克氏原螯虾壳粉添加量对发酵克氏原螯虾酱滋味特性的影响

陈戈辉1,2,黄 琪1,2,胡传峰1,2,谌玲薇1,2,吴文锦2,熊光权2,于 巍2,乔 宇2,涂子仪3,汪 超1,*

(1.湖北工业大学生命科学与健康工程学院,湖北 武汉 430068;2.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所,湖北 武汉 430064;3.湖北省小龙虾产业技术研究院有限公司,湖北 潜江 433199)

摘 要:为充分利用克氏原螯虾壳,以不同添加量(0%、20%、40%)虾壳粉为原料,测定各发酵时间内不同虾壳粉添加量虾酱内的游离氨基酸、呈味核苷酸、有机酸含量,进行感官品质分析并分别计算相对滋味活性值(relative taste activity value,RTAV),得出相对滋味贡献较大的组分。结果表明:虾壳粉添加量为0%和20%时,发酵时间对虾酱中总游离氨基酸(total free amino acids,TFAAs)含量影响不大。虾壳粉添加量为20%时,虾酱鲜味更加明显。当虾壳粉添加量为40%时,TFAAs含量变化集中在发酵前期,TFAAs含量显著下降,对虾酱的苦味抑制更加显著。呈味有机酸测定结果表明,40%虾壳粉添加量对发酵虾酱呈鲜味和酸味具有促进作用。利用RTAV、变量投影重要性筛选出影响滋味的潜在差异化合物,Ile、GMP、Ala、Val、Leu、IMP、Glu、Asp、Cys、His等呈味物质对虾酱滋味的形成起主导作用。结合感官分析,总体来看,不同虾壳粉添加量对发酵克氏原螯虾酱滋味有显著影响。本研究可以为克氏原螯虾壳粉添加量对发酵虾酱的滋味影响提供理论依据。

关键词:克氏原螯虾;虾壳粉;虾酱;滋味特性;游离氨基酸;呈味核苷酸

发酵虾酱作为一种传统的水产品调味品,其独特的风味和营养价值受到消费者的喜爱。发酵过程中,虾酱中低分子质量的非挥发性水溶性化合物影响其风味和品质。国内外研究主要集中在发酵虾酱的生产工艺、品质评价、风味成分分析等方面。黄爱莲等[1]以南美白对虾虾头为主要原料,对加曲虾头酱的快速发酵工艺进行研究,结果表明,虾头酱挥发性风味成分有所增加,鲜味和品质均提升。Zhu Wenhui等[2]研究近3 年虾酱中的挥发性化合物以及不同发酵和贮藏时间对整体香气特性的影响,结果表明,适当的发酵和贮藏时间对虾酱的风味质量至关重要。Yao Yunping等[3]通过虾的不同部分发酵探究细菌与香气形成之间的关系,有望改善虾酱的质量。在国内克氏原螯虾加工产业中,虾壳废弃物80%被直接丢弃,只有少部分克氏原螯虾壳用于配制饲料及活性成分的提取[4]。事实上虾壳具有显著的香味特征,对虾类制品的整体香味感知有极大影响[5]

在水产品中,呈鲜味的氨基酸主要包括G l u 和Asp,而Pro、Gly和Ala则主要贡献甜味[6]。此外,5’-核苷酸亦发挥鲜味作用,尤其是5’-肌苷酸(5’-inosine monophosphate,IMP)、5’-鸟苷酸(5’-guanosine monophosphate,GMP)和5’-腺核苷酸(5’-adenosine monophosphate,AMP)为水产品中关键的鲜味核苷酸衍生物。琥珀酸和乳酸则能增强鲜味[7]。虾壳粉具有色泽鲜红、口感咸、腥味弱、质地干爽顺滑等特点,且其中蛋白质量分数高达30%[8]。有研究表明,淡水克氏原螯虾的甲壳中含有大量的Glu,通常被用作味精的替代品[9]。虾壳粉可以作为零食等加工产品的强化原料,在饼干中加入虾壳粉有利于提高滋味和感官属性[10]。虾壳对虾干的香气特征有重要贡献,是虾香气的主要来源[11]。且虾壳中游离氨基酸等呈味物质有利于形成独特风味[12]。目前有关虾壳粉添加量对发酵虾酱非挥发性物质和品质的影响研究较少,且缺乏系统性的研究。

为充分利用克氏原螯虾壳,本研究将克氏原螯虾壳粉作为发酵克氏原螯虾酱的一种原料,探究其添加量对发酵虾酱滋味和品质的影响。以淡水克氏原螯虾壳粉和虾肉为原料,采用自然发酵法发酵,探究无虾壳粉、虾壳粉占虾肉质量20%及40% 3 个组别的虾酱滋味变化,分析虾壳粉的添加量对虾酱滋味的影响,从游离氨基酸、呈味核苷酸、有机酸的含量分析虾酱在发酵时产生的滋味变化[13],采用相对滋味活性值(relative taste activity value,RTAV)方法分析非挥发性化合物对整体滋味特征的贡献,对发酵过程中各成分之间相关性重要指标变量投影重要性(variable importance in projection,VIP)进行分析。旨在为虾壳粉影响克氏原螯虾酱发酵后滋味的变化提供参考,揭示不同虾壳粉添加量对发酵虾酱滋味的影响规律,为发酵虾酱的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜活克氏原螯虾购于湖北省武汉市白沙洲水产品批发市场。

硫酸、硝酸、盐酸、高氯酸、氢氧化钠、95%乙醇、甲醇、三乙胺、异硫氰酸苯酯、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、铬酸钾、硝酸银、亚铁氰化钾、冰乙酸、酚酞、氯化钠、乙酸锌、对苯二酚、无水亚硫酸钠 国药集团化学试剂有限公司;乙腈(色谱纯) 美国赛默飞世尔科技公司;钼酸铵(分析纯) 上海麦克林生化科技股份有限公司;5’-核苷酸标准制剂AMP、GMP、IMP(均为色谱纯) 上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 仪器与设备

UltiMate3000高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)仪 美国Dionex公司;KS-300VDE液晶超声波清洗器 昆山洁力美超声仪器有限公司;DHS-16A卤素水分测定仪 上海菁海仪器有限公司;DHG-9920A电热鼓风干燥箱、MGC-350HP人工气候箱 上海一恒科学仪器有限公司;XHF-DY高速分散器 宁波新芝生物科技股份有限公司;3K15台式高速冷冻离心机 德国SIGMA公司;OD-15R台式高速冷冻离心机 美国Oxford Lab Products公司;SH220N石墨消解仪 海能未来技术集团股份有限公司;AL204电子分析天平 上海衡平仪器仪表厂;SHZ-D III循环水式真空泵 巩义市予华仪器有限责任公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

预处理:鲜活的克氏原螯虾,洗净后去头,虾尾壳肉分离,虾壳、虾肉放置于65 ℃的干燥箱中干燥12 h,期间取出部分虾壳、虾肉用于水分含量测定,虾壳、虾肉水分质量分数分别低于8%、20%即可结束烘干。烘干结束后,用研磨机将虾壳研磨成粉,虾肉研打至蓬松肉松状,并过40 目筛网。将上述虾壳粉、虾肉分装好,贴好标签,写上日期,放入干燥皿中保存。

1.3.2 虾酱制作

在锥形瓶中配制虾酱,配制比例分别为虾肉、水、食盐质量比20∶40∶3,虾肉、虾壳粉、水、食盐质量比20∶4∶40∶3,虾肉、虾壳粉、水、食盐质量比20∶8∶40∶3,3 组分别记为non组、20%组、40%组。

将上述配制好的3 组虾酱用2 层纱布封口,在瓶身上贴上标签,放入25 ℃人工气候箱中自然发酵12 d。分别于发酵前期(0 d)、发酵中期(6 d)、发酵后期(12 d)取样待用。

1.3.3 游离氨基酸测定

参照Wei Yuliang等[14]方法并稍作修改,称取2 g样品于50 mL容量瓶中,充分溶解后,加水定容,混匀,放置24 h后取20 mL上清液与等体积的磺基水杨酸溶液混匀,6 000×g离心10 min。取上清液20 mL减压浓缩至干,加入1 mL 0.2 mol/L柠檬酸钠缓冲液溶解,并通过0.45 μm微孔滤膜过滤后用于氨基酸自动分析仪测定。

1.3.4 核苷酸测定

参照Liu Hai等[15]的方法并稍作修改,将2 g样品与20 mL 6%高氯酸混合并均质2 min。冷冻离心(6 000×g、10 min)后取上清液并用10 mol/L NaOH溶液调节pH值至中性,并通过0.22 μm微孔滤膜过滤后用于HPLC 测定。色谱条件如下:流动相A 为50 mmol/L KH2PO4-K2HPO4(pH 6.5);流动相B为90%甲醇水溶液。流速设为0.7 mL/min,柱温25 ℃,检测器波长254 nm,进样量20 μL。洗脱梯度为:0~14 min,100% A;14.01~18 min,100%~25% A;18.01~22 min,25%~10% A;22.01~25 min,10%~0% A;25.01~47 min,0% A。5ʹ-核苷酸标准制剂包括AMP、IMP、GMP。

1.3.5 有机酸测定

参照GB 5009.157—2016《食品中有机酸的测定》。

1.3.6 RTAV计算

RTAV反映化合物对整体滋味的贡献程度。为了便于分析,将对样品总体滋味贡献最大组分的RTAV设定为100[16]。各化合物RTAV按下式计算:

式中:Ci为化合物相对含量/%;Ti为该化合物阈值/(mg/100 g);Cmax为对整体滋味贡献最大的化合物相对含量/%;Tmax为对整体滋味贡献最大的化合物感觉阈值/(mg/100 g)。

1.3.7 感官评价

选取6 位经验丰富的感官评定人员(3男3女,年龄20~25 岁,无饮食偏见和过敏反应),称取10 g样品,在样品灭菌前,根据香气、腥气、质地、色泽、可接受度5 个方面对不同虾壳含量的虾酱进行综合评分;称取20 g样品,在样品灭菌后,根据香气、腥气、质地、色泽、可接受度5 个方面对不同虾壳含量的虾酱进行综合评分,各项指标满分均为5,分值越大,特征性越强,评分细则见表1。

表1 感官评分标准
Table 1 Sensory evaluation criteria

分值香气腥气质地色泽可接受度5虾酱特有的整体感受较佳,可接受4 虾酱特有香气,浓郁香气闻不出腥气嫩滑,黏稠度较好,质地均匀特有的红褐色,有光泽感官评价较好,一般可接受3香气较淡,但不浓郁几乎无腥气较嫩滑,黏稠度一般,质地较均匀偏褐色,光泽度较好出现分层,有颗粒感偏黄色,略有光泽整体感受一般,勉强能接受2几乎无香气有明显腥气黏稠度差,颗粒感较明显不明显腥气较淡黏稠度稍差,略微整体感受较差,一般不能接受1无香气有较强烈的腥气 不黏稠,颗粒感强黑褐色,无光泽偏黑的酱色,几乎无光泽整体感受差,几乎不能接受0无香气且气味难闻有较强烈的腥气,恶心难闻黏稠度很差,颗粒感非常强偏黑色,无光泽整体感受很差,完全不能接受

1.4 数据处理

每组实验数据平行测定3 次取平均值,实验结果用平均值±标准差表示,数据均用DPS软件通过单因素数据统计分析进行数据处理,显著性检验采用Duncan新复极差法。使用Origin 2021、Simca和TBtools软件进行绘图。在P<0.05水平下存在显著性差异。

2 结果与分析

2.1 虾酱发酵过程中游离氨基酸分析

游离氨基酸是一类重要的非挥发性风味物质。如表2所示,在同一发酵时间对比不同虾壳粉添加量各组间差异,在发酵0、6 d,non组与20%虾壳粉添加量组中总游离氨基酸(total free amino acids,TFAAs)含量无显著差异,虾壳粉添加量达到40%时TFAAs含量显著高于另外2 组(P<0.05),随着虾壳粉添加量增加,TFAAs含量也增多。游离氨基酸含量与蛋白质水解程度有关[17],虾壳粉中含有30%左右的蛋白质[8],40%组虾壳粉添加量增加,虾酱中蛋白质含量增加,发酵过程中参与水解的蛋白质增多,导致TFAAs含量上升。发酵0 d,40%-D0组鲜味氨基酸(umami free amino acids,UFAAs)、甜味氨基酸(sweet free amino acids,SFAAs)和苦味氨基酸(bitter free amino acids,BFAAs)含量相较于其他2 组均显著上升(P<0.05),其中Asp、Glu、Ser和Gly含量均显著上升(P<0.05)。游离氨基酸是水产品的主要滋味物质之一,其中Asp、Gly、Glu和Ala是主要的呈味氨基酸[18]。Gly和Ala具有宜人的甜味,其中Gly广泛存在于各种水产海鲜中,甜味口感更加强烈。苦味氨基酸中除Lys外,各游离氨基酸含量也有明显上升。发酵6 d,40%-D6组中主要是BFAAs含量上升,其中Arg和Ile显著上升(P<0.05)。Arg虽然有一定的苦味,但对水产品的整体滋味形成有益[19]。发酵12 d,40%-D12组TFAAs含量与另外2 组相比显著下降(P<0.05)。在发酵的早期阶段,蛋白质不断分解,游离氨基酸含量增加,发酵后期,由于微生物死亡使得分解蛋白质能力下降[20]

表2 虾酱发酵过程中游离氨基酸组成及含量
Table 2 Composition and content of free amino acids in crayfish paste during the fermentation processmg/100 g

注:同行小写字母不同表示同一处理组、不同发酵时间差异显著(P<0.05);同行大写字母不同表示同一发酵时间、各处理组差异显著(P<0.05)。

味觉属性游离氨基酸non-D020%-D040%-D0non-D620%-D640%-D6non-D1220%-D1240%-D12鲜味Asp1.47±0.04Bc1.62±0.04Bb2.78±0.08Aa1.21±0.00Ae0.28±0.08Bh0.36±0.02Bh1.35±0.05Ad0.80±0.00Bg0.90±0.08Bf Glu0.43±0.03Bd0.60±0.06Bc1.31±0.09Aa0.26±0.00Ae0.05±0.01Cf0.21±0.02Be0.48±0.03Cd0.92±0.05Ab0.68±0.06Bc甜味Ser4.49±0.05Cc5.84±0.04Bb10.36±0.51Aa0.67±0.03Cg3.83±0.19Bd4.11±0.09Acd1.24±0.00Bf1.63±0.22Bf2.60±0.21Ae Gly53.14±0.36Cc72.74±2.03Bb126.39±2.94Aa2.54±0.14Cf4.61±0.19Bef8.50±0.40Ad6.18±0.41Ade8.36±1.29Ad6.71±0.06Ade Thr1.16±0.56Ae1.46±0.27Ade1.98±0.16Acde3.45±0.33Ac3.09±0.73Ac2.87±0.01Acd5.39±0.27Aab6.69±1.53Aa5.10±0.59Ab Ala19.81±1.10Ac26.86±4.77Aab26.99±2.26Aab30.32±0.28Aa29.61±1.77Aa26.72±2.95Aab21.75±0.38Abc18.43±1.7Ac18.49±3.00Ac Pro1.52±0.41Bcd2.39±0.09Ac2.89±0.25Ac15.29±0.25Aa0.39±0.16Cd1.69±0.04Bcd13.89±0.61Aa8.10±0.41Bb9.30±1.85Bb His6.34±0.05Bb6.58±0.29Bb17.85±0.38Aa3.25±0.01Acd0.87±0.04Bf2.84±0.27Ad1.35±0.14Be3.52±0.21Ac3.09±0.09Acd Arg3.72±0.36Be4.82±0.63Be8.19±0.81Ade23.45±0.19Bcd15.56±1.48Ccde29.38±3.09Ac66.22±10.32Ab100.63±19.99Aa82.20±8.14Ab Tyr0.42±0.01Cef0.66±0.02Be1.04±0.07Ad3.10±0.23Aa0.20±0.01Bf0.43±0.02Bef2.40±0.06Ab1.74±0.21Bc1.74±0.21Bc Val0.68±0.02Ce1.28±0.03Bde2.27±0.15Ad10.73±1.18Aa0.14±0.02Be0.79±0.09Be5.40±0.08Ab3.78±0.63Bc3.80±0.20Bc Met0.29±0.00Bd0.28±0.02Bd0.33±0.01Ad0.67±0.00Ac0.33±0.17Bd0.45±0.01ABd1.68±0.13Aa1.78±0.01Aa1.03±0.14Bb Cys0.02±0.01Ce0.03±0.01Be0.06±0.01Ad0.32±0.02Aa0.12±0.00Bc0.29±0.00Ab0.33±0.01Aa0.12±0.00Bc0.12±0.01Bc Ile1.32±0.01Cg2.60±0.22Bf5.57±0.39Ad6.32±0.12Cd27.89±1.42Bc39.23±0.66Aa32.43±0.54Ab3.93±0.20Be2.98±0.29Bef Leu4.01±0.00Ce5.04±0.10Be7.23±0.08Ad21.27±1.47Aa10.82±0.61Bc21.42±0.84Aa13.50±0.03Ab7.07±1.28Bd7.01±0.05Bd Phe0.08±0.01Cd0.13±0.00Bcd0.21±0.01Acd0.92±0.09Aa0.16±0.01Bcd0.27±0.00Bc0.53±0.18Ab0.20±0.05ABcd0.08±0.01Bd Lys0.45±0.01Abc0.45±0.00Abc0.45±0.01Abc0.58±0.02Ab0.47±0.02Cbc0.54±0.01Bbc0.36±0.01Ac0.56±0.14Abc0.91±0.30Aa UFAAs1.90±0.10Cc2.32±0.17Bb3.98±0.25Aa1.46±0.01Ad0.33±0.07Ce0.61±0.06Be1.72±0.19Acd1.71±0.05Acd1.41±0.29Ad SFAAs81.09±0.87Bc102.63±12.83Bb170.15±6.39Aa49.60±3.79Ad45.20±8.56Ad45.28±4.11Ad48.79±10.52Ad42.02±2.25Ad39.28±9.62Ad BFAAs18.32±1.74Be21.27±1.77Be42.27±3.42Ad69.87±3.46Bc56.55±0.49Ccd92.14±7.39Ab133.02±18.45Aa 123.36±17.67Aa 101.67±10.46Ab TFAAs96.71±9.48Bd126.22±14.73Bcd 205.62±22.84Aa 120.94±7.24ABcd97.30±2.72Bd132.45±16.96Ac198.11±6.60Aa 168.27±18.93ABb 137.47±17.63Bc苦味

在同一虾壳粉添加量下对比不同发酵时间各组间差异,当虾壳粉添加量为0%和20%时,non-D0、non-D6、20%-D0、20%-D6这4 组虾酱中TFAAs含量均没有显著差异。发酵12 d时,non-D12组和20%-D12组相较于以上4 组虾酱中TFAAs含量呈现明显上升趋势。当虾壳粉添加量为40%时,与前面研究结果相反,40%-D0组与40%-D6和40%-D12组TFAAs含量均有显著差异(P<0.05),而随着发酵时间延长,40%-D6组和40%-D12组之间TFAAs含量没有显著差异。综合来看,虾壳粉添加量为0%和20%时,发酵时间对于虾酱中TFAAs含量影响不大,当虾壳粉添加量为40%时,TFAAs含量变化集中在发酵前期,TFAAs含量显著下降(P<0.05),其中下降最明显的是SFAAs,BFAAs含量显著上升(P<0.05),推测当虾壳粉添加量达到40%时会导致虾酱产生一定的苦味。

综合依据各种呈味游离氨基酸含量分析,添加40%虾壳粉对鲜味和甜味贡献最大,表明添加虾壳粉会对鲜味和甜味的表达有促进效果。Glu对于提高产品的鲜味至关重要,而Ala有助于增加甜味[21]。并且Ala与IMP结合能够产生更加强烈的鲜味,为了进一步表征虾壳粉添加量对发酵虾酱滋味的影响,还需要综合其他非挥发性组分分析。

2.2 虾酱发酵过程中呈味核苷酸分析

呈味核苷酸对水产品滋味的形成具有重要贡献,AMP和IMP是主要的呈味核苷酸,水产品鲜味核心物质主要是IMP,呈味特点与其含量有关,当含量低于0.1 g/100 g时具有甜味,当含量高于0.1 g/100 g时水产品鲜味增强而甜味减弱,但AMP和IMP的协同作用对鲜味有贡献[22]。根据呈味特点分为鲜味核苷酸(I M P、A M P、G M P)和苦味核苷酸(次黄嘌呤(hypoxanthine,Hx)、次黄嘌呤核苷(hypoxanthine riboside,HxR))[23]。由图1可知,AMP为虾酱中最主要的鲜味核苷酸。发酵0、6 d时,20%-D0组AMP含量与non-D0组和40%-D0组相比显著升高(P<0.05)。发酵12 d,AMP含量随虾壳粉添加量增多而显著上升(P<0.05)。AMP具有抑制苦味的作用,且可作增味剂,可以产生甜味和鲜味[24]。发酵前期(0~6 d),20%-D0组和20%-D6组AMP含量最高,推测在发酵前期,适量的虾壳粉添加量会促进虾酱的鲜味。

图1 虾酱发酵过程中主要呈味核苷酸含量
Fig. 1 Contents of major taste nucleotides in fermented crayfish paste

小写字母不同表示同一处理组、不同发酵时间差异显著(P<0.05);大写字母不同表示同一发酵时间、各处理组差异显著(P<0.05)。图2同。

同一发酵时间,随着虾壳粉添加量增加,Hx含量逐渐显著下降(P<0.05)。在虾壳粉添加量为0%、40%时,随着发酵时间延长,Hx含量也显著上升(P<0.05)。当虾壳粉添加量为20%时,发酵6 d Hx含量最高。可以认为添加虾壳粉对发酵虾酱的苦味有一定的抑制作用。添加一定量的虾壳粉对发酵虾酱的风味有明显影响,添加20%虾壳粉的虾酱鲜味更加明显,添加40%虾壳粉对于虾酱的苦味抑制更加显著。

2.3 虾酱发酵过程中有机酸组成分析

有机酸作为糖酵解的产物,对水产品的滋味具有显著影响,并可以根据其味觉特性区分为酸味(如乳酸、苹果酸、酒石酸)和鲜味(如琥珀酸)两大类[25]。由图2可知,发酵虾酱的呈酸味有机酸主要是酒石酸,其次是苹果酸和乳酸。呈鲜味有机酸为琥珀酸,40%-D12组含量达到111.84 g/kg,在发酵0 d,3 组琥珀酸含量均有显著差异(P<0.05)。20%-D0组酒石酸含量最高,为44.15 g/kg,说明添加20%虾壳粉对于虾酱呈酸效果较好。发酵6 d和12 d,40%虾壳粉添加量组琥珀酸含量最高,与其他组有显著差异(P<0.05)。说明在发酵12 d,添加40%的虾壳粉对虾酱呈酸有明显效果。

图2 虾酱发酵过程中主要呈味有机酸含量
Fig. 2 Content of major organic acids in fermented crayfish paste

当虾壳粉添加量为0%时,随着发酵时间延长,琥珀酸含量呈现先上升再下降的趋势,当虾壳粉添加量为20%、40%时,随着发酵时间的延长,琥珀酸含量一直呈上升趋势。琥珀酸及其钠盐是水产品滋味形成的主要物质之一,在甲壳类水产品中通常是主要的肌肉代谢产物,它与其他鲜味物质合用有辅助呈鲜效果[26]。酒石酸带有刺激性酸味,在一定程度上影响食品的鲜味[27]。在发酵0 d,20%-D0组酒石酸含量最高,随着虾壳粉添加量增加呈现先上升后下降的趋势。发酵6 d,与0 d相反,且0%和40%虾壳粉添加量组间没有显著差异。发酵12 d,随着虾壳粉添加量增加,酒石酸含量也显著上升(P<0.05)。同一虾壳粉添加量条件下,随着发酵时间延长,琥珀酸含量相较于0 d显著上升(P<0.05)。综合来看,发酵时间对酒石酸含量的影响较大,40%虾壳粉添加量对发酵虾酱呈鲜味和酸味具有促进作用。

2.4 虾酱发酵过程中差异物质分析

对与非挥发性成分相关的主要呈味物质重要指标VIP进行分析,根据正交偏最小二乘判别分析模型,计算预测成分的VIP,比较呈味氨基酸、呈味核苷酸、呈味有机酸对虾酱中滋味的重要性,VIP值越大,表示其差异越显著[28]。由图3可知,26 种呈味物质VIP值变化范围在0.845 5~1.317 1之间,其中VIP大于1.0的有10 种,分别为Ile、GMP、Ala、Val、Leu、IMP、Glu、Asp、Cys、His,这说明在虾酱发酵过程中这些物质可能对虾酱滋味的形成起着主导作用[29]

图3 虾酱发酵过程中各呈味物质VIP
Fig. 3 VIP values of taste substances in crayfish paste during fermentation

非挥发性化合物的相对含量不能反映它们对整体滋味特征的真实贡献。因此,采用计算RTAV的方法分析非挥发性化合物对整体滋味特征的贡献[30]。由图4可知,在呈味氨基酸中,Arg对整体滋味贡献较大,RTAV设定为100,其他呈味氨基酸与Arg比较。同理,在呈味核苷酸和呈味有机酸中,分别为AMP和酒石酸对整体滋味贡献较大,RTAV设定为100。结合RTAV≥1的物质与VIP>1的物质进行分析,呈味氨基酸中有显著差异的物质为Ile、Ala、Val、Leu、Glu、His,呈味核苷酸为GMP、IMP,呈味有机酸没有明显差异。发酵0 d,non-D0组中鉴定出8 种呈味氨基酸成分0.1≤RTAV<1,包括Arg、Glu、Thr、Pro、Val、Met、Ile、Lys,有助于虾酱整体的滋味贡献。RTAV≥1的呈味氨基酸有6 种,包括Ser、Gly、Ala、His、Arg、Leu。其中Gly RTAV为20.312 8,Ala为16.401 5,His为15.754 6,Arg为3.699 0,Leu为1.048 9。呈味核苷酸中3 种呈味物质RTAV均大于1,且GMP更接近100。有机酸中苹果酸(0.221 5)有助于虾酱整体滋味,酒石酸(37.691 3)和琥珀酸(2.612 5)2 种物质对虾酱的呈鲜效果均有协助作用。

图4 虾酱发酵过程中各呈味物质RTAV
Fig. 4 RTAV values of taste substances in crayfish paste during fermentation

对比呈味游离氨基酸,相较于non-D0组,Ile、Ala、Val、Glu这4 种物质RTAV分别在20%-D0组和40%-D0组均呈上升趋势。特别是Ile剧烈上升,分别增加97.29%和3.22 倍。在发酵6 d,Ile的RTAV依旧呈现剧烈上升趋势,20%-D6组和40%-D6组分别上升3.41、5.21 倍。发酵12 d,随着虾壳粉添加量增加,Ile的RTAV急速下降,分别下降87.88%、90.82%。而Ala、Val在发酵0 d,随着虾壳粉添加量增多有少量上升以外,在发酵6 d和12 d趋势类似,呈现一定下降趋势,且20%虾壳粉添加量与40%差别不大。对比呈味核苷酸,IMP是水产品呈鲜味的主要物质。在发酵0 d,20%-D0组IMP的RTAV最大,为9.024 5,比non-D0组增加61.30%。发酵6 d,随虾壳粉添加量增多逐渐下降。发酵12 d,IMP的RTAV不随虾壳粉添加量增加而变化,趋于稳定。综合来看,40%虾壳粉添加量对发酵虾酱的呈味有明显的促进效果。

2.5 虾酱发酵过程中感官品质分析

如图5所示,发酵0 d虾酱的腥味最重,但是同时香气最强烈,可接受度最高,呈现出良好色泽,表面质地湿润,口感顺滑。40%-D0组可接受度相比于non-D0组和20%-D0组有所下降,可能是因为虾壳粉添加量增大导致色泽轻微发黑所致。随着发酵时间延长,发酵6、12 d虾酱感官综合评价都有明显下降,不添加虾壳粉的non-D6组和non-D12组在色泽、质地、可接受度及香气方面都略优于其他组。而其中20%-D6组在质地方面优于其他组。综合来看,添加不同含量的虾壳粉对发酵虾酱品质影响很大,添加20%虾壳粉对发酵虾酱品质促进效果最好。

图5 虾酱发酵过程中感官评价
Fig. 5 Sensory evaluation of crayfish paste during fermentation

3 结 论

研究不同虾壳粉添加量(0%、20%、40%)对发酵虾酱滋味特性的影响。结果显示,虾壳粉的添加显著改变了虾酱的游离氨基酸、呈味核苷酸和有机酸含量,从而影响其风味特性。虾壳粉添加量为20%时,能够显著提升虾酱的鲜味特性;而添加量增至40%时,则在发酵前期促进虾酱中TFAAs含量的显著下降,并更有效地抑制了苦味。此外,通过RTAV和VIP分析,筛选出对虾酱滋味形成起主导作用的呈味物质,包括Ile、GMP、Ala、Val、Leu、IMP、Glu、Asp、Cys、His等。感官分析进一步证实了虾壳粉添加量对虾酱风味的显著影响,其中20%的添加量在提升虾酱品质方面效果最佳。综上所述,适量虾壳粉的添加能够显著改善发酵虾酱的风味特性,为克氏原螯虾壳粉在食品工业中的应用提供了理论依据。

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Effect of Addition of Different Amounts of Crayfish Shell Powder on the Flavor of Fermented Crayfish Paste

CHEN Gehui1,2, HUANG Qi1,2, HU Chuanfeng1,2, SHEN Lingwei1,2, WU Wenjin2, XIONG Guangquan2,YU Wei2, QIAO Yu2, TU Ziyi3, WANG Chao1,*
(1. School of Life and Health Sciences, HuBei University of Technology, Wuhan 430068, China; 2. Institute of Agricultural Products Processing and Nuclear Agricultural Technology, Hubei Academy of Agricultural Sciences, Wuhan 430064, China;3. Hubei Crawfish Industrial Technology Research Institute Co., Qianjiang 433199, China)

Abstract: In order to fully utilize crayfish shell, fermented crayfish paste added with different amounts of crayfish shell powder (0%, 20%, and 40%) was evaluated at different fermentation times for free amino acids, taste nucleotides, organic acids and sensory quality. The relative taste activity value (RTAV) was calculated to determine major taste contributors.The results showed that fermentation time had little effect on the total free amino acids (TFAAs) content of fermented crayfish paste with 0 and 20% crayfish shell powder. Fermented crayfish paste with 20% crayfish shell powder had a more obvious umami taste. The TFAAs content of fermented crayfish paste with 20% crayfish shell powder changed mainly in the early period of fermentation, decreasing significantly, and addition of 20% crayfish shell powder inhibited the bitterness of crayfish paste more significantly. Based on RTAV and variable importance in projection (VIP) scores, potential differential compounds affecting the taste were selected, and the taste substances Ile, GMP, Ala, Val, Leu, IMP, Glu, Asp, Cys, and His played a dominant role in the formation of the taste of crayfish paste. By combining the above results with sensory analysis,we concluded that addition of crayfish shell powder had a significant effect on the flavor of fermented crayfish paste. This study provides a theoretical basis for understanding the effect of addition of crayfish shell powder on the flavor of fermented crayfish paste.

Keywords: Procambarus clarkii; crayfish shell powder; fermented crayfish paste; taste characteristics; free amino acids;taste nucleotides

收稿日期:2024-08-26

基金项目:湖北省科技创新人才计划-科技人才服务企业项目(2023DJC100);潜江市公益性行业科研计划项目(2023GYX030)

第一作者简介:陈戈辉(2000—)(ORCID: 0009-0008-7702-0284),女,硕士研究生,研究方向为水产品加工与贮藏。E-mail: 1543067325@qq.com

*通信作者简介:汪超(1978—)(ORCID: 0000-0002-5984-0851),男,教授,博士,研究方向为农产品加工与贮藏。E-mail: 312415976@qq.com

DOI: 10.7506/rlyj1001-8123-20240826-220

中图分类号:TS254.9

文献标志码:A

文章编号:1001-8123(2025)02-0018-07

引文格式:

陈戈辉, 黄琪, 胡传峰, 等. 克氏原螯虾壳粉添加量对发酵克氏原螯虾酱滋味特性的影响[J]. 肉类研究, 2025, 39(2):18-24. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20240826-220. http://www.rlyj.net.cn

CHEN Gehui, HUANG Qi, HU Chuanfeng, et al. Effect of addition of different amounts of crayfish shell powder on the flavor of fermented crayfish paste[J]. Meat Research, 2025, 39(2): 18-24. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20240826-220. http://www.rlyj.net.cn