3 种抗氧化剂处理对干制鲅鱼脂肪氧化和 挥发性风味成分的影响

葛迎港1,崔柯鑫1,陈 慧1,2,刘 楠1,孙 永1,席 瑞1,王大军3,周德庆1,孙国辉1,*

(1.中国水产科学研究院黄海水产研究所,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 266071;2.上海海洋大学食品学院,上海 201306;3.烟台海裕食品有限公司,山东 烟台 264000)

摘 要:以新鲜鲅鱼为原料,研究叔丁基对苯二酚(tert-butylhydroquinone,TBHQ)、奎诺二甲基丙烯酸酯(trolox)和L-半胱氨酸(L-cysteine,L-Cys)对干制鲅鱼脂肪氧化与挥发性风味物质的影响。检测并分析鱼肉pH值、脂肪氧化(酸价、过氧化值、丙二醛含量)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除能力及挥发性风味成分的变化。结果表明:与对照组相比,经0.02%抗氧化剂浸泡处理后鱼肉的酸价、过氧化值、丙二醛含量分别至少降低1.18 mg/g、0.28 g/100 g、66.68 mg/kg,DPPH自由基清除率提高9.80%,pH值未发生明显变化,抗氧化效果表现为Trolox>L-Cys>TBHQ;此外,抗氧化剂处理降低了干制鲅鱼中挥发性风味成分的相对含量;在TBHQ组、Trolox组、L-Cys组和对照组中,含有关键风味成分的数量分别为11、3、11、13 种,仅L-Cys组中的关键风味成分与对照组接近,对干制鲅鱼特有风味的影响最小。综上,氨基酸类抗氧化剂L-Cys可以取代合成类抗氧化剂用于抑制干制鱼制品的脂肪氧化。

关键词:干制鲅鱼;抗氧化剂;脂肪氧化;挥发性物质

蓝点马鲛(Scomberomorus sierra)又称鲅鱼,属鲈形目、鲭科、马鲛属[1],富含优质蛋白质、矿物质、不饱和脂肪酸、硒、VB12等多种营养成分[2-3],是中国北方沿海地区最常食用的海洋鱼类之一。一般新鲜的鲅鱼会在每年9—12月集中上市,因极易腐烂变质,保鲜贮藏成为影响其市场流通和价格的重要因素。除低温冷冻贮藏外,沿海居民通常还会采用传统晾晒法制备干制鲅鱼,达到延长保质期和改善风味的目的。但是,鱼肉在干制和贮藏过程中必然受到光照、金属离子和微生物的影响,发生脂肪和蛋白质的氧化变质[4],生成活泼羰基化合物、小分子醛酮化合物及生物胺等[5-6],从而导致干制鲅鱼品质的下降。因此,探究抑制鲅鱼干制过程中脂肪氧化和关键风味成分改变的加工工艺显得十分必要。

在食品加工中添加抗氧化剂是有效延长食品贮藏期的方式。许多天然抗氧化剂本身携带的风味物质会对水产品本身的风味产生较大影响,不利于探究加工过程中风味的变化。奎诺二甲基丙烯酸酯(trolox)是一种水溶性维生素衍生物,因其高抗氧化活性被广泛应用于抑制细胞氧化损伤、缓解氧化应激反应、油脂抗氧化等领域[7], 虽在我国未被允许添加在食品中,但国外已有应用于食品的研究,如用于降低光照下牛乳中核黄素的损失[8]、抑制卤制食品中胆固醇氧化[9]和作为其他抗氧化剂的对照抗氧化剂。L-半胱氨酸(L-cysteine,L-Cys)是生物体内一种含硫氨基酸,在GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》中被允许以香料形式添加在食品中,赋予食品厚味,因具有抗氧化活性而被广泛应用于食品工业[10],如Ning Cheng等[11]在研究腌制香肠时发现,添加L-Cys等氨基酸混合物不仅可以改善香肠色泽,还能降低亚硝酸盐的残留量。然而,有关抗氧化剂对干制鱼制品挥发性风味成分的影响鲜有报道。

为进一步探究抗氧化剂浸泡处理在鱼肉干制过程中对脂肪氧化和关键风味成分的影响,本研究选用新鲜鲅鱼为原料,采用叔丁基对苯二酚(tertbutylhydroquinone,TBHQ)、L-Cys、Trolox 3 种不同抗氧化剂浸泡处理结合传统腌制与晾晒工艺,制备干制鲅鱼样品。通过对鱼肉pH值、酸价(acid value,AV)、 过氧化值(peroxide value,POV)、丙二醛(malonaldehyde,MDA)含量、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除能力、挥发性成分和关键风味成分相对气味活度值(relative odor activity value,ROAV)的分析,研究抗氧化剂浸泡处理对干制鲅鱼脂肪氧化和风味的影响,为传统干制鲅鱼产品的品质改善提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜鲅鱼(体质量1.2~1.5 kg/尾),购于青岛市琅琊港码头。

食盐(食品级) 中盐公司;MDA标准品(纯 度≥98%) 上海源叶生物科技有限责任公司;TBHQ、Trolox、L-Cys 北京谨明生物科技有限公司;甲醇(色谱纯) 瑞典Oceanpak公司;DPPH 美国Sigma公司;其他试剂均为分析纯,由国药集团提供。

1.2 仪器与设备

T18DS25高速均质机 德国IKA仪器公司; UV 1102II紫外分光光度计 上海天美科学仪器有限公司;7980A/5975C气相色谱-质谱联用仪、1260 Infinity高效液相色谱仪 美国Agilent公司;BS224S电子天平 北京赛多利斯仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品预处理

将新鲜的鲅鱼采用传统“蝶式”切法从背部纵切[12], 去除内脏与鱼鳃,经清水洗净后室温下沥干;之后按料液比1∶1(m/V)将鲅鱼加入5 g/100 mL的食盐水溶液中,在4 ℃条件下腌制12 h;实验组参照GB 2760—2014在食盐水溶液中按鱼肉质量的0.02%加入TBHQ、Trolox和L-Cys,对照组则不添加任何抗氧化剂;腌制完成后,采用传统方式自然晾晒5 d,然后将制备的干制鲅鱼装入自封袋,-18 ℃贮藏备用。贮藏30 d后,分别取腹、背、尾部分切碎混匀,用于后续实验分析。

1.3.2 pH值测定

采用GB 5009.237—2016《食品安全国家标准 食品pH值的测定》中pH计法测定。

1.3.3 AV测定

采用GB 5009.229—2016《食品安全国家标准 食品中酸价的测定》中冷溶剂指示剂滴定法测定。

1.3.4 POV测定

采用GB 5009.227—2016《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》中滴定法测定。

1.3.5 MDA含量测定

采用GB 5009.181—2016《食品安全国家标准 食品中丙二醛的测定》中的高效液相色谱法测定。

1.3.6 DPPH自由基清除率测定

参照Serpen等[13]的方法,将鱼肉与水按料液比1∶9(m/V) 混合匀浆,经双层滤纸过滤后5000 r/min离心30 min,取上清液即为样品液。将2.00 mL样品液和2.00 mL 0.20 mmol/L DPPH溶液快速振荡摇匀,在37 ℃下避光反应30 min,之后在517 nm波长处测定吸光度。DPPH自由基清除率按照公式(1)计算。

式中:A为加入样品的吸光度;A为用等量蒸馏水代替样品液的吸光度;A为无水乙醇取代DPPH溶液的吸光度。

1.3.7 挥发性成分测定

采用固相微萃取-气相色谱-质谱法进行测定。参照Yu Haiyan等[14]的方法,稍作修改。萃取方法:称取5.00 g粉碎的干制鲅鱼样品置于20.00 mL顶空瓶中,在60 ℃中水浴5 min,将固相微萃取针插入顶空瓶中萃取30 min后进样,在进样口解吸5 min。色谱条件:色谱柱:HP-INNOWAX毛细管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm),载气为氦气,流速1.00 mL/min,分流比5∶1,进样温度250 ℃;升温程序:起始温度40 ℃,保持5 min,以80 ℃/min升至250 ℃,保持5 min。质谱条件:电子轰击电离源,能量70 eV;离子源温度230 ℃,四极杆温度150 ℃,接口温度250 ℃,扫描范围为m/z 30~400。 数据处理:将鱼肉挥发性成分的气相色谱-质谱谱图与NIST 14.0质谱库进行对比,依据匹配度(≥80%)和保留指数定性,将面积归一化,以此计算每一种挥发性风味物质的相对含量。

1.3.8 关键风味物质分析

ROAV法通常用来评价各挥发性成分对样品总体风味的贡献程度。当0.1≤ROAV<1时,即判定该成分对干制鲅鱼的总体风味具有重要修饰作用;当ROAV≥1时,即判定该成分是干制鲅鱼的关键风味成分;当ROAVmax=100时,即判定该成分为对总体风味贡献最大的成分[15]。ROAV按照公式(2)计算。

式中:CmaxTmax分别为对干制鲅鱼总体风味贡献最大成分的相对含量及其感觉阈值/(mg/kg);CiTi分别为其他各挥发性成分的相对含量及其感觉阈值/(mg/kg)。

1.4 数据处理

以上实验每组均重复3 次,利用Origin 21.0软件作图,除ROAV外,实验数据均以平均值±标准差表示。利用SPSS 25.0软件记录和分析数据,通过最小显著差异法进行显著性差异分析(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 3 种抗氧化剂对干制鲅鱼pH值的影响

鱼在被宰杀初期会发生自溶与肌肉僵直现象[16],乳酸引起pH值下降,后期随着微生物生长繁殖和蛋白质分解产物积累,pH值又开始逐渐上升[17]。由图1可知,鲅鱼鱼肉经过干制和贮藏后,其pH值为5.97~6.07,与目前市场干制鱼产品的pH值较为接近[5]。抗氧化剂处理组的pH值低于对照组,这与抗氧化剂会影响微生物代谢活动有关。此外,L-Cys具有酸性,也是该组pH值显著低于TBHQ组和Trolox组的原因。

图1 不同抗氧化剂对干制鲅鱼pH值的影响
Fig. 1 Effects of different antioxidants on pH value of cured Spanish mackerel

小写字母不同,表示差异显著(P<0.05)。图2~3同。

2.2 3 种抗氧化剂对干制鲅鱼脂肪氧化的影响

衡量鱼肉脂肪氧化的3 个重要指标为AV、POV、MDA含量。AV表示肉制品中游离脂肪酸的含量,AV越高代表脂肪水解程度越高,游离脂肪酸含量越高;POV表示不饱和脂肪酸中不饱和键与氧气结合生成过氧 化物的程度;MDA是不饱和脂肪酸氧化分解的最终产物之一[18]

由图2A可知,添加抗氧化剂处理的干制鲅鱼脂肪氧化程度显著低于对照组(P<0.05)。与对照组相比,各实验组的AV均显著下降,对脂肪氧化表现出较好的抑制效果,其中L-Cys组效果最优,AV下降至(2.15±0.03) mg/g,这与L-Cys会影响环境中H浓度有关。脂肪体外模拟消化表明,随着肠道pH值下降,脂肪水解速率不断下降[19],这与鱼肉pH值的测定结果保持一致。由图2B可知,TBHQ组和Trolox组对脂肪过氧化物的生成表现出较好的抑制效果,其POV均降至(0.29±0.04) g/100 g,这是由于TBHQ和Trolox具有细胞渗透性,能进入脂肪细胞内部更好地抑制脂肪氧化分解。由图2C可知,相比对照组,TBHQ组、Trolox组、L-Cys组中MDA含量分别下降(66.68±1.05)、(86.31±1.75)、(80.37±1.11) mg/kg,这与抗氧化剂通过螯合金属离子抑制鱼肉脂肪氧化密切相关[4,20-21]

图2 不同抗氧化剂处理对干制鲅鱼AV(A)、POV(B)和 MDA含量(C)的影响
Fig. 2 Effects of different antioxidant treatments on AV (A), POV (B) and MDA content (C) of dry-cured Spanish mackerel

2.3 3 种抗氧化剂对干制鲅鱼DPPH自由基清除能力的影响

脂肪氧化程度与自由基清除能力呈负相关,通过抗氧化处理提高鱼肉的DPPH自由基清除能力是延长贮藏时间的重要途径[22]。由图3可知,实验组的DPPH自由基清除率至少提高9.80%;其中,Trolox组鱼肉的抗氧化性最强,DPPH自由基清除率达到(94.84±1.65)%,其次为TBHQ组和L-Cys组,分别达到(92.09±2.39)%和(91.41±1.06)%,这与抑制脂肪氧化的结果相一致。Trolox组自由基清除能力最强,与Trolox与自由基反应为亲电加成反应[23]而TBHQ和L-Cys为亲电取代反应有关。

图3 不同抗氧化剂处理对干制鲅鱼DPPH自由基清除能力的影响
Fig. 3 Effects of different antioxidants on DPPH radical scavenging ability of dry-cured Spanish mackerel

2.4 3 种抗氧化剂对干制鲅鱼挥发性成分的影响

由表1可知,TBHQ组中检出30 种挥发性物质,包括3 种醇类、3 种芳香族类、3 种含氮含硫类、2 种醚类、5 种醛酮类、3 种羧酸类、4 种烷烃类和7 种酯类,其中醇类相对含量最高,其次为含氮含硫类,再次为烷烃类,其他类化合物未检出。Trolox组中检出44 种挥发性物质,包括3 种醇类、10 种芳香族类、1 种醚类、4 种醛酮类、3 种羧酸类、12 种烷烃类、3 种其他类化合物和8 种酯类,其中酯类相对含量最高,占挥发性物质总量的59.09%,芳香族类和烷烃类共占29.96%。L-Cys组中检出51 种挥发性物质,包括6 种醇类、4 种芳香族类、5 种含氮含硫类、1 种醚类、9 种醛酮类、1 种羧酸类、17 种烷烃类、1 种其他类化合物和7 种酯类,其中以烷烃类为主,醇类、含氮含硫化合物、醛酮类和酯类占52.67%。对照组中检出39 种挥发性物质,包括8 种醇类、3 种芳香族类、4 种含氮含硫类、1 种醚类、14 种醛酮类、1 种羧酸类、5 种烷烃类、1 种其他类化合物和2 种酯类,其中醛酮类含量最高,含氮含硫类次之,再次为烷烃类与醇类。抗氧化剂处理使鱼肉挥发性成分中酯类相对含量明显上升,醛酮类和含氮含硫类相对含量明显下降。

表1 不同抗氧化剂处理后干制鲅鱼的挥发性成分测定结果
Table 1 Volatile components of dry-cured Spanish mackerel treated with different antioxidants

化合物类别 化合物名称 保留时间/min相对含量/% 气味描述TBHQ组 Trolox组 L-Cys组 对照组乙醇 3.00 35.25±2.23a2.27±0.09d4.45±0.12b3.24±0.13c苯乙醇 21.00 2.80±0.11a0.80±0.05b - 0.90±0.05b 玫瑰香味1-戊烯-3-醇 8.40 - - 1.38±0.07b1.85±0.08a 热带水果香气1-辛醇 16.13 - - - 0.95±0.05强烈的油脂气味和柑橘气息醇类 1-辛烯-3-醇 14.34 - - 3.02±0.09b4.89±0.11a 药草香、薰衣草气息3-甲基-1-丁醇 9.54 3.57±0.10a - - 1.46±0.06b 不愉快的气味6,6-二甲基二环[3.1.1]庚-2-烯-2-甲醇 16.90 - - 1.85±0.05 -环戊醇 3.68 - - 0.41±0.01 -顺-2-戊烯-1-醇 11.90 - - 0.55±0.01b0.76±0.02a 水仙香气正己醇 12.58 - - - 2.30±0.06 水果芬芳香气1,5-十氢-萘二醇 23.08 - 0.30±0.02 - -合计 41.62±2.78a3.36±0.21c11.65±1.03c16.33±1.25b 1,3-二甲基苯 7.80 - - 1.08±0.03a0.36±0.01b 强烈芳香味1,3-二叔丁基苯 14.17 - - 1.60±0.02 -对二甲苯 7.80 0.80±0.05c - 1.42±0.08b2.15±0.10a甲苯 4.96 0.07±0.00 - - -邻二甲苯 7.58 - - 2.56±0.11 -乙苯 7.39 0.93±0.04b - - 1.35±0.06a 有芳香气味1,4-二氯苯 14.28 - 7.32±0.21 - - 樟脑气味芳香族类 联苯 22.20 - 0.59±0.03 - -2-苯基甲苯 22.52 - 0.69±0.03 - -萘18.92 - 2.47±0.16 - - 温和芳香气味1-甲基萘 20.48 - 1.71±0.05 - - 温和芳香气味2,7-二甲基萘 20.93 - 0.45±0.01 - -2,6-二甲基萘 21.97 - 0.80±0.02 - -1-甲基芴 22.39 - 0.49±0.02 - -2-乙烯基萘 23.59 - 0.39±0.01 - -芴26.35 0.53±0.01合计 1.80±0.09d15.78±1.17a5.18±0.43bc3.86±0.17c 2-甲氧基-2-甲基-1-丙胺 2.56 - - - 0.60±0.02三甲基-1,3-丙二胺 1.89 - - 0.97±0.06 -N-[3-甲氨基丙基]氮丙基嘧啶 1.88 - - - 2.77±0.13含氮含硫类N-二甲氨基甲基- N-甲基甲酰胺 1.74 - - 0.76±0.02 -二甲基氰胺 16.64 - - 0.89±0.03 -甲氧基苯基肟 19.42 0.55±0.01c - 3.89±0.20a1.93±0.08b三甲胺 1.48 19.98±1.44a - 6.06±0.26b20.68±1.47a 有鱼油臭气味

续表1

化合物类别 化合物名称 保留时间/min相对含量/% 气味描述TBHQ组 Trolox组 L-Cys组 对照组乙基肼 17.70 0.57±0.00 - - -合计 21.10±1.03b0.00±0.00d12.69±1.15c25.98±1.89a 15-冠-5-醚 32.05 - - 0.50±0.03 -18-冠-6-醚 27.59 0.45±0.01 - - -醚类 八(乙二醇)-(十二烷基)醚 27.78 0.18±0.01 - - -异丙基乙烯基醚 3.64 - - - 0.47±0.022,2’,4,4’-四溴联苯醚 - - 0.27±0.01 - -合计 0.63±0.03a0.27±0.01c0.50±0.03ab0.47±0.01b 2’-(三甲基硅氧基)苯乙酮 15.43 - - - 0.71±0.032-十一酮 16.96 - - - 1.12±0.06芸香香气、浓度低时具有类似桃子的香气3,5-辛二烯-2-酮 15.93 - - - 10.75±0.53 脂肪香气3-甲基丁醛 2.75 1.61±0.06a - - 1.26±0.07b 苹果香味3-羟基-2-丁酮 11.11 0.55±0.01b - 1.95±0.05a 奶油香味4-乙氧基-2-丁酮 2.57 0.90±0.03 - - -7-辛烯-2-酮 12.22 - - 2.83±0.05a0.91±0.02b苯甲醛 15.69 - 0.64±0.03 - - 苦杏仁气味苯乙酮 17.66 - 1.11±0.04 - - 山楂香味二苯基环丙烯酮 30.38 - 0.42±0.01 - -苯乙醛 17.34 - - 0.83±0.01a0.95±0.02a 洋水仙香气、风信子香气反,顺-2,6-壬二烯醛 16.70 - - - 0.38±0.01醛酮类 反-4-庚醛 10.30 - - - 0.38±0.01反-2,4-庚二烯醛 15.02 - - 1.85±0.08a1.01±0.04b 青草、水果和香辛料似香味反-3,5-辛二烯-2-酮 16.40 - - 0.43±0.01 - 脂肪香气癸醛 15.45 - 0.30±0.00 - - 甜橙香气庚醛 9.03 0.29±0.00c - 1.47±0.05b2.10±0.04a新鲜的草本气息己醛 6.34 - - 3.85±0.07a3.24±0.09b 浓郁的果香壬醛 13.55 0.81±0.01b - 0.68±0.02b4.84±0.22a玫瑰和柑橘样香气顺-3,6-壬二烯醛 10.29 - - 2.60±0.12 - 新鲜的草本气味辛醛 11.40 - - 1.31±0.06b3.43±0.09a 甜橙香气合计 4.16±0.15c2.48±0.07d15.86±0.58b33.03±1.43a 4-甲基戊酸 19.55 1.54±0.04 - - - 辛辣的干酪气息乙酸 14.39 3.12±0.13 - - - 刺激性酸臭壬酸 24.15 - 1.19±0.08a0.43±0.02b0.36±0.01b 腐臭气味酸类 丁酸 17.26 - 1.02±0.03 - - 腐臭酸味苯甲酸 24.34 - 1.06±0.05 - - 微弱香脂气味正癸酸 24.13 1.12±0.03 - - - 不愉快气味合计 5.82±0.22a3.27±0.11b0.43±0.03c0.36±0.01c 2,4-二甲基庚烷 1.92 - - 1.81±0.07 -(3R)-1-亚甲基-3-丙-1-烯-2-基-环己烷 11.51 - - 1.14±0.04 -1,3,5,7-环辛四烯 10.59 2.00±0.07 - - -1,3-反-5-顺辛三烯 6.99 - - 0.37±0.00 -1-十九烯 19.78 - 0.44±0.01 -1,3-环辛二烯 11.20 - - 2.17±0.06 -1,3-顺-5-顺-辛三烯 6.95 - - 0.52±0.03 -1-甲基-2-亚甲基环己烷 20.09 - - - 0.68±0.031-硝基-1-环己烯 10.67 - - 4.43±0.18 -2,4-二甲基己烷 1.94 1.94±0.16 - - -2,6,10-三甲基十六烷 18.35 - - - 2.93±0.07植烷 19.61 - 1.52±0.06 - -3-乙基-5-(2-乙基 丁基)-十八烷 17.81 - 0.22±0.01 - -

续表1

注:气味通过http://www.thegoodscentscompany.com/search3.php查询; 同行小写字母不同,表示差异显著(P<0.05);-. 未检出。表2同。

化合物类别 化合物名称 保留时间/min相对含量/% 气味描述TBHQ组 Trolox组 L-Cys组 对照组烷烃类 2-甲基二六烷 17.88 - 0.41±0.01 - -姥鲛烷 18.12 - 1.14±0.09 - -2,6-二甲基十七烷 18.23 - - 4.31±0.21 -3-甲基十七烷 19.46 - 0.56±0.02 - -3,5,5-三甲基-2-己烯 14.91 - - - 1.41±0.083-甲基-1-环己烯 10.14 - - 0.86±0.00 -4,6-二甲基十一烷 4.53 - 0.44±0.00 -苯乙烯 10.55 - 2.99±0.08b10.94±0.39a 脂肪香气反-3,5-辛二烯 2.89 - 1.91±0.05 -癸烷 4.25 - 0.51±0.01 -环辛二烯 17.92 - 2.17±0.06 -二十烷 21.22 - 0.38±0.01 - -十八烷 19.90 - 0.71±0.02 - -十七烷 18.67 4.38±0.23a2.50±0.11b2.45±0.09b1.24±0.07c十六烷 17.05 - 2.82±0.08 - -十五烷 15.75 7.23±0.31b2.23±0.13c10.14±0.13a -1,1-二苯基乙烷 22.94 - 1.49±0.07 - -顺-1,2-二乙氧基-乙烯 5.69 - - 0.60±0.06 -异亚丙基环己烷 10.38 - - 1.19±0.06 -合计 15.55±1.33bc14.18±1.54c37.90±2.31a17.08±1.37b苯并噻唑 21.79 - 0.85±0.01 - - 令人不愉快的气味二苯并呋喃 25.50 - 0.37±0.00 - -其他 4-乙氧基-3-甲氧基苯酚 25.55 - 0.33±0.00 - -2-氨基蒽 15.39 - - 1.11±0.06 -2-乙基呋喃 3.18 - - - 0.75±0.01合计 0.00±0.00 1.56±0.05 1.11±0.06 0.75±0.013-溴-1-金刚烷乙酸甲酯 20.63 - 0.38±0.01 -2-乙基己基苯甲酸酯 24.52 0.98±0.04 - -9-十六碳烯酸乙酯 25.64 0.54±0.02 - - -O,O’-硫代碳酸二甲酯 18.37 2.23±0.07 - -间甲苯甲酸-2-丁酯 26.01 - 0.69±0.01 - -丙酸-2-甲基丁酯 14.96 0.62±0.01 - - - 水果香气、 朗姆酒的气味草酸烯丙基十八烷基酯 18.75 - - - 1.71±0.05邻苯二甲酸-2-乙氧基 乙基丁酯 28.28 - - - 0.41±0.04邻苯二甲酸二丁酯 30.07 - 9.45±0.56a1.26±0.02b -酯类 邻苯二甲酸二乙酯 26.65 - 0.30±0.00 - -柠檬酸乙酯 27.70 - 1.15±0.08 - - 果子酒、 梅子样香气邻苯二甲酸二甲酯 25.83 - 17.25±2.41a1.51±0.04b -邻苯二甲酸二异丁酯 28.50 - 26.78±3.11a3.34±0.14b -七氟丁酸十八烷基酯 18.71 - - 1.89±0.09 -十六烷酸乙酯 25.37 0.59±0.01 - - -十四酸乙酯 23.01 0.68±0.02 - - - 鸢尾油香气并带有油脂气息乙酸乙酯 2.45 2.37±0.06b - 3.50±0.09a - 芳香气味正己酸乙酯 9.29 2.31±0.03 - - - 愉快的气味棕榈酸甲酯 24.91 - 0.87±0.01a0.40±0.00b - 脂肪香气合计 9.35±0.53c59.09±3.34a12.47±0.71b2.12±0.04d

干制鱼制品的风味物质主要来源于微生物代谢[24]、脂质氧化分解[25]以及氨基酸降解[26]形成的醛类、酯类、一元胺等,特别是低阈值的低级醛对特殊风味的形成尤为重要[27]。与对照组相比,TBHQ组、Trolox组、L-Cys组的醛类相对含量分别降低87.41%、92.49%、51.98%,其中对干制鲅鱼风味有贡献的醛类相对含量分别为3.26%、2.05%、12.59%,与对照组(19.88%)相比也发生明显下降。与TBHQ组、Trolox组相比,L-Cys组保留了赋予传统干制鲅鱼水果香气和草本香气的苯乙醛、反-2,4-庚二烯醛、庚醛、己醛、壬醛、辛醛等物质,新增了顺-3,6-壬二烯醛、反-3,5-辛二烯-2-酮2 种芳香物质,这与氨基酸降解会促进醛类化合物的形成有关。同时,TBHQ组、Trolox组羧酸类物质相对含量分别为5.82%、3.27%,这类物质具有刺激性和不愉快气味,被认为对风味的形成不利。

三甲胺是鱼肉不良风味的主要来源,由蛋白质经过内源蛋白酶和微生物代谢产生[28],其中,Trolox组中并未检出,L-Cys组中三甲胺相对含量下降70.71%,而TBHQ组中相对含量未发生显著变化。二甲基氰胺、三甲基-1,3-丙二胺、N-二甲氨基甲基-N-甲基甲酰胺3 种物质仅存在于L-Cys组中,可能是由L-Cys氧化分解形成的。

酯类来源于醇类与酸类的酯化反应,是果香味、甜味、花香味的来源,有助于干制样品形成独特风味。经过抗氧化剂处理后,酯类相对总量分别为:TBHQ组9.35%、Trolox组59.09%、L-Cys组12.47%、对照组2.14%。其中,TBHQ组中含有特殊芳香气味的酯类相对含量为5.98%,略高于L-Cys组的3.90%;在Trolox组中,邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯等含量占挥发物总量的53.78%,但是这类物质气味强度低[29-30],存在体内代谢安全隐患,且对干制鲅鱼风味的形成贡献较小,而具有特殊芳香气味的酯类相对含量仅为2.03%。

醇类可由脂质氧化形成,可以为鱼肉提供花香与水果香气。饱和醇阈值较高,对风味贡献较小,不饱和醇的阈值较低。经抗氧化剂处理后各组醇类相对含量分别为:TBHQ组41.62%、Trolox组3.36%、L-Cys组11.65%、对照组16.33%。其中,TBHQ组的乙醇相对含量达35.25%,这可能与TBHQ使用乙醇作为溶剂有关;而在对照组和L-Cys组中均检出较高含量的1-辛烯-3-醇,其来源于亚油酸氢过氧化物降解,赋予干制鲅鱼特有的蘑菇香气和咸肉汤口味,Trolox组和TBHQ组未检出的原因是其对脂肪氧化中过氧化物的生成有更强的抑制作用,这与前文对脂肪氧化的研究结果一致。

烷烃类物质主要来源于类胡罗卜素分解和脂肪的自动氧化,其阈值较高,对风味的贡献小。仅在L-Cys组和对照组中检出具有脂肪香气的苯乙烯,Trolox组和TBHQ组中均未检出具有香气的烷烃类物质。

由以上分析可知,经过抗氧化剂浸泡处理,干制鲅鱼的挥发性成分发生明显改变;添加L-Cys有利于降低干制鲅鱼中不良风味物质的形成,保留更多具有芳香气味的不饱和醇与醛酮类物质。Trolox和TBHQ使鱼肉中酯类化合物增加,但多为阈值较高的酯类化合物,并不能为干制鲅鱼特殊风味形成作出贡献。相对而言,经L-Cys处理后的干制鲅鱼挥发性风味成分最接近对照组,保留了更多传统干制鲅鱼的天然风味。

2.5 3 种抗氧化剂对干制鲅鱼关键挥发性风味成分的影响

在鱼肉众多挥发性物质中仅有部分对风味有贡献作用。由表2可知,不同抗氧化剂处理干制鲅鱼ROVA存在明显差异,在TBHQ组、Trolox组、L-Cys组和对照组中,干制鲅鱼分别含有关键风味成分11、3、11、13 种,且对风味贡献最大的成分分别为正己酸乙酯、癸醛、壬醛和苯乙烯,与Wu Siliang等[26]对干腌鲅鱼关键风味成分的研究结果相似,同时这些物质也是低盐发酵酸鱼[29]、发酵鳜鱼[31]及发酵虾酱[32]中的关键风味成分。在TBHQ组,正己酸乙酯、苯乙醇、3-甲基-1-丁醇、3-甲基丁醛是酒精加工过程中副产物,是使用酒精作为溶剂被引入;Trolox组中苯并噻唑主要来源于美拉德反应中二羰基化合物与硫胺素和脂质的降解反应生成。造成实验组干制鲅鱼中醛酮类和醇类关键风味成分减少的原因除抗氧化剂抑制鱼肉中物质氧化分解外,还与酚类抑制鱼肉中内源酶活性[33]、Trolox改变微生物的体内代谢水平 有关[34]。但与对照组相比,L-Cys组中干制鲅鱼关键风味成分的变化最小,更接近传统干制鲅鱼的风味。

表2 不同抗氧化剂处理后干制鲅鱼的挥发性风味成分ROAV
Table 2 ROAV of volatile flavor components of dry-cured Spanish mackerel treated with different antioxidants

化合物名称 阈值/(mg/kg)ROAV TBHQ组Trolox组 L-Cys组 对照组乙醇 5.500a 5.54 0.35 0.43 0.12苯乙醇 1.000b 2.42 0.67 - 0.181-戊烯-3-醇 0.400b - - 1.82 0.941-辛醇 0.500a - - - 0.391-辛烯-3-醇 0.025b - - 63.99 39.693-甲基-1-丁醇 0.980b 3.15 - - 0.30环戊醇 0.125b - - 1.73 -顺-2-戊烯-1-醇 0.720b - - 0.47 0.21正己醇 2.500a - - - 0.191,3-二叔丁基苯 0.030a - - 28.30 -对二甲苯 8.700a 0.13 - 0.08 0.07甲苯 7.000b 0.01 - - -乙苯 2.200b 0.37 - 0.15萘0.200b 12.07三甲胺 1.700b 10.17 - 1.89 2.472-十一酮 0.055a - - - 4.123-甲基丁醛 0.040a 34.86 - - 6.433-羟基-2-丁酮 0.800b 0.59 - - 0.49苯甲醛 4.100b - 0.13 - -

续表2

注:a. 阈值通过《化合物香味阈值汇编》查询;b. 阈值通过https://www.vcfonline.nl/VcfHome.cfm查询。

化合物名称 阈值/(mg/kg)ROAV TBHQ组Trolox组 L-Cys组 对照组苯乙醛 0.040a - - 5.73 4.82苯乙酮 1.500b - 0.63 - -癸醛 0.003b - 100.00 - -反,顺-2,6-壬二烯醛 0.004b - - - 19.92反-4-庚醛 0.010b - - - 7.79反-2,4-庚二烯醛 0.150b - - 13.91 1.36庚醛 0.031b 8.15 - 13.77己醛 0.210a - - 8.60 3.14壬醛 0.015a 46.93 - 100.00 65.51辛醛 0.047a - - 29.34 14.834-甲基戊酸 0.610b 2.18 - - -正癸酸 0.500b 2.09 - - -苯乙烯 0.022a - - 71.95 100.00苯并噻唑 0.080b 9.08丙酸-2-甲基丁酯 0.028b 19.21 - - -棕榈酸乙酯 2.000b 0.26 - - -肉豆蔻酸乙酯 4.000b 0.15 - - -乙酸乙酯 17.000a 0.12 - 0.11 -正己酸乙酯 0.020a 100.00 - - -棕榈酸甲酯 2.000a - 0.38 0.11 -

3 结论

在干制鲅鱼加工工艺中,抗氧化剂浸泡处理可以显著抑制鱼肉中脂肪的氧化分解,且对pH值无明显影响。在抑制鱼肉脂肪氧化方面,L-Cys对AV的抑制效果最强,TBHQ和Trolox对POV的抑制效果较好,Trolox和L-Cys对MDA的抑制能力优于TBHQ;抗氧化剂通过影响脂肪氧化进程,进而影响干制鲅鱼中挥发性风味物质的变化。与Trolox和TBHQ相比,L-Cys处理可最大程度保留干制鲅鱼中挥发性风味物质,明显降低具有令人不愉快气味的三甲胺和羧酸类物质含量。综上所述,0.02%抗氧化剂浸泡处理可明显抑制干制鲅鱼的脂肪氧化,改变特有的挥发性风味物质成分。从食品安全角度和风味而言,L-Cys可以用于取代合成抗氧化剂用于抑制干制鱼产品的脂肪氧化和改善风味,为延长干制鱼产品的贮存期及提高产品品质提供理论依据。

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Comparative Effects of Three Antioxidants on Lipid Oxidation and Volatile Flavor Components of Dry-Cured Spanish Mackerel

GE Yinggang1, CUI Kexin1, CHEN Hui1,2, LIU Nan1, SUN Yong1, XI Rui1, WANG Dajun3, ZHOU Deqing1, SUN Guohui1,*
(1.Laboratory for Marine Drugs and Bioproducts of Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology, Yellow Sea Fisheries Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Qingdao 266071, China; 2.College of Food Sciences and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China; 3.Yantai Haiyu Food Co. Ltd., Yantai 264000, China)

Abstract: In this study, we compared the effects of tert-butylhydroquinone (TBHQ), quinol dimethacrylate (trolox) and L-cysteine (L-Cys) on the lipid oxidation and volatile flavor components in dry-cured Spanish mackerel (Scomberomorus niphonius). The changes of pH value, lipid oxidation measures such as acid value (AV), peroxide value (POV) and malondialdehyde (MDA) content, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging capacity and volatile flavor components were measured. The results showed that compared with the control group, AV, POV and MDA content declined by at least 1.18 mg/g, 0.28 g/100 g and 66.68 mg/kg after soaking treatment with 0.02% antioxidants, respectively, DPPH radical scavenging capacity increased by 9.80%, whereas no apparent changes of pH value were observed. The inhibitory effects of the three antioxidants were in decreasing order of trolox > L-Cys > TBHQ. Furthermore, the antioxidants decreased the relative amount of volatile flavor components in dry-cured Spanish mackerel. The number of key flavor components in the TBHQ, trolox, L-Cys and control groups was 11, 3, 11 and 13, respectively. Only the L-Cys group had key flavor components similar to those of the control group, showing that L-Cys has minimal impact on the characteristic flavor of dry-cured Spanish mackerel. In conclusion, L-Cys can be used instead of synthetic antioxidants for inhibiting lipid oxidation in dry-cured fish products.

Keywords: dry-cured Spanish mackerel; antioxidants; lipid oxidation; volatile substances

DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20230110-002

中图分类号:TS251.6

文献标志码:A

文章编号:1001-8123(2023)04-0021-08

引文格式:

葛迎港, 崔柯鑫, 陈慧, 等. 3 种抗氧化剂处理对干制鲅鱼脂肪氧化和挥发性风味成分的影响[J]. 肉类研究, 2023, 37(4): 21-28. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20230110-002. http://www.rlyj.net.cn

GE Yinggang, CUI Kexin, CHEN Hui, et al. Comparative effects of three antioxidants on lipid oxidation and volatile flavor components of dry-cured spanish mackerel[J]. Meat Research, 2023, 37(4): 21-28. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20230110-002. http://www.rlyj.net.cn

收稿日期:2023-01-10

基金项目:“十三五”国家重点研发计划重点专项(2019YFD0901703)

第一作者简介:葛迎港(1997—)(ORCID: 0000-0002-8336-3768),男,工程师,学士,研究方向为水产品加工与安全。E-mail: gyg1970701@163.com

*通信作者简介:孙国辉(1988—)(ORCID: 0000-0002-6586-9458),男,助理研究员,博士,研究方向为海洋功能食品与生物制品。E-mail: sungh@ysfri.ac.cn