養殖大黃魚滋味成分及其呈味貢獻的研究

翁麗萍,趙 蕓,陳飛東,徐坤華

(1.杭州市農業科學研究院,浙江杭州 310024；2.浙江工商大學水產品加工研究所,浙江杭州 310012)

養殖大黃魚滋味成分及其呈味貢獻的研究

翁麗萍1,趙 蕓1,陳飛東1,徐坤華2

(1.杭州市農業科學研究院,浙江杭州 310024；2.浙江工商大學水產品加工研究所,浙江杭州 310012)

以養殖大黃魚(Pseudosciaenacrocea)為研究對象,通過對其魚肉游離氨基酸、呈味核苷酸、氧化三甲胺、甘氨酸甜菜堿、有機酸、呈味礦物元素等水溶性呈味化合物的檢測,分析其對滋味的貢獻。結果表明:養殖大黃魚的游離氨基酸總量為2463.8mg·kg-1,其中精氨酸對滋味貢獻最大；IMP、AMP、GMP、TMAO、甘氨酸甜菜堿對滋味有重要貢獻；琥珀酸可能是形成大黃魚整體滋味的主要物質之一；K+是主要呈味離子；味精當量(EUC)高達13.43g MSG/100g,呈味強度值達447.67,這主要得益于高含量的IMP,是大黃魚滋味鮮美的主要原因。

養殖大黃魚,滋味,呈味強度

食品的風味主要包括氣味和滋味兩個方面。水產品的滋味物質是水溶性的、非揮發性的、分子量相對較低的化合物,主要有兩類:含氮化合物(包括游離氨基酸、低相對分子量的肽類、核苷酸及相關化合物、有機堿和相關化合物等)、不含氮化合物(包括糖、有機酸和無機化合物等)以及維生素、礦物質和色素等其他化合物[1]。而不同的水產品往往呈現出千差萬別的特征滋味,人們對味道的感知是由其中呈味物質的質量分數及味道閾值共同決定的,即呈味強度值(Taste Activity Value,TAV)。因此,要想闡明水產品的特征滋味及其構成,首先需要研究水產品中各類呈味物質組成、呈味強度及其相互作用的規律。

養殖大黃魚是目前市場上大黃魚的主要來源,近年來研究人員已經對養殖大黃魚風味、冷藏加工、貨架期等作了不少研究[2-4],對于其滋味方面研究甚少。文章系統研究了養殖大黃魚非揮發性風味成分,采用TAV值來考察各化合物的呈味強度并分析其呈味貢獻,在此基礎上,以味精當量(equivalent umami concentration,EUC,g MSG/100g)對呈鮮味的游離氨基酸和呈味核苷酸之間的鮮味協同效應進行了分析,為養殖大黃魚特征滋味及其呈味模式的研究提供基礎理論數據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

冰鮮養殖大黃魚 購于杭州市文一路物美大賣場,福建寧德網箱養殖,體長25～30cm,體重250～300g,體態完好,魚體新鮮,剖殺后取魚肉部分,并將魚肉攪碎后進行分裝,在-18℃下凍藏待用。

TMAO、甘氨酸甜菜堿、CMP、UMP、GMP、IMP、AMP標樣 Sigma公司；微量元素標準儲備液 Sigma公司；17種氨基酸標樣 Sigma公司；蘋果酸、檸檬酸、草酸、琥珀酸、乳酸、乙酸(色譜純) 國藥集團上海化學試劑有限公司；其他試劑除特別說明外均為分析純。

Mars 5型微波消化儀 美國CEM公司；RC-6 Plus高速冷凍離心機 美國Thermo Fish公司；K-370自動凱氏定氮儀 瑞士BUCHI公司；FE20 pH計 上海梅特勒儀器有限公司；220FS原子吸收光譜儀 美國Thermo Fish公司；可見分光光度計(72l型) 上海精密科學儀器有限公司；Waters高效液相色譜系統 美國WATERS公司等。

1.2 實驗方法

1.2.1 水溶性呈味化合物的提取 參考國內外對水溶性呈味物質的研究[5-9],選取其中提取效果較好的熱水法、冷水法、80%乙醇提取法、超聲波-PCA法、熱水-乙醇法等5種方法提取大黃魚中水溶性呈味物質。

抽提率(%)=(抽提物中總氮/原料中總氮)×100

1.2.2 測定方法 游離氨基酸采用Waters AccQ·Tag氨基酸分析法[10]；呈味核苷酸含量的測定采用HPLC法[11]；氧化三甲胺含量的測定采用國標法[12]。甘氨酸甜菜堿含量的測定采用分光光度法[13]；有機酸含量的測定采用HPLC法測定[14]；呈味礦物元素含量的測定采用微波消解-AAS原子吸收光譜法[15]；總氮的測定根據FOSS應用子報ASN3106R4.0肉和肉制品中氮含量采用KjeltecTM8100凱氏定氮儀測定；滋味貢獻評價采用呈味強度值(TAV)法評價各滋味物質對大黃魚的貢獻[16]。味精當量(EUC)由公式EUC=Σaibi+1218(Σaibi)/Σajbj)計算得出[17]。

2 結果和討論

2.1 大黃魚呈味提取液總氮的分析

以抽提物中抽提出的總氮量作為評價抽提效率的指標[7],文章選用了熱水抽提法、冷水抽提法和80%乙醇抽提法等5種方法分別進行了養殖大黃魚中水溶性呈味物質的提取實驗,并分析了各方法的抽提效果,結果見表1。

表1 各提取方法的抽提率和抽提物中總氮的質量分數Table 1 The mass fraction of total nitrogen in extracts and extraction ratio in all kinds methods

由表1可知,對于養殖大黃魚滋味物質的提取,熱水法的抽提效果最好,抽提率為22.90%,乙醇(體積分數為80%)抽提效果次之,為20.07%；熱水-乙醇法再次,為10.48%,冷水法和PCA-超聲法均低于10%。以上研究結果表明,熱水抽提法是可取的,符合一般抽提法對抽提率的要求[7]。以下如無特別說明均為熱水抽提法為基礎進行實驗與分析。

2.2 含氮類呈味化合物的含量及其對滋味的貢獻

2.2.1 呈味游離氨基酸分析 在食品風味的形成過程中,氨基酸不僅提供其自有滋味,還與其它滋味物質相互協同平衡,為系統的研究各游離氨基酸對大黃魚滋味的貢獻,對養殖大黃魚的各游離氨基酸(free amino acid,FAA)的含量進行了測定和分析,結果如表2所示。

表2 養殖大黃魚的游離氨基酸質量濃度及呈味特性、 呈味閾值(以鮮重計)Table 2 The mass concentration,taste characteristic and taste threshold of the FAAs in cultured large yellow croaker (on fresh weight basis)

注:+代表呈味強度,+越多代表呈味強度越大;nd:表示未檢測到或低于檢測限。

由表2可知:養殖大黃魚的游離氨基酸總量為2463.8mg·kg-1,其中含量較高的依次為:精氨酸(662.2mg·kg-1)、賴氨酸(366.7mg·kg-1)、甘氨酸(283.4mg·kg-1)、脯氨酸(255.1mg·kg-1),其次為蘇氨酸(216.2mg·kg-1)和谷氨酸(165.3mg·kg-1)。人們對味道的感知是由其中呈味物質的量及味道閾值共同決定的。根據表2中養殖大黃魚中各游離氨基酸的含量及刺激閾值,分析得到各游離氨基酸在養殖大黃魚中的呈味強度值(見圖1)。

圖1 養殖大黃魚中各游離氨基酸的呈味強度比較Fig.1 Comparison of TAV of FAAs in cultured large yellow croaker

由圖1可以看出,養殖大黃魚中各已知刺激閾值的游離氨基酸按呈味強度的大小排序依次是:精氨酸(1.32)>組氨酸(0.77)>賴氨酸(0.73)>谷氨酸(0.55)>甘氨酸(0.21)>丙氨酸(0.18),其他較低。有研究表明[18],蛋白質中鮮味氨基酸的組成和質量分數決定了魚的鮮美程度,其中天門冬氨酸、谷氨酸是鮮味特征氨基酸。甜味也是水產食品的一個主要特征味道,甘氨酸和丙氨酸等呈味氨基酸具有舒適的甜味,養殖大黃魚中的甘氨酸、丙氨酸含量均較高。養殖大黃魚雖然也檢測到具有苦味的苯丙氨酸和酪氨酸,但其含量遠低于閾值,HANIFAH等[19]研究發現苦味氨基酸如苯丙氨酸、酪氨酸,其含量低于呈味閾值時,可增強其它氨基酸的鮮味和甜味。因此,文章認為精氨酸、組氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、酪氨酸等呈味氨基酸是養殖大黃魚的鮮美滋味主要來源,其它氨基酸具有不同程度的協同效應。

2.2.2 核苷酸及其對滋味的貢獻 據研究報道,對滋味有貢獻的核苷酸及其衍生物目前已發現30多種,其中以5′-鳥苷酸(GMP)和5′-肌苷酸(IMP)最為典型,并且GMP、IMP、AMP(5′-腺苷酸二鈉)等核苷酸或其二鈉鹽與游離氨基酸、無機離子等發生協同作用賦予水產品特有的鮮味,并對其特征滋味具有重要貢獻[17]。采用HPLC測定了養殖大黃魚中的各核苷酸的量,根據其味道閾值,分析得到大黃魚中各個核苷酸的呈味強度值,結果見表3。

表3 養殖大黃魚中核苷酸含量及其呈味強度值(以鮮重計)Table 3 The mass concentration and TAVs of nucleotides in cultured large yellow croaker(on fresh weight basis)

由表3可知,養殖大黃魚中呈味核苷酸IMP的含量最高(6323.2mg·kg-1),其次是AMP(145.5mg·kg-1),GMP(122.4mg·kg-1)。從呈味強度值來看,養殖大黃魚GMP、IMP的呈味強度分別為0.98和25.29,說明GMP、IMP呈味核苷酸對大黃魚的滋味有重要貢獻,IMP含量較高也說明實驗所用的原料新鮮程度較高。

2.2.3 季胺鹽類化合物及其對滋味的貢獻 氧化三甲胺(TMAO)和甜菜堿在甲殼類、魚類等水產品中含量豐富,是水產品的主要呈味物質之一。根據1.2.2中的方法,對養殖大黃魚中的氧化三甲胺和甜菜堿含量時行了測定,分別為322.6mg·kg-1和1741.0mg·kg-1,大大高于帶魚(31.0mg·kg-1)、羅氏沼蝦(15.1mg·kg-1)和豬肉(9.9mg·kg-1)中的氧化三甲胺[21]。據報道,氧化三甲胺有一種特殊的鮮味,是水產品鮮腥味的主要來源[21]。

甜菜堿是一種季胺型生物堿,水產品中通常以甘氨酸甜菜堿、β-丙氨酸甜菜堿兩種形式存在,飼料添加具有一定的降脂作用,能賦予水產品爽快的甜味[22]。因此,可以認為甘氨酸甜菜堿對大黃魚滋味的形成具有重要貢獻。

2.3 非含氮呈味化合物的含量及其對滋味的貢獻

表4 養殖大黃魚中非含氮呈味化合物的 含量及呈味強度(以鮮重計)Table 4 The content and TVC of non-nitrogen containing flavor compounds in cultured large yellow croaker(on fresh weight basis)

注：Mg2+，Cl-的閾值文獻中沒有查到。

表5 養殖大黃魚的鮮味當量Table 5 EUC of the cultured large yellow croaker

注:ai:鮮味氨基酸(Asp or Glu)的濃度(g/100g);bi:鮮味氨基酸相對于MSG的相對鮮度系數(其中Asp的為0.077,G1u的為1)；aj:呈味核苷酸的濃度(g/100g)；bj:呈味核苷酸相對于IMP的相對鮮度系數(其中5′-IMP的為1,5′-GMP的為2.3,5′-AMP的為0.18)；1218:協同作用常數。最高的為琥珀酸,高達52.6mg·kg-1,遠高于其它有機酸的含量。琥珀酸也是魚貝類水產動物肌肉的主要代謝產物,具有獨特的鮮味,被認為是短頸蛤等貝類呈現鮮味的重要物質之一[24]。琥珀酸在水溶液中的閾值為106mg·L-1,養殖大黃魚中琥珀酸的呈味強度值為0.50,認為對大黃魚的滋味有一定貢獻,但其它有機酸含量均較低,可能僅僅對水產品的滋味起協同作用。

2.4 氨基酸與核苷酸的鮮味協同效應及其對呈味貢獻大小的分析

食品中的呈味物質會發生相互作用,如相乘作用、消殺作用、對比作用、疲勞作用、變調作用等,從而貢獻于整體滋味的形成[1]。鮮味是水產品最重要的特征滋味,對大黃魚中游離氨基酸和呈味核苷酸這兩個最重要的滋味物質,以味精當量(Equivalent umami concentrations,EUC)[26]分析兩者之間的鮮味協同效應,以期更為直觀的理解養殖大黃魚中游離氨基酸和呈味核苷酸的作用以及它們之間的協同增鮮效應,目前,國內外有許多學者采用味精當量來反映呈鮮物質之間的鮮味協同效應[26-29]。

根據養殖大黃魚中呈鮮味的氨基酸(主要是谷氨酸和天冬氨酸)與呈味核苷酸(主要是IMP、GMP和AMP)的含量及它們的鮮度系數計算得到EUC的結果,如表5所示。

由表5可知,養殖大黃魚的味精當量(EUC)為13.43gMSG/100g,味精的閾值為0.3g·L-1,因此養殖大黃魚味精當量的呈味強度值達447.67,這主要得益于大黃魚魚肉存在大量的IMP。

3 結論

在大黃魚中水溶性呈味物質五種提取方法中,熱水抽提法的效果最好,乙醇(體積分數為80%)抽提的效果次之；熱水-乙醇法再次,其它兩種方法抽提率則相對較低。

養殖大黃魚的游離氨基酸總量為2463.8mg/kg。其對養殖大黃魚滋味的貢獻大小排序依次是:精氨酸>組氨酸>賴氨酸>谷氨酸>甘氨酸>丙氨酸。IMP、AMP、GMP、TMAO、甘氨酸甜菜堿對養殖大黃魚的滋味有重要貢獻。琥珀酸可能是形成大黃魚整體滋味的主要物質之一,K+是主要呈味離子,Na+是重要的呈味影響離子。

養殖大黃魚的味精當量(EUC)高達13.43gMSG/100g,其呈味強度值達447.67。

[1]丁耐克.食品風味化學[M].北京:中國輕工業出版社,1996:1-7.

[2]葉婧,翁麗萍,盧春霞,等.小網箱養殖大黃魚揮發性風味物質檢測與分析[J].食品研究與開發，2012,33(4):147-151.

[3]翁麗萍,王宏海,陳飛東,等.養殖大黃魚風味感官質量的綜合模糊評定[J].食品與發酵工業，2012,10(10):111-114.

[4]郭全友,王錫昌,楊憲時,等.不同貯藏溫度下養殖大黃魚貨架期預測模型的構建[J].農業工程學報,2012(10):267-273.

[5]畑江敬子,香川実恵子,松本美鈴,等.6種の抽出方法によるスルメイカ生肉エキスとそれらの呈味成分[J].Nippon Suisan Gakkaishi,1995,61(4):619-626.

[6]王士穩,梁萌青,林洪,等.海水和淡水養殖凡納濱對蝦呈昧物質的比較分析[J].海洋水產研究,2006,27(5):79-84.

[7]石建高,鐘文珠.太平洋柔魚中呈味物質的抽提方法比較[J].大連水產學院學報,2002,17(4):291-296.

[8]Yoko K,Naoko Y,Shigeru O,etal. Taste-active components in the mantle muscle of the oval squid Sepioteuthis lessoniana and their effects on squid taste[J].Food Research International,2008,41:371-379.

[9]惠心怡,陶寧萍,王錫昌.白鏈魚肉呈味成分抽提的初步研究[J].食品工業,2005(4):41-42.

[10]周新躍,劉紅梅,李海林,等.AccQ-Tag 柱前衍生法測定稻米中氨基酸的含量[J].生命科學儀器,2008(11):55-57.

[11]楊文鴿,薛長湖,徐大倫,等.大黃魚冰藏期間ATP關聯物含量變化及其鮮度評價[J].農業工程學報,2007,23(6):217-222.

[12]GB/T 5009.179—2003.火腿中三甲胺氮的測定[S].中華人民共和國衛生部、中國國家標準化管理委員會:2013:457-460.

[13]黃麗貞.海產品中呈味成分甜菜堿的測定[J].上海水產大學學報,1994,3(3):160-162.

[14]高海燕,王善廣,廖小軍,等.不同品種梨汁中糖和有機酸含量測定及相關性分析[J].華北農學報,2004,19(2):104-107.

[15]孟慶玉,黎源倩.微波酸消解-原子吸收光譜法測定粽葉中7種金屬元素的含量[J].現代預防醫學,2007,34(24):4711-4713.

[16]黨亞麗,張中建,閆小偉.金華火腿水溶物的滋味成分分析[J].食品工業科技,2013,34(9):82-85.

[17]Chen D,Zhang M. Non-volatile taste active compounds in the meat of Chinese mitten crab(Eriocheir sinensis)[J].Food Chemistry,2007,104(3):1200-1205.

[18]李來好,葉鴿,郝淑賢,等.2種養殖模式羅非魚肉品質的比較[J].南方水產科學,2013,9(5):1-6.

[19]Hanifah N L,Anton A,Kensaku T,etal. Umami Taste Enhancement of SMG/NaCl Mixtures by Subthreshold L-a-Aromatic Amino Acids[J]. Journal of Food Science,2005,70(7):401-405.

[20]Fuke S,Udea Y. Interactions between umami and other flavor characteristics[J]. Trends in Food Science and Technology,1996,7:407-411.

[21]胡彩虹,許梓榮.氣相色譜法測定豬肉、魚和蝦中三甲胺的含量[J].食品科學,200l,22(5):62-64.

[22]張文超,梁桂英,陽會軍,等.飼料中添加甜菜堿對軍曹魚生長、體營養成分和血清生化指標的影響[J].南方水產科學,2012,8(3):1-9.

[23]盧春霞.養殖大黃魚脫脂脫腥工藝優化及其風味成分研究[D].杭州:浙江工商大學,2011,1:15-21.

[24]Rotzoll,Dunkel A,Hofmann T. Quantitative Studies,Taste Reconstitution and Omission Experiments on the Key Taste Compounds in Morel Mushrooms(Morchella deliciousa Fr[J]. Journal of Agriculture Food Chem,2006,54:2705-2711.

[25]Fuke S,Konosu S. Taste-active components in some foods:A review of Japanese research[J]. Physiology & Behavior,1991,(49):863-868.

[26]賈丹,劉敬科,孔進喜,等.不同體質量鰱肌肉中主要滋味物質的研究[J].華中農業大學學報,2013,32(3):124-129.

[27]Yang J H,Lin H C,Mau J L. Non-volatile taste components of severaI commercial mushrooms[J].Food Chemistry,2001,72(4):465-471.

[28]Tseng Y H,Lee Y L,Li R C,etal. Non-Volatile flavour components of Ganodenna tsugae[J]. Food Chemistry,2005,90:409-415.

[29]Chiang P D,Yen C T,Mau J L. Non-volatile taste components of various broth cubes[J].Food Chemistry,2007,101(3):932-937.

Study on the taste compounds and the contributionsto taste of cultured large yellow croaker

WENG Li-ping1,ZHAO Yun1,CHEN Fei-dong1,XU Kun-hua2

(1.Hangzhou Academy of Agricultural Sciences,Hangzhou 310024,China;2.Institute of Aquatic Products Processing,Zhejiang Gongshang University,Hangzhou 310012,China)

The main taste compounds of cultured large yellow croaker were analyzed including the free amino acid,nucleotide,TMAO,glycine betaine,organic acid,inorganic ions. Furthermore,the contributions to the whole taste of cultured yellow croaker were evaluated by TAV method. The results showed that the total free amino acid were 2463.8mg·kg-1in cultured large yellow croaker,and of which the arginine make the largest contribution to the taste. IMP,GMP,TMAO and glycine betaine played important role in the taste-active flavor of large yellow croaker,Succinic acid might be one of the important factors. The TAV of K+was greater than 1,so it was the main taste-active ion. Otherwise,the EUC of cultured large yellow croaker was as high as 13.43g MSG/100g,and the TAV value was 447.67,which was benefit from the high content of IMP,and it also explained the special delicious taste of large yellow croaker.

cultured large yellow croaker;taste;taste activity value

2014-04-01

翁麗萍(1981-),女,博士,工程師,主要從事水產加工及水產品安全研究。

國家自然科學基金項目(31301463)。

TS254.1

A

1002-0306(2015)03-0082-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.03.008