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干制南美白对虾贮藏过程中的肌原纤维蛋白氧化、滋味变化及其相关性分析

2023-11-07岳宜静臧明伍刘海杰成晓瑜

食品科学 2023年19期
关键词:肌原纤维白对虾鲜味

岳宜静,臧明伍,刘海杰,成晓瑜,*,赵 欣,王 乐

(1.中国肉类食品综合研究中心,北京食品科学研究院,肉类加工技术北京市重点实验室,北京 100068;2.中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京 100083)

南美白对虾(Penaeus vannamei),又名凡纳滨对虾、白对虾,是世界上最重要的经济虾类之一,原产于美洲太平洋沿岸水域,20世纪80年代引入我国,目前养殖产量居世界首位[1]。南美白对虾肉质细腻有弹性、滋味鲜美,富含蛋白质、多种维生素以及丰富的矿物质等营养物质,深受消费者喜爱[2]。

随着消费者对南美白对虾食用品质要求的提高,在加工与贮藏期过程中滋味的保持尤为重要。滋味是消费者对食物喜好判别的重要指标之一,是一种经舌头上的味蕾传输到大脑的味觉信息,一般认为至少有5 种基本的味觉特征,分别为甜、咸、鲜、酸、苦[3]。舌头感知到虾的味觉特征通常由一些呈味的游离氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸等物质呈现,研究者利用这些呈味物质指标评价滋味品质,从而达到筛选加工工艺、提升产品品质的目的[4]。Bai Jing等[5]研究发现加热处理后虾中的游离氨基酸、核苷酸以及有机酸等呈味物质含量发生变化,有利于虾形成独特的风味。而在烤制前进行煮沸、蒸煮或微波等预处理可以改善虾制品的整体色泽、增加鲜味氨基酸含量[6]。热风微波联合干燥促进了南美白对虾中滋味的形成,与鲜虾相比,虽然干制后的南美白对虾部分核苷酸含量和游离氨基酸干基总量下降,但味精当量(equivalent umami concentration,EUC)却更高,鲜味、滋味丰富度增加[7]。

南美白对虾富含丰富的蛋白质,在贮藏过程中极易受到环境的影响而发生蛋白氧化,肌原纤维蛋白是肌肉蛋白的主要组成成分,其氧化引发的虾及制品品质的劣变逐渐受到关注。蛋白氧化既包括蛋白质大分子结合位点发生的氧化还原反应,也包括多肽和游离氨基酸发生的氧化还原反应[8]。即食日本沼虾贮藏过程中羰基含量和自由基含量增加且质构品质不断劣变[9];南美白对虾在热风干制过程中蛋白的氧化变性显著影响虾的硬度、胶黏性和咀嚼性等质地特性[10]。目前关于蛋白氧化对虾品质的影响研究主要集中在虾肉质构特性方面,而对于滋味的研究较少。添加风味酶能够加速蛋白质降解,增加草鱼发酵中的游离氨基酸和核苷酸含量,进而增加草鱼的滋味和风味[11]。虾在贮藏过程中蛋白质也会发生氧化降解,因此推测贮藏过程中的蛋白质氧化也会对虾的滋味产生影响。

干制加工是南美白对虾主要的加工方式之一,不仅可以抑制微生物生长繁殖,提高产品的安全性和延长货架期,同时还能赋予虾独特的香气、鲜甜的滋味以及更加丰富的口感[2],但干制加工产品在贮藏过程中也会发生品质劣变。目前对于南美白对虾的研究多集中在不同加工方式对于其品质的影响[12]和生鲜南美白对虾贮藏过程中的品质变化[13],但是对干制后的南美白对虾在贮藏过程中的蛋白降解和氧化对滋味影响的研究却鲜见报道。本研究以干制南美白对虾为研究对象,考察其在加速贮藏过程中蛋白氧化、降解及滋味的变化,并分析其相关性,以期为贮藏过程中基于蛋白氧化来改善干制南美白对虾滋味的防控技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

南美白对虾(湿质量(30.5±2.4)g、长17~18 cm),同批次购买自北京北水食品工业有限公司,冷冻贮存。

无机试剂(均为分析纯)国药集团化学试剂有限公司;乙醇、乙醚、丙酮(均为分析纯)北京市通广精细化工公司;甲醇(色谱级)美国赛默飞世尔科技公司;雷氏盐(纯度>93.0%)、5×蛋白上样缓冲液(含二硫苏糖醇(dithiothreitol,DTT))北京索莱宝科技有限公司;甜菜碱标准品 坛墨质检-标准物质中心;胞嘧啶核苷酸(cytidine monophosphate,CMP)、腺嘌呤核苷酸(adenosine monophosphate,AMP)、次黄嘌呤核苷酸(inosinemonphosphate,IMP)、鸟嘌呤核苷酸(guanosine monophosphate,GMP)、次黄嘌呤(hypoxanthine,Hx)标准品、R21256双缩脲蛋白定量试剂盒 上海源叶生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

CM-700d型色差仪 日本KONICA MINOLTA公司;AM-10型匀浆机 日本精机制作所;Nicolet iS10傅里叶变换红外变换光谱仪 美国赛默飞世尔科技公司;FS5荧光分光光度计 英国爱丁堡仪器公司;E2695液相色谱仪(2998紫外检测器)美国沃特世公司;L-8900型氨基酸全自动分析仪 日本HITACHI公司;TS-5000Z味觉分析系统(电子舌)日本INSENT公司。

1.3 方法

1.3.1 干制南美白对虾的制备和加速贮藏

将冷冻的南美白对虾在4 ℃解冻后,以m(虾)∶m(水)=1∶2的量放置于沸水中保持3 min后将虾捞出,冷却至室温后放入干燥箱(温度60 ℃、相对湿度30%)中进行16 h干制。干燥后将样品进行密封包装并放入37 ℃保藏箱中加速贮藏[14],分别在第0、10、20、30、40天拍照并取样。

1.3.2 干制南美白对虾色度测定

采用色差仪测定粉碎后混匀样品的色度[15],包括亮度L*、红绿度a*、蓝黄度b*值。重复测定15 次,按式(1)计算白度W。

1.3.3 干制南美白对虾肌原纤维蛋白的提取

参考徐文雅等[10]的方法并稍作修改,将虾去头、尾、壳,虾肉经粉碎机粉碎,虾肉粉与10 mmol/L pH 7.00的磷酸盐缓冲液(phosphate buffered saline,PBS)(0.10 mol/L NaCl)以1∶4(m/V)的比例混合,匀浆1 min,10 000×g冷冻离心10 min,弃去上清液留下沉淀。将沉淀重复上述操作3 次。最后的沉淀加入与前一步操作相同体积的缓冲液,匀浆1 min后用4 层纱布过滤,取滤液于10 000×g冷冻离心10 min,所得沉淀即为肌原纤维蛋白。

1.3.4 干制南美白对虾肌原纤维蛋白质量浓度、总巯基含量、羰基含量和表面疏水性测定

将肌原纤维蛋白溶解于20 mmol/L pH 7.0的PBS(0.60 mol/L NaCl)中,用双缩脲蛋白定量试剂盒测定溶液中的蛋白质量浓度。干制南美白对虾的肌原纤维蛋白总巯基含量、羰基含量以及表面疏水性分别参考胡熠[16]、赵冰[17]、贾娜[18]等的方法进行测定。

1.3.5 干制南美白对虾肌原纤维蛋白二级结构相对含量测定

将提取的肌原纤维蛋白冻干后,用傅里叶变换红外变换光谱仪进行扫描测定。参考陈旭等[19]的方法并对测定参数稍作修改,光谱扫描范围400~4 000 cm-1,分辨率4 cm-1,信噪比50 000∶1,扫描64 次[19]。通过Peakfit 4.0软件解析后计算出各二级结构的相对含量。

1.3.6 干制南美白对虾肌原纤维蛋白荧光吸收强度测定

肌原纤维蛋白的荧光吸收强度测定参考陈旭等[19]的方法并稍作修改,取0.50 mg/mL的肌原纤维蛋白溶液,用荧光分光光度计测定其内源荧光强度。测定条件为:25 ℃,激发波长295 nm,发射波长的扫描范围300~400 nm,扫描速率1 000 nm/min,激发和发射狭缝宽度均为5.0 nm。空白为20 mmol/L pH 7.0的PBS(0.60 mol/L NaCl)。

1.3.7 干制南美白对虾肌原纤维蛋白的十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳

参考李晓等[20]的方法并稍作修改,将2.00 mg/mL的肌原纤维蛋白溶液与5×蛋白上样缓冲液(含DTT)按体积比1∶1的比例混合,沸水加热5 min制得样品。上样量为10 μL,初始电压为70 V,样品进入分离胶后电压为110 V。电泳结束后剥离胶片,考马斯亮蓝染色30 min,温水洗脱7 h,再用洗脱液洗脱15 min左右至底色脱净后拍照分析。

1.3.8 干制南美白对虾甜菜碱含量测定

参考Lengkidworraphiphat等[21]的方法并稍作修改,取1.00 g虾粉加入10 mL蒸馏水,匀浆1 min,沸水浴1 h后于10 000×g、4 ℃离心,取上清液,再用25 mL乙醇洗涤沉淀,并于10 000×g、4 ℃离心取上清液,合并两次上清液减压旋蒸除去乙醇后定容至100 mL。配制15 g/L、pH 1.00的饱和雷氏盐溶液,取1 mL样品加入1 mL雷氏盐溶液后用乙醚洗涤结晶,再取2 mL丙酮溶解结晶,最后用分光光度计测定溶解液在525 nm处的吸光度。取1 mL的0.00、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 mg/mL甜菜碱标准溶液重复上述操作,绘制标准曲线。空白组为蒸馏水。

1.3.9 干制南美白对虾游离氨基酸含量测定

参考Camacho等[22]的方法并稍作修改,取1.00 g虾粉加入15 mL 0.02 mol/L HCl溶液进行均质,然后离心取上清液定容至50 mL,经0.20 μm水相膜过滤后进行高效液相色谱测定。

1.3.10 干制南美白对虾核苷酸含量测定

参考Bai Jing等[5]的方法并稍作修改,取5.00 g虾粉加入50 mL体积分数5%的高氯酸,混合液匀浆2 min后超声5 min,于10 000×g、4 ℃离心取上清液,用NaOH调节pH值为6.5~6.8左右,经0.20 μm水相膜过滤后在液相色谱仪中进行测定。测定条件:流动相A为甲醇,流动相B为0.05 mol/L磷酸(用KOH调节pH值为7.00),V(A相)∶V(B相)=95∶5,流速1.0 mL/min,色谱柱温度25 ℃。

滋味活性值(taste active value,TAV)为呈味物质含量与呈味物质滋味阈值(IMP为25 mg/100 g,AMP为50 mg/100 g,GMP为12.5 mg/100 g)的比值。可采用EUC来评定鲜味程度[23],按式(2)计算。

式中:1 218为协同常数;ai为鲜味氨基酸的含量/(g/100 g);bi为鲜味氨基酸相当于谷氨酸单钠的鲜味系数(Glu为1.0,Asp为0.077);aj为呈味核苷酸的含量/(g/100 g);bj为呈味核苷酸相当于IMP的鲜味系数(AMP为0.18,IMP为0.10,GMP为2.3)。

1.3.11 干制南美白对虾滋味评价

参考Xu Xiaodi等[24]的方法并进行修改,称取10.00 g样品加入100 mL蒸馏水均质,于10 000×g、4 ℃离心后取上清液,取65 mL左右上清液过滤后在电子舌仪器上进行测定。

1.4 数据处理与分析

每组实验数据平行测定3 次以上取平均值,实验结果以平均值±标准差表示。使用SPSS Staistics 26软件进行单因素方差分析(one way-ANOVA),显著性检验采用Duncan多重比较,P<0.05表示差异显著,相关性分析采用皮尔逊系数双尾检验。使用Graphpad Prism 9软件、chiplot(https://www.chiplot.online/)和MetaboAnalyst(https://www.metaboanalyst.ca/)作图。用SIMCA-P 14.1软件进行正交-偏最小二乘判别分析(orthogonal projections to latent structures discriminant analysis,OPLS-DA)探究呈味物质和电子舌评价结果之间的相关性。

2 结果与分析

2.1 干制南美白对虾贮藏过程中的外观和色度变化

颜色是干制虾最重要的品质指标之一,图1A是贮藏过程中虾外观的变化,干制后的南美白对虾色泽鲜亮,呈橘红色,随着贮藏时间的延长,虾的颜色逐渐变暗,在第40天时虾肉变为深褐色,品质严重下降。图1B色度的变化也得到同样的结果,在贮藏过程中干制南美白对虾的亮度L*值、白度W值逐渐下降并且各时间点差异性显著(P<0.05),红度a*值和黄度b*值初期有所上升但后期变化不显著(P>0.05),表示不同贮藏时间的虾外观色泽有很大差异。生虾煮熟后由于色素蛋白的变性和红色色素的释放,由青灰色变为橙红色[25]。干制脱水后仍保持着最初明亮的橙红色,但是在贮藏过程中其颜色不断劣变,由最初明亮的橙黄色变为褐红色,与Li Deyang等[25]在即食虾贮藏过程中观测到的颜色变化一致。干制南美白对虾在贮藏过程中的颜色褐变可能与蛋白氧化、美拉德反应、脂质氧化有关[10,25]。

图1 干制南美白对虾外观(A)和虾肉色度(B)的变化Fig.1 Changes in appearance (A) and color (B) of dried Penaeus vannamei

2.2 干制南美白对虾贮藏过程中肌原纤维蛋白氧化情况

2.2.1 总巯基含量、羰基含量、表面疏水性的变化

蛋白氧化程度可以用总巯基含量、羰基含量、表面疏水性来表征[26]。总巯基含量包括了蛋白质表面和内部的活性巯基,是一种亲水基团,易被氧化为二硫键,总巯基含量越低说明蛋白质氧化程度越高[26]。从图2A中可以看出,在贮藏过程中干制南美白对虾肌原纤维蛋白中的总巯基含量逐渐下降,是因为贮藏过程中干制虾肉的肌原纤维蛋白暴露出来的大量巯基易于受到氧自由基的攻击,被氧化成为二硫键,引起蛋白质发生交联,导致总巯基含量下降[27]。而在贮藏后期暴露在外的巯基含量减少,总巯基含量下降速率减慢。

图2 干制南美白对虾贮藏过程中肌原纤维蛋白总巯基含量(A)、羰基含量(B)和表面疏水性(C)变化Fig.2 Changes in total sulfhydryl content (A),carbonyl content (B) and surface hydrophobicity (C) of myofibrillar protein in dried Penaeus vannamei during storage

蛋白质分子被氧自由基修饰后易形成羰基,羰基含量是判断蛋白质受到氧化损伤程度的重要指标,羰基含量越高说明蛋白质氧化程度越高[26]。如图2B所示,在贮藏过程中虾肉肌原纤维蛋白的羰基数量不断上升,这表明贮藏时间的延长促进了虾肉中蛋白质的氧化。虾肉中羰基含量持续性上升可能是由于蛋白质降解,原本包裹在内部的氨基酸暴露,外露的氨基酸侧链被氧化,形成了更多的羰基,进而导致羰基含量持续上升[27]。

蛋白质的表面疏水性反映的是蛋白质分子表面疏水性残基的相对含量,根据每微克肌原纤维蛋白结合的溴酚蓝质量表示其表面疏水性大小[26]。由图2C可知,在贮藏过程中虾肉肌原纤维蛋白的表面疏水性逐渐增加。新鲜虾肉的疏水氨基酸一般包裹于蛋白质内部,其表面疏水性较低,但随着干制以及贮藏,蛋白质的三维结构遭到破坏,内部疏水基团外露,从而增加其表面疏水性[28]。另外,表面疏水性越高说明蛋白质变性程度越大,蛋白质正逐渐由有序变为无序状态,结构变得不稳定[28]。温荣欣等[29]认为疏水性氨基酸的暴露既促进了蛋白质的降解,导致小分子肽和游离氨基酸的生成,又增加了风味载体蛋白在外露疏水区域的风味结合点位。

因此,总巯基含量、羰基含量、表面疏水性的变化可以综合反映出贮藏时间的延长促进了干制南美白对虾肌原纤维蛋白的氧化反应。

2.2.2 肌原纤维蛋白荧光吸收强度的变化

蛋白质中的色氨酸具有较强的内源性荧光[30],属于疏水氨基酸,包裹于蛋白质的疏水内部,当蛋白质结构被改变,以及蛋白质内部疏水基团暴露后才能被氧化。当含有色氨酸残基的蛋白质暴露在亲水环境中时,荧光强度会显著降低,荧光强度的降低说明蛋白质处于部分展开或完全展开状态[31]。因此通过测量蛋白的荧光强度变化,可以推测蛋白质三级结构变化[30]。由图3可知,随着贮藏时间的延长,不同贮藏时间的虾肉肌原纤维蛋白在波长340 nm左右处荧光强度逐渐减小,说明蛋白质的三级结构发生了变化,这可能是蛋白质氧化程度增加导致的。

图3 干制南美白对虾贮藏过程中肌原纤维蛋白荧光吸收强度变化Fig.3 Changes in fluorescence absorption intensity of myofibrillar protein in dried Penaeus vannamei during storage

2.2.3 肌原纤维蛋白二级结构的变化

如图4A所示,1 600~1 700 cm-1处为蛋白质二级结构所在区域[30](β-折叠在1 600~1 640 cm-1、无规卷曲在1 640~1 650 cm-1、α-螺旋在1 650~1 660 cm-1、β-转角在1 660~1 670 cm-1)。红外光谱图经Peakfit 4.0软件二阶导数拟合和积分计算后,得到虾肉肌原纤维蛋白的不同二级结构的相对含量。从图4B中可以看出,随着贮藏时间的延长,β-折叠相对含量有一定程度的增加,这可能是由于巯基氧化和二硫键的逐渐形成导致肽链折叠结构改变[28];α-螺旋是一种稳定的二级结构,其相对含量减少可能是由于氧化造成氢键断裂,破坏了原本的螺旋结构[28]。α-螺旋相对含量的减少和β-折叠相对含量的增加表明蛋白质结构正在由有序转变为无序状态,与其表面疏水性增加的结果相一致。β-转角和无规卷曲相对含量随着贮藏时间延长呈减少趋势,也说明了蛋白质分子结构由有序状态向松散状态转化[10]。

图4 干制南美白对虾贮藏过程中肌原纤维蛋白的傅里叶变换红外光谱(A)和二级结构(B)变化Fig.4 Changes in Fourier transform infrared spectrum (A) and secondary structures of myofibrillar protein (B) in dried Penaeus vannamei during storage

2.2.4 肌原纤维蛋白的十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析

如图5所示,肌球蛋白重链(myosin heavy chain,MHC)的分子质量约为200 kDa,肌动蛋白约40 kDa、原肌球蛋白约37 kDa、肌钙蛋白约34 kDa[32]。MHC的条带在干制第0天十分明显,随贮藏时间延长逐渐变浅,在加速贮藏的第30天以后消失;肌动蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白T的条带随着贮藏时间延长也逐渐变浅。以上结果与Fu Yuye等[33]的研究结果一致,说明蛋白质在贮藏过程中正在发生氧化,大分子蛋白质被降解为小分子蛋白质、多肽,甚至被分解为氨基酸[33]。

图5 肌原纤维蛋白十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳Fig.5 Sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis of myofibrillar protein

2.3 干制南美白对虾贮藏过程中的呈味物质变化

2.3.1 甜菜碱含量变化

甜菜碱又称甘氨酸甜菜碱,是一种氨基酸衍生物,广泛存在动物、植物和微生物中,可保护细胞不受渗透压变化的影响,是虾类甜味的来源之一[34],同时能增加鲜味强度,常用在调味剂中以模仿海鲜的风味[23]。由图6可以看出,干制南美白对虾中的甜菜碱含量在贮藏过程中逐渐减少,后期减少速率变慢,这与Zhang Rong等[35]报道的双壳软体动物贮藏期间的甜菜碱含量变化趋势一致,其含量减少可能是在贮藏过程中逐渐被氧化。甜菜碱是一种天然营养物质,具有较高的生物活性,有研究表明它可清除氧自由基,具有抵抗炎症、预防心血管疾病等功能[36-38]。因此,贮藏过程中甜菜碱含量的减少不仅降低了干制虾的甜鲜滋味,还造成了一定程度的营养损失。

图6 干制南美白对虾贮藏过程中甜菜碱含量变化Fig.6 Changes in betaine contents of dried Penaeus vannamei during storage

2.3.2 游离氨基酸含量变化

游离氨基酸是水产品中呈味的基础物质,不同氨基酸呈现风味不尽相同,相互协同后产生具有特征性的滋味感受[39]。由表1可以看出,随贮藏时间延长,Ala、Cys、Val、Met、Ile、Leu、Tyr、Phe这几种氨基酸的含量均呈下降趋势,Asp、Thr、Ser、Glu、Arg、Pro的含量呈先上升后下降的趋势。其中Asp和Glu这两种呈鲜味的氨基酸还会与核苷酸相互作用增强干制南美白对虾的鲜味[30]。Arg虽然是一种苦味氨基酸,其含量占总游离氨基酸含量的20%左右,但其苦味可以被NaCl、谷氨酸掩盖而增强甜度[39],因此也可能对甜味有贡献。

表1 干制南美白对虾贮藏过程中的游离氨基酸含量变化Table 1 Changes in free amino acid contents of dried Penaeus vannamei during storage mg/100 g

对不同呈味特点的游离氨基酸进行分类统计后可以看出,不同贮藏时间干制虾中3 类呈味氨基酸含量均为甜味>苦味>鲜味,鲜味游离氨基酸含量呈先增加后减少趋势,而甜味氨基酸的总含量呈下降趋势。含量呈下降趋势的游离氨基酸可能不稳定,在长时间加速贮藏的条件下氧化降解,特别是Cys、Tyr和Met对温度敏感,容易氧化[39];而对于含量呈先上升后下降趋势的游离氨基酸,可能一方面随着贮藏时间的延长蛋白质氧化分解增加了其含量;另一方面,游离氨基酸会发生脱氨、脱羧等反应而转化为烃、醛、胺等物质,从而使其含量降低[41]。在游离氨基酸中甜味氨基酸(Gly、Ala)的含量远高于其他氨基酸,占游离氨基酸总量55%左右,说明甜味氨基酸在游离氨基酸中对干制南美白对虾的滋味贡献较大。随着贮藏时间的延长,游离氨基酸总量呈下降趋势,这与Yin Mingyu等[39]的实验结果一致。

2.3.3 核苷酸含量变化

除了游离氨基酸,海产品滋味通常认为与核苷酸含量相关。水产品在死后体内ATP存在两种代谢途径,一种是ATP-二磷酸腺苷(adenosine diphosphate,ADP)-AMP-腺苷(adenosine,AdR)-次黄嘌呤核苷(hypoxanthine riboside,HxR)-Hx,这种途径容易积累AMP;另一种是ATP-ADP-AMP-IMP-HxR-Hx,这种途径易积累IMP[42]。从表2中可以看出,IMP的含量远高于AMP,说明在干制南美白对虾中的ATP主要是以第二种途径代谢的。Xu Xiaodi等[24]的实验结果表明小龙虾中的IMP含量远大于AMP含量,与本实验结果一致。AMP在低含量(<50~100 mg/100 g)时具有甜味,没有鲜味[24]。此外IMP和AMP存在协同效应,当IMP存在时,AMP会表现出鲜味,并且甜味也会增强,IMP和AMP还可以与氨基酸协同作用增加干制虾鲜味[40]。IMP和GMP可在海产品、肉制品中产生强烈鲜味[24]。在干制南美白对虾中IMP含量较高并且其TAV大于1(表3),说明在干制南美白对虾中的主要鲜味核苷酸来源是IMP。随着贮藏时间的延长,IMP含量先增加并在加速贮藏第10天达到最大,然后又逐渐降低,说明干制南美白对虾贮藏前期的鲜味得到提升。Hx是ATP的最终降解产物,这类产物的大量积累会给水产品带来苦味和其他不愉快的味道[24]。由表2可知,Hx的含量在贮藏前期增长,后期无显著性变化(P>0.05),这符合ATP的代谢规律,也反映了贮藏对干制虾滋味的负面影响。通过计算贮藏南美白对虾中的EUC可知,随着贮藏时间的延长,其EUC先升高后降低,说明贮藏期间其鲜味先是得到了提升后又逐渐减弱,与上述鲜味游离氨基酸含量变化趋势一致。

表2 干制南美白对虾贮藏期间的核苷酸和EUCTable 2 Changes in nucleotide contents and equivalent umami concentration in dried Penaeus vannamei during storage

表3 干制南美白对虾贮藏期间的核苷酸TAVTable 3 Taste active value values of nucleotides in dried Penaeus vannamei during storage

2.3.4 电子舌表征滋味的结果

电子舌传感器系统由甜味(GL1)、苦味(C00)、咸味(CT0)、鲜味(AAE)、酸味(CA0)5 个传感器组成[43]。其中甜味、苦味、咸味、鲜味为综合味觉特点,而丰富度(即鲜味回味)为持续性味觉特点[43]。电子舌的实验结果以各个传感器的味觉强度表示,由KCl和酒石酸组成的对照溶液的味觉强度为无味点,咸味的无味点为-6,其他风味的无味点为0[43]。通过计算各个传感器的味觉强度,建立不同贮藏时间干制南美白对虾的滋味雷达图(样品的酸味强度均低于无味点,即没有酸味)。从图7中可以看出,干制南美白对虾的鲜味和丰富度最为突出,说明其具有强烈而持续的鲜味口感。随着贮藏时间的延长,鲜味、甜味强度降低,苦味强度逐渐升高,咸味强度无明显变化,这可能是游离氨基酸、核苷酸以及甜菜碱综合作用的结果,并且甜味强度与甜菜碱的含量变化趋势相同。丰富度随贮藏时间延长呈先增加后降低的趋势,与鲜味氨基酸和IMP含量变化趋势一致,表明在贮藏前期干制南美白对虾的滋味差别不大,而长时间贮藏则会导致滋味劣变。

图7 不同贮藏时间干制南美白对虾的电子舌分析雷达图Fig.7 Radar plot of electronic tongue data of dried Penaeus vannamei at different storage times

2.4 相关性分析

2.4.1 肌原纤维蛋白氧化与呈味物质含量相关性分析

总巯基含量越低、羰基含量和表面疏水性越高,表示蛋白氧化程度越高。从图8A中可以看出,总巯基含量与贮藏时间呈显著负相关(r=-0.97,P<0.05),羰基含量(r=0.99,P<0.05)、表面疏水性(r=0.94)与贮藏时间呈正相关,说明随着贮藏时间的延长,蛋白氧化程度加深。核苷酸中,仅AMP(r=0.64)和Hx(r=0.77)含量与贮藏时间呈正相关;鲜味氨基酸含量与贮藏时间无显著相关性(P>0.05),其他呈味物质含量则与贮藏时间呈负相关,说明随着贮藏时间的延长,呈味物质含量减少。

图8 肌原纤维蛋白氧化与呈味物质含量的相关性热图(A)、呈味物质含量变化与电子舌分析结果的相关性热图(B)、呈味物质含量与电子舌结果的OPLS-DA载荷散点图(C)和肌原纤维蛋白氧化与电子舌分析结果的相关性热图(D)Fig.8 Heatmap of correlation between myofibrillar protein oxidation and taste substance contents (A),heatmap of correlation between changes in taste substance contents and results of electronic tongue analysis(B),taste substance and electronic tongue results’ loadings scatter plot of OPLS-DA (C) and heatmap of correlation between myofibrillar protein oxidation and results of electronic tongue analysis (D)

2.4.2 呈味物质含量与电子舌分析结果相关性分析

从图8B可以看出,贮藏时间和鲜味、甜味、咸味强度呈负相关(r=-0.84、-0.97、-0.78),和苦味强度呈正相关(r=0.94)。甜菜碱含量与鲜味、甜味和咸味强度呈正相关(r=0.96、0.98、0.91),与苦味强度呈负相关(r=-0.97,P<0.05),表明甜菜碱含量对干制南美白对虾的滋味影响是积极的。IMP、GMP、甜味氨基酸和苦味氨基酸含量均与鲜味、甜味和咸味强度呈正相关,对干制南美白对虾的滋味影响是正向的。而AMP、Hx含量与苦味氨基酸含量呈正相关,与鲜味、甜味和咸味强度呈负相关,其对于样品滋味会产生负面影响。鲜味氨基酸含量仅与丰富度呈正相关,这可能是由于干制虾的滋味体系是众多不同呈味物质共同作用的结果。

采用OPLS-DA分析研究了呈味物质含量与电子舌呈味结果的相关性。呈味物质含量和滋味强度处于同一象限表示其具有正相关性。如图8C所示,甜菜碱含量与鲜味、甜味和咸味强度具有正相关性,苦味强度和AMP、Hx含量呈正相关,而丰富度与甜味氨基酸、苦味氨基酸、IMP、GMP含量具有正相关关系。

2.4.3 肌原纤维蛋白氧化与电子舌结果相关性分析

从图8D中可知,羰基含量与鲜味强度(r=-0.78)、甜味强度(r=-0.94)、咸味强度(r=-0.71)和丰富度(r=-0.32)呈负相关,与苦味强度(r=0.89)呈正相关;表面疏水性与鲜味强度(r=-0.73)、甜味强度(r=-0.88)、咸味强度(r=-0.67)和丰富度(r=-0.51)呈负相关,与苦味强度(r=0.77)呈正相关,表明肌原纤维蛋白氧化程度与干制南美白对虾的鲜味、甜味、咸味强度和丰富度呈负相关,与苦味强度呈正相关。这说明在干制南美白对虾中,肌原纤维蛋白氧化对滋味产生负面影响,在加速贮藏过程中,随着蛋白的不断氧化,干制南美白对虾的滋味逐渐劣变。

3 结论

本研究测定了干制南美白对虾贮藏过程中的色泽变化、肌原纤维蛋白氧化程度、呈味物质含量和电子舌表征的滋味情况,并对其进行了相关性分析。加工表明,干制虾在贮藏期间颜色变暗,肌原纤维蛋白氧化程度不断加深,呈味物质含量发生变化,滋味鲜美度不断下降(鲜味、甜味强度减弱,苦味强度增强,咸味强度无明显变化)。相关性分析结果显示,干制南美白对虾中肌原纤维蛋白的氧化与干制南美白对虾的鲜味、甜味、咸味强度和丰富度呈负相关,与苦味强度呈正相关,说明在贮藏过程中蛋白氧化会使干制虾的滋味劣变。对于提升干制南美白对虾的贮藏品质的调控方法还有待进一步研究。

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