Comparison of deodorization effects of different deodorization methods on Syngnathus schlegeli peptide powder
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摘要:
薛氏海龙 (Syngnathus schlegeli) 肽粉因固有的腥味,限制了其在后续深加工产品中的应用和开发。实验采用葡萄糖糖化法、β-环糊精包埋法和葡萄糖-β环糊精联用3种方法对薛氏海龙肽粉进行脱腥处理,并通过运用感官评定、电子鼻和气相色谱-质谱联用仪 (GC-MS) 等技术手段,评估了原料的腥味脱除效果。结果显示,葡萄糖糖化法处理,可通过美拉德反应产生酯类成分以降低原料腥味成分的相对含量,其中腥味物质三甲胺的脱除率为91%,但原料基本风味损失较明显;β-环糊精包埋法处理有一定脱腥效果,三甲胺脱除率为16%,但腥味与刺激性风味仍有残留;葡萄糖-β环糊精联用法处理,在降低部分原料基本风味损失的基础上,可脱除醛类刺激性风味物质并显著减少了主要腥味成分,三甲胺的脱除率为93%,并可产生令人愉悦的风味成分。研究表明,葡萄糖-β环糊精的复合应用是一种简洁、有效的脱腥方式,可显著改善薛氏海龙肽粉的风味,为薛氏海龙肽粉在功能食品等深加工产品上的开发提供理论依据与技术支撑。
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关键词:
- 薛氏海龙肽粉 /
- 脱腥 /
- 感官评定 /
- 电子鼻 /
- 气相色谱-质谱联用技术
Abstract:Syngnathus schlegeli peptide powder has an inherent fishy odor, which affects the development and application of its subsequent deep-processed products. We applied three methods, glucose glycation, β-cyclodextrin embedding and glucose-β-cyclodextrin combination treatment, for the deodorization of S. schlegeli peptide powder. Then we assessed the deodorization effect of raw materials through sensory evaluation, electronic nose and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The results show that the glucose glycation treatment could produce esters to reduce the relative content of fishy ingredients through the Maillard reaction, and the removal of fishy substance trimethylamine was 91%. However, the basic flavour of the raw material lost obviously; the β-cyclodextrin embedding treatment had a certain deodorization effect, with a 16% trimethylamine removal rate, but the fishy and stimulating flavor were still left; the glucose-β-cyclodextrin combination treatment could significantly reduce the main fishy and aldehydes' irritating flavor substances as well as the loss of some basic flavor of raw materials, with a 93% trimethylamine removal rate and produced some pleasant flavor. It is showed that the application of glucose-β-cyclodextrin is a concise and effective method to remove fishy odors, which can significantly improve the flavor of S. schlegeli peptide powder. The research provides a theoretical basis and technical support for the development of S. schlegeli peptide powder in functional food and other deep processing products.
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凡纳滨对虾 (Litopenaeus vannamei) 是养殖产量最高的三大虾品种之一[1]。根据《2020中国渔业统计年鉴》[2]数据,凡纳滨对虾产量占海水养殖虾的78.91%和淡水养殖虾的21.29%。其味道鲜美,营养丰富,含人体必需氨基酸及钙 (Ca)、铁 (Fe)、锌 (Zn) 等矿物元素[3],是一种兼具营养价值与经济价值的高蛋白营养水产品,近年来国内外对其需求逐渐上升[4]。然而,对虾在贮藏和流通过程中,品质容易劣变,其表面附着的微生物是造成其变质的最根本因素。受生长环境、加工工艺、产品特征等因素的影响,凡纳滨对虾会形成自身独有的菌相,数量及种类繁多[5-7]。在对虾失去活力后,那些适合生存的微生物会利用虾体内丰富的营养物质进行生长繁殖,产生腐败气味,加速腐败进程,严重影响产品的货架期。因此对凡纳滨对虾进行菌相研究,找出贮藏过程中的优势微生物对控制其品质具有重要意义。
对水产品微生物的研究以往多通过对菌株进行富集培养和分离纯化,再根据形态、生理、生化等实验得出结果,但结果往往不能完全反映样品中微生物种类的真实情况[8]。近年来,随着科技的进步,以DNA为基础的宏基因组学技术取得较大进展。以高通量测序为主的宏基因组学技术是一种非培养分析法,无需对菌株进行培养,而是直接从样品中提取出细菌的总DNA进行分析,能检测到难以培养或不能培养的微生物[9]。与传统培养法相比,宏基因组学技术能更完整地反映样品中的微生物,达到鉴定微生物单一基因或全基因组的目的,且能同时对多个样品进行分析,具有快速、高效等优点[10-12]。如今高通量测序技术已成功应用于多个领域,在各种水产品如牡蛎、小龙虾上均有所应用[13-14]。目前关于凡纳滨对虾在冷藏、冰温过程中的菌相变化已有报道[15-17],但是关于微冻贮藏以及凡纳滨对虾不同形态下表面微生物变化的研究还鲜有报道。本实验以微冻的整虾、去头尾虾和虾仁为研究对象,采用Illumina HiSeq高通量测序技术分析不同贮藏时期的样品微生物组成,进一步了解凡纳滨对虾在微冻贮藏期间的菌群变化规律,揭示其腐败机理,为其贮藏保鲜研究提供重要参考依据。
1. 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器
活凡纳滨对虾 (平均体长13.0 cm) 购于广东省广州市华润万家超市,于5~10 min内快速运至实验室进行处理。
SQ510C全自动高压蒸汽灭菌器 (日本Yamato公司);Sigma-3K30高速冷冻离心机 (德国Sigma公司);SW-CJ-1FD超净工作台 (苏州净化设备有限公司);THZ-C台式恒温振荡器 (太仓华美生化仪器厂);IN612C低温恒温培养箱 (日本Yamato公司);Hiseq PE250测序仪 (美国Illumina公司);Agilent 2100生物分析仪 (美国Agilent科技公司);实时荧光定量PCR仪 (美国Bio-Rad公司)。
1.2 实验方法
1.2.1 分组与预处理
将凡纳滨对虾分成3组:完整对虾、去头尾虾和虾仁。每组设置3个平行组,于微冻 (−3 ℃) 环境下贮藏4周至完全腐败。根据预实验结果以1周为取样时间间隔,分别在第0、第1、第2、第3和第4周取样,进行表面微生物提取及测序。
1.2.2 虾体表面微生物提取
在无菌操作环境下,将5组样品及其平行组分别加入盛有无菌生理盐水的无菌三角瓶中,室温条件下在恒温振荡器中以300 r·min−1提取60 min,将虾体表面微生物提取到无菌生理盐水中。用无菌生理盐水淋洗样品3次,连同三角瓶中的液体一起转移至灭菌后的离心管中,以12 000 r·min−1离心15 min,所获得的菌液沉淀物于−80 ℃冰箱中贮藏,用于微生物菌落分析[18]。
1.2.3 DNA提取与PCR扩增
对虾体的菌液沉淀物进行表面微生物的基因组DNA提取,通过1%琼脂糖凝胶电泳测试样品的完整性。取质量合格的基因组DNA 30 ng,采用引物515F (5'-GTGCCAGCMGCCGCGGTAA-3')和806R (5'-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3')对凡纳滨对虾菌体的16S rDNA基因V4可变区进行PCR扩增。PCR反应体系为:合格DNA 30 ng,PCR Primer Cocktail 4 μL,PCR Master Mix 25 μL,ddH2O补充至总体积50 μL。PCR的反应条件设置为:98 ℃预变性3 min,30个循环 (98 ℃变性45 s,55 ℃退火45 s,72 ℃延伸45 s);72 °C终延伸7 min。将扩增后的产物用AmpureXPbeads (AGENCOURT) 纯化,溶于洗脱缓冲液中,贴上标签,完成建库。使用Agilent 2100生物分析仪对文库的片段范围及浓度进行检测,对检测合格的文库,根据插入的片段大小,选择HiSeq平台进行测序 (由深圳华大基因有限公司协助完成)[19]。
1.2.4 Illumina HiSeq测序数据处理及分析
将下机数据进行过滤,滤除低质量的数据(Reads),将剩余的高质量数据用于后期分析。通过软件FLASH (Fast length adjustment of short reads, ver. 1.2.11),利用reads之间的重叠关系将reads拼接成序列 (Tags)。利用软件Usearch (ver. 7.0.1090) 将拼接好的Tags在97%的序列相似度下聚类成操作分类单元(Operational taxonomic unit, OTU)。根据聚类分析结果,计算得到赵氏指数 (Chao)、艾斯指数 (ACE)、香农指数 (Shannon)和辛普森指数 (Simpson),进行Alpha多样性分析。其中,Chao和ACE指数用来表征样品菌群丰富度,指数越大,丰富度越高。Shannon和Simpson指数表示菌群多样性,Shannon指数越大,Simpson指数越小,多样性越高[18,20]。通过RDP classifer (ver. 2.2) 软件将OTU代表序列与Greengene数据库比对,进行物种注释,利用物种柱状图直观展示各样品的物种组成及比例,以及通过热图来反映样品菌群组成的相似性和差异性等,分析不同贮藏时期的整虾、去头尾虾和虾仁的菌群结构和变化规律。
2. 结果与分析
2.1 微生物数量分析
采用Illumina HiSeq高通量测序对微冻条件下的凡纳滨对虾整虾、去头尾虾和虾仁3组样品进行分析,通过拼接、过滤等对得到的原始数据序列进行处理。样品测序覆盖率作为测序准确性的指标,反映了测序结果能否代表样品中微生物的真实情况。数值越高,样品序列测出概率越高,测序结果越准确[21-22]。3组对虾样品的测序覆盖率均超过0.998 (表1),说明此次测序深度适合,数据可信,可进行样品的微生物多样性分析[23]。
表 1 不同形式凡纳滨对虾的测序覆盖率和操作分类单元数量Table 1 Coverage and OTU number of L. vannamei with different forms时间
Time虾仁
Shrimp meat去头尾虾
Decapitated shrimp整虾
Whole shrimp覆盖率
Coverage操作分类单元数量
OTU number覆盖率
Coverage操作分类单元数量
OTU number覆盖率
Coverage操作分类单元数量
OTU number0周 0 week 0.998 7 281 0.998 4 281 0.998 8 316 1周 1 week 0.998 5 189 0.999 0 401 0.999 1 322 2周 2 weeks 0.999 2 113 0.998 8 297 0.998 8 333 3周 3 weeks 0.999 9 36 0.999 8 50 0.999 8 50 4周 4 weeks 0.999 9 31 0.999 8 54 0.999 7 59 根据各处理组在97%序列相似水平下的OTU生物信息统计,绘制了凡纳滨对虾的韦恩图 (图1)。整虾、去头尾虾和虾仁3组样品的共有微生物达348种,而整虾与去头尾虾之间共同微生物有461种,高出整虾与虾仁70种,说明整虾与去头尾虾的物种相似度更高。由凡纳滨对虾虾仁、去头尾虾和整虾的OTU数量变化 (表1) 可知,随贮藏时间延长,各组的OTU数量呈下降趋势。其中,虾仁的OTU数量在4周内从最初的281降至31,去头尾虾从281降至54,而整虾则是从316降至59。由以上结果可知,整虾表面微生物种类相对更多,其次是去头尾虾,最后是虾仁。凡纳滨对虾在去头尾和去壳过程中明显减少了部分微生物,且随着微冻贮藏时间的延长,各组对虾表面微生物减少的趋势表明低温对部分微生物的生长产生了抑制作用,该结果与邓晓影等[10]对凡纳滨对虾微生物群落的研究结果一致。
2.2 物种多样性分析
Alpha多样性常用于评价样品中微生物菌群的丰富度和个体分配均匀性,以丰富度指数(Chao、ACE) 和多样性指数 (Shannon、Simpson) 为代表[24]。表2和表3反映了此次测序中凡纳滨对虾样品的Alpha多样性指数的变化趋势。与新鲜的0周样品相比,4周后的虾仁、去头尾虾和整虾的Chao和ACE指数均明显减小 (表2),说明对虾表面的微生物种类随贮藏时间的延长而减少,丰富度下降。其中,虾仁中Chao和ACE指数整体低于其他两组,说明虾仁的去头尾去壳制备过程对其表面的附着微生物组成具有较大影响,该结果与样品的OTU数量分析结果一致。相比于虾仁的持续下降趋势,去头尾虾和整虾的丰富度指数在微冻贮藏中期先增长后下降,可能是因为贮藏过程中优势腐败菌属繁殖使微生物数量增加,而繁殖产生的不良代谢物影响了其他菌种生长使多样性降低。其次,微冻环境抑制部分微生物的生长使对虾中微生物结构发生显著性变化[9]。各组凡纳滨对虾在贮藏期间Shannon指数下降和Simpson指数升高的趋势 (表3),验证了对虾表面微生物的多样性在贮藏期间逐渐降低的结论。这与曹荣等[8]对冷藏牡蛎微生物种类的研究结果较为相似,均表明在低温贮藏过程中水产品中的微生物种类趋于简化。
表 2 不同形式凡纳滨对虾的Alpha丰富度指数表Table 2 Alpha abundance indices of L. vannamei with different forms时间
Time虾仁
Shrimp meat去头尾虾
Decapitated shrimp整虾
Whole shrimp赵氏指数 Chao 艾斯指数 ACE 赵氏指数 Chao 艾斯指数 ACE 赵氏指数 Chao 艾斯指数 ACE 0周 0 week 341 338 342 336 375 378 1周 1 week 231 236 429 437 363 365 2周 2 weeks 138 143 382 377 397 401 3周 3 weeks 45 50 80 69 80 120 4周 4 weeks 42 48 61 70 96 112 表 3 不同形式凡纳滨对虾的Alpha多样性指数表Table 3 Alpha diversity indices of L. vannamei with different forms时间
Time虾仁
Shrimp meat去头尾虾
Decapitated shrimp整虾
Whole shrimp香农指数
Shannon辛普森指数
Simpson香农指数
Shannon辛普森指数
Simpson香农指数
Shannon辛普森指数
Simpson0周 0 week 2.61 0.152 1 2.96 0.099 7 3.42 0.061 2 1周 1 week 1.91 0.278 3 3.43 0.086 9 2.49 0.213 1 2周 2 weeks 1.50 0.357 5 2.84 0.104 3 3.08 0.094 4 3周 3 weeks 1.08 0.436 6 1.43 0.345 3 1.59 0.358 4 4周 4 weeks 1.06 0.446 2 1.23 0.480 9 1.41 0.361 5 稀释曲线由测序数量及其对应的OTU数量构建,可直接反映测序数量的合理性,并可通过物种变化趋势间接评估样品中的微生物物种丰度[19,25]。当样品测序数超过70 000时,其稀释曲线趋于平缓 (图2-a),表明测序数量较合理,基本已覆盖到样品中的所有物种[26]。随着测序数量的增加,Alpha多样性的各指数稀释曲线基本趋于平缓 (图2-b、2-c、2-d、2-e),验证了测序的合理性,即测序数量已包含绝大多数微生物信息,足够充分。
2.3 不同分类水平上的物种注释及分析
为获得物种分类信息,使用Greengene数据库对3组样品序列进行物种注释分析,并分别在目和属水平上对微冻贮藏不同阶段的样品统计群落组成,选择0周鲜样、贮藏中期第2周和贮藏末期第4周的数据作物种柱状图 (图3和图4)。在目分类水平上 (图3),新鲜虾仁的表面微生物主要是弧菌目、交替单胞菌目、气单胞菌目和立克次氏体目,占菌群总量的88.52%。去头尾虾的主要菌群有弧菌目、交替单胞菌目、弯曲菌目和气单胞菌目,总量占83.27%。其中,弧菌目丰度最高 (40.62%),交替单胞菌目次之 (20.34%)。弧菌目也是整虾的优势菌种,其丰度占总菌群的23.29%,其次为交替单胞菌目 (20.41%)、黄杆菌目 (17.31%)、弯曲菌目 (10.13%) 和假单胞菌目 (8.84%)。有研究发现,新鲜牡蛎的优势菌群也是弧菌目和交替单胞菌目[19],与本实验结果相似。对比3组样品的微生物组成,整虾中黄杆菌目 (17.31%)、假单胞菌目 (8.84%) 的相对丰度明显高于去头尾虾 (5.49%, 3.48%) 和虾仁 (2.13%, 4.14%),而弧菌目和气单胞菌目丰度则远低于其他两组。贮藏2周后,整虾、去头尾虾和虾仁中的假单胞菌目相对丰度分别增至47.24%、29.77%和41.36%。研究表明,假单胞菌目为典型的嗜冷菌,可分解蛋白等大分子,产生氨臭味,是水产品低温贮藏的主要腐败菌[27]。此外,弧菌目明显减少,可见该菌种低温耐受性差,不能完全适应微冻环境。除假单胞菌目外,交替单胞菌目的比例也在增加,虾仁中占比达41.61%,成为贮藏第2周的优势菌种,而在去头尾虾中的相对丰度为21.61%,在整虾中仅4.08%。推测此菌种也是致腐菌种之一,且对低温的耐受性很好。在去头尾虾和整虾样品中,红细菌目占有一定比例,分别为23.25%和14.16%,推测该菌种可能较多的分布于虾壳表面,因此虾仁在剥壳过程中丰度显著下降。和虾仁的物种组成相比,去头尾虾和整虾表现出来的菌种多样性更高。微冻4周后,假单胞菌目和交替单胞菌目在整虾、去头尾虾和虾仁中的比例总和分别为95.30%、96.96%和96.92% (图3-c),成为贮藏末期的绝对优势腐败菌,使凡纳滨对虾在贮藏中产生强烈的腐败气味从而不能被消费者所接受。
在属水平上 (图4),新鲜虾仁表面附着微生物主要为弧菌属 (47.49%),其他菌种比例相对较高 (33.47%),希瓦氏菌属占比10.55%。在新鲜去头尾虾中,除弧菌属 (34.68%) 和其他菌种 (35.85%) 外,比例最大的是弓形菌属 (12.12%) 和希瓦氏菌属 (7.14%)。其他菌种 (34.55%)、弧菌属 (17.57%)、黄杆菌属 (14.77%)、弓形菌属 (10.13%) 和希瓦氏菌属 (9.45%) 构成了新鲜整虾的主要微生物。弓形菌属大比例存在于去头尾虾和整虾中,虾仁中比例较少 (图4-a),由此推测该菌属可能附着在虾壳表面生长。微冻贮藏2周后,虾仁中希瓦氏菌属和假单胞菌属比例大幅增加,分别为41.42%和46.58%。去头尾虾中的菌种也逐渐丰富起来,假红杆菌属 (20.74%)、不动杆菌属 (18.26%)、希瓦氏菌属 (11.83%)、嗜冷杆菌属 (6.35%) 和其他菌种 (25.14%) 均为相对丰度较高的菌群。整虾中的菌相组成类似于去头尾虾,嗜冷杆菌属、弓形菌属和黄杆菌属比例更高,分别达29.28%、12.80%和12.81%。而假红杆菌属、不动杆菌属的相对丰度较低,菌种比例分别为6.52%和8.91%。微冻4周后,各组样品的菌相组成均逐渐变得单一。虾仁样品中占据主要地位的菌属主要为假单胞菌属 (55.50%) 和希瓦氏菌属 (41.14%)。去头尾虾的优势菌属为假单胞菌属 (65.87%)、希瓦氏菌属 (21.90%) 和部分嗜冷杆菌属 (9.09%)。整虾中除假单胞菌属 (52.07%) 和嗜冷杆菌属 (18.01%) 外,假交替单胞菌属具有一定比例,占总菌群量的25.08%。由菌种变化趋势 (图4) 可知,微冻温度可大幅减少对虾样品中的微生物种类,但仍然存在假单胞菌属、希瓦氏菌属等几种典型的嗜冷菌属,随贮藏时间的延长比例有所增加。田凤和王玲[28]对腐败的凡纳滨对虾分离优势菌群,同样得到假单胞菌和希瓦氏菌所占的比例较高的结论。因此可以推测假单胞菌属和希瓦氏菌属是凡纳滨对虾的主要腐败菌,代谢力强,能适应低温环境,是造成高蛋白水产品腐败的主要原因。然而,研究发现冷藏条件下青虾 (Macrobrachium nipponense) 的优势菌群主要是不动杆菌、黄杆菌和希瓦氏菌[29];冷藏克氏原螯虾 (Procambarus clarkii) 的优势腐败菌为希瓦氏菌属、肉食杆菌属、嗜冷杆菌属等[14];冷藏小黄鱼 (Larimichthys polyactis) 在腐败末期的微生物以希瓦氏菌属、变形杆菌属和普罗威斯登菌属等为主[30]。可见优势腐败菌因水产品种类不同而有所差异。
2.4 物种组成热图与关键物种差异
热图是数据的一种二维呈现,将高低丰度物种分块聚集,通过颜色梯度直观表现数据大小,反映各样本之间的微生物组成的相似性和差异性[31]。图5为整虾、去头尾虾和虾仁在属水平上的物种丰度热图。由横向聚类分析发现,去头尾虾和整虾聚为一类,虾仁单独一类,说明虾仁中的微生物种类及组成与其他两组样品差异较大。从相对丰度来看,3组样品中的希瓦氏菌属和假单胞菌属较其他菌种相对丰度更高,嗜冷菌属、假交替单胞菌属、黄杆菌属等在整虾中丰度最高,弧菌属在虾仁中比例最大。由此可见,虾仁的制备过程是弧菌属污染样品的主要阶段,可能会对虾产品的质量安全造成隐患[10]。通过颜色梯度看,各组样品的微生物组成中整虾物种种类最为丰富,其次为去头尾虾,最后是虾仁,这表明在去头尾去壳过程中部分微生物减少,该结果与凡纳滨对虾样品物种组成分析结果一致。
图 5 不同形式对虾样品微生物丰度聚类热图 (属水平)同一行中颜色深浅表示该微生物在不同样品中的丰度差异;图上方进化树表明样本间的相似程度;图左方进化树表明微生物间的相似程度Fig. 5 Microbial community heatmap analysis at genus level of L. vannamei with different formsThe shade of color in the same row indicates the difference in the abundance of the microorganism in different samples; the evolutionary tree on the top of the figure indicates the degree of similarity between samples; the evolutionary tree on the left of the figure indicates the degree of similarity between microorganisms.虾仁中相对丰度较高的菌种为假单胞菌属、希瓦氏菌属和弧菌属,除此之外,其他菌种丰度均不足1%。去头尾虾中菌种比例最大的是假单胞菌属和希瓦氏菌属,均超过25%。另外,除假交替单胞菌属和肉杆菌属的丰度低于1%,其余菌种均占有一定的比例。而整虾的主要微生物有嗜冷菌属、假单胞菌属和希瓦氏菌属,其余菌群相对丰度均高于1%,各占一定比例 (表4)。此结果同样表明去头尾虾和整虾中的菌群丰富度较虾仁更高,较好地验证了上述热图和物种组成分析的结果。
表 4 不同形式对虾样品关键物种差异 (属水平)Table 4 Key species differences at genus level of L. vannamei with different forms% 前10个物种
Top 10 species虾仁
Shrimp meat去头尾虾
Decapitated shrimp整虾
Whole shrimp假单胞菌属 Pseudomonas 36.730 4 35.589 3 15.183 3 希瓦氏菌属 Shewanella 33.741 4 27.325 8 11.265 6 嗜冷杆菌属 Psychrobacter 0.339 6 8.251 5 31.040 7 弧菌属 Vibrio 13.798 0 4.175 6 2.838 0 不动杆菌属 Acinetobacter 0.745 0 2.723 2 4.240 6 黄杆菌属 Flavobacterium 0.363 5 1.416 2 5.580 7 假交替单胞菌属 Pseudoalteromonas 0.210 7 0.391 1 6.549 9 弓形菌属 Arcobacter 0.567 3 1.984 1 4.513 1 假红杆菌属 Pseudorhodobacter 0.013 7 2.440 6 1.598 1 肉杆菌属 Carnobacterium 0.671 0 0.158 8 1.567 2 3. 结论
本实验以高通量测序技术为核心,全面反映了微冻贮藏环境下凡纳滨对虾虾仁、去头尾虾和整虾的微生物组成。结果表明,整虾、虾仁和去头尾虾这3种形态的虾在微冻环境下的菌种比例差异明显。其中,在属水平上,新鲜虾仁主要包括弧菌属、希瓦氏菌属和其他菌属,去头尾虾中主要为弧菌属、弓形菌属等,整虾中主要为弧菌属、黄杆菌属等。经过4周的微冻贮藏后,凡纳滨对虾样品存在严重的腐败、黑变现象以及产生了强烈的不良气味,而此时假单胞菌属、希瓦氏菌属和嗜冷菌属在各组样品的微生物组成中占据主导地位。因此以上菌属对凡纳滨对虾的品质劣变起关键作用,在后续研究中应重点关注以保障对虾产品的质量。其次,红细菌目、弓形菌属等微生物主要存在于虾壳表面,在整虾和去头尾虾中占有很大比例,同样应对此种特殊分布的菌种加以关注并进行控制。另外,将新鲜样品与微冻2周和4周的样品进行对比,微生物的种类从丰富逐渐变得单一,可见微冻温度对微生物的生长有一定的抑制作用。
综上所述,虽然凡纳滨对虾整虾、去头尾虾和虾仁的优势腐败菌种类差异不明显,但其在不同贮藏时期的菌群组成、菌种丰度、菌种对微冻环境的耐受性等却有较大的差别。因此,今后在凡纳滨对虾的贮运流通过程中,可采用保鲜剂、抑菌剂、减菌化处理等手段结合低温环境对优势腐败菌种进行针对性抑制,从而延缓产品的鲜度下降及品质劣变现象,延长对虾货架期,满足消费者需求。
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图 1 不同处理方式的海龙肽粉电子鼻传感器雷达图分析
注:W1C. 芳香族;W5S. 氮氧化合物;W3C. 氨及芳香成分;W6S. 氢化物;W5C. 烯烃及极性分子;W1S. 甲基类;W1W. 无机硫化物;W2S. 醇、醛、酮类;W2W. 有机硫化物;W3S. 烷烃及脂肪类。
Figure 1. Radar image analysis by electronic-nose sensors of Syngnathus peptide powder with different treatments
Note: W1C. Aromatics; W5S. Nitrogen oxides; W3C. Ammonia and aromatic constituents; W6S. Hydrogen compounds; W5C. Olefins and polar molecules; W1S. Methyls; W1W. Inorganic sulfides; W2S. Alcohols, aldehydes, and ketones; W2W. Organosulfides; W3S. Alkanes and aliphatics.
表 1 腥味感官评定标准
Table 1 Sensory evaluation standards for deodorization effect
评分标准
Scoring standard分值
Score无法接受 Unacceptable 1 腥味过重,但还能接受
Fishy flavour overpowering but acceptable2 腥味明显 Fishy flavour is obvious 3 腥味感知轻微 Fishy odor perception is slight 4 无明显腥味 No obvious fishy odor 5 表 2 感官评定结果
Table 2 Sensory evaluation result
样品名称
Sample name脱腥得分
Fishy odor removal score海龙肽粉
Syngnathus peptide powder1.86±0.69b 葡萄糖-β环糊精处理
Glucose-β cyclodextrin treatment4.14±0.90a 葡萄糖处理
Glucose treatment3.57±0.53a β-环糊精处理
β-cyclodextrin treatment3.29±0.76a 烘干处理
Drying treatment3.29±1.11a 注:同列中不同字母表示差异显著 (p<0.05)。 Note: Different letters within the same column represent significant differences (p<0.05). 表 3 不同处理方式下海龙肽粉挥发性物质的相对气味活度值
Table 3 Relative odor activity values of volatile components of Syngnathus peptide powder with different treatments
化合物种类
Compound type化合物名称
Compound name觉察阈值
Perceptual
threshold/
(μg·g−1)气味特征
Odor characteristics相对气味活度值 OAV (≥1) 海龙肽粉
Syngnathus
peptide
powder葡萄糖-β
环糊精处理
Glucose-β
cyclodextrin
treatment葡萄糖处理
Glucose
treatmentβ-环糊精处理
β-cyclodextrin
treatment烘干处理
Drying
treatment醛类
Aldehydes2-甲基-2-丁烯醛
2-Butenal, 2-methyl-0.500 0 坚果味、八角茴香、果香味 2.383 — — — — 2-甲基丁醛
Butanal, 2-methyl-0.001 0 霉味、发酵烘培味 4 850.617 — 82.916 — — 巴豆醛
2-Butenal0.000 3 泼辣刺激气味 905.382 — — — — 苯甲醛
Benzaldehyde0.750 9 苦杏仁气味 10.430 1.177 1.075 — — 丙醛
Propanal0.015 1 窒息性刺激气味 152.632 — — — 21.067 丁醛
Butanal0.002 0 窒息性醛味 630.953 — — — — 戊醛
Pentanal0.012 0 刺激性气味、果味 220.717 — — 184.591 117.836 乙醛二乙缩醛
Ethane, 1,1-diethoxy-0.004 9 泥土味、甜 85.364 86.528 107.321 99.581 96.247 异丁醛
Propanal, 2-methyl-0.001 5 刺激性的气味 668.966 — — — — 异戊醛
Butanal, 3-methyl-0.001 1 刺激性气味、果味 15 511.368 426.557 386.893 2 177.683 1 538.387 庚醛
Heptanal0.002 8 醛脂肪气味 — 101.112 86.106 792.141 972.889 壬醛
Nonanal0.001 1 果香味、腊味、
豌豆味— 1 145.376 — 4 858.036 2 605.545 辛醛
Octanal0.000 6 脂肪味、果香 — 201.025 — — — 醇类
Alcohols1-戊烯-3-醇
1-Penten-3-ol0.358 1 黄油、草味 199.141 0.935 1.121 14.972 14.956 2-乙基己醇
1-Hexanol, 2-ethyl-0.800 0 甜味和淡淡的花香 30.249 22.252 17.300 30.786 26.494 反-2-戊烯-1-醇
2-Penten-1-ol,(E)-0.089 2 蘑菇味 112.242 — — — 9.934 庚醇
1-Heptanol0.005 4 微弱酒精气味 609.254 — — — — 己醇
1-Hexanol0.005 6 酒精的气味、微甜 467.411 318.369 181.084 649.888 307.682 蘑菇醇
1-Octen-3-ol0.001 5 蘑菇、干草香气 8 465.010 1 163.567 782.360 — 1 677.544 顺-2-戊烯醇
2-Penten-1-ol,(Z)-0.720 0 果香味 40.162 — 0.136 3.711 — 异戊醇
1-Butanol,3-methyl-0.004 0 酒精味 506.084 487.818 531.540 541.167 456.423 正戊醇
1-Pentanol0.150 2 杂醇油味 30.659 0.922 0.948 — — 正辛醇
1-Octanol0.125 8 醇类气味 9.673 5.272 6.427 9.456 8.595 3-甲硫基丙醇
1-Propanol,3-(methylthio)-0.123 2 肉类芬芳香气、
硫磺味— 1.377 1.187 4.253 2.509 异丁醇
1-Propanol,2-methyl-0.033 0 清新果香 — 8.448 9.877 — — 正壬醇
1-Nonanol0.045 5 玫瑰柑橘气味 — 7.113 6.549 — — 酮类
Ketones(3E,5E)-辛-3,5-二烯-
2-酮
3,5-Octadien-2-one0.100 0 脂肪味 48.769 — — — 6.202 2,3-丁二酮
2,3-Butanedione0.006 0 辛辣气味 1 006.549 74.567 127.485 1 488.719 452.510 2,3-戊二酮
2,3-Pentanedione0.029 0 配制巧克力和奶油型香精 74.658 3.561 5.525 — 16.320 2-丁酮
2-Butanone0.008 0 微香气味 307.794 — — 210.721 76.080 2-庚酮
2-Heptanone0.140 0 果味、草本木香 27.512 0.788 1.124 2.117 1.700 2-癸酮 2-Decanone 0.110 0 花香 14.070 — — — — 2-甲基-3-庚酮
3-Heptanone,2-methyl-0.075 0 果香 47.080 9.187 9.221 26.023 32.734 2-壬酮
2-Nonanone0.041 0 泥土草本气味 163.149 — — — — 2-辛酮
2-Octanone0.230 0 泥土味、天然木质草本气息 20.169 — — — — 3-庚酮
3-Octanone0.080 0 菠萝、黄油气味 34.389 — 7.113 — — 3-戊烯-2-酮
3-Penten-2-one1.200 0 微香气味 1.024 — — — — 苯乙酮
Acetophenone0.065 0 刺激性甜味 19.293 — — — — 酯类
Estersγ-丁内酯
Butyrolactone1.000 0 芳香气味 3.003 0.690 0.473 1.813 0.888 己酸乙酯
Hexanoic acid,ethyl ester0.820 0 甜味、果味 7.653 1.559 1.311 — — 乙酸乙酯
Ethyl Acetate0.005 0 令人愉悦的果味 2 300.273 2 023.387 2 384.141 2 448.394 2 778.730 乙酸异戊酯
1-Butanol,3-methyl-,acetate0.005 0 香蕉味 710.472 373.016 365.725 489.516 579.955 乙酸仲丁酯
sec-Butyl acetate0.006 0 令人愉悦的气味 61.140 — 12.243 — — 2-甲基丁酸乙酯
Butanoic acid,2-methyl-,ethyl ester0.000 5 甜美的青苹果味 — 689.350 617.648 — — 丁酸乙酯
Butanoic acid,ethyl ester0.000 9 苹果或菠萝香气 — 4 030.175 4 179.960 — — 庚酸乙酯
Heptanoic acid,ethyl ester0.001 9 果味干、朗姆酒混
合味— 269.857 302.514 — — 异丁酸乙酯
Propanoic acid,2-methyl-,ethyl ester0.000 1 酒香 — 604.013 613.705 — — 棕榈酸甲酯
Methyl palmitate2.000 0 油性蜡质鸢尾草味 — 0.239 — — — 乙酸甲酯
Acetic acid,methyl ester1.500 0 微辛辣、甘香 — — — 1.357 — 醚类
Ethers二甲基二硫醚
Disulfide,dimethyl1.000 0 含硫蔬菜洋葱气味 1.384 — — 0.453 0.499 二甲基三硫醚
Dimethyl trisulfide0.470 0 硫磺煮熟的洋葱咸味肉味 11.907 1.259 0.932 6.194 7.918 醚类
Ethers丙二醇甲醚
2-Propanol,1-methoxy-4.000 0 甜醚样气味 0.168 0.311 0.180 0.389 1.548 酸类
Acids丙酸
Propanoic acid1.000 0 辛辣、奶酪的味道 32.120 38.494 39.176 24.651 22.849 丁酸
Butanoic acid2.400 0 酸奶酪味道 4.651 6.235 7.461 15.211 9.919 己酸
Hexanoic acid0.890 0 汗臭味 3.355 2.417 1.275 1.570 2.028 乙酸
Acetic acid99.000 0 刺鼻、类似醋的
气味1.729 1.170 0.572 0.357 0.386 异戊酸
Butanoic acid,3-methyl-0.490 0 酸臭味 95.054 19.621 15.859 70.669 73.039 烃类
Hydrocarbons苯乙烯
Styrene0.065 0 苦杏仁、刺激性
甜味40.418 — — — 15.341 柠檬烯
D-Limonene0.034 0 柠檬气味 143.536 16.603 8.226 69.402 70.662 β-月桂烯
beta.-Myrcene0.001 2 香脂味 2 849.551 528.711 431.018 1 574.250 1 711.846 十二烷
Dodecane10.000 0 烷烃的味道 1.081 0.031 0.033 — — 芳香族类
Aromatics1,2,4,5-四甲苯
Benzene,1,2,4,5-tetramethyl-0.087 0 馊甜味 4.171 — — — 1.253 对二甲苯
p-Xylene1.000 0 芳香味 1.065 — — 0.203 — 甲苯
Toluene0.300 0 芳香味 13.501 3.849 2.292 6.718 6.580 间二甲苯
Benzene,1,3-dimethyl-1.000 0 芳香味 4.446 0.169 — 0.906 0.604 邻二甲苯
o-Xylene0.450 2 类苯的特异芳香
气味3.523 0.124 — 0.635 0.508 苯乙醇
Phenylethyl Alcohol0.564 2 玫瑰花香 0.897 0.687 0.831 1.313 1.436 2,4-二叔丁基苯酚
2,4-Di-tert-butylphenol0.500 0 芳香气味 1.841 9.059 42.046 19.785 9.132 苯酚
Phenol0.021 0 微甜味 24.313 41.788 42.925 27.982 24.244 愈创木酚
Phenol,2-methoxy-0.001 6 酚醛类气味、木香
气味67.719 57.944 72.128 — 56.565 其他
Others2,3,5-三甲基吡嗪
Pyrazine,trimethyl-0.050 0 坚果味、巧克力味 42.824 — — 17.573 23.700 2,5-二甲基吡嗪
Pyrazine,2,5-dimethyl-1.820 0 烤土豆味 2.958 — — 0.076 1.614 2,5-二乙基吡嗪
Pyrazine,2,5-diethyl-0.020 0 坚果味 61.889 — — 20.958 — 2,6-二乙基吡嗪
Pyrazine,2,6-diethyl-0.006 0 坚果、烤面包味 325.048 — — 36.592 15.879 2-甲基萘
Naphthalene,2-methyl-0.004 0 花木香味 16.042 — — — — 2-乙基-5-甲基吡嗪
Pyrazine,2-ethyl-5-methyl-0.036 0 咖啡味 160.883 — — 17.015 24.645 2-乙基吡啶
Pyridine,2-ethyl-0.057 0 草味 17.463 — — — — 其他
Others2-乙基吡嗪
Pyrazine,ethyl-0.060 0 坚果、烤可可味、
木香19.133 — — — — 2-正戊基呋喃
Furan,2-pentyl-0.005 8 果味 1 036.050 120.472 92.950 335.741 394.924 草蒿脑
Estragole0.016 0 草本香气 — 9.375 8.775 — 19.178 乙偶姻
Acetoin8.000 0 黄油味 — 0.294 0.641 1.111 0.696 三甲胺
Trimethylamine0.008 0 鱼腥味 32 856.098 2 305.109 2 951.725 27 529.033 18 147.904 注:觉察阈值取自《化合物嗅觉阈值汇编: 原书第二版》[23],气味特征描述来源于 https://mffi.sjtu.edu.cn/database和 https://www.flavornet.org/flavornet.html。 Note: Perception thresholds are referenced from the Compendium of Olfactory Thresholds for Compounds, 2nd Edition[23]; the odor profiles are referenced from https://mffi.sjtu.edu.cn/database. and https://www.flavornet.org/flavornet.html. -
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