馬家柚果皮對(duì)鯽魚貯藏期揮發(fā)性物質(zhì)的影響

梁廣鈺,徐仰倉

(天津科技大學(xué)海洋與環(huán)境學(xué)院,天津 300457)

鯽魚(Carassiusauratus)因生長(zhǎng)速度快、適口性好、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,是我國(guó)廣泛養(yǎng)殖和交易的物種之一,產(chǎn)量位居全國(guó)淡水魚之首[1-2]。但由于鯽魚含有大量的水分和有機(jī)氮化合物,利于腐敗微生物的快速生長(zhǎng)和繁殖,加之本身的自溶酶作用,致使鯽魚捕撈后腥味逐漸加重,嚴(yán)重影響了后期的加工、銷售和消費(fèi)[3-4]。魚類的腥味物質(zhì)主要為2-甲基異莰醇、土腥素、吡嗪、δ-氨基戊酸、δ-氨基戊醛和六氫吡啶類化合物等揮發(fā)性物質(zhì)[5]。

為了降低魚類貯藏及加工期間的腥味,吳燕燕等[6]和楊凱等[7]采用了多種方法,包括物理、化學(xué)、生物以及感官掩蔽等方法。其中感官掩蔽法最容易被消費(fèi)者接受,因而也吸引了多數(shù)科學(xué)家的關(guān)注。如吳濤等[8]用姜蔥蒜-黃酒復(fù)合劑掩蔽草魚的腥味;劉建等[9]采用茶黃素、茶氨酸、茶紅素同生姜液制備混合脫腥液,對(duì)紫貽貝進(jìn)行脫腥了處理;Li等[1]用茶多酚和迷迭香提取物去除鯽魚的腥味等。馬家柚是生長(zhǎng)于江西的一種柑橘屬植物,其果皮占到全重的一半以上,但柚子皮常未被利用就丟棄了,造成極大浪費(fèi)。柚子皮中含有豐富的柚皮苷、精油、果膠及檸檬烯等揮發(fā)性物質(zhì)[10-12],具有掩蔽及去除鯽魚腥味的物質(zhì)基礎(chǔ),同時(shí)柚子皮具有極強(qiáng)的吸附能力[13],具有吸附腥味物質(zhì)的潛力。

本文以鯽魚為原料,用馬家柚果皮包裹鯽魚,采用SPME-GC-MS法分析了鯽魚低溫貯藏后揮發(fā)性物質(zhì)的變化,以期為鯽魚的去腥提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮馬家柚 上饒市中科云健康科技有限公司;鯽魚 天津海鮮市場(chǎng)清水沖洗后去頭、去鱗、去內(nèi)臟;乙醇 分析純,天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司。

GC-MS-4000氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)VARIAN公司;GZX-9070MBE電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品的預(yù)處理 將新鮮馬家柚(B1)先用75%的乙醇擦拭外果皮,再用滅菌水沖洗干凈,在超凈工作臺(tái)里用滅菌刀將果皮剪切成2 cm×4 cm×0.3 cm的果皮塊。部分果皮塊放入鼓風(fēng)干燥箱在(60±2) ℃條件下烘干24 h,制成干果皮(B2),備用。

按下列方式處理及貯藏鯽魚的肌肉:不做任何處理,即對(duì)照組(A0);用鮮柚子果皮包裹魚肉(果皮∶魚肉=1∶3)(A1);用干柚子果皮包裹魚肉(果皮∶魚肉=1∶3)(A2)。再將各組魚肉裝進(jìn)不透光的密封袋中,4 ℃冰箱儲(chǔ)藏3 d。

1.2.2 樣品的萃取 將剪切好的魚肉(約2 mm×2 mm×2 mm)、果皮樣品(約2 mm×2 mm×2 mm)在60 ℃的條件下水浴30 min。固相微萃取頭(65 μm,PDMS/DVB)首次使用前,先將其在氣相色譜進(jìn)樣口老化30 min,老化溫度為250 ℃。將萃取頭插入頂空瓶的頂空部分,60 ℃條件下萃取30 min。拔出萃取頭,插入設(shè)置好的氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)樣口,于250 ℃下脫吸附2.5 min后進(jìn)行樣品分析。

1.2.3 條件設(shè)置 色譜條件:VF-5ms色譜柱,30 m×0.25 mm×0.25 μm毛細(xì)管柱。程序升溫:初始溫度40 ℃保持3 min,以4 ℃/min升至150 ℃,保持1 min,以8 ℃/min升至250 ℃,保持6 min。進(jìn)樣口溫度250 ℃,分流比:5∶1;載氣:He;純度:99.99%;載氣流速:1 mL/min。

質(zhì)譜條件:傳輸線溫度280 ℃;質(zhì)量分析器:離子阱;離子阱溫度:220 ℃;掃描方式:full scan;掃描范圍:43～500 m/z。

1.3 數(shù)據(jù)處理

通過NIST05譜圖庫對(duì)GC-MS檢測(cè)的揮發(fā)性成分進(jìn)行解析,確定其化學(xué)成分;利用譜圖庫數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)按峰面積歸一化進(jìn)行定量分析,選擇匹配度>70的物質(zhì)求得各化學(xué)成分在樣品揮發(fā)性物質(zhì)中的相對(duì)含量[14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬家柚果皮處理后鯽魚揮發(fā)性物質(zhì)的變化

A0組鯽魚在4 ℃條件下貯藏3 d后,用GC-MS檢測(cè),得到總離子流圖(圖1),經(jīng)與NIST05圖譜庫對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)了26種揮發(fā)性化合物。這與陳俊卿等[15]的結(jié)果(25種揮發(fā)性化合物)接近,而與沈麗等[16]的結(jié)果差距較大(15種揮發(fā)性化合物)。魚肉中的揮發(fā)性物質(zhì)不僅來源于魚肉本身,還有環(huán)境中的物質(zhì)。在魚的生長(zhǎng)過程中,環(huán)境中某些化合物被魚吸收后逐漸積累于魚肉中,最終成了魚肉揮發(fā)性物質(zhì)的一部分,另外,貯藏條件的不同也會(huì)導(dǎo)致不同的揮發(fā)性物質(zhì)的產(chǎn)生。或許這些是不同實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)結(jié)果與前人實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異的原因所在。

圖1 空白組A0魚肉的揮發(fā)性物質(zhì)GC-MS總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram of volatile compounds GC-MS in blank group A0

圖2、圖3為所有匹配度大于70的化合物的相對(duì)含量及種類分布情況,表1為主要揮發(fā)性物質(zhì)相對(duì)含量。如圖2、圖3所示,A0組檢出的26種化合物中醇類最多,共8種占61.17%。醇類化合物中相對(duì)含量最多的是乙醇29.21%、正己醇18.86%和1-辛烯-3-醇7.41%。乙醇是無氧呼吸的產(chǎn)物,鯽魚在貯藏3 d后有大量的乙醇產(chǎn)生,說明在此期間魚肉中滋生了大量的厭氧菌,也有可能魚體內(nèi)的不飽和脂肪酸在脂氧合酶(LOX)作用下分解產(chǎn)生了乙醇[17]。1-辛烯-3-醇是魚腥味的重要成分之一,Iglesias等[18]報(bào)道EPA在發(fā)生脂質(zhì)過氧化的過程中會(huì)產(chǎn)生該化合物。說明鯽魚貯藏過程中魚腥味產(chǎn)生的原因之一是不飽和脂肪酸的氧化分解。烯類化合物次之,共4種占23.21%,烯類化合物中相對(duì)含量最多的是雙戊烯(又名檸檬烯)16.80%,月桂烯6.02%。另外,醛類中正己醛、壬醛和酮類中2,5-辛二酮等腥味物質(zhì)也被檢測(cè)到,說明貯藏期間鯽魚體內(nèi)發(fā)生了脂肪酸的氧化。

圖2 鯽魚(4 ℃貯藏3 d)及柚子果皮中揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量分布Fig.2 Relative content distribution of volatile compounds in Carassius auratus(stored at 4 ℃ for 3 d)and grapefruit peel

表1 鯽魚(4 ℃貯藏3 d)及柚子果皮主要揮發(fā)性物質(zhì)(n=3,匹配度均>70)Table 1 Major volatile substances in Carassius auratus(stored at 4 ℃ for 3 d)and grapefruit peel(n=3,matching degree>70)

圖3 鯽魚(4 ℃貯藏3 d)及柚子果皮中揮發(fā)性物質(zhì)的種類分布Fig.3 Species distribution of volatile matter in Carassius auratus(stored at 4 ℃ for 3 d)and grapefruit peel

與對(duì)照相比,鮮馬家柚果皮處理后(A1)魚肉的揮發(fā)性物質(zhì)增加了30種(圖3)。但各種物質(zhì)的相對(duì)含量卻有不同的變化。如乙醇、正己醇、3-羥基-2-丁酮和1-辛烯-3-醇的相對(duì)含量分別降低了28.81%、17.05%、6.97%和7.12%,而雙戊烯增加了43.53%,月桂烯增加了21.29%(表1)。1-辛烯-3-醇具有土腥味,鯽魚被鮮馬家柚果皮包埋后,1-辛烯-3-醇降低了,說明鮮馬家柚果皮具有去除鯽魚土腥味的功能。鯽魚被鮮馬家柚果皮包裹后,雙戊烯(呈檸檬味)的相對(duì)含量增加了2倍多,說明鮮馬家柚果皮具有增加鯽魚水果香味的功能。

鯽魚被干馬家柚果皮包裹后,魚肉的揮發(fā)性物質(zhì)(A2)增加了40種(圖3)。同鮮果皮處理的結(jié)果相似,乙醇、正己醇、3-羥基-2-丁酮和1-辛烯-3-醇的相對(duì)含量降低最多,分別降低了29.21%、11.93%、6.53%和5.51%,但雙戊烯增加了33.93%,魚肉中并不含β-蒎烯(呈松節(jié)油香氣和松脂氣味),經(jīng)干果皮包裹后從0增加至22.51%,約占全部揮發(fā)性物質(zhì)的五分之一(表1)。鮮、干果皮包裹后對(duì)比來看,月桂烯分別增加21.29%和降低5.63%;β-蒎烯在A0、A1、B1和B2中均未檢測(cè)到,說明A2中的β-蒎烯不是來自于柚子果皮,可能來自于柚子皮本身具有的某種化合物在加熱(烘干)過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而得到β-蒎烯。雙戊烯在A1、A2兩組中均有大幅度增加,但A1組比A2組的增加量要多9.60%;1-辛烯-3-醇均有所減少,但A1組比A2組的下降量要1.61%;說明鮮果皮在去除魚腥味方面和增加香味方面都比干果皮更好。

如圖2所示,經(jīng)鮮、干馬家柚果皮包裹后鯽魚中揮發(fā)性物質(zhì)相對(duì)含量變化如下:醇類由61.17%分別下降至5.97%和15.74%,酮類由10.73%分別下降到1.42%和1.05%,而烯烴類有大幅度增加,由23.21%分別增加至91.99%和77.44%,醛類、烷烴類和酯類等變化不明顯。如圖3所示,經(jīng)鮮、干馬家柚果皮包埋后鯽魚中揮發(fā)性物質(zhì)種類變化如下:醇類由8種均增加至13種,酯類由5種分別增加至8種和11種,烯烴類有大幅度增加,由4種分別增加至28種和24種,醛類、酮類、烷烴類和酯類等變化不明顯。說明柚子果皮改變了貯藏期間鯽魚本身的揮發(fā)性物質(zhì)組成或代謝途徑。

2.2 馬家柚果皮的揮發(fā)性物質(zhì)

如前所述,鯽魚被馬家柚果皮包裹后,揮發(fā)性物質(zhì)的種類及含量均發(fā)生了較大地改變。變化了的揮發(fā)性物質(zhì)有可能來自馬家柚果皮,也有可能來自于腐敗微生物。為了驗(yàn)證這些物質(zhì)的來源,分別檢測(cè)了鮮、干馬家柚果皮的揮發(fā)性物質(zhì)。如圖2、圖3所示,鮮、干馬家柚果皮中的揮發(fā)性物質(zhì)分別有149種和148種,其中相對(duì)含量最高的是烯烴類化合物,分別為39種和34種,占48.64%和67.39%。不論是鮮果皮還是干果皮,雙戊烯和月桂烯均是相對(duì)含量最高的兩個(gè)化合物。說明貯藏后鯽魚中雙戊烯和月桂烯含量的增高源于馬家柚果皮。月桂烯具有不飽和烯烴的不穩(wěn)定性,化學(xué)性質(zhì)活潑,可以合成香茅醇(呈新鮮玫瑰香氣)、香葉醇(呈溫和、甜的玫瑰花氣味)和橙花醇(呈令人愉快的玫瑰和橙花的香氣)等化合物[19]。另外,丁酸己酯、丁酸丁酯、辛酸甲酯、佛術(shù)烯等化合物也存在于柚果皮而非鯽魚中,鯽魚被柚果皮包埋后可檢測(cè)到這些化合物,說明它們也來自于柚子果皮。鯽魚經(jīng)鮮、干柚子果皮包埋后腥味物質(zhì)、刺激性氣味物質(zhì)都有所減少,分別下降了10.56%和8.53%、29.04%和29.36%,呈香味物質(zhì)有所增加,分別為67.97%和60.52%(表2)。鮮柚果皮包埋后的揮發(fā)性物質(zhì)的種類相對(duì)于干柚果皮包埋后更多,研究表明,揮發(fā)性呈香味物質(zhì)的種類數(shù)越大,該樣品所呈現(xiàn)的整體香氣則會(huì)更為濃烈[20-22]。由此證明,馬家柚果皮貯藏后鯽魚的揮發(fā)性物質(zhì)有所變化,在去除魚腥味和刺激性氣味的同時(shí)增添具有香味的物質(zhì),且鮮果皮效果更佳。

表2 鯽魚(4 ℃貯藏3 d)及柚子果皮呈味物質(zhì)相對(duì)含量Table 2 The relative content of Carassius auratus(stored at 4 ℃ for 3 d)and grapefruit peel

3 討論與結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)鯽魚4 ℃貯藏3 d 后,產(chǎn)生了1-辛烯-3-醇、正己醛、壬醛、2,5-辛二酮等腥味物質(zhì),也產(chǎn)生了大量的乙醇。1-辛烯-3-醇是由15-脂氧合酶催化EPA和12-脂氧合酶催化花生四烯酸的過程中形成的,是構(gòu)成魚腥味的重要成分之一[18]。說明鯽魚貯藏期間發(fā)生了脂肪酸氧化和厭氧菌的生長(zhǎng),前者產(chǎn)生了腥味物質(zhì),后者產(chǎn)生了乙醇,這與前人的結(jié)果一致[23]。用馬家柚果皮包埋鯽魚4 ℃貯藏3 d,不但1-辛烯-3-醇、正己醛、壬醛、2,5-辛二酮等腥味物質(zhì)的相對(duì)含量降低了,乙醇相對(duì)含量幾乎降為零。說明馬家柚果皮不但能抑制脂肪酸的氧化,還能抑制厭氧菌的繁殖。另外,馬家柚果皮還增加了魚肉中月桂烯、雙戊烯、丁酸己酯和丁酸丁酯等果香物質(zhì)的含量,且香味物質(zhì)總含量有明顯增多,但鮮果皮效果更佳,表明馬家柚果皮還有提高貯藏期間鯽魚風(fēng)味的功能。研究者認(rèn)為,魚腥味產(chǎn)生原因主要是易揮發(fā)的醛、酮類小分子引起的,其閾值較低,且具有很大的異味[24-25],在經(jīng)果皮包埋后醛、酮類由12.16%分別下降至1.42%和1.81%,說明具有脫腥效果。

本論文發(fā)現(xiàn),馬家柚果皮是一種極好的鯽魚保鮮材料,不論是鮮果皮還是干果皮均能增添鯽魚魚肉的揮發(fā)性物質(zhì),這為開發(fā)利用馬家柚果皮提供了新的途徑。但由于其機(jī)理尚不明確,其中具有果香的揮發(fā)性物質(zhì)是由于魚體自身物質(zhì)經(jīng)果皮中活性成分催化而成,還是細(xì)胞接觸后經(jīng)細(xì)胞膜將某些成分從果皮中傳遞給魚肉,這些疑問還需今后加以研究。