Friedman檢驗(yàn)和多重分析方法在制備南極磷蝦液態(tài)香精中的應(yīng)用

許丹，丁國(guó)芳，朱俊向，陳瑜，王世光，張小軍*

(1.浙江省海洋水產(chǎn)研究所，浙江 舟山 316021；2.農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)漁場(chǎng)漁業(yè)資源科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，浙江 舟山 316021；3.浙江省海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 舟山316021；4.浙江海洋大學(xué) 食品與醫(yī)藥學(xué)院，浙江 舟山 316000)

目前，我國(guó)食用香精總體趨勢(shì)是對(duì)主要產(chǎn)品需求的增加和生產(chǎn)能力的擴(kuò)大。我國(guó)食用香精雖然發(fā)展迅速，但也面臨一些問(wèn)題，主要體現(xiàn)為：品種少，缺乏核心競(jìng)爭(zhēng)力，生產(chǎn)規(guī)模小，生產(chǎn)裝備水平低，工藝較落后，深加工能力不足，需要提高香精香料質(zhì)量，有關(guān)《食用香精良好生產(chǎn)規(guī)范》亟須出臺(tái)等[1]。由此可見(jiàn)，隨著香精行業(yè)的發(fā)展，一方面，促進(jìn)了食品行業(yè)的發(fā)展；另一方面，在食用香精的生產(chǎn)中也面臨著諸多問(wèn)題。因此，食用香精行業(yè)的宏觀管理有待改善，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)需要調(diào)整，生產(chǎn)技術(shù)有待改進(jìn)。在今后的發(fā)展中，要加大科技投入，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，規(guī)范市場(chǎng)，加強(qiáng)企業(yè)業(yè)務(wù)管理，增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

南極磷蝦(Euphausiasuperba)儲(chǔ)量巨大，全球有6.5～10億噸的資源總量，每年可捕撈量約為4500～10000萬(wàn)噸[2]。南極磷蝦營(yíng)養(yǎng)豐富，具有低脂肪，高蛋白，氨基酸組成均衡，富含不飽和脂肪酸類亞油酸、亞麻酸等及鈣、鉀、鎂等多種礦物質(zhì)元素，且類胡蘿卜素含量非常高等特點(diǎn)[3,4]，是21世紀(jì)全世界重要的蛋白質(zhì)資源之一[5]。南極磷蝦風(fēng)味獨(dú)特，適合加工成海鮮調(diào)味料，隨著加工技術(shù)的逐漸成熟，南極磷蝦資源所蘊(yùn)含的巨大開(kāi)發(fā)潛力被各國(guó)重視。但酶解產(chǎn)物中氟含量較高、滋味單一、醇厚感不足且香味較淡，需先脫氟再進(jìn)行風(fēng)味改良才能應(yīng)用于食品調(diào)味料行業(yè)，通過(guò)風(fēng)味改良技術(shù)，對(duì)南極磷蝦的酶解產(chǎn)物進(jìn)一步加工，可得到滋味濃厚、香氣馥郁的反應(yīng)產(chǎn)物，進(jìn)而開(kāi)發(fā)為特色海鮮調(diào)味料。

Friedman檢驗(yàn)是利用秩次和秩和對(duì)排序后的產(chǎn)品進(jìn)行差異檢驗(yàn)的一種方法，常用于醫(yī)學(xué)的統(tǒng)計(jì)分析[6,7]，徐樹(shù)來(lái)等[8]利用此方法分析樣品甜度；呂艷春等[9]將Friedman檢驗(yàn)法結(jié)合加權(quán)評(píng)分法應(yīng)用于食醋的感官評(píng)價(jià)中，但將Friedman檢驗(yàn)法應(yīng)用于產(chǎn)品中較為少見(jiàn)。

本研究以實(shí)驗(yàn)室前期試驗(yàn)得到的南極磷蝦低氟酶解液為反應(yīng)底物，通過(guò)添加還原糖類、氨基酸等其他反應(yīng)產(chǎn)物利用美拉德反應(yīng)制備液態(tài)風(fēng)味制品，采用單因素試驗(yàn)，并通過(guò)Friedman檢驗(yàn)和多重分析方法評(píng)判液態(tài)香精風(fēng)味并篩選反應(yīng)底物和最佳反應(yīng)條件。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

南極磷蝦：由作業(yè)船在南極海域捕撈，捕撈后迅速保存在-30 ℃冰柜中，冷凍方式：運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室，貯藏于超低溫冰箱中備用。

1.2 實(shí)驗(yàn)試劑

動(dòng)物蛋白水解酶(2×105U/g)、風(fēng)味蛋白酶(1×105U/g)：食品級(jí)，諾維信(中國(guó))生物技術(shù)有限公司。

D-木糖、D-葡萄糖、D-果糖、丙氨酸、L-半胱氨酸、麥芽糊精、HVP：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，以上試劑均為食品級(jí)。

1.3 實(shí)驗(yàn)儀器

DF-101S 集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 邦西儀器科技(上海)有限公司；AL204 電子天平 瑞士梅特勒-托利多公司；DHG-9123A 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；PT-10 pH計(jì) 美國(guó)Sartorious公司；LG10-2.4A高速離心機(jī) 北京醫(yī)用離心機(jī)廠；W205B 電熱恒溫水浴鍋 上海申勝生物技術(shù)有限公司。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 南極磷蝦酶解液美拉德產(chǎn)物的制備

以南極磷蝦低氟酶解液為底物(實(shí)驗(yàn)室前期試驗(yàn)制得)，添加一定量還原糖類、氨基酸等其他反應(yīng)底物，在100 ℃下反應(yīng)60 min。

1.4.2 產(chǎn)品風(fēng)味的評(píng)價(jià)

采用Friedman檢驗(yàn)排序法對(duì)產(chǎn)品的風(fēng)味進(jìn)行評(píng)價(jià)。選7名感官評(píng)定員，根據(jù)對(duì)不同試驗(yàn)條件下南極磷蝦風(fēng)味產(chǎn)品的嗜好進(jìn)行排序。此方法可用于消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)物的特性(色澤、香氣等)的可接受性調(diào)查。使用Friedman檢驗(yàn)對(duì)不同樣品之間是否具有顯著性差異做出判斷，再采用多重分析方法確定樣品間的差異程度。

根據(jù)Friedman檢驗(yàn)程序可以對(duì)被檢驗(yàn)樣品之間進(jìn)行顯著性差異比較，計(jì)算公式如下：

(1)

式中：P為評(píng)價(jià)員數(shù)，S為樣品數(shù)，Ri為P個(gè)評(píng)價(jià)員對(duì)S個(gè)樣品評(píng)價(jià)的秩和。

1.4.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS、Friedman檢驗(yàn)及多重分析方法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

南極磷蝦經(jīng)酶解后生成多種氨基酸和肽，營(yíng)養(yǎng)成分更加豐富，以此為原料通過(guò)熱反應(yīng)制備的南極磷蝦液態(tài)香精屬天然調(diào)味料類，營(yíng)養(yǎng)無(wú)害，氣味純正、逼真、豐滿，香氣濃郁誘人。而南極磷蝦含有的高營(yíng)養(yǎng)，更可以為企業(yè)實(shí)現(xiàn)除南極磷蝦飼料外的經(jīng)濟(jì)效益。由此可知，以經(jīng)過(guò)蛋白酶酶解的南極磷蝦水解液為反應(yīng)基液，由美拉德反應(yīng)最終制備的調(diào)味品，兼具調(diào)香調(diào)味和營(yíng)養(yǎng)保健功能。

2.1 還原糖種類對(duì)南極磷蝦美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味的影響

在美拉德反應(yīng)中，戊糖的反應(yīng)性強(qiáng)于己糖，且戊糖中核糖反應(yīng)性最強(qiáng)，其次是阿拉伯糖和木糖[10]。葡萄糖和木糖價(jià)格便宜且易于獲得，反應(yīng)性好，因此最常用的是葡萄糖和木糖作為美拉德反應(yīng)原料，但二者的美拉德反應(yīng)程度和速度不同，因此對(duì)產(chǎn)物的呈香效果會(huì)有不同的影響。為了得到香氣仿真度最好的產(chǎn)物，本試驗(yàn)分別在南極磷蝦酶解液美拉德反應(yīng)中使用20 g/L的果糖、葡萄糖和木糖，反應(yīng)結(jié)束后，對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 還原糖種類對(duì)南極磷蝦美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味的影響

注：秩次由大到小表示樣品由優(yōu)至劣。

2.2 木糖添加量對(duì)南極磷蝦美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味的影響

確定還原糖的種類后，研究美拉德反應(yīng)中木糖添加量對(duì)南極磷蝦酶解液美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味的影響，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 木糖添加量對(duì)南極磷蝦美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味的影響

注：秩次由大到小表示樣品由優(yōu)至劣。

2.3 半胱氨酸添加量對(duì)南極磷蝦美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味的影響

含硫氨基酸在產(chǎn)生香精過(guò)程中，能為肉香味提供前體物質(zhì)，經(jīng)過(guò)分解產(chǎn)生巰基乙醛，進(jìn)而分解為小分子的呈香物質(zhì)[11,12]。確定還原糖的種類和添加量后，按照同樣的方法，研究美拉德反應(yīng)中半胱氨酸添加量對(duì)產(chǎn)物風(fēng)味的影響，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 半胱氨酸添加量對(duì)南極磷蝦美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味的影響

續(xù) 表

注：秩次由大到小表示樣品由優(yōu)至劣。

2.4 丙氨酸添加量對(duì)南極磷蝦美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味的影響

丙氨酸添加量對(duì)南極磷蝦酶解液美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味的影響，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 丙氨酸添加量對(duì)南極磷蝦美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味的影響

注：秩次由大到，表示樣品由優(yōu)至劣

2.5 麥芽糊精添加量對(duì)南極磷蝦美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味的影響

麥芽糊精添加量對(duì)南極磷蝦酶解液美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味的影響，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 麥芽糊精添加量對(duì)南極磷蝦美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味的影響

注：秩次由大到小表示樣品由優(yōu)至劣。

2.6 HVP添加量對(duì)南極磷蝦美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味的影響

HVP添加量對(duì)南極磷蝦酶解液美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味的影響，其結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 HVP添加量對(duì)南極磷蝦美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味的影響

注：秩次由大到小表示樣品由優(yōu)至劣

3 結(jié)論

圖1 南極磷蝦酶解液和美拉德產(chǎn)物的產(chǎn)品對(duì)比

由圖1可知，南極磷蝦酶解液顏色呈微紅，而南極磷蝦美拉德產(chǎn)物呈淡黃顏色，色澤更為誘人，口感上經(jīng)過(guò)Friedman檢驗(yàn)和多重分析研究，選擇D-木糖20 g/L，半胱氨酸12.5 g/L，丙氨酸20 g/L，麥芽糊精12.5 g/L，HVP 6.25 g/L。按此配方制得的南極磷蝦美拉德反應(yīng)產(chǎn)物滋味濃厚、香氣馥郁，為南極磷蝦作為原料通過(guò)熱反應(yīng)制備南極磷蝦液態(tài)香精奠定了理論基礎(chǔ)。