低值蝦發(fā)酵制備傳統(tǒng)蝦醬風(fēng)味的綜合分析與比較

吳 帥，楊錫洪,2，解萬翠,3,*，吉宏武，劉書成

（1.廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院，廣東省水產(chǎn)品加工與安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，水產(chǎn)品深加工廣東普通高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 湛江 524088；2.青島科技大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院，山東 青島 266042；3.青島科技大學(xué)化工學(xué)院，山東 青島 266042）

低值蝦發(fā)酵制備傳統(tǒng)蝦醬風(fēng)味的綜合分析與比較

吳 帥1，楊錫洪1,2，解萬翠1,3,*，吉宏武1，劉書成1

（1.廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院，廣東省水產(chǎn)品加工與安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，水產(chǎn)品深加工廣東普通高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 湛江 524088；2.青島科技大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院，山東 青島 266042；3.青島科技大學(xué)化工學(xué)院，山東 青島 266042）

為研究蝦醬的工藝、營(yíng)養(yǎng)及風(fēng)味特色，探討中國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵調(diào)味料的產(chǎn)業(yè)化。以低值蝦為原料，模擬傳統(tǒng)蝦醬工藝，在恒溫40 ℃條件下自然發(fā)酵42 d。然后與市售產(chǎn)品（S1、S2）相對(duì)照，檢測(cè)了產(chǎn)品發(fā)酵過程中的游離氨基酸、固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜揮發(fā)性風(fēng)味成分及變化，同時(shí)以感官品評(píng)結(jié)合電子鼻對(duì)風(fēng)味特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析與比較。結(jié)果表明，游離氨基酸總量從發(fā)酵開始到結(jié)束由2 590 mg/100 mL增加到7 826 mg/100 mL；鑒定了3 種蝦醬中的主要揮發(fā)性風(fēng)味成分：自制蝦醬53 種、S1 62 種、S2 62 種。發(fā)酵過程中醛類和吡嗪類化合物相對(duì)含量分別由0.62%、1.73%增加到了10.92%、8.48%，胺類和醇類相對(duì)含量則分別由77.4%、12.3%降低到了13.35%、6.75%，增加及下降均較顯著（P＜0.05）；電子鼻檢測(cè)發(fā)現(xiàn)自制蝦醬與S2相似度最高，這與感官品評(píng)的結(jié)果一致。感官評(píng)價(jià)結(jié)合氨基酸分析、固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜和電子鼻技術(shù)，綜合評(píng)價(jià)了傳統(tǒng)水產(chǎn)發(fā)酵調(diào)味品蝦醬的風(fēng)味。

蝦醬；風(fēng)味；氨基酸；固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜；電子鼻

傳統(tǒng)蝦醬是將低值蝦經(jīng)腌制、自然發(fā)酵而成的一種黏稠狀紫紅色醬狀，風(fēng)味獨(dú)特，富含游離氨基酸及不飽和脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是我國(guó)以及馬來西亞、新加坡、泰國(guó)等東南亞地區(qū)的傳統(tǒng)發(fā)酵調(diào)味品[1]。傳統(tǒng)發(fā)酵蝦醬存在生產(chǎn)周期長(zhǎng)、含鹽量高（30%～35%）等問題，影響其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。因而，保溫發(fā)酵法[2-3]、外加酶發(fā)酵[4-5]及外加微生物發(fā)酵[6-7]等現(xiàn)代發(fā)酵手段成為近年來的研究熱點(diǎn)，對(duì)于推進(jìn)傳統(tǒng)食品的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

食品風(fēng)味包括氣味和滋味，是消費(fèi)者在品嘗食品時(shí)各種感覺的復(fù)雜結(jié)合，良好的風(fēng)味或獨(dú)特的風(fēng)味會(huì)更吸引消費(fèi)者[8]。發(fā)酵過程伴隨著糖類、蛋白質(zhì)、脂肪等物質(zhì)的降解、縮合以及反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生一些風(fēng)味物質(zhì)或其前體物，這些物質(zhì)在一定程度上會(huì)影響產(chǎn)品的品質(zhì)和風(fēng)味，如何利用適宜的分析評(píng)價(jià)技術(shù)，發(fā)酵食品的特色風(fēng)味及風(fēng)味形成機(jī)理研究成為科學(xué)家關(guān)注的問題。感官分析在風(fēng)味評(píng)價(jià)方面較現(xiàn)代風(fēng)味評(píng)價(jià)技術(shù)（電子鼻、電子舌、氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS））差。韓姣姣等[9]成功利用電子鼻技術(shù)實(shí)現(xiàn)了草魚發(fā)酵過程中風(fēng)味變化的檢測(cè)；王偉君等[10]采用同時(shí)蒸餾萃取-GC-MS技術(shù)分析發(fā)酵乳中的揮發(fā)性風(fēng)味成分，成功將其主要的13 種風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了鑒定；另外，氨基酸作為一種滋味物質(zhì)或其前體物，對(duì)風(fēng)味也有一定的貢獻(xiàn)，如鮮甜味游離氨基酸的組成及含量決定滋味鮮美的程度[11-12]。由此可見，運(yùn)用現(xiàn)代風(fēng)味評(píng)價(jià)技術(shù)檢測(cè)物質(zhì)的風(fēng)味具有可行性。但是，風(fēng)味是一種綜合感覺，如何從揮發(fā)性香氣成分以及非揮發(fā)性風(fēng)味2 個(gè)方面進(jìn)行全面描述，并能夠?qū)⒗碚摲治雠c感官評(píng)價(jià)相結(jié)合，一直是風(fēng)味化學(xué)方向有意義的研究課題。

本實(shí)驗(yàn)以低值猛子蝦為原料，模擬傳統(tǒng)恒溫發(fā)酵方法，將得到的蝦醬與現(xiàn)有市售蝦醬進(jìn)行了風(fēng)味成分比較及評(píng)價(jià)，以期得到一種發(fā)酵周期較傳統(tǒng)法短、風(fēng)味良好的蝦醬。

1 材料與方法

1.1 材料

低值猛子蝦 市售；李錦記蝦醬（S1） 李錦記（新會(huì)）食品有限公司；黃陂柏霖陵蝦醬（S2） 廣東省湛江市吳川黃陂柏霖食品加工廠。

1.2 儀器與設(shè)備

HR2648型絞碎機(jī) 菲利普電器（亞洲）有限公司；HPX-9052MBE型恒溫培養(yǎng)箱 博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；AY-120型電子天平 深圳巨杰科技有限公司；L8900型全自動(dòng)氨基酸自動(dòng)分析儀 日本Hitachi公司；50/30 μm二乙基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane，DVB/ CAR/PDMS）萃取頭 美國(guó)Finnigan公司；固相微萃?。╯olid phase microextraction，SPME）手動(dòng)進(jìn)樣柄美國(guó)Supelco公司；QP-2010 Plus GC-MS儀 日本島津公司；I-Nose型電子鼻 上海瑞玢科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 蝦醬制備

稱取低值小蝦500 g添加150 g的鹽，室溫鹽浸3 d后打漿，將漿液裝入發(fā)酵罐，置于40 ℃條件下恒溫發(fā)酵42 d，在此期間每隔7 d取一次樣，分別記為C1（發(fā)酵0 d）、C3（發(fā)酵14 d）、C5（發(fā)酵28 d）、C7（發(fā)酵42 d），將樣品置于-20 ℃保藏[3]。

1.3.2 感官評(píng)價(jià)

采用描述性定量分析（quantitative descriptive analysis，QDA）法[13]。感官評(píng)定小組由9 人組成，在感官評(píng)定前，先進(jìn)行風(fēng)味品評(píng)的培訓(xùn)，對(duì)樣品的風(fēng)味特征（鮮味、蝦味、咸味、發(fā)酵味、腥味、氨氣味、苦澀味及整體可接受性）進(jìn)行評(píng)分（表1）。評(píng)分包括0～9 分，總計(jì)10 個(gè)分?jǐn)?shù)，“0”代表沒感受到該風(fēng)味，“9”代表這種風(fēng)味濃郁。

1.3.3 游離氨基酸含量測(cè)定

采用日立L8900型全自動(dòng)氨基酸自動(dòng)分析儀分析氨基酸含量。離子交換柱規(guī)格：26 mm×150 mm；交換樹脂型號(hào)：No.2619；柱溫53 ℃；泵流速0.225 mL/min；泵壓力8.8 MPa；洗脫液：IPH-1、2、3、4；分析時(shí)間72 min；進(jìn)樣體積50 μL[14]。

1.3.4 電子鼻分析

精密稱取蝦醬樣品5 g，做4 個(gè)平行。傳感器以潔凈空氣進(jìn)行清洗，時(shí)長(zhǎng)120 s，繼而利用真空泵吸入樣品中的氣體到電子鼻中，進(jìn)氣速率0.3 L/min，檢測(cè)時(shí)間150 s。

1.3.5 揮發(fā)性風(fēng)味成分分析

頂空S P M E捕集：手動(dòng)S P E M裝置，選擇50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭；最初使用前需要在GC的進(jìn)樣口老化1 h。準(zhǔn)確稱量樣品2 g，置于15 mL頂空進(jìn)樣瓶中（預(yù)先在40 ℃烘箱平衡10 min），然后利用靜態(tài)頂空SPME裝置萃取40 min后進(jìn)樣，進(jìn)樣時(shí)解吸溫度、時(shí)間：250 ℃、5 min。

GC-MS分析條件[15]：SupelcoWaxTM-10毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；程序升溫：起始溫度40 ℃，保持5 min，以2.5 ℃/min的速度升至250 ℃，保持10 min；載氣（He）流速0.7 mL/min；壓力25 kPa；不分流進(jìn)樣；氣化室、進(jìn)樣口溫度250 ℃；質(zhì)譜以電子電離源；電子能量70 eV；傳輸線溫度200 ℃；質(zhì)量掃描范圍m/z 40～350；檢測(cè)電壓350 V。

2 結(jié)果與分析

2.1 游離氨基酸種類及含量

游離氨基酸是水產(chǎn)品中一類重要的滋味物質(zhì)和風(fēng)味前體物質(zhì)[16-19]，其呈味作用主要取決其味道特征，如鮮味、苦味、甜味等，及其各自的閾值、含量和其他成分的相互作用[20-21]。

表2 傳統(tǒng)發(fā)酵蝦醬各階段游離氨基酸種類及含量Table 2 Changes in free amino acid composition in traditional shrimppaste during fermentation

由表2可知，蝦醬在發(fā)酵初游離氨基酸總量為2 590 mg/100 mL，發(fā)酵結(jié)束后增加到了7 826 mg/100 mL，其中鮮味氨基酸含量在發(fā)酵成熟后達(dá)到發(fā)酵前的2.2 倍，甜味氨基酸達(dá)到2.9 倍，苦味氨基酸達(dá)到3.9 倍。文獻(xiàn)[22]研究了發(fā)酵為期12 d的干貝風(fēng)味醬，發(fā)現(xiàn)總游離氨基酸含量從最初的（9.55±1.38）mg/100 mL上升到了（30.73±0.71）mg/100 mL，明顯隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而增加；而文獻(xiàn)[16]在以蝦副產(chǎn)物為原料，對(duì)發(fā)酵醬的相關(guān)研究中也給出了相似的結(jié)果。

2.2 電子鼻分析蝦醬發(fā)酵過程及市售蝦醬風(fēng)味的變化

圖1 6種蝦醬樣品的主成份分析圖Fig.1 Principal component analysis (PCA) plots of six kinds of shrimp paste samples

由圖1可知，2 個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率為99.7%，完全能夠反映樣品的整體信息，且不同系列的蝦醬樣品均分布在不同區(qū)域，說明電子鼻能夠較好地區(qū)分開不同系列的產(chǎn)品。由電子鼻分析蝦醬發(fā)酵過程中的風(fēng)味檢測(cè)信號(hào)結(jié)果如圖2所示。

圖2 發(fā)酵蝦醬不同階段及兩種市售蝦醬檢測(cè)信號(hào)圖Fig.2 Flavor signal charts of traditional shrimp paste samples from different fermentation stages and two commercial shrimp pastes

由圖2可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)除傳感器S8增大以外，其他傳感器響應(yīng)值呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，可見蝦醬風(fēng)味形成過程中以傳感器S8檢測(cè)到的風(fēng)味成分為主。通過將6 種蝦醬的氣味檢測(cè)信號(hào)圖對(duì)比發(fā)現(xiàn)，樣品C7氣味非常接近市售產(chǎn)品S1，而樣品C3與市售產(chǎn)品S2氣味相近。市售樣品S1和S2整體風(fēng)味相似，但S2數(shù)值高，風(fēng)味強(qiáng)度表現(xiàn)更濃郁。從檢測(cè)信號(hào)圖中可知，傳統(tǒng)蝦醬氣味與市售產(chǎn)品接近。雖然氣味感官分析無法確定具體揮發(fā)性成分，但所有蝦醬樣品的傳感器S8響應(yīng)值隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)而增加，可判斷其為特征性風(fēng)味。

2.3 SPME-GC-MS測(cè)定揮發(fā)性風(fēng)味成分

2.3.1 揮發(fā)性風(fēng)味成分總離子流圖

圖3 傳統(tǒng)發(fā)酵蝦醬不同階段和市售蝦醬揮發(fā)性風(fēng)味成分的總離子流圖Fig.3 Total ion chromatogram of volatile flavor components from different fermentation stages of traditional shrimp paste and from two commercial shrimp pastes

表3 取樣蝦醬的揮發(fā)性風(fēng)味成分組成Table 3 Volatile flavor components from different fermentation stagesof traditional shrimp paste and from commercial shrimp pastes

續(xù)表3

由圖3和表3可知，醛類化合物在發(fā)酵期間，明顯隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而上升，其中以苯甲醛相對(duì)含量最多，這類化合物往往能令人感覺到愉快的杏仁香、水果香等風(fēng)味[23]；吡嗪類化合物相對(duì)含量也明顯有所增加，該類化合物能夠賦予蝦醬堅(jiān)果香、烘烤香等風(fēng)味；醇類化合物主要是2-乙基己醇相對(duì)含量較高，醇類化合物具有肉味、蘑菇味和溫和油脂味[24]；市售蝦醬S1中以吡嗪類化合物為主，其次是二甲胺、N-甲基甲胺等，這些物質(zhì)能夠使水產(chǎn)品具有腥味、氨味[25]；市售蝦醬S2中以烴類化合物為主，此外，吡嗪、醛、酮、酯、胺類化合物均有檢出。除此之外，其他化合物如酚類、酯類、含硫化合物等，其相對(duì)含量較低但對(duì)蝦醬風(fēng)味的形成也有一定的貢獻(xiàn)。

2.3.2 揮發(fā)性風(fēng)味成分種類及相對(duì)含量

從圖4可知，對(duì)比蝦醬發(fā)酵始末，醛類化合物相對(duì)含量分別為0.62%和10.92%；吡嗪類化合物相對(duì)含量分別為1.73%和8.48%；是賦予蝦醬濃香發(fā)酵味和新鮮蝦味的主要香氣物質(zhì)[22]；烴類化合物相對(duì)含量分別為5.37%和57.40%，烴類化合物相對(duì)含量雖高，但對(duì)整體風(fēng)味貢獻(xiàn)較?。淮碱惢衔锵鄬?duì)含量分別為12.30%和6.75%；胺類化合物相對(duì)含量分別為77.4%和13.35%，胺類化合物相對(duì)含量顯著降低（P＜0.05），使蝦醬在發(fā)酵成熟后腥味和氨氣味減??；酮類化合物相對(duì)含量分別為0.71%和0.86%；酯類化合物相對(duì)含量分別為1.60%和0.83%。而市售蝦醬S1和S2中醇類化合物相對(duì)含量分別為6.19%和14.00%；醛類化合物的相對(duì)含量分別為0.27%和2.40%；酮類化合物相對(duì)含量分別為3.42%和0.95%；酯類化合物相對(duì)含量分別為0.18%和0.96%；胺類化合物相對(duì)含量分別為7.05%和0.27%；吡嗪類化合物相對(duì)含量分別為29.38%和13.37%。

圖4 傳統(tǒng)發(fā)酵蝦醬（A）不同階段和市售蝦醬（B）揮發(fā)性風(fēng)味成分的種類及含量Fig.4 Total content of each class of volatile flavor components identified in different fermentation stages of traditional shrimp paste and in two commercial shrimp pastes

對(duì)比2 種市售產(chǎn)品與傳統(tǒng)發(fā)酵蝦醬的揮發(fā)性成分發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)發(fā)酵蝦醬與市售蝦醬2的揮發(fā)性成分相近，但種類更為豐富。正是由于這些風(fēng)味化合物在發(fā)酵過程中的變化，導(dǎo)致了蝦醬在感官評(píng)定上的差異。

2.4 感官評(píng)定及QDA評(píng)價(jià)

圖5 3種不同蝦醬的風(fēng)味QDA圖Fig.5 QDA of flavor characteristics of three different shrimp pastes

根據(jù)QDA感官評(píng)分（表1），對(duì)3 種蝦醬分別進(jìn)行感官評(píng)分，由評(píng)分結(jié)果，繪制風(fēng)味輪廓圖5。由圖5可知，3 種蝦醬綜合評(píng)分分別為7.7、7.8和7.6，風(fēng)味整體相似度較高。實(shí)驗(yàn)室自制蝦醬以鮮甜味、發(fā)酵味較突出，不足之處還是咸味較重；市售蝦醬S1各方面風(fēng)味較好，發(fā)酵味最足，但仍有咸味過高的問題；市售蝦醬S 2發(fā)酵味較好，腥味和氨氣味也較自制蝦醬好。市售蝦醬可能由于經(jīng)過后期加工及調(diào)味處理，故而在部分風(fēng)味（腥味等）方面優(yōu)于實(shí)驗(yàn)室自制蝦醬。

3 結(jié) 論

蝦醬作為一種傳統(tǒng)發(fā)酵調(diào)味品，在沿海地區(qū)具有廣泛的消費(fèi)市場(chǎng)，發(fā)酵期間其營(yíng)養(yǎng)成分不斷得到改善，且通過結(jié)合感官評(píng)定、電子鼻以及GC-MS 3 種風(fēng)味評(píng)價(jià)手段，可以有效檢測(cè)蝦醬發(fā)酵過程中風(fēng)味成分的變化，主要表現(xiàn)在發(fā)酵前后，醛類、烴類和吡嗪類化合物增加明顯，醇類和胺類化合物相對(duì)含量隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)降低，酮類、酯類和含硫化合物相對(duì)含量變化不明顯，這些風(fēng)味物質(zhì)的變化造成了蝦醬感官評(píng)價(jià)上的差異。

將實(shí)驗(yàn)室自制傳統(tǒng)蝦醬風(fēng)味與市售蝦醬比較，通過綜合分析，風(fēng)味整體具有相似性，但香氣的特色和閾值有一定差異，模擬傳統(tǒng)發(fā)酵方法，得到一種風(fēng)味濃郁的海鮮調(diào)味品。

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Comprehensive Analysis and Comparison of the Flavor of Traditional Fermented Shrimp Paste Produced from Trash Shrimp

WU Shuai1, YANG Xihong1,2, XIE Wancui1,3,*, JI Hongwu1, LIU Shucheng1
(1. Guangdong Provincial Key Laboratory of Aquatic Products Processing and Safety, Key Laboratory of Advanced Processing of Aquatic Products of Guangdong Higher Education Institution, College of Food Science and Technology, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China; 2. College of Chemistry and Molecular Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China; 3. College of Chemical Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China)

This study aimed to explore the industrialization of traditional Chinese fermented shrimp paste the traditional fermentation process, i.e., natural fermentation for 42 days at a constant temperature of 40 ℃. Variations in free amino acid composition and volatile flavor composition during the fermentation process were detected using amino acid analyzer and solid-phase micro-extraction combined with gas chromatography (SPME-GC-MS), respectively. Sensory evaluation in combination with electronic nose (E-nose) was employed for comprehensive analysis and comparison of its flavor characteristics with those of two commercial shrimp pastes (S1 and S2). It was found that the total content of free amino acids in the traditional shrimp paste was increased from 2 590 to 7 826 mg/100 mL over the entire fermentation process; and the contents of aldehyde and pyrazine compounds were increased significantly from 0.62% to 10.92%, and from 1.73% to 8.48%, respectively, whereas the contents of amine and alcohol were significantly decreased from 77.4% to 13.35%, and from 12.3% to 6.75%, respectively (P ＜ 0.05). E-nose revealed the highest similarity in sensory flavor between the laboratory-produced shrimp paste and the commercial sample S2, which was consistent with the results of sensory evaluation. In addition, the combination of sensory evaluation, SPME-GC-MS and electronic nose can provide a good method for monitoring changes in the flavor characteristics of shrimp paste during the fermentation process.

shrimp paste; flavor compounds; amino acid; solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry (SPME-GC-MS); electronic nose

10.7506/spkx1002-6630-201602021

TS254.4

A

1002-6630（2016）02-0121-07

吳帥, 楊錫洪, 解萬翠, 等. 低值蝦發(fā)酵制備傳統(tǒng)蝦醬的風(fēng)味綜合分析與比較[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(2): 121-127. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201602021. http://www.spkx.net.cn

WU Shuai, YANG Xihong, XIE Wancui, et al. Comprehensive analysis and comparison of the flavor of traditional fermented shrimp paste produced from trash shrimp[J]. Food Science, 2016, 37(2): 121-127. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201602021. http://www.spkx.net.cn

2015-05-17

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（GARS-47）

吳帥（1990—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)樗a(chǎn)品加工及貯藏工程。E-mail：918631712@qq.com

*通信作者：解萬翠（1969—），女，教授，博士，研究方向?yàn)槭称凤L(fēng)味和食品質(zhì)量與安全。E-mail：xiewancui@163.com