《食品科学》：淮阴工学院李松林副教授：发酵过程中乌鳢鱼糜的品质特征变化

乌鳢（Channa argus）是蛇头鱼科的主要品种，因其蛋白质和多不饱和脂肪酸含量高、脂肪含量低以及价格相对便宜而受到关注。 鱼糜是一种深受世界各地消费者喜爱的高蛋白、低脂肪的健康食品，将鱼肉加工成鱼糜，可以丰富产品的多样性，增加其附加值。 微生物发酵技术被广泛应用于食品加工中，鱼糜的风味、质地、色泽等品质属性在经过发酵后会发生不同程度的变化。 接种发酵剂进行发酵是提升发酵鱼制品品质的一种有效途径，可以缩短发酵过程，提升营养、质地和风味品质。 益生菌尤其是片球菌属被广泛应用于生产淡水鱼糜。

淮阴工学院生命科学与食品工程学院的李松林、钱心睿、张艺彤等人采用戊糖片球菌发酵乌鳢鱼糜，以自然发酵鱼糜为对照，以pH值、总酸、总挥发性盐基氮（TVB-N）含量、色差、质构特性、游离氨基酸、总氨基酸、脂肪酸和感官评价为主要指标，研究发酵过程中鱼糜的品质变化情况，以期为人工接种发酵剂进行乌鳢鱼糜加工提供理论依据和支撑。

1 发酵过程中鱼糜pH值和总酸的变化

如图1所示，鱼糜在发酵过程中pH值逐渐下降，发酵48 h后，接种发酵组pH值从6.40降至4.97。与pH值下降的趋势相反，总酸含量随发酵时间的延长而上升，发酵完成时接种发酵组的总酸含量比自然发酵组增加了52.29%。自然发酵组pH值的下降可能是由于鱼死后内源酶或自身携带的微生物酶的作用引起三磷酸和糖原分解，导致乳酸、磷酸和其他酸含量的增加。接种发酵组在发酵过程中，由于戊糖片球菌能够有效分解碳水化合物而产生酸类物质，从而进一步快速降低pH值。低pH值在对食品感官评价产生影响的同时，形成的酸化环境会对致病菌和碱性腐败菌的生长进行抑制，从而提升食品安全性。

2 发酵过程中鱼糜TVB-N含量的变化

随着发酵时间的延长，自然发酵组和接种发酵组的TVB-N含量均呈增加趋势（图2）。虽然两组样品在发酵48 h后的TVB-N含量未超过GB 10136—2015规定的上限值（30 mg/100 g），但是自然发酵组比接种发酵组增加了14.61%，接种发酵组的TVB-N含量增长速率受到显著 抑制。戊糖片球菌在发酵过程中产生的乳酸可以中和肉制品中的挥发性碱性氮，从而减少TVB-N的积累。

3 发酵过程中鱼糜的色差变化

鱼糜发酵过程中的L*、a*和b*值的变化如图3所示。发酵鱼糜的L*值呈现增加趋势，发酵48 h后，接种发酵组L*值显著高于自然发酵组。这是由于在戊糖片球菌发酵过程中，随着总酸含量的增加，鱼糜及其蛋白凝胶的pH值下降，在酸性条件下血红素蛋白发生变性并产生渗出物，最终导致接种发酵组具有更高的L*值。发酵过程中a*值和b*值同样增加，但是在接种发酵组与自然发酵组之间均无显著区别。Zhao Changcheng等在鳐鱼肉发酵48 h后发现a*值增加，认为这与肌红蛋白的氧化和氧性肌红蛋白的形成有关。b*值的增加则是磷脂头基中胺或蛋白质中胺发生脂质氧化造成的结果。

4 发酵过程中鱼糜的质构特性变化

如图4所示，与自然发酵组的硬度在发酵过程中持续下降不同，接种发酵组的硬度在前24 h增加，这是由于接种发酵组中更高的总酸含量导致鱼糜蛋白产生酸诱导凝胶；此外形成的低pH值环境导致蛋白质发生变性、肌原纤维收缩而引起硬度增加。在随后的24 h发酵过程中，硬度的下降是由于内源性组织蛋白酶和微生物对蛋白质进行降解，降低了肌肉间细胞结合力，导致鱼糜肌肉结构松弛。但发酵结束时，接种发酵组的硬度仍然高于自然发酵组。接种发酵组的附着性绝对值在发酵结束时同样高于自然发酵组。发酵48 h后，接种发酵组的弹性和内聚性比自然发酵组分别降低了14.46%和39.06%。这是由于接种微生物、内源蛋白酶和pH值降低等因素导致了肌蛋白质的水解而进一步降低产品的弹性。由于鱼糜蛋白质在戊糖片球菌发酵过程中被大量水解，破坏了蛋白质分子之间、蛋白质与脂肪之间的凝胶网络结构，最终导致接种发酵组的内聚性低于自然发酵组。

5 发酵过程中鱼糜的氨基酸变化

由表1可知，总必需氨基酸质量分数在接种戊糖片球菌发酵后提高了1.28%，且必需氨基酸中的苏氨酸、赖氨酸和异亮氨酸的含量显著提高（P＜0.05）。游离氨基酸中的总必需氨基酸含量在接种发酵后同样显著增加，其中赖氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸＋酪氨酸、异亮氨酸、亮氨酸以及甲硫氨酸＋半胱氨酸含量显著提高（P＜0.05），而色氨酸含量显著降低（P＜0.05）。除丙氨酸、组氨酸和精氨酸含量未有显著变化，游离氨基酸中的其余非必需氨基酸含量在接种发酵后增加（P＜0.05）。接种发酵对甜味氨基酸和苦味氨基酸含量没有显著影响，但是鲜味氨基酸含量显著增加（P＜0.05）。肌肉蛋白质的初始分解主要是由于内源性蛋白酶的作用，随后微生物肽酶将蛋白质片段进一步降解为小肽和游离氨基酸，进而影响最终的质地和风味。采用联合国粮食及农业组织（FFAO）1～2 岁儿童的必需氨基酸需求量作为参照进行评价，与未发酵鱼糜相比，苏氨酸、赖氨酸和异亮氨酸的化学评分均显著提高（P＜0.05）。此外，必需氨基酸指数从73.9提高到74.8，表明戊糖片球菌接种发酵可以有效提高鱼糜蛋白质的营养价值。

6 发酵过程中鱼糜的脂肪酸成分变化

对脂肪酸在接种发酵组和自然发酵组之间的差异使用热图进行分析（图5），颜色表示脂肪酸成分的相对丰度。随着发酵时间的延长，饱和脂肪酸含量在自然发酵组中增加，而在接种发酵组中降低。与单不饱和脂肪酸在自然发酵组和接种发酵组中均呈降低趋势不同，n-6多不饱和脂肪酸和n-3多不饱和脂肪酸含量在发酵过程中增加。发酵完成时，接种发酵组多不饱和脂肪酸含量高于自然发酵组，这是由于戊糖片球菌在发酵过程中可以抑制不饱和脂肪酸的生物氢化或脂质过氧化而导致的降解。其中，对人体健康至关重要的二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸在发酵后含量增加，提高了发酵鱼糜的营养品质。发酵过程中的微生物代谢可以产生由异构酶和水解酶引起的脂肪酸相互转换，同时可以将多不饱和脂肪酸水解成其他低分子质量的脂肪酸，进而促进发酵产品中特征香气化合物和内酯的形成。上述结果表明，接种发酵对鱼糜脂肪酸组成有重要影响，在降低饱和脂肪酸含量的同时，增加了多不饱和脂肪酸含量，提升了营养价值。

7 发酵鱼糜的感官评价与Mantel检验

发酵开始时，接种发酵组的4种感官特征的评分均与自然发酵组无显著区别（图6）。 发酵48 h后，接种发酵组的气味、色泽和总体接受度评分均高于自然发酵组，但是鱼糜组织状态评分在两组之间没有显著差别。图7中，对4项感官特征与17项品质指标进行了Pearson相关性分析和Mantel检验。用颜色梯度表示品质指标的两两比较，蓝色表示正相关，红色表示负相关，颜色越深，相关性越强。此外，连接感官特征与品质指标的线颜色和宽度分别代表统计学显著性和Mantel检验的r统计量。Mantel检验结果表明，气味与n-3多不饱和脂肪酸、n-6多不 饱和脂肪酸、pH值、TVB-N含量和鲜味氨基酸之间存在明显的相关性（0.2＜r＜0.4或者r≥0.4，P＜0.01）。此外，发酵产酸不仅使鱼糜具有独特的乳酸风味，同时可以掩盖或抑制鱼腥味。发酵过程中pH值与气味和色泽指标均具有明显的相关性（Mantel’s r≥0.4，P＜0.01）。Pearson相关性分析表明L*与a*、b*呈负相关关系，接种发酵虽然促进了L*值的进一步提高，但是与L*相比，a*、b*与色泽和总体接受度具有更显著的相关性（Mantel’s r≥0.4，P＜0.01）。硬度与附着性、弹性、内聚性具有正相关关系，然而与硬度指标相比，附着性、弹性、内聚性与总体接受度具有更加显著的相关性（Mantel’s r≥0.4，P＜0.01）。综上所述，戊糖片球菌发酵鱼糜的理化性质与感官特征中的色泽、气味和总体接受度存在显著统计学相关性，接种发酵对鱼糜的感官品质有重要影响。

结 论

将戊糖片球菌接种到乌鳢鱼糜中，探究在35 ℃发酵时其对鱼糜品质特性的影响。接种发酵组的pH值显著下降，在总酸含量增加的同时，抑制了TVB-N的形成，进而提升了鱼糜的新鲜度。发酵可以提升鱼糜的亮度，Pearson相关性分析和Mantel检验表明感官指标中的色泽和总体接受度评分在接种发酵后的提高与a*和b*具有明显的相关性。接种发酵并未对组织状态评分产生显著影响，Mantel检验同样表明组织状态与品质指标均无显著相关性。戊糖片球菌发酵过程中对蛋白质进一步水解，提高了鱼糜蛋白质的营养价值。接种发酵提高了多不饱和脂肪酸含量，这对于风味的形成和气味指标评分的提高起到了促进作用。本研究可以为发酵乌鳢产品的开发和品质改善提供理论参考。

本文《 发酵过程 中乌鳢鱼糜的品质特征变化 》来源于《食品科学》2024年45卷第2期203-210页，作者： 李松林，钱心睿， 张艺彤，马海清 。DOI: 10.7506/spkx1002-66 30-20230329-299 。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及百度百科。

为了帮助食品及生物学科科技人员掌握英文科技论文的撰写技巧、提高SCI期刊收录的命中率，综合提升我国食品及生物学科科技人员的高质量科技论文写作能力。《食品科学》编辑部拟定于2024年8月1—2日在武汉举办“第11届食品与生物学科高水平SCI论文撰写与投稿技巧研修班”，为期两天。

长按或微信扫码了解详情

为提高我国食品营养与安全科技自主创新和食品科技产业支撑能力，推动食品产业升级，助力‘健康中国’战略，北京食品科学研究院、中国食品杂志社、国际谷物科技学会（ICC）将与湖北省食品科学技术学会、华中农业大学、武汉轻工大学、湖北工业大学、中国农业科学院油料作物研究所、中南民族大学、湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所、湖北民族大学、江汉大学、湖北工程学院、果蔬加工与品质调控湖北省重点实验室、武汉食品化妆品检验所、国家市场监管实验室（食用油质量与安全）、环境食品学教育部重点实验室共同举办“第五届食品科学与人类健康国际研讨会”。会议时间：2024年8月3—4日，会议地点：中国 湖北 武汉。

长按或微信扫码了解详情

研讨会招商招展

联系人：杨红；电话：010-83152138；手机：13522179918（微信同号）