稻田養殖鯉與池塘養殖鯉的風味比較

周惠敏，施文正，2，徐冠洪，曲映紅，2

(1.上海海洋大學食品學院，上海 201306；2.上海海洋大學食品學院，上海水產品加工及貯藏工程技術研究中心，上海 201306；3.青田愚公農業科技有限公司，浙江麗水 323900)

池塘養殖具有范圍廣、密度高等特點，但因長期投放飼料喂養，會造成水體污染，從而造成淡水魚土腥味較重，影響水產品風味[1]。而稻田養殖天然餌料豐富，具有良好的生態環境，可以實現農業資源循環利用、增加糧食和魚類的產量、增加收入[2]。在稻田中養殖鯉(Cyprinuscarpio)，可少用或不用農藥、獸藥，食用更加安全，且其肉質細嫩鮮美，鱗軟可食，深受消費者青睞。

淡水魚的風味指自身游離氨基酸、呈味核苷酸和揮發性化合物等因素[3]。研究表明水產品的風味受養殖模式和季節等因素影響[4]。如劉崇萬等[5]研究發現傳統養殖模式和池塘循環水槽養殖模式的斑點叉尾鮰(Letauruspunetaus)肌肉營養品質有顯著性差異；施文正等[6]研究發現野生草魚(Ctenopharyngodonidella)與養殖草魚的揮發性成分有顯著性差異。

為探究稻田養殖和池塘養殖鯉肌肉滋味和氣味的差異，本研究采集兩種養殖環境下的鯉進行感觀分析，為鯉品質提升及風味優化提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

同一批鯉魚苗在池塘中養殖到7月后，一部分繼續在池塘中養殖(CT組)，另一部分放入稻田中養殖(DT組)。2021年8-10月，每月20日在池塘和稻田進行分別采樣，采樣時個體大小基本一致，體重差≤20 g；采樣量每次6尾。7月采樣的鯉記為K7；8、9、10月稻田采集樣品記為DT8、DT9和DT10；8、9、10月池塘采集樣品記為CT8、CT9和CT10。保活運輸到實驗室進行后續試驗。

6種核苷酸標準品、17種氨基酸混合標準品(色譜級)，美國Sigma公司；磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、甲醇(色譜級)，上海泰坦科技有限公司；氫氧化鈉(NaOH)、三氯乙酸(TCA)、氫氧化鉀(KOH)、高氯酸，源葉生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

H2050R型高速冷凍離心機，長沙湘儀有限公司；A25型實驗室小型均質機，上海福克設備有限公司；LA-8080型全自動氨基酸分析儀，日本Hitachi公司；W26955型高效液相色譜儀，美國Waters公司；GL Intertsil ODS-3型液相色譜柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)，上海泰坦科技有限公司；6890 GC-5975 MS聯用儀，美國Agilent公司；固相微萃取(SPME)手動進樣手柄，美國Supelco公司，65 μm PDMS/DVB萃取頭。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品準備

將鯉去頭、去內臟、去皮后取背肉，做好標記放入自封袋中于-80 ℃冰箱中保存待測。

1.3.2 感官評定-二點差別檢驗法

隨機同時出示DT和CT組魚肉給評定員，要求30名評定員根據表1對樣品進行評定。

表1 二點差別檢驗法問答表Tab.1 Two-point difference test question and answer table

1.3.3 呈味核苷酸的測定

呈味核苷酸的測定參考WANG等[7]方法，并稍作修改。稱取樣品5.00 g，加10 mL預冷的高氯酸(10%，v/v)，均質30 s，然后冷凍離心15 min(10 000 r/min，4 ℃)，過濾并收集上清液。加入5 mL預冷的高氯酸(5%，v/v)洗滌沉淀物，在相同條件下再次離心。重復上述操作兩次。用KOH將收集的上清液的pH調至6.5并靜置30 min。然后用超純水定容至50 mL，過0.22 μm濾膜待測。

1.3.4 游離氨基酸的測定

游離氨基酸的測定參考HUANG等[8]方法。將2.00 g樣品與15 mL預冷的三氯乙酸溶液(15%，v/v)混勻并均質30 s，靜置2 h。然后離心15 min(4 ℃，10 000 r/min)。過濾取上清液5 mL，用NaOH調pH至2.2，轉移至10 mL容量瓶中，用高純水稀釋。游離氨基酸采用全自動氨基酸分析儀測定分析。

1.3.5 滋味活度值和味精當量的計算

滋味活度值(taste activity value，TAV)是樣品中各呈味物質的濃度與其閾值的比值，反映了滋味活性物質對魚肉整體滋味的貢獻程度[9]。計算公式見式(1)：

TAV=C/T

(1)，

式中C代表樣品中滋味物質的濃度，T代表該滋味物質的閾值。當TAV>1時，表明該滋味活性物質對整體滋味貢獻顯著，且成正比。當TAV <1時，表明該滋味物質不影響整體風味[10]。

味精當量(equivalent umami concentration，EUC)是指鮮味氨基酸(谷氨酸、天冬氨酸)和呈味核苷酸(IMP，AMP)之間的協同增強作用相當于單一味精(MSG)的濃度[11]。EUC值計算如式(2)[12]：

EUC=∑ab+1 218×(∑ab)×(∑cd)

(2)

式中EUC單位為(g MSG/100g)；a代表鮮味氨基酸含量(谷氨酸、天冬氨酸)(g/100g)；b代表鮮味氨基酸相對于味精的新鮮度系數(其中谷氨酸1，天冬氨酸為0.077)；c代表風味核苷酸含量(IMP，AMP)(g/100 g)和d代表呈味核苷酸相對于IMP的新鮮度系數(其中IMP為1，AMP為0.18)；1 218代表協同常數。

1.3.6 頂空-固相微萃取-氣相色譜-質譜法

頂空固相微萃取：5.00 g切碎的魚肉與5 mL 0.18 g/mL NaCl溶液混合后置于頂空進樣瓶中(規格：20 mL)。樣品在50 ℃(水浴溫度)下萃取40 min；然后將萃取頭插入GC進樣口，250 ℃解析5 min。

GC-MS測定：揮發性化合物測量使用與配備DB-5MS毛細管柱(60 m×0.32 mm，1 μm)；不分流模式進樣。溫度程序參考XIAO等[13]方法。初始溫度從40 ℃開始以5 ℃/min的速率升溫至100 ℃，保持2 min，然后以4 ℃/min的速率升溫至160 ℃，最后以10 ℃/min升溫至250 ℃，保持5 min。質譜條件：離子源溫度為230 ℃，四極桿溫度為150 ℃，電子能量70 eV。

1.3.7 GC-MS數據處理

通過Xcalibur軟件對GC-MS數據進行分析。為了保證被檢測組分可靠性，并根據現有文獻，查詢NIST和Wily質譜數據庫對樣品揮發性物質確認定性，當物質正反匹配度均大于800時(最大值1 000)才予以確認。采用面積歸一化法確定揮發性物質的相對百分含量。

1.3.8 相對氣味活性值計算

本文采用相對氣味活性值(relative odor activity value，ROAV)[14]進行分析。定義對樣品整體氣味貢獻最大化合物 ROAV為100，對于樣品中其它揮發性物質ROAV值按公式(3)計算：

(3)

式中Ci和Cstan分別指每種揮發性成分和對樣品整體風味貢獻最大的成分的相對百分比(%)含量；Ti和Tstan分別指文獻中報告的每種揮發性成分的氣味閾值和對整體風味貢獻最大的成分的氣味閾值。

1.4 其他數據分析

數據均采用SPSS 25.0(SPSS Inc.，Chicago，USA)軟件進行分析。數據結果以平均數±標準差表示，采用Duncan法表示多重比較的結果，采用Origin 8.5軟件繪圖(Origin Lab Corp，Hampton，USA)。

2 結果與分析

2.1 感官分析

共有30份有效問答單，在5%的顯著水平上正解數大于20認為兩組樣品有差別。由表2可知，8、9月份的感官正解數均小于20，說明8、9月的鯉肌肉在兩種養殖環境下無明顯差異。10月份的感官正解數為24(>20)，說明在5%的顯著水平上，鯉肌肉有明顯差異，其中22位感官人員通過氣味判斷兩組樣品有差異，2位感官人員通過滋味判斷兩組樣品有差異。

表2 二點差別檢驗法問答結果Tab.2 Two-point difference test question and answer results

2.2 呈味核苷酸分析

IMP是魚肉中重要的鮮味核苷酸，其閾值為25 mg/100 g。AMP可以抑制苦味，產生理想的甜味和鮮味，其閾值為50 mg/100 g。從表3可以看出，7、8、9、10月的DT組和CT組中IMP的TAV>1，說明IMP在整個養殖過程中對鯉的整體滋味貢獻顯著。

2.3 游離氨基酸分析

如表4中的鯉肌肉游離氨基酸含量、閾值與式(1)綜合可知，主要的游離氨基酸(TAV大于等于1)包括：谷氨酸、賴氨酸、組氨酸和精氨酸。在鮮味氨基酸中，天冬氨酸的TAV小于1，對鯉肌肉的鮮味貢獻較小；主要的鮮味氨基酸是谷氨酸，DT組的谷氨酸含量高于CT組，其中鯉被放在稻田養殖第三個月時(DT10)的谷氨酸含量達到了20.04 mg/100 g。鯉肌肉中主要的甜味氨基酸是精氨酸，DT組中的精氨酸含量高于CT組，其中DT10中精氨酸含量達到了68.84 mg/100 g。稻田養殖可以使鯉肌肉更鮮美、更香甜。組氨酸雖然是苦味氨基酸，但可以增添獨特的肉香，并有研究發現，組氨酸有可能會為美味的呈味物質[15]。

表4 稻田和池塘組中鯉肌肉游離氨基酸含量Tab.4 Contents of free amino acids in C.carpio meat in paddy field and pond

2.4 EUC和TAV值分析

AMP和IMP存在時呈現鮮味，且甜味也會有所增強。圖1顯示了不同月份的池塘和稻田養殖鯉的EUC值和TAV的變化。隨著養殖時間的延長，兩種養殖環境下鯉肌肉的EUC值和TAV值逐漸升高。其中DT組EUC值的TAV在8、9和10月都高于CT組，說明稻田養殖的鯉鮮味更明顯。K7組鯉的EUC值為1.79 g MSG/100 g，味精當量TAV值為59.63 g/100 g。DT組的EUC值大于CT的EUC值，其中DT組在8、9、10月的EUC值分別為2.99、4.71、5.68 g MSG/100 g，味精當量TAV值為99.95、156.86、189.20 g/100 g；CT組在8、9、10月的EUC值為2.30、3.89、4.61 g MSG/100 g，味精當量TAV值為76.82、129.75、153.65 g/100 g。

圖1 稻田和池塘組鯉肌肉的EUC及TAV值Fig.1 EUC and TAV values of C.carpio meat in paddy field and pond

2.5 揮發性物質分析

不同養殖環境下鯉肉中揮發性物質的ROAV值如表5，己醛、壬醛、辛醛、癸醛和1-辛烯-3-醇的ROAV值均大于1，對鯉整體風味影響較大，通常呈現不愉快的青草味、土腥味和刺激性氣味。化合物的ROAV值越大，對整體風味的貢獻就越大，一般認為ROAV≥1的物質是樣品的主要揮發性化合物；ROAV值為0.1～1的揮發物對樣品整體的風味起修飾作用[16]。DT組的己醛和壬醛的ROAV值低于CT組，說明稻田養殖的鯉肌肉中不愉快的氣味物質對整體風味貢獻較少。E-2-辛烯醛和十一醛具有果香、清香和脂肪香氣，存在于DT組且ROAV值均大于1，對DT組的鯉風味有貢獻。除此之外，ROAV值為0.1～1的辛醇、2-乙基-1-己醇和D-檸檬烯，對鯉肌肉整體的風味起修飾作用[17]。

表5 稻田和池塘組中鯉肌肉揮發性氣味成分的相對氣味活度值(ROAV)Tab.5 ROAV of volatile odor components of C.carpio meat in paddy field and pond

3 討論

魚肉的滋味受游離氨基酸的組成、含量和閾值的影響[18，19]。另外，游離氨基酸之間以及與呈味核苷酸之間相互作用會使水產品呈現出特有的滋味，如甘氨酸和谷氨酸的協同作用會使水產品鮮味增加，甘氨酸和丙氨酸與IMP的協同作用會使水產品的甜味顯著增加[20]。由表4中鯉肉游離氨基酸含量、閾值與式(1)綜合可得，主要的游離氨基酸(TAV>1)有谷氨酸、賴氨酸、組氨酸、精氨酸。表4顯示在鮮味氨基酸中，天冬氨酸的TAV值小于1，對鯉肉的鮮味貢獻較小；主要的鮮味氨基酸是谷氨酸，其與IMP有協同增強作用，因此對魚肉的滋味有重要貢獻。兩種養殖環境下鯉肌肉中氨基酸含量有顯著性差異(P<0.05)，DT組的谷氨酸含量始終高于CT組，說明稻田養殖鯉比池塘養殖鯉更鮮。除此之外，稻田養殖的鯉肌肉EUC及其TAV顯著高于池塘養殖，進一步表明稻田養殖鯉比池塘養殖鯉更鮮。通過HS-SPME-GC-MS結合ROAV值篩選出17種氣味活性物質，其中己醛、壬醛、辛醛、癸醛和1-辛烯-3-醇的ROAV值較高。DT組中不愉快的氣味活性物質對鯉肌肉風味的貢獻更低，進而說明稻田養殖的鯉肌肉氣味優于池塘養殖。

綜上表明，稻田養殖鯉肌肉更為鮮美，稻田養殖鯉肌肉中不愉快的氣味物質含量比池塘養殖鯉肌肉中含量少。