不同酶處理對鱈魚揮發(fā)性風味物質影響的主成分分析

郝卓莉，楊萌*，劉亞敏，陳玉峰

(1.石家莊職業(yè)技術學院，石家莊 050081；2.石家莊經濟技術開發(fā)區(qū)污水處理廠，石家莊 050081)

消費者通常對食物的外觀、氣味及可烹飪性進行直觀判斷，以確定食物的整體質量，其中氣味及外觀決定了消費者對食物的接受程度，而影響氣味的關鍵因素是食物的風味物質種類及含量[1]。食物的風味物質和氣味特征之間相互影響，當食物具有濃郁的香味時，消費者的食欲增加[2-3]。而食物的風味物質形成過程主要是食物內脂肪的氧化、風味物質前體物質的降解以及食物的美拉德反應過程，在食物加工過程中，不同的微生物內源酶活力影響食物揮發(fā)性風味物質的形成過程[4-7]。

本文選取市場上常見的大西洋鱈魚，分別在多酚氧化酶、脂肪氧化酶和膠原蛋白水解酶條件下進行處理，利用SPME技術進行鱈魚樣品的風味物質提取，對鱈魚樣品中的揮發(fā)性風味物質成分進行分析。

1 實驗材料與實驗方法

本文選用大西洋鱈魚作為實驗對象。實驗過程中采用的儀器設備主要包括SPME萃取頭、氣相色譜-質譜聯(lián)用儀、電子天平和電磁爐。

實驗過程中分別稱取3份50 g的鱈魚塊并按照1#、2#、3#進行編號，在1#樣品中加入多酚氧化酶、2#樣品中加入脂肪氧化酶、3#樣品中加入膠原蛋白水解酶。將3份樣品在開水中進行清蒸，清蒸時長5 min，清蒸完成后在每份樣品中稱取10 g，并置于20 mL頂空瓶中進行密封待吸收檢驗。

將密封完成后的頂空瓶進行30 min水浴，并將SPME萃取頭插入魚肉中進行吸附，溫度保持在60 ℃，萃取完成后進行氣相色譜及質譜分析。

2 鱈魚揮發(fā)性風味物質

對3種不同酶處理的樣品進行揮發(fā)性風味成分檢測并在質譜數(shù)據(jù)庫中進行對比定性。根據(jù)成分豐度計算結果，得到揮發(fā)性風味物質成分結果，見表1。

表1 不同酶處理條件下鱈魚揮發(fā)性風味物質成分Table 1 The volatile flavor components of cod treated with different enzymes

續(xù) 表

3 揮發(fā)性風味物質歸類分析

由表1可知，3種不同酶處理后，鱈魚揮發(fā)性風味物質成分主要為醛類6種、酮類4種、醇類6種、酯類3種、酸類3種以及烷類4種。鱈魚中揮發(fā)性風味物質的歸類數(shù)據(jù)見表2。

表2 不同酶處理條件下鱈魚揮發(fā)性風味物質歸類數(shù)據(jù)Table 2 Classification data of volatile flavor components in cod treated with different enzymes

醛類和酮類物質是羰基化合物，是鱈魚的重要風味物質成分。鱈魚中的脂肪類物質經過氧化分解后形成醛類物質，在揮發(fā)性風味物質中，經脂肪氧化酶處理的鱈魚，醛類物質含量為16.32%；膠原蛋白水解酶處理的鱈魚，醛類物質含量為10.86%；多酚氧化酶處理的鱈魚，醛類物質含量為9.1%，數(shù)據(jù)表明，經脂肪氧化酶處理后的鱈魚，風味物質主要表現(xiàn)為濃郁的果香氣味。與醛類物質的數(shù)據(jù)類似，經脂肪氧化酶和膠原蛋白水解酶處理后的鱈魚其酮類物質含量基本相同，均達到9.3%，其表現(xiàn)出的果香氣味較多酚氧化酶處理的鱈魚更為濃郁。在不同的酶處理條件下，鱈魚中揮發(fā)性風味物質成分還包括酯類、酸類和烷類，酯類主要通過鱈魚中微生物代謝生成的游離脂肪酸與醇類物質發(fā)生酯化反應形成，可以產生香甜水果味，當鱈魚揮發(fā)性風味物質成分中酯類含量較高時，鱈魚會帶有一定的魚腥味。另外，在鱈魚中檢測出少量的揮發(fā)性無機物，使得鱈魚產生一定的臭味，對鱈魚的風味產生負面影響。

4 揮發(fā)性風味物質主成分分析

利用主成分分析法中的模式識別方式對鱈魚的揮發(fā)性風味物質進行統(tǒng)計分析，得出3種不同酶處理鱈魚的風味物質主成分與統(tǒng)計貢獻率，見表3，本文選用前3種風味物質成分進行說明。

表3 鱈魚揮發(fā)性風味物質主成分與累計貢獻率Table 3 Principal components and cumulative contribution rate of volatile flavor components in cod

由表3可知，多酚氧化酶和脂肪氧化酶處理后，鱈魚的揮發(fā)性風味物質主成分非常接近，表現(xiàn)出的香氣類似；膠原蛋白水解酶處理的鱈魚與氧化酶處理的鱈魚揮發(fā)性風味物質主成分差異較大，由此可根據(jù)香氣程度對鱈魚的加工方式進行判斷。

5 不同酶處理鱈魚風味分析

對3種酶處理后的鱈魚進行風味分析，根據(jù)揮發(fā)性風味物質含量及累計貢獻率的分析結果，判斷鱈魚的風味主要為堅果香味、水果香味、脂肪香氣、苦杏仁香氣、酸味、腥味、奶香和蘑菇香。由于不同的風味物質成分含量存在不同的差異，因此選用不同的酶對鱈魚進行處理后，其揮發(fā)性風味不同。根據(jù)風味物質含量構建的鱈魚風味輪見圖1。

(1)多酚氧化酶 (2) 脂肪氧化酶 (3) 膠原蛋白水解酶

采用多酚氧化酶進行鱈魚處理時，其風味特征主要表現(xiàn)為堅果香味、脂肪香氣、酸味及蘑菇香味，鱈魚獨特的腥味也同時存在，水果香味、苦杏仁香氣和奶香味相對較低，表明多酚氧化酶促進了水果香味、苦杏仁香氣和奶香味風味物質前體物質的分解。

采用脂肪氧化酶進行鱈魚處理時，其風味特征主要表現(xiàn)為水果香味、脂肪香氣、苦杏仁香氣、奶香和蘑菇香，同時堅果香味、酸味和腥味相對較低，表明脂肪氧化酶促進了堅果香味、酸味以及腥味風味物質前體物質的分解。

采用膠原蛋白水解酶進行鱈魚處理時，其風味特征主要表現(xiàn)為水果香味及蘑菇香，脂肪香氣、苦杏仁香氣、酸味、腥味和奶香風味較低，表明膠原蛋白水解酶促進了脂肪香氣、苦杏仁香氣、酸味、腥味和奶香風味物質前體物質的分解。

綜上分析，3種不同酶處理后的鱈魚，其揮發(fā)性風味物質主要呈現(xiàn)出水果甜香、奶香和堅果香等香氣風味，當鱈魚中含有一種或多種影響鱈魚風味的物質，且該類物質含量達到一定濃度時，均會對鱈魚的風味物質產生負面影響。

6 結論

本文利用頂空固相微萃取、氣相色譜與質譜聯(lián)用技術對3種不同酶處理的鱈魚進行揮發(fā)性風味物質成分分析。在實驗過程中，檢測到3種不同酶處理的鱈魚均含有醛類、酮類、醇類、酯類、酸類和烷類物質，對鱈魚揮發(fā)性風味有主要貢獻率的為酮類、醛類和醇類。通過對鱈魚揮發(fā)性風味物質主成分進行分析，3種不同酶處理的鱈魚風味物質主成分之間存在較大的差異，其中多酚氧化酶與脂肪氧化酶處理的鱈魚風味類似，但是與膠原蛋白水解酶處理的鱈魚風味物質主成分之間存在較大的差異。由此說明，在進行風味物質成分分析時，不同酶處理條件下的風味物質成分存在不同程度的差異。