頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析養(yǎng)殖長吻鮠肌肉揮發(fā)性風味成分*

曹靜，張鳳枰，3，楊欣怡，杜雪莉，劉耀敏，王錫昌

1(通威股份有限公司檢測中心，四川成都，610041)

2(上海海洋大學食品學院，上海，201306)

3(通威股份有限公司水產(chǎn)畜禽營養(yǎng)與健康養(yǎng)殖農(nóng)業(yè)部重點實驗室，四川成都，610041)

長吻鮠(Leiocassis longirostris)，又名江團、肥沱，屬鯰形目、鲿科、鮠屬，主要分布于我國長江干、支流區(qū)域，其肉質(zhì)細嫩、味道鮮美，是我國名貴的淡水經(jīng)濟魚種［1］。長吻鮠屬于肉食性底層魚類，經(jīng)過人工馴化養(yǎng)殖，也吃人工配合飼料，目前我國四川、重慶、廣東等地已開展長吻鮠人工養(yǎng)殖。本文采用頂空固相微萃取技術提取養(yǎng)殖長吻鮠背、腹部肌肉中揮發(fā)性風味成分，并經(jīng)氣質(zhì)聯(lián)用儀分析鑒定，旨在探明我國養(yǎng)殖長吻鮠肌肉風味成分組成，改善養(yǎng)殖長吻鮠魚肉的不良風味。

1 材料與方法

1.1 材料

2013年10月于四川省雙流縣白家水產(chǎn)品批發(fā)市場采集養(yǎng)殖長吻鮠作為試驗材料，2齡魚，隨機取40尾，均為健康鮮活個體，其體長為(36.06±1.56)cm、體重為(605.9±54.1)g;樣品采集后立即裝袋、充氧，0.5 h后運送到實驗室，用經(jīng)曝氣的自來水暫養(yǎng)1 d，充氧，不喂食。致死后，分別取養(yǎng)殖長吻鮠背部、腹部肌肉部分，去皮后切成2～3 cm肉片，用均質(zhì)儀打成肉糜，置于密封袋中，并于-80℃超低溫冰箱中冷凍保存，分析時取出流水解凍后使用。

1.2 試劑與儀器

7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、G1701EA質(zhì)譜工作站、NIST 08 MS數(shù)據(jù)庫，美國Agilent公司;T10均質(zhì)儀，德國IKA公司;SPME手柄、65 μm DVBPDMS萃取頭，美國Sigma-Aldrich公司;Talboys 10×10 CER HOT/STIR數(shù)顯型磁力加熱攪拌器，美國Henry Troemner公司;15 mL頂空瓶，上海安譜科學儀器有限公司;LD6100-1電子天平，沈陽龍騰電子有限公司;C7-C30正構烷烴標準品，美國Sigma-Aldrich公司;NaCl(分析純)，國藥集團化學試劑有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品制備

將長吻鮠背、腹肉經(jīng)流水解凍后，準確稱取背、腹肉各2.5 g(精確至0.1 g)，分別加入5 mL飽和NaCl溶液，勻漿后置于15 mL頂空瓶中，放入微型攪拌子，備用。

1.3.2 SPME提取揮發(fā)性成分

萃取頭老化:第一次使用聚二甲基硅氧烷/二乙烯基(polydimethylsiloxane/divinylbenzene，PDMS/DVB)萃取頭時，需要置于氣相色譜進樣口處于250℃下老化2 h(氮氣保護下);以后使用時需于250℃下處理30 min，以確保脫去可能吸附的揮發(fā)性成分。

SPME提取:將裝有樣品的頂空瓶置于磁力攪拌臺上，SPME針管插入頂空瓶中(含65 μm PDMS/DVB萃取頭)，固定萃取頭在頂空瓶中的位置，攪拌速度為1 000 r/min左右，加熱至80℃，頂空萃取30 min后取出，迅速插入到氣相色譜儀的進樣口，解吸5 min，使 SPME纖維頭涂膜吸附的揮發(fā)性成分在高溫下迅速熱解吸，即可通過GC-MS進行分析鑒定。

1.3.3 色譜條件

色譜柱:HP-5 ms彈性毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);程序升溫:柱初溫40 ℃，保持 5 min，然后以4℃/min升至160℃，6℃/min升至250℃，保持5 min;進樣口溫度250℃;載氣:He，流量1.0 mL/min;解吸溫度250℃，解吸時間5 min，不分流模式進樣。

傳輸線溫度260℃;離子源溫度230℃;四極桿溫度150℃;電子能量70 eV;掃描方式:全掃描;質(zhì)量掃描范圍m/z:35～450 amu。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

以計算機檢索NIST 08譜庫為主，輔助人工解析圖譜，將各個化合物的質(zhì)譜圖與標準譜圖相對照，采用保留指數(shù)并結合已有文獻報道進行定性分析，通過EXCEL數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，按峰面積歸一化法求得各化合物在長吻鮠背、腹肉中相對含量。

2 結果分析

2.1 固相微萃取條件的選擇和優(yōu)化

PDMS/DVB是聚二甲基硅氧烷和二乙烯基苯的復合材料，適用于極性揮發(fā)性物質(zhì)［2-4］，魚肉制品風味物質(zhì)主要是來源于醇、醛、酮等物質(zhì)，這些物質(zhì)多數(shù)為極性化合物，本試驗以65 μmPDMS/DVB為萃取頭。萃取溫度均設置為80℃，吸附時間選取20、30、40 min，考察風味化合物峰面積和峰個數(shù)，萃取結果見圖1。結果表明，30、40 min吸附時間效果明顯優(yōu)于20 min，對30和40 min吸附時間進行綜合分析，30與40 min萃取時間的峰個數(shù)較為接近，而30 min吸附時間峰面積優(yōu)于40 min，綜合比較，萃取時間選擇30 min為最佳。

萃取溫度對萃取結果的影響:一方面溫度升高有利于揮發(fā)性物質(zhì)的揮發(fā)，增加吸附量;另一方面，溫度升高時，會導致萃取頭中重要的揮發(fā)性物質(zhì)分解，從而減少目標化合物吸附量。選擇萃取頭PDMS/DVB，選取同樣萃取時間30 min，設置40、60、80 ℃對實驗結果的影響，以峰面積和峰個數(shù)選擇最佳優(yōu)化溫度，萃取效果見圖2。結果表明，萃取溫度為80℃時，峰面積最大，峰個數(shù)最多，這與草魚［5］、鱖魚［6］的研究結果較為相似，隨著溫度升高，揮發(fā)性物質(zhì)種類得到提高，對于不同種類揮發(fā)性物質(zhì)，其含量變化不同，如醇類相對含量有所下降，芳香類和醛酮類均有增加趨勢，魚肉在80℃加熱條件下，可認為等同于熟魚肉的風味，對于高于80℃魚肉揮發(fā)性物質(zhì)與80℃魚肉主要揮發(fā)性成分大多數(shù)無顯著差異。

圖1 不同吸附時間對萃取效果的影響Fig.1 Effect of different extraction time on extraction efficiency

圖2 不同吸附溫度對萃取效果的影響Fig.2 Effect of different extraction temparature on extraction efficiency

2.2 長吻鮠背、腹肉揮發(fā)性風味成分測定結果

養(yǎng)殖長吻鮠背、腹肉揮發(fā)性風味成分總離子流圖見圖3，測定結果見表1。結合NIST 08譜庫檢索，結合保留指數(shù)綜合分析，由圖3、表1可知，養(yǎng)殖長吻鮠背肉、腹肉中分別檢測出31、47種揮發(fā)性風味成分，其中相同的揮發(fā)性風味成分有25種;這些揮發(fā)性風味成分主要是醇、醛、酮、烴、酯及芳香類化合物，其中含量較高是醛、醇、烴類化合物，背、腹肉中相對含量分別為 63.11%、14.18%、5.93%和 35.27%、9.41%、32.09%;長吻鮠背肉中醇、醛類化合物明顯高于腹部肌肉，而酮類、烴類及芳香類等化合物低于腹部肌肉。根據(jù)文獻［7］，魚肉的氣味主要由揮發(fā)性羰基化合物和醇類物質(zhì)造成的，揮發(fā)性羰基化合物產(chǎn)生原生的、濃郁的香味，而揮發(fā)性醇則產(chǎn)生較為柔和的氣味，這些化合物多是通過特定脂肪氧合酶作用于魚脂質(zhì)中多不飽和脂肪酸衍生而來。

圖3 養(yǎng)殖長吻鮠背肉(a)和腹肉(b)揮發(fā)性風味成分GC/MS總離子流圖Fig.3 GC-MS total ion current chromatogram of volatile compounds in dorsal(a)and belly muscles(b)of cultured Leiocassis longirostris

2.3 醇類化合物及風味特征

長吻鮠背、腹部肌肉中共檢測出12種醇類化合物，其中相同醇類有7種。由于飽和醇類物質(zhì)閾值較高，對魚肉風味貢獻不大［8］。飽和直鏈醇如己醇、庚醇、辛醇、壬醇等可能是在加熱過程中由脂肪氧化分解或由羰基化合物還原生成的，多見于一些經(jīng)蒸煮以后的甲殼類動物及魚肉的揮發(fā)性物質(zhì)中［2］。不飽和醇類化合物閾值較低對水產(chǎn)品風味貢獻較大，養(yǎng)殖長吻鮠背、腹部肌肉不飽和醇主要是1-辛烯-3-醇、1-戊烯-3 醇、2，4-二甲基環(huán)己醇、反-2-辛烯-1-醇。其中，1-辛烯-3-醇是水產(chǎn)品中重要的揮發(fā)性氣味物質(zhì)，其閾值是 1.5 μg/kg［9］，具有類似蘑菇和泥土的香味，已被證明普遍存在于魚、蝦、貝類等水產(chǎn)品中，主要來源于亞油酸氫過氧化物的降解產(chǎn)物。1-戊烯-3-醇具有魚腥味，主要是由二十碳五烯酸在15-脂氧合酶作用下產(chǎn)生［10-11］，是養(yǎng)殖長吻鮠魚肉中重要的腥味來源，由于背肉中1-辛烯-3-醇、1-戊烯-3-醇含量均高于腹肉，這可能是長吻鮠背肉腥味特征高于腹肉的原因之一，這與南方大口鯰［12］的研究結果較為相似。

表1 養(yǎng)殖長吻鮠背肉和腹肉揮發(fā)性風味成分測定結果Table 1 GC-MS analysis results of volatile flavor compounds in dorsal meat and belly meat of cultured Leiocassis longirostris

續(xù)表1

2.4 醛類化合物及風味特征

C6～C12飽和醛類物質(zhì)閾值較低對食品的影響較大，多來自于脂質(zhì)的氧化降解和氨基酸Strecter反應［13］。醛類物質(zhì)在長吻鮠背、腹肉中占有較高比例，分別占長吻鮠背、腹肉63.11%、35.27%，其中相同醛類物質(zhì)有9種。直鏈醛中己醛、庚醛、辛醛、壬醛、癸醛含量較高，其中壬醛、庚醛具有明顯的油脂哈喇味［14］，癸醛具有青草味、蠟香味［15］，己醛、辛醛主要表現(xiàn)出青草味、脂肪味。己醛普遍存在于淡水魚中，已被證明同新鮮淡水魚植物性氣味有關［17］，是長吻鮠腥味的重要組成成分。苯甲醛來源于氨基酸的斯特克雷爾氨基酸反應，具有令人愉快的杏仁香、堅果香和水果香［16-17］，于鰱魚、鳙魚、草魚中均有檢出［18］，是長吻鮠肌肉中重要的揮發(fā)性成分。長吻鮠背、腹肉中還檢出(Z)-4-庚烯醛，反-2-癸烯醛、反-2-辛烯醛、2，6-壬二烯醛等不飽和烯醛類物質(zhì)，根據(jù)參考文獻［15］，烯醛類化合物可呈現(xiàn)青草香、油脂等香味特征，是魚肉中重要的風味化合物，由數(shù)據(jù)分析可知，長吻鮠背肉中醛類物質(zhì)相對含量明顯高于腹肉，導致背肉腥味特征明顯高于腹肉，這與人們食用魚肉時感官保持一致。

2.5 酮類化合物及風味特征

酮類化合物可由脂肪氧化、氨基酸降解和美拉德反應生成，長吻鮠背、腹肉中共檢測出4種酮類物質(zhì)，分別占長吻鮠背、腹肉1.39%、2.44%，主要是2，3-辛二酮、3-辛酮、2-十一酮和香葉基丙酮。其中，3-辛二酮、3-辛酮在草魚［19］中也曾檢測出。酮類物質(zhì)多具有獨特的清香和果香味，而直鏈酮類的花香特征會隨著碳鏈增長逐漸增加，對魚肉的腥味有一定的增強作用［20-22］。此外，長吻鮠腹肉中還檢測出香葉基丙酮，它是一種多存在于植物體中的烯酮類物質(zhì)，可能是由外界環(huán)境轉入魚體中，這說明魚肉的風味與其生活環(huán)境有一定的關系。

2.6 烴類化合物

長吻鮠背、腹肉中共檢測出9種烷烴、3種烯烴，其中腹肉中烴類化合物含量較高，相對含量達到32.09%，明顯高于長吻鮠背肉5.93%。烴類物質(zhì)主要來源于脂肪酸烷氧自由基的均裂，各種烷烴(C6～C19)普遍存在于甲殼類和魚類的揮發(fā)物中［23］，由于它們的閾值較高，除非具有較高的濃度，否則對魚肉整體風味貢獻不大。烯烴類化合物在一定條件下可能生成醛或酮，一些不飽和烯烴類物質(zhì)，如8-十七烯、反-3-十八烯、9-十九烯烴可能間接對腹肉風味產(chǎn)生影響。

長吻鮠背、腹肉中共檢出5種芳香化合物，背肉中檢出1-甲基萘、萘;此外，腹肉中還檢出2，6-二叔丁基對甲酚、1，2，3，4，5-五甲基苯、1，4-二甲基萘。造成差異的原因可能是由于腹肉脂肪含量高于背肉，而使得芳香類化合物在腹肉中得到蓄積。目前，萘、苯類化合物在草魚［5］、鱖魚［6］、南方大口鯰［12］等淡水魚中均有檢測出，這可能是從飼料和環(huán)境中轉移、蓄積到魚體內(nèi)，會給魚肉的風味帶來一些負面影響，這說明不僅考慮魚肉本身的風味物質(zhì)，還需要考慮水質(zhì)、飼料、環(huán)境等外界因素對養(yǎng)殖淡水魚帶來的影響。

2.7 其他類化合物及風味特征

長吻鮠背肉和腹肉中同時檢出2-戊基呋喃、二乙基二硫代氨基甲酸甲酯、十四酸異丙酯、鄰苯二甲酸二異丁酯，總相對含量分別為11.67%、14%，其中，腹肉中二乙基二硫代氨基甲酸甲酯含量明顯高于背肉，接近于3倍;而鄰苯二甲酸二異丁酯遠低于背肉，接近于其1/3，酯類物質(zhì)主要由酸和醇之間的酯化作用產(chǎn)生，此外，還與微生物發(fā)酵和脂肪酸代謝相關，一般低級酯具有水果香味，而長鏈酯呈現(xiàn)輕微的油脂味，均會對長吻鮠魚肉的整體風味產(chǎn)生一定的協(xié)同作用。

3 結論

通過采用頂空固相微萃取方法提取養(yǎng)殖長吻鮠背、腹肉中揮發(fā)性成分，并經(jīng)氣質(zhì)聯(lián)用儀分析鑒定，長吻鮠背、腹肉中分別檢測出31、47種有效的揮發(fā)性成分，其中相同的成分有25種，主要是醇、醛、酮和烴四類化合物，其中以醇、醛和酮類化合物作用最為顯著，養(yǎng)殖長吻鮠的氣味特征主要表現(xiàn)為腥臭、青草、脂香等;1-戊烯-3-醇、1-辛烯-3-醇、戊醛、己醛、庚醛、壬醛等對長吻鮠風味貢獻較大，酯類、芳香類等化合物也可能對魚肉風味帶來一定的協(xié)同作用;另外，飼料和水環(huán)境中蓄積的揮發(fā)性風味組分對魚腥味也有重要貢獻。通過對長吻鮠背、腹肉中醇、醛、酮、烴類物質(zhì)比較，養(yǎng)殖長吻鮠背肉腥味高于腹肉，這主要是與背肉中不飽和醛、醇類化合物相對含量高于腹肉有關。

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