湯食滋味鮮美、營養(yǎng)豐富,易被消化吸收,在中國傳統(tǒng)飲食文化中一直占據(jù)著重要地位。與畜禽類肉湯相比,魚湯具有水產(chǎn)品特有的魚香味,且滋味更加鮮甜。但目前市面上魚湯類產(chǎn)品卻并不多見,這是因為魚湯在熱加工過程中極易產(chǎn)生腥異味,且其腥異味會隨著魚湯的冷卻和貯藏逐漸增強,嚴重影響消費選擇,導致魚湯類型的產(chǎn)品難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
華中農(nóng)業(yè)大學食品科學技術(shù)學院和國家大宗淡水魚加工技術(shù)研發(fā)分中心(武漢)武燕霓、安玥琦、熊善柏*深入了解魚湯風味形成機制,以及熱加工過程對魚湯風味釋放的影響,將有助于實現(xiàn)魚湯貯藏期間腥異味的消減。本文總結(jié)目前魚湯去腥脫苦方式,并闡明現(xiàn)有脫腥方式的脫腥機理,旨在為后續(xù)開發(fā)具有特征香氣的魚湯產(chǎn)品提供理論依據(jù)。

魚湯的風味主要由氣味(揮發(fā)性物質(zhì))和滋味(非揮發(fā)性物質(zhì))兩部分構(gòu)成,其特征滋味表現(xiàn)為鮮味、甜味以及醇厚感;氣味主要由一些揮發(fā)性化學成分構(gòu)成,如醛類、醇類、酮類、酸類、芳香族類、酯類以及呋喃類等雜環(huán)化合物,其中,構(gòu)成魚湯濃郁香氣的主要成分是醛類、醇類和呋喃類。 可溶性糖類和甜味氨基酸等物質(zhì)構(gòu)成了魚湯的甜味。大分子多糖在加熱條件下會逐漸降解為可溶性糖,進一步溶出到湯中,使魚湯具有一定的甜味;甜味氨基酸包括丙氨酸、甘氨酸和脯氨酸等。魚湯的鮮味則由游離氨基酸、呈味肽、核苷酸、有機酸、有機堿等呈鮮物質(zhì)貢獻。其中,對魚湯鮮味貢獻最大的是游離氨基酸類和核苷酸類。烹制魚湯時游離氨基酸組成和含量的改變不僅影響其營養(yǎng)品質(zhì),還會顯著影響魚湯的滋味。尤其鮮味氨基酸谷氨酸和天冬氨酸,二者含量的增加能使魚湯滋味更加鮮美。魚湯中的呈味核苷酸包括5’-肌苷酸、5’-鳥苷酸和5’-腺苷酸及其鹽類,與呈鮮氨基酸協(xié)同作用能顯著增強魚湯的鮮味。 醇厚感也被稱為濃厚味,是一種豐富感和味覺復雜感。該滋味口感通常在雞湯、魚湯中表現(xiàn)較為明顯,因為雞肉、魚肉富含蛋白質(zhì),熬湯時能溶出較多的小分子肽。多種小肽(<1 000 Da)具有濃厚味,其含量越高,魚湯的滋味越豐富濃厚。此外,魚肉中含有一定的谷胱甘肽,其被證實是醇厚感的代表性物質(zhì)之一,這可能也是魚湯滋味濃厚的原因之一。 魚湯的香氣構(gòu)成較為復雜,在湯中能檢測出上百種揮發(fā)性物質(zhì),但對香氣有貢獻的只有幾種,它們在魚湯中一般具有較高的濃度或很低的閾值。表1展示了幾種魚湯的特征風味成分,可以看出,魚湯的關(guān)鍵揮發(fā)性氣味成分多為醛類,尤其是不飽和烯醛對魚湯風味有較大貢獻,其中,辛醛、癸醛通常表現(xiàn)為熟魚香;己醛具有青草香;壬醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛具有脂肪香;而庚醛、(E)-2-庚烯醛、(E)-2-辛烯醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛則呈現(xiàn)一定的魚腥味。需要注意的是,醛類成分在濃度適宜時是魚湯濃郁香氣的主要來源,但濃度過高時則會表現(xiàn)為腥味,影響魚湯的整體風味。大多數(shù)醇類物質(zhì)香氣閾值高,對魚湯的整體風味貢獻不大。目前,只有1-辛烯-3-醇被普遍認為是魚湯的特征風味物質(zhì)之一,其表現(xiàn)為蘑菇味和泥土味;此外,2-戊基呋喃也是魚湯的特征風味成分之一,其閾值極低,即便含量不高也能呈現(xiàn)較強的肉香味,使魚湯的風味更加濃郁。 食品的風味是由風味前體物質(zhì)、中間及降解產(chǎn)物在加工過程中通過一系列復雜的化學反應而產(chǎn)生。魚湯的滋味物質(zhì)主要由蛋白質(zhì)的熱降解以及三磷酸腺苷(ATP)降解途徑產(chǎn)生,而揮發(fā)性氣味的形成較復雜,其主要包括以下反應途徑:脂質(zhì)氧化降解反應、美拉德反應以及美拉德反應產(chǎn)物與脂質(zhì)氧化產(chǎn)物的相互作用。魚湯風味形成途徑如圖1所示。

1 )蛋白質(zhì)的熱降解、ATP降解途徑
蛋白質(zhì)在加熱條件下會產(chǎn)生小分子肽,小肽進一步熱降解生成游離氨基酸。此外,氨基酸序列也會影響小肽的呈味特性;大多數(shù)游離氨基酸具有呈味活性,含量越高,魚湯的滋味越差。此外,一些氨基酸如含硫氨基酸、β-羥基氨基酸等還是產(chǎn)生特征香氣的風味前體物質(zhì),能通過Strecker反應生成揮發(fā)性醛類,豐富魚湯產(chǎn)品的香氣和滋味。
磷酸基團與核苷的連接位點不同可形成不同的核苷酸,包括5’-核苷酸、3’-核苷酸、2’-核苷酸,但通常只有5’-核苷酸具有呈味活性。魚湯中的呈味核苷酸可通過ATP降解途徑生成,如圖2所示。魚體內(nèi)的ATP逐步降解,生成一磷酸腺苷(AMP)和肌苷酸,它們是魚湯的主要呈鮮物質(zhì),與其他滋味物質(zhì)共存時能影響其呈味效果。研究證實,5’-核苷酸與呈味氨基酸協(xié)同作用能顯著提升各自鮮味強度。 脂肪的氧化降解是魚湯形成濃郁香氣的重要反應之一。魚肉中脂肪主要包括甘油三酯和結(jié)構(gòu)磷脂,其在加熱條件下先發(fā)生熱降解生成游離脂肪酸,其中不飽和脂肪酸因含有雙鍵能進一步被氧化生成揮發(fā)性羰基化合物,最終對魚湯的風味產(chǎn)生影響。此外湯中溶出的脂肪大分子具備良好的脂溶性,能夠溶解一系列芳香物質(zhì),是魚湯特征香氣的主要載體之一。脂肪氧化主要包括自動氧化、酶促氧化和光促氧化3 種途徑,其中熱誘導的自動氧化是熬湯時產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)的主要路徑。自動氧化反應鏈可概括為3 步,分別為引發(fā)階段、增殖階段、終止階段。具體步驟如圖3所示。
美拉德反應本質(zhì)上是羰基化合物(還原糖、醛、酮、等)和氨基化合物(蛋白質(zhì)、肽、氨基酸等)的反應,故又被稱為羰氨反應。其過程較為復雜,可分為初期(風味前體物質(zhì)生成)、中期(揮發(fā)性風味物質(zhì)生成)和末期(蛋白黑素形成)3 個階段,具體反應過程如圖4所示。
反應初期羰基與氨基通過縮合反應生Schiff堿,經(jīng)Amadori分子重排后形成脫氧酮糖;中間階段風味前體物質(zhì)脫氧酮糖經(jīng)過烯醇化、脫水以及環(huán)化等一系列反應生成吡咯、吡嗪、呋喃等雜化化合物。同時,該階段的中間產(chǎn)物α-二羰基化合物還能與α-氨基酸發(fā)生Strecker降解反應,生成Strecker醛類,其對食品香氣的形成有一定影響;反應末期醛類、胺類聚合生成類黑素,其主要影響食品的色澤。美拉德反應在高溫下更容易發(fā)生,故熬制魚湯時通常需要進行油煎前處理使其香氣組成更加豐富。4) 美拉德反應產(chǎn)物與脂質(zhì)氧化產(chǎn)物的相互作用 脂質(zhì)氧化生成了大量的揮發(fā)性成分,如酮類、醛類、呋喃、醇類和烷烴,這些物質(zhì)會與美拉德反應的中間降解產(chǎn)物交互作用,生成新的雜環(huán)揮發(fā)性芳香化合物,包括噻吩類和硫醇類,進而影響產(chǎn)品的風味。研究發(fā)現(xiàn),脂質(zhì)的加入會抑制半胱氨酸-木糖反應體系生成含硫化合物的速率,尤其對2-甲基-3-呋喃硫醇、2-呋喃甲硫醇、2-甲基噻吩和3-甲基噻吩均有抑制作用,反之半胱氨酸-木糖反應體系也會影響脂質(zhì)的氧化過程,使醛類含量降低。脂質(zhì)通過作用于美拉德反應抑制揮發(fā)性含硫化合物和雜環(huán)化合物的形成,并得出脂質(zhì)對美拉德反應的影響機制是先抑制后參與美拉德反應,最終生成較多的脂質(zhì)-美拉德化合物。 2 湯風味品質(zhì)的影響因素
2.1 原料屬性
魚湯的風味受原料影響較大,不同生長水域環(huán)境、養(yǎng)殖模式、品種、新鮮度以及部位的魚制得魚湯的風味均有一定差異。海水魚和淡水魚的生長水域環(huán)境不同,其自身化學成分組成有一定的差異,海水魚的n-3系列脂肪酸含量更高、組成更豐富,淡水魚的水分含量更高、肌肉組織更細嫩,二者熬制的魚湯風味會有較大差異。不同養(yǎng)殖模式下魚原料的風味品質(zhì)會有所差異,魚原料腥味的降低使魚湯的風味有所改善。
煲湯時,魚的品種不同會對魚湯風味產(chǎn)生一定影響。
保鮮處理能有效延長魚原料的貨架期使其實現(xiàn)特定時間的流通。原料新鮮度不同,熬制的魚湯風味也有所差異。魚原料的保鮮貯存有利于魚湯良好風味的形成。
一般用于熬制魚湯的原料分為主體魚肉和魚加工副產(chǎn)物(魚頭、魚皮骨)。魚肉蛋白質(zhì)含量高、脂肪組成豐富,經(jīng)熱處理后能釋放較多的呈味物質(zhì),使魚湯具有良好的滋味和香氣。而魚頭含有大量的多不飽和脂肪酸,相較于魚肉,魚頭湯的風味主要來源于脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì),但一些揮發(fā)性物質(zhì)(1-辛烯-3-醇、(E)-2-辛烯醛)可能使其呈現(xiàn)腥味,反而香氣不如魚肉湯。
2.2 前處理方式
熬制魚湯過程中,原料揮發(fā)性風味物質(zhì)的釋放以及氨基酸、核苷酸等呈味物質(zhì)的溶出均與其前處理方式密切相關(guān)。目前魚湯熬制的前處理方式主要包括添加輔料、酶解處理、油炸處理、破碎處理及超聲波輔助處理等,這些方式均對魚湯的風味釋放有一定影響。
添加輔料對魚湯風味有較大影響,魚湯熬制前通常會使用生姜、八角、大蒜等香辛料進行調(diào)味,香辛料本身具有較強的風味特征,將它們添加至魚湯中能有效掩蓋魚湯的腥味并豐富魚湯特征風味。酶解處理是指通過添加外源酶制劑水解蛋白質(zhì),釋放更多的小肽和游離氨基酸,以提高魚湯的營養(yǎng)價值和滋味口感。然而,酶解處理的魚湯極易產(chǎn)生苦味肽和苦味氨基酸,反而不利于魚湯良好滋味的形成。因此,酶解處理需要篩選蛋白酶酶制劑的種類并控制條件和用量。
油炸處理是指魚湯熬煮前進行短時間的高溫煎炸,這一處理過程能夠促進魚肉的美拉德反應并提高其脂肪含量,以便后續(xù)熬湯過程釋放更多的風味物質(zhì)。
破碎處理通過破壞魚的組織結(jié)構(gòu),使蛋白質(zhì)、脂肪等風味前體物質(zhì)進一步釋放,從而改變魚湯的風味。
超聲波輔助處理是一種新型方式,其原理是利用超聲振蕩促進風味前體物質(zhì)的釋放和溶出,使魚湯在熬煮過程產(chǎn)生更多的風味物質(zhì)。
2.3 熬制工藝及參數(shù)
制作工藝和參數(shù)的改變對魚湯香氣釋放以及呈味物質(zhì)的溶出均有不同程度的影響。魚湯的熬煮工藝包括傳統(tǒng)常壓熬煮和高壓熬制,加工參數(shù)主要包括熬制溫度、熬制時間和熬制料液比。
高壓能促使魚肉中風味前體物質(zhì)(游離脂肪酸和游離氨基酸等)更多的釋放到魚湯中,在比較常壓、高壓、常壓-高壓以及高壓-常壓4 種方式制得鱈魚頭湯的風味差異,發(fā)現(xiàn)常壓魚湯的鮮味較弱,而高壓熬制的魚湯氨基酸、核苷酸等物質(zhì)含量增加,感官評分更高。
加工參數(shù)中熬制溫度對魚湯風味形成影響最大。溫度主要通過影響蛋白質(zhì)、脂肪降解速率以及美拉德反應進程,進而影響魚湯風味物質(zhì)的釋放,不同的升溫模式制得的魚湯風味有一定差異。在85 ℃下熬制的魚湯風味和口感等感官品質(zhì)最優(yōu),測得的鮮味活性氨基酸含量也最高。
不同熬煮器具的加熱模式(溫度曲線)不同,制得的魚湯風味也有所差異。電燉鍋比電飯煲熬制的魚頭湯感官評分更高、風味組成更豐富。低溫調(diào)控電燉鍋制得的魚湯具有較好的感官屬性,能得到較強熟魚香和脂肪香的魚湯。此外,熬煮時間和料液比改變也會一定程度影響魚湯風味。
2.4 殺菌方式
熱殺菌作為一種傳統(tǒng)殺菌方式,在肉湯類產(chǎn)品中應用廣泛。但經(jīng)過高溫熱殺菌的產(chǎn)品風味往往存在蒸煮味過重等風味劣變現(xiàn)象,魚湯亦如此。引入新技術(shù)進行熱殺菌不僅能有效改善魚湯的風味,還有利于實現(xiàn)能源的可持續(xù)利用。
2.5 貯藏方式
當前,市場上流通的湯類產(chǎn)品多以罐制品、固體湯粉、液態(tài)湯包等方式進行常溫或低溫儲運。在比較冷藏、凍藏和凍藏-冷藏3 種貯藏方式對草魚湯風味的影響,發(fā)現(xiàn)凍藏-冷藏處理魚湯的呈鮮味5’-IMP含量在貯藏期間總體高于冷藏處理的魚湯,冷凍處理能更好地保持魚湯的風味。與其他肉湯相比,魚湯的腥異味在貯藏期間更易加重,然而魚湯腥異味加重的機理尚不明確,因此后續(xù)的研究應重點關(guān)注魚湯貯藏期間腥異味的消減途徑和機制。
綜上可以看出,通過篩選適宜的原料和前處理方式、優(yōu)化熬煮工藝和參數(shù)、合理選擇殺菌及貯藏方式均能達到調(diào)控魚湯風味的效果。
3 魚湯風味的調(diào)控
腥異味是魚制品中普遍存在的一種不良風味,其很大程度地限制了魚湯的加工和消費。魚湯的不良異味主要來源于原料自身以及熬煮過程產(chǎn)生的腥異味。因此,調(diào)控風味需要結(jié)合兩方面綜合考慮。
淡水魚土腥味較重,因為其生長水環(huán)境中藍藻、顫藻等浮游生物的代謝廢物土臭素(GEO)和二甲基異莰醇(MIB)等土味物質(zhì)含量較高,易被攝食或吸附于魚體表面,從而造成淡水魚較重的腥異味。因此,改善養(yǎng)殖環(huán)境是獲得優(yōu)質(zhì)魚原料的首要條件。 降低養(yǎng)殖環(huán)境中的藻類含量是魚類脫腥重要手段之一。流水環(huán)境能使浮游生物組成發(fā)生改變,一些產(chǎn)生土腥味物質(zhì)的藻類含量降低,進而改善魚類的土腥味。當前,已有較多研究采用循環(huán)水養(yǎng)殖模式進行魚類養(yǎng)殖,均取得了較好的脫腥效果 魚被宰殺后,由于微生物和酶的作用極易腐敗變質(zhì),并產(chǎn)生異味。三甲胺是一種具有刺激腥臭味的物質(zhì),可通過氧化三甲胺加熱分解產(chǎn)生,其主要存在于海水魚中,魚湯的“陳舊魚味”是其與脂肪作用的結(jié)果。此外,魚死后體表會生成δ-氨基戊醛、δ-氨基戊酸和六羥基吡啶類化合物,這些物質(zhì)也被認為是魚腥味的一大來源,與三甲胺等共存時能進一步增強魚腥味。因此,選擇新鮮宰殺的魚或經(jīng)保鮮處理的魚熬煮魚湯也能有效避免產(chǎn)生腥臭味。 與其他魚制品類似,魚湯腥味較重的一個原因是脂質(zhì)的氧化降解生成了較多具有腥異味的揮發(fā)性小分子物質(zhì),如庚醛(魚腥味)、壬醛和癸醛(土腥味)、(E)-2-庚烯醛(魚腥味)、(E,E)-2,4-庚二烯醛(油炸味)、(E,E)-2,4-辛二烯醛(海藻味)以及1-辛烯-3-醇(蘑菇味、土霉味)。 魚湯風味調(diào)控研究重點在于如何減弱其腥異味,增強鮮甜滋味以及脂香、魚香等特征風味。當前關(guān)于魚湯腥異味消減的研究重點在工藝優(yōu)化方面。表2總結(jié)了魚湯中應用較為廣泛的去腥脫苦方式及優(yōu)缺點。

當前,去除魚湯腥異味最常見的方法為感官掩蔽法,但該方法只能起到簡單掩蓋腥異味的作用,效果有限且不穩(wěn)定,魚湯的腥異味難以被徹底脫除。而美拉德反應法和酵母抽提物法則利用美拉德反應和蛋白質(zhì)降解等化學反應原理,通過添加風味前體物質(zhì)促進風味反應以實現(xiàn)去腥脫苦,去腥脫苦效果顯著,且過程不會引入化學試劑,但對魚湯氨基酸含量及色澤有一定影響。美拉德反應法和酵母抽提物作為近年來較為熱門的脫腥方法,不僅成分安全,且脫除腥異味后的魚類制品風味柔和、更加自然。因此,后續(xù)實驗可以深入研究添加酵母抽提物和還原糖對魚湯產(chǎn)品去腥脫苦的機理機制。
目前已有相關(guān)實驗利用酵母發(fā)酵技術(shù)對魚湯產(chǎn)品進行去腥脫苦。酵母發(fā)酵過程中會生成蛋白酶和氨肽酶,二者能針對性地切除疏水氨基酸,從而降低魚湯苦味。 基于以上研究可以推測酵母菌發(fā)酵的脫腥原理有以下幾點:第一,魚湯中苦味肽和呈腥味物質(zhì)(比如三甲胺)參與酵母菌的代謝反應,生成無腥異味物質(zhì);第二,酵母的多孔結(jié)構(gòu)能夠物理吸附腥味成分,減弱腥味;第三,酵母發(fā)酵過程會產(chǎn)生一系列酶類,能夠降解魚湯的苦味肽,將小分子腥味物質(zhì)轉(zhuǎn)化為大分子無腥味物質(zhì),或通過影響魚湯風味反應途徑減少腥異味物質(zhì)的產(chǎn)生;第四,酵母發(fā)酵的代謝產(chǎn)物(醇、酯、酸以及多糖等)能夠掩蓋魚湯腥異味或促進美拉德反應生成更多的香氣成分。然而,由于酵母發(fā)酵反應途徑復雜,具體哪條路徑對魚湯制品的去腥脫苦發(fā)揮主要作用還有待進一步研究論證。 魚湯作為一種營養(yǎng)價值高、風味品質(zhì)獨特的肉湯,符合當下消費者對健康美食的追求,具有較大的開發(fā)前景。針對魚湯腥異味較重問題,目前,國內(nèi)外研究主要集中于結(jié)合新技術(shù)前處理、優(yōu)化加工工藝等調(diào)控影響因素的方式來改善魚湯的風味。同時近幾年也有研究嘗試通過美拉德反應、酵母發(fā)酵法等方式實現(xiàn)魚湯或魚酶解液的去腥脫苦,這種方式基于魚湯風味形成的4 種反應途徑以實現(xiàn)腥異味的脫除,效果較好,未來發(fā)展前景廣闊。但研究仍處于優(yōu)化工藝階段,通過美拉德反應和酵母發(fā)酵脫除魚湯腥異味的機理尚不明確。因此,未來的研究重點應包括以下3 點:第一,開發(fā)更多新型有效的去腥脫苦方法,利用魚湯風味形成的4 種反應途徑,通過添加酵母抽提物、還原糖以及脂肪等物質(zhì)促進美拉德反應和脂肪的氧化降解等反應,促進更多香氣物質(zhì)的生成并抑制腥異味形成,改變魚湯原有的風味組成,從而實現(xiàn)脫腥;第二,研究貯藏工藝及條件對魚湯風味品質(zhì)的影響規(guī)律,結(jié)合先進的熱殺菌、干燥技術(shù)篩選魚湯適宜的貯藏方式,最大限度保留魚湯的特征香氣,并有效延長魚湯保質(zhì)期,以期大幅度提高其商業(yè)價值;第三,揭示魚湯腥異味的脫除機理,明確魚湯腥異味脫除的過程是基于形成新的香氣成分對原有腥異味實現(xiàn)掩蔽,還是與腥異味物質(zhì)結(jié)合生成不具有揮發(fā)性的物質(zhì)以實現(xiàn)脫腥,亦或是兩種途徑相結(jié)合的方式,從而為實現(xiàn)魚湯腥異味的靶向去除提供理論指導。
本文《魚湯風味的形成與調(diào)控研究進展》來源于《食品科學》2023年44卷15期251-260頁。作者:武燕霓, 安玥琦, 熊善柏. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220913-110.