不同產(chǎn)地蝦醬風(fēng)味特征及差異分析

趙洪雷，尹一鳴，陳義瑩，徐永霞*，趙佳美，李學(xué)鵬，勵建榮

1(渤海大學(xué)實(shí)驗管理中心，遼寧 錦州，121013)2(渤海大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 錦州，121013)

蝦醬(shrimppaste)是以毛蝦等小型蝦類為原料經(jīng)腌制、搗碎、發(fā)酵而制成的黏稠醬狀食品，其味道鮮美，風(fēng)味獨(dú)特，富含游離氨基酸及不飽和脂肪酸等營養(yǎng)物質(zhì)[1-2]。蝦醬是我國沿海以及新加坡、馬來西亞、泰國等東南亞地區(qū)常用的調(diào)味料之一，是居民飲食中的佐餐佳品，蝦醬以其豐富的營養(yǎng)和獨(dú)特的風(fēng)味，深受消費(fèi)者的喜愛[3-4]。風(fēng)味是決定蝦醬等水產(chǎn)調(diào)味品品質(zhì)的重要因子，明確蝦醬中風(fēng)味物質(zhì)的組成是風(fēng)味調(diào)控與保持的基礎(chǔ)。蝦醬的發(fā)酵過程是一個復(fù)雜的變化，原料在微生物和酶的共同作用下，通過分解蛋白質(zhì)和脂肪等基質(zhì)，產(chǎn)生多肽、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)以及醛、酮、醇、吡嗪、含硫類等多種小分子風(fēng)味化合物，對最終蝦醬產(chǎn)品的風(fēng)味和品質(zhì)起到?jīng)Q定性的作用[5-6]。

我國傳統(tǒng)蝦醬以廣東、山東和福建等地生產(chǎn)規(guī)模較大，僅廣東省每年的蝦醬產(chǎn)量就達(dá)1萬t左右，占全國年產(chǎn)的30%以上[7]。另外，在我國遼寧、天津、江浙、貴州等地也有部分蝦醬生產(chǎn)。我國生產(chǎn)蝦醬的原料十分豐富，主要有毛蝦、蜢子蝦、太平洋磷蝦和糠蝦等，由于原料小蝦、發(fā)酵環(huán)境以及加工工藝等的差異，各地生產(chǎn)的蝦醬都具有其獨(dú)特的風(fēng)味品質(zhì)和口感[7]，其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組成亦有差異，但目前關(guān)于蝦醬的風(fēng)味特征，尤其是不同產(chǎn)地蝦醬的風(fēng)味差異鮮見報道。本文以遼寧錦州、廣東廣州、山東威海以及安徽蕪湖4個產(chǎn)地的蝦醬為研究對象，采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對不同產(chǎn)地蝦醬中揮發(fā)性物質(zhì)的組成進(jìn)行分析，并結(jié)合主成分分析法對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，以期明確不同蝦醬的主體風(fēng)味物質(zhì)，為蝦醬產(chǎn)地區(qū)分、品質(zhì)評價和質(zhì)量控制提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蝦醬具體信息見表1，其中蝦醬I由錦州筆架山食品有限公司提供，其他3種蝦醬均購于錦州大潤發(fā)超市。

表1 蝦醬的產(chǎn)地及主要蝦種Table 1 Original regions and kinds of shrimp sauce

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent 7890N/5975氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent公司；手動SPME進(jìn)樣器、DVB/CAR/PDMS萃取頭(50/30 μm)、20 mL頂空鉗口樣品瓶，美國Supelco公司；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，鄭州長城科工貿(mào)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

準(zhǔn)確稱取5.0 g蝦醬樣品于頂空瓶中，加入5 mL去離子水和磁力攪拌子，壓緊瓶蓋后于55 ℃磁力攪拌器中加熱平衡15 min，用已活化好的萃取頭頂空萃取40 min，然后將萃取頭插入GC進(jìn)樣口，于250 ℃解吸5 min。每個樣品重復(fù)試驗3次。

1.3.2 氣相色譜-質(zhì)譜條件

氣相色譜條件：HP-5MS毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm ×0.25 μm)；載氣為He，流速1.0 mL/min；不分流模式進(jìn)樣，進(jìn)樣口溫度為250 ℃；程序升溫：40 ℃ 保持3 min，然后以3 ℃/min 升溫至120 ℃，再以5 ℃/min 升溫至240 ℃，保持5 min。

質(zhì)譜條件：色譜-質(zhì)譜接口溫度為280 ℃，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃；電離方式EI，電子能量70 eV；質(zhì)量掃描范圍為30-550 u。

1.4 數(shù)據(jù)分析

揮發(fā)性物質(zhì)的定性分析主要通過Nist 11譜庫檢索及結(jié)合相關(guān)資料分析，確定其化學(xué)組成。采用峰面積歸一化法進(jìn)行定量分析。利用SPSS 19.0軟件對不同蝦醬中的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同產(chǎn)地蝦醬中主要揮發(fā)性物質(zhì)分析

4個產(chǎn)地蝦醬中鑒定出的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組成及其相對含量如表2所示，蝦醬Ⅰ中檢出38種風(fēng)味化合物，蝦醬Ⅱ40種，蝦醬Ⅲ35種，蝦醬Ⅳ39種，主要包括醇、醛、酮、酸、酯、吡嗪、吡啶、含硫類和烴類化合物等。

表2 不同產(chǎn)地蝦醬中揮發(fā)性物質(zhì)的相對含量Table 2 Relative content of volatile compounds in shrimp sauce from different habitats

續(xù)表2

類別保留時間/min編碼化合物名稱閾值/(μg·kg-1)相對百分含量/%蝦醬Ⅰ蝦醬Ⅱ蝦醬Ⅲ蝦醬Ⅳ酮類20.52K342-十一酮5.5[20]--0.75-24.68K35香葉基丙酮60[17]0.520.200.241.1825.56K36β-紫羅蘭酮0.007[22]0.150.23-0.3925.73K372-十三酮20[24]0.19--0.5229.92K384',6-二甲基-2-羥基苯乙酮---2.17酸類3.77Ac39乙酸22 000[25]0.270.790.65-4.88Ac40丙酸20 000[17]-0.37--6.70Ac41丁酸240[17]-1.31-0.4235.39Ac42棕櫚油酸-0.29--35.78Ac43棕櫚酸10 000[17]-0.68-1.5035.92Ac44十五烷酸-0.11--酯類12.34Es45羧酸苯甲酯42.210.09--12.64Es46乙酸苯酯0.12---13.56Es47異丁酸異戊酯-0.20--14.05Es48甲酸辛酯---3.1133.98Es49鄰苯二甲酸二丁酯-0.07--36.40Es50十六酸乙酯>2 000[17]--0.01-含硫類4.64S51二甲基二硫1.1[20]1.279.3727.111.507.66S522-甲基-3-呋喃硫醇5×10-30.070.35--7.84S532,4-二甲基噻吩--0.47-8.67S542,5-二甲基噻吩--3.19-10.73S55二甲基三硫0.1[20]2.3523.540.4711.7910.87S562-巰基-4-苯基噻唑0.32---12.31S572-乙?；邕?0[22]--0.76-15.11S58二丙基二硫醚--0.60-15.70S59二甲硫基甲烷1.123.30--16.52S602-乙酰-5-甲基噻吩-0.08--18.05S613-甲氧基苯硫酚-0.05--18.36S62二甲基四硫醚0.103.00-0.4919.12S635-甲基噻唑0.16---20.03S644-甲氧基茴香硫醚-0.07--26.61S65雙(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚2×10-5[17]0.23---吡嗪類8.97P662,5-二甲基吡嗪1 800[17]-0.690.90-13.49P672-甲基-5-異丙基吡嗪-0.09--14.30P683-乙基-2,5-甲基吡嗪0.4[26]0.8910.434.142.3414.53P692,3,5,6-四甲基吡嗪100[26]1.11---19.63P702-甲基-3-丙基吡嗪0.15---烯烴類10.08Alke71莰烯--7.07-10.98Alke72β-蒎烯140[17]--0.61-12.65Alke73D-檸檬烯10[22]-0.13--13.62Alke74γ-松油烯1 000[27]--0.30-17.06Alke75(E)-5-十二烯--0.18-17.82Alke761,3-環(huán)辛二烯0.330.28-1.3124.24Alke77γ-欖香烯--0.30-24.97Alke78香樹烯--0.37-25.34Alke791-十六烯---0.25胺類2.67Am80三甲胺2.4[22]-0.22--5.27Am813,5-二羥基苯甲酰胺-0.07--13.03Am824-乙基苯胺-0.10--14.42Am83環(huán)己甲胺---0.1425.66Am842-噻吩甲胺-0.21--9.02O852-乙基吡啶6 000[28]-0.02-0.28其他類11.52O862,4,6-三甲基吡啶15.9126.1828.5723.8320.88O87吲哚140[17]1.702.30-13.1120.90O881-乙酰吲哚---0.3926.36O895-氨基-1-乙基吡唑---0.76

不同產(chǎn)地蝦醬中風(fēng)味成分種類和相對含量均有一定的差異，主要的共性成分有乙醇、2-乙基己醇、苯甲醛、苯乙醛、苯乙酮、香葉基丙酮、二甲基二硫、二甲基三硫、3-乙基-2,5-甲基吡嗪和2,4,6-三甲基吡啶等，其中產(chǎn)自廣東廣州、山東威海和安徽蕪湖的蝦醬中相對含量最高的揮發(fā)性成分均為2,4,6-三甲基吡啶，而產(chǎn)自遼寧錦州的蝦醬中相對含量最高的揮發(fā)性成分是甲酸苯酯。

醇類是蝦醬中主要的揮發(fā)性物質(zhì)之一，共檢測到12種醇類化合物，其中蝦醬Ⅲ中檢出的醇類種類最多，相對含量也最大，占總揮發(fā)性成分的22.48%，其次是蝦醬Ⅰ(22.11%)。乙醇是檢測到含量最高的醇類物質(zhì)，在蝦醬Ⅰ中相對含量高達(dá)20.57%，在蝦醬Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ中含量分別為11.46%、11.76%和12.5%。2-乙基己醇在蝦醬Ⅲ中含量較高，此物質(zhì)曾在低值蝦醬中檢出[2]。1-辛烯-3-醇是亞油酸的降解產(chǎn)物，具有蘑菇香氣和草香味，僅在蝦醬Ⅱ和蝦醬Ⅳ中檢出，且相對含量較低；苯乙醇在Ⅰ和Ⅱ蝦醬中檢出，具有蜂蜜香和玫瑰花香，李瑩等[5]曾在錦州筆架山蝦醬中檢測到。醇類主要是由脂肪酸氧化酶作用于多不飽和脂肪酸衍生而來的[8]，其中不飽和醇類閾值較低，是賦予蝦醬肉香味、蘑菇味和溫和油脂味的主要物質(zhì)[9-10]。

醛類物質(zhì)主要由不飽和脂肪酸氧化產(chǎn)生，因其閾值很低，在發(fā)酵水產(chǎn)品風(fēng)味特征中起重要作用[11]。蝦醬中共檢出14種醛類物質(zhì)，其中蝦醬Ⅳ中相對含量最大(11.42%)，其次是蝦醬Ⅰ(8.23%)。苯甲醛和苯乙醛具有令人愉快的杏仁香、水果香等風(fēng)味[12]，在不同產(chǎn)地蝦醬中均檢出，且相對含量較高，可能是蝦醬中的特征風(fēng)味化合物。3-甲基丁醛在蝦醬Ⅰ和Ⅳ中檢出，此物質(zhì)曾在熟蝦和蟹中檢測到[11]；(E)-2-辛烯醛僅在蝦醬Ⅰ中檢出，壬醛在蝦醬Ⅰ和Ⅲ中檢出，這些醛類化合物的存在賦予了蝦醬堅果香、青香和瓜果香等風(fēng)味。3-甲硫基丙醛具有肉香和馬鈴薯香[13]，僅在蝦醬Ⅰ中檢出，可能是區(qū)別于其它蝦醬的特征風(fēng)味之一。酮類物質(zhì)閾值遠(yuǎn)高于其同分異構(gòu)體的醛，但由于具有獨(dú)特的清香和果香味，可能對蝦醬風(fēng)味有一定的增強(qiáng)作用[14]。蝦醬中共檢出12種酮類物質(zhì)，其中蝦醬Ⅳ中檢出9種，相對含量高達(dá)11.56%，其他3種蝦醬中檢出的酮類相對含量較低。3-辛酮具有水果微帶薰衣草的氣味，僅在蝦醬Ⅱ中檢出；香葉基丙酮有果香味、蠟味和木香味，在4個產(chǎn)地蝦醬中均檢出，其中蝦醬Ⅳ中含量最高，達(dá)到1.18%；2-庚酮具有梨香味，在蝦醬Ⅰ中未檢出；2-壬酮具有焦糖香和脂肪味，上述這些酮類物質(zhì)都曾在錦州白蝦蝦醬中檢測到[5]。

廣東廣州產(chǎn)的蝦醬Ⅱ中檢出6種酸類物質(zhì)，占總揮發(fā)性成分的3.55%，主要有乙酸、丙酸和丁酸等，其中乙酸可能是在蝦醬生產(chǎn)過程中乙醇氧化或微生物發(fā)酵而成。在其他蝦醬中檢測到的酸類較少，說明酸類物質(zhì)可能是蝦醬Ⅱ中特有的風(fēng)味物質(zhì)。酯類化合物是由低級飽和脂肪酸和飽和脂肪醇形成的酯，據(jù)報道，酯類對蝦醬風(fēng)味的形成也有一定的貢獻(xiàn)[2]。在蝦醬中共檢測到6種酯類物質(zhì)，蝦醬Ⅰ和Ⅱ中均檢出甲酸苯酯，其中蝦醬Ⅰ中含量最高，達(dá)到42.21%，蝦醬Ⅱ中檢出的含量很少，而其他2種蝦醬中均未檢出。

含硫類化合物也是蝦醬中主要的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)之一，共檢出15種，其中蝦醬Ⅱ中含量最高(39.77%)，其次是蝦醬Ⅲ(32.6%)、蝦醬Ⅳ(13.78%)，蝦醬Ⅰ中含量最低(5.62%)。4種蝦醬中均檢測到二甲基二硫和二甲基三硫，且相對含量較高，其中蝦醬Ⅲ中二甲基二硫含量高達(dá)27.11%，蝦醬Ⅱ中二甲基三硫含量最高(22.86%)，其次是蝦醬Ⅳ(11.79%)。二甲基二硫和二甲基三硫主要呈現(xiàn)蔬菜香、洋蔥香，徐丹萍等[15]曾在發(fā)酵泡菜中檢測到這類物質(zhì)，可能是發(fā)酵類食品的特征風(fēng)味物質(zhì)。

吡嗪類物質(zhì)是脂肪氧化產(chǎn)物參與美拉德反應(yīng)的產(chǎn)物，主要呈現(xiàn)肉香味和烤香味，據(jù)報道，吡嗪類既是醬類的特征性風(fēng)味物質(zhì)，也是新鮮蝦肉中主要的風(fēng)味物質(zhì)，可以賦予蝦醬濃香的發(fā)酵味和新鮮蝦味[10,16]。蝦醬中共檢測到5種吡嗪類化合物，其中蝦醬Ⅱ中含量最高(11.21%)，其次是蝦醬Ⅲ(5.04%)。4種蝦醬中均檢出3-乙基-2,5-甲基吡嗪，其在蝦醬Ⅲ中含量高達(dá)10.43%，此物質(zhì)曾在錦州筆架山蝦醬中檢出[5]。2,3,5,6-四甲基吡嗪僅在蝦醬Ⅰ中檢出，其具有堅果香、可可和咖啡味[17]。

烴類物質(zhì)可能來源于脂肪酸中烷氧自由基的均裂，由于閾值較高，對整體風(fēng)味貢獻(xiàn)較小。在蝦醬Ⅲ中檢出的烯烴類種類最多，含量也最高(8.84%)，而其他3種蝦醬中檢出的很少。烯烴類化合物可在一定條件下形成醛和酮，是產(chǎn)生蝦醬腥味的潛在因素[18]。蝦醬中檢測到的胺類物質(zhì)種類較少，含量也較低，但對蝦醬風(fēng)味的形成有一定的影響，使其具有腥味和氨味[19]，其中蝦醬Ⅱ中檢出4種胺類物質(zhì)，包括三甲胺等，蝦醬Ⅰ和Ⅲ中未檢出。其他類物質(zhì)包括吲哚和吡啶等，其中2,4,6-三甲基吡啶在4種蝦醬中均檢出，且相對含量較高，可能是蝦醬中獨(dú)特的風(fēng)味物質(zhì)。吲哚在鮮蝦醬中檢出的含量最高，可能是其特征風(fēng)味物質(zhì)，由于其閾值較低，對蝦醬風(fēng)味有一定的貢獻(xiàn)。

2.2 主成分分析

通過SPME-GC-MS法在蝦醬中共檢測到89種揮發(fā)性物質(zhì)，但含量高的成分不一定能代表這種蝦醬典型氣味的主成分，因此采用主成分分析法對檢出的揮發(fā)性物質(zhì)(不包括烴類)進(jìn)行分析，從而反映出不同產(chǎn)地蝦醬揮發(fā)性成分組成的差異。表3是經(jīng)主成分分析得到的特征值和特征向量。由表3可知，第1成分的貢獻(xiàn)率為38.358%，第2成分的貢獻(xiàn)率為33.036%， 第3成分的貢獻(xiàn)率為28.606%，3個成分的累計貢獻(xiàn)率達(dá)到100%，能夠反映樣品的整體信息，故取這3個主成分作為數(shù)據(jù)分析的有效成分。

表3 3個主成分的特征值及貢獻(xiàn)率Table 3 Eigenvalues of 3 principal components and their contribution and cumulative contribution

圖1 不同產(chǎn)地蝦醬揮發(fā)性成分主成分分析載荷圖Fig.1 PCA load diagram of volatile compounds of the shrimp sauce from different habitats

圖1所示為 3種主成分的載荷圖。由圖1-a可以看出，Ac39，P68，S60，S61，S64，P67，Ac40，Ac42，Ac44，Am80，Am81，Am82，Am84、Es47，Es49等與第1主成分高度正相關(guān)，這些物質(zhì)分別為乙酸，3-乙基-2,5-甲基吡嗪，2-甲基-5-異丙基吡嗪，2-乙酰-5-甲基噻吩，3-甲氧基苯硫酚，4-甲氧基茴香硫醚，丙酸，棕櫚油酸，十五烷酸，三甲胺，3,5-二羥基苯甲酰胺，4-乙基苯胺，2-噻吩甲胺，異丁酸異戊酯，鄰苯二甲酸二丁酯。K36，Ac43，Alc3，S55，O87，Ac41，O85，K27，Ald15，Ald26，K38，Alc11等與第2主成分高度正相關(guān)，這些物質(zhì)分別為β-紫羅蘭酮，棕櫚酸，1-辛 烯-3-醇，二甲基三硫，吲哚，丁酸，2-乙基吡啶，2-庚 酮，(E)-2-已烯醛，十六醛，4',6-二甲基-2-羥基苯乙酮，異胡薄荷醇。由圖1-b可以看出Alc8，O86，Alc5，Alc4，S53，S54，S57，Alc7，Alc9，Alc10，Alc12等在第3主成分上有較高的載荷，這些物質(zhì)分別為4-萜烯醇，2,4,6-三甲基吡啶，芳樟醇，2-乙基己醇，2,4-二甲基噻吩，2,5-二甲基噻吩，2-乙?；邕颍琢蚧淄?，2-茨醇，α-松油醇，(R)-3,7-二甲基-6-辛烯醇，β-桉葉醇。

將各特征向量數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后，各主成分得分如表4所示。由表4可知，蝦醬Ⅱ與第1主成分的相關(guān)性最大，蝦醬Ⅳ與第2主成分的相關(guān)性較大，蝦醬Ⅲ與第3主成分的相關(guān)性較大，由此可說明，第1主成分代表了產(chǎn)自廣東廣州的蝦醬Ⅱ，第2主成分代表了產(chǎn)自安徽蕪湖的蝦醬Ⅳ，第3主成分代表了產(chǎn)自山東威海的蝦醬Ⅲ。不同產(chǎn)地蝦醬揮發(fā)性物質(zhì)組成不同，其中廣東廣州產(chǎn)的蝦醬中揮發(fā)性物質(zhì)主要是含硫類、吡嗪和酸類，安徽蕪湖產(chǎn)的蝦醬中揮發(fā)性物質(zhì)主要是醛、酮類和其他類化合物，山東威海產(chǎn)的蝦醬中揮發(fā)性物質(zhì)主要是醇類和含硫類化合物。

表4 標(biāo)準(zhǔn)化后的主成分得分Table 4 Principal component scores after standardization

3 結(jié)論

采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)結(jié)合主成分分析法分析不同產(chǎn)地蝦醬的風(fēng)味特征，共檢測出89種揮發(fā)性風(fēng)味成分，其中醛類、醇類、含硫類、吡嗪和吡啶等物質(zhì)含量較高。產(chǎn)自廣東廣州的蝦醬中揮發(fā)性物質(zhì)以含硫類、吡嗪和酸類化合物為主，特征風(fēng)味物質(zhì)主要是乙酸，3-乙基-2,5-甲基吡嗪，2-甲基-5-異丙基吡嗪，2-乙酰-5-甲基噻吩，3-甲氧基苯硫酚，4-甲氧基茴香硫醚，丙酸等。產(chǎn)自安徽蕪湖的蝦醬中揮發(fā)性物質(zhì)以醛類、酮類、吡啶和吲哚化合物為主，特征風(fēng)味物質(zhì)主要是β-紫羅蘭酮，1-辛烯-3-醇，吲哚，2-乙基吡啶，2-庚酮，(E)-2-已烯醛，十六醛等。產(chǎn)自山東威海的蝦醬中揮發(fā)性物質(zhì)以醇類和含硫類化合物為主，特征風(fēng)味物質(zhì)主要是4-萜烯醇，2,4,6-三甲基吡啶，芳樟醇，2-乙基己醇，2,4-二甲基噻吩，2,5-二甲基噻吩，2-乙?；邕?，2-茨醇，α-松油醇等。