發酵金鯧魚糜關鍵香氣成分分析

張大為，張 潔*，田永航

（海南熱帶海洋學院 海南省海洋食品工程技術研究中心，海南 三亞 572022）

金鯧魚（Trachinotus ovatus）屬于硬骨魚綱、鱸魚目、鲹科、鯧鲹屬，學名卵形鯧鲹，俗名黃臘鯧、金鯧。該魚蛋白質含量豐富、口感細嫩，是我國南方沿海地區名貴海產經濟魚類之一，在海南、廣東等地區大量人工養殖，產量逐年增加[1]。但目前主要是以鮮魚銷售或初步加工為主，利潤逐漸降低，出現了供過于求的局面[2]。以金鯧魚為初始原料進行深加工是增加產品附加值行之有效的方式，能夠促進金鯧魚養殖業健康發展的必然趨勢[3]。一直以來，國內外對魚制品的加工進行了詳細的研究，加工成不同的魚制品是解決滯銷等系列問題的有效途徑。

發酵魚制品是一類利用微生物對原料魚中大分子物質進行分解、代謝，并產生易于消化、風味獨特的一類傳統食品。國內外研究者對發酵魚制品進行了廣泛的研究，主要包括發酵條件、發酵劑、發酵風味等方面[4-17]。張洵等[18]利用乳酸菌、酵母等有益微生物對發酵魚糜風味進行了改良，魚糜風味得到了明顯的提升。楊菊等[19]也通過益生菌強化發酵魚糜制品，并對產品品質及安全性進行了評價，為發酵魚糜的加工及衛生安全的控制提供了理論依據。SANNI A等[20]研究了發酵魚制品Momoni的理化指標和微生物組成情況。ASIEDU M等[21]對發酵制品—Enam Ne-Setaakye在不同發酵方式下的理化指標和微生態變化進行了較深入的分析。

本研究以自然發酵金鯧魚糜為研究對象，在前期對該魚糜的工藝條件進行了優化，得到了最優發酵條件，在此基礎上，采用固相微萃取（solid phase microextraction，SPME）和氣相色譜質譜聯用（gaschromatography-massspectrometry，GC-MS）技術分析發酵金鯧魚糜揮發性成分，采用氣相色譜-嗅聞（gas chromatography-olfactometry，GC-O）分析方法中的時間-強度法（odor-specific magnitude estimation，OSME）確定發酵金鯧魚糜的關鍵香氣成分，并通過對香氣活性成分定量并計算其風味活性值（odor activity value，OAV），確定發酵金鯧魚糜中的關鍵香氣成分，旨在確定影響產品風味的關鍵因素，為后期產品品質的提升奠定理論和技術基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

發酵金鯧魚糜：海南熱帶海洋學院實驗室制備及保存；4-辛醇（分析純）、乙醇（分析純）、正構烷烴（C6～C27）：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

T-403電子天平：北京賽多利斯儀器有限公司；EF9697精密移液器：法國Gilson公司；TRACE ULTRA-DSQII氣相色譜-質譜聯用儀：美國Thermo Fisher有限公司；ODP3嗅聞檢測儀：德國Gerstel公司；固相微萃取（SPME）進樣手柄、萃取頭50/30 μm DVB/CAR/PDMS：美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理

稱取發酵金鯧魚糜（5.000±0.001）g于20 mL固相微萃取小瓶中，添加50 μL 4-辛醇的標準溶液（質量濃度為101.4 μg/L，溶劑為乙醇）作為內標，再將其放入45 ℃恒溫水浴中，平衡30 min。隨后，將老化15 min后的SPME萃取頭（在每次使用之前，都在氣相色譜儀的進樣口中于250 ℃下老化至無雜峰。）插入到樣品瓶頂空吸附30 min，再將其從樣品瓶中拔出，插入氣相色譜-質譜（GC-MS）的進樣口（250 ℃）解吸附5 min，進行氣相色譜-質譜分析。

1.3.2 儀器分析條件

氣相色譜（GC）條件：進樣口溫度250 ℃，載氣為氦氣（He，純度99.999%），流速1.2 mL/min，不分流。HP-5MS色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。升溫程序：初始溫度40 ℃，保持2 min，以8 ℃/min升至70 ℃；以2.5 ℃/min升至120 ℃；再以3 ℃/min升至180 ℃；最終以6 ℃/min升至250 ℃。色譜柱類型：DB-WAX（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。升溫程序同上。

質譜（MS）條件：電子電離（electronic ionization，EI）源，電子能量70 eV；離子源溫度250 ℃；傳輸線溫度280 ℃；質量掃描范圍35～450 m/z，全掃描模式。

氣相色譜-嗅聞儀（GC-O）條件：氣相色譜條件同TRACE 1310-ISQ LT，樣品在進樣口解吸，再經GC色譜柱分離后，以分流比1∶1分別進入氫火焰離子化檢測器（flame ionization detector，FID）檢測器和嗅聞檢測器；嗅聞儀接口溫度220 ℃，傳輸線溫度250 ℃。

1.3.3 定性定量分析

定性分析：采用譜庫檢索、標準品比對，并結合保留指數（retention index，RI）進行揮發性化合物定性。

在相同的色譜條件下，分別將樣品與正構烷烴（C6～C27）前后進樣進行分析，并與文獻中報道的保留指數對比，將絕對值相差30以內的確定為同一化合物[19]。保留指數計算公式如下：

式中：n和n+1分別為未知化合物流出前后正構烷烴碳原子數，個；t為未知化合物保留時間，min；tn和tn+1為相應正構烷烴的保留時間，min。

內標半定量分析：以4-辛醇為內標，根據內標物的質量濃度、樣品中各組分的峰面積與內標峰面積的比值，計算發酵金鯧魚糜中各組分的含量。

1.3.4 香氣活性物質分析

采用氣相色譜-嗅聞（GC-O）分析方法中的時間-強度法（OSME）對發酵金鯧魚糜的香氣活性成分進行篩選。樣品經SPME萃取后進行GC-O分析，3位評價人員記錄在嗅聞口所聞到化合物的保留時間和香味特征，0～4分打分。

1.3.5 風味活性值的計算

式中：Ci為化合物的含量，μg/kg；OTi為該化合物在水中的閾值，μg/kg。

1.3.6 數據處理

采用Excell 2016作圖，所有實驗數據均為3次平行實驗的平均值，實驗數據表示為平均值±標準差。

2 結果與分析

2.1 揮發性成分分析

采用固相微萃取-氣相色譜-質譜（SPME-GC-MS）技術對發酵金鯧魚糜進行香氣成分分析，各香氣成分的定性定量結果見表1，各類香氣物質的數量及含量分別見圖1和圖2。由表1可知，在發酵金鯧魚糜中共鑒定出168種揮發性物質，其中酯類化合物50種，其次是含氮化合物29種，酸類22種，醇類19種，含硫類15種，烴類11種，酮類8種，醛類3種，酚類3種，其他類8種。

由圖1可知，在GC-MS雙柱定性共鑒定出168種化合物中，DB-WAX、HP-5MS分別鑒定出141種和50種揮發性化合物，共同鑒定出的化合物有23種，強極性色譜柱DB-WAX分離出的化合物明顯對于弱極性色譜柱HP-5MS，兩種色譜柱分離鑒定出的化合物種類有明顯差異，同時采用兩種色譜柱對發酵金鯧魚糜進行雙柱定性，避免了僅一類色譜柱的分離局限性，使揮發性物質的鑒定更加準確和全面。

表1 發酵金鯧魚糜揮發性物質SPME-GC-MS檢測結果Table 1 Determination results of volatile components in fermented Trachinotus ovatus surimi analyzed by SPME-GC-MS

續表

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圖1 發酵金鯧魚糜揮發性成分中各類化合物數量Table 1 Quantity of various compounds in volatile components of fermented Trachinotus ovatus surimi

由圖2可知，發酵金鯧魚糜中各物質百分含量最高的是酸類化合物，達到41.03%，其次是酯類21.54%，酚類13.185%，醇類10.32%，含氯類化合物8.09%，酮類2.185%，醛類、含硫類、烴類等化合物含量較低。

圖2 發酵金鯧魚糜揮發性成分中各類化合物質量百分比Table 2 Percentage of various compounds in volatile components of fermented Trachinotus ovatus surimi

2.3 香氣活性物質分析

SPME結合GC-O進行香氣嗅聞分析，共嗅聞到28個香氣區域，結果見表2。

表2 發酵金鯧魚糜中香氣活性物質的檢測結果Table 2 Determination results of aroma active components in fermented Trachinotus ovatus surimi

由表2可知，共嗅聞到28個香氣區域，鑒定出24個香氣活性物質，其中香氣強度較大的有：2-甲基丁酸乙酯（酸甜，OSME=4）、甲硫醇（魚腥味，OSME=4）、2-甲基丁酸（果香，OSME=4）、丁酸（酸腐敗，OSME=4）、乙酸（酸，OSME=4）。通過定量分析和香氣閥值綜合計算OAV可知，OAV＞50的香氣活性物質有：2-甲基丁酸乙酯（72 055）、甲硫醇（31 911）、二甲基三硫化物（1 500）、2-甲基丁酸（911）、戊酸乙酯（442）、2-甲基丙酸（251）、丁酸（68）。綜合OSME和OAV可知，發酵金鯧魚糜中較重要的香氣活性成分有：2-甲基丁酸乙酯、甲硫醇、2-甲基丁酸、丁酸。

3 結論

SPME-GC-MS在發酵金鯧魚糜中共鑒定出168種揮發性成分，其種類和質量百分比分別為：酯類化合物50種（21.54%），含氮化合物29種（8.09%），酸類22種（41.03%），醇類19種（10.32%），含硫類15種（0.41%），烴類11種（0.12%），酮類8種（2.19%），其他類8種（0.15%），醛類3種（0.03%），酚類3種（13.18%）；經GC-O嗅聞共鑒定出24種香氣活性化合物，結合OSME和OAV推測，發酵金鯧魚糜中較重要的香氣活性成分為：2-甲基丁酸乙酯、甲硫醇、2-甲基丁酸及丁酸。本研究為后續進一步完善金鯧魚糜的發酵工藝提供理論和技術支持，為發酵金鯧魚糜制品的擴大生產奠定基礎。