頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定鱖魚肌肉中的揮發(fā)性風(fēng)味成分

胡 靜，張鳳枰，劉耀敏，王公應(yīng)，*

(1.中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)研究所，四川成都610041;2.通威股份有限公司，四川成都610041;3.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海201306)

鱖魚，又稱鱖魚、鰲花魚，是鱸形目中的淡水底棲兇猛魚類，主要分布于我國(guó)的東部各大水系及其附屬湖泊，在俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)、朝鮮半島、日本和越南等也有分布，其攝食習(xí)性十分奇特，自開食起終生以活魚蝦為食［1］。鱖魚肉質(zhì)細(xì)嫩、少刺、味鮮美，自古以來(lái)就是宴席上的美味佳肴。目前國(guó)內(nèi)對(duì)鱖魚肌肉品質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)研究有公開發(fā)表文獻(xiàn)［2－5］，但有關(guān)鱖魚肌肉中的揮發(fā)性風(fēng)味成分的研究，國(guó)內(nèi)外尚未見報(bào)道。提取肌肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的方法有同時(shí)蒸餾萃取(simultaneous distillation extraction，SDE)［6］、固相微萃取法(solid－phase microextraction，SPME)［7－9］、吹掃捕集技術(shù)(purge and trap，PT)［10］等。與其他提取方法相比，固相微萃取簡(jiǎn)便、快速、安全、選擇性好且靈敏度高，可直接與氣質(zhì)聯(lián)用儀(gas chromatography－mass spectrometry，GC－MS)聯(lián)用，集采集、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體，大大加快分析檢測(cè)速度。本試驗(yàn)篩選了萃取頭，優(yōu)化了萃取條件、萃取溫度，確定了較佳的操作條件，采用頂空固相微萃取方法提取鱖魚肌肉的揮發(fā)性成分，應(yīng)用氣質(zhì)聯(lián)用儀分析鑒定鱖魚魚肉中的揮發(fā)性氣味成分，旨在為鱖魚的營(yíng)養(yǎng)配方、加工及品質(zhì)管理等方面提供有指導(dǎo)意義的基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

市售鱖魚6條，體質(zhì)量(450±26)g 購(gòu)于成都青石橋水產(chǎn)品批發(fā)市場(chǎng);氯化鈉(分析純)國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司。

HP6890－5973氣質(zhì)聯(lián)用儀 美國(guó)Agilent公司;RCT－basic加熱磁力攪拌器 日本Shimadzu公司;手動(dòng)固相微萃取手柄、75μm Carboxen－PDMS和65μm PDMS/DVB萃取纖維頭 美國(guó)Supelco公司;2094均質(zhì)儀 丹麥FOSS公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 樣品采集后立即裝袋、充氧，0.5h后運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室，用經(jīng)曝氣的自來(lái)水暫養(yǎng)1d，充氧，不喂食?；铘~致死后去內(nèi)臟，用解剖刀剔取食用部分肌肉，去皮后切成2～3cm肉片，用均質(zhì)儀打成肉糜，置于密封袋中，－80℃超低溫冰箱中冷凍保存，分析時(shí)取出流水解凍后使用。

1.2.2 SPME提取鱖魚肌肉揮發(fā)性成分 萃取頭的老化:第一次使用時(shí)，需要在氣相色譜進(jìn)樣口(氮?dú)獗Ｗo(hù)下)于250℃下老化2h;以后使用時(shí)需于250℃下處理30min，以確保脫去其可能吸附的揮發(fā)性成分。

SPME提取:準(zhǔn)確稱取鱖魚魚肉2.0000g，加入7mL飽和食鹽水，勻漿后放入20mL頂空瓶中。將固相微萃取頭插入頂空瓶置于磁力加熱攪拌器上，在80℃下達(dá)到萃取平衡后，迅速拔出，直接插入氣相色譜的進(jìn)樣口中，使SPME纖維頭涂膜吸附的揮發(fā)性成分在高溫下迅速熱解吸，然后通過GC－MS進(jìn)行分析鑒定。

頂空固相微萃取條件:平衡溫度80℃，萃取時(shí)間40min，解析時(shí)間5min。

1.2.3 GC－MS條件 HP－5彈性石英毛細(xì)管柱30m×0.25mm ×0.25μm;載氣:氦氣，流速:0.8mL/min(線速度:33cm/s);進(jìn)樣模式:脈沖不分流;程序升溫:40℃保持2min，以10℃/min升到140℃，再以8℃/min升到260℃，進(jìn)樣口溫度:250℃，質(zhì)譜接口溫度:260℃，離子源溫度:230℃，四級(jí)桿溫度:150℃，電離電壓:70eV，數(shù)據(jù)采集模式:全掃描，質(zhì)量范圍:20～450amu。

1.2.4 定性定量方法 以計(jì)算機(jī)檢索NIST05譜庫(kù)為主，輔助以人工解析圖譜，并結(jié)合已有文獻(xiàn)報(bào)道進(jìn)行定性分析，峰面積歸一化法計(jì)鱖魚肌肉樣品中各組分的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 固相微萃取條件的優(yōu)化

2.1.1 固相微萃取頭的選取 實(shí)驗(yàn)以色譜峰面積為依據(jù)分別考察了樣品在 75μm Carboxen－PDMS、65μm PDMS/DVB、兩種萃取頭的萃取效果(圖1)。從圖1可以看出，在相同條件下，75μm Carboxen－PDMS萃取頭所得總峰面積更大、峰的數(shù)量更多，實(shí)驗(yàn)效果較好，這可能是由于75μm Carboxen－PDMS萃取頭的固定相中加入了碳分子篩粒狀高分子，相對(duì)65μm PDMS(聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯)萃取效果更好，這與田懷香［11］的研究結(jié)果一致。

圖1 75μmCarboxen－PDMS和65μmPDMS/DVB萃取頭的萃取效果Fig.1 Effect of 75μm Carboxen－PDMS and 65μm PDMS/DVB on extraction efficiency

2.1.2 萃取溫度和萃取時(shí)間的優(yōu)化 SPME的萃取能力除了與固定相的極性有關(guān)外，還受萃取溫度、萃取時(shí)間等實(shí)驗(yàn)條件的影響。由于在固相微萃取過程中存在吸附－解吸平衡問題，并不是吸附時(shí)間越長(zhǎng)就越好。萃取溫度對(duì)吸附采樣的影響具有兩面性:一方面，溫度升高有利于吸附，尤其對(duì)頂空固相微萃取;另一方面，溫度升高又會(huì)增加萃取頭固有組分的分解，從而降低萃取頭吸附目標(biāo)化合物的能力。實(shí)驗(yàn)固定吸附溫度為80℃，考察吸附時(shí)間20、30、40min對(duì)目標(biāo)組分總峰面積的影響;固定吸附時(shí)間為40min，考察了吸附溫度40、60、80℃對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，萃取效果見圖2。結(jié)果表明，萃取40min目標(biāo)化合物數(shù)量最多，總峰面積最大;萃取溫度80℃，檢出的化合物最多，目標(biāo)化合物總峰面積也最高。

圖2 不同吸附時(shí)間和吸附溫度對(duì)萃取效果的影響Fig.2 Effect of different extraction time and different extraction time on extraction efficiency

2.2 測(cè)定結(jié)果

采用GC/MS分離鑒定，結(jié)合NIST譜庫(kù)定性，鱖魚肉中的氣味成分共檢出37種，總離子流圖見圖3，鑒定結(jié)果見表1，主要為醛類、醇類、酮類、烯烴、烷烴、芳香族化合物。

2.3 鱖魚肌肉中醛、酮、醇類化合物的風(fēng)味特征

在鱖魚肌肉中共檢出12種醛類物質(zhì)。因?yàn)槿╊愇镔|(zhì)的閾值低對(duì)食品的風(fēng)味貢獻(xiàn)大，飽和的直鏈醛如己醛、庚醛、辛醛、壬醛等通常會(huì)產(chǎn)生一些令人不愉快的辛辣的刺激性氣味。本實(shí)驗(yàn)中的己醛含量高達(dá)22.28%±0.88%，己醛已被鑒定出普遍存在于淡水魚及海水魚中［12］，主要表現(xiàn)出青草味、酸腐味，是鱖魚重要的腥味相關(guān)物質(zhì)。己醛是脂肪氧化產(chǎn)生的，它和2，4－癸二烯醛一樣，都是亞油酸氧化的基本產(chǎn)物，亞油酸的自氧化作用產(chǎn)生了亞油酸的9－和13－氫過氧化物，13－氫過氧化物斷裂生成己醛，9－氫過氧化物斷裂生成 2，4－癸二烯醛［13］。

飽和的醇類物質(zhì)具有較高的閾值而不飽和醇類物質(zhì)閾值較低對(duì)風(fēng)味貢獻(xiàn)較大［14］。在鱖魚肌肉中檢出的1－辛烯－3－醇含量達(dá)7.44% ±0.36%。1－辛烯－3－醇是一種亞油酸的氫過氧化物的降解產(chǎn)物，普遍存在于淡水魚及海水魚的揮發(fā)性香味物質(zhì)中，在許多海鮮類產(chǎn)品中如小龍蝦、對(duì)蝦、貽貝和海蟹中具有廣泛分布被認(rèn)為是這些水產(chǎn)品中異味土腥味的來(lái)源［15］。

酮類化合物可能是由于多不飽和脂肪酸的熱氧化或降解氨基酸降解產(chǎn)生的［16］，具有獨(dú)特的清香和果香味，在鱖魚肌肉中共檢出5種酮，分別是2，5－辛二酮、苯乙酮、2－壬酮、3，5－辛二烯－2－酮、2－十一酮，特別是2，5－辛二酮含量達(dá)12.91%，它們可能對(duì)鱖魚肌肉清香風(fēng)味有貢獻(xiàn)。

另外，鱖魚肌肉中檢出的苯乙烯含量達(dá)6.67%±0.09%，這一方面可能來(lái)源于包裝材料，另一方面可能來(lái)源于飼料、水中的苯乙烯在鱖魚生長(zhǎng)過程中的富集作用。

表1 鱖魚肌肉中揮發(fā)性風(fēng)味成分分析結(jié)果Table 1 GC－MS analysis results of volatile flavor components of siniperca chuatsi(Basilewsky)meat

續(xù)表

圖3 鱖魚肌肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)總離子流圖Fig.3 Chromatography of total ion chromatogram of volatile flavor components of siniperca chuatsi(Basilewsky)meat

3 結(jié)論

采用頂空固相微萃取法－氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法分離鑒定了鱖魚肌肉的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)選擇75μm碳分子篩/聚二甲基硅氧烷(CAR－PDMS)纖維頭，于80℃下鱖魚肌肉樣品頂空吸附40min，采用GC－MS對(duì)解析物進(jìn)行分離鑒定，共鑒別出37種揮發(fā)性成分，包括醛、醇、酮、烷烴、烯烴、芳香烴和酚等六類化合物，根據(jù)其風(fēng)味特征可知對(duì)鱖魚肌肉揮發(fā)性風(fēng)味貢獻(xiàn)較大的物質(zhì)有己醛、庚醛、壬醛、1－辛烯－3－醇、2，5－辛二酮等。

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