基于HS-SPME-GC-MS 技術(shù)分析發(fā)酵條斑紫菜醬風(fēng)味物質(zhì)變化

趙鵬鵬，高騰琪，唐海峰，陳金玲，劉歡，董春濤，楊杰，司鑫鑫*

（1.江蘇海洋大學(xué)江蘇省海洋生物資源與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇省海洋生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇連云港 222005；2.江蘇海洋大學(xué)藥學(xué)院,江蘇連云港 222000）

紫菜（Porphyrɑ）屬紅藻綱,紅毛菜科,含有豐富的蛋白質(zhì)、碳水化合物、不飽和脂肪酸、維生素和礦物質(zhì),具有很高的營養(yǎng)價(jià)值[1-3]。條斑紫菜（Porphyrɑyezoensis）是紫菜的代表性物種之一,具有特殊的揮發(fā)性風(fēng)味,具有藥食兩用的特點(diǎn)[4],是我國最重要的經(jīng)濟(jì)型藻類之一。目前我國主要的條斑紫菜產(chǎn)品包括夾心海苔、湯用紫菜等,深受廣大消費(fèi)者青睞。然而,夾心海苔加工的過程中產(chǎn)生的大量邊角料,目前尚未得到有效利用并造成一定的資源浪費(fèi)。因此,如何有效利用海苔加工過程中產(chǎn)生的邊角料成為研究的熱點(diǎn)。

乳酸菌在食品發(fā)酵行業(yè)應(yīng)用非常廣泛,植物乳桿菌（Lɑctiplɑntibɑcillusplɑntɑrum）和干酪乳桿菌（Lɑcticɑseibɑcilluscɑsei）是食品發(fā)酵中常見的重要發(fā)酵劑[5],王小慧[6]利用戊糖片球菌（Pedlococcusperctosɑceus,）、干酪乳桿菌（L.cɑsei）、鼠李糖乳桿菌（Lɑctobɑcillus rhɑmnosus）和植物乳桿菌（L.plɑntɑrum）對(duì)比發(fā)酵末水壇紫菜酶解液,以感官品質(zhì)和pH 值為指標(biāo),通過測定成品中乳酸菌總數(shù)和可溶性固形物含量,確定了植物乳桿菌更適合用于末水壇紫菜酶解液的發(fā)酵。王雪寧等[7]研究了短乳桿菌（Lɑctobɑcillusbrevis）、植物乳桿菌（L.plɑntɑrum）和干酪乳桿菌（L.cɑsei）以體積比分別為1∶1∶1、1∶1∶2 和1∶1∶3 混合發(fā)酵條斑紫菜發(fā)酵液理化因子的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)體積比為1∶1∶2 的混合發(fā)酵液發(fā)酵效果最好。此外,乳酸桿菌發(fā)酵可以提高食品的營養(yǎng)價(jià)值和品質(zhì),并且能夠賦予食品獨(dú)特的風(fēng)味[8],Yang 等[9]采用發(fā)酵乳桿菌（Lɑctobɑcillusfermentum）、干酪乳桿菌（L.cɑsei）、嗜熱鏈球菌（Streptococcusthermophilus）以及三者混合組株（體積比1∶1∶1）對(duì)條斑紫菜醬進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵21 d 后,所有乳酸菌（lactic acid bacteria,LAB）生長良好,蛋白酶活力得到提高,隨后采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）技術(shù)考察了干酪乳桿菌和發(fā)酵乳桿菌發(fā)酵的條斑紫菜醬中的香味化合物,分別鑒定出42 種和41 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),包括醛類、醇類、碳?xì)浠衔?、酸類、酮類、酯類、吡嗪類、呋喃類和苯二氮卓類?確定了醇類和酯類物質(zhì)主要在發(fā)酵中期產(chǎn)生,碳?xì)浠衔镌诎l(fā)酵后期產(chǎn)生,確定干酪乳桿菌發(fā)酵的條斑紫菜醬風(fēng)味和口感更好。因此,利用乳酸菌發(fā)酵海苔邊腳料,并對(duì)其發(fā)酵樣品的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行研究,不僅可以更好地了解其風(fēng)味組成及變化,在資源利用的同時(shí)還可以提高海苔邊腳料的營養(yǎng)價(jià)值,進(jìn)一步提高紫菜產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

目前針對(duì)乳酸菌發(fā)酵藻類產(chǎn)品的風(fēng)味研究相對(duì)較少,趙玲等[10]采用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（headspace solid-phase microextraction gas-mass spectrometry,SPME-GC-MS）技術(shù)對(duì)比分析了條斑紫菜在烤制前后揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的組成變化,結(jié)果表明,醛類、醇類、酮類和烷烴類構(gòu)成了條斑紫菜的主體風(fēng)味,烤制后吡嗪、甲基吡嗪、2,5-二甲基-吡嗪、2-乙基-5-甲基-吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基-吡嗪和2-乙基-6-甲基-吡嗪等物質(zhì)含量顯著增加。姚興存等[11]利用篩選的蛋白酶酶解紫菜制備紫菜風(fēng)味香精,采用GC-MS 測定了產(chǎn)物中的揮發(fā)性風(fēng)味成分,發(fā)現(xiàn)醇類和醛酮等羰基化合物所具有的獨(dú)特風(fēng)味對(duì)紫菜風(fēng)味香精良好風(fēng)味的形成起到重要作用。曹榮等[12]采用電子舌（electronic tongue,ET）結(jié)合氣相色譜-離子遷移（gas chromatograph-ion mobility spectroscopy,GC-IMS）技術(shù)評(píng)價(jià)了壇紫菜和條斑紫菜的風(fēng)味特征,發(fā)現(xiàn)條斑紫菜氣味物質(zhì)的總體含量更高,明確苯乙醛、壬醛等醛類化合物對(duì)條斑紫菜的整體愉悅氣味有較大貢獻(xiàn),丙醛對(duì)壇紫菜整體的氣味有較大貢獻(xiàn)。然而,目前鮮見相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道利用不同的乳酸菌發(fā)酵夾心海苔邊腳料制備條斑紫菜醬以探索不同發(fā)酵時(shí)間揮發(fā)性化合物的變化。因此,本研究使用3 株乳酸菌發(fā)酵夾心海苔邊腳料,包括植物乳桿菌MMB-05、干酪乳桿菌FJAT-7928 和以上兩株菌的混合組（體積比1∶1）,以不接種菌發(fā)酵為對(duì)照組,系統(tǒng)研究其在發(fā)酵24 h 和48 h 的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化并篩選出特征風(fēng)味物質(zhì),以期為改進(jìn)條斑紫菜醬加工方法和提高紫菜相關(guān)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

夾心海苔下腳料:連云港文德食品有限公司；MRS液體培養(yǎng)基:北京路橋技術(shù)股份有限公司；植物乳桿菌MMB-05:保藏于江蘇海洋大學(xué)海洋食品與生物工程學(xué)院微生物種質(zhì)資源室；干酪乳桿菌FJAT-7928:保藏于福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院。

1.2 儀器與設(shè)備

TGL 20MW 臺(tái)式高速冷凍離心機(jī):湖南赫西儀器裝備有限公司；78-1 磁力加熱攪拌器:泰州市中泰教學(xué)設(shè)備有限公司；YXQ-LS-50S 立式壓力蒸汽滅菌鍋:上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；ZGX-300E 智能光照培養(yǎng)箱:杭州錢江儀器設(shè)備有限公司；7890A-5975C 氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀:美國Agilent 公司；75μm CAR/PDMS固相微萃取針:美國Supelco 公司。

1.3 菌株培養(yǎng)

將MRS 液體培養(yǎng)基總量0.1% 的植物乳桿菌MMB-05 和干酪乳桿菌FJAT-7928 菌液從甘油管中接種到MRS 液體培養(yǎng)基,傳代2 次后,培養(yǎng)至對(duì)數(shù)期；將植物乳桿菌MMB-05 和干酪乳桿菌FJAT-7928 菌液以體積比1∶1 混合設(shè)置混合組,同時(shí)設(shè)置對(duì)照組（未接菌）作為對(duì)比。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 乳酸菌發(fā)酵紫菜醬

1.4.1.1 紫菜醬的制備

準(zhǔn)確稱取100 g 干燥的夾心海苔邊腳料并加入150 mL 的蒸餾水配制成醬糊狀。攪拌均勻后在121 ℃下高壓滅菌30 min。冷卻至室溫后,向紫菜漿中添加漿料體積總量3%的植物乳桿菌MMB-05、干酪乳桿菌FJAT-7928 和混合組（植物乳桿菌MMB-05 與干酪乳桿菌FJAT-7928 體積比1∶1）菌液,并設(shè)置對(duì)照組進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵溫度設(shè)置在37 ℃,靜置發(fā)酵24 h 和48 h。

1.4.1.2 發(fā)酵液提取

稱取10.0 g 樣品（精確至0.1 g）至250 mL 燒杯中,加入50 mL 去離子水稀釋混勻,磁力攪拌器攪拌30 min,10 000 r/min 離心15 min,重復(fù)兩次,收集上清液。

1.4.2 HS-SPME-GC-MS 測定

參考張琦夢(mèng)等[13]的方法,向25 mL 頂空瓶中加入5 mL 上清液和1.5 g NaCl,室溫下攪拌20 min,45 ℃平衡30 min；將已活化好的固相微萃取纖維頭（270 ℃老化30 min）在45 ℃頂空萃取30 min；于260 ℃解吸5 min,完成進(jìn)樣。

GC 條件:色譜柱為HP-INNOWaxTM聚乙二醇毛細(xì)管柱（60 m×0.25 mm×0.25μm）,進(jìn)樣口溫度為260 ℃,柱初始溫度為35 ℃,保持5 min,以6 ℃/min 的速率上升至225 ℃并持續(xù)10 min；載氣為氦氣,柱流速為1 mL/min；分流比為10∶1。

MS 條件:電子電離（electron ionization,EI）源,離子源溫度為230 ℃,電子能量70 eV,MS 四極桿溫度為150 ℃；掃描范圍:50～550 m/z。

1.4.3 氣味活度值評(píng)價(jià)方法

參考Lin 等[14]的方法計(jì)算樣品中關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味,采用氣味活度值（odor activity value,OAV）評(píng)價(jià)各化合物對(duì)樣品總體風(fēng)味的貢獻(xiàn),氣味活度值（O）按照下列公式計(jì)算。

O=C/T

式中:C為揮發(fā)性香氣成分的相對(duì)百分含量,%；T為揮發(fā)性香氣成分感覺閾值,μg/L。

1.5 數(shù)據(jù)處理

通過NIST 14.L 數(shù)據(jù)庫檢索,對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行定性分析,使用峰面積歸一化法計(jì)算揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量。使用IBM SPSS 26.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析,p<0.05 表示差異顯著。WPS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。Origin 2021 軟件進(jìn)行主成分分析、熱圖分析及繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析鑒定結(jié)果

植物乳桿菌MMB-05 組、干酪乳桿菌FJAT-7928組、混合組（植物乳桿菌MMB-05 與干酪乳桿菌FJAT-7928 體積比1∶1）和對(duì)照組發(fā)酵24 h 和48 h 的條斑紫菜醬產(chǎn)生的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)相對(duì)含量見表1。

表1 不同發(fā)酵時(shí)間4 組條斑紫菜醬揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)相對(duì)含量Table 1 Relative contents of volatile flavor substances in four groups of Porphyra yezoensis sauce with different fermentation times

由表1 可知,發(fā)酵到48 h 時(shí),從4 組發(fā)酵樣品中共檢出化合物57 種,包括醛類16 種、醚類1 種、酮類8 種、醇類10 種、烴類10 種、酯類4 種、酸類4 種、雜環(huán)類4 種。這些揮發(fā)性物質(zhì)的產(chǎn)生與碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的代謝密切相關(guān),共同造就了發(fā)酵紫菜醬的獨(dú)特風(fēng)味。

烷烴和烯烴由脂肪酸的自氧化生成[15]。烷烴類化合物通常認(rèn)為不具有氣味活性,故對(duì)條斑紫菜醬整體風(fēng)味貢獻(xiàn)不大。烯烴類化合物具有較低的閾值,并且大多帶有果香味,如8-十七烯具有柑橘香味,因此能賦予紫菜醬清新和香甜味。在發(fā)酵前后,4 組發(fā)酵樣品均檢測到8-十七烯、5-十八烯、苯乙烯。與對(duì)照組相比,植物乳桿菌MMB-05 組8-十七烯含量明顯提高,從13.99%提高至19.40%,明顯增強(qiáng)了紫菜醬香甜味,豐富了紫菜醬的風(fēng)味。

酮類化合物由不飽和脂肪酸氧化或降解、氨基酸降解或微生物氧化產(chǎn)生[16]。酮類物質(zhì)性質(zhì)穩(wěn)定,具有水果香、奶香等令人愉快的香氣,其中3-羥基-2-丁酮、2,3-戊二酮及2-壬酮均呈現(xiàn)奶香味,反-β-紫羅蘭酮可令食品具有強(qiáng)烈的類紫羅蘭香氣,對(duì)紫菜的腥味有一定的加和作用[17]。在整個(gè)發(fā)酵過程中,所有組均檢測出3-羥基-2-丁酮和反-β-紫羅蘭酮,且植物乳桿菌MMB-05 組3-羥基-2-丁酮相對(duì)含量最高。同時(shí),與其他組相比,植物乳桿菌MMB-05 組還檢測出2-壬酮,在豐富紫菜醬風(fēng)味的同時(shí)降低其魚腥味。

醛類化合物主要通過多不飽和脂肪酸在微生物和酶的作用下氧化降解形成,是食品中重要的香氣化合物,大多數(shù)具有令人愉快的氣味,例如草味、麥芽味、水果味和奶酪味。其中苯乙醛具有水果味和甜味,苯甲醛具有杏仁味,己醛具有魚腥味,壬醛具有油脂味,正辛醛具有水果香味,（Z）-2-癸烯醛具有甜香、柑橘味[18-19]。在發(fā)酵前后,所有發(fā)酵組均檢測出苯甲醛、乙醛、壬醛、藏紅花醛和（E,Z）-2,6-壬二烯醛,豐富了紫菜醬獨(dú)特的風(fēng)味。與干酪乳桿菌FJAT-7928 相比,植物乳桿菌MMB-05 組中己醛相對(duì)含量明顯降低,說明植物乳桿菌MMB-05 發(fā)酵可以降低紫菜醬的魚腥味。

醇類化合物主要是由脂肪氧化、氨基酸和碳水化合物的代謝產(chǎn)生,通常被認(rèn)為是發(fā)酵產(chǎn)品中許多生化反應(yīng)的前體[20]。醇類化合物的閾值高,對(duì)發(fā)酵醬的整體風(fēng)味貢獻(xiàn)較小,但一些不飽和醇的閾值低,具有蘑菇香味和類金屬風(fēng)味[21],對(duì)紫菜醬的整體特征風(fēng)味有一定貢獻(xiàn)。除對(duì)照組外,其他乳酸菌組在整個(gè)發(fā)酵過程中均檢測出正己醇和苯甲醇。1-辛烯-3-醇由花生四烯酸氧化而成,具有蘑菇香味,并且在發(fā)酵前后的所有組中均被檢測到,是條斑紫菜醬的一種重要的氣味化合物。

酸類物質(zhì)主要來源于氨基酸的分解代謝或脂肪酸的氧化,酸類物質(zhì)具有果味、芝士味、脂肪味[22],能賦予發(fā)酵樣品特殊的風(fēng)味。除對(duì)照組外,在其他3 組乳酸菌在發(fā)酵24 h 時(shí)均檢測出辛酸。另外,植物乳桿菌MMB-05 組在發(fā)酵后期檢測出L-乳酸,且含量達(dá)15.62%,這與乳酸菌的產(chǎn)酸有關(guān)。同時(shí),適宜的產(chǎn)酸量可以豐富紫菜醬的風(fēng)味,使其爽口清甜。

酯類物質(zhì)主要通過紫菜醬發(fā)酵過程中產(chǎn)生的酸與醇的酯化反應(yīng)形成,酯類化合物大多具有水果香味。在所有組的發(fā)酵過程中均被檢測到辛酸乙酯和二氫獼猴桃內(nèi)酯。乙酸癸酯具有菠蘿樣底香的甜美香味[23],與其他組相比,植物乳桿菌MMB-05 組在48 h 檢測出的乙酸癸酯含量最高,對(duì)紫菜醬的特征風(fēng)味有一定影響。

所有樣品中共檢測出4 種雜環(huán)化合物,包括吡嗪、呋喃及其衍生物,這些化合物通常由美拉德反應(yīng)或氨基酸分解形成。據(jù)報(bào)道,在雜環(huán)化合物中,吡嗪類化合物具有顯著的堅(jiān)果、烘焙以及烤面包味,呋喃類化合物會(huì)令發(fā)酵產(chǎn)品具有焦糖、甜味及烘焙風(fēng)味[24]。在發(fā)酵前后,只有植物乳桿菌MMB-05 組中檢測出2-乙?；秽?,5-二甲基吡嗪和2,6-二甲基吡嗪,能夠?qū)ψ喜酸u貢獻(xiàn)獨(dú)特風(fēng)味。

2.2 紫菜醬揮發(fā)性成分變化

植物乳桿菌MMB-05、干酪乳桿菌FJAT-7928、混合組（植物乳桿菌MMB-05 與干酪乳桿菌FJAT-7928體積比1∶1）和對(duì)照組發(fā)酵24 h 和48 h 的條斑紫菜醬共檢測出8 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),其類別數(shù)目與含量百分占比如圖1。

圖1 不同發(fā)酵時(shí)間4 組條斑紫菜醬揮發(fā)性組分類別數(shù)目與含量百分占比Fig.1 Number and percentage of volatile components in the four groups of P.yezoensis sauce with different fermentation times

由圖1 可知,所有發(fā)酵組在相同發(fā)酵時(shí)間以及不同發(fā)酵時(shí)間的風(fēng)味物質(zhì)均存在差異,發(fā)酵24 h 時(shí),植物乳桿菌MMB-05 組、干酪乳桿菌FJAT-7928 組、混合組和對(duì)照組中醛類化合物數(shù)量相比較其他種類化合物更多,分別為16、15、10 種和15 種,烴類化合物次之,除植物乳桿菌MMB-05 組和混合組外,其余組未檢測出醚類化合物。

發(fā)酵48 h 時(shí),所有發(fā)酵樣品中揮發(fā)性物質(zhì)種類發(fā)生明顯變化。植物乳桿菌MMB-05 組和干酪乳桿菌FJAT-7928 組醛類物質(zhì)的相對(duì)含量分別從27.32%、29.92% 減少到23.07%、20.76%。混合組烴類物質(zhì)的相對(duì)含量變化最明顯,從42.85% 減少到9.07%。此外,植物乳桿菌MMB-05 組新檢測出大量酸類揮發(fā)性物質(zhì),這與乳酸菌的產(chǎn)酸有關(guān)。對(duì)照組中,醛類化合物相對(duì)含量變化最明顯,從25.96%下降到5.61%。

2.3 揮發(fā)性物質(zhì)氣味活性值分析

揮發(fā)性物質(zhì)含量并不能夠完全反映該物質(zhì)對(duì)香氣的貢獻(xiàn)度,為判斷其對(duì)整體風(fēng)味的影響程度,本研究通過氣味活性值來確定影響風(fēng)味較大的關(guān)鍵物質(zhì)。OAV 值的大小通常與其香氣貢獻(xiàn)程度呈正相關(guān),當(dāng)組分的OAV≥1 時(shí),該物質(zhì)對(duì)于揮發(fā)性風(fēng)味的貢獻(xiàn)大,為主要香氣成分；當(dāng)0.1≤OAV<1 時(shí),該成分起到風(fēng)味修飾作用[25]。OAV 越大說明這種物質(zhì)對(duì)樣品的總體風(fēng)味貢獻(xiàn)也越大。4 組條斑紫菜醬揮發(fā)性物質(zhì)的OAV 結(jié)果見表2。

表2 不同發(fā)酵時(shí)間4 組條斑紫菜醬揮發(fā)性物質(zhì)的OAVTable 2 OAV of volatile flavor substances in four groups of P.yezoensis sauce with different fermentation times

由表2 可知,在OAV≥1 和0.1≤OAV<1 的區(qū)間內(nèi),共檢測出20 種對(duì)風(fēng)味有一定影響的揮發(fā)物,其中包括10 種醛、4 種酮、4 種醇、1 種酸和1 種酯。在發(fā)酵24 h時(shí),植物乳桿菌MMB-05 組中（Z）-2-庚烯醛、正辛醛、（E）-2-辛烯醛、（E,Z）-2,6-壬二烯醛、β-環(huán)檸檬醛、3-羥基-2-丁酮和α-紫羅蘭酮的OAV≥1,說明這些物質(zhì)對(duì)其發(fā)酵紫菜醬的揮發(fā)性風(fēng)味貢獻(xiàn)大,發(fā)酵至48 h 時(shí),原風(fēng)味物質(zhì)不變的情況下增加了L-乳酸（OAV>1）的關(guān)鍵風(fēng)味成分,L-乳酸的微酸味能賦予紫菜醬爽口清甜的口感,同時(shí)也能豐富紫菜醬的整體風(fēng)味。發(fā)酵24 h 時(shí),干酪乳桿菌FJAT-7928 組中（Z）-2-庚烯醛、正辛醛、（E）-2-辛烯醛、（E,Z）-2,6-壬二烯醛、β-環(huán)檸檬醛、α-紫羅蘭酮和辛酸乙酯的OAV≥1,但到發(fā)酵后期,出現(xiàn)了己醛0.1≤OAV<1,這使得紫菜醬本身的腥味又顯露出來,影響了紫菜醬的整體風(fēng)味?；旌辖M在整個(gè)發(fā)酵過程中只有（Z）-2-庚烯醛、正辛醛和（E,Z）-2,6-壬二烯醛的OAV≥1,這3 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)不能完全掩蓋紫菜醬本身的腥味,同時(shí)也不足以豐富紫菜醬的獨(dú)特風(fēng)味,導(dǎo)致紫菜醬的整體風(fēng)味不佳。而對(duì)照組在整個(gè)發(fā)酵過程中只有（E,Z）-2,6-壬二烯醛和α-紫羅蘭酮的OAV≥1,其紫菜醬整體風(fēng)味不如前三者。同時(shí),在所有發(fā)酵組中壬醛、反-β-紫羅蘭酮（0.1≤OAV<1）能夠和關(guān)鍵風(fēng)味成分形成協(xié)同作用,參與紫菜醬整體風(fēng)味的修飾作用。整個(gè)發(fā)酵過程中,植物乳桿菌MMB-05 和混合組中OAV 值最大的揮發(fā)性物質(zhì)相同,均為（Z）-2-庚烯醛,而α-紫羅蘭酮是干酪乳桿菌FJAT-7928 組中OAV 值最大的物質(zhì),（Z）-2-庚烯醛具有脂肪香氣,α-紫羅蘭酮具有紫羅蘭花香,均對(duì)紫菜醬獨(dú)特風(fēng)味的形成有重要貢獻(xiàn)。綜合來看,與其他組相比,植物乳桿菌MMB-05 組發(fā)酵的條斑紫菜醬風(fēng)味成分更豐富,整體風(fēng)味也更濃郁。這與Gao 等[26]的研究結(jié)果一致。

2.4 揮發(fā)性物質(zhì)主成分分析

對(duì)4 組樣品發(fā)酵24 h 和48 h 產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行主成分分析,得到3 個(gè)主成分,結(jié)果如圖2 所示。

圖2 不同發(fā)酵時(shí)間4 組條斑紫菜醬的主成分分析Fig.2 Principal component analysis of four groups of P.yezoensis sauce with different fermentation times

由圖2 可知,3 個(gè)主成分的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)貢獻(xiàn)率分別為48.8%、22.8% 和16.6%,累計(jì)貢獻(xiàn)率為88.2%,能夠反映揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的大部分信息[27]。根據(jù)樣品間的分布特征,可以了解不同發(fā)酵時(shí)間與風(fēng)味物質(zhì)間的關(guān)系。從圖2A 可以看出,不同發(fā)酵組發(fā)酵的紫菜醬主要揮發(fā)性物質(zhì)分布較為隨機(jī),主要在第2主成分上有差異,說明同一發(fā)酵組樣品隨發(fā)酵時(shí)間延長其揮發(fā)性物質(zhì)變化不一致。植物乳桿菌MMB-05 組和混合組發(fā)酵前后的分布較分散,說明發(fā)酵24 h 和48 h 的紫菜醬的揮發(fā)性風(fēng)味差異較大。植物乳桿菌MMB-05 組在發(fā)酵24 h 時(shí)的樣品分布距離較其他組遠(yuǎn),表明其揮發(fā)性物質(zhì)組成有較大差異,這是因?yàn)槊杨愄卣骰衔飳⑦@組樣品區(qū)分開來。樣品的分布區(qū)域和某種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的分布越接近,則說明該物質(zhì)對(duì)此樣品的風(fēng)味貢獻(xiàn)越大[28]。酯類和醛類與3 組乳酸菌發(fā)酵24 h 的樣品分布較為接近,這說明酯類和醛類對(duì)3 組乳酸菌組條斑紫菜醬的香氣起到主要貢獻(xiàn)作用；48 h 時(shí),酸類和醛類與3 組乳酸菌組發(fā)酵樣品分布較為接近,醛類和酮類與對(duì)照組樣品分布較為接近,這說明酸類和醛類化合物為3 組乳酸菌組紫菜醬香氣起到主要貢獻(xiàn)作用,而醛類和酮類對(duì)對(duì)照組樣品的香氣起到主要貢獻(xiàn)作用。這與OVA 分析結(jié)果較為一致。

2.5 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)熱圖分析

選取26 種對(duì)發(fā)酵24 h 和48 h 紫菜醬起主要貢獻(xiàn)作用的主體風(fēng)味物質(zhì),對(duì)其含量變化進(jìn)行熱圖分析,結(jié)果如圖3 所示。

圖3 不同發(fā)酵時(shí)間4 組條斑紫菜醬揮發(fā)性物質(zhì)含量變化熱圖Fig.3 Heatmap of changes in the contents of volatile substances in four groups of P.yezoensis sauce with different fermentation times

由圖3 可知,各發(fā)酵組在24 h 和48 h 時(shí)的揮發(fā)性物質(zhì)譜圖有所差異,由于風(fēng)味前體物質(zhì)的分解代謝,揮發(fā)性物質(zhì)譜圖隨時(shí)間而發(fā)生了改變,其中植物乳桿菌MMB-05 組在發(fā)酵前后,丙醛、丁酸、反-β-紫羅蘭酮、壬醛、（Z）-2-癸烯醛、（E,Z）-2,6-壬二烯醛6 種物質(zhì)均有所增加,說明這6 種化合物很大程度上影響了紫菜醬發(fā)酵過程中的風(fēng)味,并且隨著發(fā)酵時(shí)間延長,紫菜醬樣品的氣味趨于相似。干酪乳桿菌FJAT-7928 組在發(fā)酵前后,醛類、酮類、烴類和酯類化合物均隨發(fā)酵時(shí)間延長含量有所增加,但樣品在發(fā)酵前后氣味不相似,揮發(fā)性風(fēng)味發(fā)生了明顯變化?；旌辖M在發(fā)酵前后,（Z）-2-庚烯醛、（E）-2-辛烯醛、β-環(huán)檸檬醛這3 種物質(zhì)含量隨發(fā)酵時(shí)間延長得到了提高,說明這3 種化合物很大程度上影響了紫菜醬發(fā)酵過程中的風(fēng)味,并且樣品在發(fā)酵前后的氣味不相似,揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)發(fā)生了變化。

3 結(jié)論

本研究采用HS-SPME-GC-MS 技術(shù)檢測了不同乳酸菌及未添加乳酸菌發(fā)酵24 h 和48 h 的條斑紫菜醬揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化,共鑒定出57 種揮發(fā)性化合物。在發(fā)酵24 h 時(shí),植物乳桿菌MMB-05 組3-羥基-2-丁酮相對(duì)含量最高,達(dá)到20.01%,對(duì)照組中8-十七烯相對(duì)含量最高,為20.76%。與發(fā)酵24 h 的樣品相比,發(fā)酵48 h 后的紫菜醬樣品中醛類和酯類相對(duì)百分含量明顯減少,其中對(duì)照組醛類減少最明顯,從25.96%減少到5.61%,酸類物質(zhì)相對(duì)百分含量有所上升,尤其是植物乳桿菌MMB-05 組酸類物質(zhì)上升最明顯,從0.71% 上升到23.81%。然后采用OAV 法、主成分分析和熱圖分析發(fā)酵24 h 和48 h 各發(fā)酵樣品的主體風(fēng)味構(gòu)成。結(jié)果表明,植物乳桿菌MMB-05 組中（Z）-2-庚烯醛、正辛醛、（E）-2-辛烯醛、（E,Z）-2,6-壬二烯醛、β-環(huán)檸檬醛、α-紫羅蘭酮的OAV≥1,干酪乳桿菌FJAT-7928 組中（Z）-2-庚烯醛、正辛醛、（E）-2-辛烯醛、（E,Z）-2,6-壬二烯醛、α-紫羅蘭酮和辛酸乙酯的OAV≥1,混合組中（Z）-2-庚烯醛、正辛醛和（E,Z）-2,6-壬二烯醛的OAV≥1,而對(duì)照組在發(fā)酵過程中均為（E,Z）-2,6-壬二烯醛和α-紫羅蘭酮的OAV≥1,這些揮發(fā)性化合物成為各自發(fā)酵組的關(guān)鍵風(fēng)味成分,而苯甲醛、壬醛、反-β-紫羅蘭酮等物質(zhì)（0.1≤OAV<1）能夠和上述風(fēng)味成分形成協(xié)同作用,對(duì)發(fā)酵紫菜醬的整體風(fēng)味發(fā)揮著修飾作用。綜合評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn),植物乳桿菌MMB-05 更適合作為條斑紫菜醬的發(fā)酵劑,其發(fā)酵的紫菜醬相比于其他組風(fēng)味成分更豐富,整體風(fēng)味也更濃郁。

在后續(xù)的研究中,可以考慮使用溶劑輔助蒸發(fā)法與HS-SPME 法相結(jié)合,也可考慮采用內(nèi)標(biāo)法測得揮發(fā)性物質(zhì)的具體含量,以得到更加全面的香味成分?jǐn)?shù)據(jù),進(jìn)一步為發(fā)酵條斑紫菜醬風(fēng)味品質(zhì)的優(yōu)化及深加工提供理論依據(jù)。