传统咸干鲅鱼自然风干过程风味物质变化

简冲, 王灵昭, 王善宇, 刘淇, 曹荣,3*

(1.中国水产科学研究院黄海水产研究所，山东 青岛 266071；2.江苏海洋大学食品科学与工程学院，江苏 连云港 222005；3.青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋药物与生物制品功能实验室，山东 青岛 266235)

鲅鱼，学名蓝点马鲛(Scomberomorusniphonius)，体态呈纺锤形，背部为蓝黑色，布满蓝色斑点，由此得名。鲅鱼广泛分布于中国渤海、黄海以及东海海域，营养丰富、味道鲜美，深受消费者喜爱。2020年中国鲅鱼捕捞产量为35.51万t，占中国海洋鱼类总捕捞量3.75%，其中山东捕捞量15.85万t，位居第一，目前鲅鱼的主要加工方式以加工销售的模式，尤其是秋冬季节，水产品市场到处可见晾晒咸鲅鱼，其余少量以鱼糜制品为主。

咸干鲅鱼是北方沿海地区传统的特色美食，青岛地区又称之为“甜晒鲅鱼”。“甜晒”并非指加糖，而是指经自然风干且不加盐以外的调味品的加工方式。咸干鲅鱼产品口感劲道、咸鲜味美，风味独特。近几年，科研人员对咸干鲅鱼食用安全性[1]、菌群结构[2]、香气成分[3-4]、加工工艺[5]等进行了研究，而对加工过程风味变化的研究较少。游离氨基酸、呈味核苷酸等非挥发性成分是水产品滋味的重要来源[6]，且这些成分往往会在加工过程中发生较大的变化。如Zhang等[7]发现谷氨酸、5’-磷酸肌苷(5’-inosine monophosphate，IMP)等对河鲀(Tetraodontidae)的鲜甜味有着重要的贡献。蟹酱发酵过程中天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、IMP和5’-磷酸鸟苷(5’-guanosine monophosphate，GMP)等含量显著增加，是构成其鲜甜味的主要物质[8]。Xu等[9]研究发现鱼低盐发酵过程中生成的酯类、醛类、醇类及酸类等挥发性成分有助于其独特风味生成。咸干鲅鱼加工过程主要风味物质的演变规律不清，变化机制尚不明确，亟需开展相关研究。

本研究以咸干鲅鱼为原料，对其自然风干过程中游离氨基酸和呈味核苷酸的含量进行了测定，采用电子鼻和气相-离子迁移谱(GC-IMS)对气味轮廓和特征性挥发成分进行了分析。通过探究咸干鲅鱼风味形成规律，为生产工艺的优化和产品品质控制提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜鲅鱼，采购于青岛市崂山区埠东海鲜市场，选取形态完整、体长(35.0±5.0)cm的个体进行后续实验。

腺苷酸(adenosine monophosphate，AMP)、肌苷酸(inosine monophosphate，IMP)、鸟苷酸(guanosine monophosphate，GMP)、氨基酸混样标准品，均为分析纯，购于Sigma公司。

1.2 仪器设备

TA-XT plus型质构仪，英国Stable Micro System公司；L-8800型氨基酸自动分析仪，日本日立公司；2695型高效液相色谱系统，美国Waters公司；Pen-3型电子鼻，德国Air sense公司；Floorspace®型气相色谱-离子迁移谱仪，德国G.A.S公司。

1.3 方法

1.3.1 加工工艺

将新鲜鲅鱼用清水进行清洗，用刀具沿背鳍切入顺延至尾部片开，去除鳃和内脏，冲洗干净，在鱼体表面均匀涂抹一层盐，头部朝下悬挂于无阳光直射的通风处自然风干。风干过程的环境温度为1～7 ℃，环境湿度约40%。

每2 d随机取鲅鱼样品6份，去除头、尾和骨，取肉检测各项指标。

1.3.2 水分含量测定方法

参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》[10]，采用直接干燥法测定。

1.3.3 质构分析方法

将鲅鱼样品切成3.0 cm×3.0 cm×2.0 cm小块，使用质构仪测定。测定参数为：探头P/50，压缩比60%，循环间隔5 s，测试速率2 mm/s，触发力20 g。

1.3.4 游离氨基酸含量测定方法

参照GB 5009.124—2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》[11]，采用磺基水杨酸法[12]处理样品，氨基酸自动分析仪进行测定。

1.3.5 呈味核苷酸含量测定方法

参照YOKOYAMA等[13]的方法稍作修改。取样品5.0 g，加入15.0 mL预先冷却的质量分数为10%的过氯乙酸溶液，均质后离心，收集上清液，中和pH至6.5，过0.45 μm滤膜，滤液用高效液相色谱进行测定。

色谱分析条件：色谱柱Shiseido C18SG(4.6 mm×150 mm)；流动相为乙酸、柠檬酸、三乙胺混合溶液，浓度分别为0、20.0和40.0 mmol/L，pH 5.5；流速0.8 mL/min；柱温40 ℃；检测器波长260 nm；进样量10 μL。比较样品与标准化合物色谱图峰值的保留时间及峰高来确定AMP、IMP、GMP含量。

1.3.6 滋味活性值计算

滋味活性值(taste active value，TAV)按照公式(1)[14]计算：

式(1)

1.3.7 鲜味程度评定方法

采用味精当量(equivalent umami concentration，EUC)评定鲜味程度[14]。按照式(2)进行计算。

EUC(g MSG/100 g)=∑aibi+1 218(∑ aibi)(∑ajbj)

式(2)

式中：1 218为协同作用常数；ai为鲜味氨基酸的量,(g/100 g)；bi为鲜味氨基酸相对于谷氨酸单钠(monosodium glutamate，MSG)的鲜味系数(Glu 1.0；Asp 0.077)；aj呈味核苷酸的量,(g/100 g)；bj为呈味核苷酸相对于IMP的鲜味系数(AMP:0.18；IMP:1.0；GMP 2.3)。

1.3.8 电子鼻分析方法

参照胡梦月等[15]的方法稍作修改。取鱼肉剪碎，精确称取2.0 g置于50 mL 顶空进样瓶中，密封后静置平衡10 min采用电子鼻进行检测。测定参数为：清洗时间60 s，气体流速 200 mL/min，数据采集时间为80 s。采用电子鼻内置程序WinMuster处理数据。

1.3.9 挥发性成分检测方法

参照曹荣等[16]的方法稍作修改。取2.0 g鱼肉，放入20 mL顶空进样瓶中，60 ℃平衡20 min，通过自动顶空进样用气相-离子迁移谱仪(GC-IMS)进行检测。通过比对NIST气相保留指数数据库与IMS迁移时间数据库对物质进行定性分析，采用设备自带LAV软件的Gallery Plot功能绘制样品中的挥发性成分谱图。

1.4 数据处理

利用Office Excel作图，采用t-检验进行组间差异显著性分析，P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 风干过程水分含量和肌肉硬度值变化情况

水分含量是咸干鲅鱼产品的一个重要指标，与咸干鲅鱼质构、风味等感官品质以及货架期等密切相关[17]。质构指标中的硬度是指使样品达到一定形变所需的力[18]。适中的硬度是良好口感的重要体现，且与产品中的水分含量具有一致性。当水分含量高时，质地往往偏软，口感上表现为缺少嚼劲，且不利于贮藏；当水分含量偏低时，质地往往过硬，同样会影响口感[15]。

鲅鱼自然风干过程中，水分含量逐渐降低，至12 d时，水分含量由66.57%降至54.75%。由于水分含量的降低，硬度值呈上升趋势，尤其是风干前8 d，硬度值几乎呈线性增加。8 d后，硬度值变化较小，此时水分含量的变化幅度也减小，表明已接近风干终点。

图1 咸干鲅鱼风干过程水分含量和硬度变化

2.2 风干过程滋味物质变化情况

2.2.1 游离氨基酸

游离氨基酸是水产品中主要的滋味物质，对构成水产品滋味轮廓起重要作用。游离氨基酸的增加可以使产品滋味更加厚重。游离氨基酸对产品风味的贡献与其绝对含量和滋味阈值有关，游离氨基酸之间的相对平衡对整体滋味呈现也有影响[19-20]。Gasser等[21]发现肉汁中的呈味物质浓度多数低于各自的阈值，由此推断各种呈味物质的协同作用可能是决定肉滋味的关键因素。

咸干鲅鱼风干过程中游离氨基酸的变化情况见表1。鲜鱼中游离氨基酸含量最高，经风干后含量显著降低(P<0.05)，这与游离氨基酸发生降解以及部分水溶性氨基酸损失有关；风干过程中，随着风干时间的延长蛋白质水解为游离氨基酸[22]，游离氨基酸含量略有增加；干燥后期，参与游离氨基酸生成的氨肽酶作用降低，使游离氨基酸含量略有减少。鲐鱼(Scomberjapanious)干制过程中，其游离氨基酸含量呈现出类似的变化规律[23]。

表1 咸干鲅鱼风干过程游离氨基酸含量变化

由于各呈味物质的滋味阈值不同，可以依据TAV判断单个化合物对整体滋味的贡献强度，当TAV>1时，则认为该呈味组分对样品的整体滋味有贡献[24]。在咸干鲅鱼风干过程中，谷氨酸、丙氨酸、组氨酸的TAV值大于1。其中，组氨酸的TAV最大，表明组氨酸对咸干鲅鱼滋味贡献较大，组氨酸主要呈苦味，主要由磷酸核糖转化而来；谷氨酸为典型的鲜味氨基酸，不仅对鲜味有贡献，还赋予产品整体滋味的复杂性，使整体滋味浓厚[25]。丙氨酸呈甜味，且能与谷氨酸、天门冬氨酸、AMP等鲜味物质产生鲜味协同作用。

2.2.2 呈味核苷酸

呈味核苷酸是水产品滋味的另一重要组分。鱼类ATP分解一般是按ATP → ADP→ AMP → IMP → HxR → Hx途径[26]进行的。鲜鲅鱼AMP含量为26.31 mg/100 g，风干过程中AMP含量一直增加。AMP浓度会影响其呈味特点，小于100 mg/100 g时主要呈甜味，大于100 mg/100 g时，鲜味增强而甜味被削弱[27]。咸干鲅鱼风干过程AMP含量一直小于100 mg/100 g，至12 d时含量为90.03 mg/100 g，对咸干鲅鱼整体鲜甜的愉悦滋味有重要贡献。

IMP在风干过程中含量呈减少趋势，表明IMP发生了进一步降解。GMP含量在风干过程呈增加趋势，且风干前期增加幅度大，而风干后期变化很小。GMP具有很高的呈鲜味强度[28]。IMP和GMP的TAV均大于1，表明对咸干鲅鱼的滋味有贡献。呈味核苷酸和游离氨基酸具有协同增鲜作用，这种作用可以用味精当量表示。经计算，鲜鲅鱼的味精当量为9.59 g MSG/100 g，风干12 d 咸干鲅鱼的味精当量达到11.41 g MSG/100 g，表明干制过程对产品整体鲜味有提升作用。

表2 咸干鲅鱼加工过程中呈味核苷酸含量变化

2.3 挥发性成分变化情况

2.3.1 气味轮廓差异

主成分分析法(PCA)通过线性表达的降维思路将原始数据的多个指标信息转化为较少的具有代表性的信息数据[29]。咸干鲅鱼不同风干阶段电子鼻检测数据的PCA分析见图2。第一主成分和第二主成分的贡献率分别为98.52%和1.12%，总贡献率达99.64%，表明这两个主成分基本涵盖了样本信息，可以表征不同风干阶段咸干鲅鱼的气味组成。咸干鲅鱼风干各阶段对应的位置相对独立，可以明显区分开来，表明鲜鱼与风干不同阶段的样品气味轮廓有明显差异。

图2 不同风干阶段咸干鲅鱼的PCA分析图

2.3.2 GC-IMS分析结果

通过GC-IMS检测不同风干阶段咸干鲅鱼中的挥发性物质，生成气味指纹图谱如图3所示。不同风干阶段咸干鲅鱼中的挥发性物质差异较大。从咸干鲅鱼不同风干阶段共定性出20种化合物，主要包括醇类5种、醛类3种、烷类2种、酸类2种、酯类3种、烃类1种、酮类1种、呋喃类1种、噻唑类1种及呋喃类1种。鲜鱼中的挥发性物质主要包含苯乙烯、3-甲基丁醛、2-乙基呋喃、丁醛、2-庚酮、1,2-二甲氧基乙烷、(E)-3-己烯-1-醇、2-甲基丙酸和4-甲基-2-戊醇等。风干12 d后，鱼干中挥发性物质种类和含量明显增加，如乙酸正丙酯、乙酸丁酯、六甲基二硅氧烷、丁醛、2-甲基-1-丙醇、噻唑、3-甲基-1-丁醇、乙酸乙酯、丁酸和2-甲基丁醛等。

图3 不同加工阶段咸干鲅鱼的气味指纹图谱

醇类物质主要来源于脂质降解，其中2-甲基-1-丙醇带来了酒精味[29]，3-甲基-1-丁醇提供一种香甜味，同时赋予了咸干鲅鱼水果味和果渣味[30]，(E)-3-己烯-1-醇在荔枝以及茶叶等农产品中均检测到，具有较高的香气强度属性[31-32]。醛类物质对风干鱼类产品风味形成发挥了重要作用[33]，一般认为3～4个碳原子的醛具有强烈的刺激性风味，5～9个碳原子的醛具有油香、脂香风味，分子质量较高的醛具有橘子皮风味[34]，而支链醛则具有愉快的甜味或水果特征味，如2-甲基丁醛具有干果味、奶酪味和咸味[35]。酮类化合物主要由脂肪酸的氧化降解以及醇类物质的氧化生成[36]，2-庚酮具有水果香气，可以给咸干鲅鱼带来清香气味[37]。酯类化合物是酸和醇经酯化而成，一般而言，短链酸形成的酯具有水果香味[38]，而长链酸形成的酯具有轻微的油脂味，因此酯类对风味的形成也做出了贡献[39]。烷烃类及杂环类物质广泛存在于咸干鱼的挥发物中，但对咸干鱼整体风味贡献较小。

3 结论

咸干鲅鱼风干过程中，水分含量逐渐降低，其硬度逐渐升高，最终形成咸干鲅鱼独特的口感。游离氨基酸总量降低，呈味核苷酸含量明显增加。风干过程挥发性成分含量和种类均增加，其中酯类、醇类及醛类挥发性物质种类增加，如乙酸乙酯、乙酸丁酯、3-甲基-1-丁醇和2-甲基丁醇等，赋予咸干鲅鱼丰富的特征风味。揭示了咸干鲅鱼加工过程主要风味物质的演变及变化机制，为后续低盐咸干鲅鱼工艺的研究提供指导。