不同熱殺菌條件對(duì)酸辣花蛤醬風(fēng)味品質(zhì)的影響

步營(yíng)，祝倫偉，朱文慧*，李學(xué)鵬，勵(lì)建榮，劉賀，于志國(guó)

(1.渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧省高校重大科技平臺(tái)“食品貯藏加工及質(zhì)量安全控制工程技術(shù)研究中心”， 遼寧省高等學(xué)校生鮮食品產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，遼寧 錦州 121013；2.丹東泰豐食品有限公司，遼寧 丹東 118300)

花蛤(Ruditapesvariegatus)又稱(chēng)雜色蛤、蜆子等，是一種富含優(yōu)質(zhì)蛋白和多不飽和脂肪酸(PUFA)的貝類(lèi)，DHA和EPA含量豐富，二者共占PUFA的67.82%[1]，具有降血糖和保肝功能[2，3]。目前花蛤多以?xún)銎坊蝓r銷(xiāo)為主，花蛤醬類(lèi)產(chǎn)品極大地?cái)U(kuò)展了原料的應(yīng)用范圍和消費(fèi)群體。酸辣花蛤醬參照實(shí)際生產(chǎn)中同類(lèi)產(chǎn)品殺菌條件處理后發(fā)現(xiàn)色澤、風(fēng)味都明顯劣變，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。色澤在很大程度上能夠反映產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，往往是決定消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)與否的首要因素，而風(fēng)味則更為重要，兩者是評(píng)價(jià)產(chǎn)品的重要指標(biāo)。感官評(píng)定是一種常用的食品評(píng)價(jià)方式，但是由于其主觀性較強(qiáng)并且結(jié)果重復(fù)性差，因此結(jié)果需要結(jié)合現(xiàn)代化儀器設(shè)備的檢測(cè)。眾多研究表明，電子鼻技術(shù)結(jié)合頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法(HS-SPME-GC-MS)是一種分析揮發(fā)性物質(zhì)組成的方法，可對(duì)杏鮑菇[4，5]以及花蛤[6，7]中各種揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行分離、定性、定量分析。

殺菌條件是影響產(chǎn)品品質(zhì)和衛(wèi)生安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，殺菌溫度和時(shí)間的變化直接對(duì)酸辣花蛤醬的感官風(fēng)味品質(zhì)產(chǎn)生影響。本文利用 SPME 提取技術(shù)結(jié)合GC-MS 分析技術(shù)，探究工業(yè)化生產(chǎn)中常用的低溫殺菌(90 ℃，30 min)與高溫殺菌(110 ℃，20 min；115 ℃，15 min)方式對(duì)酸辣花蛤醬色澤以及揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響，以期在延長(zhǎng)貨架期的同時(shí)，減少殺菌過(guò)程對(duì)酸辣花蛤醬風(fēng)味及感官的影響，為其工業(yè)化生產(chǎn)提供理論參數(shù)與依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

花蛤：由遼寧丹東泰豐食品有限公司提供；杏鮑菇、辣椒、食鹽等調(diào)味料：市售。

1.1.2 試劑

平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基：青島海博生物有限公司；氯化鈉(分析純)：天津虔誠(chéng)偉業(yè)科技發(fā)展有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

高精度電子天平 深圳安普特電子科技有限公司；電磁爐 美的集團(tuán)；DL-1型萬(wàn)用電爐 北京中興偉業(yè)儀器有限公司；HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州國(guó)華電器有限公司；LDZX-40SC型滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠；JHG-Q60-P100均質(zhì)機(jī) 上海融合機(jī)械設(shè)備有限公司；SW-CJ-2FD型潔凈工作臺(tái) 蘇凈集團(tuán)蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；LRH-150型生化培養(yǎng)箱 上海一恒科技有限公司；PEN3電子鼻 德國(guó)Airsense公司；CR-400型色彩色差計(jì) 日本Konica Minolta公司；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；SPME裝置、50/30 μm二乙基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷(DVB/CAR/PDS)萃取頭、7890N/5975 GC-MS儀 美國(guó)Agilent公司；20 mL頂空鉗口樣品瓶 美國(guó)Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 酸辣花蛤醬的制備

原料預(yù)處理→炒制→調(diào)味→裝罐→殺菌→檢驗(yàn)。

1.3.2 殺菌條件設(shè)計(jì)

對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行分組，分別為A組(未殺菌組)、B組(殺菌參數(shù)：90 ℃/30 min)、C組(殺菌參數(shù)：110 ℃/20 min)以及D組(殺菌參數(shù)：115 ℃/15 min)，見(jiàn)表1。

表1 殺菌條件Table 1 Sterilization conditions

1.3.3 感官檢驗(yàn)

挑選10名食品專(zhuān)業(yè)人員組成評(píng)審小組，分別從色澤、氣味、滋味方面對(duì)4組樣品進(jìn)行感官評(píng)定，總分100分，最終結(jié)果以平均值表示，結(jié)果保留整數(shù)，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Standards of sensory evaluation

1.3.4 菌落總數(shù)測(cè)定

參照GB 4789.2-2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》進(jìn)行菌落總數(shù)測(cè)定[8]。

1.3.5 色澤測(cè)定

采用CR-400型色彩色差計(jì)測(cè)定L*、a*、b*[9，10]值，其中L*表示明度(L*為0指示黑色，L*為100指示白色)，a*表示顏色的紅綠值(a*負(fù)值指示綠色，a*正值指示紅色)，b*表示顏色的黃藍(lán)值(b*負(fù)值指示藍(lán)色，b*正值指示黃色)，經(jīng)白板校正后測(cè)定4組樣品中杏鮑菇和花蛤的色澤，每組樣品做6次平行，選擇較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)作為處理結(jié)果。

1.3.6 電子鼻分析

電子鼻傳感器由10種金屬氧化物半導(dǎo)體型(metal oxide semiconductor，MOS)化學(xué)傳感元件組成，每型傳感元件對(duì)應(yīng)的主要敏感物質(zhì)見(jiàn)表3。稱(chēng)取5 g樣品于50 mL燒杯中，用保鮮膜封口，室溫下平衡30 min，檢測(cè)條件：取樣間隔1 s，清洗時(shí)間100 s，測(cè)定時(shí)間150 s。每組實(shí)驗(yàn)做3個(gè)平行，本實(shí)驗(yàn)使用設(shè)備自帶WinMuster軟件對(duì)樣品中揮發(fā)性氣味的指標(biāo)信息進(jìn)行分析[11]。

表3 PEN3 型電子鼻標(biāo)準(zhǔn)傳感器陣列性能Table 3 Properties of standard sensor array on PEN3 electronic nose

1.3.7 HS-SPME-GC-MS測(cè)定

1.3.7.1 揮發(fā)性成分的提取

參照徐永霞等[12]的方法略作修改，取破碎后的樣品5 g加入10%的NaCl溶液制成樣液，稱(chēng)取5 g樣液加入20 mL樣品瓶中，放入微型磁力攪拌子并密封后將SPME針插入樣品瓶中，在60 ℃恒溫磁力攪拌器中平衡15 min，使用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭(280 ℃活化30 min)，頂空吸附20 min，插入GC進(jìn)樣口，解吸5 min，分析20 min。

1.3.7.2 GC-MS聯(lián)用條件

GC條件：參照李學(xué)鵬等[13]的方法稍作修改，HP-5MS毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；進(jìn)樣口溫度250 ℃；載氣為He，流速為1.5 mL/min；升溫程序：柱初溫40 ℃，保持2 min，以4 ℃/min升至160 ℃，保持1 min，以10 ℃/min升至250 ℃，保持5 min。不分流模式進(jìn)樣，無(wú)溶劑延時(shí)。MS條件：接口溫度280 ℃；離子源溫度230 ℃；傳輸線溫度250 ℃，四極桿溫度150 ℃；電子能量70 eV；質(zhì)量掃描范圍為m/z 30～550。全掃描方式，掃描速度1.9×102amu/s。

1.3.8 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，采用多重比較分析法對(duì)各處理組進(jìn)行顯著性分析，P<0.05為差異顯著，P<0.01為差異極顯著。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)表2的要求進(jìn)行評(píng)分后結(jié)果為A組88分、B組85分、C組82分、D組75分。憑肉眼可見(jiàn)，3組殺菌組的整體色澤要稍暗于未殺菌組；4組的滋味難以區(qū)分，但是D組的香味濃郁程度明顯不及其他3組，因此繼續(xù)進(jìn)行以下分析。

2.2 菌落總數(shù)測(cè)定結(jié)果

表4 菌落總數(shù)測(cè)定結(jié)果Table 4 Determination results of total number of colony

由表4可知，隨著殺菌溫度的升高，殺菌效果也隨之改善。其中115 ℃/15 min條件下殺菌效果最佳，110 ℃/20 min條件下的殺菌效果略低于前者，兩者殺菌效果較為接近，而90 ℃/30 min條件下殺菌效果明顯低于D組和C組。

2.3 色澤測(cè)定結(jié)果

色澤是影響食品感官的首要因素，食品良好的色澤可以增強(qiáng)人們的食欲，同時(shí)，色澤的改變可以直觀地反映出產(chǎn)品品質(zhì)的變化[14]。

表5 杏鮑菇色澤測(cè)定結(jié)果Table 5 Determination results of Pleurotus eryngii color

注：同行不同肩標(biāo)字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

由表5可知，杏鮑菇在L*(明度)方面，3組殺菌組的明度均出現(xiàn)降低現(xiàn)象，其中C和D兩組相對(duì)于A組之間有顯著差異(P<0.05)，B組和A組差異不顯著(P>0.05)；在a*(紅綠值)方面，3組殺菌組與未殺菌組之間均有顯著性差異(P<0.05)，并且隨著殺菌溫度的升高，紅綠值由負(fù)值變?yōu)檎担瑫r(shí)逐漸增大，原因可能是紅色的醬汁滲入杏鮑菇導(dǎo)致的；在b*(黃藍(lán)值)方面，3組殺菌組均出現(xiàn)降低現(xiàn)象，其中C和D兩組相對(duì)于A組之間有顯著差異(P<0.05)。

表6 花蛤色澤測(cè)定結(jié)果Table 6 Determination results of Ruditapes variegatus color

由表6可知，花蛤在L*(明度)方面，3組殺菌組與未殺菌組之間差異不顯著(P>0.05)；在a*(紅綠值)方面，3組殺菌組均出現(xiàn)降低現(xiàn)象，其中C和D兩組相對(duì)于A組之間有顯著差異(P<0.05)，B組和A組差異不顯著(P>0.05)；在b*(黃藍(lán)值)方面，3組殺菌組均出現(xiàn)降低現(xiàn)象，3組殺菌組與未殺菌組之間均有顯著性差異(P<0.05)。

2.4 電子鼻測(cè)定結(jié)果

2.4.1 主成分分析(PCA)

酸辣花蛤醬在不同殺菌條件處理后的PCA分析圖譜見(jiàn)圖1。一般總貢獻(xiàn)率大于85%便能較好地反映全部特征，第一主成分和第二主成分貢獻(xiàn)率分別為95.55%和3.57%，總貢獻(xiàn)率為99.12%，說(shuō)明主成分可以很好地反映不同殺菌條件處理后酸辣花蛤醬中揮發(fā)性氣味的全部特征信息[15]。

圖1 不同殺菌條件下樣品的PCA分析Fig.1 PCA analysis of samples at different sterilization conditions

由圖1可知，B，C，D組對(duì)于A組來(lái)說(shuō)在第一主成分上有明顯的位置遷移，說(shuō)明殺菌處理后的酸辣花蛤醬風(fēng)味呈現(xiàn)顯著變化，3組殺菌組的揮發(fā)性氣味區(qū)域比較靠近，說(shuō)明揮發(fā)性成分有共性，其中B組與C組稍有重疊，但整體區(qū)分效果較好。

2.4.2 線性判別分析(LDA)

用LDA判別函數(shù)法分析結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 不同殺菌條件下樣品的LDA分析Fig.2 LDA analysis of samples at different sterilization conditions

由圖2可知，第一主成分貢獻(xiàn)率為99.64%，第二主成分貢獻(xiàn)率為0.24%，總貢獻(xiàn)率為99.88%，說(shuō)明2個(gè)主成分能夠很好代表樣品氣味信息特征。圖中4點(diǎn)都有各自的香氣區(qū)域，所有的樣品根據(jù)橫坐標(biāo)跨度的不同可以完全分開(kāi)，即不同殺菌條件處理的酸辣花蛤醬樣品可以區(qū)別開(kāi)來(lái)。在本實(shí)驗(yàn)中，采用LDA對(duì)酸辣花蛤醬進(jìn)行電子鼻分析結(jié)果優(yōu)于PCA，這一結(jié)果與陳廷廷等[16]的結(jié)果一致。

2.5 HS-SPME-GC-MS結(jié)果分析

表7 不同殺菌條件下樣品主要揮發(fā)性成分Table 7 Main volatile components of samples at different sterilization conditions

續(xù) 表

續(xù) 表

續(xù) 表

注：ND表示未檢測(cè)到。

由表7可知，從A組(未殺菌)共鑒定出37種揮發(fā)性物質(zhì)，其中醇類(lèi)5種(7.29%)，醛類(lèi)11種(13.04%)，酯類(lèi)4種(2.85%)，酮類(lèi)1種(0.49%)，烷烴類(lèi)4種(0.62%)，烯烴類(lèi)2種(1.24%)，芳香類(lèi)2種(1.01%)，其他類(lèi)8種(2.96%)。從B組(90 ℃/30 min)共鑒定出50種揮發(fā)性物質(zhì)，其中醇類(lèi)3種(1.74%)，醛類(lèi)9種(4.93%)，酸類(lèi)2種(0.79%)，酯類(lèi)6種(3.97%)，烷烴類(lèi)12種(8.82%)，烯烴類(lèi)6種(4.50%)，芳香類(lèi)2種(0.67%)，其他類(lèi)10種(2.74%)。從C組(110 ℃/20 min)共鑒定出64種揮發(fā)性物質(zhì)，其中醇類(lèi)4種(4.07%)，醛類(lèi)10種(10.04%)，酸類(lèi)5種(13.15%)，酯類(lèi)14種(4.94%)，酮類(lèi)1種(0.68%)，烷烴類(lèi)18種(7.32%)，烯烴類(lèi)3種(1.27%)，芳香類(lèi)2種(1.16%)，其他類(lèi)7種(2.29%)。從D組(115 ℃/15 min)共鑒定出28種揮發(fā)性物質(zhì)，其中醇類(lèi)4種(10.95%)，醛類(lèi)9種(9.02%)，酸類(lèi)1種(0.70%)，酯類(lèi)2種(2.23%)，烷烴類(lèi)3種(1.40%)，烯烴類(lèi)3種(0.68%)，其他類(lèi)6種(4.24%)。

2.6 不同殺菌條件酸辣花蛤醬揮發(fā)性成分組成分析

2.6.1 醇類(lèi)化合物

醇類(lèi)可能是在加熱過(guò)程中，脂肪經(jīng)氧化分解生成或是由羰基化合物還原而生成的，因?yàn)榇碱?lèi)閾值較高，一般對(duì)于食品的風(fēng)味貢獻(xiàn)很小，除非它們以高濃度存在或者是不飽和的[17]。在A，B，C，D組中，萃取得到的揮發(fā)性醇類(lèi)分別為5種(相對(duì)含量7.29%)、3種(1.74%)、4種(4.07%)、4種(10.95%)，隨著溫度的升高，醇類(lèi)化合物在揮發(fā)性物質(zhì)中的相對(duì)含量呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)，但是異戊醇、2-乙基己醇、苯乙醇、正庚醇這類(lèi)呈現(xiàn)水果香味及花香的醇類(lèi)含量隨著殺菌溫度升高而逐漸減少甚至未檢出，D組中含量升高主要是產(chǎn)生了較多的乙醇。有研究表明，1-辛烯-3-醇是食用菌中的特征風(fēng)味物質(zhì)[18]，廣泛存在于各類(lèi)食用菌中，但是在本試驗(yàn)4組中均未檢出，原因可能是1-辛烯-3-醇熱穩(wěn)定性不高，在產(chǎn)品制作時(shí)便已受熱分解。

2.6.2 醛類(lèi)化合物

醛類(lèi)的閾值通常比其他化合物的閾值要低，是酸辣花蛤醬中檢出的最主要的揮發(fā)性風(fēng)味化合物。在A，B，C，D組中，萃取得到的揮發(fā)性醛類(lèi)分別為11種(13.04%)、9種(4.93%)、10種(10.04%)、9種(9.02%)，升溫可使醛類(lèi)化合物相對(duì)含量減少，可能是因?yàn)樯郎剡^(guò)程中醛類(lèi)通過(guò)還原作用生成醇類(lèi)物質(zhì)或裂解生成烴類(lèi)。其中正己醛、庚醛、正辛醛、壬醛是4組中共有的醛類(lèi)化合物，庚醛具有強(qiáng)烈的油脂氣味、2,4-癸二烯醛和壬醛具有魚(yú)腥味，正辛醛和正己醛具有青草香味及花香。其相對(duì)含量大多隨著溫度的升高而降低。2,4-癸二烯醛只存在于A組和B組中，并且隨著溫度升高其相對(duì)含量減少，這一結(jié)果與康翠翠等[19]的研究結(jié)果一致，說(shuō)明溫度高于90 ℃時(shí)可使其降解。整體來(lái)看，隨著溫度的升高，有助于腥味的減少，但是同時(shí)具有良好風(fēng)味的部分醛類(lèi)相對(duì)含量也在減少。

2.6.3 烷烴類(lèi)化合物

烷烴類(lèi)化合物主要來(lái)源于脂肪酸烷氧自由基的均裂，但是由于其閾值很高，一般對(duì)食品總體風(fēng)味貢獻(xiàn)不大。在A，B，C，D組中，萃取得到的揮發(fā)性烷烴類(lèi)分別有4種(0.62%)、12種(8.82%)、18種(7.32%)、3種(1.4%)，可以看出烷烴類(lèi)種類(lèi)及相對(duì)含量為先增加后減少的趨勢(shì)，原因可能是脂肪酸在較高溫度時(shí)大量裂解，繼續(xù)升高溫度后烷烴又發(fā)生反應(yīng)所導(dǎo)致。

2.6.4 酯類(lèi)化合物

酯類(lèi)化合物是發(fā)酵或脂質(zhì)代謝產(chǎn)物生成的羧酸和醇的酯化作用的產(chǎn)物，賦予食品甜香、水果香、花香[20]。在A，B，C，D組中，萃取得到的揮發(fā)性酯類(lèi)分別為4種(2.85%)、6種(3.97%)、14種(4.94%)、2種(2.23%)，可以看出酯類(lèi)化合物相對(duì)含量隨著溫度的升高而先增加后減少，其中呈現(xiàn)水果香味的乙酸乙酯和己酸己酯只存在于A和B兩組中。

同時(shí)也檢測(cè)出少量的其他類(lèi)別的揮發(fā)性物質(zhì)，例如具有水果香味的2-壬酮，具有檸檬香味的雙戊烯，具有芳香味的鄰-異丙基苯、4-異丙基甲苯、4-乙基苯酚，以及具有巧克力風(fēng)味的2,5-二甲基吡嗪。

綜上所述，隨著殺菌溫度的升高，揮發(fā)性物質(zhì)的種類(lèi)表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢(shì)，并且在構(gòu)成比例和相對(duì)含量上存在一定的差異，但其風(fēng)味物質(zhì)的組成也存在共同的物質(zhì)，這一結(jié)果與電子鼻分析結(jié)果較為一致。酸辣花蛤醬中主要的風(fēng)味物質(zhì)是醛類(lèi)、醇類(lèi)、烷烴類(lèi)物質(zhì)，也含有少量的芳香類(lèi)、酯類(lèi)物質(zhì)和其他類(lèi)物質(zhì)。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)以菌落總數(shù)、色澤、風(fēng)味物質(zhì)為指標(biāo)來(lái)探究殺菌條件對(duì)酸辣花蛤醬的影響。結(jié)果表明：隨著殺菌溫度的提高，殺菌效果也明顯變好，其中B組(90 ℃/30 min)殺菌效果較差，不適合作為酸辣花蛤醬的殺菌條件，C(110 ℃/20 min)，D(115 ℃/15 min)兩組殺菌效果良好；隨著殺菌溫度的升高，酸辣花蛤醬的a*逐漸增大，L*、b*逐漸減小，整體色澤變化程度不大；電子鼻結(jié)果顯示：電子鼻能很好地將不同殺菌條件處理的酸辣花蛤醬樣品區(qū)別開(kāi)來(lái)，采用LDA區(qū)分效果明顯優(yōu)于PCA；氣相色譜-質(zhì)譜結(jié)果顯示：從A組(未殺菌)、B組(90 ℃/30 min)、C組(110 ℃/20 min)和D組(115 ℃/15 min)殺菌處理的酸辣花蛤醬中分別鑒定出37，50，64，28種揮發(fā)性物質(zhì)，主要以醛類(lèi)、醇類(lèi)、烷烴類(lèi)物質(zhì)為主，也含有少量的芳香類(lèi)和酯類(lèi)物質(zhì)，但是從總體來(lái)看，隨著殺菌溫度的升高，具有良好花香及水果香味的醛類(lèi)、醇類(lèi)、酯類(lèi)化合物相對(duì)含量逐漸減少甚至未檢出。綜合結(jié)果表明110℃/20min是酸辣花蛤醬的最佳殺菌條件。