植物乳桿菌發(fā)酵草魚肉揮發(fā)性成分的變化規(guī)律

裘迪紅，歐昌榮，蘇秀榕，明庭紅

（1.浙江醫(yī)學高等專科學校，浙江 杭州 310053；2.寧波大學海洋學院，浙江 寧波 315211）

植物乳桿菌發(fā)酵草魚肉揮發(fā)性成分的變化規(guī)律

裘迪紅1，歐昌榮2，蘇秀榕2，明庭紅2

（1.浙江醫(yī)學高等專科學校，浙江 杭州 310053；2.寧波大學海洋學院，浙江 寧波 315211）

研究植物乳桿菌發(fā)酵草魚的過程中揮發(fā)性成分變化規(guī)律。利用電子鼻、頂空固相微萃取和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對草魚發(fā)酵不同時間段的揮發(fā)性成分進行分析。結(jié)果表明，電子鼻能夠較好地區(qū)分發(fā)酵不同階段的魚肉樣品的風味，各階段的成分有顯著差異，進一步采用氣相色譜-質(zhì)譜法對不同時間的草魚發(fā)酵樣品中的揮發(fā)性成分進行分析，鑒定出54 種揮發(fā)性物質(zhì)，在發(fā)酵過程中，土腥味的己醛、庚醛等醛類物質(zhì)逐漸減少；蘑菇香味的1-辛烯-3-醇含量逐漸增多，發(fā)酵后期產(chǎn)生了有薄荷香味的丙酮，以及有奶油香味的乙偶姻等增香成分，這和感官評定的結(jié)果一致。

植物乳桿菌；草魚肉；電子鼻；氣相色譜-質(zhì)譜；揮發(fā)性成分

草魚是典型的草食性魚類，魚肉中含有豐富的蛋白質(zhì)，含水量較高，自身帶有較多的微生物和酶，容易腐敗變質(zhì)，且魚肉的腥味較重[1]。研究[2]顯示將乳酸菌用于肉類發(fā)酵，不僅可以抑制病原菌和腐敗菌的生長，同時乳酸菌生長代謝產(chǎn)生的酶類還能促進蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)的分解，提高人體所需的氨基酸、維生素等含量，并且促進產(chǎn)品形成特殊的風味。草魚肉在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性風味成分決定其感官品質(zhì)，分析研究草魚肉的揮發(fā)性風味成分對評價其感官品質(zhì)以及改善草魚發(fā)酵工藝具有非常重要的意義。電子鼻是一種新穎的識別、檢測和分析復雜氣味和大多數(shù)揮發(fā)性成分的儀器[3]，電子鼻具有測定速度快、范圍廣等多項優(yōu)點，目前在肉制品的風味檢測中有較多應用，研究[4]表明，通過電子鼻頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用的手段對魚肉的揮發(fā)性風味成分進行分析有顯著的優(yōu)勢。風味分析的第1步就是從樣品中提取出揮發(fā)性的目標物質(zhì)，將蒸餾提取法與動態(tài)頂空法結(jié)合起來，在蒸餾法充分收集高沸點化合物的同時用動態(tài)頂空法來彌補其難以掌握低沸點化合物的缺點，這樣就可以更全面地反映魚肉中的風味成分，使檢測數(shù)據(jù)更真實準確[5]。風味提取之后利用GC-MS聯(lián)用技術(shù)對提取物中的各種風味成分進行分離、鑒別。目前，這種方法在食品風味研究中起了重要的作用，用在發(fā)酵魚肉的過程控制中也將會起到積極的作用。

本實驗利用電子鼻和GC-MS對發(fā)酵不同階段草魚肉的風味物質(zhì)進行檢測，同時結(jié)合感官評定進一步探索植物乳桿菌發(fā)酵草魚肉的風味變化規(guī)律。為研究魚肉發(fā)酵過程中風味的形成機理打下基礎(chǔ)，為發(fā)酵工藝的改進以及過程控制提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮活草魚（尾質(zhì)量約1 kg） 市購；植物乳桿菌實驗室分離鑒定獲得；MRS肉湯培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基[6]、發(fā)酵培養(yǎng)基[6]。

1.2 儀器與設(shè)備

HWS恒溫恒濕培養(yǎng)箱 寧波江南儀器廠；PL4002電子天平 梅特勒-托利多儀器有限公司；DK-8D電熱恒溫水浴鍋 上海恒溫科技有限公司；65 μm PDMS萃取頭 美國Supelco公司；6890 N/5973 GC-MS聯(lián)用儀美國Agilent公司；RCT2basic加熱磁力攪拌器 日本島津公司；PEN3便攜式電子鼻 德國Airsense公司；電子鼻包含10 個金屬氧化物傳感器陣列，每個傳感器名稱及特點見表1。

表1 PEN3所用傳感器及其性能描述Table1 Sensors used and their main applications in PEN3

1.3 方法

1.3.1 發(fā)酵劑的制備

將篩選出的植物乳桿菌接種至MRS肉湯培養(yǎng)基中，35 ℃搖床培養(yǎng)16 h，活化后以合適接種量接種至種子培養(yǎng)基中，然后轉(zhuǎn)接發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)至菌體濃度約為107～108CFU/mL。

1.3.2 樣品的制備

草魚經(jīng)洗滌、去鱗、除內(nèi)臟、剔骨后，切成小塊（3 cm×3 cm）放入無菌玻璃瓶中，添加質(zhì)量分數(shù)5%食鹽、3%蔗糖在4 ℃條件下腌制4 h后，無菌條件下取植物乳桿菌培養(yǎng)液按魚肉質(zhì)量的8%進行接種，密封后在30 ℃恒溫培養(yǎng)箱中進行發(fā)酵。

1.3.3 電子鼻分析

發(fā)酵過程中每隔4 h用電子鼻檢測樣品魚揮發(fā)性物質(zhì)的變化，稱取2 g樣品魚，放入頂空瓶中密封備用，每個樣品重復測量6 次。

測定條件：由預實驗確定電子鼻的參數(shù)，樣品氣體進樣速率為300 mL/min，載氣速率為300mL/min，測量時間為100 s，因樣品氣味不同，清洗時間為400～1 000 s。

數(shù)據(jù)處理方法：對電子鼻的數(shù)據(jù)主要采用主成分分析（principal component analysis，PCA）、線性判別式分析（linear discriminant analysis，LDA）。

1.3.4 樣品的GC-MS分析

1.3.4.1 頂空固相微萃取

稱取磨碎的4 g樣品，置于15 mL頂空瓶中，60 ℃水浴10 min，將經(jīng)過老化處理過的50/30 μm DVB/CAR/ PDMS萃取頭插入頂空瓶中，60 ℃萃取35 min，20 ℃條件下靜置平衡20 min，迅速將萃取頭置于進樣口解吸5 min，進行GC-MS分析。

1.3.4.2 GC-MS分析條件

GC條件：色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；程序升溫：40 ℃保持2 min，以5/min升至60 ℃，保持2 min，然后以6 ℃/min升至140 ℃，保持2 min，最后以8 ℃/min上升至230 ℃，并保持15 min；采用不分流進樣模式，載氣為He；流速為1 mL/min。

MS條件：離子源溫度200 ℃；電子電離源；電子能量70 eV；接口溫度250 ℃；質(zhì)量掃描范圍33～450 u；掃描時間35 min。

1.3.5 感官評定

采用定量描述性感官評價法，以魚肉氣味的6 個主要風味指標魚腥味、青草味、油脂味、金屬味、泥土味和肉香味為依據(jù)[7]，采用數(shù)字評估法對發(fā)酵不同階段的魚肉中每一種風味指標的氣味強度進行打分。取不同發(fā)酵階段的魚肉2 g，蒸煮20 min后，置于樣品瓶中，樣品溫度保持在60 ℃左右，然后進行感官分析。成立10 人感官小組（5 男5 女），事先對其進行簡單的培訓。對不同發(fā)酵階段每一種風味指標的氣味強度進行打分，取平均值，最后繪制出風味剖面圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 電子鼻對發(fā)酵過程中草魚肉風味物質(zhì)的分析

2.1.1 PCA發(fā)酵不同階段的草魚肉風味成分變化

PCA是將多個指標轉(zhuǎn)化為較少的幾個綜合指標的一種統(tǒng)計分析方法。其將所提取的10 個傳感器的信息進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和降維，并對降維后的特征向量進行線性分類，最后在PCA分析的散點圖上顯示主要的兩維散點圖[8]。它對原來具有信息重疊的多個指標進行線形組合，從而使得這些綜合指標間既互不相關(guān)，同時還能反映原來多指標的信息[9-10]。圖1是采用PCA方法分析不同發(fā)酵階段草魚肉的電子鼻響應值結(jié)果。

圖1 草魚發(fā)酵不同階段的PCA分析Fig.1 PCA analysis for different fermentation stages of grass carp

從圖1可以看出，PC1和PC2貢獻率分別為97.29%和2.48%，總貢獻率為99.77%。草魚肉的揮發(fā)性氣味隨著發(fā)酵時間的變化而變化，且不同發(fā)酵時間的草魚氣味響應值沒有重疊區(qū)域，區(qū)分度較好。沿PC2軸可以看出，隨著發(fā)酵時間的延長，草魚氣味響應值的分布呈現(xiàn)一定的趨勢。究其原因，可能是草魚在發(fā)酵過程中，微生物生長代謝蛋白質(zhì)、糖類、脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)，產(chǎn)生了一些揮發(fā)性成分，如蛋白質(zhì)降解所產(chǎn)生的游離氨基酸是主要呈味物質(zhì)和揮發(fā)性成分的前體物質(zhì)；脂類的水解為脂質(zhì)的氧化提供底物，可以產(chǎn)生對發(fā)酵魚風味具有決定作用的醛、酮、醇類化合物[11]。

2.1.2 LDA發(fā)酵不同階段的草魚肉風味成分變化

LDA是判別樣品所屬類型的一種分析方法，其通過計算未知樣品與各類已知樣品的馬氏距離，且考慮到樣品歸屬的先驗概率，針對每一組樣品計算出一個以原有變量為基礎(chǔ)的線性判別函數(shù)，再將需要進行分類的樣本的相應指標代入判別函數(shù)，然后對未知類型的樣品進行判別分類[12]。LDA更加注重樣品在空間中的分布狀態(tài)及彼此之間的距離分析，將樣品信號數(shù)據(jù)通過運算法則投影到某一方向，使得組與組之間的投影盡可能分開[13-14]。

圖2 草魚發(fā)酵不同階段的LDAFig.2 LDA analysis for different fermentation stages of grass carp

從圖2可以看出，判別式LD1和判別式LD2的貢獻率分別為69.13%和20.90%，兩判別式的總貢獻率為90.03%。隨著發(fā)酵時間的延長，LD1呈現(xiàn)遞增的趨勢，LD2呈先下降后上升的變化趨勢。LDA方法能夠明顯區(qū)分不同發(fā)酵階段的草魚，發(fā)酵前草魚的腥味較重，隨著微生物發(fā)酵產(chǎn)生了醇、醛、酮、揮發(fā)性有機酸等物質(zhì)，形成了獨特的呈味物質(zhì)，從而改善了發(fā)酵魚制品的風味。

2.2 GC-MS進一步對發(fā)酵過程中草魚肉風味成分的分析

利用GC-MS從不同發(fā)酵階段草魚肉中共分離檢測出54 種揮發(fā)性化合物，其中烴類19 種、醇類10 種、醛類7 種、酮類10 種、酯類4 種、酸類2 種以及含氮化合物2 種。表2列出了發(fā)酵不同階段草魚肉中各類揮發(fā)性成分的相對含量。

表2 發(fā)酵不同階段草魚肉中揮發(fā)性成分的相對含量Table2 Relative contents of volatile compounds identifi ed in grass carp during different stages of fermentation

續(xù)表2

2.2.1 揮發(fā)性化合物的變化規(guī)律

2.2.1.1 烷烴類化合物的變化

在草魚肉中檢出的烴類化合物中包括烷烴9 種、烯烴8 種及2 種芳香烴。不同發(fā)酵階段樣品中烴類化合物的相對含量差異較大，種類和相對含量總體上增多。其中S-甲酯硫代己烷的相對含量由0 h的18.33%最終降低到9.15%，2-環(huán)丙基-丙烷的相對含量也由開始的34.02%下降至1.92%。甲亞磺?；妆?、右旋檸烯、4,4-二甲基-1-己烯、1-碘-癸烷、2-異丙基-3-乙烯5 種烴類基本出現(xiàn)的發(fā)酵的前期階段，而3-（1-甲基乙烯基）-氧雜環(huán)丁烷、甲基-環(huán)戊烷、檸檬烯、4-疊氮-庚烷、2,4,4-三甲基-1-戊烯、1-（1,5-二甲基-4-己烯基）-4-甲基苯、6-乙基-2-甲基-癸烷7 種化合物主要出現(xiàn)在發(fā)酵的后期階段。其中，3,5,5-三甲基-2-己烯和S-甲酯硫代己烷是發(fā)酵草魚烴類揮發(fā)性化合物的主要成分。檸檬烯存在于各種魚類、蝦類和頭足類的組織中，具有令人愉快的、新鮮的甜味[15]。

2.2.1.2 醇類化合物的變化

在不同的發(fā)酵草魚樣品中檢測出10 種醇類化合物，其中1-辛烯-3-醇的相對含量最豐富（18.3%～53.35%）且在整個發(fā)酵過程中均能檢出。Iglesias等[16]認為1-辛烯-3-醇是亞油酸在氧化過程中產(chǎn)生氫過氧化物的降解產(chǎn)物，表現(xiàn)出類似蘑菇的香氣，普遍存在于魚類的揮發(fā)性香味物質(zhì)中[17]。反-2-乙基-2-己烯-1-醇、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇、6-十一烷醇等僅在個別樣品中檢出，相對含量也較低。此外除了4-甲基-1-戊醇和（E）-2-辛烯-1-醇這2 種醇類化合物，其他醇類化合物主要在發(fā)酵中后期的樣品中檢出。發(fā)酵草魚中醇類化合物的相對總含量由發(fā)酵初期的18.30%上升到最終的50.06%。

2.2.1.3 醛類化合物變化

在檢出的醛類化合物中包括4 種飽和醛和3 種烯醛。己醛幾乎在整個發(fā)酵階段都可檢出，其相對含量是其他醛類化合物的幾十倍。在發(fā)酵16 h的樣品中檢出的醛類物質(zhì)最多，而在發(fā)酵末期未檢出醛類化合物。己醛、庚醛、壬醛等直鏈的飽和醛在各種火腿、香腸等發(fā)酵制品中也可檢出[18-19]，己醛、庚醛等醛類物質(zhì)被認為是淡水魚肉土腥味的主要成分，壬醛具有強烈的甜橙氣息，它作為低閾值醛類，可能會對魚肉氣味產(chǎn)生重要影響[20]。2,4-癸二烯醛也是魚肉腥味的主要成分之一[17]，經(jīng)發(fā)酵后其全部脫除。（E,E）-2,4-壬二烯醛為低閾值醛類，呈現(xiàn)出果香、青草和明顯的脂肪香氣[21]，有雞湯香味。魚類中的甜香和類植物香主要來自于揮發(fā)性羰基化合物，其中醛類物質(zhì)閾值低且相對含量高，所以對風味貢獻較大。

2.2.1.4 酮類化合物的變化

酮類是水產(chǎn)品風味物質(zhì)重要的組成部分，一般呈現(xiàn)果香味或奶油味。不同發(fā)酵時間的草魚中檢測出的飽和酮僅有丙酮、2-庚酮和2-辛酮，其余均為不飽和酮。不飽和酮對發(fā)酵魚的特征風味具有重要作用。在檢測出的酮類化合物中4-亞甲基-2-酮和3,3-二甲基-酮出現(xiàn)在發(fā)酵前期，發(fā)酵后期未有檢出。其中，2,3-辛二酮的相對含量較高，約9.44%～13.36%。發(fā)酵后期產(chǎn)生了少量丙酮，其具有薄荷香味。酮類化合物主要出現(xiàn)在發(fā)酵16～20 h的時段，對魚肉中甜的花香及果香風味有貢獻，并隨著碳鏈的增加產(chǎn)生更強的花香特征[22]。

2.2.1.5 酯類化合物變化

酯類物質(zhì)一般是由發(fā)酵或者脂質(zhì)代謝生成的羧酸和醇酯化后的產(chǎn)物[23]，酯類化合物主要在發(fā)酵前中期的樣品中被檢出，分別為2,2-二甲基-1-丙醇苯甲酸酯、（三氟甲基）-氨基甲酸-1,1-二甲基乙酯、十三酸二甲酯和正己酸乙烯酯4 種化合物。其中十三酸二甲酯和（三氟甲基）-氨基甲酸-1,1-二甲基乙酯的相對含量較高，分別為4.03%和3.89%。酯類化合物是一種良好的風味物質(zhì)，乳酸菌活動過程中可形成酯類，且少量的酯類物質(zhì)即可產(chǎn)生明顯的香氣。

2.2.1.6 其他化合物的變化

其他化合物包括酸類化合物和含氮化合物均有2 種，其中酸類化合物出現(xiàn)在發(fā)酵后期，而含氮化合物出現(xiàn)的發(fā)酵初期和末期，兩者相對含量均不高。含氮化合物中的乙偶姻是一種令人愉快的香味物質(zhì)，具有奶油、脂肪、白脫樣香氣，高度稀釋后有令人愉快的奶香氣。

2.2.2 各種揮發(fā)性化合物的相對含量分析

草魚發(fā)酵過程中產(chǎn)生的主要揮發(fā)性成分有烴、醇、醛、酮、酯、酸及含氮化合物7 類，但不同發(fā)酵階段樣品中各類物質(zhì)的相對含量和數(shù)量有明顯的差異，結(jié)果見圖3。

圖3 發(fā)酵不同階段草魚肉中各類揮發(fā)性成分的相對含量Fig.3 Relative contents of chemical classes of volatile compounds in grass carp during different stages of fermentation

由圖3可以看出，烴類和醇類化合物是發(fā)酵草魚中相對含量最豐富的揮發(fā)性成分，相對含量分別為19.07%～53.70%和18.30%～57.39%。同時，發(fā)酵不同階段草魚中烴類和醇類的相對含量差異明顯，發(fā)酵12 h樣品中烴類物質(zhì)的相對含量最少，發(fā)酵4 h時最多；醇類物質(zhì)是在未發(fā)酵樣品中最少，在發(fā)酵12 h樣品中最多。醛類化合物的相對含量為2.43%～48.90%，酮類物質(zhì)的相對含量為1.58%～18.04%。酮是醛進一步氧化的結(jié)果，所以發(fā)酵草魚中酮類化合物的相對含量與醛類物質(zhì)的相反，發(fā)酵20 h樣品中的醛類物質(zhì)相對含量最少，而酮類物質(zhì)的相對含量最多；未發(fā)酵樣品中醛類物質(zhì)相對含量最多，而酮類物質(zhì)相對含量最少。此外，酯類化合物、酸類化合物及含氮類化合物的相對含量都較少。

2.2.3 揮發(fā)性風味物質(zhì)相對含量、種類與組織蛋白酶及胞外酶活力的相關(guān)性分析

表3 揮發(fā)性風味物質(zhì)相對含量與酶活力的相關(guān)性分析Table3 Correlation analysis of the contents of volatile fl avor substances and enzyme activities

從表3可以看出，組織蛋白酶活力與烴類、醇類、酮類、酸類物質(zhì)相對含量呈正相關(guān)，與醛類、酯類以及含氮類物質(zhì)相對含量呈負相關(guān)，且與醛類物質(zhì)顯著性負相關(guān)（P＜0.05）；胞外蛋白酶活力與醛類和酯類物質(zhì)相對含量呈正相關(guān)，與其他物質(zhì)呈負相關(guān)，其相關(guān)性均不顯著；胞外脂肪酶活力與醛類和酯類物質(zhì)相對含量呈正相關(guān)，且與醛類物質(zhì)的相關(guān)性顯著（P＜0.05），與其他物質(zhì)相對含量呈負相關(guān)，相關(guān)性不顯著。由表4可知，組織蛋白酶活力與烴類、醇類、酮類、酸類和含氮類物質(zhì)種類呈正相關(guān)，與醛類和酯類物質(zhì)種類呈負相關(guān)，其中與醇類物質(zhì)種類相關(guān)性極顯著（P＜0.01），與酮類物質(zhì)種類相關(guān)性顯著（P＜0.05）；胞外蛋白酶活力與醛類、酯類種類呈正相關(guān)，與其他物質(zhì)種類呈負相關(guān)，相關(guān)性不顯著；胞外脂肪酶活力與醛類、酯類種類呈正相關(guān)，而與其他物質(zhì)種類呈負相關(guān)，其中與烴類物質(zhì)種類呈顯著負相關(guān)（P＜0.05）。

表4 揮發(fā)性風味物質(zhì)種類與酶活力的相關(guān)性分析Table4 Correlation analysis of the species of volatile fl avor substances and enzyme activities

2.3 感官評定

圖4 不同發(fā)酵階段草魚肉風味剖面圖Fig.4 Flavor profi les of fermented grass carp at different stages of fermentation

通過風味刨面感官分析法對發(fā)酵不同階段草魚肉的揮發(fā)性風味進行整體評價。圖4結(jié)果表明，隨著發(fā)酵時間的延長，草魚肉氣味的主要特征及強度都在發(fā)生變化。發(fā)酵初期草魚肉具有非常強烈的魚腥味，當發(fā)酵時間延長到8 h時，魚腥味的氣味強度降到中等強度，20 h時魚腥味已經(jīng)很弱。發(fā)酵前魚肉中幾乎識別不出青草味，因為它被強烈的魚腥味、泥土味和油脂味所掩蓋；發(fā)酵時間不斷延長，魚肉中的青草味也越來越容易被識別，當發(fā)酵16 h時，魚肉的青草味已經(jīng)達到中等強度。隨著發(fā)酵時間的變化，魚肉中泥土味和油脂味的氣味強度的變化很相似，起初的氣味都很強烈，慢慢隨著發(fā)酵變得越來越弱，發(fā)酵終點時泥土味和油脂味都已經(jīng)很弱。魚肉中金屬味隨著發(fā)酵的進行慢慢變?nèi)?，由最初的中等強度變?yōu)楹苋?。相反，發(fā)酵草魚的肉香味不斷增強，當發(fā)酵12 h，肉香味由一開始很弱變?yōu)橹械葟姸?，發(fā)酵終點時魚肉的肉香味很強。

魚肉的香味是在受熱過程中產(chǎn)生的，生肉除了魚腥味、金屬味和淡淡的咸味外無任何熟肉的誘人香味[24]。受熱時，魚肉中的香味前體物質(zhì)發(fā)生分解、氧化、還原等化學反應，所產(chǎn)生的各種揮發(fā)性香味物質(zhì)共同作用形成肉的特殊香味[25]。發(fā)酵前的草魚由于脂肪含量高，含有較多的腥味物質(zhì)，這主要與脂肪分解后產(chǎn)生的短鏈的醛、酮等腥味物質(zhì)有關(guān)，代表物質(zhì)有3-己烯醛、三甲胺、2,4-庚二烯醛、六氫吡啶、2,4-壬二烯醛等[26]。體現(xiàn)青草味的主要物質(zhì)有己醛，來自于α-6不飽和脂肪酸。對于油脂味貢獻較大的物質(zhì)有順-4-庚烯醛、辛醛、2-壬烯醛和2,4-壬二烯醛，它們來自于多不飽和脂肪酸氧化，是肉制品中構(gòu)成各種氧化風味的重要來源[27]。另外，1,5-辛二烯-3-酮、辛醛、3-甲基-1-丁醛等多次被報道與水產(chǎn)品中的金屬味有關(guān)。熟魚肉的肉香味的重要成分是含硫化合物，主要來自含硫氨基酸或不飽和脂肪酸，主要物質(zhì)有4-甲基-4-巰基-2-戊酮、二甲基三硫、二甲基二硫、2-甲基-3-巰基呋喃等[28]。

3 討 論

魚類的風味主要由它們的嗅感香氣和鮮味共同組成，其中嗅感香氣由揮發(fā)性含香化合物構(gòu)成，鮮味由非揮發(fā)性滋味活性物質(zhì)構(gòu)成[29]。新鮮的魚類非常容易腐敗，其肉香味可能會因自溶作用或被微生物破壞，或者生成新的化合物掩蔽了魚體原有的香氣。很多人認為所有魚類都有魚腥味，其實不然，非常新鮮的活魚具有優(yōu)美的芳香，而通過商業(yè)渠道得到的魚類芳香和新鮮的風味已基本喪失。所以，在實驗和生產(chǎn)中應盡量選擇新鮮的魚類，以保證產(chǎn)品的最終質(zhì)量。

發(fā)酵前的草魚由于生長在池塘或湖泊中，含有較重的土腥味[30]，這也是制約淡水魚加工利用的重要原因之一。添加發(fā)酵菌種后，魚肉的風味發(fā)生很大變化，青草味和肉香味增強，而魚腥味、泥土味等減弱。在整個發(fā)酵過程中，烴類化合物的相對含量差異較大，種類和相對含量總體上升。醇類化合物的總相對含量由發(fā)酵初期的18.30%上升到最終的50.06%。由于草魚肉中醇類物質(zhì)相對含量高會掩蓋其他風味物質(zhì)的揮發(fā)檢測，故在檢測之前最好采用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)掉過多的水分和醇，使得能夠檢測出更多的風味成分。魚類中的甜香和類植物香主要來自于揮發(fā)性羰基化合物，其中醛類物質(zhì)閾值低且含量高，所以對風味貢獻較大。發(fā)酵后期的魚肉樣品中檢測出一定量的酸類物質(zhì)，這是由于乳酸桿菌和酵母菌的代謝分解產(chǎn)生的。隨著發(fā)酵時間的延長，微生物代謝產(chǎn)生的酸類會與醇類物質(zhì)進一步反應生成酯類等芳香物質(zhì)。酮類化合物主要出現(xiàn)在發(fā)酵16～20 h的時段，對魚肉中甜的花香及果香風味有貢獻，并隨著碳鏈的增加產(chǎn)生更強的花香特征。酮是醛進一步氧化的結(jié)果，所以發(fā)酵草魚中酮類化合物的相對含量與醛類物質(zhì)相反。酯類化合物是一種良好的風味物質(zhì)，乳酸菌活動過程中可形成酯類，且少量的酯類物質(zhì)即可產(chǎn)生明顯的香氣。

在發(fā)酵草魚風味的形成中，組織蛋白酶和胞外脂肪酶起主要作用，胞外蛋白酶作用較弱。組織蛋白酶活力與醛類物質(zhì)相對含量呈顯著性負相關(guān)，與醇類物質(zhì)種類正相關(guān)極顯著，與酮類物質(zhì)種類正相關(guān)顯著；胞外脂肪酶活力與醛類物質(zhì)相對含量呈顯著正相關(guān)，而與烴類物質(zhì)種類呈顯著負相關(guān)。

魚肉中的脂類經(jīng)胞外脂肪酶的水解形成游離脂肪酸，其中不飽和脂肪酸因含有雙鍵而易于發(fā)生氧化生成過氧化物，進一步分解生成醛類等揮發(fā)性化合物。己醛具有青草味，與具有風味活性的低分子碳鏈醛類物質(zhì)共同構(gòu)成魚體的整體腥味。

LDA法能夠明顯區(qū)分不同發(fā)酵階段的草魚肉風味變化情況，這和韓嬌嬌等[31]的分析結(jié)果一致，但是，電子鼻只能區(qū)分各階段的變化情況，要具體了解各階段的物質(zhì)成分，結(jié)合GC-MS可以從不同發(fā)酵階段草魚肉中分離檢測出各種揮發(fā)性化合物。

[1] 王磊, 劉學軍. 草魚肉發(fā)酵香腸的發(fā)酵工藝研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2011, 32(2): 172-173.

[2] CAPLICE E, FITZGERALD G F. Food fermentation: role of microorganisms in food production and preservation[J]. International Fournal of Food Microbiology, 1999, 50(1/2): 131-149.

[3] 潘磊慶, 唐琳, 詹歌, 等. 電子鼻對芝麻油摻假的檢測[J]. 食品科學, 2010, 31(20): 318-319.

[4] 王霞, 黃健, 蘇秀榕, 等. 電子鼻結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析黃鰭金槍魚肉的揮發(fā)性成分[J]. 食品科學, 2012, 33(12): 268-272.

[5] 姜琳琳. 魚肉中揮發(fā)性風味物質(zhì)的研究進展[J]. 漁業(yè)現(xiàn)代化, 2007, 34(5): 54-56.

[6] 張娟. 產(chǎn)彈性蛋白酶芽孢桿菌的選育及發(fā)酵條件的優(yōu)化[D]. 成都:四川農(nóng)業(yè)大學, 2007: 11.

[7] 吳薇, 顧賽麒, 陶寧萍. 熟制刀魚肉揮發(fā)性風味輪廓研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2013, 34(6): 163-166.

[8] 王鏡巖, 朱圣庚. 生物化學: 上[M]. 北京: 高等教育出版社, 2002: 355-363.

[9] DUTTA R, KASHWANK R, BHUYAN M, et al. Electronic nose based tea quality standardization[J]. Neural Networks, 2003, 16(5/6): 847-853.

[10] LABRECHE S, BAZZO S, CADE S, et al. Shelf life determination by electronic nose: application to milk[J]. Sensors and Actuators B: Chemical, 2005, 106(1): 199-206.

[11] 李應華, 蘇巧艷. 發(fā)酵香腸中乳酸菌的應用研究[J]. 肉類加工, 2009(5): 21-22.

[12] 黃燕, 吳平. SAS統(tǒng)計分析及應用[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2006: 315.

[13] 唐曉偉, 張萬清, 耿利華, 等. 電子鼻評價甜瓜成熟度及風味的研究[J].中國農(nóng)學通報, 2010, 26(21): 75-80.

[14] 胡桂仙, 王俊, 海錚, 等. 不同儲藏時間柑橘電子鼻檢測研究[J]. 浙江農(nóng)業(yè)學報, 2006, 18(6): 458-461.

[15] 朱清順, 柏如發(fā). 養(yǎng)殖中華絨鰲蟹風味品質(zhì)比較研究[J]. 中國農(nóng)學通報, 2008, 24(3): 463-468.

[16] IGLESIAS J, MEEDINA I, BIANCHI F, et al. Study of the volatile compounds useful for the characterisation of fresh and frozen-thawed cultured gilthead sea bream fish by solid-phase microextraction gas chromatography mass spectrometry[J]. Food Chemistry, 2009, 115(4): 1473-1478.

[17] 王磊, 劉學軍. 草魚肉發(fā)酵香腸的發(fā)酵工藝研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2011, 32(2): 172-173.

[18] 章建浩, 朱健輝, 王莉, 等. 干腌火腿品級風味品質(zhì)指標分析研究[J].食品科學, 2005, 26(9): 95-100.

[19] 要萍, 喬發(fā)東, 閏紅, 等. 宣威火腿揮發(fā)性成分的分離與鑒定[J]. 食品科學, 2004, 25(2): 146-150.

[20] 藺佳良, 廖芳芳, 蘇秀榕, 等. 中華絨螯蟹不同部位揮發(fā)性物質(zhì)的研究[J]. 核農(nóng)學報, 2014, 28(2): 259-269.

[21] 張華. 反式-2-烯醛類化合物和反-2,4-二烯醛類化合物在香精中的應用[J]. 香精香料化妝品, 2006(2): 30-34.

[22] CHUNG H. Aroma extract dilution analysis of volatile compounds from crab meat[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1994, 42(12): 2867-2870.

[23] CHEN Dewei, ZHANG Min. Analysis of volatile compounds in Chinese mitten crab[J]. Journal of Food and Drug Analysis, 2010, 14(3): 297-300.

[24] 莫樹平, 林嘉慧, 柏建玲, 等. 肉制品中的風味物質(zhì)及其分析方法[J].中國調(diào)味品, 2007(1): 25-30.

[25] 張曉鳴. 食品風味化學[M]. 北京: 中國輕工業(yè)出版社, 2009: 155-181.

[26] 黃駱鐮, 黃克, 肖如武. 水產(chǎn)品腥味物質(zhì)形成機理的研究進展[J]. 廣東化工, 2009(9): 146-161.

[27] MOTTRAM D S. Flavor formation in meat and meat products: a review[J]. Food Chemistry, 1998, 62(4): 415-424.

[28] 沙希迪, 李潔. 肉制品與水產(chǎn)品的風味[M]. 北京: 中國輕工業(yè)出版社, 2001: 6-17.

[29] SHAHIDI E. 肉制品與水產(chǎn)品的風味[M]. 李潔, 朱國斌, 譯. 北京:中國輕工業(yè)出版社, 2001: 117.

[30] 陳俊卿, 王錫昌. 項空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法分析白鰱魚中的揮發(fā)性成分[J]. 質(zhì)譜學報, 2005, 26(2): 76-80.

[31] 韓嬌嬌, 裘迪紅, 宋紹華. 電子鼻檢測植物乳桿菌發(fā)酵草魚中的風味物質(zhì)[J]. 食品科學, 2012, 33(10): 208-211.

Changes in Volatile Flavor Components of Grass Carp Meat during Fermentation by Lactobacillus plantarum

QIU Dihong1, OU Changrong2, SU Xiurong2, MING Tinghong2
(1. Zhejiang Medical College, Hangzhou 310053, China; 2. School of Marine Sciences, Ningbo University, Ningbo 315211, China)

To explore the changes in volatile fl avor components during the fermentation of grass carp meat by Lactobacillus plantarum. The volatile compounds of fermented grass carp at different times were analyzed by electronic nose and headspace solid-phase micro-extraction combined with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The results revealed that electronic nose could obviously distinguish the flavor differences among fermented grass carp at different stages, and there was obvious difference in the fl avor components among these samples. Moreover, the volatile constituents of the grass carp samples fermented for different times were further analyzed by GC-MS, 54 volatile compounds being identified. During the fermentation process, the soily and fishy odor compounds including hexanal, heptanal and other aldehydes gradually decreased, while the mushroom fl avor compound, 1-octene-3-alcohol, gradually increased. In the later stage of fermentation, acetone responsible for mint aroma and other aroma components such as acetoin contributing to butter fl avor were produced. The GC-MS results were consistent with those of sensory analysis.

Lactobacillus plantarum; grass carp; electronic nose; gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS); volatile components

TS254.4

A

1002-6630（2015）20-0174-07

10.7506/spkx1002-6630-201520033

2015-01-13

浙江醫(yī)學高等?？茖W?？蒲谢痦椖浚?015B05）；國家自然科學基金面上項目（31271890）

裘迪紅（1966—），女，教授，博士，研究方向為食品營養(yǎng)與衛(wèi)生。E-mail：qiudihong@nbu.edu.cn