基于SPME-GC-MS和電子鼻分析臭氧- 流態(tài)冰處理對(duì)大黃魚(yú)風(fēng)味的影響

劉建華，朱榮榮，曾倩華，唐 煒，丁玉庭

(浙江工業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院/浙江省海洋漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/國(guó)家遠(yuǎn)洋水產(chǎn)品加工研發(fā)分中心(杭州)， 浙江 杭州 310014)

大黃魚(yú)主要分布于南黃海、朝鮮西南岸、東海和瓊州海峽以東的南海北部沿岸，是中國(guó)四大商業(yè)魚(yú)種之一[1]，是蛋白質(zhì)和不飽和脂肪酸等優(yōu)質(zhì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的來(lái)源。大黃魚(yú)因其產(chǎn)量高、味道鮮美以及獨(dú)特的風(fēng)味而深受消費(fèi)者喜愛(ài)[2-3]。目前大黃魚(yú)傳統(tǒng)的冰鮮方式主要是以片冰、冷海水和冷凍海水將魚(yú)體溫度維持在0 ℃左右。近年來(lái)，流態(tài)冰在冰溫保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越受到關(guān)注，水產(chǎn)品在應(yīng)用流態(tài)冰保鮮提高新鮮度的同時(shí)，還能減少物理?yè)p傷[4]。Santiago等[5]、Athina等[6]和Amanda等[7]應(yīng)用流態(tài)冰保鮮水產(chǎn)品，結(jié)果均發(fā)現(xiàn)流態(tài)冰呈現(xiàn)出比傳統(tǒng)片冰更好的抑菌效果，進(jìn)而延長(zhǎng)水產(chǎn)品保質(zhì)期。此外，研究人員發(fā)現(xiàn)，臭氧輔助流態(tài)冰保鮮技術(shù)能進(jìn)一步延長(zhǎng)水產(chǎn)品的貨架期。Carmen等[8]、Chen等[9]和Agustimi等[10]研究發(fā)現(xiàn)，采用適當(dāng)質(zhì)量濃度的臭氧耦合流態(tài)冰處理比單獨(dú)使用流態(tài)冰保鮮能更好地抑制腐敗微生物生長(zhǎng)，對(duì)水產(chǎn)品保鮮保質(zhì)效果更為顯著。

魚(yú)體在死亡后，其內(nèi)源酶降解、三磷酸腺苷降解、脂肪酸氧化和肌肉變性都會(huì)導(dǎo)致腥味物質(zhì)生成[11]，致使大黃魚(yú)新鮮度降低，貨架期縮短。因此，氣味可以作為評(píng)價(jià)魚(yú)類(lèi)新鮮度的重要指標(biāo)之一[12]。通過(guò)頂空固相微萃取結(jié)合氣相色譜- 質(zhì)譜聯(lián)用(SPME-GC-MS)技術(shù)和電子鼻分析可以鑒別不同含量的臭氧、流態(tài)冰耦合處理?xiàng)l件下的魚(yú)體揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化。SPME-GC-MS廣泛應(yīng)用于食品中揮發(fā)性成分的測(cè)定，可以準(zhǔn)確定量分析揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，具有靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[13]。電子鼻技術(shù)通過(guò)模擬人體嗅覺(jué)系統(tǒng)，以傳感器來(lái)對(duì)氣味進(jìn)行客觀判別，能對(duì)整體風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行有效區(qū)分[14]。因此，二者結(jié)合可以全面分析揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)[15]，且該方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品中不同揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的鑒別[16]。Chen等[17]采用電子鼻分析出生羅非魚(yú)和熱加工羅非魚(yú)肌肉中的氧化物香味差異，并用SPME-GC-MS技術(shù)在羅非魚(yú)肌肉中鑒定出43種揮發(fā)性有機(jī)化合物，如醛、酮、醇等。Ding等[18]也用該技術(shù)檢測(cè)了3種淡水魚(yú)魚(yú)露中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，其中，SPME-GC-MS技術(shù)檢測(cè)到71種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，主要為醛類(lèi)、醇類(lèi)、醚類(lèi)，且電子鼻分析顯示不同魚(yú)制備的魚(yú)露風(fēng)味特征有顯著性差異。

目前對(duì)臭氧- 流態(tài)冰(ozone-ice slurry，O-IS)耦合技術(shù)的研究主要集中在大黃魚(yú)肌肉品質(zhì)、生化特性上[19]，關(guān)于臭氧- 流態(tài)冰對(duì)水產(chǎn)品風(fēng)味作用的研究較少。因此，本研究通過(guò)SPME-GC-MS結(jié)合電子鼻技術(shù)，檢測(cè)經(jīng)不同質(zhì)量濃度臭氧-流態(tài)冰處理后的大黃魚(yú)優(yōu)級(jí)品貨架期內(nèi)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化，以期為臭氧- 流態(tài)冰耦合技術(shù)應(yīng)用于大黃魚(yú)保鮮提供理論支撐和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮活大黃魚(yú)，購(gòu)于浙江杭州朝暉六區(qū)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

氯化鈉(分析純)、溴甲酚綠(生物技術(shù)級(jí))、甲基紅(酸堿指示劑級(jí))、氧化鎂(分析純，≥98.5%)、硼酸(優(yōu)級(jí)純)、2,4,6-三甲基吡啶(98%)、鹽酸(分析純,36%～38%)、95乙醇(優(yōu)級(jí)純)、碘化鉀(優(yōu)級(jí)純,≥99.5%)、硫代硫酸鈉(99%)，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

RF- 2.5T/SW型海水流態(tài)冰機(jī)(2.50 m3/d)，南通瑞友工貿(mào)有限公司；KT- OZ- 10G型臭氧發(fā)生器，上?？堤丨h(huán)保有限公司；IMS- 40型碎冰機(jī)，常熟雪科有限公司；K9840型自動(dòng)凱氏定氮儀，濟(jì)南海能儀器股份公司；e2695型高效液相色譜儀，美國(guó)Waters公司；SuperNose- 14- ISENSO型電子鼻，上海瑞玢智能科技有限公司。GC- MS- 7890A型氣質(zhì)聯(lián)用儀，美國(guó)安捷倫公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1樣品制備

鮮活大黃魚(yú)購(gòu)買(mǎi)后于15 min之內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，用清水沖洗后切成3 cm×5 cm×2 cm左右的魚(yú)塊，平均分成5組。實(shí)驗(yàn)中碎冰由碎冰機(jī)制備，體系溫度為-0.20 ℃；流態(tài)冰由海水流態(tài)冰機(jī)制備，工作液為NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.50%的鹽水，調(diào)節(jié)流量使體系含微粒冰60%、含水40%，體系終溫為-2.00 ℃；臭氧- 流態(tài)冰制備需要將臭氧發(fā)生器制備的臭氧通入海水流態(tài)冰工作液中，通過(guò)控制通入臭氧的時(shí)間與流量，最后制得質(zhì)量濃度為1、3、5 mg/L臭氧- 流態(tài)冰。將分好的5組鮮活大黃魚(yú)魚(yú)塊樣品以1∶1的體積比例，按照層魚(yú)層冰的方式分別放置于不同質(zhì)量濃度的臭氧- 流態(tài)冰中，且樣品與碎冰及冰漿直接接觸，并包裝于聚苯乙烯泡沫箱中，4 ℃冰箱貯藏備用。

1.3.2揮發(fā)性鹽基氮測(cè)定

揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)根據(jù)GB 5009.228—2016方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3SPME-GC-MS分析

稱(chēng)取優(yōu)級(jí)品鮮度范圍內(nèi)的大黃魚(yú)背部肌肉3.00 g絞碎，其中傳統(tǒng)碎冰(FI)組在第5天取樣， 流態(tài)冰(IS)組在第17天取樣，3個(gè)O-IS組在第18天取樣。加入6.00 mL氯化鈉溶液(0.36 g/mL)于15 mL螺紋口樣品瓶中，旋緊蓋，放入50 ℃恒溫箱中恒溫30 min。將老化后的萃取頭(65 μm聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯)插入樣品瓶中，推出纖維頭，于60 ℃水浴中吸附30 min后取下，插入氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行測(cè)定。色譜條件：DB-5MS彈性毛細(xì)管柱(60.00 m×0.32 mm×1.00 μm)，不分流模式。起始溫度40 ℃，以5 ℃/min 升至100 ℃，以2 ℃/min升至180 ℃，以5 ℃/min升至240 ℃，保留5.00 min。載氣為氦氣，流量1.20 mL/min，進(jìn)樣口溫度250 ℃。質(zhì)譜條件：電子轟擊離子源，電子能量70 eV，離子源溫度220 ℃，傳輸線溫度240 ℃，質(zhì)量掃描范圍35～450 Da。揮發(fā)性物質(zhì)定性方法：通過(guò)GC-MS分離獲得揮發(fā)性風(fēng)味化合物的譜圖與NIST2008譜庫(kù)和Wiley數(shù)據(jù)庫(kù)譜圖進(jìn)行比對(duì)，僅報(bào)道正反匹配度均大于80(最大值為100)的結(jié)果。揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量計(jì)算為某個(gè)峰的峰面積與總峰面積比值的百分?jǐn)?shù)。揮發(fā)性物質(zhì)定量方法：內(nèi)標(biāo)物為2, 4, 6-三甲基吡啶(trimethylpyridine, TMP)，溶解于甲醇中得到10.00 g/L的標(biāo)準(zhǔn)母液。TMP標(biāo)準(zhǔn)母液進(jìn)一步用純水稀釋得到10.00 mg/kg TMP工作液。將40.00 μL TMP工作液加入6.00 g魚(yú)肉樣品中，立即密封進(jìn)行魚(yú)肉樣品萃取過(guò)程。

1.3.4電子鼻分析

對(duì)應(yīng)1.3.3的取樣時(shí)間，每組樣品稱(chēng)取20.00 g進(jìn)行檢測(cè)。將樣品放置于40 mL頂空進(jìn)樣樣品瓶中，旋上瓶蓋，靜置30 min，采用頂空進(jìn)樣方式進(jìn)行檢測(cè)。電子鼻程序設(shè)置為載氣流速1.00 L/min，清洗流量2.00 L/min，等待時(shí)間25 s，本實(shí)驗(yàn)使用設(shè)備自帶WinMuster軟件進(jìn)行分析。各傳感器對(duì)應(yīng)性能如表1。

表1 電子鼻傳感器對(duì)應(yīng)物質(zhì)類(lèi)別Tab.1 Corresponding substance category of electronic nose sensor

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 9.0軟件及Excel 2010軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與繪圖，用電子鼻中自帶的WinMuster軟件對(duì)不同貯藏時(shí)間的揮發(fā)性氣味進(jìn)行分析。每組樣品做3次平行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 O-IS貯藏對(duì)大黃魚(yú)TVB-N的影響

蛋白質(zhì)在酶和細(xì)菌的作用下分解生成氨以及胺類(lèi)等堿性含氮揮發(fā)性化合物，TVB-N值通過(guò)測(cè)定總氮含量的變化作為評(píng)價(jià)水產(chǎn)品鮮度的重要指標(biāo)。GB/T 18108—2019《鮮海水魚(yú)通則》規(guī)定TVB-N值≤15 mg/100 g時(shí)，魚(yú)肉屬于優(yōu)級(jí)品。圖1顯示了不同質(zhì)量濃度O-IS貯藏對(duì)大黃魚(yú)TVB-N值的影響。可以看出，在大黃魚(yú)的貯藏過(guò)程中，對(duì)照FI組僅能將大黃魚(yú)優(yōu)級(jí)品貨架期維持在5 d，而不同質(zhì)量濃度O-IS處理的大黃魚(yú)優(yōu)級(jí)品貨架期被延長(zhǎng)。其中IS處理組的大黃魚(yú)優(yōu)級(jí)品貨架期被延長(zhǎng)至15 d，其余3個(gè)O-IS組大黃魚(yú)的優(yōu)級(jí)品貨架期延長(zhǎng)至18 d。說(shuō)明相較于FI，O-IS憑借其較高的預(yù)冷速度和低溫有效抑制腐敗微生物和初期自溶階段內(nèi)源酶的分解作用，減少小分子胺類(lèi)物質(zhì)的產(chǎn)生，進(jìn)而更高效地維持大黃魚(yú)的新鮮度，延長(zhǎng)其貨架期。并且O-IS的臭氧質(zhì)量濃度越高，殺滅微生物以及使內(nèi)源酶失活的能力就越強(qiáng)。

圖1 不同質(zhì)量濃度臭氧- 流態(tài)冰貯藏對(duì)大黃魚(yú)TVB-N的影響Fig.1 Effects of different ozone concentrations in iceslurry on TVB-N in Pseudosciaena crocea

2.2 O-IS貯藏對(duì)大黃魚(yú)揮發(fā)性成分的影響

2.2.1揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

經(jīng)SPME-GC-MS檢測(cè)大黃魚(yú)的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，分析匹配度大于80%的風(fēng)味成分，其中具有風(fēng)味特征的揮發(fā)性物質(zhì)結(jié)果見(jiàn)表2。大黃魚(yú)中主要揮發(fā)性成分為醛類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)、烴類(lèi)及其他化合物和含氮及雜環(huán)類(lèi)，揮發(fā)性成分種類(lèi)及相對(duì)含量變化見(jiàn)表3。由表3可知，新鮮組樣品中共檢出揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)34種，IF組中檢出28種，IS組與1.00 mg/L O-IS組中均檢出29種，3.00 mg/L O-IS組和5.00 mg/L O-IS組檢出揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)24種。其中醛類(lèi)、醇類(lèi)和烴類(lèi)物質(zhì)檢出的種類(lèi)較多。

表2 不同質(zhì)量濃度臭氧- 流態(tài)冰處理的優(yōu)品級(jí)大黃魚(yú)揮發(fā)性成分變化Tab.2 Changes in volatile components of Pseudosciaena crocea of excellent grade treated with different ozone concentration in ice slurry

表3 優(yōu)品級(jí)大黃魚(yú)揮發(fā)性成分種類(lèi)及相對(duì)含量變化Tab.3 Changes in types and relative contents of volatile components of Pseudosciaena crocea of excellent grade

魚(yú)腥味物質(zhì)主要為羰基類(lèi)化合物等二級(jí)脂肪氧化產(chǎn)物，在貯藏過(guò)程中由魚(yú)體內(nèi)大量的不飽和脂肪酸酶促氧化或自動(dòng)氧化等途徑產(chǎn)生。羰基類(lèi)化合物主要是醛類(lèi)和酮類(lèi)。研究表明，飽和的直鏈醛、低級(jí)醛閾值較低且是魚(yú)體風(fēng)味的重要影響因素。由表2、表3可知，在新鮮的大黃魚(yú)上檢出10種揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì)，其中己醛、庚醛、壬醛和(E,E)-2,4-庚二烯醛總量占比較大，而己醛、壬醛、癸醛是公認(rèn)的魚(yú)腥味物質(zhì)。FI組、IS組、1 mg/L O-IS組、3 mg/L O-IS組和5 mg/L O-IS組檢出的醛類(lèi)物質(zhì)分別為9、7、7、5、5種。隨著臭氧質(zhì)量濃度的升高，醛類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)種類(lèi)在減少，具有腥味特征的醛類(lèi)物質(zhì)含量也降低，表明O-IS耦合處理可以很好地抑制魚(yú)體腥味生成。酮類(lèi)物質(zhì)主要呈現(xiàn)桉葉味、脂肪味和焦燃味，可增加腥味，其閾值遠(yuǎn)高于醛類(lèi)。但是檢出的酮類(lèi)物質(zhì)3,5-辛二烯-2-酮，可以與醛類(lèi)等物質(zhì)相互作用對(duì)腥味物質(zhì)產(chǎn)生增強(qiáng)或改變的效果[22]。

魚(yú)體中的醇類(lèi)物質(zhì)是脂肪酸衍生物及羰基化合物的還原產(chǎn)物，不飽和醇和長(zhǎng)鏈醇能夠產(chǎn)生土腥味及一些金屬性氣味，對(duì)風(fēng)味的影響更為顯著，其中1-辛醇是土腥味的標(biāo)志性物質(zhì)[23]。由表2可知，1-辛醇是醇類(lèi)物質(zhì)中含量最高的，且隨著臭氧質(zhì)量濃度的升高有所降低；但是從表3來(lái)看，醇類(lèi)物質(zhì)的檢出種類(lèi)及相對(duì)含量在各組之間整體變化不大，說(shuō)明O-IS處理對(duì)揮發(fā)性醇類(lèi)物質(zhì)影響較小。值得一提的是，1-辛烯-3-醇是大黃魚(yú)重要的腥味物質(zhì)之一，并且與脂肪氧化產(chǎn)物高度相關(guān)[24]，在表2中1-辛烯-3-醇的含量隨臭氧質(zhì)量濃度升高而升高，是因?yàn)镺-IS耦合處理的氧化作用以及大黃魚(yú)貯藏過(guò)程中的自身氧化，致使大黃魚(yú)中硫代巴比妥酸值升高。

烴類(lèi)化合物主要來(lái)自脂肪酸烷基自由基的均裂，其閾值較高，所以對(duì)魚(yú)體風(fēng)味物質(zhì)影響不大，但是魚(yú)體中的烯烴經(jīng)反應(yīng)可轉(zhuǎn)變?yōu)槿╊?lèi)或者酮類(lèi)物質(zhì)增強(qiáng)魚(yú)體風(fēng)味[12]。大黃魚(yú)中還檢出了二丁基羥基甲苯，它一般是由脂類(lèi)氧化分解代謝產(chǎn)生，反映了脂肪的氧化程度，而該物質(zhì)含量變化趨勢(shì)與臭氧質(zhì)量濃度正相關(guān)，此趨勢(shì)與1-辛烯-3-醇變化規(guī)律相吻合。

本研究表明，O-IS耦合處理對(duì)優(yōu)級(jí)品貨架期內(nèi)的大黃魚(yú)醛類(lèi)物質(zhì)含量升高有抑制作用。這是因?yàn)楸鶟{的兩相特性使細(xì)小的冰晶顆粒覆蓋在魚(yú)體上方，很好地阻隔了大黃魚(yú)與空氣接觸，降低脂肪氧化程度減少醛類(lèi)物質(zhì)生成。貯藏加工過(guò)程中，生物酶降解及微生物生長(zhǎng)也可產(chǎn)生腥味物質(zhì)。O-IS耦合處理能進(jìn)一步抑制生物酶的活性以及微生物生長(zhǎng)。醛類(lèi)物質(zhì)溶于水的特性致使其在冰漿的更換過(guò)程中會(huì)被除去。因此，O-IS耦合處理可以起到降低大黃魚(yú)腥味的作用。但是由于臭氧的氧化作用，較高濃度的臭氧會(huì)促進(jìn)脂肪氧化，尤其結(jié)合1-辛烯-3-醇和二丁基羥基甲苯含量來(lái)看，1 mg/L O-IS組大黃魚(yú)腥味物質(zhì)被較好地降解。

2.2.2香氣活度值分析

風(fēng)味物質(zhì)的特征是由揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)在風(fēng)味體系中的濃度及其感覺(jué)閾值共同決定，因此可以通過(guò)香氣活度值(OAV)判斷不同O-IS耦合處理下的大黃魚(yú)中主體風(fēng)味物質(zhì)[25]。通過(guò)OAV確定新鮮大黃魚(yú)中壬醛、1-辛烯-3-醇、辛醛和己醛(OAV>1)這4種物質(zhì)是關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)(表2)；庚醛、癸醛、十四碳醛、1-辛醇和(E，E)-2，4-庚二烯醛對(duì)整體風(fēng)味起到修飾作用(0.1

2.3 電子鼻檢測(cè)結(jié)果分析

2.3.1主成分分析

電子鼻模擬人的嗅覺(jué)S系統(tǒng)，內(nèi)置14個(gè)傳感器，由于每個(gè)傳感器對(duì)不同氣味的敏感程度不同，電子鼻的傳感器載荷分析能夠通過(guò)相應(yīng)圖譜有效反映某個(gè)傳感器對(duì)樣品整體信息的貢獻(xiàn)率大小。不同O-IS處理后大黃魚(yú)的電子鼻分析結(jié)果見(jiàn)圖2。紅色五角星代表電子鼻的傳感器標(biāo)記，各種顏色圓點(diǎn)代表輸入的 Y 數(shù)據(jù)。距離越近就認(rèn)為它們之間的相關(guān)性比較大。主成分PC1的貢獻(xiàn)率為45.18%，傳感器S9、S1和S2主要是反映醇類(lèi)、烴類(lèi)和醛類(lèi)貢獻(xiàn)，且其主成分占比與含量呈正相關(guān)，而這3種物質(zhì)是魚(yú)體腥味的主要組成部分。因此，由圖2可知，1、3、5 mg/L O-IS組中的腥味物質(zhì)對(duì)大黃魚(yú)呈味貢獻(xiàn)低于IF組和新鮮組，所以，O-IS耦合處理技術(shù)能夠有效降低大黃魚(yú)中腥味物質(zhì)。主成分PC2的貢獻(xiàn)率為35.76%，傳感器S4和S8對(duì)第二主成分貢獻(xiàn)率最大，即對(duì)硫化物和短鏈烷烴有選擇性，但是這2種揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)腥味貢獻(xiàn)較低，所以1、3 mg/L O-IS組的大黃魚(yú)腥味物質(zhì)含量少于其他處理組；與風(fēng)味物質(zhì)分析中醛類(lèi)、醇類(lèi)和烴類(lèi)物質(zhì)是關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)的結(jié)果吻合。傳感器S5、S6和S11位于第三象限與主成分PC1和PC2呈負(fù)相關(guān)，其中S6對(duì)應(yīng)的有機(jī)胺、苯酮醇醛是主要腥味物質(zhì)。而PC3與PC4兩者總貢獻(xiàn)率小于9.06%，且新鮮組與S5、S6和S11距離最近，同樣說(shuō)明O-IS組的腥味物質(zhì)被降解。O-IS耦合處理技術(shù)可以降低大黃魚(yú)中腥味物質(zhì)含量，且1、3 mg/L O-IS的處理?xiàng)l件更具優(yōu)勢(shì)。

001～005為每組樣品的5次平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖3 不同質(zhì)量濃度臭氧- 流態(tài)冰貯藏的大黃魚(yú)主成分降維結(jié)果分析Fig.3 Analysis of reduced dimensional results of principal components of Pseudosciaena crocea stored in ozone-ice slurry with different ozone concentrations

PCA將電子鼻的14個(gè)傳感器提取的樣品信息進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和降維處理，并對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行線性分類(lèi)，最后在坐標(biāo)軸上形成一個(gè)二維散點(diǎn)圖，從而快速歸納解釋樣品整體信息[27]。一般情況下，PCA分析兩主成分總貢獻(xiàn)率達(dá)到70%～85%，由于高貢獻(xiàn)率與主成分反映的原始多指標(biāo)信息呈正相關(guān)[28]，所以分析方法可使用。PCA分析結(jié)果見(jiàn)圖3。由圖3可知，F(xiàn)I組與其余樣品距離較遠(yuǎn)，表明FI組氣味和其他樣品氣味差異較大。不同處理組的魚(yú)塊與新鮮魚(yú)塊均存在一定距離，但新鮮組與1 mg/L O-IS組存在重疊區(qū)域，說(shuō)明使用1 mg/L O-IS 貯藏的大黃魚(yú)與新鮮大黃魚(yú)最接近，該條件下保鮮效果最好。IS組與其他O-IS組距離最大，說(shuō)明IS組大黃魚(yú)新鮮度與其他O-IS組大黃魚(yú)新鮮度差異最明顯。5 mg/L O-IS組與3 mg/L O-IS組有較小重疊區(qū)域，說(shuō)明這2個(gè)處理組大黃魚(yú)魚(yú)塊的新鮮度差異較小。結(jié)果表明，1 mg/L O-IS組在降低大黃魚(yú)腥味物質(zhì)方面效果最顯著，且與揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中醛類(lèi)物質(zhì)含量變化相吻合。

2.3.2判別函數(shù)分析

判別函數(shù)分析(LDA)又稱(chēng)分辨法，是在分類(lèi)確定的條件下，根據(jù)某一研究對(duì)象的各種特征值判別其類(lèi)型歸屬問(wèn)題的一種多變量統(tǒng)計(jì)分析方法。LDA具有分類(lèi)效果好、易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，通?？膳cPCA法同時(shí)使用，以達(dá)到更好的分析效果[29]。

001～005為每組樣品的5次平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖4 不同質(zhì)量濃度臭氧- 流態(tài)冰貯藏的大黃魚(yú)判別函數(shù)分析Fig.4 LDA of Pseudosciaena crocea stored in ozone-ice slurry with different ozone concentrations

LDA分析法通過(guò)將高維度的原始數(shù)據(jù)信息通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算法則映射投影到低維度方向，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，再對(duì)樣品組間點(diǎn)分布狀態(tài)與組類(lèi)間分布距離進(jìn)行分析，可使組間變異與組類(lèi)變異比率達(dá)到最大[30]。LDA分析結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖4可知，主成分1、主成分2及主成分3的總貢獻(xiàn)率為99.74%，大于75.00%，可以代表樣品大部分信息。且不同處理組的魚(yú)塊在響應(yīng)值區(qū)域間距離明顯，表明在大黃魚(yú)優(yōu)級(jí)品貨架期內(nèi)，利用LDA分析法能夠區(qū)分不同處理組的新鮮度，且能證明各組魚(yú)塊的新鮮度差異顯著(P<0.05)。其中FI組的大黃魚(yú)魚(yú)塊響應(yīng)值區(qū)間距離新鮮組最遠(yuǎn)，結(jié)合PC1分析可得出FI組中大黃魚(yú)魚(yú)塊腥味含量最高，風(fēng)味品質(zhì)降低。除此之外，1 mg/L O-IS組的大黃魚(yú)魚(yú)塊相應(yīng)區(qū)間也相距新鮮組較遠(yuǎn)，結(jié)合GC-MS中OAV分析，1-丁烯-3-醇作為最重要的風(fēng)味物質(zhì)，在1 mg/L O-IS組中含量降低，說(shuō)明1 mg/L O-IS組處理?xiàng)l件對(duì)魚(yú)塊中腥味物質(zhì)降解效果最顯著。

2.3.3分類(lèi)模型分析

001～005為每組樣品的5次平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖5 PCA-SVM分類(lèi)模型建立Fig.5 Establishment of PCA-SVM classification model

利用PCA-SVM支持向量機(jī)分類(lèi)模型算法對(duì)不同新鮮度的大黃魚(yú)樣品進(jìn)行分類(lèi)模型建立，最終得到樣品分類(lèi)模型(圖5)。根據(jù)圖6模型準(zhǔn)確度分析可知，該模型準(zhǔn)確度為0.944 4(越接近1表示準(zhǔn)確度越高，1代表分類(lèi)完全準(zhǔn)確)。這說(shuō)明本分類(lèi)模型可以明確區(qū)分出不同新鮮度的大黃魚(yú)，利用該模型，可對(duì)未知大黃魚(yú)的新鮮度進(jìn)行預(yù)測(cè)。

圖6 PCA-SVM混淆矩陣Fig.6 PCA-SVM confusion matrix

3 結(jié) 論

本研究采用SPME-GC-MS結(jié)合電子鼻技術(shù)比較了不同質(zhì)量濃度臭氧- 流態(tài)冰耦合處理對(duì)大黃魚(yú)優(yōu)級(jí)品鮮度貨架期內(nèi)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響。由TVB-N分析可知，相比較傳統(tǒng)碎冰，O-IS耦合技術(shù)將大黃魚(yú)優(yōu)級(jí)品貨架期由5 d延長(zhǎng)至18 d，其中臭氧質(zhì)量濃度對(duì)于優(yōu)級(jí)品貨架期無(wú)明顯影響。SPME-GC-MS分析得出，O-IS耦合處理可以降低醛類(lèi)物質(zhì)含量，且臭氧質(zhì)量濃度越大消降作用越明顯。但是從1-辛烯-3-醇來(lái)看，臭氧質(zhì)量濃度增加會(huì)致使大黃魚(yú)氧化現(xiàn)象加重。因此，結(jié)合TVB-N結(jié)果來(lái)看，臭氧質(zhì)量濃度為1 mg/L時(shí)與流態(tài)冰耦合處理對(duì)魚(yú)體腥味物質(zhì)的消降效果最好。此外，由電子鼻PCA分析和LAD分析可知，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)較易被傳感器識(shí)別，同樣得出，揮發(fā)性腥味物質(zhì)在O-IS耦合處理組中不占據(jù)主要貢獻(xiàn)地位。本研究結(jié)果表明：1 mg/L O-IS耦合處理大黃魚(yú)可以延長(zhǎng)大黃魚(yú)優(yōu)級(jí)品鮮度貨架期，并且能夠明顯降低大黃魚(yú)腥味物質(zhì)含量。本研究旨在為臭氧- 流態(tài)冰耦合技術(shù)在大黃魚(yú)保鮮過(guò)程中品質(zhì)控制的應(yīng)用提供參考。