響應(yīng)面法優(yōu)化海鱸魚片脫腥工藝

張海燕，吳燕燕，李來好，楊賢慶，林婉玲，胡曉，魏涯

1(廣東海洋大學 食品學院，廣東 湛江，524088) 2(中國水產(chǎn)科學研究院，南海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品加工重點實驗室，廣東 廣州，510300)

海鱸(Lateolabraxjaponicas)又名花鱸、日本真鱸、七星鱸等，在朝鮮及日本的近岸淺海、中國東海、南海、渤海等沿海地區(qū)分布較為廣泛,是我國最重要的海水魚類之一[1]。隨著海鱸育種的成功，我國近幾年海鱸養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，2017年海鱸養(yǎng)殖產(chǎn)量已達15.7萬t[2]。海鱸魚肉質(zhì)潔白，骨刺較少，富含蛋白質(zhì)、必需氨基酸、鮮味氨基酸、不飽和脂肪酸、微量元素等[3-4]，是人類獲取優(yōu)質(zhì)蛋白脂肪的理想食材[5-6]。然而，海鱸魚特殊的腥味和土腥味限制了其加工制品的銷售，影響了加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn),魚肉的腥味成分主要是一些揮發(fā)性物質(zhì)，如醇、酮、醛、烴、呋喃、硫醚、萘、萜烯衍生物等[7]。腥味形成的機理主要包括氧化三甲胺的分解、脂肪酸的自動氧化分解、前體物質(zhì)高溫分解和微生物代謝產(chǎn)物蓄積等[8]。

目前針對魚肉脫腥的方法，主要有感官屏蔽法、物理法、化學法和生物法等[8]。感官屏蔽脫腥法是采用一些香辛調(diào)味料來掩蓋魚制品的腥味，如添加姜、蔥、蒜等不僅能減弱腥味，還能起到增香作用，但同時也為產(chǎn)品帶來了其他的味道；物理脫腥法則是采用吸附法、包埋法和輻照法等，可有效去除腥味，應(yīng)用范圍廣；化學脫腥法包括有機溶劑萃取法、酸堿鹽法、抗氧化劑法和臭氧法，脫腥效果較好，但易造成化學物質(zhì)的殘留且對產(chǎn)品品質(zhì)影響較大；生物脫腥法主要采用酶或微生物等技術(shù)，在發(fā)酵過程中，通過微生物的代謝產(chǎn)物改良產(chǎn)品的風味，該方法用在魚糜制品和水解液中較多，且在脫腥效果及其他方面優(yōu)于前幾種方法。

裴斐等[9]將魚肉片浸泡在60 g/L的食鹽溶液中，30 min后用流水漂洗2～3 min后可有效去除魚腥味。劉承初等[10]對雙鰭舵鰹魚廢棄物的自溶回收液用低含量的活性炭(0.25%～1.0%)進行吸附處理后，達到了較好的脫腥效果。徐永霞等[11]對海藻糖溶液處理白鰱魚進行了相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)對白鰱魚不僅起到了很好的脫腥效果，而且也起到了明顯的抑菌作用。曾少葵等[12]使用乳酸菌對羅非魚酶解液進行發(fā)酵，得出乳酸菌能有效減弱酶解液的腥味，而且發(fā)酵后增加的酯類、辛酸及十六醛等物質(zhì)能明顯改善酶解液的風味。徐永霞等[13]采用天然抗氧化劑茶多酚對帶魚進行脫腥處理，并通過正交實驗優(yōu)化得到最佳脫腥工藝：茶多酚溶液濃度0.3%、浸泡時間70 min、浸泡溫度40 ℃。研究者們不僅研究了單一脫腥液的脫腥效果，而且對復(fù)合脫腥液的脫腥效果也做了大量的研究[8，14],也有研究者對一些新型脫腥技術(shù)進行研究，如崔炳群等[15]采用微膠囊技術(shù)制備魚肝油軟糖并對此做了相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)微膠囊技術(shù)在掩蓋腥味方面起到了很好的作用。

酵母提取物是以啤酒廢棄酵母及鮮酵母為原料，經(jīng)一定工藝精制而成，具有很好的安全性，同時其具有一定的去腥效果[16-17]，而新鮮薄荷葉也具有很好地去腥功能，本研究以海鱸魚為研究對象，以感官評分為評價指標，通過單因素研究在(15±2)℃條件下，酵母提取物含量、薄荷香精含量、料液比、脫腥浸泡時間對新鮮海鱸魚片的脫腥效果，并在此基礎(chǔ)上，進一步優(yōu)化脫腥工藝參數(shù),尋找一種簡易且操作方便實用型可產(chǎn)業(yè)化的新鮮海鱸魚片脫腥新方法。

1 材料與方法

1.1 原料和主要試劑

鮮活海鱸魚：購自廣州華潤萬家超市，每尾約400～600 g，體長25～35 cm。

酵母提取物(KA66)，湖北安琪酵母股份有限公司；薄荷香精(食品級，液體)，太倉宏洋進出口有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BS124S型電子天平，德國賽多利斯公司；AS10200AT超聲波清洗器，天津奧特賽恩斯儀器有限公司；DHG-9145A型電熱恒溫鼓風干燥器，上海一恒科學儀器有限公司；固相微萃取裝置、PDMS/DVB 65 um萃取頭、15 mL頂空樣品瓶，美國Supelco公司；GCMS-QP2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，日本島津儀器公司。

1.3 海鱸魚前處理

選取大小規(guī)格相近的海鱸魚，切割魚頭，沿著脊椎骨切至魚尾位置，取魚片(30±3)g，清洗后的魚片瀝干備用。

1.4 海鱸魚片脫腥單因素實驗

1.4.1 料液比對海鱸魚片脫腥效果的影響

在(15±2)℃，浸泡50 min，酵母提取物質(zhì)量濃度為1.0 g/L的條件下，研究料液比分別為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5(g∶mL)時對海鱸魚片的脫腥效果。

1.4.2 酵母提取物質(zhì)量濃度對海鱸魚片腥味的影響

在(15±2)℃，料液比1∶3(g∶mL)，浸泡50 min的條件下，研究酵母提取物質(zhì)量濃度分別為0.2、0.5、1.0、1.5、2.0 g/L時的脫腥效果，并以不添加酵母提取物為空白對照組。

1.4.3 浸泡時間對海鱸魚肉腥味的影響

在(15±2)℃，料液比1∶3(g∶mL)，酵母提取物的質(zhì)量濃度為1.0 g/L的條件下，研究浸泡時間分別為20、30、40、50、60 min時對海鱸魚片脫腥效果的影響。

供不應(yīng)求，幾乎一直是當時的常態(tài)。這一方面與康師傅打造的全新產(chǎn)品品類有關(guān)，另一方面也是因為趕上了改革開放后中國經(jīng)濟快速騰飛的黃金時期，康師傅由此成功崛起為一家民族品牌巨頭。

1.4.4 薄荷香精體積分數(shù)對海鱸魚肉腥味的影響

在(15±2)℃，料液比1∶3(g∶mL)，浸泡時間為50 min，酵母提取物質(zhì)量濃度為1.0 g/L的條件下，研究薄荷香精體積分數(shù)分別為0.004%、0.006%、0.008%、0.01%、0.012%時對海鱸魚片的脫腥效果。

1.5 響應(yīng)面優(yōu)化脫腥工藝實驗

綜合單因素脫腥實驗的試驗結(jié)果，采用BBD模型設(shè)計及原理，以酵母提取物質(zhì)量濃度、薄荷香精體積分數(shù)、浸泡時間為自變量，以腥味感官評分分數(shù)(Y1)和海鱸魚感官評分分數(shù)(Y2)為響應(yīng)值，研究各自變量及其交互作用對感官評分值的影響，利用Design Expert 8.0.6對實驗結(jié)果進行回歸擬合及方差分析，實驗因素水平如表1所示。

表1 響應(yīng)面試驗因素及水平Table 1 Analytical factors and levels for responsesurface method

1.6 揮發(fā)性成分測定

參照林婉玲等[18]方法，略有修改。準確稱取絞碎的魚肉樣品1.00 g于15 mL頂空瓶中，加入5 mL飽和NaCl溶液，加入磁轉(zhuǎn)子，于65 ℃磁力攪拌器上加熱平衡10 min后，用已活化好的65 μm PDMS/DVB萃取頭頂空吸附40 min，迅速將萃取頭插入氣相色譜儀的進樣口，解吸10 min。

氣相色譜條件：采用DB-5MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm)色譜柱；進樣口溫度為250 ℃，載氣(He)流速1.0 mL/min，采用恒線速度，分流比為1∶20；程序升溫：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。

質(zhì)譜條件：離子源溫度230 ℃，電子能量70 eV；質(zhì)量掃描范圍m/z35～350。

1.7 感官評定

采用腥味感官評分標準和海鱸魚感官評價標準對脫腥效果進行評定。選取6名評定員，評定前，先向各評定員提出具體的規(guī)定，并對評價標準有一致的理解。腥味感官評分法如表2所示采用5分制，分值越小，腥味越重，反之，腥味越淡，感官分數(shù)為6名評定員感官評分的平均值；海鱸魚感官評價標準如表3所示，魚片經(jīng)100 ℃煮熟3 min后，對樣品進行品嘗并從海鱸魚片的外觀、色澤、氣味、質(zhì)地4個方面進行評價，總分為100分，3次重復(fù)，取平均值。

表2 腥味感官評分標準Table 2 Scoring standard of sensory test

表3 海鱸魚的感官評價標準Table 3 Criteria for sensory evaluation of Lateolabrax japonicas

1.8 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel對數(shù)據(jù)進行整理, SPSS軟件進行統(tǒng)計分析，采用Design Expert 8.0.6軟件對響應(yīng)面數(shù)據(jù)進行分析，利用計算機NIST 05a. L譜庫數(shù)據(jù)庫檢索，與質(zhì)譜圖庫中的標準譜圖進行比較，確認揮發(fā)性成分，各成分的相對含量按面積歸一化法進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 料液比對海鱸魚片脫腥效果的影響

圖1 料液比對海鱸魚腥味的影響Fig.1 Effect of solid-liquid ratio on fishy smell ofLateolabrax japonicas

2.2 酵母提取物質(zhì)量濃度對海鱸魚片腥味的影響

從圖2可以看出，隨著酵母提取物質(zhì)量濃度的升高，腥味感官評分開始上升，即腥味越來越弱，當酵母提取物質(zhì)量濃度為1.0 g/L以后，腥味感官評分基本保持不變，即腥味變化不明顯，所以，隨著酵母提取物質(zhì)量濃度的升高，酵母提取物中含有特殊香氣的呈味物質(zhì)在一定程度上掩蓋了海鱸魚片的腥味，而當酵母提取物質(zhì)量濃度過高時，魚肉本身會殘留濃重的酵母味，影響海鱸魚片本身的氣味，故選取質(zhì)量濃度為1.0 g/L的酵母提取物時，脫腥效果最佳。

圖2 酵母提取物質(zhì)量濃度對海鱸魚腥味的影響Fig.2 Effect of yeast extract addition on fishy odor ofLateolabrax japonicas

2.3 薄荷香精體積分數(shù)對海鱸魚肉腥味的影響

如圖3所示，隨著薄荷香精體積分數(shù)的升高，腥味感官評分呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢，即當體積分數(shù)從0增加到0.01%時，腥味呈明顯下降趨勢，而當體積分數(shù)從0.01%增加到0.012%時，腥味下降不明顯，說明并不是薄荷香精體積分數(shù)越大越好，可能由于薄荷香精中的薄荷醇起到了除臭、去腥等作用，從而降低了海鱸魚片的腥味，但若薄荷香精體積分數(shù)過大，就會殘留較強的薄荷味，影響去腥效果，故薄荷香精體積分數(shù)在0.008%～0.012%脫腥效果較好。

圖3 薄荷香精體積分數(shù)對海鱸魚腥味的影響Fig.3 Effect of mint essence addition on fishy odor ofLateolabrax japonicas

2.4 浸泡時間對海鱸魚片腥味的影響

如圖4所示，當酵母提取物脫腥液濃度不變時，隨著浸泡時間的延長，腥味感官評分逐漸增大，即腥味呈現(xiàn)下降趨勢，當浸泡時間達到50 min后，腥味感官評分無明顯變化，即腥味變化不明顯，海鱸魚片在脫腥液中浸泡時間過長也會對魚肉的質(zhì)地造成不良影響，綜合考慮選擇最佳浸泡時間為40 min。

圖4 浸泡時間對海鱸魚腥味的影響Fig.4 Effect of soak time on fishy odor ofLateolabrax japonicas

2.5 復(fù)合脫腥液響應(yīng)面優(yōu)化實驗

實驗方案設(shè)計與結(jié)果見表4。

表4 響應(yīng)面實驗設(shè)計及結(jié)果Table 4 Design matrix and experiment results of responsesurface method

利用Design Expert 8.0.6對實驗結(jié)果進行回歸擬合及方差分析，得到以腥味感官評分(Y1)和海鱸魚感官評分(Y2)為響應(yīng)值，薄荷香精體積分數(shù)(A)、浸泡時間(B)、酵母提取物質(zhì)量濃度(C)的多元二次回歸方程：

Y1=4.94+0.11A+0.19B+0.075C+0.18AB+0.10AC+0.15BC-0.21A2-0.31B2-0.38C2;

Y2=91.20+0.43A+0.48B+0.050C-0.050AB-0.35AC-0.15BC-0.73A2-1.08B2-1.57C2

為檢驗回歸方程有效性，對回歸模型進行方差分析和顯著性檢驗，如表5、表6所示。

表5 腥味感官評分回歸模型的方差分析結(jié)果Table 5 Analysis of variance analysis of the sensoryscore regression model

注：*差異顯著，P<0.05；**差異極顯著，P<0.01。下同。

表6 海鱸魚感官評分回歸模型的方差分析結(jié)果Table 6 Analysis of variance analysis of regression modelof Lateolabrax japonicas sensory score

結(jié)果表明，回歸模型差異極顯著(P<0.01)，失擬項P>0.05，差異不顯著，說明該模型適用于模擬響應(yīng)值與各因素之間的關(guān)系，且R2分別為0.935 0、0.971 9，說明方程與實際情況擬合較好，由F值可看出該模型顯著，即所選的因素顯著影響腥味感官評分和海鱸魚感官評分的變化，故用該模型對海鱸魚片脫腥工藝進行優(yōu)化是比較合理的。

由圖5可知，當浸泡時間固定不變時，隨著薄荷香精體積分數(shù)的增加，腥味感官評分與海鱸魚感官評分都增大，當薄荷香精體積分數(shù)達到0.01%時，腥味感官評分與海鱸魚感官評分達到最大值，繼續(xù)增大薄荷香精的體積分數(shù)，由于薄荷香精氣味過大，掩蓋了魚肉本身的味道，導(dǎo)致感官評分降低，因此，在整個過程中隨著薄荷香精體積分數(shù)的增加，感官評分呈現(xiàn)增大后減小的趨勢。

圖5 薄荷香精體積分數(shù)與浸泡時間的交互作用對感官評分的影響Fig.5 Response surface of sensory evaluation scores affected by mint essence cocentration and soak time

由圖6可知，當薄荷香精體積分數(shù)固定不變時，隨著酵母提取物質(zhì)量濃度的增加，腥味感官評分與海鱸魚感官評分都增大，當酵母提取物質(zhì)量濃度達到約1.0 g/L時，腥味感官評分與海鱸魚感官評分達到最大值，繼續(xù)增大酵母提取物的質(zhì)量濃度，由于酵母提取物的氣味過重，導(dǎo)致感官評分降低，因此，在整個過程中，隨著酵母提取物質(zhì)量濃度的增加，感官評分呈現(xiàn)增大后減小的趨勢。

圖6 薄荷香精體積分數(shù)與酵母提取物質(zhì)量濃度的交互作用對感官評分的影響Fig.6 Response surface of sensory evaluation scores affected by mint essence addition and yeast extract addition

由圖7可知，當酵母提取物質(zhì)量濃度固定不變時，隨著浸泡時間的延長，腥味感官評分與海鱸魚感官評分都增大，當浸泡時間達到41 min，感官評分達到最大值，繼續(xù)延長浸泡時間時，魚肉本身的氣味逐漸消失，導(dǎo)致感官評分降低，因此，在整個過程中，隨著浸泡時間的延長，感官評分呈現(xiàn)增大后減小的趨勢。

圖7 浸泡時間與酵母提取物質(zhì)量濃度的交互作用對感官評分的影響Fig.7 Response surface of sensory evaluation scores affected by yeast extract concentration and soak time

優(yōu)化得到脫腥工藝條件為：薄荷香精體積分數(shù)為0.01%，酵母提取物質(zhì)量濃度為1.0 g/L，浸泡時間為41.6 min，在上述條件下，由響應(yīng)面模型預(yù)測的腥味感官評分為5.01，海鱸魚感官評分為91.28，為了驗證模型可行性，結(jié)合實際情況以薄荷香精體積分數(shù)為0.01%，酵母提取物質(zhì)量濃度為1.0 g/L，浸泡時間為42 min，經(jīng)過3次重復(fù)試驗，腥味感官評分為5，海鱸魚感官評分為89.8，與預(yù)測結(jié)果比較相近，說明模型可以很好地反映海鱸魚片脫腥的最佳工藝條件。

2.6 海鱸魚片脫腥前后主要的揮發(fā)性成分變化

如表7所示，海鱸魚片經(jīng)薄荷香精和酵母提取物溶液浸泡脫腥后，魚腥味明顯減弱，主要體現(xiàn)在醛類、酮類物質(zhì)大幅度減少，這與朱小靜等[19]對鱸魚經(jīng)香菜香茅脫腥后揮發(fā)性風味化合物分析結(jié)果相似。其中己醛和庚醛等也被證實具有一定的魚腥味[20]，酮類物質(zhì)對腥味也有增強作用[21]。

表7 脫腥處理前后主要揮發(fā)性成分峰面積的變化Table 7 Change of peak area of main volatile componentsbefore and after deodorization treatment

另外海鱸魚片經(jīng)脫腥后其風味物質(zhì)又增加了L-薄荷酮、薄荷醇、左旋香芹酮、百里香酚、1-辛醇等物質(zhì)，其中L-薄荷酮、薄荷醇、左旋香芹酮是薄荷香精的主要成分[22]，因此這些薄荷香精的揮發(fā)性香氣成分的增加，可能對海鱸魚片的腥味起到了掩蓋作用，同時也有研究[23]表明，通常醇類物質(zhì)對風味的掩蓋具有一定的作用，本研究中1-辛醇的增加，也增強了掩蓋腥味作用。

3 討論

本文采用酵母提取物[24]對海鱸魚肉進行脫腥，達到了很好的脫腥效果，而其他研究者也用酵母提取物做了相關(guān)的脫腥研究，如武利剛等[16]研究比較了活性炭和酵母粉對蝦頭、蝦殼水解液脫腥、脫苦的效果，發(fā)現(xiàn)酵母粉的脫腥效果要優(yōu)于活性炭，且當添加量為3%，處理溫度為30 ℃，時間為60 min時，效果最佳，由此可看出該實驗的處理時間要遠長于本實驗的浸泡時間，這可能是由于處理的魚品種不同，導(dǎo)致腥味脫除時間不一樣。另外錢攀等[17]比較了活性炭吸附法、β-CD包埋法、紅茶浸泡法和酵母發(fā)酵法對鰱魚魚肉的脫腥效果，發(fā)現(xiàn)酵母脫腥法與其他3種方法相比，雖沒有明顯降低腥味物質(zhì)的含量，但經(jīng)酵母脫腥法處理后的魚肉感官評分顯示魚肉腥味明顯降低，且魚肉附有一股特殊的香味，由此說明了酵母提取物脫腥只是掩蓋腥味，并沒有發(fā)生相關(guān)的化學反應(yīng)，并沒有從根本上減少魚肉中的腥味物質(zhì)。

薄荷主要成分包括黃酮、揮發(fā)油和酚類等[25]，且具有抗菌、抗炎和抗氧化等作用[26]，通常以薄荷香精的形式添加到產(chǎn)品中。薄荷香精是一種常用的涼味添加劑，具有除臭、去腥、抑菌、防腐、增加風味的功效[27]，也因香氣清新，廣泛應(yīng)用于牙膏、飲料、糕點、日用化妝品和煙酒等產(chǎn)品[28-29]。本實驗采用薄荷香精對海鱸魚進行脫腥，效果較好，這可能是由于以上薄荷香精中的主要成分起了作用，使魚肉腥味大大降低。

4 結(jié)論

采用酵母提取物與薄荷香精復(fù)合溶液可以降低海鱸魚片的腥味，優(yōu)化得到適宜的脫腥條件為:薄荷香精體積分數(shù)為0.01%，酵母提取物質(zhì)量濃度為1.0 g/L，浸泡時間為42 min，該工藝采用天然脫腥劑，處理條件溫和，脫腥效果明顯，通過比較脫腥前后海鱸魚片主要揮發(fā)性成分峰面積的變化，結(jié)果表明脫腥后風味物質(zhì)種類基本不變，其中己醛、2-己烯醛、庚醛、E-2-壬烯醛、癸醛、3,5-辛二烯-2-酮等腥味物質(zhì)含量明顯降低。該工藝技術(shù)應(yīng)用方便快捷，適合在產(chǎn)業(yè)中使用，從而提升海鱸加工產(chǎn)品的風味品質(zhì)。