利用鮰鱼排开发高钙风味酱的配方研究

张艳凌，许瑞红，杨立，张波涛，姜绍通,3，陆剑锋,3,4，林琳,3

1.合肥工业大学食品与生物工程学院，合肥 230601； 2.安徽富煌三珍食品集团有限公司，巢湖 238000；3.安徽省农产品精深加工重点实验室，合肥 230601； 4.农产品生物化工教育部工程研究中心，合肥 230601

斑点叉尾鮰(Ictaluruspunctatus)，又名沟鲶、钳鱼，属鲶形目、鮰科，原产自北美，后引入湖北省，现已分布于我国南北方[1]。斑点叉尾鮰一般以冻鱼片、冻鱼段的加工形式出口，近年来，出口量逐渐增加，导致生产过程中产生的鱼骨、碎鱼肉、内脏等下脚料也不断增加[2]。国内外学者长期对鱼类下脚料的开发和综合利用进行研究[2-5]，将其加工成新型食品以及添加到各种食品中[3]。鱼骨是鱼制品加工过程中的重要副产物，富含矿物元素、蛋白质和氨基酸等，且钙、磷含量比鱼肉更丰富，是一种非常好的钙源，可加工成较为安全的补钙剂及其他保健品，具有极高的市场价值[4]。以鱼骨为原料，开发高钙食品，既减少了资源的浪费和环境污染，又增加了效益，从而实现鱼类的高值化利用。研究表明超微鱼骨粉的钙吸收率较高，且不会造成颗粒口感[5]，将超微粉碎法制备的鮰鱼骨粉加入食品中，可有效提高产品的钙含量；同时，将鱼骨碎肉酶解液与木糖进行美拉德反应得到美拉德反应液，具有独特的烧烤肉香味。

现如今消费者越来越注重食品的安全性、营养性以及保健性，黄豆酱、郫县豆瓣酱、辣椒酱、番茄酱等传统酱类已经不能满足人们的需求。功能性风味酱由于其独特的风味兼特有的功能性，已成为一种良好的方便食品和餐桌上的调味佳品。因此，我们有必要在传统酱类的基础上进行深加工，开发出各种类型的风味酱以满足市场需求。通过一定的加工手段将碎鱼肉和鱼骨添加到风味酱中，因鱼品种差异造成的工艺差异小，解决了鱼腥味残留、营养成分损失大的问题，同时充分利用了鱼类下脚料，提高了风味酱的营养价值。本研究以黄豆酱为基料，添加鱼骨粉、美拉德反应液、香菇、火腿、鸡蛋干等，开发高钙风味酱，采用单因素及正交试验对风味酱配方进行优化，研究结果可为新型风味酱的开发和水产加工副产物的高值化利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

斑点叉尾鮰鱼排，安徽省巢湖市富煌三珍食品有限公司提供。

海天黄豆酱、干香菇、火腿、鸡蛋干、新鲜小米椒、植物油、大蒜、花椒、白砂糖、料酒等，购自合肥马鞍山路家乐福超市；碱性蛋白酶(18 800 U/g)、木瓜蛋白酶(18 400 U/g)、小苏打、木糖，均为食品级。

1.2 仪器与设备

FA2204电子分析天平，上海衡平仪器仪表厂；C21-SDHCB46电磁炉，浙江苏泊尔股份有限公司；MP-CJ28WWOK302炒锅，广东美的生活电器制造有限公司；HH数显恒温水浴锅，江苏金坛市金城国胜实验仪器厂；FJ-200高速分散均质机，上海标本模型厂；DT5-4低速离心机，北京时代北利离心机有限公司；MS-2000激光粒度分析仪，英国Malvern仪器有限公司；PHS-3C型精密酸度计，上海虹益仪器仪表有限公司；XDW-6J超微粉碎机，济南达微机械有限公司；RZ-5286A旋转蒸发仪，巩义市予华仪器有限责任公司。

1.3 主要原料的制备及检测方法

1)美拉德反应液的制备及检测。参考陈周等[6]和楚水晶等[7]的方法稍作修改。将斑点叉尾鮰鱼排在室温下通过自来水淋洗解冻，解冻后去皮、去骨，得到鮰鱼残肉。分别用质量分数3%NaCl和4%NaHCO3溶液先后浸泡鱼肉40 min，最后用大量自来水冲洗干净，得到去腥、脱脂的鱼肉。将鮰鱼残肉尽可能切碎，与蒸馏水按1∶10质量比混合，匀浆后，调节混合液pH为8，加入5 000 U/g的碱性蛋白酶，在温度为55 ℃的条件下酶解4 h，酶解结束后在100 ℃条件下沸水浴10 min进行灭酶。将酶解液在常温下4 000 r/min离心30 min，再用4层纱布进行过滤，去除残留滤渣。调整酶解液的pH为8，并与木糖按20 mL/1.6 g的液料比混合，在温度为110 ℃的条件下反应1 h，得到美拉德反应液。最后对美拉德反应液进行浓缩，浓缩至原体积的20%。

采用顶空固相微萃取-气质联用法(SPME-GC-MS)测定美拉德反应液中挥发性风味物质[8]。色谱柱条件：DB-5毛细管柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)；载气：氦气(纯度≥99.9%)，进样口温度：230 ℃，不分流进样；流速：1.0 mL/min；程序升温：初始温度：35 ℃，保持5 min，以6 ℃/min升温速率升至60 ℃，以4 ℃/min升温速率升至70 ℃，以5 ℃/min升温速率升至150 ℃，以10 ℃/min升温速率升至220 ℃，保持5 min。质谱条件：EI源，接口温度230 ℃，电子能量70 eV；四级杆温度230 ℃；采集模式扫描；质量范围m/z30～550。

经检测，由鱼肉水解液和木糖制备的美拉德反应液中的主要挥发性成分包括：2,5-二甲基吡嗪(17.83%)、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪(5.70%)、2-甲基-1-丁醇(5.74%)、(2E,4E)-癸-2,4-二烯醛(3.62%)、1-辛烯-3-醇(3.25%)等(本研究中未列出)。

2)鱼骨粉的制备。参考梁志桃等[9]、Wu等[10]和Zhao等[11]的方法稍作修改。将斑点叉尾鮰鱼排在室温下通过自来水淋洗解冻，解冻后清洗并切块，向切块后的鱼排中加水，以浸没鱼块为宜，加入2 500 U/g的木瓜蛋白酶，置于60 ℃水浴中，酶解10 h，5 h时滤掉第1次的酶解液，重复上述步骤，酶解结束后，用流动的自来水反复冲洗，此时鱼骨身上残留碎肉已经处理干净，得到去蛋白的鱼骨；再分别用质量分数3%NaCl和4%NaHCO3溶液在30 ℃水浴中先后各浸泡40 min对鱼骨进行去腥处理，最后用大量自来水冲洗干净，得到去腥、脱脂的鱼骨。分离出的鱼骨沥去多余的水分，将其干燥，干燥后先进行粗粉碎，过孔径0.425 mm筛后再用超微粉碎机进行粉碎，得到粒径为微米级的鱼骨粉。鱼骨粉体积平均粒径D(4,3)=26.342 μm，表面积平均粒径D(3,2)=6.192 μm，D90=56.572 μm。

1.4 风味酱基础配方和生产工艺流程

风味酱基础配方[12](每100 g)：13.4 g湿香菇丁、6.8 g火腿、6.8 g鸡蛋干、1.7 g鱼骨粉、1.7 g白芝麻、3.4 g大葱、1.7 g姜、1.7 g大蒜和0.6 g花椒。

生产工艺流程[12]：加热植物油→加葱、姜、蒜末和花椒进行爆香→捞出辅料→加入鱼骨粉，炒至金黄色→依次加入湿香菇丁、火腿、鸡蛋干，炒制30 s→加入黄豆酱，炒出酱香→依次加入小米椒、白砂糖、白芝麻、美拉德反应液，炒制1 min→料酒调味→趁热装罐、杀菌→冷却→检验→成品。

1.5 操作要点

原料预处理：挑选加工合格的斑点叉尾鮰鱼排。干香菇用温水泡发约1 h，除去杂质，用清水洗净，沥干，切成0.5 cm3左右的小丁，沥干水分，备用。火腿和鸡蛋干切成0.5 cm3左右的小丁。

炒制：先加植物油预热后加姜丁和蒜丁，后加葱末和花椒，炒至葱丁显浅黄色，将这些辅料捞出；加入鱼骨粉，待鱼骨粉与植物油充分混匀成金黄色后加入黄豆酱，炒出酱香味。再加入香菇丁、火腿和鸡蛋干，炒制30 s，依次加入小米椒、白砂糖、白芝麻、美拉德反应液继续炒制1 min；最后加入料酒，搅拌均匀后立即关火。在炒制过程中不断翻搅，使各种原辅料充分混合均匀，防止糊底。

装罐、杀菌：酱炒制完成后，将其装入玻璃瓶中，盖上瓶盖，置于沸水浴中，先进行排气，5 min后排气结束，旋紧瓶盖，杀菌25 min，杀菌完毕后采用冰浴的方式使其温度迅速降至室温。

检验：检查瓶身是否完好无损，瓶盖是否旋紧，不得漏气、渗油，密封性良好。

1.6 感官评定方法

由15名食品专业评价人员对制作的高钙风味酱进行感官评分，满分为100分。根据其感官质量评价标准(表1)从色泽(满分20分)、口感(满分30分)、风味(满分20分)和组织状态(满分30分)4个方面进行评定，结果以平均值表示。

1.7 指标测定

水分含量参考GB 5009.3-2016进行测定；灰分含量参考GB 5009.4-2016进行测定；蛋白质含量参考GB 5009.5-2016进行测定；脂肪含量参考GB 5009.6-2016进行测定；pH值参考GB 5009.237-2016进行测定；水分活度参考GB 5009.238-2016进行测定；总酸参考GB/T 12456-2008进行测定；氨基态氮含量参考GB 5009.235-2016进行测定；酸价参考GB 5009.229-2016进行测定；过氧化值参考GB 5009.227-2016进行测定；钙含量参考GB 5009.92-2016进行测定；铅含量参考GB 5009.12-2017进行测定；砷含量参考GB 5009.11-2014进行测定；镉含量参考GB 5009.15-2014进行测定。

表1 高钙风味酱的感官评价标准 Table 1 The standard of sensory evaluation for high calcium flavour sauce

1.8 数据分析

所有数据以“平均值±标准差”表示，采用Excel 2016进行数据处理，SPSS 24.0进行显著性分析(P<0.05表示差异显著)，采用Origin 2018软件作图。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

在风味酱的基础配方上，分析美拉德反应液、植物油、黄豆酱、小米椒以及白砂糖添加量对高钙风味酱感官品质的影响。

1)美拉德反应液添加量对高钙风味酱品质的影响。鱼肉中的多肽或氨基酸与木糖发生美拉德反应，该反应会产生大量的美拉德反应产物，最终生成类黑精色素，这些产物不仅可以改善酱的色泽，还能提高酱的鲜味，使产品产生更加浓郁的香味。由图1可知，随着美拉德反应液的逐渐添加，产品感官评分先增加后小幅下降，当添加量为8.5 g/100 g时，产品感官评分最高。美拉德反应液用量过低时增香的效果不明显；用量过高则会使酱体颜色过深，发黑发暗。

同一系列不同字母表示差异显著(P<0.05),下同。Different letters in the same series indicate significant differences (P<0.05),the same as below.

2)植物油添加量对高钙风味酱品质的影响。由图2可知，高钙风味酱的感官评分随植物油添加量的增加呈现先升高后降低的趋势。当植物油添加量为16.8 g/100 g时，风味酱的色泽、口感、风味和组织状态都达到最佳，继续添加，则会降低其口感，组织状态也会变差。植物油添加量过少时不能对香菇、火腿和鸡蛋干等原料进行充分煎炸，导致原料中的营养物质不能完全浸出，且香菇较干、较硬，咀嚼性差；植物油添加量过多时，油腻感过重，色泽变差，且影响香菇、火腿和鸡蛋干与黄豆酱的混合。因此，本试验选择植物油添加量16.8 g/100 g为宜。

图2 植物油对高钙风味酱感官评分的影响

3)黄豆酱添加量对高钙风味酱品质的影响。由图3可知，随着黄豆酱添加量的增加，风味酱的感官评分先出现显著上升。当黄豆酱添加量达到27.0 g/100 g时，若继续添加，对风味酱的组织状态无显著影响，但添加量超过30.4 g/100 g后，酱的色泽、口感和风味均开始变差，感官总分开始降低，这是因为黄豆酱中含有一定的水分和盐，会降低香菇丁、火腿和鸡蛋干的硬度和咀嚼性。随着黄豆酱添加量的增加，酱体颜色加深，酱味更加浓郁；当超过一定量时，酱体颜色变暗发黑，黄豆酱味过浓，掩盖高钙风味酱的特有风味，整体风味不协调。

图3 黄豆酱对高钙风味酱感官评分的影响

4)小米椒添加量对高钙风味酱品质的影响。由图4可知，随着小米椒添加量的增加，高钙风味酱的感官评分随之增加，但小米椒添加量的增加对风味酱的组织状态的优劣无显著差异，在一定范围内对其色泽和口感有一定影响，主要影响其风味。小米椒中富含VC、胡萝卜素、糖类、色素以及钙、铁等矿物质，营养价值较丰富。适量加入小米椒可补充风味酱的辣味，增强其色泽和营养。当其添加量为3.4 g/100 g时，产品的感官评分最高，而后小米椒用量的增加，会导致高钙风味酱过于辛辣，掩盖其他滋味。

5)白砂糖添加量对高钙风味酱感官品质的影响。白砂糖除了能较好地调和高钙风味酱的咸味，并增加其鲜味外，还能提升产品的黏稠度，赋予产品厚实的口感。此外，白砂糖还具有高渗透作用，可抑制微生物的生长和繁殖，从而在一定程度上增强产品的防腐能力。从图5可看出，随着白砂糖添加量的增加，高钙风味酱的甜度及浓厚性随之增加。当白砂糖的添加量为4.1 g/100 g时，产品感官品质最优。但白砂糖添加量升至4.1 g/100 g以上，再增加其用量会使得产品的口感过甜。

图4 小米椒对高钙风味酱品质的影响

图5 白砂糖对高钙风味酱品质的影响

2.2 正交试验

以上单因素试验确定了影响高钙风味酱品质和风味的主要因素以及各因素添加量的适宜范围。为了探索风味酱最佳配方，在单因素试验的基础上进行了正交试验。各因素水平见表2，正交试验结果见表3。

表2 正交试验因素水平表 Table 2 Factors and levels of orthogonal experimental design g/100 g

表3 正交试验结果 Table 3 The results of orthogonal experiment

由表3极差分析可知，对高钙风味酱品质影响的各主次因素顺序为C>D>B>A，即黄豆酱添加量>白砂糖添加量>植物油添加量>美拉德反应液添加量，制作高钙风味酱的最佳工艺配方为A1B2C2D3。但从感官综合评分结果来看，最优组合为A1B2C2D2，经3次重复试验验证，得最佳配方为A1B2C2D3，即美拉德反应液6.8 g/100 g，植物油16.8 g/100 g，黄豆酱30.4 g/100 g，白砂糖4.8 g/100 g，感官评分为88.97。

2.3 产品感官指标

色泽：酱体呈红褐色，颜色鲜亮，油润有光泽。

口感：酱香浓郁，咀嚼感良好，口感细腻，甜咸适中，无焦糊味和异味。

风味：香气浓郁，具有香菇、火腿和鸡蛋干特有的风味，气味协调，无异味。

组织状态：酱体浓稠适中，有一定的体态，组织细腻均匀，无分层，无杂质。

2.4 钙含量及其他理化卫生指标

2012年，《食品营养标签管理规范》规定固体食品中钙含量≥240 mg/100 g，液体食品中钙含量≥120 mg/100 mL时，达到“高钙”的标准，可判定为高钙食品。由表4可知，添加了5 g鱼骨粉的高钙风味酱中总钙含量为353 mg/100 g，显著高于其他产品的含钙量。表明该产品达到了市场上高钙食品的要求。营养和其他理化组成见表5。根据GB 2762-2012《食品安全国家标准 食品中污染物限量》的规定，水产调味品中的铅含量不高于1.0 mg/kg，砷含量不高于0.1 mg/kg、镉含量0.1mg/kg;根据GB/T 24399-2009《黄豆酱》的规定，酱体水分含量不超过65 g/100 g，氨基态氮含量不低于0.50 g/100 g，高钙风味酱的各项指标均符合标准要求。卫生指标中，细菌总数≤3 lg CFU/g，大肠菌群≤3 MPN/100 g，致病菌(金黄色葡萄球菌、沙门氏菌)未检出。

表4 产品中钙含量的比较 Table 4 Comparison of calcium content in products

表5 高钙风味酱理化组成 Table 5 The physical and chemical compositionof high calcium flavour sauce

3 讨 论

鮰鱼碎肉中的多肽或氨基酸与木糖发生美拉德反应，起始阶段产生香味物质前驱物，挥发性香气物质、高活性的中间产物，最终生成棕色甚至是黑色的大分子物质类黑精，这些产物可赋予产品特殊的色泽与风味[13]。本研究中由鮰鱼碎肉水解液和木糖反应制备的美拉德反应液中的主要挥发性成分包括吡嗪类化合物和醛、醇类物质等，其中吡嗪类化合物具有典型的烧烤和坚果味香气，也是美拉德反应产生的关键风味物质[14]，此外，2-甲基-1-丁醇、二烯醛、1-辛烯-3-醇等物质也是肉味香精中有贡献的香气成分[15]，添加到风味酱中调配后，使风味酱呈现烧烤和肉香味。

鱼骨作为鱼制品加工过程中的副产物，来源丰富、价格低廉，经脱脂、脱腥、超微粉碎等工艺处理后制得的鱼骨粉可作为食品用辅料。鱼骨中钙含量丰富，高达20%～30%，且钙磷比接近2∶1，符合人体对钙、磷吸收的最佳比例，食用添加鱼骨粉的食物可有效增加钙摄入量，同时，鱼骨粉中还含有20%～30%的胶原蛋白和铜、锰、锌等微量元素，可用于食品和饲料等领域[16-17]。鱼骨经超微粉碎处理后，粒径在50 μm左右，添加到风味酱中对风味酱的外观、口感和风味等均无显著影响，同时可有效提高风味酱中的钙含量，提高风味酱的营养价值。研究表明，经粉碎处理后的鱼骨粉粒径越小，其消化吸收率越高[18]。目前已有学者制备出纳米级鱼骨粉，并探究了鱼骨粉粒径和特性之间的效应关系[19]。

本研究利用鮰鱼片加工副产物鱼排，一方面通过酶解碎肉并利用碎肉水解液制备具有烧烤肉香特征风味的美拉德反应液，另一方面对水解后的鱼骨进行超微粉碎处理，制备超微鱼骨粉，将2种配料进行调配制备高钙风味酱，充分对鱼类加工副产物进行高值化利用，为鱼类加工副产物的综合利用提供新的思路和方向。以感官评分为评价指标，通过单因素和正交试验对高钙风味酱配方进行优化，确定了影响高钙风味酱品质的因素主次顺序：黄豆酱添加量>白砂糖添加量>植物油添加量>美拉德反应液添加量。高钙风味酱的最佳配方为:100 g高钙风味酱中，黄豆酱30.4 g、植物油16.8 g、湿香菇丁13.4 g、火腿6.8 g、鸡蛋干6.8 g、美拉德反应液6.8 g、白砂糖4.8 g、小米椒3.4 g、鱼骨粉1.7 g、白芝麻1.7 g、葱3.4 g、姜1.7 g、蒜1.7 g、花椒0.6 g。按此配方制成的高钙风味酱营养丰富(含蛋白质14.42 g/100 g，脂肪26.77 g/100 g，氨基态氮2.71 g/100g)，香味浓郁，油料混合均匀，黏稠度好，甜、咸、鲜味适中，整体品质优良，且具有一定的市场竞争力，能满足消费者口感要求。

目前，高钙风味酱研究及开发还有一些地方需要改进：(1)对鱼骨粉的粒径、持水性、蛋白质溶解率等理化特性进行系统研究；(2)通过一定的手段，进一步降低鱼骨颗粒尺寸，增加钙的生物利用率；(3)改良鱼骨粉的生产工艺，开发其更大价值，保证加工过程中的安全性和高效性。