青海湖裸鯉特征揮發(fā)性成分分析

劉小紅 薛占芳 孟玉瓊 田海寧 韓步鷹 李長忠 馬睿

摘要：為分析青海湖裸鯉（Gymnocypris przewalskii）特征揮發(fā)性成分，以體重為20 g的青海湖裸鯉作為研究對象，剖取肌肉后采用固相微萃?。⊿PME）結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）對裸鯉肌肉揮發(fā)性成分進行分離鑒定。結(jié)果表明，在青海湖裸鯉肌肉中檢測出60種化合物，包括8種醇類化合物、9種醛類化合物、5種酮類化合物、2種酸類化合物、8種酯類化合物、12種烴類化合物、12種芳香族化合物及4種其他類物質(zhì)，其中芳香族化合物含量最高。結(jié)合氣味活度值（OVA）分析，青海湖裸鯉肌肉揮發(fā)性氣味的主要貢獻化合物為1-辛烯-3-醇、己醛、辛醛、壬醛、2-癸烯醛及2，4-癸二烯醛。

關(guān)鍵詞：青海湖裸鯉（Gymnocypris przewalskii）;肌肉;揮發(fā)性成分

青海湖裸鯉（Gymnocypris przewalskii）屬鯉科，裂腹魚亞科，裸鯉屬，是高原冷水溯河性魚類[1]。作為青海湖中唯一的經(jīng)濟魚類，青海湖裸鯉具有豐富的營養(yǎng)價值和較高的礦物元素含量[2]。上個世紀，由于青海湖裸鯉的繁殖能力低、生長緩慢，以及外界過度捕撈、氣候變化等多方面的影響，導(dǎo)致青海湖裸鯉漁業(yè)資源大幅下降[3]。近年來，隨著政府對青海湖裸鯉保護力度的加大，且通過人工繁育后增殖放流等措施，使得青海湖裸鯉數(shù)量得到顯著回升，截止2017年，青海湖裸鯉資源量已達到8.12萬t[4]。

揮發(fā)性成分是決定魚類特點和品質(zhì)的重要因素之一，主要是由醛類、酮類、醇類化合物等一些揮發(fā)性物質(zhì)組成[5-7]。特征揮發(fā)性成分的組成不僅可用于評估產(chǎn)品的新鮮度和保質(zhì)期，還可用于確定魚肉加工中可能產(chǎn)生的氣味和香味變化，以及保存期間氣味物質(zhì)組成的變化[8]。魚肉的氣味包括鮮味、香味、腥味及臭味等多種氣味。新鮮的魚肉所產(chǎn)生的氣味一般是由各種醛酮類化合物、醇類及溴苯酚等物質(zhì)產(chǎn)生的柔和的、淺淡的并令人愉快的香味[9];當魚的新鮮度下降時，會逐漸散發(fā)出異味，最后產(chǎn)生令人厭惡的腐敗臭味;魚在腐敗以后所散發(fā)的異味通常與胺類、揮發(fā)性含硫化合物等有關(guān)[10]。魚肉中的揮發(fā)性成分組成受種類、魚體規(guī)格、投喂飼料組成和加工方式等多種因素影響[11-16]。

近年來對青海湖裸鯉的研究多集中在生長特性及遺傳多樣性方面，未在肌肉揮發(fā)性成分方面開展研究。分析青海湖裸鯉魚肉特征揮發(fā)性氣味物質(zhì)，對青海湖裸鯉的品種鑒定及資源的開發(fā)利用具有重要的理論價值和實踐意義。

1材料與方法

1.1材料與儀器

1.1.1實驗對象實驗動物青海湖裸鯉來自青海省裸鯉救護中心。挑選大小均一、體格健康的9尾魚（體重為20.07 g±0.22 g），用丁香酚（1：10 000）麻醉后，立即剖取肌肉放入-80 ℃冰箱保存待測。

1.1.2實驗試劑與儀器主要試劑有：氯化鈉（分析純，國藥）、乙醇（分析純，國藥）、2，4，6-三甲基吡啶（Sigma-Aldrich，美國）等。主要儀器有：固相微萃取裝置（Supelco，美國）、美國安捷倫氣質(zhì)聯(lián)用儀（7890B/5977A GC/MS，Agilent，美國）。

1.2實驗方法

1.2.1樣品預(yù)處理稱取5 g樣品切碎至樣品瓶中，加入6 mL飽和氯化鈉溶液，勻漿后再加入用95%乙醇稀釋10 000倍的2，4，6-三甲基吡啶標準品33 μL作為內(nèi)標。

1.2.2頂空固相微萃取魚肉勻漿處理液在60 ℃條件下平衡20 min;在60 ℃條件下，用萃取頭萃取35 min;將已吸附上物質(zhì)的萃取頭插入氣相-質(zhì)譜儀進樣口中，在高溫下解析5 min后進行測定。

1.2.3氣相-質(zhì)譜儀分析

1.2.3.1氣相條件色譜柱：Rxi-1MS （30 m0.25 mm，0.25 μm）毛細管柱;升溫程序：初始溫度35 ℃保持3 min，然后以10 ℃/min的升溫速度升到200 ℃，再以20 ℃/min從200 ℃升至260 ℃并保持8 min;進樣口溫度：250 ℃;載氣（He）流量：1.5 mL/min;為不分流進樣。

1.2.3.2質(zhì)譜條件電子轟擊離子源，離子源的溫度為230 ℃，接口溫度為280 ℃，MC四級桿溫度為150 ℃，質(zhì)量掃描范圍為30～500 m/z。

1.3統(tǒng)計學(xué)方法

1.3.1定性分析定性分析：揮發(fā)性化合物通過 NIST14.0 譜庫確認定性，僅將相似度（SI/RSI）均大于 800（最大值為1000）的鑒定結(jié)果予以報道。

1.3.2定量分析

以2，4，6-三甲基吡啶為內(nèi)標進行半定量測定。通過比較每種化合物的峰面積與內(nèi)標的峰面積，計算樣品中揮發(fā)物的濃度，單位為μg/g肌肉。計算公式如下：

Cj=Cis×Aj/Ais

式中：Cj為未知揮發(fā)性成分濃度;Cis為內(nèi)標濃度;Aj為未知揮發(fā)性成分峰面積;Ais為內(nèi)標峰面積。

氣味活度值（OVA）計算公式如下：

OVA=C/T

式中：C為絕對濃度;T為感覺閾值。

1.3.3數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析實驗數(shù)據(jù)均以平均值±標準誤（mean±S.E.M.）表示。

2結(jié)果與分析

青海湖裸鯉肌肉揮發(fā)性氣味物質(zhì)組成及氣味活度值見表1，9尾魚共檢測出60種化合物，包括8種醇類、9種醛類、5種酮類、2種酸類、8種酯類、12種烴類、12種芳香族化合物和4種其他化合物。青海湖裸鯉特征性揮發(fā)氣味物質(zhì)分類及及百分含量見表2。其中芳香族化合物占揮發(fā)性氣味物質(zhì)相對含量最大，為20.64%，再依次分別為醇類18.01%、醛類15.48%、酯類15.18%、烴類13.40%、酸類7.72%、酮類6.49%及其他物質(zhì)2.97%。青海湖裸鯉肌肉中含量較高的揮發(fā)性成分是正己醇、己醛、戊醛、2-甲基-3-戊酮、乙二酸二甲酯、3，5，5-三甲基-2-己烯、對二甲苯及鄰二甲苯。

3討論與結(jié)論

醇類化合物中，一般飽和醇類閾值較高，如正戊醇、正己醇等，當含量較低時，對魚肉總體氣味貢獻較小;而不飽和醇類的閾值相對較低，對魚肉的總體風(fēng)味具有一定的貢獻。樣品中共檢測出8種醇類，正戊醇、正己醇、1-戊烯-3-醇的含量較高，但這幾種醇類的閾值較高，OVA值均小于1，對整體氣味的影響較小;正辛醇雖為飽和醇，但因其閾值較低，OVA值大于1，對裸鯉肌肉的綜合氣味有一定的貢獻。C6至C9的不飽和醇（例如1-辛烯-3-醇）是新鮮魚類呈現(xiàn)類似于黃瓜和蘑菇氣味的原因[19]，1-辛烯-3-醇作為一種廣泛存在于淡水魚和海水魚的揮發(fā)性氣味物質(zhì)，是亞油酸的氫過氧化物降解和花生四烯酸在1，2-脂肪氧合酶作用的產(chǎn)物[20]，其主要氣味為蘑菇味和泥土味，在樣品中含量較低，但其閾值較低，OVA值遠超其他醇類，是醇類化合物中對魚肉氣味貢獻最大的化合物。

魚肉中的醛類化合物種類較多，閾值較其他化合物低，且會與其他化合物共同作用產(chǎn)生風(fēng)味協(xié)同作用，因此是魚肉氣味中重要的組成部分。樣品中共檢測出9種醛類，已知閾值的幾種醛類對魚肉氣味均有直接影響。己醛作為魚類肌肉中含量較豐富的揮發(fā)性氣味化合物[7]，主要是由脂肪酸氧化和多不飽和脂肪酸的過氧化產(chǎn)生，樣品中含量較低時，具有清香和草香味，但當含量較高時，會出現(xiàn)酸敗味和辛辣味。辛醛和壬醛主要來自油酸和亞油酸的氧化，辛醛具有香橙氣味，壬醛會散發(fā)出油脂或者魚腥的味道。樣品中，己醛、辛醛和壬醛的OVA值分別為275.67、114.29和340，對魚肉氣味有極大貢獻。2-癸烯醛和2，4-癸二烯醛主要由n-6系列脂肪酸分解代謝產(chǎn)生，具有油脂或者堅果味，也有研究表明2，4-癸二烯醛是生魚肉的特征性氣味，會使得魚腥味加重[21]。兩種化合物的OVA值分別為366.67和3 571.43，因此可能是青海湖裸鯉的魚肉腥味產(chǎn)生的主要原因。

酮類化合物可以帶來宜人的香氣[22]，主要來自于熱降解、脂質(zhì)氧化、氨基酸降解、微生物氧化和美拉德反應(yīng)，氣味閾值高于醛類物質(zhì)，對魚肉整體氣味貢獻較小。樣品中共檢出5種酮類化合物，2，3-戊二酮、2，3-辛二酮和3，5-辛二烯-2-酮在多種魚類肌肉中均有分布，2，3-戊二酮、2，3-辛二酮會使魚肉產(chǎn)生奶油香氣;而3，5-辛二烯-2-酮會對魚腥味有增強作用，通過OVA值分析，2，3-戊二酮對魚肉的類似奶油香氣味具有加成作用。

酸類化合物可能由微生物代謝、脂質(zhì)熱降解或脂肪酸氧化降解形成[23-24]，樣品中檢出的酸類化合物為乙酸和正戊酸，含量較高時，這兩種化合物會使魚肉產(chǎn)生刺激性氣味。但乙酸的閾值較高，OVA值小于0.1，對氣味幾乎沒有貢獻。

酯類化合物一般是由魚體內(nèi)產(chǎn)生的羧酸和醇酯化產(chǎn)生，帶有果香或者奶油的香味;還有一部分是飽和脂肪酸氧化分解生成的內(nèi)酯，如丁內(nèi)酯，具有桃香或乳香。實驗樣品中共檢出8種酯類化合物，含量也較高，但酯類化合物除辛酸乙酯外，其他化合物閾值未知，因此對總體氣味的貢獻無法評價。辛酸乙酯的OVA值大于1，是魚肉香氣中的主要成分。

烴類化合物大多來自于脂肪酸氧化降解中烷氧自由基的斷裂，種類繁多，但閾值一般較高，因此對總體風(fēng)味貢獻較小。9尾魚中共檢出烴類化合物12種，3，5，5-三甲基-2-己烯是烴類物質(zhì)中含量最高的化合物。飽和烴類氣味較溫和，無刺激性氣味[25]。烴類可轉(zhuǎn)化為醛、酮、醇等其他化合物或與其他化合物共同作用產(chǎn)生氣味，對魚肉氣味存在潛在的影響。

芳香族化合物可能由類胡蘿卜素的分解或糖和氨基酸的熱降解或外界環(huán)境帶入產(chǎn)生[26]。9尾魚中共檢出12種芳香族化合物。甲苯自身會產(chǎn)生塑料的味道，乙苯會產(chǎn)生類似于花的香味，而對二甲苯、鄰二甲苯使魚肉產(chǎn)生刺激性氣味[13]，但這些化合物大多閾值較高，如甲苯、乙苯等，低濃度對魚肉氣味貢獻不大。而對二甲苯的閾值較低，OVA值為1.43，是魚肉辛辣氣味中的主要化合物。本實驗還檢出了萘等化合物，具體形成機制仍待進一步研究。

本次實驗共檢出4種其他類化合物，其中二丁醚含量最高。本次實驗檢出了呋喃類化合物，這類化合物是由脂質(zhì)熱降解或脂肪酸氧化分解產(chǎn)生的，閾值較小，會產(chǎn)生類似堅果或蔬菜的香味，對魚體綜合氣味有一定貢獻。

綜上所述，青海湖裸鯉魚肉中共檢測出60種化合物，包括8種醇類化合物、9種醛類化合物、5種酮類化合物、2種酸類化合物、8種酯類化合物、12種烴類化合物、12種芳香族化合物及4種其他類物質(zhì);其中芳香族化合物質(zhì)的含量最高;結(jié)合氣味活度值（OVA）分析，青海湖裸鯉肌肉揮發(fā)性氣味的主要貢獻化合物為1-辛烯-3-醇、己醛、辛醛、壬醛、2-癸烯醛和2，4-癸二烯醛。

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Analysis of the volatile compounds of scaleless carp （Gymnocypris przewalskii）

LIU Xiaohong1，XUE Zhanfang2，MENG Yuqiong2，TIAN Haining2，HAN Buying1，LI Changzhong2，MA rui1

（1. State Key Laboratory of Plateau Ecology and Agriculture， Qinghai University， Xining 810016; 2. College of Ecological Environmental Engineering， Qinghai University， Xining 810016）

Abstract：To analysis the charactermatic volatile odor compounds of the scaleless carp （Gymnocypris przewalskii）in Qinghai Lake，fish with a body weight of 20 g was used as the research object. After the muscles of scaleless carp were dissected，the volatile compounds were separated and identified by solid phase microextraction （SPME） combined with gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）. Results showed that 60 compounds were detected in the fish muscles ，including 8 alcohol compounds，9 aldehyde compounds，5 ketone compounds，2 acid compounds，8 ester compounds，12 hydrocarbons compounds，12 aromatic compounds and 4 other substances.Among them，the content of aromatic compounds is the highest. Combined with odor activity value （OVA） analysis，the main contributors of the volatile odor of scaleless carp muscle were 1-octen-3-ol，hexanal，octanal， nonanal 2-decenal and 2，4-decadienal.

Key words：Scaleless carp（Gymnocypris przewalskii）;muscle;volatile compounds