山梨酸鉀與硼酸對鱘魚籽醬貯藏過程品質的影響

魏 涯,李來好,楊賢慶,趙永強,岑劍偉,王錦旭,楊少玲,郝淑賢

(中國水產科學研究院南海水產研究所;農業部水產品加工重點實驗室;國家水產品加工技術研發中心,廣東廣州 510300)

山梨酸鉀與硼酸對鱘魚籽醬貯藏過程品質的影響

魏 涯,李來好,楊賢慶,趙永強,岑劍偉,王錦旭,楊少玲,郝淑賢*

(中國水產科學研究院南海水產研究所;農業部水產品加工重點實驗室;國家水產品加工技術研發中心,廣東廣州 510300)

為探究化學防腐劑山梨酸鉀或硼酸對鱘魚籽醬貯藏過程品質變化的影響,本研究對比對照組、添加山梨酸鉀或硼酸的鱘魚籽醬樣品貯藏過程中揮發性鹽基氮(TVB-N)、硫代巴比妥酸(TBA)和揮發性成分變化情況。結果表明,三組樣品貯藏期間鱘魚籽醬蛋白水解和脂肪氧化現象明顯。對照組與山梨酸鉀組樣品TVB-N于貯藏前三個月緩慢增長到20 mg/100 g,達到鱘魚籽醬限量標準,3月后對照組TVB-N快速上升,山梨酸鉀組上升速度趨緩;硼酸對TVB-N存在明顯的抑制作用(p<0.05),在整個貯藏過程中變化較為緩慢,約6個月時達到20 mg/100 g的限量規定。硼酸對TBA有一定的抑制作用,但與山梨酸鉀相比較差異不顯著(p>0.05)。貯藏3個月時各樣品揮發性成分含量最高,前期對氣味貢獻較大的揮發性成分為醛類物質,特征氣味以魚腥味、青草味和脂肪味為主;后期對氣味貢獻較大的為醇類物質,特征氣味以脂肪味為主。山梨酸鉀及硼酸使風味形成期限滯后,但山梨酸鉀對鱘魚籽醬蛋白水解及脂肪氧化抑制能力略弱于硼酸,需進一步探討與其他物質聯合使用的途徑。

鱘魚籽醬,貯藏,品質,揮發性成分

鱘魚籽醬是以成熟度達到Ⅲ期末Ⅳ期初的鱘魚卵為原料,經鹽漬而制得的產品[1]。該產品營養價值極高,富含人體必需的氨基酸和不飽和脂肪酸、無機鹽、多種維生素以及微量元素,素有黑色黃金之稱,是國際上經久不衰的名貴高檔食品[2]。鱘魚籽醬脂質以n-3長鏈不飽和脂肪酸EPA和DHA含量最為突出,分別為3.94%～4.63%和8.93%～12.78%[3]。有研究表明,n-3長鏈不飽和脂肪酸易被氧化,從而影響鱘魚籽醬貯藏品質穩定性[4]。因此,研究解決鱘魚籽醬的保藏方法顯得尤為重要。

目前關于鱘魚籽醬品質控制的報道有物理法和化學法,Sternin等提出采用低于60 ℃巴氏殺菌方式使鱘魚籽醬蛋白質變性[5],但因高溫會影響魚籽醬的彈性口感而無法實施;周婷等人研究通過氣調手段改善鱘魚籽醬的貨架期,但貨架期延長效果顯得微乎其微[6]。近幾年復合添加劑的研究成為熱點,如Nisin和有機酸的聯用可以有效延長即食食品的貨架期,但會影響產品的風味[7]。上述品質控制手段與傳統硼酸作用相比仍存在諸多方面的不足與差距。

鱘魚籽醬的鹽度范圍在3%～5%之間,貯藏溫度控制在-2～2 ℃,貯藏期限較短,一般不超過3個月。因此,傳統加工過程中通過添加硼酸延長產品保質期限,產品貨架期可達6個月之久。鑒于硼酸的食用安全問題,各國對鱘魚籽醬加工過程中硼酸的使用存在較大爭議。在第7屆國際CAC標準會議上,美國、德國等歐洲國家對硼酸的使用持中立態度,我國及日本等亞洲國家強烈反對鱘魚籽醬加工過程使用硼酸,俄羅斯則主張在產品加工過程中使用硼酸,理由是目前國際尚未有可行的方式延長鱘魚籽醬貨架期。本研究將就山梨酸鉀及硼酸對鱘魚籽醬TVB-N,TBA及揮發性成分的影響效果進行對比分析,了解硼酸在產品貯藏期間的作用特點,探討山梨酸鉀對鱘魚籽醬貯藏品質影響差距,為進一步探求安全、適宜的貨架期延長手段提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鱘魚籽源自于雜交鱘(Husodauricus×Acipenserschrenckii),由杭州千島湖鱘龍科技開發有限公司提供。

T50高速分散均質機 德國IKA工業設備公司出品;AvantiJ-26XP高速離心機 美國貝克曼庫爾特公司;HWS 24型電熱恒溫水浴鍋 上海一恒科學儀器有限公司;天孚牌電子計數天平 常熟市金羊生化器具廠;GC-MS2010PLUS氣相質譜儀 日本島津公司。

NaCl、氫氧化鈉、石油醚、正己烷、氯仿、三氯乙酸、酚酞、無水乙醇等均為分析純,甲醇、三氟化硼-甲醇為色譜純,廣州化學試劑廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 鱘魚籽醬制備 鱘魚籽經搓卵、漂洗、稱重、拌鹽(4%)處理,根據GB 2760-2014《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》和SC/T 3905-2011《鱘魚籽醬》 限量規定于拌鹽過程中分別加入硼酸(4 g/kg)和山梨酸鉀(0.5 g/kg),以純鹽組為對照。三組樣品于(0±2) ℃條件貯藏,每月定期取樣進行分析。

1.2.2 揮發性鹽基氮(TVB-N)測定 參照SC/T 3032-2007的方法[8]。

1.2.3 脂肪氧化(TBA值)的測定 參考趙良等人的方法,略有改動[9]。準確稱取5.00 g魚籽醬樣品,搗碎,置于50 mL具塞離心管中,加入25 mL 7.5%的三氯乙酸和0.1% EDTA混合液,均質10 s,振搖30 min后用雙層中速濾紙過濾兩次。移取5 mL上述濾液于50 mL具塞離心管中,加入5 mL 0.02 mol/L的2-硫代巴比妥酸(TBA)溶液,搖勻,加塞,沸水浴內保溫40 min后取出室溫冷卻,取5 mL上清液置于25 mL具塞離心管中,加入5 mL氯仿,震蕩搖勻,靜置,分層,取上層清液于532 nm處測吸光度。同時以蒸餾水作空白對照。

1.2.4 揮發性成分的測定 參考郝淑賢等人的方法[10],取鱘魚籽醬按1∶3(m/v)的比例加入飽和食鹽水,冰浴勻漿,取勻漿2.5 mL置于頂空樣品瓶中,在60 ℃進行磁力攪拌10 min,經頂空萃取平衡30 min后取出萃取頭,立即通過氣質聯用進行分析鑒定。色譜條件:DB-5MS毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);升溫程序:色譜柱初溫40 ℃保持2 min,以6 ℃/min的速度升溫到200 ℃保持3 min,再以10 ℃/min上升到250 ℃保持3 min;載氣(He)流速1.0 mL/min;不分流進樣,進樣口溫度為250 ℃。質譜條件:電子能量70 eV;溶劑切除時間2 min;傳輸線溫度270 ℃;離子源溫度230 ℃;質量掃描范圍m/z 35～350。化合物經計算機檢索,與NIST Library和Wiley Library(Version 6.0)對照進行定性,取匹配度85%以上物質;根據保留時間,參考相關文獻[11]對所得物質進行核對和確認;按峰面積歸一化法計算化合物相對百分含量。

1.2.5 數據統計分析 實驗重復3次,采用Excel 2010進行數據處理,Duncan 多重檢驗進行數據間的顯著性差異分析,差異顯著性水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 鱘魚籽醬TVB-N的變化

圖1 鱘魚籽醬冷藏期間TVB-N的變化Fig.1 Changes of TVB-N of sturgeon caviar during cold storage 注:不同字母表示差異顯著 p<0.05,圖2同。

如圖1所示,鱘魚籽醬TVB-N隨貯藏時間的延長而增加,這與多數水產品貯藏過程中TVB-N變化趨勢基本一致[12-13]。貯藏初期1～2月,三組樣品TVB-N差異不顯著(p>0.05),3個月時山梨酸鉀組樣品TVB-N與空白組相當,3個月后,樣品間TVB-N變化幅度差異顯著(p<0.05)。其中硼酸組樣品增幅緩慢,較長時間處于較低水平;空白組增速最快,3個月時TVB-N為20.6 mg/100 g,達到鱘魚籽醬TVB-N限量要求[1];6個月時TVB-N達到32.46 mg/100 g,超過腌制生食動物性水產制品的衛生標準[13]。山梨酸鉀組TVB-N增速位于二者之間,后期增長緩慢,6個月時稍微超過25 mg/100 g的限量值[13]。說明硼酸對緩解TVB-N增長作用明顯,山梨酸鉀雖然可以減緩TVB-N增長速度,但減緩效果弱于硼酸。

2.2 鱘魚籽醬TBA的變化

(0±2) ℃儲藏期間鱘魚籽醬TBA值變化如圖2,由結果可知,三組魚籽醬樣品TBA值均隨貯藏時間的延長而升高,貯藏1～2月間,對照組TBA上升略快,但三組樣品TBA差異不明顯(p>0.05);2月后對照組和山梨酸鉀組TBA值快速增加,3月時兩組樣品TBA值明顯高于硼酸組樣品(p<0.05);3個月后對照組和山梨酸鉀組TBA值變化緩慢增加。硼酸樣品TBA值在整個貯藏期間基本保持平穩上升趨勢,但貯藏期間TBA值略低于對照組。說明硼酸對鱘魚籽脂肪氧化有微弱的控制作用。

圖2 鱘魚籽醬冷藏期間TBA的變化Fig.2 Changes of TBA of sturgeon caviar during cold storage

2.3 鱘魚籽醬揮發性成分的變化

由圖3可知,各組鱘魚籽醬的揮發性成分含量隨著貯藏期的變化趨勢基本一致。在貯藏前期,魚籽醬揮發性成分含量隨著時間的延長而增多,3個月時揮發性物質含量最高;3個月后揮發性物質含量明顯下降(p<0.05)。該現象與生產過程產品品質形成有一定的相關性,在貯藏初期,鱘魚籽醬蛋白水解、脂肪氧化賦予產品特殊的風味,揮發性成分含量增加,而后隨著水解及氧化程度的加深,揮發性物質的含量逐漸降低,周婷等研究氣調包裝對鱘魚籽醬影響時也發現類似的趨勢[6]。

圖3 鱘魚籽醬冷藏期間揮發性物質總量變化Fig.3 Changes of total volatile compounds in caviars during cold storage

貯藏過程中鱘魚籽醬各類揮發性風味成分的種類和相對百分含量都在發生變化。初始樣品的揮發性物質種類少,僅檢出11種,主要為烷烴類、醛類及酯類物質,其中烷烴類物質所占比例高達66.1%;貯藏2個月時揮發性物質種類最豐富,烷烴類物質所占比重明顯下降,醛類物質變化趨勢則與烷烴類相反,相對含量由初始25.2%增加至51.0%～55.0%;4個月時有2種揮發性醇類物質檢出,分別為3甲基-丁醇和十三烯醇,醇類檢出種類雖然少,但所占比重較大,僅次于烷烴類和醛類物質。

醛類化合物的閾值較低,能在脂質氧化中快速形成,對產品風味的貢獻很大,原始鱘魚籽醬中有檢出的不飽和醛類主要有辛醛、壬醛和庚醛,推測這些飽和醛類組分可能與鱘魚籽醬的固有風味有關;貯藏2月時辛醛、壬醛、庚醛等飽和醛類和C6～C9不飽和醛類物質快速增加,其相對含量依次為對照樣>山梨酸鉀樣品>硼酸樣品,對照樣不飽和醛類相對含量于2月達到最大,而后呈下降趨勢;山梨酸鉀和硼酸樣品貯藏6個月時不飽和醛類相對含量達到最高值,其中山梨酸樣品>鉀硼酸樣品。因醛類化合物是腌制品中是主要的氧化產物,由此判斷三種樣品脂質氧化的強弱順序依次為對照樣>山梨酸鉀樣品>硼酸樣品。這一結果與TBA分析結果相一致。

表1 鱘魚籽醬冷藏期間揮發性成分及其百分組成(%)Table 1 Volatile compounds and the opposite percentage in caviars during cold storage(%)

注：“-”為未檢出;S0,SA,SB分別代表對照組、山梨酸鉀組及硼酸組。

3 討論

3.1 理化指標變化

鱘魚籽蛋白質含量高達25.55%,脂質含量達16.22%,由其制成的魚籽醬產品是典型的高蛋白、高脂肪類的生食制品[14]。根據生產經驗,純鹽腌制鱘魚籽醬通常在2月時形成良好的品質,3月后品質開始劣化,添加硼酸后產品貯藏期限可延長到6個月,由此認為,鱘魚籽醬產品在貯藏過程中經歷兩個階段,第一階段是產品在鹽的作用下形成特殊的品質特征,第二階段是產品開始劣化,逐漸出現腐敗變質現象。研究表明,低溫冷藏條件下,純鹽樣品貯藏3個月左右TVB-N變化比較平緩,4個月后呈現明顯的上升趨勢;硼酸樣品在貯藏過程中TVB-N基本保持穩定。大量研究證明,肉質品蛋白質易受酶及微生物的作用而分解,產生氨以及胺類等具有揮發性的含氮物質[15],導致產品TVB-N值增加,由此說明硼酸在控制蛋白分解方面起到一定的積極作用。雖然鱘魚籽醬脂肪含量較高,利于脂肪氧化反應的發生,且低鹽腌制也對TBA的形成有一定的促進作用[16],貯藏前3個月三組樣品TBA差異不明顯,3個月后三組樣品TBA值才略有分化,但山梨酸鉀組與硼酸組差異并非顯著(p>0.05)。推測硼酸對鱘魚籽醬樣品的影響主要在于控制蛋白質水解,對脂質氧化控制能力略弱,因前期魚籽醬脂質適度氧化在一定程度上有利于產品風味的形成,故而在開發鱘魚籽醬新型品質控制技術時脂肪氧化控制不宜過于強烈,以免影響產品風味。

3.2 氣味變化

揮發性物質因其自身的分子結構差異導致其氣味特征和氣味閾值的不同。醛類物質閾值較低,且與其它物質存在很強的風味疊加效應,因而對風味的貢獻大。本研究初始樣品中醛類物質比重僅次于烷烴類化合物,貯藏2個月時比重由25%增加至50%以上,其中具有青草、脂肪或水果的香味的不飽和醛類多在貯藏過程中生成,這些成分的氣味描述與濃度有關[17]。辛醛、壬醛、庚醛在原始鱘魚籽醬中有檢出,說明該成分有可能體現樣品固有風味;貯藏2個月后受脂肪氧化影響壬醛、庚醛及癸醛含量明顯增加,相對含量依次為對照樣>山梨酸鉀樣品>硼酸樣品;不飽和醛類檢出種類及比例增加,促進鱘魚籽醬特有青香、膩滑油脂風味的形成,對照樣不飽和醛類相對含量于2月達到最大,而后呈下降趨勢,山梨酸鉀和硼酸樣品貯藏6個月時不飽和醛類相對含量達到最高值,其中山梨酸鉀樣品>硼酸樣品。黃卉等人的研究報道也表明醛類物質是養殖鱘魚籽醬的主要特征揮發性物質,2,4-庚二烯醛、2-辛烯醛、2,4-癸二烯醛等是在貯藏過程中新生成的,這些烯醛化合物閾值較低,為多不飽和脂肪酸的氧化降解產物,其氣味特征是果香和清香,以及明顯的脂肪香氣[7]。

醇類物質一般來源于糖、氨基酸以及醛類物質的還原[18]。通常閾值較高,除非濃度較高,否則對氣味影響極小[19]。實驗中雖然只檢測到2種醇類物質,但貯藏其間所占比重變化明顯,對照樣、添加山梨酸鉀及添加硼酸樣品貯藏4個月后檢出,醇類物質含量分別為34.3%、50.6%和63.4%,相對濃度較高,因此對魚肉特征風味的貢獻不可忽視,是鱘魚籽醬后期香味的主要貢獻成分,從兩種醇類相對含量初步分析硼酸對樣品醇香味的生成貢獻較多。

烴類物質中主要的飽和烷烴有十四烷,十五烷和辛烷等,所占比重較低,這類物質閾值普遍較高,對氣味整體貢獻不大;不飽和烴的種類及比例都比較高,其中典型代表有α-蒎烯、長葉烯、石竹烯及苯類等,根據黃卉[7]等人的報道,這類不飽和烴類閾值普遍較高,對風味貢獻不大,但這些不飽和烴類可進一步氧化生成醛、酮類物質,是風味成分的潛在貢獻物質。對照組中的鱘魚籽醬烴類物質先減少后增加,這與醛類物質的變化趨勢正好相反,這可能是由于烴類物質尤其是烯烴類物質在一定條件下形成了醛類物質[21]。苯類等芳香族化合物來源尚不明確,但在扇貝及鯛魚等樣品中都有檢出。

對于酮類物質,所有的鱘魚籽醬逐漸減少,到貯藏6個月后,酮類物質百分含量最低。和醛類物質變化相似,貯藏期間,酮類物質降低明顯。低溫貯藏對脂肪氧合酶的抑制作用,導致多不飽和脂肪酸降解產物含量降低,這些降解產物大多是揮發性羰基化合物和醇類[20]。酯類化合物由脂質代謝生成的羧酸和醇經酯化反應而形成,酯類大多給予魚籽醬一種果香或脂香味。

4 結論

鱘魚籽醬初始樣品中揮發性成分主要為辛醛、壬醛、庚醛等飽和醛類,在蛋白水解及脂質氧化的作用下,不飽和醛類2,4-庚二烯醛、2-辛烯醛等含量逐漸增加，2,4-癸二烯醛含量有所下降,特征風味以魚腥味、青草味、脂肪味為主,后期對氣味貢獻較大的為醇類物質,其特征氣味為脂香味。山梨酸鉀和硼酸對蛋白水解及脂肪氧化均有一定的延緩作用,其中硼酸對TVB-N及TBA指標的控制略強于山梨酸鉀。

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Effect of potassium sorbate and boric acid on quality of sturgeon caviar during cold storage

WEI Ya,LI Lai-hao,YANG Xian-qing,ZHAO Yong-qiang,CEN Jian-wei, WANG Jin-xu,YANG Shao-ling,HAO Shu-xian*

(South China Sea Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences;National R&D Center For Aquatic Product Processing;Key Laboratory of Aquatic Product Processing,Ministry of Agriculture,Guangzhou 510300,China)

The effect of chemical preservation as potassium sorbate and boric acid on quality character of sturgeon caviar during cold storage was studied by analysis of TVB-N,TBA and volatile compounds. The results showed that three kinds of sturgeon caviar samples had obvious decomposition of protein and fat oxidation phenomenon. TVB-N increased slowly to 20 mg/100 g in 3 month storage for control and potassium sorbate samples,which reached the limited level of sturgeon caviar standard. After then TVB-N for control sample increased rapidly,which were significantly difference from potassium sorbate sample. Boric acid had obvious inhibitory effect on TVB-N(p<0.05),which reach the limited level of 20 mg/100 g in 6 month. Boric acid inhibited the increase of TBA,but no significant difference were found between potassium sorbate sample and boric acid sample(p>0.05). The contents of volatile compounds were the highest at 3 month. The major odors of sturgeon caviar were confirmed as fishy,grassy-fatty,which were mostly contributed by aldehydes during earlier stage. Scent of grease was dominated by alcohols and aldehydes during later stage.Potassium sorbate and boric acid delayed the flavor formation of sturgeon caviar. Effect of potassium sorbate on sturgeon caviar protein hydrolysis and fat oxidation were slightly weaker than the boric acid. Further explore for cooperation of additivities were needed.

sturgeon caviar;storage;quality;volatile compounds

2017-01-13

魏涯(1983-)，女，碩士，助理研究員，研究方向:水產品加工與質量安全研究，E-mail:weiya1009@gmail.com。

*通訊作者:郝淑賢(1972-)，女，博士，研究員，研究方向: 水產品加工與質量安全研究，E-mail:susanbao2001@163.com。

國家現代農業產業技術體系(CARS-49)。

TS255.1

A

1002-0306(2017)15-0280-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.15.052