固相微萃取-氣質聯用法測定鱸魚風干成熟工藝過程中的揮發(fā)性化合物變化

劉昌華，王 艷，章建浩*，張迎陽

(南京農業(yè)大學食品學院，國家肉品質量與安全控制工程技術研究中心，教育部肉品加工與質量控制重點實驗室，農業(yè)部農畜產品加工與質量控制重點開放實驗室，江蘇 南京 210095)

鱸魚作為我國高檔淡水魚品種之一，其養(yǎng)殖量每年都在增加；鱸魚肉質較嫩，脂肪含量較高，且骨刺較少，適宜進行深加工。我國不同地區(qū)風魚制作基本采用腌制風干工藝，如腌臘魚、風干武昌魚、風干鱸魚。風味是食品重要的品質指標，腌臘制品以其獨特的臘香風味深受廣大消費者喜愛，產品可接受度主要取決于產品滋味和風味兩個方面，揮發(fā)性化合物組成和含量對產品獨特風味有重要影響[1]。水產品脂肪含量較高，且不飽和脂肪酸含量較高，加工過程中易分解氧化[2]，脂肪酶將脂肪分解為脂肪酸，在魚的腌制和風干過程中，魚肉中的脂肪產生揮發(fā)性的脂肪酸及脂肪酸降解所產生的低級醛、酮和脂肪酸甲酯等化合物[3]，促進產品風味的形成，因此一般認為由脂肪氧化生成的揮發(fā)性化合物在水產品風味形成的過程中有重要作用[4-5]。

通過借鑒金華火腿的現代風干成熟工藝，控制風干成熟溫度來激活肌肉內源酶活力，調控脂質分解氧化的速率，達到加快脂質分解氧化速度和改善或提高風味品質，同時有效降低脂肪氧化指標的目的，即在保證傳統腌臘制品衛(wèi)生安全的基礎上，有效提高產品的品質特性。本實驗以鱸魚為原料，研究原料腌制、風干過程中揮發(fā)性風味化合物組成及含量變化情況，并分析鑒定風魚加工工藝過程中主體風味物質，討論脂質分解氧化情況對揮發(fā)性風味化合物的影響，探究風魚加工過程中風味化合物的變化規(guī)律，以期為新產品的規(guī)模化開發(fā)提供一種新的工藝技術支持和強有力的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮鱸魚(約500g/條)市售，宰殺清洗加入適量料酒，瀝干，4℃條件下冷卻。任意抽取3條鱸魚作為原料對照組進行分析測定，剩余鱸魚用2.5g/100g(肌肉)的食鹽，采用干腌方式在4℃、相對濕度85%～90%條件下腌制2d；然后在控溫控濕培養(yǎng)箱中按照表1中工藝參數風干成熟。分別于主要工藝點隨機抽取3條鱸魚樣品，取肌肉將其切碎、混勻，用不透光真空袋真空包裝，－18℃條件下冷藏備用。

表 1 風魚加工過程中的取樣工藝點Table 1 Sampling points during the processing of dry-cured fish

1.2 儀器與設備

SPX-250型恒溫恒濕箱 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠；DSQⅡ型氣質聯用儀 美國Thermo公司；AS2000自動樣器SPME裝置(配手動進樣手柄及75μm碳分子篩/聚二甲基硅氧烷(CAR/PDMS)萃取頭) 美國Supelco公司；HJ-3型恒溫磁力攪拌器 江蘇金壇國華儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 揮發(fā)性風味物質的提取

樣品于室溫下迅速剪成1～2mm大小的顆粒，取魚肉15.0g立即裝于萃取瓶(15cm×1cm)中，采用靜態(tài)頂空固相微萃取(headspace-solid phase microextraction，HSSPME)方法進行風味成分的提取。聚二甲基硅氧烷CAR/PDMS萃取頭插入密封的萃取瓶內，萃取頭暴露在瓶內樣品上部的頂空中，于60℃萃取40min。

1.3.2 風味成分的鑒定

利用氣相色譜-質譜聯用儀(gas chromatograph-mass spectrometer-computer，GC-MS)進行風味成分分析。氣相色譜條件：毛細管柱為DB-5MS(60m×0.32mm，lμm)；載氣為氦氣；進樣口溫度280℃，采用不分流進樣模式，不分流時間2min；柱流速1mL/min；解吸3min；采用階段式程序升溫：初始溫度40℃保持4min；第一升溫階段從40℃至90℃，保持1min，升溫速率6℃/min；第二階段從90℃至230℃，升溫速率10℃/min；最后于230℃保留6min。

質譜條件：電子電離源(electron ionization，EI)；發(fā)射電流200μA；電子能量70eV；接口溫度250℃；離子源溫度200℃；質量掃描范圍m/z 33～450；檢測電壓350V。

定性方法：利用計算機比較樣品和標準譜庫的質譜數據進行成分鑒定，以相似指數(similar index)和反相似指數(reverse similar index)均大于800作為定性依據。

定量方法：相對百分含量按峰面積歸一化法計算。

1.3.3 鱸魚風干過程中的感官評定對鱸魚風干工藝過程中的色澤、香味、異味、硬度、干燥度5個指標進行感官評定。

1.3.4 數據統計分析

利用Origin 8.0作圖，用SAS 8.2統計軟件進行方差分析，不同平均值之間利用Fisher’s最小顯著差異法(Fisher’s least significant difference，LSD)進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 鱸魚風干成熟工藝過程中揮發(fā)性成分含量的變化

圖 1 鱸魚風干成熟工藝過程中主要揮發(fā)性化合物的相對含量Fig.1 Relative content change of volatile compounds in dry-cured perch during processing

鱸魚風干成熟工藝過程中檢出的揮發(fā)性化合物有醇類、醛類、酮類、酯類、烴類、含硫類化合物及呋喃類化合物，含硫及呋喃類化合物相對含量較低且種類很少。鱸魚風干成熟工藝前后各類揮發(fā)性成分的相對含量發(fā)生了明顯的變化(圖1)，原料魚肉中烴類化合物是含量最豐富的揮發(fā)性成分，相對含量高達42.24%，經過腌制風干成熟后其相對含量顯著減少，成品中含量為9.22%；在原料魚肉和腌制結束時的魚肉中酯類化合物含量相對較低，風干成熟過程中酯類化合物含量因溫度升高，醇和酸發(fā)生酯化反應，含量升高；酮類化合物含量在腌制結束時達到13.37%，風干后期酮類化合物含量均無明顯變化；醇類化合物相對含量在腌制前后變化不大(約27%)，在風干過程中揮發(fā)性風味化合物相對含量逐漸減少，最終成品中僅有5.68%。鱸魚腌制前后，魚肉中醛類化合物的相對含量均較低(16.76%～25.68%)，風干成熟過程中，隨著溫度升高、時間延長，脂質氧化促進了醛類物質大量生成，產品中的醛類物質含量高達58.72%，并成為風魚中最主要的揮發(fā)性成分。由上述分析可知，由上述分析可知，在鱸魚風干成熟過程中，魚肉中的不飽和烴、醇等物質逐漸被氧化分解而生成醛、酯類化合物，其中醛是主要產物，同時生成酯類物質，最終促進風魚特征風味的形成，即風魚特征風味的形成主要發(fā)生在風干成熟階段。

圖 2 鱸魚風干成熟工藝過程中主要揮發(fā)性成分化合物種類的變化Fig.2 Content change of volatile compounds in dry-cured perch during processing

從圖2可以看出，鱸魚風干過程中，烴類、醇類和醛類化合物種類較多，酯類和酮類化合物種類數量隨著工藝時間的延長不斷增加；原料加工前的成分大多是由烴類、醇類和醛類化合物組成的，而腌制后魚肉中酯類化合物種類增加，說明腌制能促使魚肉中揮發(fā)性物質和前體向風魚的特征風味物質轉化。酯類、酮類和醛類化合物的種類在腌制、風干過程中明顯增加，后期趨于穩(wěn)定，醇類化合物種類在風干過程也明顯增加，從而導致鱸魚中揮發(fā)性成分的總體數量在加工后明顯增多，有利于產品風味的形成。

2.2 鱸魚風干成熟工藝過程中揮發(fā)性風味化合物變化的分析

由表2可知，鱸魚肌肉中檢出的揮發(fā)性風味成分主要為64種，其中在原料魚肉中檢測到33種風味化合物，在干腌結束后增加至42種，最終產品中檢出55種。檢出的64種揮發(fā)性成分中，包括醛類15種、醇類20種、酮類7種、酯類7種、烴類15種。醇類風味化合物種類最多，其次是醛類和烴類。在鱸魚風干結束后產品含有55種風味成分中，與原料中成分相比新增加風味化合物22種，其中醛類5種、醇類8種、酮類3種、酯類5、烴類1種。

醛類化合物的風味閾值低，可能對產品風魚風味的形成發(fā)揮了重要作用[6]。檢出的揮發(fā)性風味成分中醛類化合物是最主要的揮發(fā)性風味化合物，且風味閾值通常比其他化合物的閾值低，具有脂肪香味[7]，對風魚整體風味有重要貢獻。一般認為3～4個碳原子的醛具有強烈的刺激性風味，5～9個碳原子的醛具有油香、脂香風味，分子質量較高的醛具有橘子皮似的風味[8]，如辛醛和壬醛具有鮮青草氣味，2-己烯醛具有蘋果花香味[9]，而支鏈醛則具有愉快的甜味或水果特征味-甲基丁醛具有干果味、奶酪味和咸味[10]。戊醛、己醛、庚醛、辛醛和壬醛作為鱸魚肌肉中主要的揮發(fā)性飽和醛類，可能對最終產品的風味有重要作用。己醛是亞油酸氧化的基本產物，與脂肪氧化關系密切，腌制階段鱸魚肌肉中脂肪氧合酶(lipoxygenase，LOX)活性增加，促進LOX催化亞油酸底物氧化，因此風干初期己醛含量迅速增加。到風干后期LOX活性下降，氧化亞油酸速度下降，己醛含量變化也趨于平緩，說明脂質氧化對產品風味化合物積累有重要影響，己醛為產品中含量最高的揮發(fā)性成分，其閾值較低，并具有清香青草氣味，對產品風味的產生有重大貢獻。風干1d時的樣品中檢出了少量的2,2-二甲基-4-戊烯醛、5-甲基己醛等不飽和醛類，多種烯醛被檢出，因為其感官閾值低于飽和醛類，對產品風味也起著較重要的作用；另一種含量較高的芳香醛-苯甲醛具有令人愉快的堅果香和水果香，為海鮮中重要的揮發(fā)性風味物質[11]。

醇類與醛類相比，具有較高的閾值，一般不會對產品風味產生很大影響。但不飽和醇類是鱸魚風干成熟過程中主要的醇類化合物，可能對風味產生一定的影響。鱸魚風干加工初期乙醇含量較高，可能是與腌制時添加了料酒有關，料酒一方面抑制微生物的生長[12]，另一方面促進產品風味的形成。實驗發(fā)現腌制結束醇類化合物種類明顯增加，說明添加料酒促進了醇類風味化合物的形成。原料中含量較豐富的乙醇、1-丁醇、1-辛烯-3-醇、1-壬烯-3-醇等醇類化合物在風干成熟過程中明顯下降，可能是參與了成酯反應而被消耗；1-庚醇、苯乙醇、1-辛烯-3-醇、2-辛烯醇在風干結束時含量明顯增加。原料與腌制后的魚肉中檢出的主要是不飽和醇，不飽和醇的化學性質不穩(wěn)定，在鱸魚風干工藝過程中易進一步轉化為其他物質。鱸魚風干工藝過程中檢出的碳鏈較長直鏈醇及一些不飽和醇往往具有某種獨特的香味，如l-辛烯-3-醇有蘑菇香味，苯乙醇具有花香味且它們的風味閾值較低，所以醇類化合物對風魚風味的形成也具有重要作用[13]。

酮類化合物是脂肪酸氧化的最終產物，是典型的

風味物質。酮類一般由脂肪分解、氧化或其進一步反應生成。酮類物質的閾值高于其同分異構體醛，對風味貢獻相對較小。但是不飽和酮是動物特征風味的來源。在鱸魚的整個風干成熟工藝過程中均能檢測到2-庚酮，風干過程中不飽和酮種類及含量明顯增加，它們一般具有典型的動物油脂味[14]，是風魚揮發(fā)性風味的重要組成部分。2-庚酮相對含量在腌制結束時明顯增加，干燥過程中呈下降趨勢，其中2-庚酮是含量最豐富的酮類化合物，2-庚酮是亞油酸的一種氧化產物，提供了“藍莓味”；(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮具有很強的揮發(fā)性[14]，可能來自脂肪降解、糖類物質代謝或蛋白質分解，賦予熟肉以黃油的特性；上述2種酮作為酮類化合物中的最強氣味劑[15]，對產品的特征風味可能起較大作用。

表 2 鱸魚風干成熟工藝過程中揮發(fā)性化合物相對含量的變化Table 2 Relative content change of volatile compounds in dry-cured perch during processing%

酯類會賦予食品一種香甜的果香。鱸魚原料肉中僅檢出乙酸乙酯和乙酸羅勒烯酯2種酯，其中乙酸乙酯在加工過程中含量逐漸增加，而乙酸羅勒烯酯含量逐漸減少。腌制結束時魚肉中可檢出少量的己酸戊烯酯、丁酸丁酯、乙酸芳梓酯和乙酸香葉草酯。風干后期鱸魚中檢出了鄰苯二甲酸二乙酯。酯類化合物種類和相對含量在腌制、風干成熟工藝過程中增加，后期趨于平穩(wěn)。酯類化合物是酸和醇經酯化而成，一般而言，短鏈酸形成的酯具有水果香味[16]，而長鏈酸形成的酯具有輕微的油脂味，故認為酯類對風魚風味的形成也做出了貢獻。

各種烷烴(C6～C19)廣泛存在于魚肉的揮發(fā)物中，但由于它們閾值較高，對食品的整體風味貢獻較小。在鱸魚風干成熟工藝過程中檢出的烴類化合物中，飽和烷烴有4種，不飽和烷烴11種。鱸魚腌制風干成熟工藝過程中均能檢測到甲苯、己烷、對二甲苯、(3-甲基丁基)-環(huán)氧乙烷4種揮發(fā)性烴，其中甲苯、對二甲苯、(3-甲基丁基)-環(huán)氧乙烷3種揮發(fā)性烴相對含量在加工過程中均呈下降趨勢。腌制結束時烯烴類風味化合物含量增加，如2-甲基-1-戊烯，但烯烴的化學性質不穩(wěn)定易氧化，因此產品中的烯烴化合物明顯減少。

2.3 鱸魚風干過程中感官評定結果

表 3 鱸魚風干過程中感官評定結果Table 3 Changes in sensory characteristics of dry-cured fish during processing

由表3可知，肌肉顏色經歷了灰白、淺白到淺黃色并帶有透明感的變化，香味從新鮮魚的清香到腌后黃酒味到產品濃郁的臘香味；魚腥味在風干過程中逐漸消失；硬度從松軟變?yōu)閳詫?，干燥度從潮濕變?yōu)楦伤瑘詫?。感官分析表明，最后的產品具有明顯的傳統風魚的特征。鱸魚風干工藝過程中感官評定結果與GC-MS的分析結果和鱸魚風干成熟工藝過程中主要揮發(fā)性風味物質成分含量的變化趨勢基本一致，由此可見，鱸魚加工過程中主要風味物質是構成其整體風味特性的基礎，因此可以作為衡量風味品質的指標。

3 結 論

3.1 鱸魚腌制風干成熟過程中共鑒定出64種揮發(fā)性化合物，主要揮發(fā)性風味成分可歸類為：醛類、醇類、酮類、酯類、烴類5類化合物，其中醛類15種、醇類20種、酮類7種、酯類7種、烴類15種。

3.2 鱸魚腌制風干成熟工藝過程中隨著肌肉氧化程度增加，醛、酮、酯類揮發(fā)性風味化合物含量均不斷升高，烴類和醇類化合物的含量不斷降低，其中烯醛、不飽和醇和不飽和酮類化合物成為主要的風味化合物。

3.3 通過分析討論揮發(fā)性成分對風魚產品整體特征風味的可能貢獻，初步認定己醛、2-甲基-4-戊烯醛、2-已烯醛、2-辛烯醛、苯甲醛、1-辛烯-3-醇、2-庚酮、(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮等風味化合物為風魚的重要揮發(fā)性風味物質。

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