不同溫度條件下草魚(yú)肉揮發(fā)性成分的檢測(cè)

施文正，陳青云，尤其嘉，王錫昌*

（上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海 201306）

不同溫度條件下草魚(yú)肉揮發(fā)性成分的檢測(cè)

施文正，陳青云，尤其嘉，王錫昌*

（上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海 201306）

采用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜分析不同溫度條件下草魚(yú)背肉揮發(fā)性風(fēng)味成分。固相微萃取-氣相色譜操作條件：采用65 μm PDMS/DVB萃取頭，萃取時(shí)間40 min；色譜條件采用程序升溫：柱初溫40 ℃，保持2 min，以4 ℃/min升至160 ℃，而后以10 ℃/min升至250 ℃，保持5 min。經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜分析檢測(cè)，草魚(yú)背肉在30、45、60、80、95 ℃分別確定出23、43、52、68、74種揮發(fā)性成分；隨著溫度的升高，草魚(yú)背肉揮發(fā)性成分的種類也隨之增多，醇類、醛酮類、烴類及芳香族等化合物的相對(duì)含量有明顯變化；80 ℃與95 ℃檢測(cè)到的揮發(fā)性成分大部分差異不顯著，可以認(rèn)為代表熟魚(yú)肉的風(fēng)味特征。揮發(fā)性成分中的1-己醇、1-辛烯-3-醇、己醛、2,3-辛二酮及其他飽和醛通常被認(rèn)為對(duì)水產(chǎn)品風(fēng)味有較大影響，當(dāng)溫度變化時(shí)，含量變化也較大。

溫度；草魚(yú)肉；氣質(zhì)聯(lián)用儀；揮發(fā)性成分

我國(guó)淡水資源豐富，淡水魚(yú)產(chǎn)量已連續(xù)十幾年居世界首位，但是淡水魚(yú)特殊的風(fēng)味很難被一部分人群接受，使其加工與消費(fèi)受到了嚴(yán)重地制約[1]。加熱是人們食用魚(yú)肉的最常見(jiàn)的加工方式，而對(duì)其引起的魚(yú)肉風(fēng)味的變化則研究較少。加熱對(duì)魚(yú)肉的風(fēng)味有較大的影響，溫度升高會(huì)使魚(yú)肉中酶活性降低并失活，蛋白質(zhì)、脂肪等大分子物質(zhì)降解，使草魚(yú)肉的風(fēng)味產(chǎn)生變化。固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜（solid phase micro-extraction-gas chromatography-mass spectrometry，SPME-GC-MS）法[2-8]是目前研究食品中揮發(fā)性成分的主要方法，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)控制SPME的萃取溫度，得到不同溫度條件下草魚(yú)肉的揮發(fā)性風(fēng)味成分，進(jìn)而采用GC-MS對(duì)揮發(fā)性成分進(jìn)行分離和定性定量分析，不僅可以豐富魚(yú)肉風(fēng)味化學(xué)的理論知識(shí)，還可以為淡水魚(yú)的加工利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

草魚(yú)購(gòu)于上海市果園農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，所選體質(zhì)量為2.5～3.0 kg/尾，采用重?fù)纛^部致死（暈）后去頭，取草魚(yú)背肉，－18℃凍藏備用。

1.2 儀器與設(shè)備

固相微萃取頭（選用聚二甲基硅氧烷/二乙烯苯（polydimethylsiloxane/divinylbenzene，PDMS/DVB），涂層厚度65 μm） 美國(guó)Supelco公司；GC 6890氣相色譜- MS5975質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)Agilent公司；HP-5MS彈性毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備方法

準(zhǔn)確稱取經(jīng)攪碎的草魚(yú)肉2.5 g，并加入2.5 mL 0.18 g/mL NaCl溶液，勻漿后置于含有微型攪拌子的15 mL頂空瓶中。

1.3.2 頂空固相微萃取條件

采用65 μm PDMS/DVB萃取頭，萃取溫度分別選取30、45、60、80℃和95℃，萃取時(shí)間均為40 min，磁力攪拌選用中速（500～700 r/min）。

1.3.3 色譜條件

采用程序升溫[9]：柱初溫40℃，保持2 min，后以4℃/min升至160℃，然后以10℃/min升至250℃，保持5 min；進(jìn)樣口溫度：250℃；解吸溫度：250℃；解吸時(shí)間：5 min；模式進(jìn)樣：不分流；載氣（He）流量：1.0 mL/min。

1.3.4 質(zhì)譜條件

傳輸線溫度：280℃；離子源溫度：230℃；四極桿溫度：150℃；電子能量：70eV；質(zhì)量掃描范圍m/z 35～350。

1.4 數(shù)據(jù)處理

GC-MS數(shù)據(jù)處理由Xcalibur軟件系統(tǒng)完成，草魚(yú)肉揮發(fā)性成分通過(guò)NIST 02和Wiley質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)定性確認(rèn)；采用面積歸一化法求得各成分在不同樣品的揮發(fā)性成分中的相對(duì)含量；在方差分析的基礎(chǔ)上，利用最小顯著差數(shù)法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多重比較，分析加熱溫度對(duì)草魚(yú)肉揮發(fā)性成分的影響[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度條件下草魚(yú)肉揮發(fā)性成分總離子流圖

不同溫度條件下草魚(yú)背肉揮發(fā)性成分的GC-MS色譜圖如圖1所示。

圖1 不同溫度條件下草魚(yú)背肉揮發(fā)性成分總離子流圖Fig.1 TIC of volatile compounds in the dorsal meat at different extraction temperatures

2.2 不同加熱條件下草魚(yú)肉揮發(fā)性成分的分析

表1為不同溫度條件下草魚(yú)肉的揮發(fā)性成分分析結(jié)果[8,11-14]，30、45、60、80、95℃條件下草魚(yú)肉揮發(fā)性成分分別有23、43、52、68、74種，隨著溫度的升高，揮發(fā)性成分中醇類含量快速下降，芳香族及其他類含量急劇上升，醛酮類總量略有增加；相對(duì)含量變化較大的有1-己醇（從45℃時(shí)的15.06%下降到95℃時(shí)的0.58%）和1-辛烯-3-醇（從18.85%下降到4.99%）等；醛酮類中，低分子質(zhì)量的醛含量下降，高分子質(zhì)量的飽和醛增加，不飽和醛和酮類變化不明顯；烴類及其他中檢出化合物大量增加，由于這些物質(zhì)閾值較高，對(duì)風(fēng)味只是起到協(xié)同作用的影響。

為了更明確溫度對(duì)草魚(yú)背肉揮發(fā)性成分的影響，對(duì)草魚(yú)肉中含量較高或閾值很小的主要揮發(fā)性成分進(jìn)行方差分析（最小顯著差數(shù)法）比較，結(jié)果見(jiàn)表1，結(jié)果表明，這些主要揮發(fā)成分都差異顯著，更進(jìn)一步說(shuō)明溫度對(duì)草魚(yú)背肉的揮發(fā)性成分有很大影響。由方差分析結(jié)果可知，80℃和95℃檢測(cè)到的草魚(yú)肉主要揮發(fā)性成分大都差異不顯著，說(shuō)明80℃與95℃加熱后草魚(yú)風(fēng)味差別很小，即80℃以上加熱40 min后草魚(yú)基本為熟草魚(yú)。

表1 不同加熱溫度條件下草魚(yú)肉揮發(fā)性成分分析結(jié)果Table 1 Volatile compounds detected in dorsal meat at different extraction temperatures

續(xù)表1

一般情況下，由于醇類化合物的閾值比較高，除非濃度很高，否則對(duì)食品的風(fēng)味貢獻(xiàn)不大[15-17]。通過(guò)表1可知，在30、45、60、80、95℃條件下，萃取得到的醇類化合物分別占揮發(fā)性物質(zhì)總含量的29.44%、40.87%、30.54%、16.94%、12.77%。除了30℃之外，其余溫度條件下的醇類揮發(fā)性物質(zhì)總含量隨溫度的升高而下降。在不同溫度條件下，1-辛烯-3-醇和1-己醇的含量都很高，這兩種化合物的含量同樣也是隨溫度的升高而下降。由于1-辛烯-3-醇的閾值為1×10-6，相對(duì)較小，與醛類接近[18-19]，且其在草魚(yú)肉中相對(duì)含量較高，由此推測(cè)，1-辛烯-3-醇對(duì)草魚(yú)的風(fēng)味貢獻(xiàn)較大。碳原子數(shù)大于8的醇（表1中從3-壬烯-1-醇、1-十八醇等）在溫度相對(duì)較低（低于60℃）時(shí)未檢測(cè)到，溫度升高后卻檢測(cè)到這些醇類，應(yīng)當(dāng)是隨溫度升高，草魚(yú)肉中蛋白質(zhì)、脂肪等大分子降解所產(chǎn)生。

與醇類相比，醛酮類化合物的閾值較低，因此其對(duì)肉風(fēng)味的形成有著較為重要的作用[20-22]。由表1可知，在30、45、60、80、90℃時(shí)，醛酮類化合物分別達(dá)到66.86%、55.30%、57.81%、57.52%、59.56%。在醛酮類化合物含量上，除30℃外，其他溫度間差別較小。但是在檢測(cè)出的醛酮類化合物的種類及相對(duì)含量上卻有較大差別，例如一些分子質(zhì)量較小的化合物在45℃時(shí)檢出，如庚烯醛、2,4-庚二烯醛、3-辛烯-2-酮等，隨著溫度升高，醛類發(fā)生氧化或脂肪降解生成，超過(guò)60℃后未檢出；另外一些分子質(zhì)量較大，碳原子數(shù)超過(guò)10個(gè)的醛酮類化合物卻只在溫度較高時(shí)檢出，如正十八醛、9-十八碳烯醛、10-十八碳烯醛等，這在45℃和95℃之間表現(xiàn)的最明顯。在所有萃取溫度中，醛酮類化合物中占主要地位的化合物均為己醛、2,3-辛二酮、壬醛等，并且隨溫度升高所占的百分比呈下降趨勢(shì)，特別是己醛，在30℃時(shí)，其含量達(dá)到了43.84%，95℃時(shí)含量只有7.20%。因此推測(cè)碳原子數(shù)低于10個(gè)的醛酮對(duì)生草魚(yú)肉的風(fēng)味貢獻(xiàn)較大，而碳原子數(shù)超過(guò)10個(gè)的醛酮對(duì)熟草魚(yú)肉的風(fēng)味有貢獻(xiàn)。

芳香族類與烴類等具有較高的閾值[18-19]，在溫度不高時(shí)，含量也較少，因此對(duì)草魚(yú)肉的風(fēng)味貢獻(xiàn)也較小。當(dāng)溫度升高到60℃以上時(shí)，此類化合物含量隨溫度升高明顯增加，80℃和95℃時(shí)相差不大。因此此類化合物應(yīng)當(dāng)是溫度升高后，脂肪、蛋白質(zhì)等大分子熱降解所產(chǎn)生的，對(duì)熟草魚(yú)肉的風(fēng)味形成有較大貢獻(xiàn)。除30℃外，其他溫度條件下都檢測(cè)到2-戊基呋喃，被認(rèn)為對(duì)肉制品的整體風(fēng)味有較大貢獻(xiàn)[22]。

2.3 溫度對(duì)草魚(yú)背肉揮發(fā)成分總有效面積影響

不同溫度草魚(yú)背肉揮發(fā)性成分有效峰面積的比較見(jiàn)圖2，可以看出，隨著溫度的升高，草魚(yú)肉的揮發(fā)性成分有效峰面積先增加再減小，大約在60℃左右達(dá)到最大，可能是雖然隨著溫度的升高，魚(yú)肉的整體揮發(fā)性成分增加，但是萃取頭受溫度影響吸附的物質(zhì)卻減少，因此當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，利用SPME技術(shù)得到的揮發(fā)性成分有效峰面積達(dá)到最大，然后下降或維持在一定量；由于溫度對(duì)所有物質(zhì)影響是都存在的，因此SPME萃取到的物質(zhì)也在一定程度上準(zhǔn)確、真實(shí)地反映了該溫度條件下草魚(yú)肉的揮發(fā)成分。

圖2 溫度對(duì)草魚(yú)背肉揮發(fā)性成分有效峰面積的影響Fig.2 Total area of volatile components in dorsal meat at different extraction temperatures

3 結(jié) 論

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出以下結(jié)論：1）隨著溫度的升高，在草魚(yú)背肉的揮發(fā)性物質(zhì)中，醇類的含量下降，醛酮類化合物的含量也隨之下降，但烴類和芳香族類化合物的含量則隨溫度的升高而升高。2）隨著溫度的升高，檢出的化合物也越多。草魚(yú)背肉在30、45、60、80、95℃時(shí)分別確定出23、43、52、68、74種揮發(fā)性成分。3）溫度在30℃時(shí)，檢測(cè)到的草魚(yú)背肉的揮發(fā)性物質(zhì)更多的表現(xiàn)生魚(yú)肉的風(fēng)味。表現(xiàn)草魚(yú)新鮮風(fēng)味的醇類和醛類占大多數(shù)，代表魚(yú)新鮮程度的化合物如1-己醇、1-辛烯-3-醇、己醛、2,3-辛二酮等在揮發(fā)性物質(zhì)的總量中占有很大一部分。溫度為45℃和60℃時(shí)，草魚(yú)肉開(kāi)始由生魚(yú)肉向熟魚(yú)肉過(guò)渡。溫度在80℃和95℃時(shí)，草魚(yú)肉中的揮發(fā)性物質(zhì)代表熟魚(yú)肉的風(fēng)味，其中一些高分子的飽和醛含量明顯增加，如2-十二烯醛、正十二醛、正十六醛等。另外還有一部分烴類和芳香族類的化合物也是從無(wú)到有，如2,4-二甲基苯乙烯、十八烷、二十烷等。

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Effect of Solid-Phase Microextraction Temperature on the Determination of Volatile Compounds of Grass Carp Meat

SHI Wen-zheng, CHEN Qing-yun, YOU Qi-jia, WANG Xi-chang*
(Shanghai Engineering Research Center of Aquatic-product Processing & Preservation, College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

In this work, the volatile compounds of grass carp meat were extracted and concentrated by headspace solid phase micro-extraction (HS-SPME) and identif ed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The optimum operating conditions for the HS-SPME method were determined as follows: extraction for 40 min using a 65 μm PDMS/DVB SPME f ber at different temperatures; the initial column temperature was set at 40 ℃ for 2 min and programmed to increase to 160 ℃at a rate of 4 ℃/min, then to 250 ℃ at a rate of 10 ℃/min and kept at 250 ℃ for 5 min. The results of GC-MS analysis showed that 23, 43, 52, 68 and 74 volatile compounds were detected in dorsal meat of cultured grass carp extracted at 30, 45, 60, 80 and 95 ℃, respectively. Moreover, it was found that with increasing extraction temperature, the number of volatile compounds identified from grass carp meat and the contents of alcohols, aldehydes, ketones, aromatic and hydrocarbon compounds were signif cantly altered. The volatile compounds detected at 80 and 95 ℃ were not signif cantly different, which may represent the f avor characteristics of cooked grass carp meat. 1-Hexanol, 1-octen-3-ol, hexanal, 2,3-octanedione and other saturated aldehydes are generally considered to be mainly responsible for the f avor aquatic products. We found that the contents of these compounds considerably changed with temperature.

temperature; grass carp meat; gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS); volatile compounds

TS254.4

A

1002-6630（2014）04-0066-05

10.7506/spkx1002-6630-201404014

2013-04-25

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（31171764）；上海海洋大學(xué)博士啟動(dòng)基金項(xiàng)目（110201）；上海市科委工程中心建設(shè)項(xiàng)目（11DZ2280300)；上海市高校知識(shí)服務(wù)平臺(tái)項(xiàng)目（ZF1206）

施文正（1975—），男，副教授，博士，研究方向?yàn)樗a(chǎn)品加工、食品風(fēng)味。E-mail：wzshi@shou.edu.cn

*通信作者：王錫昌（1964—），男，教授，博士，研究方向?yàn)槭称窢I(yíng)養(yǎng)與風(fēng)味。E-mail：xcwang@shou.edu.cn