水产品腥味物质的形成机制研究进展

创业   2024-09-27 15:47   山东  


水产制品营养丰富,蛋白含量高,脂肪低,胆固醇少,且氨基酸组成合理,易为人体消化吸收,属优质蛋白资源,含有的多不饱和脂肪酸,尤其是EPA、DHA具有预防心脑血管疾病等作用,还含有多种微量元素(铁、锌、硒等)和生命活性物质(包括多糖、牛磺酸、类胡萝卜素、甾醇)等对人体有益成分。然而,由于水分含量高、体内组织酶活跃等原因,水产品极易腐败变质,腥味重,严重制约了水产品的鲜销及水产加工行业的发展。

构成水产品腥味的物质种类多样,且往往是多种挥发性物质共同作用的结果,主要有醛类、醇类、酮类、萜烯衍生物、烃类以及少量的呋喃、硫醚、萘类等。一些相对分子量低的醛类,尤其是己醛,它们的阈值低,通常会产生一些令人不愉快、辛辣的刺激性气味,对鱼腥味产生有贡献;C4~C11醇类物质会使人产生不愉快的类似金属或泥土的气味;烯类和酮类物质对挥发性成分起协同增效作用。具有土腥味的萜烯衍生物主要是土臭素和二甲基异冰片。

水产品腥味物质成分复杂,从形成机理分析看,主要有以下几个方面:氧化三甲胺的分解、脂质自动氧化、腥味成分的生物积累作用以及其他一些酶促反应等。


01

氧化三甲胺的分解


氧化三甲胺是水产品体内自然存在的内源性物质,也是水产品区别其他动物的特征物质。当氧化三甲胺的含量达到一定数值时,可使水产品呈现甜味,并在口感上增加其鲜味。

三甲胺的氧化物本身不具有异味,但其在加热条件下可分解为三甲胺(trimethylamine,TMA)、二甲胺(dimethylamine,DMA)和甲醛,高压处理也会促进氧化三甲胺的分解并产生三甲胺。三甲胺、二甲胺等脂肪族胺类物质具有刺激的鱼腥臭味,当其与鱼体内的 δ-氨基戊酸、六氢吡啶等物质共存时,则会使鱼的腥臭味大大增强。

另外,不同种类的鱼体内所含氧化三甲胺的量不同,例如与淡水鱼、硬骨鱼等相比,海水鱼和软骨鱼有更强的腥味。研究发现脂肪含量高的秋刀鱼氧化三甲胺含量也高,且暗色肉中的氧化三甲胺含量比普通肉中高,储藏过程中暗色肉产生了更多的三甲胺,说明鱼腥味主要来自暗色肉中。此外,加工过程中的热处理、高压处理都会促进三甲胺的形成。

02

脂肪酸的氧化分解


腥味的产生与脂肪氧化密切相关。水产品因不饱和脂肪酸含量高,更易发生氧化变腥。不饱和脂肪酸在发生酶促氧化或自动氧化时产生氢过氧化物,氢过氧化物可以进一步分解成许多挥发性的小分子醛、酮、酸等,而这些次级氧化产物的形成是水产品腥味产生的主要原因。高脂肪含量鱼类在储藏中比低脂肪鱼类产生更多的腥味物质,并且脂肪氧化程度越高,腥味越浓。

诸多影响脂质氧化的因素都会影响腥味形成,尤其是血红素蛋白(血红蛋白、肌红蛋白)、铁离子及脂肪氧合酶(LOX)等的催化作用。血红素含量高的红鱼肉比白鱼肉更易在储藏过程发生脂肪氧化,产生腥味。

研究发现,血红蛋白(Hb)促进鱼糜中脂肪氧化形成己醛(主要腥味成分)的能力比肌红蛋白(Mb)强,不同种类鱼的血红蛋白对腥味形成促进程度也不同,并且受pH影响,在稍偏酸性条件下表现最大。此外,加工条件也会影响脂肪氧化,从而对腥味产生影响。



03

腥味成分的生物积累作用


土臭素(Geosmin)和二甲基异冰片(二甲基异莰醇,2-Methylisoborneol,MIB)是萜烯衍生物,具有挥发性,也是水体中主要的不良气味物质,具有较强的泥土味和土臭味。这两种化合物主要由某些种类的蓝藻和放线菌代谢产生,某些真核藻类,如硅藻(Diatoms),部分霉菌、原生动物以及极少数植物和倍足纲节动物也能分泌。

生活于其中的生物体会因吸附、摄食藻类等途径蓄积这些次生代谢物,而带有腥味。研究环境条件对人工养殖肺鱼中土腥素含量的影响,发现未净化(未除去土腥素)的水质中养殖的肺鱼有明显的土腥味。鱼龄大,则含量高,腹部较尾、肩部多,且与各部位脂肪含量有关。

此外,由于酶催化鱼体中类胡萝卜素的转化及含硫、氮的前体物质的转化,如鱼表皮粘液和体内含有的各种蛋白质,分解成肽和氨基酸后,进一步经过脱羧和脱氨反应生成的δ-氨基戊酸、δ-氨基戊醛和六羟基吡啶等也会导致腥味物质产生。

04

对挥发性物质的吸收


某些水产品肌肉中存在的腥味是由外部环境中某些化学成分通过渗透作用进入鱼体内,水产品吸收这些挥发性化合物从而造成水产品具有鱼腥味以及土腥味。此外,水产品中的脂肪含量和温度也会影响其对于腥味化合物的吸收能力。

研究认为,土臭素和二甲基异莰醇是最主要的腥味来源,且在室温条件下具半挥发性,研究表明水体环境直接影响了鱼体的风味物质组成。水温越高越易产生土臭素和二甲基异莰醇,并且水温越高越容易被鱼吸收,所以,在养殖过程中净化水体显得尤为重要。

05

游离脂肪酸的自动氧化分解


存在于鱼皮黏液以及血液中的前体物质,如 4-癸二烯醛、六氢吡啶类等,均是在鱼油贮藏过程中ω-不饱和脂肪酸自动氧化生成的碳化物,在酶的作用下可生成具有腥味的物质。

06

其他物质的酶催化转化


鱼肉中的蛋白质经过分解生成多肽、氨基酸等前体物质,在酶的催化作用下,含硫、氮的前体物质进行脱羧与脱氨反应可生成腥味化合物。另外,在酶的作用下类胡萝卜素也可转化生成腥味物质。

参考资料:  
[1]董婧琪,王圆圆,闫保国,等.水产品腥味物质形成机理与脱腥技术研究进展[J].食品研究与开发,2022,43(05):189-194.
[2]洪伟,周春霞,洪鹏志,等.水产品腥味物质的形成及脱腥技术的研究进展[J].食品工业科技,2013,34(08):386-389+399.
[3]邓静,杨荭,朱佳倩,等.水产原料腥味物质的形成及脱腥技术研究进展[J].食品安全质量检测学报,2019,10(08):2097-2102.
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