周敏,吳朝朝,杜雨芊,袁美蘭,陳麗麗,趙利*
(1.江西科技師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,國家淡水魚加工技術(shù)研發(fā)分中心,南昌 330013;2.南昌市食品化妝品監(jiān)督所,南昌 330038)
淡水魚加工副產(chǎn)物低鹽風(fēng)味魚露速釀工藝的優(yōu)化
周敏1,吳朝朝1,杜雨芊2,袁美蘭1,陳麗麗1,趙利1*
(1.江西科技師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,國家淡水魚加工技術(shù)研發(fā)分中心,南昌 330013;2.南昌市食品化妝品監(jiān)督所,南昌 330038)
主要以淡水魚加工副產(chǎn)物為原料,采用分段加鹽法釀造低鹽風(fēng)味魚露,探討了時間、溫度、加酶量、加曲量和初始p H對發(fā)酵過程中氨基酸態(tài)氮(AA-N)含量的影響,且在單因素的基礎(chǔ)上采用正交試驗對工藝進行優(yōu)化。結(jié)果表明發(fā)酵工藝的最佳條件為:發(fā)酵溫度50℃,加曲量20%,加酶量0.1%,初始p H 6.0;各個因素對氨基酸態(tài)氮(AA-N)的含量均有顯著性影響,影響順序為:加曲量>初始p H>發(fā)酵溫度>加酶量;在最佳發(fā)酵條件下魚露中的氨基酸態(tài)氮含量為1.396 g/d L。
淡水魚加工副產(chǎn)物;低鹽魚露;快速發(fā)酵
魚露又稱為魚醬油,色澤呈棕紅色,其營養(yǎng)豐富,味道鮮美,是我國沿海地區(qū)的傳統(tǒng)發(fā)酵調(diào)味品,也是日本及東南亞地區(qū)的特色調(diào)味品[1,2]。過去絕大多數(shù)的魚露是以海水魚[3,4]為原材料生產(chǎn),且生產(chǎn)周期長,因此魚露的研究和大規(guī)模生產(chǎn)受到一定的限制。近年來,利用低值魚和水產(chǎn)品的加工副產(chǎn)物中殘留的蛋白質(zhì)資源制備魚露一直是國內(nèi)外研究的熱點,如鰱魚、羅非魚和蝦等的下腳料進行魚露加工的研究[5-11]。我國淡水魚加工副產(chǎn)物逐年增加而得不到有效利用,只有小部分用來初加工成動物飼料,大部分被直接丟棄,這樣不僅浪費蛋白質(zhì)資源,同時還給環(huán)境保護造成了很大的障礙,因此利用淡水魚的加工副產(chǎn)物制成魚露不僅體現(xiàn)了節(jié)約資源、充分利用的環(huán)保理念,也使得開發(fā)高質(zhì)量、低成本的魚露成為可能,且對提高淡水魚的利用價值具有重要意義[12]。淡水魚加工副產(chǎn)物中含有豐富的蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)以及ω-3和ω-6系列不飽和脂肪酸,因此將淡水魚加工副產(chǎn)物加工成魚露能夠充分利用其中的蛋白質(zhì)和不飽和脂肪酸。
淡水魚加工副產(chǎn)物除去膽囊(水分76.56%,蛋白質(zhì)8.65%,灰分7.98%,脂肪8.32%):來源于江西鄱陽湖農(nóng)牧漁發(fā)展有限公司,平板凍結(jié)后運輸?shù)綄嶒炇?,?8℃冷凍保存,使用前在10℃以下進行流水解凍。
3.042醬油曲:北京釀造所;風(fēng)味蛋白酶:丹麥諾維信有限公司;耐鹽醬油酵母:安琪酵母股份有限公司;其他試劑均為分析純。
SPX-100B-Z型生化培養(yǎng)箱 上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;JJ-2型高速組織搗碎機 上海標(biāo)本模型廠;DELTA-320型精密p H計 梅特勒-托利多儀器有限公司。
淡水魚加工副產(chǎn)物(頭、內(nèi)臟、皮和尾鰭)→解凍和斬拌→添加蒸餾水(25%,水/漿,W/W)、鹽(7%,鹽/混合物,W/W)→自溶(43.21℃,初始p H 5.76,48 h)→鹽(5%,鹽/混合物,W/W)、醬油曲、風(fēng)味蛋白酶→發(fā)酵(45℃,p H 6.5,30天)→添加醬油酵母(在糖液中活化)繼續(xù)發(fā)酵(0.584%(V/V),30℃,7天)→滅酶(90℃,20 min)→離心(5000 r/min,20 min)→魚露樣品。
固定總加鹽量為12%,加水比為0.25∶1,在加曲量10%,加酶量為0.15%,初始p H為6.0的條件下,不同發(fā)酵溫度對魚露中AA-N含量的影響。
在加曲量為10%,加酶量為0.15%,發(fā)酵溫度為50℃的條件下,不同p H值對魚露中AA-N含量的影響。
在加酶量為0.15%,初始p H為6.0,發(fā)酵溫度為50℃的條件下,不同加曲量對魚露中AA-N含量的影響。
在加曲量為20%,初始p H為6.0,發(fā)酵溫度為50℃的條件下,不同加酶量對魚露中AA-N含量的影響。
發(fā)酵過程中于第0,5,10,15,20,25,30天進行取樣分析,魚露樣品經(jīng)滅酶、離心和過濾后分析檢測。
氨基酸態(tài)氮含量測定采用甲醛滴定法[13]。
采用正交設(shè)計表L9(34)進行試驗設(shè)計,所考察的4個因素為發(fā)酵溫度、初始p H、加曲量和加酶量,具體試驗設(shè)計見表1。
表1 L9(34)正交試驗表Table 1 L9(34)orthogonal test table
結(jié)果使用(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差,mean±SD)表示,所有實驗平行數(shù)為N=3次。采用Excel 2007和SPSS 17軟件數(shù)據(jù)處理。
溫度是影響魚露發(fā)酵的一個重要條件[15],不同發(fā)酵溫度下魚露的AA-N含量變化見圖1。
圖1 不同發(fā)酵溫度下氨基酸態(tài)氮含量隨時間的變化Fig.1 Change of amino acid nitrogen content with time under different fermentation temperatures
由圖1可知,隨著發(fā)酵的進行,每個溫度下,魚露中AA-N的含量逐漸增加,且在發(fā)酵前10天時間里增加較快,隨后趨于平緩。這是因為來自醬油曲分泌的蛋白酶和添加的風(fēng)味蛋白酶不斷將原料中的蛋白水解為多肽、氨基酸等小分子物質(zhì)。從溫度變化的過程來看,在30~55℃的變化過程中,AA-N的含量隨溫度的升高先增加然后降低,在溫度為50℃時AA-N的含量最高,達(dá)到(1.230±0.002)g/d L,說明最佳發(fā)酵溫度在50℃附近,也說明發(fā)酵醪液中混合蛋白酶的最適溫度是50℃。
不同初始p H下魚露的AA-N含量變化見圖2。
圖2 不同初始p H下氨基酸態(tài)氮含量隨時間的變化Fig.2 Change of amino acid nitrogen content with time under different initial p H values
由圖2可知,在不同p H下發(fā)酵過程中,魚露中AA-N的含量隨著發(fā)酵的進行而逐漸增加。在p H 8.0和p H 9.0的發(fā)酵醪液中氨基酸態(tài)氮含量先降低隨后增加的原因是自溶水解結(jié)束后調(diào)節(jié)p H,中和了大部分的氨基酸,導(dǎo)致初始發(fā)酵時氨基酸態(tài)氮含量低于自溶結(jié)束時。同時,p H為8.0和9.0的魚露樣品在發(fā)酵過程中有難聞的氣味產(chǎn)生。從不同p H條件下魚露中AA-N含量可以看出,初始p H在4.0~9.0的變化過程中,魚露中AA-N的含量呈現(xiàn)出先增加后下降的現(xiàn)象,當(dāng)p H 6.0時AA-N含量達(dá)到最大值(1.375±0.01)g/d L。原因是發(fā)酵醪液中的蛋白酶是混合蛋白酶,每種蛋白酶都存在不同的最適p H,且每種蛋白酶的含量不同,所以最終表現(xiàn)出混合蛋白酶的最適p H。
魚露中的AA-N含量在不同加曲量時的變化規(guī)律見圖3。
圖3 不同加曲量下氨基酸態(tài)氮含量隨時間的變化Fig.3 Change of amino acid nitrogen content with time under different amount of koji
由圖3可知,在不同加曲量的整個發(fā)酵過程中,魚露中AA-N含量不斷增加,且在發(fā)酵的前10天里增加較快,隨后趨于平緩;從加曲量的變化來看,加曲量從在5%~25%的過程中,魚露中AA-N含量逐漸增加,因為增加加曲量就相應(yīng)地增加了酶濃度,從而使水解速率增加。從魚露中AA-N含量增加的程度來看,加曲量從5%增加到20%的過程中,AA-N含量增加較大;從20%增加到25%的過程中,AA-N含量增加較小。原因是隨著加曲量的增加,發(fā)酵液中的酶濃度也在增加,當(dāng)加曲量增加至20%時,發(fā)酵液中混合蛋白酶量基本達(dá)到了飽和,所以魚露中AA-N含量增加變緩。因此,選擇20%為最適加曲量。
不同加酶量下魚露的AA-N含量變化見圖4。
圖4 不同加酶量下氨基酸態(tài)氮含量隨時間的變化Fig.4 Change of amino acid nitrogen content with time under different amount of enzyme
由圖4可知,在每種加酶量的整個發(fā)酵過程中,魚露中AA-N含量逐漸增加,且在發(fā)酵的前10天左右增加較快,隨后趨于平緩。從加酶量來看,發(fā)酵中過程AA-N含量隨著加酶量的增加而緩慢增加,當(dāng)達(dá)到0.15%時反而略有下降。從整體上來看,不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的加酶量下AA-N的含量變化不大,表明風(fēng)味蛋白酶的添加量對AA-N含量影響不大。當(dāng)加酶量為0.15%時,AA-N含量最高。
不同發(fā)酵時間下魚露的氨基酸態(tài)氮含量的變化見圖5。
圖5 氨基態(tài)氮含量隨發(fā)酵時間的變化Fig.5 Change of amino acid nitrogen content with different fermentation time
由圖5可知,在發(fā)酵的整個過程中,魚露中AA-N含量逐漸增加,在發(fā)酵前20天里,發(fā)酵醪液中AA-N含量顯著增加,從發(fā)酵第20天到發(fā)酵第30天,AA-N含量增加緩慢,可能是隨著發(fā)酵時間的延長,魚露中的蛋白酶活力逐漸降低,使蛋白質(zhì)的分解速率逐漸下降。從感官評價來看,發(fā)酵第25天和發(fā)酵第30天無較大差異,所以選擇魚露的發(fā)酵時間為25天。
通過以上單因素試驗結(jié)果,確定了發(fā)酵初始p H 6.0、加酶量0.15%、加曲量20%和發(fā)酵溫度50℃,在此條件下發(fā)酵25天能夠基本完成淡水魚加工副產(chǎn)物發(fā)酵低鹽魚露的過程??紤]到各個因素之間存在交互作用,通過L9(34)正交試驗對發(fā)酵工藝進行優(yōu)化,正交試驗結(jié)果及分析見表2和表3。對正交結(jié)果數(shù)據(jù)進行直觀分析(見表1),從極差大小可以看出,各發(fā)酵過程中各因素對AA-N含量的影響順序為C>B>A>D,即加曲量是最主要的影響因素,其次是p H,再次是發(fā)酵溫度,加酶量對氨基酸態(tài)氮含量的影響最小。根據(jù)各因素水平的平均值可以推斷,最優(yōu)方案是A2B2C3D1,即發(fā)酵溫度50℃,p H 6.0,加曲量20%,加酶量0.1%。對正交結(jié)果數(shù)據(jù)進行方差分析(見表2),可知A,B,C,D 4個因素對試驗結(jié)果均有顯著性影響。其中加曲量的F值最大,說明不同的加曲量對AA-N的影響較大。
表2 低鹽魚露發(fā)酵條件正交試驗結(jié)果分析Table 2 Range analysis of orthogonal experiment
表3 低鹽魚露發(fā)酵條件正交試驗結(jié)果方差分析表Table 3 Variance analysis of orthogonal experiment
為了驗證優(yōu)化工藝條件的可靠性和重現(xiàn)性,對優(yōu)化工藝條件進行驗證實驗,驗證實驗的氨基酸態(tài)氮含量為1.396 g/d L,與正交表2中的方案相差1.97%,可能是由于在實驗操作上存在一定的誤差,但也表明優(yōu)化工藝較理想和可靠。
固定加鹽量為12%,加水比為0.25∶1,對淡水魚加工副產(chǎn)物速釀低鹽魚露工藝優(yōu)化的研究,得到了發(fā)酵工藝的最佳條件:發(fā)酵溫度50℃,加曲量20%,加酶量0.1%,初始p H 6.0。各因素對AA-N含量影響的顯著性順序為加曲量>初始p H>發(fā)酵溫度>加酶量。驗證實驗表明:25天發(fā)酵結(jié)束后,魚露中的AA-N含量為1.396 g/d L,與正交表2中的方案相差1.97%。表明優(yōu)化的工藝條件較理想和可靠。
采用分段加鹽法速釀工藝和添加醬油酵母所生產(chǎn)的低鹽風(fēng)味魚露,產(chǎn)品得率達(dá)到60%以上。產(chǎn)品的鮮味值和焦糖味明顯高于市售魚露,咸味值低于市售魚露且不含胺味和腐臭味,經(jīng)檢測達(dá)到了國家一級魚露的標(biāo)準(zhǔn)。
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Optimization of lnstant Brewing Technology of Low-salt Fish Sauce Using Freshwater Fish Processing By-products
ZHOU Min1,WU Zhao-zhao1,DU Yu-qian2,YUAN Mei-lan1,CHEN Li-li1,ZHAO Li1*
(1.College of Life Science,Jiangxi Science and Technology Normal University,Branch of National Research and Development Center on Freshwater Fish Processing Technology,Nanchang 330013,China;2.Food and Cosmetics Administration of Nanchang,Nanchang 330038,China)
Study low-salt fish sauce produced by by-products from the production of freshwater fish and adopt the piecewise salt method.The effect of fermentation time,fermentation temperature,enzyme concentration,koji content and initial p H on amino acid nitrogen(AA-N)during fermentation is evaluated.Moreover,the technology is optimized through single factor and orthogonal experiments,the fermentation conditions determined as fermentation temperature of 50℃,20%koji,0.1%enzyme and initial p H 6.0.Various factors have significant effects on the content of amino acid nitrogen(AA-N).The influence order is the amount of koji>initial p H>temperature>additive amount of enzyme.Under the optimum conditions,the content of amino acid nitrogen in fish sauce is up to 1.396 g/d L.
freshwater fish processing by-products;low-salt fish sauce;rapid fermentation
TS254.9
A
10.3969/j.issn.1000-9973.2017.10.003
1000-9973(2017)10-0011-04
2017-04-15 *通訊作者
南昌市農(nóng)業(yè)科技支撐計劃(洪財企[2012]80號);江西省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金資助
周敏(1991-),女,河南安陽人,碩士,研究方向:食品化學(xué);趙利(1967-),女,江西南昌人,教授,博士,研究方向:食品化學(xué)。