挂糊鳙鱼块油炸工艺优化及不同工艺对非挥发性呈味物质的影响

姜万舟,汪　倩,王瑞花,陈健初,叶兴乾,刘东红

(浙江大学生物系统工程与食品科学学院,馥莉食品研究院,浙江省农产品加工技术研究重点实验室,浙江省食品加工技术与装备工程中心,浙江杭州 310058)



挂糊鳙鱼块油炸工艺优化及不同工艺对非挥发性呈味物质的影响

姜万舟,汪倩,王瑞花,陈健初*,叶兴乾,刘东红

(浙江大学生物系统工程与食品科学学院,馥莉食品研究院,浙江省农产品加工技术研究重点实验室,浙江省食品加工技术与装备工程中心,浙江杭州 310058)

基于模糊数学综合感官评价法对油炸鳙鱼块制作工艺参数(腌制时间、油炸温度、油炸时间)进行优化,同时测定不同工艺油炸鱼块的理化指标并与感官指标进行相关性分析;利用高效液相色谱法(HPLC)对油炸鱼块中非挥发性呈味物质进行分离鉴定。结果表明:最佳制作工艺条件为腌制时间20 min,油炸温度180℃,油炸时间5 min,在此条件下,游离氨基酸总量为408.53 mg/100 g,呈味核苷酸总含量为73.06 mg/100 g。结合理化指标分析进一步得到含水量、a*和b*是影响感官评价的主要品质因素。不同工艺对游离氨基酸和呈味核苷酸含量影响显著(p<0.05),游离氨基酸中谷氨酸、甘氨酸、组氨酸和丙氨酸含量较高,其中谷氨酸和组氨酸均超过其阈值,对鱼块有较强呈味作用;呈味核苷酸以5′-IMP为主,而5′-AMP在所有样品中均未检测到,5′-IMP和5′-GMP均超过阈值,对鱼块的味道具有贡献作用。因此,在腌制时间20 min,油炸温度180℃,油炸时间5 min条件下,油炸挂糊鳙鱼块的品质最佳。

鳙鱼,模糊数学,工艺优化,非挥发性呈味物质

鳙鱼(Aristichthys nobilis),又名大头鱼,花鲢、胖头鱼、包头鱼,中国淡水水系均有分布,是中国的四大家鱼之一,其产量仅次于草鱼、鲢鱼和青鱼[1]。由于受饮食习惯的影响,消费者更喜欢食用鳙鱼头部,而鱼身却没有充分利用,据文献报道,鳙鱼鱼身的蛋白质、氨基酸和脂肪酸等营养物质含量丰富[2]。目前主要利用鳙鱼鱼身制成鱼糜、酶解制肽等[3-4],但产业化程度较低。随着现代人们生活节奏的加快,花在厨房的时间减少,更多人倾向于营养方便的调理食品,这就给鳙鱼调理食品的发展提供了契机。目前关于鳙鱼肉调理食品研究较少[5-6],尤其将鳙鱼开发成中式调理食品处于空白阶段。挂糊作为中式烹调中常用的技法,不仅使得产品色泽金黄、质地酥脆,还能对原料内部水分和营养成分起到一定的保护作用,保持产品鲜香爽嫩的口感[7]。经查阅文献,挂糊用于油炸猪肉片报道较多[8],而对挂糊鳙鱼鱼块油炸工艺进行优化还未见报道。

表2　L9(33)正交实验

本文以鳙鱼鱼身为实验材料,应用模糊数学综合感官评价法对挂糊鳙鱼块油炸工艺进行优化,同时测定理化指标并与感官评价进行相关性分析,并研究不同制作工艺对挂糊鳙鱼块中游离氨基酸和呈味核苷酸的含量及其对味道影响,为油炸挂糊鳙鱼块调理食品提供科学依据。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

鳙鱼购于杭州市骆家庄农贸市场;小葱、生姜、精制食用盐(浙盐蓝海星)、精制料酒(三涧牌)、大豆油(惠宜牌)、味精(菱花牌)、白胡椒粉(味好美)、马铃薯淀粉(上海禾煜)均购于杭州沃尔玛超市。

磷酸氢二钾溶液,甲醇,四丁基硫酸氢铵,磷酸二氢钾溶液,醋酸溶液,三氯乙酸(TCA)。以上试剂均为分析纯。

甲醇、乙腈、核苷酸标准混合液(5′-腺苷酸二钠(AMP-Na2)、5′-胞苷酸二钠(CMP-Na2)、5′-肌苷酸二钠(IMP-Na2)、5′-鸟苷酸二钠(GMP-Na2)和5′-尿苷酸二钠(UMP-Na2);17种氨基酸标品(Asp,Glu,Gly,Ser,His,Arg,Thr,Ala,Pro,Cys,Tyr,Val,Met,Lys,Ile,Leu和Phe),氨基酸衍生剂(美国waters公司)以上试剂均为色谱级。

GB204精密天平瑞士METTLER TIKED;油炸锅英联斯特(广州)餐饮设备有限公司;Waters e2695高效液相色谱仪美国Waters公司;分光测色计CM-600d日本柯尼卡美能达公司;MA-150水分测定仪德国赛多利斯公司。

1.2实验方法

1.2.1工艺流程鳙鱼选择→宰杀→清洗→切块→腌制→挂糊→油炸→冷却→装盘。

1.2.2操作要点鳙鱼选择:鱼的重量为2 kg左右,要求新鲜;切块:取背部肉,切成5 cm×5 cm×1 cm;腌制:以料酒、盐、味精、生姜、小葱和白胡椒粉配制成腌制液,比例为15∶2∶1∶10∶5∶0.5[9],料液比为1∶2(w∶w),腌制温度:4℃;挂糊:粉水比为1∶1(w∶w),均匀挂糊10 s;油炸:大豆油,油料比为10∶1(w∶w)。

1.2.3实验设计经预实验,选择对实验结果影响较大的腌制时间、油炸温度、油炸时间进行研究。为使实验具代表性,采用正交实验中均匀排布思想,设计9组实验代替全面实验,实验因素及水平见表1,实验组合见表2。

表1　L9(33)正交实验因素和水平

1.2.4测定方法

1.2.4.1感官评价感官权重调查:本实验采用用户调查法[10]确定色泽、油腻感、酥脆性和滋味4项指标的权重。随机找10名不同专业及不同年龄阶段的评定员进行权重的确定,对参加评价的因素作一对一比较,当一对一比较时,重要的得1分,次要的得0分,自身比较按1分记。各项总分与100分比值即为权重。感官评价:参考Ireneusz Biaobrzewski[11]评价方法并稍作修改。感官评定人员选取食品专业10名人员组成(7女3男),随机取样,要求参评人员过程不得相互交谈,评定完一个样品清水漱口。评定人员对产品的色泽、酥脆性、油腻感和滋味进行评定打分,采用改进的算法jrj[10,12]计算各个样品的综合评分,综合评分越低,表明样品质量等级越高,“1”表示优,“2”表示良,“3”表示中,“4”表示差。感官评定标准见表3。

1.2.4.2水分含量利用MA-150水分测定仪分析外皮中水分含量,每个样品重复三次。

1.2.4.3油脂含量测定取2 g样品用40 mL 三氯甲烷-甲醇(三氯甲烷与甲醇体积比为2∶1)溶液提取,提取的油脂用旋转蒸发仪在真空条件下干燥,油脂含量通过称量得出。每个样品重复三次。

1.2.4.4色泽测定应用分光测色计CM-600d定量测定样品色泽,实验重复五次。

1.2.4.5游离氨基酸测定参考文献[13],样品前处理:称取5 g(精确0.001 g)搅碎的鱼肉,加入去离子水20 mL,冰浴中高速匀浆3次(22000 r/min,每次10 s,间隔10 s),加入20 mL 5% TCA混合均匀,于4℃下放置12 h,以定性滤纸过滤,滤液先用4 mol/L KOH调pH至6.0,然后用去离子水定容至50 mL。取5 mL用0.45 μm 10 ku超滤膜过滤待上样。超滤液经AccQ.Fluor Reagent Kit柱前衍生处理后,用HPLC测定样品中游离氨基酸含量。测定:高效液相色谱法:流动相:A相:按1∶10(v/v)将AccQ·Tag A浓液用纯水稀释;B相:纯乙腈;C相:纯水(娃哈哈);色谱柱:AccQ·Tag Column,3.9×150 mm,4 μm;流速:1 mL/min;波长:248 nm;柱温:37℃;检测器:waters紫外检测器2489;洗脱梯度:0 min:100%A;0～0.5 min:99% A,1% B;0.5～18 min:95% A,5% B;18～19 min:91%A,9%B;19～29.5 min:83% A,17%B;29.5～33 min:60% B,40% C;33～36 min:100% A;36～45 min:100% A。

表3　油炸鳙鱼块感官评价表

1.2.4.6核苷酸测定 样品前处理:参照Ryder,J.M[14]并略有修改。称取混合均匀的试样约5 g,精确到1 mg,于100 mL三角瓶中,加入20 mL热水(50～60℃)充分溶解试样,超声波振荡器振荡5 min。将试样溶液移入50 mL容量瓶中,加入5 mL醋酸溶液,80℃水浴5 min,定容,1000×g离心10 min,所得上清溶液经0.45 μm微膜过滤备用。测定:参照张进杰[13]的方法。高效液相色谱条件:流动相:A相:磷酸盐缓冲液,B相:甲醇(色谱级);色谱柱:C18极性色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm)流速:1 mL/min;波长:254 nm;柱温:25℃;检测器:waters紫外检测器2489;洗脱梯度:0～40 min:96.1% A,3.9% B;40～41 min:30% A,70% B;41～45 min:30% A,70% B;45～46 min:96.1% A,3.9% B;46～50 min:96.1% A,3.9% B。

1.3数据处理

采用Excel2003和SPSS 20软件进行数据分析,测定结果以均值±标准差(means±SD)表示。实验数据采用ANOVA进行邓肯氏(Dunken)差异分析,以p<0.05为显著。

2　结果与讨论

2.1感官评定

由表4可见,四项评价指标中滋味的权重最大,占0.33,而酥脆性和油腻感次之,分别为0.30和0.26,色泽占的权重最小,仅为0.11。所以油炸鳙鱼块的权重集为K=(0.11,0.26,0.30,0.33)。

表4　油炸鳙鱼块感官权重调查结果

表5　不同工艺条件下油炸鳙鱼块的感官评定票数分布

注:V1:优;V2:良;V3:中;V4:差。

参照王瑞花[10]等人的研究,样品1～9号综合评价结果用Ri(i=1,2,3,4,5,6,7,8,9.)=(ri1,ri2,ri3,ri4)表示,结果如下:

R1=(0.269,0.348,0.256,0.123);R2=(0.367,0.463,0.189,0.101);R3=(0.421,0.475,0.104,0);R4=(0.626,0.374,0,0);R5=(0.567,0.47,0.026,0);R6=(0.648,0.300,0.052,0);R7=(0.507,0.437,0.056,0);R8=(0.442,0.495,0.063,0);R9=(0.490,0.462,0.108,0)。由结果可知,6号样品的优秀赞成率最高,达到64.8%,即有64.8%的感官评定人员认为6号样品优秀,认为良好的达到30%,而有5.2%认为中等;4号样品虽只有62.6%感官评定人员认为优秀,但无任何感官评定人员认为中等。需进一步确定最佳工艺。

表6　鱼块感官评价的综合排序结果

表7　不同工艺条件对鱼块的含水量、含油量和色差影响

注:同列小写字母不同表示差异显著(p<0.05)。

表8　油炸挂糊鳙鱼块理化指标与感官评价品质间的相关系数

注:“*”和“**”分别表示p<0.05和p<0.01。

采用改进的算法进一步确定最佳工艺,得出的结果如表6所示。由表6可知,4号样品、6号样品和5号样品的综合评价分都介于优和良之间,且偏向于优,其中4号样品评价结果最好,为1.374;3号样品、6号样品、7号样品、8号样品和9号样品同样介于“优”和“良”之间,但是偏向于良;1号样品和2号样品介于“良”和“中”之间。

经改进的评分算法可得,相比6号样品,4号样品感官更佳,因此最佳工艺为腌制时间20 min,油炸温度180℃,油炸时间为5 min。经进一步验证,4号样品感官最佳。

2.2理化指标分析

由表7可知,在相同油炸温度下(1,2,3号或4,5,6号或7,8,9号),随着时间的延长,鱼块的含水量下降,而含油量升高;同样地,在相同时间下(1,4,7号或2,5,8号或3,6,9号),随着油炸温度升高,含水量下降,含油量升高,因为水是疏油性物质,当含水量高时,阻碍了油脂进入外壳,导致含油量降低。因鱼块外层挂有粉水糊,在油炸过程中会发生美拉德反应和焦糖化反应等复杂反应,对色泽和亮度有较大影响。由表7还可知,不同油炸条件下的挂糊鳙鱼鱼块间亮度L*差异显著(p<0.05)。随着温度升高或时间延长,鱼块L*降低,黄度b*先增加后降低,即油炸挂糊鳙鱼鱼块色泽由浅黄先向金黄转变再变成焦色。L*值降至60左右时,表面色泽趋向于黑褐色,影响表面亮度,而且当温度过高或时间过长,鱼块则会出现焦色[5]。由表8可知,含水量、a*和b*与感官评价间相关性显著,其中b*与感官评价结果呈极显著负相关,而含油量和L*与感官评价结果之间相关性不显著。因此,油炸挂糊鳙鱼块的含水量、a*和b*是影响感官评价的主要品质属性。

2.3不同工艺条件下非挥发性呈味物质含量及其对味道影响

2.3.1不同工艺条件下游离氨基酸含量游离氨基酸是非挥发性呈味物质的主要组成成分之一,当某些氨基酸的浓度足够高时,对鱼肉的风味起作用[15]。据相关报道[7],甘氨酸对鱼的甜味有贡献,组氨酸则造成某些海产品中的“肉香”特征风味,而谷氨酸和丙氨酸则对鱼的鲜味有贡献。

表9　不同油炸工艺条件下游离氨基酸含量(mg/100 g)

注:ND:未检测出;同行中标注同样字母的表示差异不显著(p>0.05);标注不同字母的表示差异显著(p<0.05);-表示阈值未查到;a味道阈值(mg/L)是指在水溶液中的阈值[6]。

不同油炸工艺条件下鳙鱼块中游离氨基酸含量结果如表9所示。游离氨基酸含量的增加或减少取决于其形成与损失的比率。和原料相比,不同工艺条件下油炸鱼块中游离氨基酸的含量变化不同,某些氨基酸的含量增加,如谷氨酸、天冬氨酸等,而有些氨基酸的含量则减少,如半胱氨酸,也有的氨基酸含量先增加后减小,如精氨酸,原因可能是鱼块在腌制过程中,蛋白酶或氨基肽酶对蛋白质或小分子肽的酶解导致氨基酸含量增加[16-17],另一方面鱼块中的氨基酸损失到腌制液中,几个因素共同作用导致游离氨基酸含量的这种变化。油炸鳙鱼块游离氨基酸的组成非常相似,含量较高的氨基酸是谷氨酸(Glu)、甘氨酸(Gly)、组氨酸(His)和丙氨酸(Ala),谷氨酸含量增加非常显著,推测腌制液中的谷氨酸钠起主要作用。谷氨酸和组氨酸含量远大于其阈值,对鱼块的滋味影响较大,张进杰[13]、施文正[18]等人也发现谷氨酸和组氨酸对腊鱼和鲜草鱼滋味有影响,而且在盐水鸭[19]中也发现相似结果。而甘氨酸和丙氨酸均未超过其阈值,对鱼块的滋味没有贡献。Cys除在1号样品和原料鱼中能够检测出外,在其他样品中均未检测出。通过分析,不同工艺对鳙鱼块中的游离氨基酸含量有一定的影响,但氨基酸含量变化具有一定的波动性,没有明确的规律。比较4号和6号可知,4号样品游离氨基酸总量明显高于6号样品。支链氨基酸(BCAA)包括Leu、Ile、Val,作为人体必需氨基酸,不仅能够影响蛋白质的合成与降解,还有增强机体的免疫功能[20]。由表9可知,4号样品中支链氨基酸的含量为18.85 mg/100 g,而6号样品支链氨基酸的含量为12.43 mg/100 g,4号样品含量高于6号样品,说明4号样品的营养价值高于6号样品。

表10　不同工艺条件下油炸鱼块中呈味核苷酸含量(mg/100 g)

注:ND:未检测出;同行中标注同样字母的表示差异不显著(p>0.05);标注不同字母的表示差异显著(p<0.05);--表示阈值未查到;a味道阈值(mg/L)是指在水溶液中的阈值[15]。

2.3.2不同工艺条件下呈味核苷酸含量呈味核苷酸不仅能够起到强烈的提鲜作用,同时对水产品的风味和口感也有一定作用[21]。不同工艺条件下呈味性核苷酸含量如表10所示。由表10可知,在多数样品中的呈味核苷酸以5′-IMP为主,同样的结果在鸭肉[22]和烧鸡[23]中也有类似报道。与生鲜鱼肉相比,不同工艺油炸鱼块中的核苷酸含量降低显著(p<0.05),可能原因是鱼块在腌制过程中呈味核苷酸随着汁液流出,而且油炸是一种剧烈的加热方式,也会导致呈味核苷酸的降解[24]。相比于5′-CMP、5′-UMP和5′-GMP,5′-IMP含量降低最显著,与曹伟[21]等人报道相一致,这是因为5′-IMP热稳定性最差,极易热分解[25]。无论在生鲜鱼肉还是油炸后的鱼块中,5′-AMP均未检测出,这可能和鳙鱼背部肉中5′-AMP含量低有关。由表10还可知,除个别样品外,其余样品中5′-GMP和5′-IMP含量均超过其阈值,对鱼块的滋味有贡献。由表10可知,4号样品中的5′-GMP和5′-IMP含量分别为19.87 mg/100 g和39.43 mg/100 g,而6号样品中含量分别为12.77 mg/100 g和31.06 mg/100 g,4号样品中的5′-GMP和5′-IMP含量都高于6号样品,说明5′-GMP和5′-IMP在4号样品中对滋味的贡献大于6号样品。

3　结论

经模糊数学综合感官评价法优化挂糊鳙鱼块的油炸工艺为腌制时间20 min,油炸温度180℃和油炸时间5 min,总游离氨基酸的含量为408.53 mg/100 g,呈味核苷酸总含量为73.06 mg/100 g,在此工艺条件下,鱼块色泽、滋味和营养最佳。结合理化指标分析进一步得到含水量、a*和b*是影响感官评价的主要品质因素。不同工艺对游离氨基酸总量影响显著(p<0.05)。谷氨酸、甘氨酸、组氨酸和丙氨酸含量较高,且谷氨酸和组氨酸对鱼块的滋味有重要贡献,而甘氨酸和丙氨酸对鱼块滋味无贡献;和生鲜鱼肉相比,油炸鱼块中的呈味核苷酸含量显著下降(p<0.05),样品中呈味核苷酸以5′-IMP为主,但5′-AMP在所有样品中均未检测到。5′-IMP和5′-GMP均超过阈值,对鱼块鲜味有贡献。

该研究为油炸挂糊鳙鱼块调理食品的标准化生产提供科学依据,为大规模生产油炸挂糊鳙鱼块提供可能性,适应现在人们的生活节奏。但随着人们健康意识的提高,如何降低含油量及减少有害物质的产生需进一步研究。

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Process optimization and analysis of non-volatile flavor compounds of deep-frying coated Aristichthys nobilis

JIANG Wan-zhou,WANG Qian,WANG Rui-hua,CHEN Jian-chu*,YE Xing-qian,LIU Dong-hong

(Zhejiang University,College of Biosystems Engineering and Food Science,Fuli Institute of Food Science,Zhejiang Key Laboratory for Agro-Food Processing,Zhejiang R & D Center for Food Technology and Equipment,Hangzhou 310058,China)

Fuzzy mathematic evaluation model was used to optimize the process of frying Aristichthys nobilis steaks with a view to determine the optimal values of curing time,frying temperature and frying time.The correlation coefficients for physicochemical indexes and sensory evaluation were analysed.Non-volatile flavor compounds were identified by high performance liquid chromatography(HPLC).The results showed that optimum condition was as follows:curing time 20 min,frying temperature 180℃ and frying time 5 min .Under this condition,the content of total free amino acid was 408.53 mg/100 g and the content of total flavor nucleotides was 73.06 mg/100 g.The water content,a*and b*were the key factors to the sensory evaluation of frying steaks.Compared to the raw,different frying conditions had significant effects on the content of the free amino acid and flavor nucleotides(p<0.05).Glu,Gly,His and Ala were the highest content in the free amino acid.In addition,Glu and His contributed to the flavor significantly.In most samples,the content of 5′-IMP was highest,but the 5′-AMP was not found under all kinds of conditions.Otherwise,5′-IMP and 5′-GMP were more than the threshold and made a contribution to the taste.Therefore,under the condition of curing time 20 min,frying temperature 180℃ and frying time 5 min,the steaks had the optimum quality.

Aristichthys nobilis;fuzzy mathematics;process optimization;non-volatile flavor compounds

2015-09-02

姜万舟 (1991-)，男，硕士生在读，研究方向：现代调理食品的研究与开发，E-mail:15267182382@163.com。

陈健初(1964-)，男，博士，教授，研究方向：食品加工,E-mail:jc@zju.edu.cn。

国家科技支撑计划项目 (2014BAD04B01)

TS254.1

B

1002-0306(2016)07-0182-07

10.13386/j.issn1002-0306.2016.07.027