基于FLASH GC E-NOSE的鳀魚酶解液吸附脫腥后樹(shù)脂洗脫條件優(yōu)化的初步研究

米恒振，許加超，薛 勇，薛長(zhǎng)湖，周明明

（中國(guó)海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島266003）

基于FLASH GC E-NOSE的鳀魚酶解液吸附脫腥后樹(shù)脂洗脫條件優(yōu)化的初步研究

米恒振，許加超，薛 勇，薛長(zhǎng)湖*，周明明

（中國(guó)海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島266003）

通過(guò)非極性大孔吸附樹(shù)脂DA201-C處理鳀魚酶解液，采用不同的洗脫條件對(duì)樹(shù)脂柱進(jìn)行洗脫，應(yīng)用Flash GC E-Nose測(cè)定了標(biāo)準(zhǔn)液和不同洗脫液的腥味值，繪制出線性擬合曲線，比較了五種洗脫條件對(duì)鳀魚酶解液樹(shù)脂吸附樣品的洗脫效果，并確定了最優(yōu)洗脫條件。結(jié)果表明：不同組成和濃度的洗脫液對(duì)總氮和腥味物質(zhì)的洗脫效果有所差別，乙醇洗脫液的洗脫效果要明顯好于稀酸堿洗脫液。梯度乙醇洗脫液的總氮洗脫率最高，為96.80%；50%乙醇洗脫液的腥味值最高，達(dá)到4.65，腥味值和總氮洗脫率無(wú)明顯的正相關(guān)關(guān)系。綜合考慮這兩個(gè)指標(biāo)，選擇梯度乙醇洗脫液進(jìn)行樹(shù)脂洗脫操作。

鳀魚酶解液，樹(shù)脂吸附洗脫，腥味值，快速氣相色譜指紋分析儀

鳀魚（Engraulis japonicus）是一種小型中上層魚類，廣泛分布于我國(guó)黃海、東海，是中國(guó)近海魚類中最大的魚類種群資源［1］?，F(xiàn)在，鳀魚酶解技術(shù)日益完善［2-3］，但是鳀魚蛋白控制酶解工藝的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用仍然存在很多的問(wèn)題，腥味便是其中的一個(gè)主要問(wèn)題。魚類蛋白酶解液的主要脫腥方法有微生物法、物理法（包埋法、吸附法、鹽溶法、掩蓋法、有機(jī)溶劑萃取法和微膠囊法）和化學(xué)法（酸堿法、抗氧化劑法、酶法）3大類［4］。利用大孔吸附樹(shù)脂可以對(duì)魚類酶解液進(jìn)行脫腥處理［5］，但該工藝報(bào)道較少，很不完善。目前，腥味的評(píng)價(jià)主要采用感官評(píng)定、電子鼻檢測(cè)和氣相色譜技術(shù)［6］。感官評(píng)定簡(jiǎn)便快捷，但是該方法主觀性強(qiáng)、重復(fù)性差。電子鼻是一種由具有部分選擇性的化學(xué)傳感器陣列和適當(dāng)?shù)哪Ｊ阶R(shí)別系統(tǒng)組成，能識(shí)別簡(jiǎn)單或復(fù)雜氣味的儀器。將固相微萃取技術(shù)與色譜-質(zhì)譜聯(lián)用，能夠精確地鑒定魚肉制品中的腥味成分。本實(shí)驗(yàn)檢測(cè)儀器為快速氣相色譜指紋分析儀（Flash GC E-Nose），其結(jié)合了電子鼻速度快和氣相色譜技術(shù)準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，不會(huì)產(chǎn)生傳感器乙醇中毒等問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)利用其對(duì)鳀魚酶解液樹(shù)脂吸附脫腥后的洗脫樣品進(jìn)行風(fēng)味分析，采用偏最小二乘法建立線性擬合曲線（PLS），比較不同洗脫條件下腥味的大小，以確定樹(shù)脂吸附脫腥后的洗脫條件，旨在為樹(shù)脂大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

鳀魚 由中國(guó)水產(chǎn)舟山海洋漁業(yè)公司提供，冷凍方式運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室，冷凍粉碎貯藏于-20℃冰柜備用；菠蘿蛋白酶 南寧龐博生物工程有限公司；DA201-C大孔吸附樹(shù)脂 江蘇蘇青水處理工程集團(tuán)有限公司；其它試劑 國(guó)產(chǎn)分析純。

快速氣相色譜指紋分析儀Heracles 法國(guó)Alpha M.O.S.公司；熱恒溫水浴鍋 北京長(zhǎng)安科學(xué)儀器廠；pHs-3C型精密pH計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司；GL-G-Ⅱ立式冷凍離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠；凍干機(jī)ALPHAL-4 北京德天佑科技發(fā)展有限公司；電子天平BS224S 北京賽多利儀器系統(tǒng)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

用菠蘿蛋白酶對(duì)鳀魚進(jìn)行酶解，酶解條件［7］：水料比1∶1，溫度50℃，加酶量0.4555%，初始pH7.31，酶解10h。酶解結(jié)束后加熱到100℃滅酶，冷卻后10000r/min離心，測(cè)定其總氮含量（半微量凱式定氮法），上清液置于4℃冷藏備用。

1.2.1 大孔吸附樹(shù)脂預(yù)處理 將一定量大孔樹(shù)脂先用無(wú)水乙醇浸泡24h，然后用無(wú)水乙醇洗至220nm無(wú)吸收，再用去離子水洗凈后備用［8］。

1.2.2 大孔樹(shù)脂動(dòng)態(tài)吸附和解析實(shí)驗(yàn) 采用排水法裝柱，將處理好的濕樹(shù)脂慢慢裝入φ16×600mm的玻璃柱中，讓其自然沉降（4h左右），樹(shù)脂高約200mm，即約40mL樹(shù)脂。將10倍柱體積的鳀魚酶解液以10BV/h的速度上柱，然后分別用5倍柱體積的稀酸堿溶液、25%、50%、75%和梯度（分別為25%、50%和75%各1.5倍體積，V/V）乙醇溶液洗脫，收集洗脫液，測(cè)定其總氮并進(jìn)行腥味分析。

1.2.3 Flash GC E-Nose腥味標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備 對(duì)鳀魚酶解液進(jìn)行稀釋，采用 QDA（Quantitative descriptive analysis）方法［9］進(jìn)行鳀魚酶解液樣品的感官評(píng)價(jià)分析，評(píng)價(jià)小組由九人組成（五男四女，年齡在20～35歲之間），評(píng)價(jià)人員對(duì)不同工藝的樣品的腥味進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，計(jì)分采用5分制，“0”表示不能感覺(jué)到該風(fēng)味，“5”表示該風(fēng)味非常強(qiáng)烈。得到評(píng)分分別為1、2、3、4、5的腥味標(biāo)準(zhǔn)樣品，記為S1～S5，用于Flash GC E-Nose腥味標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。

1.2.4 Flash GC E-Nose測(cè)定不同解析液腥味 按照表1中條件對(duì)腥味標(biāo)準(zhǔn)樣品和樹(shù)脂吸附脫腥解析樣品的腥味進(jìn)行測(cè)定。

表1 Flash GC E-Nose方法參數(shù)

2 結(jié)果與討論

2.1 總氮分析結(jié)果

半微量凱氏定氮測(cè)定結(jié)果如表2。

表2 不同樣品總氮含量的影響

從表2中可以看出，非極性大孔吸附樹(shù)脂DA201-C的吸附帶來(lái)的總氮損失較大，總氮含量從1.300g/100mL降至 1.130g/100mL，損失了大約13%。推斷這是由于該樹(shù)脂比表面積達(dá)到了1200m2/g，其較大的比表面積上有較多的吸附位點(diǎn)，通過(guò)非極性選擇作用和孔徑的控制達(dá)到待吸附物質(zhì)的局部濃縮，然后通過(guò)范德華力、氫鍵等作用進(jìn)行吸附。而不同組成和濃度的洗脫液的洗脫效果也有所差別，稀酸堿洗脫液的洗脫效果最差，總氮洗脫率僅僅只有55.56%，相對(duì)來(lái)說(shuō)，不同濃度的乙醇溶液的洗脫效果較好，隨著乙醇溶液濃度的提高，總氮洗脫率增大，由69.70%上升到89.06%，采用梯度乙醇洗脫的洗脫效果最好，達(dá)到了96.80%。造成洗脫效果有所差別的主要原因可能是不同組成和濃度的洗脫液對(duì)吸附物質(zhì)的溶解性不同，相對(duì)于稀酸堿類高離子強(qiáng)度的體系來(lái)說(shuō)，體系較溫和的醇溶液對(duì)吸附物質(zhì)的溶解度更大一些。被吸附物質(zhì)在不同醇溶液的溶解度也有所差別，而通過(guò)梯度洗脫，可以提供不同溶解體系，讓適于不同體系的被吸附物質(zhì)都能洗脫下來(lái)，達(dá)到較高的洗脫率。

2.2 Flash GC E-Nose腥味分析結(jié)果

Flash GC E-Nose腥味標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制見(jiàn)圖1。圖1為標(biāo)準(zhǔn)樣品S1～S5的數(shù)據(jù)曲線原始譜圖。測(cè)定中采用兩個(gè)不同極性的柱子DB5和DB1701。從圖中可以看出，隨著標(biāo)準(zhǔn)品腥味值的增加，在某些峰上表現(xiàn)為峰高的增強(qiáng)。圖2為標(biāo)準(zhǔn)樣品的主成分分析圖（PCA），從圖中可以看出，F(xiàn)lash GC E-Nose可以很好地區(qū)分不同腥味的標(biāo)準(zhǔn)液，區(qū)分指數(shù)（Discrimination index，DI）達(dá)到98。隨著腥味值的增加，在PCA圖上呈現(xiàn)一定的分布趨勢(shì)，即腥味越大，越靠近PCA圖譜的左側(cè)。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)品Flash GC E-Nose腥味測(cè)定數(shù)據(jù)曲線原始圖譜

圖2 標(biāo)準(zhǔn)品Flash GC E-Nose腥味測(cè)定數(shù)據(jù)主成分分析（PCA）圖譜

以人工感官評(píng)分為橫坐標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)樣品的響應(yīng)值為縱坐標(biāo)，采用偏最小二乘法建立線性擬合曲線（PLS），如圖3。建立的 PLS曲線的相關(guān)系數(shù)為0.9636，有一定的相關(guān)性，但相關(guān)性不理想。Heracles超快速氣相色譜電子鼻具有分析速度快的特點(diǎn)（平均3～5min一個(gè)樣）。因此，可以通過(guò)該儀器快速粗略地對(duì)待測(cè)樣品的腥味進(jìn)行測(cè)定。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)品Flash GC E-Nose腥味測(cè)定數(shù)據(jù)線性擬合曲線（PLS）圖譜

從表3中可以看出，稀酸堿洗脫液的洗脫效果最差，洗脫液的腥味評(píng)分最低，僅僅為1.96。不同濃度乙醇洗脫液的洗脫效果有所差別，以50%乙醇洗脫液的腥味評(píng)分最高，達(dá)到了4.65，說(shuō)明該洗脫條件下腥味成分的洗脫效果最好，而其它條件的乙醇洗脫液在3～4左右，腥味成分的洗脫效果稍差。結(jié)合表2和表3，我們可以看出，通過(guò)Flash GC E-Nose測(cè)定的腥味值與總氮洗脫率并不一致，說(shuō)明腥味值和總氮洗脫率之間并不是簡(jiǎn)單的正相關(guān)關(guān)系，某些腥味成分中并不含有氮元素。所以，在考慮洗脫效果時(shí)，要綜合考慮總氮和腥味值兩個(gè)指標(biāo)，總的來(lái)看，采用梯度乙醇洗脫條件的總氮洗脫率最高，腥味指標(biāo)也達(dá)到了3.35，且乙醇用量較少，故選擇采用梯度乙醇洗脫進(jìn)行樹(shù)脂洗脫操作。

表3 樣品Flash GC E-Nose腥味測(cè)定數(shù)據(jù)表

3 結(jié)論

非極性大孔吸附樹(shù)脂Da201-C處理鳀魚酶解液脫腥后，采用不同組成的洗脫液對(duì)其進(jìn)行洗脫，測(cè)定了洗脫液的總氮和腥味值。其中腥味值的測(cè)定采用的是Flash GC E-Nose這一簡(jiǎn)單快捷的方法，應(yīng)用偏最小二乘法建立線性擬合曲線（PLS），并對(duì)被測(cè)樣品的腥味值進(jìn)行估算。結(jié)果表明，不同組成的洗脫液的洗脫效果有所差別，乙醇洗脫液的洗脫效果較好。腥味值和總氮洗脫率的相關(guān)性不明顯，梯度乙醇洗脫液的總氮洗脫率最高，為96.80%，而腥味值最高值為50%乙醇洗脫液的4.65。綜合考慮這兩個(gè)指標(biāo)，選擇梯度乙醇洗脫液進(jìn)行樹(shù)脂洗脫操作。

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Optimization of eluent conditions after enzymatic hydrolysate of anchovy deodourization treated by resin based on flash GC E-Nose

MI Heng-zhen，XU Jia-chao，XUE Yong，XUE Chang-hu*，ZHOU Ming-ming
（College of Food Science and Engineering，Ocean University of China，Qingdao 266003，China）

The enzymatic hydrolysate of anchovy was treated by non-polar macroporous adsorption resin DA201-C，the column of resin was desorbed by different eluent.Fishy odor of standard and eluent sample was detected by the improved method of Flash GC E-Nose，the curve of standard linear fit was drawn and five elution conditions were compared.Results showed that：eluting effects of total nitrogen and fishy odor substance were different under different conditions，ethanol-containing eluent had more obvious effect than the diluted-acid-and-alkali eluent. The total nitrogen desorption rate was the highest in gradient ethanol eluent，which was 96.80%，whereas the 50% ethanol eluent had the highest value of fishy odor，which was 4.65.Considering these two indexes，gradient ethanol eluent was chose as the best eluent.

enzymatic hydrolysate of anchovy；elution of adsorb resin；fishy odor value；flash GC E-Nose

TS201.1

B

1002-0306（2010）12-0235-03

2009-12-18 *通訊聯(lián)系人

米恒振（1984-），男，碩士研究生，研究方向：水產(chǎn)化學(xué)。

國(guó)家863課題資助項(xiàng)目（2006AA09Z444）。