虎紋蛙肌肉揮發性風味成分的分析

夏明明， 邵 晨， 劉 源， 田永斌， 王利平

(1.浙江師范大學 生態學研究所,浙江 金華 321004；2.上海海洋大學 食品學院，上海 201306；3.江南大學 分析測試中心，江蘇 無錫 214122)

虎紋蛙(Hoplobatrachusrugulosus)俗稱田雞、水雞等，是一種大型經濟食用蛙,因其營養價值高、味道鮮美、風味獨特而深受廣大消費者的喜愛.營養品質和風味品質是評價肉和肉制品質量的2個重要指標.但是,長期以來對虎紋蛙肉品質的研究主要集中于其營養品質的研究[1-3]，而對于其風味品質的研究未見有報道.風味作為肉品的重要品質指標已經引起了國內外許多學者的關注和研究，目前國內尚無關于蛙肉風味的研究報道，國外的研究也僅限于采用傳統的同時蒸餾萃取氣質聯用(SDE-GC-MS)方法研究牛蛙(Ranacatesbeiana)腿肉風味的報道[4].

固相微萃取(SPME)技術是一種較新的風味提取技術，與傳統常用的風味提取技術如SDE、氮氣吹掃捕集法和超臨界流體萃取法相比，具有成本低、無需有機溶劑、方便快捷等特點，目前已經被廣泛用于肉和肉制品揮發性成分的分析[5].本研究采用頂空固相微萃取結合氣相色譜-質譜聯用(HS-SPME-GC-MS)技術對虎紋蛙肌肉中的揮發性風味物質進行了萃取和分離鑒定，初步探明虎紋蛙肌肉中的揮發性成分組成，并分析和評價了各揮發性物質對虎紋蛙肉總體風味可能的貢獻，旨在確定其主體香味成分，改善和評價蛙肉產品的品質.

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗用虎紋蛙于2008年8月購于浙江省溫州市永嘉縣虎紋蛙養殖場.雌雄各3只，均為新鮮、體質健康的性成熟個體，體長94.96～126.86 mm，平均113.06 mm；體質量119.91～190.09 g，平均157.67 g.

1.2 主要儀器與試劑

固相微萃取裝置(美國 Supelco 公司)：SPME手動進樣手柄及75 μm碳分子篩/聚二甲基硅氧烷(CAR/PDMS)萃取頭；Trace MS 氣相色譜-質譜聯用儀(美國 Finnigan 公司)；10 mL頂空樣品瓶(美國 Supelco 公司)；電熱磁力攪拌器(日本島津公司)；HWS-12 電熱恒溫水浴鍋(上海一恒科學儀器有限公司).氯化鈉(NaCl)：國產分析純試劑(中國醫藥集團上海化學試劑公司).

1.3 實驗方法

1.3.1 頂空固相微萃取(HS-SPME)

虎紋蛙處死后，取肌肉并絞碎混勻,然后取適量蛙肉按1∶2(g/mL)的比例加入飽和NaCl溶液，混合勻質.量取6 mL樣液于含有微型攪拌子的10 mL樣品瓶中，于90 ℃水浴加熱15 min，冷卻至40 ℃，置于磁力攪拌器上，將已老化好的萃取頭插入樣品瓶頂空部分，于40 ℃吸附30 min，再將吸附后的萃取頭取出迅速插入氣相色譜(GC)進樣口，于250 ℃解吸3 min，同時啟動儀器采集數據.

1.3.2 氣相色譜與質譜聯用(GC-MS)

色譜條件：J & W DB-Wax彈性石英毛細管柱(30 m × 0.32 mm× 0.50 μm)；載氣氦氣(He)流速為0.8 mL/min；不分流模式進樣，進樣口溫度為250 ℃，接口溫度250 ℃.升溫程序：初始溫度40 ℃，保持3 min，以5 ℃/min升至100 ℃，無保留；再以10 ℃/min升至230 ℃，恒定7 min.

質譜條件：質量掃描范圍m/z為33～450；電離方式為電子轟擊(EI)；發射電流為200 μA；電子能量為70 eV；檢測器電壓為350 V；離子源溫度為200 ℃.

1.3.3 揮發性成分的定性與定量

定性：將分離化合物的譜圖經計算機檢索，同時與NIST，REPLIB，MAINLIB和Wiley 4個標準譜圖庫相匹配，僅對正反匹配度均大于800(最大1 000)的鑒定結果予以報道.

定量：各揮發性化合物的相對含量通過峰面積歸一化法計算.

2 結果與分析

2.1 虎紋蛙肌肉中揮發性風味成分的組成

虎紋蛙肌肉中的揮發性成分及其相對含量見表1.本實驗共鑒定出50種揮發性成分，其中醛類21種、醇類7種、酮類10種、芳香烴類4種、酸類3種、呋喃類2種，酯類、酚類和含硫化合物1種.這些化合物主要是脂肪降解的產物.醛類化合物的含量最高，占總量的63.50%；其次為醇類和酮類化合物，其相對含量分別為17.37%和12.11%.顯然，虎紋蛙肉的揮發性成分主要由揮發性羰基化合物和醇類化合物組成，占總量的93.10%.Nóbrega等[4]對牛蛙腿肉進行揮發性成分的研究中檢出的揮發性成分也主要為脂肪降解產物，醛類化合物也為牛蛙腿肉中最豐富的化合物.但是本實驗中檢出的大分子物質數量較少且含量較低，而Nóbrega等[4]研究中檢出的大分子物質數量較多且含量較高.這在很大程度上與不同的萃取方法有關.Nóbrega等[4]研究中采用SDE方法提取揮發性風味成分.文獻[6]研究認為:SPME萃取到的化合物基本上都是沸點較低、分子較小的化合物，而SDE方法萃取到的一般為較高沸點的、分子量較大的化合物.

表1 虎紋蛙肌肉中的揮發性風味成分

2.2 虎紋蛙肌肉中揮發性成分的風味特征

2.2.1 醛類化合物的風味特征

一般認為，不同種類肉的特征性風味來自脂肪，醛類為脂肪降解的主要產物，因其閾值很低且具有脂肪香味，所以此類化合物對風味的貢獻很大，可能構成肉的特征性風味[5,7].由表1可知，飽和醛戊醛、己醛、庚醛、辛醛和壬醛為虎紋蛙肉中含量較高的醛類化合物.劉登勇等[8]報道5～9個碳原子的醛具有清香、油香和脂香風味; 而6～10個碳原子的醛，無論是飽和的還是不飽和的，它們是所有煮的肉制品的主要成分，在肉的風味中發揮著重要的作用[7].因此，含量較高的飽和醛可能對虎紋蛙肉的風味有重要的作用.己醛為虎紋蛙肌肉中含量最高的化合物，占總量的39.16%，具有清香的青草氣味，閾值較低(0.004 5 mg/kg)[5]，因此可能為虎紋蛙肉的重要的主體香味物質.

本研究測得烯醛含量低于飽和醛，但是其閾值也低于飽和醛，因此可能在虎紋蛙肉的風味中起著更重要的作用.其中，(Z)-4-庚烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛和(E,Z)-2,4-癸二烯醛可能為虎紋蛙肉的重要風味物質.(Z)-4-庚烯醛閾值很低(0.000 04 mg/kg)，且具有清香、暗香、似亞麻油香或似奶油香，廣泛存在于冷貯存的鱈魚、牡蠣、生的和熟的蝦、熟的蟹肉、小龍蝦的廢物、蒸的蛤和多刺大熬蝦尾肉的揮發性風味成分中[9].2,4-癸二烯醛具有油炸食品的脂香味[7].本研究中(E,E)-2,4-癸二烯醛和(E,Z)-2,4-癸二烯醛含量遠少于己醛，但是它們的閾值(0.000 07和0.000 04 mg/kg)[4]遠低于己醛(0.004 5 mg/kg).因此，(E,E)-2,4-癸二烯醛和(E,Z)-2,4-癸二烯醛可能為虎紋蛙肉的主體香味成分.宋煥祿等[10]報道這2種化合物為重要的雞肉香味物質.袁華根等[11]也曾報道(E,E)-2,4-癸二烯醛是雞肉的主體香味成分.顯然，虎紋蛙肉和雞肉在一定程度上風味特性具有較大的相似性.這與Nóbrega等[4]的觀點基本一致，其研究認為(E,E)-2,4-癸二烯醛、(E,Z)-2,4-癸二烯醛和和(E,Z)-2,6-壬二烯醛的存在解釋了牛蛙肉和雞肉風味的相似性.

此外,值得注意的是，本研究中檢測出3種芳香醛.芳香族化合物大多數具有香味，且閾值較低，所以對肉的特征風味可能有一定的影響.而本研究中苯甲醛有較高的含量，其具有令人愉快的堅果香和水果香，已經報道是海鮮中重要的揮發性風味物質[12].另外，本實驗還檢測出1種支鏈醛——3-甲基丁醛，該成分揮發性較強，閾值僅為0.000 2 mg/kg，具有干果味、奶酪味和咸味[8]，所以對虎紋蛙肉的總體風味可能有重要的作用.

2.2.2 醇類化合物的風味特征

與相應的醛和酮相比，醇類具有較高的閾值，對肉品風味的貢獻較小，除非是它們以高濃度存在或者是不飽和的醇類[9].不飽和醇的香氣閾值一般較低，具有蘑菇香氣和類似金屬味.本研究檢出的不飽和醇中，1-辛烯-3-醇所占比例最大，具有類似于蘑菇的氣味[9]，是虎紋蛙肉中最重要的醇類化合物，其含量僅次于己醛.1-辛烯-3-醇也是牛蛙肉中含量最高的醇類化合物，是牛蛙腿肉的關鍵性風味物質之一[4].另外，1-辛烯-3-醇在許多海鮮類產品如海鯛、小龍蝦、對蝦、貽貝和海蟹等中均有分布[12]，也廣泛存在于淡水和咸水魚中[9,13].因此，可以認為1-辛烯-3-醇作為虎紋蛙肉中的重要風味物質，對虎紋蛙肉的整體風味起著關鍵性作用.1-己醇和1-戊醇是本研究檢出的含量較高的飽和醇類，分別具有面包香、酒香、果香和甜香、果香和清香的氣味[14]，對虎紋蛙肉風味的形成可能有一定的作用.

2.2.3 酮類化合物的風味特征

酮類物質的閾值高于其同分異構體的醛，對肉品風味的貢獻相對較小.但是,不飽和酮是動物特征味的來源[15]，所以其對肉的特征性風味有重要的作用.有研究報道，烷基二酮給予食品一種強烈的奶油香和宜人的香，烯酮類有很濃的似玫瑰葉香[9].本實驗檢出的不飽和酮，如2,3-戊二酮、1-辛烯-3-酮和3,5-辛二烯-2-酮，是酮類化合物中的一些最強氣味劑[9]，因此對虎紋蛙肉的特征風味可能起很大的作用,尤其是相對含量較高的2,3-戊二酮，它具有強烈的黃油香氣[12]，很可能是虎紋蛙肌肉中重要的風味物質.另外，2,3-辛二酮是虎紋蛙肉中含量最高的酮類，可能為虎紋蛙肉香氣的重要成分.

2.2.4 芳香烴化合物的風味特征

本研究檢測出的烴類均為芳香烴，甲苯、乙苯、鄰二甲苯和對二甲苯.有研究報道鄰二甲苯和對二甲苯分別呈現甜味和水果香味，而且其味閾值較低，可能對風味產生重要作用[16].然而，一些研究認為此類化合物是環境的污染物質[13,17];也有研究認為此類化合物的產生可能與動物性飼料和包裝材料有關[5].因此，芳香烴類化合物對虎紋蛙肉的風味的影響還需要進一步研究.

2.2.5 其他化合物的風味特征

酸類風味閾值通常較高，對肉制品的總體風味貢獻不大.呋喃類化合物通常也具有較高的風味閾值而被認為對肉品風味的貢獻很小，而2-戊基呋喃的閾值相對較低，具有蔬菜芳香，可能對肉品的整體風味有重要貢獻[5],這種物質為牛蛙腿肉風味成分中唯一的呋喃類化合物[4].

一般酯類給予食品一種甜的果香[10].本研究檢測出的乙酸乙酯閾值為0.005 mg/kg[8]，相對較低，所以其對虎紋蛙風味的產生可能有一定的作用.苯酚作為含苯環類芳香族化合物，具有酚香，類似煙熏香，有較高的閾值(5.5 mg/kg)[18]，在本研究中含量較低，可能不會對虎紋蛙肉的整體風味產生影響.另外，本研究中唯一的一種直鏈含硫化合物——二甲基三硫，雖然含量很低，但其閾值也較低(0.1 mg/kg)，具有類似青菜的芳香[9]，可能對蛙肉的風味貢獻較大.

3 結 論

1)采用HS-SPME-GC-MS技術在虎紋蛙肌肉中共鑒定出50種揮發性風味物質，這些物質主要由揮發性羰基化合物和醇類化合物組成，其中醛類化合物的含量最高，占總量的63.50%.3-甲基丁醛、己醛、(Z)-4-庚烯醛、(E,Z)-2,4-癸二烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、苯甲醛、1-辛烯-3-醇、2,3-戊二酮、2,3-辛二酮、2-戊基呋喃、乙酸乙酯和二甲基三硫等可能與虎紋蛙肉特征風味的形成密切相關.

2)對虎紋蛙肌肉揮發性風味成分的研究剛剛開始.本研究僅對虎紋蛙肌肉的揮發性風味成分進行了初步的分析和探討.主體香味成分的確定還需要通過氣相色譜-嗅覺檢測技術(GC-O)進行深入的研究.

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