不同新鮮度養殖大黃魚肉中特征性揮發物的研究

張晶晶

(上海海洋大學食品學院，上海201306)

不同新鮮度養殖大黃魚肉中特征性揮發物的研究

張晶晶

(上海海洋大學食品學院，上海201306)

為了探討養殖大黃魚肉特征性揮發物，采用頂空固相微萃取－氣－質聯用(HS－SPME－GC－MS)法檢測0℃及20℃下不同貯藏天數的大黃魚肉揮發性風味。共鑒定出七大類48種化合物，并對其中主要的揮發物含量、氣味特征及其來源進行了分析。發現大黃魚揮發性風味以羰基化合物和醇類為主。并結合微生物實驗的結果，運用主成分分析(PCA)的方法得到了己醛、對二甲苯等8種表征肉樣“新鮮”，2－壬酮、丙酸、二甲基二硫等15種表征肉樣“腐敗”的特征性揮發物。

固相微萃取(SPME)，氣相色譜－質譜法(GC－MS)，揮發性風味，大黃魚

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮大黃魚 500～600g鮮活養殖大黃魚，購自浙江象山深海大黃魚有限公司，采用聚乙烯充氧運至實驗室。

GNP－9080型隔水式恒溫培養箱 上海精宏實驗設備有限公司;海爾SC－230冷藏柜 上海創橫儀器有限公司;SW－CJ－1CU雙人單面超凈工作臺 上海松泰凈化科技有限公司;JJ－2組織打碎勻漿機江蘇金壇精達儀器制造廠;手動進樣手柄、萃取頭PDMS/DVB，涂層厚度65μm，美國Supelco公司;氣質聯用儀:氣質聯用儀6890－5975B 美國Agilent公司;DF－101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 鞏義市予華儀器有限責任公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品制備 將大黃魚倒入水池中，缺氧缺水致死，采用GB/T 18108－2008［5］的取樣方法，共取20尾實驗用魚，在超凈工作臺將其清洗、去鱗、去內臟，沿脊骨剖切。將剖切后肉樣統一用無菌刀切割成3～5cm2小塊，充分混勻。

取小塊肉樣，用經消毒程序處理(刀口經火焰灼燒10s后再經紫外輻照30min)的絞肉機絞碎，準確稱取每份重為5.00g的待測樣品，裝入15mL棕色瓶中，于0℃冷藏柜(模擬冰鮮條件)及20℃恒溫箱(模擬室溫條件)中進行保存。0℃樣品分別貯藏0、1、2、3、5、7、9、11d，20℃樣品貯藏0、1、2d后，取出肉樣進行菌落總數及GC－MS檢測，每次測3個平行樣。

1.2.2 菌落總數檢測 按照 GB/T 4789.2－2008測定［6］。

1.2.3 GC－MS檢測

1.2.3.1 頂空固相微萃取 將內裝肉樣的頂空瓶置于室溫下平衡20min后，以SPME針管插入頂空瓶的硅橡膠瓶墊，伸出65μm PDMS/DVB萃取頭，在40℃下吸附45min。待吸附完畢，取出插入GC－MS進樣口，250℃解析5min，熱脫附進行GC－MS檢測。

1.2.3.2 GC－MS條件 色譜柱:DB－5MS彈性毛細管柱(30m×0.25mm×0.25μm);不分流模式;升溫程序:起始柱溫40℃，保持2min，然后以4℃/min升至160℃，無保留;再以 10℃/min升至 250℃，保持3min;載氣(He)流速1.0mL/min;汽化室溫度250℃。質譜條件:電子轟擊(EI)離子源;電子能量70eV;傳輸線溫度275℃;離子源溫度200℃;激活電壓1.5V;質量掃描范圍m/z 50～400。

1.2.3.3 定性及定量方法 定性:實驗數據處理由Xcalibur軟件系統完成。揮發性成分通過 NIST和Wiley(2008)譜庫確認定性，僅報導正、反匹配度大于800(最大值為1000)的鑒定結果。定量:以峰面積表示某對應化合物的物質的量。

1.2.4 數據處理 不同天數下所得揮發物的差異顯著性分析采用SPSS13.0軟件以單因素方差分析(One－Way ANOVA)中的S－N－K法完成;揮發物的PCA分析由R2.7.2軟件完成。

2 結果與討論

2.1 微生物數量

一般認為鮮活魚體內部組織是無菌的，當其在捕撈、分割、貯藏及流通過程中時極易受到微生物的污染而造成其品質的下降，大黃魚行業標準 SC/ T3101－1984規定 105CFU/g作為二級鮮度的標準線［7］。

由圖1可見，兩溫度下大黃魚肉中菌落總數均隨著貯藏時間的延長而增加。0℃(冰藏溫度條件)下，菌落總數上升較為緩慢，9d后才達到105數量級;而20℃(常溫條件)下，肉樣中微生物“對數生長期”大大提前，1d時其總數就已超標。

圖1 0、20℃下養殖大黃魚中菌落總數隨貯藏時間變化規律Fig.1 Changes of total number of bacterial colony in yellow croaker stored at the temperature of 0℃ and 20℃ during different storage times

2.2 養殖黃魚氣味主體分析

用SPME－GC－MS法分析0、20℃下貯藏不同時間的養殖大黃魚肉的揮發性成分，所得結果見表1。本次實驗共分離鑒定出48種化合物:烴類9種，酮類4種，醇類9種，醛類8種，酸類2種，酯類6種，其他10種。作為對照的新鮮大黃魚肉中共檢測出29種化合物，其中18種在相關文獻中均有報導:甲苯、3，5－辛二烯－2－酮、(E，E)－2，4－庚二烯醛3種化合物楊華［2］、盧春霞［3］等人均在新鮮大黃魚肉中檢出;乙苯、1，3，5－三甲苯、2，3－戊二酮、(Z)－4－庚烯醛4種化合物與楊華［2］報導一致;而對二甲苯、十五烷、2，3－辛二酮、己醛、庚醛、壬醛、1－戊烯－3－醇、己醇、1－辛烯－3－醇、2－乙基己醇、2，7－辛二烯－1－醇11種化合物與盧春霞［3］報導一致。值得注意的是，2－壬酮、2－甲基丁醛、3－甲基－丁醇、乙酸、丙酸、三甲胺此6種化合物楊華、盧春霞等人在新鮮大黃魚中就已檢出，而本次實驗中卻僅在大黃魚貯藏過程中才發現，究其原因一方面可能由于個人實驗條件不盡相同，另一方面也可能由于個人所采魚樣的初始新鮮度或取樣來源存在差異導致。

此外，Guadagn等［1］發現醛類在氣味中有加和作用，而(Z)－4－庚烯醛、(E，E)－2，4－庚二烯醛等的作用尤為明顯，被認為是腥味的代表物質。章超華等［8］通過對鯽魚的研究也證實了此類醛類物質對魚腥味的貢獻顯著。本實驗在大黃魚肉中也檢測到了此兩種物質，說明其確實可能對養殖大黃魚的風味造成一定的不良影響。

2.3 主要揮發性風味化合物特征及來源

魚肉的風味主要是由于揮發性羰基化合物和醇造成的，而這些化合物是通過特定的脂肪氧合酶作用于魚脂質中的多不飽和脂肪酸衍生而來的。根據風味特征及其所占比例，可以得出醛類、酮類和胺類是其主要的風味成分。

烷烴類的來源比較復雜，部分可能來自肉中脂肪酸的降解，而芳香烴則可能是由帶芳香基的游離氨基酸氧化產生的［9］。而(C6～C19)的烷烴已經被鑒定存在于某些魚肉的揮發物中，它們可能是通過烷基自由基的脂質自氧化過程或類胡蘿卜素的分解生成，其閾值較高，因此對魚肉風味的形成直接貢獻不大，但有助于提高魚肉的整體香味效果［11］，如甲苯是造成魚肉中令人不愉快的風味物質［10］。

酮類化合物可能是由于多不飽和脂肪酸的熱氧化或降解、氨基酸降解或微生物氧化產生的［11－12］。具有獨特的清香和果香風味，并且隨著碳鏈的增長給出更強的花香特征。烯酮類則是在加熱期間生成的脂質氧化的產物并且有一種青葉芳香［13］。如2，3－戊二酮和2，3－辛二酮等對其奶油香氣有貢獻［14－15］。

表1 0、20℃下大黃魚揮發性成分隨貯藏時間變化規律Table 1 Changes of volatile compounds in yellow croaker stored at the temperature of 0℃ and 20℃ during different storage times

續表

續表

醛類是脂肪降解的主要產物，一般閾值較低，卻對構成魚類的總體風味影響巨大［16］。3至4個碳原子的醛具有強烈的刺激性風味，而中等分子量的醛(5至9個碳原子)則具有清香、油香、脂香和牛脂香［17］。如本實驗檢測出的(Z)－4－庚烯醛，(E，E)－2，4－庚二烯醛，其中(Z)－4－庚烯醛［18］閾值較低，其風味特征除果香和青香外，還有明顯的脂肪香氣，它是由ω－3－多不飽和脂肪酸降解生成(E，Z)－2，6－壬二烯醛，并通過逆羥醛縮合作用降解生成。一般而言，在新捕獲的魚中，6個碳原子的化合物通常產生一種原生味、鮮香和類醛的特征香味，如己醛，此物質已被鑒定出普遍存在于淡水魚和海水魚［9］，主要來自ω－6不飽和脂肪酸［19］。一般而言，烯醛類及二烯醛類化合物烷基醛、烯醛和二烯醛可能是由多不飽和脂肪酸如亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸氧化形成的氫過氧化物的裂解而形成［6］。如本實驗檢測出的3－甲基丁醛(在帕爾馬火腿中具有堅果、奶酪和咸的特征)，是由亮氨酸經斯特雷克兒氨基酸反應產生［20］，或者由微生物降解產生［21－22］。另外，如4－庚烯醛能產生青草味和魚腥味，是魚腥味的關鍵成分［1］。

醇類大多數是由脂質氧化分解而來的，一般認為，飽和醇的風味閾值較高，對魚肉風味的整體貢獻較小。但有些不飽和醇閾值較低，卻可能會對風味有較大貢獻，如1－辛烯－3－醇是一種亞油酸的氫過氧化物的降解產物，具有類似蘑菇的氣味，普遍存在于淡水魚及海水魚的揮發性香味物質中［23］。2－乙基己醇物質具有蘑菇香氣，可能對這種魚肉特征風味有貢獻。本實驗還檢出了具有青香的1－戊烯－3－醇［9］。

酸類的來源比較復雜，乙酸、丙酸等小分子的酸主要由微生物降解糖類而產生［24］，而其他一些帶支鏈的脂肪酸則可能來自氨基酸的微生物降解，如3－甲基丁酸來自亮氨酸降解［17］。

含硫化合物來自含硫氨基酸，而含氮化合物則來自蛋白質和游離氨基酸以及核苷酸的降解［25］。含硫含氮化合物在大多數情況下在肉中濃度很低，但發生腐敗時其含量會隨著微生物的增殖而大幅提高(以甲硫醇、二甲基二硫和吲哚等為典型代表)。此外，含硫含氮類化合物通常具有極低的閾值和重要的感官特性，其對肉品的風味貢獻巨大［26］。

其他一些化合物如甲苯、對二甲苯、1－甲基萘等物質通常具有不良的風味，會導致魚肉異味的產生，可能是從環境污染物中轉移到魚體中形成的。室溫貯藏下檢測出的一些低碳酯是脂肪酸酯氧化斷裂的產物，通常賦予一種香甜的果香。

2.4 特征性揮發物的確定

對0℃下所得揮發物按各自類別編號后(見表1)，取其峰面積，采用R軟件進行主成分分析(參考Diego L［27］)，結果見圖2(a)、圖2(b)。圖2(a)展示了0℃下肉樣每天所產揮發物總量的主成分分析結果，其中第一主成分與第二主成分貢獻率之和達87.59%，區分效果良好。由微生物實驗可知:0℃下，肉樣7d內可保持新鮮，9d后開始變質。故我們將圖2(a)中樣品點劃分為兩類，分別以圓形圈出(新鮮樣品集中于右半區域，變質樣品位于左半區域)。圖2 (b)展示了0℃下所得48種揮發物的主成分分析結果:每個箭頭對應某一揮發物;將圖2(a)、圖2(b)比對后發現，若圖2(b)中“箭頭”與圖2(a)中“樣品點”在各自圖中所處位置相近，則兩者相關性較高;據微生物實驗結果同樣可將箭頭分為兩類并以圓形圈出(與新鮮肉樣呈正相關的“箭頭”位于右半區域，反之則位于左半區域);箭頭距圓心距離代表了該揮發物在主成分分析過程中的影響程度(即權重)。

采用相同方法對20℃下不同貯藏時間所得揮發物編號后進行主成分分析，結果見圖2(c)、圖2(d)。據20℃時微生物實驗結論(0d為新鮮肉樣，1d后肉樣變質)，我們同樣可將代表揮發物總量的“樣品點”及代表單一揮發物的“箭頭”劃為兩類(新鮮樣品位于左下區域，變質樣品位于右上區域)，并以圓形圈出。將0℃之圖2(b)、20℃之圖2(d)兩溫度下各自得到的48種揮發物逐一比對分析，若某一揮發物在兩種溫度下均與新鮮樣品呈正相關，則認為該物質可能為表征冷卻肉“新鮮”的特征性揮發物;反之，若同呈負相關且不為由微生物實驗所判定的“新鮮肉樣”所含有，則認為該物質或許特征性地表征肉品“腐敗”。分析得到:乙基苯、對二甲苯、十五烷、2，3－戊二酮、己醛、1－戊烯－3－醇、順－2－戊烯－1－醇、N－乙基對甲苯胺共8種物質為表征新鮮肉樣的特征性揮發物;2－壬酮、3－甲基丁醛、2－甲基丁醛、3－甲基丁醇、乙酸、丙酸、丁酸乙酯、3－甲基硫代丁酸S－甲酯、丁酸丁酯、丁酸－3－甲基丁酯、己酸甲硫醇酯、三甲胺、二甲基二硫、二甲基三硫、吲哚總計15種物質為表征肉樣腐敗的特征性揮發物(包括絕大多數酸類及含硫、含氮類化合物)。其中表征新鮮肉樣的特征性揮發物己醛以及表征肉樣腐敗的特征性揮發物2－壬酮、丙酸、二甲基二硫、二甲基三硫及吲哚在相關文獻中也有報道［28］。

圖2 0、20℃下貯藏不同天數黃魚肉所得揮發物總量及48種揮發物的主成分分析圖Fig.2 Principal component analysis chart of the total amount and 48 kinds of volatiles of yellow croaker stored at the temperature of 0℃ and 20℃ during different storage time

3 結論

本次實驗采用SPME－GC－MS法研究了新鮮養殖大黃魚及其在0、20℃下貯藏期間的揮發性氣味的變化，鑒定出七大類總計48種化合物，確定了其中8種為表征肉樣“新鮮”、15種為表征肉樣“腐敗”的特征性揮發物。(Z)－4－庚烯醛、(E，E)－2，4－庚二烯醛可能對養殖大黃魚的腥味有較大貢獻。

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Study on the characteristic volatile compounds generated by different freshness of yellow croaker

ZHANG Jing－jing
(College of Food Science and Technology，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China)

For the study of characteristic volatiles of yellow croaker，the volatile compounds variation of yellow croaker stored at 0℃ and 20℃ were detected using HS－SPME－GC－MS.As a result of totally 48 volatiles，which could be divided into 7 classes，were identified.The generation sources and sensory characteristics of volatiles were further discussed in details.Among these compounds，most of them were carbonyl and alcohols.Eight characteristic volatiles which could be represented of meat－like“fresh”such as hexanal and benzene，1，3－dimethyl，fifteen compounds which could be represented of meat－like“corruption”such as 2－nonanone，butanoic acid and disulfide and，dimethyl were obtained using PCA method combine with micro－organisms experiment results.

solid－phase micro extraction(SPME);GC－MS;volatile odor;yellow croaker

TS254.7

A

1002－0306(2012)10－0079－07

大黃魚是我國四大漁業經濟魚類之一，近幾年來其養殖技術日臻成熟，養殖產量也逐年快速增長，2007年僅福建閩東地區產量就已達3.93萬t［1］。大黃魚肉質鮮嫩、營養豐富、風味獨特，深受廣大消費者的喜愛。然而，由于受養殖環境、餌料、攝食習性等影響，養殖大黃魚在保持自身原有風味的同時，也會存在有一定的腥臭味等異味，對其品質造成了一定的不良影響。楊華等［2］研究了脫腥前后養殖大黃魚的揮發性成分變化，發現2，4，7－癸三烯醛、4－庚烯醛、2，6－壬二烯醛為養殖大黃魚的關鍵腥味物質。盧春霞等［3］研究了養殖大黃魚、美國紅魚、鱸魚三種海水魚類的氣味構成，發現養殖大黃魚主體氣味物中主要包含壬醛、4－庚烯醛等12種揮發物。大黃魚脫離海水較短時間內就會死亡，故市場上往往采用鋪冰覆蓋方式對其品質進行保藏，但加冰后其肉品新鮮度真實變化情況較難判斷。近年來，以頂空固相微萃取－氣－質聯用法(SPME－GC－MS)為代表的一些新型圖譜技術也開始應用于肉品新鮮度的檢測，與傳統方法相比其具有快速、準確、環境友好等優點。顧賽麒等［4］采用SPME－GC－MS方法檢測了不同新鮮度冷卻豬肉的揮發性成分，提出了分離、鑒定表征肉品腐敗的特征性揮發物的方法，以此特征性腐敗化合物來快速判斷冷卻肉品質，具有較強的創新價值。本文以養殖大黃魚類為原料，采用SPME－GC－MS法檢測了新鮮大黃魚肉及0、20℃下貯藏不同天數大黃魚肉的揮發性氣味物質的變化，對大黃魚肉的風味構成進行了報道，并結合微生物實驗結果獲得了表征大黃魚肉“腐敗”的特征性揮發物。

2011－08－15

張晶晶(1985－)，女，碩士，初級實驗師，研究方向:食品營養與安全。

2010年上海海洋大學校青年科研基金(A－2501－10－011504)。