復合乳酸菌發酵六齒金線魚肉的揮發性風味成分探究

游剛，牛改改

(廣西北部灣海洋生物多樣性養護重點實驗室，北部灣海洋生物資源開發與保護重點實驗室，欽州學院，廣西 欽州, 535000)

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復合乳酸菌發酵六齒金線魚肉的揮發性風味成分探究

游剛，牛改改*

(廣西北部灣海洋生物多樣性養護重點實驗室，北部灣海洋生物資源開發與保護重點實驗室，欽州學院，廣西 欽州, 535000)

為改善傳統腌制六齒金線魚肉風味，通過在腌制魚上接種復合乳酸菌快速發酵，并采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜(HS-SPME-GC-MS) 聯用法對發酵魚肉的風味成分進行分離鑒定，比較分析復合乳酸菌發酵魚肉和傳統高鹽腌制魚肉的風味成分變化。結果表明：復合乳酸菌發酵魚肉中檢測出92種揮發性成分，其中，醛類18種、醇類15種、酮類8種、酯類7種、酸類2種、烴類34種、其他8種；傳統高鹽腌制魚肉中檢測出62種揮發性成分，其中，醛類12種、醇類9種、酮類4種、酯類3種、酸類3種、烴類25種、其他6種；進一步分析發現，構成兩種腌制魚肉獨特風味的主要成分是醛、醇、酮類化合物，復合乳酸菌發酵魚肉的醛、醇、酮類化合物種類總量達41種，較傳統高鹽腌制魚肉增加16種。其中，(E)-2 -己烯醛、(E)-2-辛烯醛、(Z)-4-癸烯醛、(E, E)-2,4-癸二烯醛、十四醛、庚醇、2-乙基-1-己醇、十二醇、6-甲基-2-庚酮、3,5-壬二烯-2-壬酮、D-檸檬烯、長葉烯是發酵魚肉特有風味成分，豐富了發酵魚肉風味，改善了魚肉品質。所以，復合乳酸菌發酵六齒金線魚，不僅能改善傳統高鹽腌制魚肉風味，而且未檢出胺類等致癌物質，保證了產品品質和安全性。

六齒金線魚；復合乳酸菌；發酵；傳統高鹽腌制；揮發性風味物質

風味是食品重要的特征，風味成分探究有助于把握食品深入研究與開發方向，提高產品品質。傳統高鹽腌魚制品由于風味獨特，引起了學者們對其風味成分的深入探究分析。李來好等[1]分析出柳葉魚、紅牙魚或、小黃魚以及帶魚4 種常見傳統腌制咸魚的主要風味物質種類是醛類、醇類和烴類。但傳統高鹽腌制品多采用高鹽、長時腌制方法，不僅生產效率低，而且破壞了魚肉的部分營養成分，降低了產品附加值。近年來，乳酸菌逐漸應用在傳統腌魚制品中，以期改善產品風味質量。田國軍等[2]將分離自傳統臘魚中的乳酸菌接種至臘魚中發酵，改善了臘魚產品的風味和質量。吳燕燕等[3]在低鹽乳酸菌發酵紅牙魚或風味成分中，分析得出魚肉的主要揮發性物質為醛、醇、酮類化合物，其總量達35種，較傳統腌干魚肉風味物質顯著增加。楊錫洪等[4]采用乳酸菌發酵金絲魚，分析發酵后魚肉的主要風味物質為羰基化合物和醇類物質，其中，醛、醇和酮類含量均有顯著提高。吳海燕等[5]在咸魚中接種乳酸菌和葡萄球菌，顯著增加了魚肉中揮發性羰基化合物含量，改善了魚肉的感官品質。

六齒金線魚(Nemipterusvirgatus)，鱸形目，金線魚屬，金線魚科，俗名紅三魚。六齒金線魚主要分布于中國南海域，是南海重要經濟魚類。其肉質鮮美，營養豐富，具有很高的食用價值[6]。目前，六齒金線魚主要采取冷凍和高鹽腌制兩種加工方法。冷凍鮮售和高鹽腌制品，均存在生產附加值低，缺乏市場競爭力等缺陷。筆者采用分離自傳統高鹽腌制魚肉的乳酸菌發酵六齒金線魚，研究比較了復合乳酸菌發酵與傳統高鹽腌制魚肉的揮發性風味物質變化，分析發酵乳酸菌發酵魚肉對揮發性風味物質成分影響，從而實現低附加值的腌干魚制品高值化利用，為傳統高鹽腌制品的新工藝開發及應用提供理論依據。

1　材料與方法

1.1試驗材料

冰鮮六齒金線魚，質量(200±50)g，購于廣西欽州市東風市場。

菌種：植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)、腸膜明串珠菌(Leuconostocmesenteroides)和戊糖片球菌(Pediococcuspentosaceus)分離自欽州市東風市場市售腌制六齒金線魚(Nemipterusvirgatus)。

1.2儀器與設備

65μm DVB-PDMS固相微萃取裝置，美國Supelco公司；GC-MS QP2010氣質聯用儀，日本島津公司。

1.3方法

1.3.1樣品制備方法

傳統法腌干魚工藝: 參考文獻[3]。

添加復合乳酸菌發酵腌制工藝：將冰鮮六齒金線魚去內臟，洗凈，粗鹽(用量質量分數8%～10%)，腌制24 h，接種復合乳酸菌液(實驗室分離自傳統腌制魚肉，保藏菌種，最佳配比1∶1∶1)，菌液濃度108CFU/mL，接種量10 mL/g，27 ℃恒溫發酵24 h后，置入(28±2) ℃烘箱中，烘干至魚體水分含量約為30%，包裝即為成品。

1.3.2揮發性風味物質富集

[3，7-9]，并在此基礎上稍加改進。稱取處理好的樣品20.0 g，按1∶3(g∶mL)加入生理鹽水，均質完全后萃取。萃取溫度：60 ℃，萃取時間：40 min。

1.3.3質譜條件

參考文獻[3, 7-9]，并在此基礎上稍加改進。進樣口溫度：250 ℃；氦氣流量1.0 mL/min；采用恒線速度，分流比為1∶20。

1.3.4色譜條件

參考文獻[3, 7-9]。離子源溫度：200 ℃，電子能70 eV，質量掃描范圍m/z 35～350，采集方式設定為全掃描。

1.4數據處理和質譜檢索

采用NIST 05a.L譜庫數據庫檢索，與標準譜圖對比，定性揮發性成分，采用面積歸一化法進行定量，取相似度大于80%的揮發性風味物質。顯著性水平設為P<0.05。

2　結果與分析

2.1復合乳酸菌發酵對魚肉的揮發性成分及種類的影響

分別采用兩種方法加工紅三魚，并采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜(HS-SPME-GC-MS) 聯用分析揮發性物質成分。由圖1-a和圖1-b可知，復合乳酸菌發酵魚肉的風味離子強度在106數量級，顯著高于傳統高鹽腌制魚肉的風味離子強度(105數量級)，這表明復合乳酸菌發酵魚肉的風味物質濃度要高于傳統腌制魚。

研究表明[1,3，10]魚肉主要揮發性風味成分包括醛類、酮類、醇類、酯類等其化合物。由表1可知，乳酸菌發酵紅三魚肉的揮發性成分以及對風味貢獻較大的物質成分，要顯著多于傳統法腌制魚肉(P<0.05)。乳酸菌發酵魚肉風味成分中檢測出92種，其中對風味貢獻較大的醛類、醇類和酮類達41種；傳統高鹽腌制魚肉風味成分中檢測出62種，其中對風味貢獻較大的醛類、醇類和酮類只有25種，其中，己醛和壬醛(低濃度時對風味形成有貢獻，高濃度時反而產生不良氣味)的含量較高產生了不良氣味，影響了傳統腌制魚肉的整體風味。傳統高鹽腌制魚肉呈現出的主要風味是魚腥味、青草味-脂肪味、蘑菇、泥土味及咸香味，主要的風味成分有: 己醛、庚醛、苯甲醛、辛醛、壬醛、癸醛、(E)-2-十二烯醛、十一醛、紫丁香醛、十二醛、3-甲基-1-丁醇、1-辛烯-3-醇、(E)-2-辛烯-1-醇、雪松醇 、2,3-辛二酮、2-壬酮、3,5-壬二烯-2-壬酮、雪松烯、甲苯、乙苯。復合乳酸菌發酵魚肉呈現出的主要風味不僅富含傳統高鹽腌制魚肉風味，而且增加了發酵魚肉特有的咸香味，主要風味成分有: (E)-2-己烯醛、庚醛、苯甲醛、辛醛、(E, E)-2, 4-庚二烯醛、(E)-2-辛烯醛、壬醛、(Z)-4-癸烯醛、癸醛、(E)-2-十二烯醛、十一醛、(E, E)-2, 4-癸二烯醛、紫丁香醛、十二醛、十四醛、十五醛、3-甲基-1-丁醇、1-辛烯-3-醇、2-甲基-1-辛醇、庚醇、十二醇、6-甲基-2-庚酮、2,3-辛二酮、2-壬酮、3, 5-辛二烯-2-酮、3, 5-壬二烯-2-壬酮、D-檸檬烯、長葉烯。

圖1　復合乳酸菌發酵魚肉(a)和傳統法腌干魚(b)總離子流色譜圖Fig.1　The total ion count(TIC) chromatogram of fermented(a) and traditionad salted (b)Nemipterus virgatus fish

通過對兩種腌制加工魚肉的風味成分比較分析，復合乳酸菌發酵魚肉風味成分較傳統高鹽腌制魚肉增加12種主要風味成分，其中(E)-2-辛烯醛、2-乙基-1-己醇、十二醇、長葉烯、(Z)-4-癸烯醛、十四醛、D-檸檬烯具有發酵魚肉特有的咸香味，3,5-壬二烯-2-壬酮具有杏仁堅果味，(E,E)-2,4-癸二烯醛具有傳統魚肉的青草脂肪味，庚醇具有發酵魚肉特有的酒香味，這些風味物質顯著改善發酵魚肉的風味。

2.2復合乳酸菌發酵對魚肉主要揮發性物質成分的影響

進一步分析發現，復合乳酸菌發酵魚肉主要風味成分富含傳統高鹽腌制魚肉主要風味成分，同時增加了乳酸菌發酵魚肉特有的咸香風味，這可能是添加復合乳酸菌后，魚肉中部分碳水化合物、脂肪和蛋白質類物質經乳酸菌作用分解，特別是一些不飽和脂肪酸發生氧化降解，生成各種小分子化合物，產生醇、醛、酮類等風味物質，大大豐富發酵魚肉風味。其中，庚醇、2-壬酮具有發酵魚肉特有的酒香味；(E)-2-辛烯醛、癸醛、(E)-2-十二醛、十一醛、(E,E)-2, 4-癸二烯醛、紫丁香醛、十二醛、十四醛、十五醛、3-甲基-1-丁醇、1-辛烯-3-醇、2-甲基-1-辛醇、2, 3-辛二酮、2-壬酮、3, 5-辛二烯-2-酮、3, 5-壬二烯-2-壬酮具有發酵魚肉特有的咸香味，6-甲基-2-庚酮具有特有的醚香味，而且閾值較低，對魚肉風味影響顯著。復合乳酸菌發酵魚肉中醛、醇、酮類物質種類顯著高于傳統高鹽腌制魚肉(表2)，醛類物質產生濃郁芳香味，揮發性醇類物質產生清淡的香氣味，揮發性酮類物質產生淡淡的花香味，這些物質更加豐富魚肉咸香味[13-14]。另外，研究發現，乳酸菌發酵魚肉腥味物質(庚醛、三甲胺)含量顯著降低(P<0.05)，這可能是復合乳酸菌群的大量生長繁殖抑制了雜菌生長，同時，發酵作用分解了部分腥味前體物質或抑制其形成[3,11-12]。

2.3復合乳酸菌發酵對魚肉烴類物質成分的影響

復合乳酸菌發酵魚肉揮發性物質成分中烴類物質種類有34種，相對含量約38.12%，較傳統腌干魚肉烴類物質種類增加9種，含量增加約8%，相關研究表明[15-16]烴類物質的呈味閾值較高，對揮發性風味的貢獻較小，但一些短鏈烴類物質和一些芳香烴類物質具有一定的風味貢獻值；不同種類的烴類物質對魚肉風味有一定的增強作用[17]。

表1　兩種方法腌干紅三魚的揮發性風味成分及其相對百分含量

續表1

化合物名稱(主要氣味描述)添加乳酸菌法保留時間/min相對含量/%傳統法保留時間/min相對含量/%化合物名稱(主要氣味描述)添加乳酸菌法保留時間/min相對含量/%傳統法保留時間/min相對含量/%6-甲基-2-庚酮(醚味)8.2160.1——2,3-辛二酮(水果香)9.0646.929.075.922-壬酮(酒香)11.8510.7111.85413,5-辛二烯-2-酮(蘑菇、泥土味)11.9581.111.9661.243,5-壬二烯-2-壬酮(堅果味)18.4690.17——3-甲基-2-戊基環戊酮18.9260.21——4-(1,1-二甲基丙基)-環己酮——18.9310.24-環己基-2-丁酮19.10.08——9-十七酮22.2750.05——5-己烯酸甲酯3.8330.03——9-十八烯-12-炔酸甲酯11.6670.64——正己酸乙烯酯15.6020.0414.3720.22-丁烯基酯己酸15.9930.05——鄰苯二甲酸二乙酯23.1790.2823.1820.25(E)-10-七溴癸烯-8-炔酸甲基酯——24.2040.19甲酸癸基酯25.1170.02——5,5-壬烷二丁酯28.7850.02——鄰苯二甲酸二丁酯29.8750.1——甲基戊酯碳酸——3.150.183-丁烯-1-酯庚酸3.4370.03——硫代特戊酸7.8490.1——叔丁基己酸——10.3340.58丁基-2-乙基己酯亞硫酸——11.0631.26尿酸——35.3230.18六甲基環三硅氧烷4.5464.944.5536.712,5,6-三甲基辛烷——8.2720.71八甲基環四硅氧烷8.84811.818.8523.12,2,11,11-四甲基十二烷——9.9580.972,2,4,4-四甲基辛烷——10.0930.31十甲基四硅氧烷10.7322.1410.23842,2-二甲基十一烷——10.4420.315-仲丁基壬烷——10.6320.245-乙基-2,2,3-三甲基庚烷——10.7522.24十甲基環戊硅氧烷12.8217.0212.8261.814,7-二甲基十一烷13.2670.0811.6731.383-甲基十一烷13.8250.2213.8230.19十二烷基環氧乙烷13.8870.25——十二烷14.5680.86——十四烷16.9510.5316.9580.54十五烷16.9550.0621.3361.46十二甲基環己硅氧烷16.8391.97——3,8-二甲基癸烷18.5470.12——3-甲基十五烷22.7540.94——十七烷23.3440.2219.0310.232,6,10,14-四甲基十五烷25.31.6325.3021.15二十一烷27.1550.07——十六甲基庚硅氧烷——38.3660.51,3,6-辛三烯6.1920.13——E,Z-4-亞乙基環己烯——6.230.22(Z,E)-1,3,6-辛三烯6.2380.26——α-蒎烯7.5970.13——(E,E)-2,4-壬二烯7.9350.19——1,6-庚二烯8.0210.238.0240.343,5,5-三甲基-2-己烯——8.7791.84(E)-3-十二碳烯-1-炔——9.4040.53D-檸檬烯(水果香)10.1990.59——3-十四炔10.2930.14——1-十二碳烯-3-炔11.5010.35——(E)-5-十四碳烯-3-炔12.3940.23——1-十四碳烯-3-炔14.1830.3314.1860.25十二烯14.3660.24——(Z)-2-十五碳烯-4-炔15.250.18——1,3-環辛二烯16.480.216.4810.36長葉烯(花香味)19.5350.3——雪松烯(花香味)19.6631.4119.6650.72羅漢柏烯20.0810.1419.8540.21古巴烯20.8880.12——2,4-二苯基-4-甲基-2(E)-戊烯27.6160.09——甲苯(芳香味)3.6070.613.620.93乙苯(芳香味)5.7320.425.7260.351,3-二甲基苯5.9691.065.9791.151,3,5-三甲基苯9.2520.048.350.181,4-二乙基苯11.4330.17——1-乙烯基-4-甲氧基苯——13.7710.22二氫化茚10.3420.2——萘14.3170.2314.3220.223,5-二乙基苯酚15.1420.04——

2.4復合乳酸菌發酵對魚肉揮發性物質風味的影響

參考文獻[3]，對魚肉風味貢獻較大的物質成分及風味進行分類(見表2)。結合表1和表2，傳統法腌制的紅三魚主要呈現青草味-脂肪味、魚腥味和蘑菇泥土味，主要的風味成分有：己醛、庚醛、苯甲醛、辛醛、壬醛、癸醛、(E)-2-十二烯醛、十一醛、紫丁香醛、十二醛、3-甲基-1-丁醇、1-辛烯-3-醇、(E)-2-辛烯-1-醇、雪松醇 、2,3-辛二酮、2-壬酮、3,5-壬二烯-2-壬酮、雪松烯、甲苯、乙苯；經過添加乳酸菌發酵的紅三魚在保持原有傳統高鹽腌制魚肉風味基礎上，增加了花香味、水果香味及酒香味，并減弱了魚腥味和蘑菇泥土味，主要風味物質有：己醛、(E)-2 - 己烯醛、庚醛、苯甲醛、辛醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛、(E)-2-辛烯醛、壬醛、(Z)-4-癸烯醛、癸醛、(E)-2-十二烯醛、十一醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、紫丁香醛、十二醛、十四醛、3-甲基-1-丁醇、1-辛烯-3-醇、庚醇、2-乙基-1-己醇、(E)-2-辛烯-1-醇、十二醇、雪松醇 、6-甲基-2-庚酮、2,3-辛二酮、2-壬酮、3,5-辛二烯-2-酮、3,5-壬二烯-2-壬酮、D-檸檬烯、長葉烯、雪松烯、甲苯、乙苯。魚肉主體風味可用魚腥味，杏仁味、堅果味，花香味，蘑菇、泥土味，醚香，酒香，烤洋蔥味，青草味-脂肪味，水果香味來表征，這些物質含量的差異，是造成不同風味的重要原因[1,3]。利用Excel2010軟件, 構建復合乳酸菌發酵魚肉和傳統高鹽腌制魚肉的風味輪(見圖2), 直觀地顯示了兩種魚肉風味的差異及其相互關系。與傳統腌制魚肉風味相比，添加乳酸菌發酵魚肉中的醛類物質較傳統法腌制魚肉顯著增加，醛類物質具有植物芳香味，氣味閾值低，有利于提升腌制魚肉風味；同時，乳酸菌發酵作用減少了魚肉的魚腥味和蘑菇、泥土味，增加了魚肉的水果香、花香味和酒香味，豐富了魚肉的風味成分。

表2　不同加工方法魚肉的揮發性風味種類及其相對百分含量

注：每一組同行不同字母表示具有顯著性差異(P<0.05)。

表3　不同加工方式魚肉中對風味貢獻較大的物質成分

注：“—”表示相關風味的物質未檢出。

圖2　添加乳酸菌法和傳統法腌干魚的風味輪圖Fig.2　Sensory profile of traditional salted fish and fermented fish

2.5復合乳酸菌發酵魚肉產生特有風味物質機理探討

乳酸菌發酵魚肉能夠產生特有風味物質，可能是由于魚肌肉組織中含有大量不飽和脂肪酸、飽和脂肪酸及少量碳水化合物和蛋白質類物質在復合乳酸菌和外界環境因素(氧氣)的作用下發生氧化降解而生成不同低風味閾值的小分子化合物，產生醇、醛、酮類等風味物質，顯著豐富發酵魚肉風味[18]；而傳統腌干魚肉的風味物質含量較低，說明高濃度食鹽抑制了乳酸菌的大量繁殖，減弱了乳酸菌發酵作用[19]。無論采取哪種加工方式，胺類物質均未檢出，醛類、醇類和酮類物質的總含量都比較大，同時對風味貢獻較小的烴類物質也具有較大的含量，這種研究結果與李來好，丁麗麗等[20]對傳統腌制魚揮發性風味物質的研究結果相似；但添加乳酸菌發酵腌干魚肉的醛類、醇類和酮類物質的種類及總含量都要顯著高于傳統法腌干魚(P<0.05)，這種研究結果與吳燕燕等[3]對添加復合乳酸菌發酵劑腌干紅牙魚或 揮發性風味物質的研究結果相似。

3　結論

通過采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜(HS-SPME-GC-MS) 聯用分析鑒定添加乳酸菌法腌干紅三魚、傳統腌干紅三魚的魚肉揮發性風味成分，結果表明醛、醇、酮類化合物是構成腌干魚肉獨特風味的主要成分。復合乳酸菌發酵魚肉中對風味貢獻較大的醛、醇、酮類揮發性化合物總量達41種，顯著高于傳統高鹽腌制魚肉。復合乳酸菌發酵魚肉風味物質中含有大量的醇、醛、酮類物質，同時，在保持傳統高鹽腌制魚肉風味的基礎上，增加了發酵魚肉特有風味物質成分，包括：(E)-2 -己烯醛，(E)-2-辛烯醛，(Z)-4-癸烯醛，(E，E)-2,4-癸二烯醛，十四醛，庚醇，2-乙基-1-己醇，十二醇，6-甲基-2-庚酮、3,5-壬二烯-2-壬酮、D-檸檬烯、長葉烯，提升了魚肉感官品質。所以，復合乳酸菌發酵六齒金線魚，不僅能改善傳統高鹽腌制魚肉風味，而且未檢出胺類等致癌物質，提高了產品品質和安全性，為傳統高鹽腌制品的新工藝開發及應用提供理論依據。

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StudyonthevolatileflavorcompoundsofNemipterus virgatusinoculatedwithcomplexlacticacidbacteria

YOUGang,NIUGai-gai*

(GuangxiKeyLaboratoryofBeibuGulfMarineBiodiversityConservation,GuangxiCallegesanduniversitiesKeyLaboratoryofExploitationandProtectionofBeibuGulfMarineBiologicalResources,

QinzhouUniversity,Qinzhou535000,China)

ToimprovetheflavoroftraditionalsaltyNemipterus virgatus，complexlacticacidbacteriawereinoculatedintofishforafastfermentationprocessing.Head-space-solidphasemicro-extractioncombinedwithgaschromatography-massspectrum(HS-SPME-GC-MS)wasusedtoanalyzeandidentifythevariationofvolatilecompoundsbetweenthetraditionalhighsaltpicklingfishandfishfermentedbylacticacidbacteriaofNemipterus virgatus.Theresultsshowedthat92kindsofvolatilecompoundsweredetectedinthefermented-driedfish,including18aldehydes, 15alcohols, 8ketones, 7esters, 2acids, 34hydrocarbons,and8others. 62kindsofvolatilecompoundsweredetectedinthetraditionalhighsaltpicklingfish,including12aldehydes, 9alcohols, 4ketones, 3esters, 3acids, 25hydrocarbons, 6others.Afurtheranalysisshowedthatthemostabundantvolatilecomponentsoftraditionalsalted-driedfishandfermentedfishwerealdehydes,alcoholsandketones.However,thecontentandcompositionofvolatilecompoundsoffermenteddriedfishhadchangedgreatlyandthetotalkindsofaldehydes,alcoholsandketonesachieved41,whichwas16kindshigherthantraditionalsalted-driedfish.Theuniqueflavorcomponentsinfermentedfishincluded(E)-2-hexenal, (E)-2-octenealdehyde, (z)-4-decenealdehyde, (E,E)- 2,4-decadienal,myristicaldehyde, 2-methyl-1-octanol,heptanol,dodecanol, 3,5-nonadiene-2-nonylketone, 6-methyl-2-heptanone,D-limonene,andlongifolene，whichenrichedthefermentedfishflavorandimprovedthequalityofthefish.So,fermentationofNemipterus virgatuswithcomplexlacticacidbacterianotonlycouldenhancetheflavoroftraditionalhighsaltpicklingfish,butalsohadnodetectableaminecarcinogens,whichimprovedqualityandsafetyoftheproduct.

Nemipterus virgatus;compoundlacticacidbacteria;fermentation;traditionalhighsaltpickling;volatileflavorcompounds

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201601031

在讀博士研究生 (牛改改為通訊作者，E-mail: gaigainiu@ 163.com)。

廣西北部灣海洋生物多樣性養護重點實驗室; 北部灣海洋生物資源開發與保護重點實驗室聯合資助(2015ZC15、2015ZC09)

2015-08-25，改回日期：2015-09-28