加工的调味基料。

关键词：秋刀鱼；海鲜风味；调味基料

中图分类号：TS264.9文献标志码：A 文章编号：1000-9973（2023）06-0001-06

Abstract： In this study， saury is hydrolyzed by enzymatic and microbial methods respectively to develop basic seasoning material with seafood flavor. By analyzing the main physicochemical indexes， free amino acid content， flavor substance composition and sensory score of saury hydrolysate， the hydrolysis process of saury is discussed. The results show that the color of microbial fermentation broth is brownish， and its pH value， content of soluble salt-free solids and TVB-N content are all significantly lower than those of the enzymatic hydrolysate （P＜0.05）. The content of free amino acids is 8.408，8.181 mg/mL respectively， but the proportion of bitter amino acids in the enzymatic hydrolyzate is higher. In the analysis of main volatile flavor substances， the flavor substances in microbial fermentation broth are the most abundant， and the comprehensive sensory score is the highest. The comprehensive analysis shows that the overall flavor quality of the hydrolysate of saury after microbial fermentation is the best， and it is suitable to be used as the basic seasoning material for processing seafood seasoning.

Key words： saury; seafood flavor; basic seasoning material

收稿日期：2022-12-15

基金项目：广东省大专项+计划（2020660300030000170）；大学生创新创业训练计划项目（202010564219）

作者简介：刘恋（1996－），女，硕士，研究方向：调味品科学与技术。

*通信作者：朱新贵（1967－），男，副教授，博士，研究方向：调味品科学与技术。

海鲜风味是一种独特的风味类型，广受人们喜爱。海鲜风味调味料是以鱼、虾、贝、藻等水产品为原料，通过酶解或微生物发酵后制成的蛋白水解液，再经过后期调配、浓缩等工艺制成[1]。酶法具有高效、温和、无副反应等优点[2]，而微生物法则利于改善发酵液的风味以及保留发酵原料中含有的有益成分[3]。

秋刀鱼学名Cololabis saira，肉质紧致，可食部分占比高，味道纯正，是渔获量比较大的一种鱼类。其营养价值高，含有丰富的蛋白质、氨基酸、不饱和脂肪酸、矿物质和维生素等[4-5]。叶彬清等[6]在秋刀鱼肌肉中共检测出21种脂肪酸，其中多不饱和脂肪酸8种，占脂肪酸总量的20%，单不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的58.70%，这些脂肪酸对良好风味的形成具有重要意义。白政泽等[7]以秋刀鱼为原料，获得的鱼露均一稳定，澄清透明，香气浓郁。陈建文等[8]利用风味蛋白酶和复合蛋白酶水解秋刀鱼，获得的水解液中功能性氨基酸含量占游离氨基酸总量的48%，具有较高的综合开发利用价值。然而，秋刀鱼作为一种高蛋白、高脂肪的经济鱼类，经济价值一直不高，資源利用率低。因此，对秋刀鱼进行深加工以提高其资源利用度和产品附加值具有重要意义。

目前，国内外对秋刀鱼的报道主要集中在群体组成、资源分布和捕捞技术方面，也有少数研究者对秋刀鱼的营养成分、蛋白酶解产物进行了研究，但是以秋刀鱼为原料制备海鲜调味基料的研究报道极少。本研究以秋刀鱼为原料，分别利用酶法和微生物法对秋刀鱼进行水解，分析最优条件下获得的酶解液和微生物发酵液的pH值、无盐固形物含量、TVB-N含量、色差值、游离氨基酸含量以及风味物质构成，并进行感官评定，以期获得可行的水解工艺，以制备具有海鲜风味的调味基料。

1 材料和方法

1.1 材料

秋刀鱼：长湴综合市场，使用前置于－20 ℃冰箱中冷冻备用；动物蛋白酶（2×105 U/g）：南宁庞博生物工程有限公司；种曲：李锦记研究发展中心；面粉、盐：天猫超市。

阿拉伯胶（食品级）：广州胜达生物科技有限公司；盐酸、甘油、硼酸、碳酸钾、甲基红、溴甲酚绿、95%乙醇、磺基水杨酸（均为分析纯）：广州化学试剂厂。

1.2 主要仪器与设备

SW-CJ-1FD洁净工作台 苏州安泰空气技术有限公司；FPG三温区培养箱 宁波莱福科技有限公司；FE20pH计 梅特勒-托利多仪器有限公司；759紫外可见分光光度计 上海仪电分析仪器有限公司；手持折光仪 上海力辰仪器科技有限公司；CR-400色差仪 上海亚荣生化仪器厂；日立L-8900全自动氨基酸分析仪 日立高新技术公司；GCMS-QP2010 Ultra气相色谱-质谱联用仪 岛津株式会社。

1.3 方法

1.3.1 秋刀鱼预处理

流水解冻冰鲜秋刀鱼，去头、去内脏、去大骨，用流水洗净，沥干血水后置于电锅中蒸10 min，使鱼肉中的蛋白质适度变性。待鱼肉冷却至室温，置于绞肉机中绞碎至鱼糜状。将鱼肉糜置于手动压滤器中进行压榨，直至鱼肉无汁液流出且鱼肉呈紧实肉饼状时即可。

1.3.2 酶法水解秋刀鱼工艺

定量称取1.3.1处理后的鱼糜，置于100 mL锥形瓶中。按质量比进行计算，加入1倍热水，充分搅拌均匀，置于50 ℃恒温水浴锅中预热10 min后，加入0.3%动物蛋白酶，于50 ℃恒温水浴锅中酶解36 h。为防止水分蒸发，瓶口封一层保鲜膜，期间间断搅拌。酶解结束后，沸水浴灭酶20 min，用4层纱布过滤，取滤液，进行相关指标测定。

1.3.3 微生物法发酵秋刀鱼工艺

将成曲研碎，以质量百分比计算，加入3倍质量分数为16%的热盐水，充分拌和，置于40 ℃培养箱中全程保温发酵2个月。发酵容器用2层纱布封口，以防止异物落入。发酵过程中每2 d翻拌一次，以防止表面干燥。发酵结束后，用4层纱布进行过滤，滤液置于4 ℃冰箱中保存，待测。

1.3.4 理化指标的测定

pH的测定：采用pH计直接测定；可溶性固形物含量的测定：采用手持折光仪直接测定；可溶性无盐固形物含量的测定：总可溶性固形物含量与食盐含量的差值；色差的测定：参考晁岱秀等[9]的方法，利用色差仪进行测定；挥发性盐基氮（TVB-N）含量的测定：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》中的微量扩散法。

1.3.5 游离氨基酸的测定

吸取1 mL水解液稀释3倍，加入等量5%磺基水杨酸溶液混合，4 ℃静置1 h。以10 000 r/min离心10 min。通过0.22 μm膜过滤后使用全自动氨基酸分析仪进行分析。分析条件：柱温为程序变温；色谱柱为日立855-4507型；反应柱温为135 ℃；柠檬酸（锂）PF缓冲液梯度洗脱；检测波长为570 nm+440 nm；洗脱泵流速为0.35 mL/min，衍生泵流速为0.30 mL/min；分析时间为148 min；进样量为20 μL。

1.3.6 挥发性风味物质测定

參考何天鹏等[10]的方法，并作适当修改。进样方法：称取4 g发酵液样品，置于20 mL顶空瓶中，将顶空瓶加盖密封后，置于55 ℃恒温水浴锅中，平衡10 min。插入萃取头，吸附20 min，等待GC进样。

色谱条件：DB-Wax（极性柱）；载气：氦气；载气流量：1.2 mL/min；分流比：5∶1；进样口温度：250 ℃；解吸时间：3 min；程序升温条件：40 ℃保持3 min;以3 ℃/min升至70 ℃，保持2 min。

质谱条件：电子轰击离子源：电子能量70 eV，质量扫描范围（m/z）：40～500 u，离子源温度：230 ℃；传输线温度：280 ℃。

1.3.7 感官评定

采用定量描述性分析（quantitative descriptive analysis，QDA）对样品进行感官分析，参考张桢[11]的方法并作适当修改。由9人组成感官评定小组（5名男性，4名女性，年龄在24～27岁）。对鲜味、香味、异（腥）味、焦苦味、色泽、酸味6个项目进行评分，每个指标的最高贡献为5分，各指标的最终得分为各项平均分，综合得分为各项平均分的总和。评分越高，说明整体风味越好。感官评分标准见表1。

1.3.8 数据处理及分析

采用Excel 2019、GraphPad Prism 9.2.0等软件对实验数据进行分析处理及作图（所有实验样品数据重复测定3次，结果采用平均值±标准差形式）。

2 结果与分析

2.1 秋刀鱼酶解液和微生物发酵液主要指标分析

通过对酶法和微生物法水解秋刀鱼的酶解液和发酵液的主要理化指标进行测定，相关对比结果见图1。

pH值的变化反映了酸度的变化，酶解液和微生物发酵液的pH分别为6.58和5.30。pH值的下降归因于发酵过程中微生物的产酸代谢和脂肪的氧化分解，使发酵液中有机酸不断积累，导致发酵液的最终pH值下降[12]，这也与Kilinc等[13]的研究结论一致。

由图1中B可知，微生物发酵液的可溶性无盐固形物含量较酶解液显著降低（P＜0.05）。可溶性无盐固形物含量代表水解液中各种可溶性的蛋白质、糊精、胨、肽、糖分、有机酸、色素等物质，由于其中的部分物质能够作为碳源或氮源被微生物的生长代谢所利用，因此微生物发酵液中的含量显著降低[14]。

TVB-N的形成主要是由于鱼体在发酵过程中腐败微生物的生长，包括氨、三甲胺等挥发性碱性氮化合物，是衡量海产品新鲜度和变质程度的重要指标[15]。由图1中C可知，微生物发酵液的TVB-N含量低于酶解液。推测是由于微生物发酵液中拌入了一定量的食盐，食盐的加入对腐败微生物的生长有一定的抑制作用[16]。其次由于发酵过程中有机酸的积累，使得发酵液的pH值降低，在一定程度上能够抑制杂菌生长。

由图1中D可知，微生物发酵液的L*、b*值较酶解液显著降低（P<0.05）。b*值趋于消色区，a*值显著增加（P<0.05）。说明微生物发酵液的色泽更深，表明微生物发酵更有利于色泽形成，这与晁岱秀等[17]的研究结论一致。发酵过程中的色泽形成主要源于美拉德反应，发酵液中的肽、氨基酸等氮源物质与少量的还原糖发生美拉德反应，在形成良好色泽的同时也能产生风味物质。

2.2 秋刀鱼酶解液和微生物发酵液中游离氨基酸的组成分析

游离氨基酸是鲜味物质的重要来源，能与食品体系中的其他成分协调，进而影响整体风味[18]。氨基酸根据其呈味特点可分为鲜味、甜味、苦味和无味氨基酸。酶法和微生物法水解秋刀鱼的酶解液和发酵液的游离氨基酸组成分析见表2。

由表2可知，酶解液和微生物发酵液中游离氨基酸总量（TFAA）分别为8.408，8.181 mg/mL。微生物发酵液中氨基酸含量的减少主要是由于氨基酸参与美拉德反应以及氧化分解反应而被大量消耗，其中苦味氨基酸的损失率最高，这是由于其活性较高，更容易发生化学反应[19-20]。

综合来看，酶解液中虽然氨基酸含量丰富，但是苦味氨基酸较多，鲜甜味氨基酸较少，因此整体滋味不如微生物发酵液。微生物发酵液虽然历经了更长的发酵周期，但是氨基酸比例均衡，呈味协调，更适合作为调味基料使用。

2.3 秋刀鱼酶解液和微生物发酵液主要挥发性风味物质分析

风味包括气味和滋味，是发酵水产品的重要特征，主要源于水产品加工、成熟和贮藏过程中的酶反应、化学过程以及微生物生长的复杂交互作用[21]。酶解液和微生物发酵液中的挥发性风味物质种类及相对含量见表3及图2。

由表3和图2可知，鉴定出的风味物质有醇类、醛类、酯类、酮类以及含氮化合物类，其中相对含量较高的风味物质是醇类和醛类物质。

醇类物质的前体物质一般是不饱和脂肪酸，主要来源于微生物代谢和脂肪氧化分解，或由含有羰基的化合物还原而生成[22]。不饱和醇的阈值较低，对发酵鱼制品的特征风味具有一定的贡献。乙醇仅在微生物发酵液中检出，具有酒香味。1-戊烯-3-醇仅在酶解液中检出，具有宜人的果香和蔬菜香味[23]。1-辛烯-3-醇又称蘑菇醇，具有宜人的蘑菇香，被认为是不饱和脂肪酸的一种自氧化产物，是发酵鱼制品中主要的醇类风味化合物之一[24]。酶解液和微生物发酵液中分别检测到7种和8种醇类物质，相对含量分别为8.97%、27.89%，这也进一步说明微生物发酵更有利于醇类物质的积累。

醛类化合物的阈值比其他风味物质要低，一般具有令人愉快的青草味、麦芽香味、水果香味和奶酪味[25]。酶解液和微生物发酵液中均检测到苯甲醛、3-甲硫基丙醛、壬醛3种醛类物质。其中苯甲醛由Strecker降解产生，是水产品中的一种特征风味物质，具有明显的杏仁香、水果香和坚果味[26]。3-甲硫基丙醛呈土豆香味；壬醛是鱼腥味的主体物质[27]，随着发酵时间的延长而减少，这也与陈丽丽等[28]的研究结论一致。结合酶解液和微生物发酵液中醛类物质相对含量（10.75%、25.42%）来看，认为微生物发酵更有利于良好风味的形成。

酮类化合物主要由不饱和脂肪酸氧化和氨基酸降解形成，但是酮类化合物的阈值较高，对风味的贡献较少[29]。酯类物质主要由发酵过程中醇和酸的酯化反应产生，主要呈现花香、果香味，浓度较低，能够增加发酵液的醇厚感。酶解液和微生物发酵液中的酯类物质相对含量分别为0.25%、5.89%。这也进一步说明微生物发酵在一定程度上能够强化发酵液的口感和风味。

含氮化合物来源于美拉德反应或氨基酸的热分解，主要以呋喃类化合物为主。呋喃类物质的阈值较低，能产生一定的青草味或豆香味[30]，其中2-乙基呋喃被鉴定为中国鱼露中的关键性风味物质[31]。三甲胺是鱼腥味的主体成分，仅在酶解液中检出（6.50%），说明微生物发酵有利于降低鱼腥味。

综合分析，认为微生物发酵更有利于良好风味的形成。虽然历经了较长的发酵周期，但其发酵液中风味物质种类及含量更加丰富，也更适合作為加工调味基料使用。

2.4 秋刀鱼酶解液和微生物发酵液的感官分析

通过感官评分对秋刀鱼酶解液和微生物发酵液的品质进行分析，相关感官评分结果见表4。

由表4可知，微生物发酵液的各项感官指标得分均高于酶解液，说明微生物发酵液的感官品质要优于酶解液，这与上述主要指标、氨基酸以及风味物质分析结果相似。推测是由于微生物发酵能够加快脂肪、羰基化合物等物质的代谢，进而有利于风味物质的形成，这也与李文静等[32]的研究结果一致。

3 结论

本研究分别以酶法和微生物法研制海鲜风味调味基料，综合分析对比秋刀鱼水解液的主要指标、游离氨基酸组成及含量、风味物质构成以及感官评分，认为微生物发酵液更适合作为海鲜风味调味品加工基料。其中微生物发酵液色泽呈棕褐色，pH值、可溶性无盐固形物含量和TVB-N含量均显著低于酶解液（P＜0.05）；酶解液和微生物发酵液的总游离氨基酸含量为8.408，8.181 mg/mL；挥发性风味物质种类数为31种和48种；感官得分为18.35分和26.11分。酶解液中虽然氨基酸含量丰富，但是苦味氨基酸较多，鲜甜味氨基酸较少，整体滋味不如微生物发酵液。微生物发酵液中的风味物质构成更丰富且整体感官得分也高于酶解液。其中酶法虽然能够缩短发酵周期，但是其获得的蛋白水解液整体风味较差（腥味、苦味较重）；微生物法获得的水解液具有浓郁、醇厚的海鲜风味，但是周期较长。适当地提高发酵温度有利于发酵液中的微生物以及酶发挥作用，有利于风味的形成。另一方面，随着发酵时间的延长，发酵液中的挥发性风味物质逐渐增加，同时也伴有少量营养性氨基酸的损失。因此，在获得良好的风味的同时也要控制发酵温度和周期，以期获得营养、风味俱佳的海鲜调味基料。

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