鮐魚干制過程中風(fēng)味物質(zhì)及風(fēng)味活性物質(zhì)分析

王 玨 林亞楠 馬旭婷 徐祖東 戴志遠(yuǎn)，2* 張益奇，2

（1浙江工商大學(xué)海洋食品研究院 杭州 310012

2浙江省水產(chǎn)品加工技術(shù)研究聯(lián)合重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 杭州 310012）

鮐魚又稱青花魚，其肉富含蛋白質(zhì)和DHA、EPA等多不飽和脂肪酸，并含有豐富的磷、鐵等人體必需的營養(yǎng)元素[1]。近年來，隨著大、小黃魚、帶魚等傳統(tǒng)海洋經(jīng)濟(jì)魚類資源的銳減，鮐魚等海洋中上層魚類逐漸成為重要的捕撈對(duì)象[2]。2015年，我國鮐魚年捕撈量達(dá)47萬t，居所有海洋捕撈魚類的第4位[3]。為方便貯藏，鮐魚多以干制品等形式進(jìn)行銷售。近年來對(duì)其干制過程中的風(fēng)味研究也受到越來越多的關(guān)注。

目前國內(nèi)外關(guān)于鮐魚的營養(yǎng)、保鮮、貯藏以及加工工藝等方面的研究較多[1，4-6]，而對(duì)其揮發(fā)性成分的研究相對(duì)較少[7-8]。本文通過固相微萃取法（solid phase microextraction，SPME）對(duì)鮐魚干制過程中的4個(gè)階段樣品（新鮮、蒸煮、烘干、曬干）的揮發(fā)性成分進(jìn)行提取，用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（gas chromatography and mass spectrometry，GC-MS）分析4個(gè)加工階段鮐魚的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化，結(jié)合質(zhì)譜庫檢索法（MS）和保留指數(shù)法（RI）對(duì)揮發(fā)性成分進(jìn)行鑒定，并采用相對(duì)氣味活度法（ROAV）來確定主體香氣成分，旨在為鮐魚加工過程中工藝的優(yōu)化及品質(zhì)管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料與制作工藝 新鮮鮐魚，產(chǎn)地臺(tái)州，采購于浙江新天久有限公司（臺(tái)州），挑選個(gè)體質(zhì)量0.5 kg左右的鮐魚，-10℃冷藏，備用。

干制工藝：

1）蒸煮 新鮮鮐魚→去頭、尾，剪鰭，洗凈→鍋中加入清水→85℃蒸煮20 min→95℃蒸煮5 min→冷卻→-10℃冷藏，備用。

2）烘干 蒸煮鮐魚→平鋪→冷風(fēng)吹12 h→-10℃冷藏，備用。

3）曬干 烘干鮐魚→平鋪→自然日曬6 h→冷卻→-10℃冷藏，備用。

1.1.2 主要試劑 氯化鈉（分析純），成都市科龍化工試劑有限公司；C8～C20正構(gòu)烷烴（色譜純），美國Sigma公司。

1.1.3 主要設(shè)備儀器 75μm CAR/PDMS涂層萃取頭，美國Supelco公司；Trace GC Ultra氣相色譜與DSQⅡ質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Thermo Fisher Scientific公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品采集 因腹部肌肉脂肪含量較高且個(gè)體差異較大，故后續(xù)試驗(yàn)均選取脂肪分布均勻的背部肌肉作為研究對(duì)象。

1.2.2 固相微萃取條件 將鮐魚背部肌肉于室溫下迅速剪成0.5 cm左右的顆粒，取6 g樣品置于15 mL頂空進(jìn)樣瓶中，加入0.15 g的氯化鈉（無機(jī)鹽的加入可增加樣品的離子強(qiáng)度，降低揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的溶解度，使其可以充分揮發(fā)[9]），攪拌均勻，用聚四氟乙烯隔墊密封，70℃下平衡10min，插入已老化的CAR/PDMS萃取頭在70℃下吸附揮發(fā)性物質(zhì)40min，然后在GC-MS進(jìn)樣口解吸4 min，平行測定3次。

1.2.3 GC-MS測定條件 色譜條件：色譜柱：TR-35 MS，30 m×0.25 mm，0.25 μm；載氣：He；載氣流速：0.8 mL/min；分流方式：不分流進(jìn)樣；升溫程序：40℃保持2 min，以4℃/min使溫度上升至92℃，保持2 min，以5℃/min使溫度上升至200℃，再以6℃/min使溫度上升至240℃，保持6 min。

質(zhì)譜條件：電子電離（electron ionization，EI）離子源，電子能量70 eV，離子源溫度250℃，傳輸桿溫度250℃，質(zhì)量掃描范圍m/z 33～450。掃描方式為全掃描，調(diào)諧文件為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)諧。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理 定性分析：對(duì)檢測結(jié)果的定性分析，通過檢索NIST2.0標(biāo)準(zhǔn)譜庫以及計(jì)算保留指數(shù)（因正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品的碳原子數(shù)在8～20之間，故只能計(jì)算碳原子數(shù)在8～19之間的揮發(fā)性物質(zhì)的保留指數(shù)）共同確定。保留指數(shù)根據(jù)式（1）計(jì)算[10]：

式中，Tx——待確定化合物的保留時(shí)間；Tn——與待確定化合物擁有相同碳原子數(shù)的正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間；Tn+1——比待測化合物碳原子數(shù)多一個(gè)的正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間；n——待測物質(zhì)的碳原子數(shù)目。

半定量分析：利用 Excel數(shù)據(jù)處理軟件，扣除色譜圖中的硅氧烷類雜峰及其它非嗅感物質(zhì)雜峰，計(jì)算揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的總峰面積，采用面積歸一化法計(jì)算各化合物的相對(duì)含量。

1.2.5 關(guān)鍵風(fēng)味化合物的確認(rèn) 采用ROAV法評(píng)價(jià)各揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)鮐魚蒸煮前后風(fēng)味的貢獻(xiàn)，定義對(duì)樣品風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的組分：ROAVstan=100，對(duì)其它揮發(fā)性組分則有：

式中，Cri、Ti——各揮發(fā)性組分的相對(duì)百分含量和相對(duì)應(yīng)的感覺閾值；Crstan、Tstan——對(duì)樣品總體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的組分的相對(duì)百分含量和相對(duì)應(yīng)的感覺閾值。

2 結(jié)果與分析

2.1 4種鮐魚樣品的總離子流色譜圖

采用頂空固相微萃取法分別萃取新鮮、蒸煮、烘干、曬干鮐魚中的揮發(fā)性成分，并采用GC-MS分析，其對(duì)應(yīng)的總離子流色譜圖見圖1、圖2、圖3和圖4所示。通過譜庫檢索鑒定出60種揮發(fā)性風(fēng)味化合物。其中烴類22種，醇類14種，醛類10種，含硫含氮含氧及雜環(huán)化合物10種，酮類4種。

圖1 新鮮鮐魚揮發(fā)性成分總離子圖Fig.1 Total ion chromatograms of aromatic compounds released from fresh mackerel

圖2 蒸煮鮐魚揮發(fā)性成分總離子圖Fig.2 Total ion chromatograms of aromatic compounds released from cooked mackerel

圖3 烘干鮐魚揮發(fā)性成分總離子圖Fig.3 Total ion chromatograms of aromatic compounds released from air-dried mackerel

圖4 曬干鮐魚揮發(fā)性成分總離子圖Fig.4 Total ion chromatograms of aromatic compounds released from sun-dried mackerel

2.2 SPME萃取分析4種鮐魚樣品的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)

由表1和表2可知，經(jīng)過NIST2.0標(biāo)準(zhǔn)譜庫檢索及保留指數(shù)計(jì)算的定性分析，在新鮮鮐魚中共鑒定出37種揮發(fā)性風(fēng)味成分，包括醛類9種，酮類2種，醇類6種，烴類13種，含硫含氮含氧及雜環(huán)化合物7種。烴類占揮發(fā)性化合物的比例最大，達(dá)到25.04%；其次是醛類，為11.25%；含硫含氮含氧及雜環(huán)化合物、醇類、酮類分別占4.15%，3.16%和1.9%。

在蒸煮鮐魚中共鑒定出47種揮發(fā)性風(fēng)味成分，包括醛類8種，酮類4種，醇類13種，烴類17種，含硫含氮含氧及雜環(huán)化合物5種。醛類化合物占揮發(fā)性化合物的比例最大，達(dá)到23.37%；其次是烴類，達(dá)到18.09%；醇類、酮類、含硫含氮含氧及雜環(huán)化合物分別占5.7%，5.45%和1.81%。

在烘干鮐魚中共鑒定出42種揮發(fā)性風(fēng)味成分，包括醛類8種，酮類3種，醇類7種，烴類19種，含硫含氮含氧及雜環(huán)化合物5種。醛類化合物占揮發(fā)性化合物的比例最大，為22.31%；其次是烴類，為16.3%；含硫含氮含氧及雜環(huán)化合物、酮類、醇類分別占3.6%、3.31%和2.62%。

在曬干鮐魚中共鑒定出43種揮發(fā)性風(fēng)味成分，包括醛類7種，酮類3種，醇類7種，烴類20種，含硫含氮含氧及雜環(huán)化合物6種。醛類化合物占揮發(fā)性化合物的比例最大，為25.43%；其次是烴類，為13.26%；含硫含氮含氧及雜環(huán)化合物、醇類、酮類分別占5.56%，3.37%和2.68%。

醛類化合物由于其閾值較低，被認(rèn)為是食品加工過程中產(chǎn)生的最有價(jià)值的揮發(fā)性化合物成分[11]。新鮮鮐魚醛類的含量為11.25%，蒸煮后，其含量顯著增加，上升至23.58%，烘干、曬干鮐魚醛類含量分別為22.31%和25.43%。新鮮鮐魚獨(dú)有乙醛、苯乙醛，無十一醛；干制過程中鮐魚的醛類種類變化不大。4個(gè)階段共有的醛類化合物為6種，分別是：丁醛、己醛、苯甲醛、2-乙基-2-丁烯醛、壬醛、α，4-二甲基-3-環(huán)己烯-1-乙醛。鮐魚經(jīng)過蒸煮產(chǎn)生十一醛，且其在蒸煮鮐魚中含量最大，壬醛、己醛含量也有所增加，這與馬旭婷[12]在鰹魚生樣、熟樣中對(duì)這3種醛的研究結(jié)果趨勢(shì)一致。十一醛在熟豬肉的香氣成分中被檢測到，具有肉類的風(fēng)味特征[13]，其閾值低，為 5 μg/kg，對(duì)鮐魚風(fēng)味貢獻(xiàn)較大。己醛、壬醛主要來源于油酸、亞油酸、亞麻酸及花生四烯酸等不飽和脂肪酸的氧化。其中，己醛來源于亞油酸氧化作用，亞油酸的自氧化產(chǎn)生了13-氫過氧化物，13-氫過氧化物斷裂則生成己醛[14]；壬醛則是油酸氧化產(chǎn)生的[15]。不同的醛類呈現(xiàn)不同的氣味。十一醛賦予脂肪香味。己醛被鑒定出普遍存在于淡水魚及海水魚中，常與C8、C9的揮發(fā)性化合物混合一起共同對(duì)魚肉的香味做貢獻(xiàn)[16]，在低濃度時(shí)呈現(xiàn)青草香味、果香味，但高濃度時(shí)有酸敗和令人作嘔的氣味[17]。壬醛由于是油脂氧化的主要揮發(fā)性產(chǎn)物，能夠產(chǎn)生特異的臭味，與腐敗異味相關(guān)聯(lián)。苯甲醛被認(rèn)為是烤花生的主要香氣化合物，具有令人愉快的杏仁香、堅(jiān)果香和水果香[18]。蒸煮鮐魚中醛類物質(zhì)是新鮮鮐魚的2倍多，這些醛類物質(zhì)可能是區(qū)別新鮮鮐魚與蒸煮鮐魚特征風(fēng)味的因素之一；烘干、曬干鮐魚中醛類物質(zhì)雖較蒸煮鮐魚變化不大，但為新鮮鮐魚的2倍左右，故也可以利用醛類物質(zhì)區(qū)別新鮮鮐魚與烘干、曬干鮐魚的特征風(fēng)味。醛類化合物對(duì)4個(gè)階段的鮐魚樣品風(fēng)味均有重要貢獻(xiàn)。

酮類的閾值高于其同分異構(gòu)體的醛類，對(duì)鮐魚整體風(fēng)味的形成貢獻(xiàn)相對(duì)較小。新鮮鮐魚酮類的含量為1.9%，蒸煮后，其含量增加至5.45%，烘干、曬干后酮類含量持續(xù)下降，分別為3.31%和2.68%。在4種鮐魚樣品中共檢出4種酮類物質(zhì)，分別是2-庚酮、2-辛酮、2-壬酮、2-十一酮。其中，2-庚酮在新鮮鮐魚中未檢測到，2-辛酮僅在蒸煮鮐魚中檢測到。2-庚酮、2-壬酮、2-十一酮均在蒸煮鮐魚中含量最大，烘干、曬干后，其含量持續(xù)下降。酮類物質(zhì)很可能是多不飽和脂肪酸受熱氧化和降解的產(chǎn)物，其往往具有甜的花香和果香[19]，并且當(dāng)酮類化合物的碳鏈增加，就會(huì)呈現(xiàn)更加明顯的花香芬芳。2-壬酮是4種鮐魚樣品中含量最高的酮類物質(zhì)，其具有短鏈飽和酮的特點(diǎn)，與大黃魚的腐敗變質(zhì)[20]和豬肉[21]的新鮮度有關(guān)。在4種樣品中含量均較高的2-十一酮是脂肪酮，是重要的牛奶奶香來源[22]，在黃鰭金槍魚、鰹魚的生樣、熟樣和罐頭樣中也有檢出[12]。

一般來說，醇類物質(zhì)由于自身高閾值的特點(diǎn)，對(duì)食品的風(fēng)味貢獻(xiàn)不明顯[23]。不飽和醇?xì)馕丢?dú)特，被認(rèn)為有蘑菇味，且其閾值較直鏈飽和醇的低，故對(duì)鮐魚的風(fēng)味有一定的影響。鮐魚的4種樣品中共檢出6種不飽和醇，分別為1-戊烯-3-醇、6-甲基-6-庚烯-4-炔-2-醇、1-戊炔-3-醇、Z-2-戊烯-1-醇、E-9-十四烯-1-醇和油醇，其中，4種樣品中共同檢出的醇類物質(zhì)為1-戊烯-3-醇、Z-2-戊烯-1-醇。在4種樣品中含量均較多的1-戊烯-3-醇能產(chǎn)生烤洋蔥的香味，與魚腥味的產(chǎn)生有關(guān)，被報(bào)道是構(gòu)成很多魚肉的主要腥味來源[24]。

鮐魚的4種樣品中，烴類物質(zhì)的種類較其它揮發(fā)性物質(zhì)是最多的。隨著加工過程的進(jìn)行，鮐魚烴類物質(zhì)的種類數(shù)逐漸增加，分別為13，17，19和20種，而其相對(duì)含量則不斷減少，分別為25.04%，18.09%，16.3%和13.26%?？傮w來說，隨著加工進(jìn)行，長鏈烷烴含量不斷減少，短鏈烷烴含量不斷增加。其中，十五烷、辛烷、壬烷、十一烷的含量較高。烴類化合物是脂肪酸烷氧自由基的氧化的產(chǎn)物，其閾值一般很高，對(duì)整體風(fēng)味影響較小，但有研究表明烷烴是肉類產(chǎn)品加熱后產(chǎn)生的雜環(huán)化合物的前體物質(zhì)，有助于增加魚體的整體呈味[25]。而某些支鏈烷烴，如 2，6，10，14-四甲基十五烷是由于烷基自由基的脂質(zhì)氧化過程或者類胡蘿卜素分解而產(chǎn)生[22]，具有清新香甜的氣味。

表1 鮐魚4種樣品揮發(fā)性風(fēng)味成分的GC-MS鑒定結(jié)果Table1 Identification results of volatile compounds in 4 kinds of mackerel samples by GC-MS

（續(xù)表1）

表2 SPME法萃取4種鮐魚樣品揮發(fā)性風(fēng)味成分的種類和含量Table 2 Specie and relative content of the volatile compounds in 4 kinds of mackerel samples

鮐魚中其它風(fēng)味化合物主要包括芳香烴、呋喃、噻唑、含氧雜環(huán)烷烴、酚類及酸類等。其中，4種鮐魚樣品中共檢出4種芳香烴，分別是：苯、甲苯、乙苯和鄰二甲苯。芳香烴一般是苯環(huán)氨基酸的降解產(chǎn)物，其中的一些芳香烴如甲苯、乙苯有著花香而賦予食品特殊的氣味[26]。

2.3 ROAV法分析不同加工階段的鮐魚

為確定4種加工階段的鮐魚肉中的風(fēng)味活性物質(zhì)，將SPME法獲得的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行ROAV值測定。ROAV越大的組分對(duì)樣品總體風(fēng)味的貢獻(xiàn)也越大，一般認(rèn)為 ROAV≥1的物質(zhì)為所分析樣品的關(guān)鍵風(fēng)味成分，0.1≤ROAV≤1的物質(zhì)則對(duì)樣品總體風(fēng)味具有重要修飾作用[27]。根據(jù)ROAV法獲得4種樣品中均以壬醛的香氣值最高，所以定義壬醛的相對(duì)氣味活度值為100，根據(jù)式（2）計(jì)算各揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的ROAV，結(jié)果如表3所示。

表3 4種鮐魚樣品揮發(fā)性成分的相對(duì)氣味活度值（ROAV）Table 3 The ROAV of volatile compounds of 4 kinds of macrerel samples

新鮮鮐魚中，關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)有7種，分別為壬醛、己醛、苯甲醛、苯乙醛、2-壬酮、2-十一酮和乙苯，使新鮮鮐魚主要帶有青草味、魚腥味、苦杏仁味、花香、皂香味；Z-2-戊烯-1-醇、苯并噻唑、丁醛、1-戊烯-3-醇也對(duì)新鮮鮐魚風(fēng)味有修飾作用。鮐魚干制過程中，關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)有6種，分別為壬醛、十一醛、己醛、2-壬酮、2-十一酮和苯甲醛。與新鮮鮐魚相比，干制過程中的鮐魚更具有濃郁的脂肪香味。丁醛、Z-2-戊烯-1-醇均對(duì)干制過程鮐魚的風(fēng)味有修飾作用，1-戊烯-3-醇對(duì)烘干鮐魚也有風(fēng)味修飾作用。

3 結(jié)論與討論

經(jīng)SPME處理樣品，GC-MS檢測揮發(fā)性物質(zhì)，新鮮鮐魚中檢測出37種揮發(fā)性成分，蒸煮鮐魚中檢測出47種揮發(fā)性成分，烘干鮐魚中檢測出42種揮發(fā)性成分，曬干鮐魚中檢測出43種揮發(fā)性成分。SPME法鑒定出新鮮鮐魚中烴類的相對(duì)含量最高，為25.04%，干制過程的鮐魚均為醛類的相對(duì)含量最高，分別為23.37%，22.31%，25.43%。采用ROAV法分析鮐魚加工不同階段主體風(fēng)味構(gòu)成，結(jié)果表明新鮮鮐魚的主體風(fēng)味由壬醛、己醛、苯甲醛、苯乙醛、2-壬酮、2-十一酮和乙苯構(gòu)成，氣味特征是青草味、魚腥味、苦杏仁味、花香、皂香味；鮐魚干制過程中的主題風(fēng)味由壬醛、十一醛、己醛、2-壬酮、2-十一酮和苯甲醛構(gòu)成，相較于新鮮鮐魚，其脂肪香味更濃郁。

SPME具有樣品處理及分析操作簡單省時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，已成為目前最常用的樣品預(yù)處理方法之一。SPME-GC-MS方法早在國外的食品風(fēng)味研究中[28-29]已被廣泛應(yīng)用，近年來在國內(nèi)也逐漸運(yùn)用到肉制品、水產(chǎn)品、果蔬類、飲料類等食品的風(fēng)味研究中，具有舉足輕重的作用。但也有學(xué)者認(rèn)為[30]，GC-MS可能會(huì)使不同的化合物在同一時(shí)間洗脫出來，不能有效分離揮發(fā)性物質(zhì)。而國外對(duì)食品風(fēng)味分析運(yùn)用較多的是氣相色譜-嗅覺測量法，即GC-O法，該法能從大量的揮發(fā)性物質(zhì)中挑選出氣味活性成分，并衡量其對(duì)整體氣味的貢獻(xiàn)大小[31]。另一種在食品風(fēng)味應(yīng)用較多的方法是全二維氣相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜法，即GC×GC-TOFMS法，該法具有分辨率高、靈敏度高、峰容量大、分離速度快、定性定量準(zhǔn)確性好等特點(diǎn)[32]。因此，在今后的研究中，可以用SPME-GC-MS法、GC-O法和GC×GC-TOFMS法來對(duì)比分析鮐魚干制過程中風(fēng)味的變化，以此完善鮐魚圖庫的信息量。這對(duì)確定鮐魚干制品的加工過程中的特征性物質(zhì)有很好的參考價(jià)值。