海鲶鱼汤烹制过程中风味特性的变化

冯 媛，赵洪雷，曲诗瑶，徐永霞，李昊宇，周 晓，李学鹏，励建荣

（渤海大学食品科学与工程学院，生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心，辽宁 锦州 121013）

海鲶鱼，俗称虾虎鱼、扔巴、胖头鱼等，为暖温性底层中小型鱼类，主要分布于我国渤海、黄海等地[1]。海鲶鱼肉质细嫩，富含蛋白质等营养物质，其中含硫氨基酸和赖氨酸含量较高，此外，海鲶鱼还含有丰富的钙、铁、磷和VA、VB等，能够促进皮肤新陈代谢，具有美容养颜的功效[2]。目前，我国捕捞的海鲶鱼以鲜销为主，部分以冻品出口，也有少数以传统鱼干制品的形式出售，但由于加工技术落后，其原料利用率和附加值均较低[2]。因此，合理开发和利用海鲶鱼资源具有良好的市场前景。

汤是人们餐桌上不可或缺的一部分，在我国有“无汤不成席”之说[3]。汤不仅营养丰富、味道鲜美，而且具有滋补养生、食疗保健、提高机体免疫力等功效[4]。肉汤的熬制是一个复杂的物理和化学变化过程，在烹制过程中，随着加热温度的升高，肌纤维束破裂，肉质逐渐变软，继续加热，肌肉中的蛋白质、脂肪和糖类等物质逐渐溶出和降解，从而赋予了汤汁良好的风味和营养品质[5-6]。目前，国内外关于畜禽类肉汤的烹制工艺及风味特性的研究报道较多。Qi Jun等[7-8]研究不同炖煮时间对鸡汤风味活性物质、整体风味特征及蛋白质结构变化的影响，随着炖煮时间的延长，鸡汤中蛋白质含量显著增加，炖煮2 h内对鸡汤风味影响较大；顾伟钢等[9]研究水煮、炖煮和高压蒸煮对猪肉汤中蛋白质及其降解产物的影响，发现炖煮方式下蛋白质降解程度更大，且大部分降解产物转移到汤汁中，从而赋予肉汤良好的营养和风味。

鱼汤因其滋味鲜美、肉质细腻而深受人们的喜爱，然而目前关于鱼汤的相关研究相对较少。朱琳等[10]研究不同的加工方法对乌鱼汤营养成分的影响，建议熬制时间控制在1.5～3 h；Zhang Jinjie等[11]研究发现85 ℃熬制的鲫鱼汤具有较好的风味和营养品质；Li Jinlin等[12]采用气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）联用技术研究草鱼汤烹饪过程中挥发性成分的变化。本实验以海鲶鱼为对象，采用传统的炖煮方式熬制鱼汤，探究不同熬制时间下鱼汤中基本营养成分、可溶性肽含量及气味和滋味特征的变化，以期为海鲶鱼汤工业化生产提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜海鲶鱼，于2019年3月购于锦州市林西街水产市场，共24 尾，每尾长（20±5） cm，尾质量（250±50）g。

食盐、豆油 市购；硫酸铜、乙醚、石油醚、三氯乙酸、碳酸钠、氢氧化钠、酒石酸钾钠、Folin-酚试剂、浓盐酸（均为分析纯） 国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器 郑州长城科工贸有限公司；UV-2550紫外-可见光分光光度计岛津仪器（苏州）有限公司；Kjeltec8400全自动凯氏定氮仪 瑞典FOSS公司；Biofuge stratos台式冷冻高速离心机 美国Thermo Fisher公司；7890N/5975 GC-MS联用仪 美国Agilent公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头 美国Supelco公司；PEN3便携式电子鼻 德国Airsense公司；SA402B电子舌 日本Nikon公司。

1.3 方法

1.3.1 鱼汤的制备

将海鲶鱼宰杀后去鳍、鳃及内脏，清水洗净后沥干，备用。将25 g豆油倒入锅中，待油温达到六七成热时，将鱼放入锅中，正反面各煎1 min至微黄，然后按照料液比1∶5（g/mL）加水，用电磁炉在1 200 W功率下煮沸后，采用循环加热法熬制鱼汤，首先在300 W熬制10 min，然后120 W熬制10 min，最后300 W熬制10 min，得到0.5 h的鱼汤样品。熬制1、1.5 h和2 h，分别重复上述熬制程序2、3、4 次，得到相应的鱼汤样品，待鱼汤冷却至室温后，用纱布过滤，取清液，备用。

1.3.2 基本营养成分的测定

水分含量采用GB/T 5009.3—2016《食品中水分的测定》中的直接干燥法测定；粗蛋白含量采用凯氏定氮法测定；粗脂肪、灰分含量分别参照GB/T 5009.6—2016《食品中脂肪的测定》和GB 5009.4—2016《食品中灰分的测定》进行测定。

1.3.3 感官评定

参考王琳涵等[13]的方法进行感官评价。选取7 名经过感官评价培训的人员，分别从色泽、滋味和气味3 个方面对鱼汤的品质进行描述，评分值为7 人组成评定小组的平均得分，感官评分标准见表1。

表 1 鱼汤的感官评分标准Table 1 Criteria for sensory evaluation of fish broth

1.3.4 三氯乙酸-可溶性肽含量的测定

准确称取3.0 g鱼汤样品，加入27 mL 5%三氯乙酸溶液，均质后于4 ℃静置1 h，然后在4 ℃、5 000 r/min离心10 min，取上清液，采用Lowry法[14]测定可溶性肽含量。

1.3.5 GC-MS测定

参照徐永霞等[15]的方法并稍加修改。采用固相微萃取法提取鱼汤中的挥发性物质，准确称取8.0 g鱼汤样品于20 mL顶空瓶中，放入磁力搅拌子，迅速用聚四氟乙烯隔垫密封，于50 ℃水浴中平衡10 min，将经过老化处理的50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头插入顶空瓶中吸附30 min，然后在GC-MS进样口解吸5 min。

GC条件：HP-5MS毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 µm）；采用不分流模式进样，载气He流速1.0 mL/min；进样口温度250 ℃；升温程序：起始温度40 ℃，保持3 min，以3 ℃/min升至100 ℃，再以5 ℃/min升至240 ℃，保持5 min。

MS条件：电子电离源；接口温度280 ℃；四极杆温度150 ℃；离子源温度230 ℃；电子能量70 eV；质量扫描范围m/z30～550。

1.3.6 电子鼻检测

准确称取各组鱼汤样品5.0 g于50 mL烧杯内，用3 层保鲜膜密封，室温静置30 min，然后依次用电子鼻对挥发性气味进行分析检测，每组样品做3 个平行。

电子鼻载气为干燥空气，测试时间120 s，清洗时间60 s，利用电子鼻自带的Winmuster软件对80～85 s内数据进行主成分分析（principal component analysis，PCA）。

1.3.7 电子舌检测

分别取35.0 mL各组鱼汤样品于电子舌专用样品杯中，按照设置的序列放置在电子舌自动进样器上进行检测，单次采样时间为120 s，1 次/s。每组样品重复检测4 次，运用系统自带数据库系统，选取传感器信号趋于稳定时即第120秒的响应值，对后3 次采集到的数据进行味觉特征分析。

1.4 数据处理

样品中挥发性成分采用NIST 11/Wiley 7.0谱库进行定性分析，结合相关文献确定其化学组成，采用峰面积归一化法计算各物质的相对含量，各挥发物的相对气味活性值（relative odor activity value，ROAV）参考田淑琳等[16]的方法进行计算。采用Origin 8.0软件、SPSS 19.0软件进行数据处理并采用Duncan法进行显著性分析，P＜0.05，差异显著。

2 结果与分析

2.1 营养成分的变化

如表2所示，随着烹制时间的延长，鱼汤中粗蛋白含量及粗脂肪含量均呈增加趋势，其中烹制0.5 h鱼汤中粗蛋白质量分数为0.55%，烹制2 h其质量分数达到1.05%，增幅显著（P＜0.05）；同时，鱼汤中水分质量分数随烹制时间的延长逐渐降低，但变化无显著差异（P＞0.05），总体保持在97%～98.3%之间；灰分含量在烹制0.5～1.5 h内显著增加（P＜0.05），但在1.5 h之后变化不显著（P＞0.05）。

表 2 不同烹制时间海鲶鱼汤基本营养成分变化Table 2 Changes in nutrition components of sea catfish broth with different cooking times

2.2 感官评定结果

表 3 不同烹制时间下海鲶鱼汤的感官评价Table 3 Sensory evaluation of sea catfish broth with different cooking times

如表3所示，熬制0.5 h的鱼汤汤汁较稀，滋味寡淡，感官评分值最低，熬制1 h和1.5 h的鱼汤感官评分较高。这是由于随着加热时间的延长，海鲶鱼肉中的脂肪、水溶性蛋白质及小分子呈味物质逐渐溶出，使鱼汤变鲜美。同时鱼皮中的胶原蛋白逐渐转化成明胶分子进入汤中，和一些具有乳化性能的蛋白质共同作用，从而使鱼汤逐渐变得浓稠，颜色也由淡黄色变为乳白色[10]。熬制2 h的鱼汤感官评分显著降低，可能由于长时间加热使鱼汤中的主要鲜味物质肌苷酸分解为带有明显苦味的次黄嘌呤，从而影响鱼汤滋味[17]。

2.3 可溶性肽含量的变化

图 1 不同烹制时间海鲶鱼汤可溶性肽含量变化Fig. 1 Changes in TCA-soluble peptide content of sea catfish broth with different cooking times

如图1所示，随着烹制时间的延长，鱼汤中可溶性肽的含量不断增加，在烹制0.5～1 h内可溶性肽的含量增加不显著（P＞0.05），之后随着烹制时间的延长鱼汤中可溶性肽含量显著增加（P＜0.05），说明随着烹制时间的进一步延长，鱼肉中的蛋白质充分溶出，并发生热降解形成小分子肽类进入到汤中，从而使其含量显著增加。

2.4 GC-MS分析鱼汤中挥发性风味成分分析

如表4所示，鱼汤中共检测出44 种主要的挥发性物质，其中烹制0.5、1、1.5 h和2 h的鱼汤中分别检出24、33、21 种和18 种挥发性物质，包括醛类、醇类、烃类、酮类、呋喃、酯类等。烹制2 h鱼汤中相对含量最高的是醛类和酮类化合物，烹制1.5 h鱼汤中相对含量最高的是醇类化合物，烹制1 h鱼汤中相对含量最高的是烃类化合物。化合物相对含量的高低还不能说明其对整体气味轮廓的贡献程度，因此还需结合ROAV分析确定，本实验主要对查到阈值的化合物进行分析。

海鲶鱼汤中鉴定出的烃类物质种类数最多，共有17 种，主要包括烷烃类和烯烃类。其中烷烃类主要为长链脂肪烃类，可能是由于高温烹制促进了脂肪酸的氧化降解而形成[18]。此外，还检出D-柠檬烯、γ-松油烯、月桂烯等烯类化合物，其中γ-松油烯具有柑橘和柠檬香味，仅在烹制1 h的鱼汤中检出。苯乙烯可能是由芳香族氨基酸氧化产生的[19]，在烹制1 h的鱼汤中相对含量最高。如表5所示，ROAV大于1的烃类只有D-柠檬烯，D-柠檬烯具有令人愉快的柠檬香味，不同烹制时间的鱼汤中均检出，其中烹制1 h相对含量最高。

醛类物质通常来源于脂肪酸的氧化降解或氨基酸的Strecker降解反应，其中含有6～9 个碳原子的醛、烯醛类物质一般具有清香、果香和脂香味，而且阈值较低，对鱼汤的整体气味特征有重要贡献[20]。在海鲶鱼汤中共检出9 种醛类物质，随着烹制时间的延长，鱼汤中醛类物质的相对含量增加。不同烹制时间的鱼汤样品中均检出戊醛、己醛、(E)-2-庚烯醛、(E)-2-辛烯醛和壬醛。由表5可知，ROAV大于1的醛类有己醛、庚醛、壬醛等低碳数饱和脂肪醛和(E)-2-庚烯醛等烯醛，说明它们对鱼汤的风味中具有重要贡献。己醛具有青草味，(E)-2-庚烯醛具有油脂香，通常被认为是鱼腥味的代表物质[21]。其中，己醛在鱼汤中的ROAV为13.94～69.75。在烹制1 h的鱼汤中相对含量最少，可能是由于烹制1 h的鱼汤中产生了较多的D-柠檬烯、γ-松油烯等物质，能在一定程度上去除鱼汤的腥味。2-乙基己醛具有强烈的清香，仅在烹制1 h的鱼汤中检出，且相对含量较高，可能对鱼汤风味的形成有一定作用。鱼汤中检出的酮类物质较少，由于其阈值远高于同分异构体的醛类，对鱼汤整体风味的贡献较小。酮类化合物的ROAV均小于1。6-甲基-5-庚烯-2-酮具有独特的清香和水果香气，在烹制1 h鱼汤中ROAV为0.93，且相对含量较高，可能对鱼汤特殊风味的形成有重要的修饰作用。

醇类物质一般是由多不饱和脂肪酸氧化或羰基化合物还原作用产生，对鱼肉风味贡献较大的多为香气阈值较低的不饱和醇类[22]。鱼汤中共检出7 种醇类。由表5可知，ROAV大于1的醇类只有1-辛烯-3-醇，其ROAV在18.83～100范围内，对鱼汤的整体风味具有较大贡献。1-辛烯-3-醇主要来源于亚油酸的氧化降解，具有典型的蘑菇味、泥土味，可增强鱼汤的脂肪香味[23]。2-己基-1-癸醇在烹制0.5 h鱼汤中未检出，在其他3 组样品中均检出，且随着烹制时间的延长其相对含量逐渐增大。

鱼汤中还检出少量的呋喃、酯类和酸类等物质，其中呋喃是一类重要的风味化合物，通常具有很强的肉香味，主要来源于脂肪的氧化、氨基酸的降解及美拉德反应等。2-戊基呋喃在不同烹制时间的样品中均检出，且随着烹制时间的延长，其相对含量不断增大。如表5所示，2-戊基呋喃在4 组鱼汤中的ROAV均大于1。2-戊基呋喃具有类似火腿的香味和植物芳香味，其阈值相对较低，是鱼肉加热过程中产生的主要风味物质[24]。酯类物质仅在烹制1 h的鱼汤中检出，包括丁酸丁酯和乙酸己酯，其中乙酸己酯对鱼汤的风味有较大贡献（ROAV＞1）。酯类一般是通过醇和羧酸的酯化反应形成，通常具有甜的果香和清香香味，酯类物质和酮类共存时可能对鱼汤整体风味有协调、平衡的作用[25]。

表 5 海鲶鱼汤中挥发性风味物质的阈值及ROAVTable 5 Threshold and ROAV of volatile flavor compounds in sea catfish broth with different cooking times

2.5 电子鼻分析结果

电子鼻PCA是将电子鼻传感器的数据进行转换和降维，并对降维后的特征向量进行线性组合，使它们之间的响应值既不相关，又能反映出样品的整体信息[29]。如图2所示，PC1和PC2的贡献率分别为87.32%和9.66%，累计贡献率为96.98%，超过85%，说明其可以代表海鲶鱼汤的整体风味信息。4 组烹制时间的鱼汤样品分布没有重叠现象，说明样品之间的气味区分明显。此外，烹制0.5 h的鱼汤样品分布于最下方，明显区别于其他3 组样品，可能是由于鱼汤烹制时间过短，使得鱼肉中的风味物质溶出量少，挥发性香气明显不足，这与感官评价的结果一致。烹制1～2 h的样品在PC1上的响应值随烹制时间的延长逐渐降低，但在PC2上的响应值差别不大。

图 2 不同烹制时间海鲶鱼汤电子鼻响应值的PCAFig. 2 PCA analysis of electronic nose response to sea catfish broth with different cooking times

2.6 电子舌分析结果

图 3 不同烹制时间海鲶鱼汤电子舌PCAFig. 3 PCA plot of electronic tongue response to sea catfish broth with different cooking times

电子舌是基于生物味觉模式建立的一种液体分析仪器，利用传感阵列感测液体样品的特征响应信号，通过信号模式识别处理对样品的整体滋味轮廓进行分析检测[29]。如图3所示，其中PC1和PC2的贡献率分别为59.85%和31.40%，总贡献率达到91.25%，大于85%，表明PC1、PC2可以充分反映鱼汤样品的整体滋味信息。不同烹制时间鱼汤样品的主成分得分值分布于4 个象限内，且分别构成一个独立的组群，样品之间互相没有重叠，表明样品之间的滋味差异明显，电子舌的PCA能有效区分不同烹制时间的鱼汤样品[30]。烹制0.5～1.5 h的样品沿PC1方向按照一定规律分布，说明其滋味相对比较接近，且随着烹制时间的延长，鱼汤中滋味物质含量发生变化。烹制2 h的鱼汤样品和其他3 组样品相距较远，说明其滋味成分差别较大，可能是由于烹制时间过长，鱼肉中的蛋白质充分溶出并发生热降解，产生更多的风味前体物进入汤中，从而使鱼汤产生特殊风味。

3 结 论

随着烹制时间的延长，鱼汤中水分含量逐渐减少，粗蛋白、粗脂肪及灰分含量逐渐增加，尤其是粗蛋白含量增加更为明显，表明烹制过程中蛋白质不断溶出；可溶性肽含量在烹制1 h后显著增加；电子鼻和电子舌结果显示不同烹制时间下鱼汤的气味和滋味特征区别明显；GC-MS共检测出44 种主要的挥发性化合物，包括醛类、醇类、烃类、酮类、呋喃和酯类等。随着烹制时间的延长，鱼汤中醛类和醇类相对含量显著升高，其中烹制2 h鱼汤中相对含量最高的是醛类和酮类化合物，烹制1.5 h鱼汤中相对含量最高的是醇类化合物。根据ROAV分析发现，己醛、庚醛、(E)-2-庚烯醛、(E)-2-辛烯醛、壬醛、1-辛烯-3-醇、D-柠檬烯和2-戊基呋喃等物质是海鲶鱼汤中的主体风味物质。