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水产品营养丰富均衡,味道鲜美,在广大消费者饮食列表中意义重大。但由于水产原料中含有种类繁多的挥发性物质,如醛类、醇类、酮类、烃类、萜烯衍生物和少量的硫醚、呋喃、萘类等,多种挥发性成分相互之间共同作用导致强烈的腥味产生,这种不良风味影响食用口感与市场销售,阻碍水产品产业化发展。
在前文《水产品腥味物质的形成机制研究进展》中,我们介绍了水产品腥味物质的形成机制,本文将重点介绍水产品脱腥技术研究进展。
一、物理法
① 吸附脱腥法
在日常生活和工业生产中,用于脱除不良气味的吸附剂主要有两类。一类是活性炭、活性氧化铝、分子筛、硅胶等,这类吸附剂一般具有高度发达的孔隙结构和巨大的比表面积,通过其中含有的细小毛细孔对杂质产生吸附作用。其中活性炭的使用较多,对于非极性化合物和饱和键化合物以及分子量较大的化合物吸附较为有利。活性炭能高效快速地吸附腥味成分,且偏酸性条件下脱腥效果更好,但同时蛋白损失也较大。研究发现,分子筛能有效去除沙丁鱼片的腥味,提高沙丁鱼片感官品质。
另一类是大孔交换树脂,它内部有许多适当大小的孔穴,兼有吸附性和筛选性,能有效吸附各种有机物物质。研究发现,利用 AB-8 型大孔吸附树脂对鳕鱼蛋白酶解产物进行处理,经固相微萃取-气质联用(SPME-GC-MS)技术验证表明,其中8种挥发性风味物质得到脱出,鳕鱼蛋白酶解产物腥味得到明显改善。
物理吸附法成本低且操作简单,选择较优吸附剂并对吸附条件进行控制,可实现水产品快速脱腥,但此方法不能脱除水产品内部的腥味成分,只作用于其表面,脱腥效果受到限制。
② 分子包埋脱腥法
分子包埋法是指笼状分子通过包埋作用对分子量低的挥发性腥味物质进行包埋,从而达到脱腥的目的。β-环糊精(β-cyclodextrin,β-CD)为一种环状低聚糖,是在环糊精葡萄糖基转移酶催化作用下,将葡萄糖与 α-1,4 糖苷键相互作用并结合而形成的笼状结构,具有疏水性空腔和亲水性外表面,可使多种腥味化合物被包埋在其内部,从而达到脱腥目的。
通过 β-CD 对草鱼鱼鳞中酶溶性胶原蛋白肽进行处理,能获得较好的脱腥和脱苦效果,也能大大减少酶溶性胶原蛋白肽的损失率。利用 β-环糊精对沙蟹汁进行脱腥处理,氮氧化合物、甲基类化合物等挥发性腥味物质含量显著减少,而芳香类化合物含量大大增加,脱腥效果明显。
β-CD 化学性质稳定且容易消化,肠道内的细菌可将其完全分解为无毒且可吸收利用的物质,在达到脱腥效果的同时,蛋白质功能性仍可得到保持。但其脱腥对象具有一定局限性,只能对于液体物质进行脱腥,且对大分子蛋白质脱腥效果不佳。另外操作条件要求较高,不能实现广泛应用。
③ 微胶囊脱腥法
微胶囊技术是指通过高分子聚合成膜技术,使多种天然或合成高分子物质聚合形成连续的薄膜,将粒径极其微小的固、液以及气体颗粒包裹在聚合物薄膜中的一种技术。利用壳聚糖(chitosan,CS)和大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)两种高分子聚合物作为壁材,对青鱼内脏鱼油进行微胶囊化,能在抑制不饱和脂肪酸氧化的同时,鱼油的腥味也得到掩蔽。
研究发现,对鱼油进行微胶囊化处理,使得环境因素对鱼油的氧化作用降低,其中造成鱼油腥味产生的挥发性物质的含量也得到大大降低,对其腥味的掩蔽效果明显。
而与喷雾干燥制备微胶囊法相比,冷冻干燥制备微胶囊法对于鱼油的包埋效果更佳。由于其可在保护食品成分的同时,又具有延长食品保质期、掩盖食品中不愉快气味等作用,微胶囊脱腥法近年来在食品加工领域得到广泛应用。
④ 蒸汽脱腥法
蒸汽脱腥法可分为真空脱腥和水蒸汽脱腥。前者通过真空装置,在一定的真空度下,稍加热使产品中的异味物质或者前体物质挥发,后者通过不断通入水蒸气,带出腥味物质。生产中真空脱腥机的应用收到了很好的效果,且多用于固体粉末的脱腥,水蒸汽蒸馏脱腥也有不错的效果。
⑤ 超滤脱腥法
超滤脱腥法是通过截留大分子量的挥发性气体物质,并保留较小分子量的物质,再结合其他物理脱腥法对于液体物质进行脱腥。利用超滤膜对牡蛎酶解液进行脱色脱腥处理,结果表明与活性炭、大孔树脂和 β-环糊精相比超滤膜脱色脱腥效果较好,脱色率高达 97%,透过液不具有腥味。
超滤脱腥法与其他方法进行复合可得到更好的脱腥效果,但其只能用于液体以及大分子物质的脱腥,脱腥范围具有一定的局限性。
⑥ 有机溶剂萃取脱腥法
有机溶剂萃取脱腥法是利用可溶于有机溶剂的腥味成分在不同溶剂中溶解度的差异,将食品中的腥味成分萃取出来,从而实现目标混合物的分离,在生产中常用乙醇、丙醇等作为有机萃取剂进行水产品的腥味脱除。
在高速均质的条件下,通过乙醇水溶液对厚壳贻贝蛋白进行 3 次重复萃取,脱腥效果明显,且残留的酒精气味较少,蛋白质损失率低。有机溶剂萃取脱腥法具有较优的脱腥效果,且可实现对部分脂肪的脱除,降低脂肪的氧化。但使蛋白质更易变性,易造成有机物质的残留。
二、化学法
① 酸碱盐脱腥法
酸/碱处理有助于水产原料脱除腥味物质。在酸/碱处理过程中,蛋白质会溶解、展开,原来与蛋白质结合的腥味物质可能与蛋白质分开;此外,酸/碱处理有助于脂质和色素的溶出,抑制脂肪氧化腥味。有机酸有抑菌、消除组胺作用,还可以螯合金属离子,这些都有助于减少腥味物质的产生。
常用脱腥的酸有醋酸、柠檬酸、苹果酸等,碱一般用氢氧化钠等,此外也会加入一些添加物如盐、乙醇等。使用酸碱对鲫鱼糜进行处理,探究其腥味脱除的效果,结果表明,挥发性腥味成分含量均大大降低,鲫鱼的鱼腥味和土霉味脱除效果明显。
酸碱盐脱腥法在实现腥味物质脱除的同时,还具有一定的脱色作用,且抑制脂肪的氧化。但由于此脱腥法会产生对环境有害的废水,因此脱腥废水排放应进行有效管理。
② 抗氧化剂脱腥法
抗氧化剂脱腥法是通过使用含有大量抗氧化剂的自然植物浸液作为脱腥剂,对水产品进行处理,从而达到脱腥效果。儿茶素类化合物可消除甲基硫醇化合物,在其与氨基酸结合后可钝化酶,并抑制、消灭细菌。黄酮类和萜烯类分别有消除臭味和吸附腥臭的功效。通过酵母与茶多酚复合脱腥剂对鲐鱼肉进行脱腥,结果表明产生鱼腥味的主要物质三甲胺含量低至52.13 mg/kg,挥发性腥味物质含量明显减少,脱腥效果明显。另外,鲐鱼肉蛋白质损失率与脂肪含量均大大降低。
③ 臭氧脱腥法
臭氧是一种强氧化剂,在水中不稳定,能够降解产生极活泼、具有强烈氧化作用的单原子态氧和羟基自由基,可氧化水中的还原性物质,还可以与一些有机物发生反应,使有机物发生不同程度的降解。因此,当臭氧与腥味成分萜类、醛类、醇类、胺类、吡啶类等物质作用时,即可将其氧化分解成无腥味或者腥味阈值大的物质。
臭氧法脱腥影响最大的因素是臭氧水起始浓度及pH。臭氧水对鱼籽的脱腥效果随着pH的升高也愈加明显,但是超过8.0后,则开始减弱。研究报道,臭氧可以完全或部分脱除鲢鱼糜中35种以上腥味成分。臭氧处理可以一次性完成脱色、脱味、杀菌等工序,且臭氧本身无毒可降解,具有较好开发利用价值。
④ 美拉德反应脱腥法
美拉德反应是一类通过发生羰氨反应产生吡咯类、吡啶类等风味物质,掩盖不良气味,改善食品的色泽与风味的反应。在水产品脱腥处理中,此脱腥法可将蛋白质类的腥味物质去除,从而实现产品的脱腥。通过美拉德反应脱除大黄鱼鱼卵酶解液腥味,结果表明此脱腥方法不仅达到脱腥目的,还能使大黄鱼鱼卵风味得到改善。
三、生物法
生物去腥法是利用发酵技术除去腥味成分和异味的方法,是一种绿色有发展前景的脱腥方法。选用的发酵微生物有酵母菌、乳酸菌、醋酸杆菌等。酵母除臭脱腥的机理尚不清楚,可能有以下几方面的原因:一是酵母疏松的结构对腥臭物质的吸附作用;二是酵母利用腥臭物质如醛、酮等合成大分子物质并被细胞聚积;三是酵母含有的多种酶以腥臭物质为底物转化为无腥臭物质。
研究发现,酵母发酵可使具有腥味的醛类相对含量从0.691%降低到0.04%,把醛类、醇类转化为相应的酸。虾废弃物酶解液中三甲胺含量随酵母添加量的增加而减少,但氨基酸损失率也相应增加。乳酸菌脱腥效果普遍好于酵母菌。曲霉(Aspergillus oryzae)对海带发酵脱腥效果也较理想。生物去腥法效果好,蛋白损失少,不足之处是脱色效果不明显,酵母使用量大会有异味。
四、复合脱腥法
目前研究的脱腥方法通常具有局限性,单一的脱腥方法普遍不能完全去除水产品中的腥味物质。因此,将两种或两种以上脱腥方法进行复配,使其进行互补并发挥协同增效作用,以获得更优的水产品脱腥方法。
如采用活性炭联合活性干酵母对牡蛎性腺进行处理,能获得脱腥效果较优的新型牡蛎调味品,此工艺不仅提高了牡蛎性腺的感官品质,更提高了牡蛎生产加工的附加值。因此复合脱腥法可实现多种脱腥方法的互补增效,使水产品脱腥效果更佳,脱腥范围更广,可在食品加工领域得到广泛应用。
五、感官掩蔽脱腥法
感官掩蔽脱腥法是利用葱、生姜、八角以及桂皮等具有特殊香味的呈味物质,对水产品中的腥味物质进行掩蔽,使得腥味得到减弱并起到增香的作用。如利用紫苏液、香芹液以及白醋对罗非鱼副产物进行脱腥,在实现脱腥效果的同时,保留了鱼肉自身的风味,还使鱼肉具有植物的特殊香气。正是由于感官掩蔽法具有安全、经济、方便的优点,其在日常生活以及食品产业化加工中获得广泛应用。
参考资料:
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作者简介:
小泥沙,食品科技工作者,食品科学硕士,现就职于国内某大型药物研发公司,从事营养食品的开发与研究。
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