電子鼻結合GC-MS檢測沙拉醬對挪威三文魚風味的影響

張彩霞,奚印慈,柳澤琢也,牛 琛,周 紛,張艷霞,王錫昌,*

(1.上海海洋大學食品學院,上海 201306 2.日本丘比株式會社,東京 1820002)

三文魚學名鮭魚,又名撒蒙魚或薩門魚,是世界著名經濟魚類之一[1-2]。三文魚刺身在中國非常受歡迎,生食也是迄今為止最受歡迎的三文魚食用方式。事實上,在中國,超過80%的三文魚都是以刺身[3]的形式出售被食用的。據報道水產品中腥味物質較多，在食用生魚片時,其魚片中存在的腥味物質是大多數人不能接受的[4]。有研究發現己醛[5]、壬醛[6]、庚醛[7]、(E)-2-辛烯醛[8]是引起水產動物類食物腥味的主要物質,有研究發現1-辛烯-3-醇[9]對魚體腥味貢獻較大,三文魚中的特征性腥味物質[10]與此類同。因而人們多習慣添加一些調味料一起食用。

沙拉醬是西方人餐桌上必不可少的調味醬,也已成為世界上最受歡迎的醬汁之一[11]。沙拉醬主要由雞蛋、植物油、食醋、調味料和香辛料等構成,故其營養價值較高[12-13]。有研究發現,人們在生食三文魚時,除了喜歡添加芥末醬,同時也習慣在其表面添加一些風味沙拉醬,尤其是在食用三文魚壽司的時候會習慣在其表面添加沙拉醬,這樣食用起來其口感會更加好。但目前為止,還未有人對添加沙拉醬后三文魚風味物質的變化有所研究。

因此,本文挑選市場上常見的兩種口味的沙拉醬(原味沙拉醬和香甜味沙拉醬),將其分別添加到三文魚樣品中,利用電子鼻[14]對添加沙拉醬前后三文魚樣品風味物質進行識別,有效區分添加沙拉醬前后三文魚樣品的風味輪廓,運用頂空固相微萃取氣相色譜質譜聯用技術[15]對風味物質進行鑒定,探究沙拉醬是否可以改善三文魚的風味,為人們合理食用沙拉醬和三文魚提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

香甜味沙拉醬、原味沙拉醬 上海農工商超市;冰鮮的挪威三文魚(從挪威運到上海市約3 d),主要取其背部肉 上海市蘆潮港水產品市場,置于鋪冰的泡沫箱內2 h內迅速帶回實驗室并放入4 ℃冰箱中。

Fox 4000 Sensory Array Fingerprint Analyzer 法國Alpha MOS公司;6890-5975B氣質聯用儀 美國Agilent質譜公司;DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 鞏義市予華儀器有限責任公司;手動進樣手柄、萃取頭[碳分子篩(CAR)/二甲基硅氧烷(PDMS)](涂層厚度30/50 μm) 美國Supelco公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 感官實驗 感官實驗參照沈秋霞等[16]的方法并略有修改,選擇8(4男4女)名受過專業訓練的感官員,選取新鮮的挪威三文魚背部肉,每種沙拉醬對應稱取40份質量相同的三文魚樣品,每份質量稱8 g,厚度切成約2 mm的薄片,并將三文魚樣品分成8組,每組5份,每組分別按照1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8的質量比分別添加兩種沙拉醬于三文魚樣品中,并分別編號以不同的順序呈遞給感官員品嘗,讓感官員分別對其氣味和滋味做出總體評價,選擇出最佳食用比例。感官評分以1～10分為標準,1分表示對食品風味完全不能接受,喜好度低;10分表示感官員對其風味完全可以接受,喜好度高。評價結束后,將小組成員的感官評價結果取平均值。最后根據各個感官員對樣品的喜好度評價,確定最終沙拉醬的添加比例。

1.2.2 樣品的前處理 根據確定好的沙拉醬與三文魚的比例(由1.2.1感官實驗確定),然后將添加不同量沙拉醬的樣品和三文魚樣品按照此比例用均質機攪勻后備用,另單獨取未添加沙拉醬的三文魚樣品,用均質機攪勻備用。

1.2.3 電子鼻檢測 三文魚樣品、三文魚與兩種沙拉醬混合樣品各取樣2.00 g于10 mL的頂空瓶中,每組樣品取6份進行平行測定。采用動態頂空法采集氣體,進樣前樣品置于50 ℃平衡10 min，以保證樣品氣味釋放完全并均勻分散,進樣器溫度設為60 ℃,進樣體積500 μL,1 s進樣,以干凈空氣作為載氣,流速為150 mL/min,數據采集時間120 s,檢測時間100 s,清洗時間100 s,在進行下一個樣品分析之前,用潔凈空氣吹掃10 min,以防止樣品氣味的殘留。采用電子鼻對其整體氣味輪廓進行區分,同時利用電子鼻軟件對樣品進行主成分分析(Principal component analysis,PCA)。電子鼻各傳感器對應的參考物質[17]如表1所示。

表1 電子鼻各傳感器對應的參考物質Table 1 Reference materials corresponding to each sensor of the electronic nose

1.2.4 風味物質的提取及檢測

1.2.4.1 頂空固相微萃取 參照李婷婷等[18]的方法并稍加改進,三文魚樣品、三文魚與兩種沙拉醬混合樣品各準確稱取2.00樣品,并加入6 mL飽和NaCl溶液,加入4 μL 10-5mol/L的內標物2,4,6三甲基吡啶(TMP)于20 mL頂空瓶中混勻,然后將內裝樣品的頂空瓶置于室溫下平衡10 min后,以SPME針管插入頂空瓶的硅橡膠瓶墊,伸出30/50 μm CAR/PDMS萃取頭,在40 ℃水浴下吸附45 min。等待吸附完畢后,立即取出插入GC-MS進樣口,250 ℃解析5 min,熱脫附進行GC-MS檢測。

1.2.4.2 GC-MS條件 GC條件:色譜柱:DB-5MS彈性毛細管柱(60 m×0.32 mm×0.25 μm);設置進樣口溫度250 ℃,柱溫40 ℃,保持3 min,以3 ℃/min程序升到100 ℃,再以5 ℃/min升到230 ℃,保持5 min,不分流模式進樣。載氣為He,流量0.8 mL/min;汽化室溫度240 ℃。

質譜條件:電子轟擊(EI)離子源;電子能量70 eV,燈絲發射電流為200 μA,離子源溫度為200 ℃,檢測器電壓350 V。

1.2.4.3 定性與定量方法 GC-MS實驗數據處理采用GC-MSD化學工作站完成,未知化合物采用計算機檢索的同時與NIST11數據庫進行匹配定性,篩選匹配度大于85(最大值100)。

揮發性物質定量分析通過計算待測揮發性物質與TMP峰面積之比求得其絕對濃度(假定各揮發物的絕對校準因子為 1.0)。

計算公式如下:

1.3 數據處理

用Excel 2010軟件進行數據處理并作圖,數據差異分析采用SPSS 20.0方差分析。電子鼻數據的PCA分析由儀器自帶的Alpha Soft V12.0軟件處理。

2 結果與分析

2.1 感官實驗結果

8位感官員對各樣品的氣味和滋味進行綜合評分。如圖1所示,對8位感官員的評分進行數據分析,根據感官員對樣品風味喜好度,確定了香甜味沙拉醬、原味沙拉醬和三文魚食用比例分別為1∶6、1∶7時,感官品質最佳,其食用風味特性最佳。故接下來的實驗分別按照1∶6、1∶7比例進行實驗。

圖1 添加沙拉醬前后三文魚樣品的感官分析Fig.1 Sensory analysis of salmon samples before and after adding mayonnaise

2.2 電子鼻檢測沙拉醬對三文魚風味的影響

如圖2所示,分別表示了三文魚樣品的雷達圖以及添加了不同種沙拉醬后樣品的雷達圖。由圖中可以看出,添加兩種不同沙拉醬前后三文魚氣味輪廓均有改變,且變化較大的傳感器主要是P30/2、P30/1、PA/2、T70/2、T30/1、LY2/GH、LY2/AA、LY2/G這8根傳感器。為進一步分析各處理組風味物質的差異,對各樣品組8根傳感器的響應值進行顯著性分析,分析結果見表2。由表2可知,添加香甜味沙拉醬后三文魚樣品在醇醛類(P30/2)、碳氧化合物(P30/1)、有機化合物(T30/1)等物質具有顯著性差異(P<0.05),添加原味沙拉醬前后三文魚樣品在醇醛類(P30/2)、苯類(T70/2)、有機化合物(T30/1)、碳氧化合物(P30/1、LY2/G)等物質具有顯著性差異(P<0.05)。結果表明,添加兩種沙拉醬前后三文魚樣品的風味物質具有明顯差異。

圖2 添加沙拉醬前后三文魚樣品的雷達圖比較Fig.2 Comparison of radar images of salmon samples before and after adding mayonnaise

表2 添加沙拉醬前后三文魚樣品電子鼻傳感器響應值分析Table 2 Response analysis of electronic nose sensor of salmon samples before and after adding mayonnaise

如圖3所示,同時采用主成分分析法對添加沙拉醬前后的三文魚樣品揮發性風味物質進行分析,主成分分析可以從多元變量中得出最主要和貢獻率最大的因子,從而觀察并比較不同樣品的主成分分析值在空間的分布差異[10]。從圖3中可以看出,數據采集點所在的橢圓區域在主成分分析圖中有特定的分布區域且互不重疊,說明主成分分析法適用于樣品的分析[10]。圖3中第一主成分貢獻率達97.27%,第二主成分貢獻率為2.19%,總貢獻率為99.46%,所受干擾較小,所以這兩個主成分能較好的反映原始高維矩陣的信息,可以反映不同處理過程中樣品揮發性成分的變化。從橢圓之間距離來看,三文魚樣品組與添加沙拉醬組距離較大,說明其揮發性成分變化較大,區分度較好。為進一步探究添加沙拉醬前后三文魚樣品風味的變化,采用GC-MS進行分析檢測和鑒定。

圖3 添加沙拉醬前后三文魚樣品響應值PCA分析圖Fig.3 PCA analysis of response values of salmon samples before and after adding mayonnaise

2.3 GC-MS檢測沙拉醬對三文魚風味的影響

通過HS-SPME-GC-MS技術檢測沙拉醬對三文魚風味的影響,分析匹配度大于80%的風味成分,結果如表3所示。如表3所示三文魚樣品中共檢測出揮發性物質49種,添加香甜味沙拉醬樣品中共檢測出揮發性物質29種,添加原味沙拉醬樣品中共檢測出揮發性物質26種。添加沙拉醬以后三文魚樣品中含量相對較低的揮發性風味成分未被檢測出來,這可能是因為沙拉醬中的揮發性風味物質成分的含量高,含量高的揮發性風味成分如異硫氰酸烯丙酯、2-苯乙醇、油酸、亞油酸等物質峰很高,使得其它物質峰很低而檢測不出。從表3中可以看出,添加香甜味沙拉醬和原味沙拉醬后,己醛物質有所降低,庚醛和1-辛烯-3-醇等物質均未檢出。據有關研究三文魚中的揮發性成分,己醛被確認為是魚體腥味的主要物質,此外還有庚醛、苯甲醛、1-辛烯-3-醇等[10]。這說明添加了向三文魚中添加沙拉醬可以掩蓋三文魚肉的一些腥味物質成分,改善了其食品風味。

表3 添加沙拉醬前后三文魚樣品的風味成分GC-MS檢測結果Table 3 GC-MS detection results of the flavor component of salmon samples before and after adding mayonnaise

續表

圖4所示為添加沙拉醬前后三文魚樣品揮發性物質分類的總量分析比較,從圖4可以看出,挪威三文魚本身所含的各類揮發性物質含量較少,添加了沙拉醬以后,醛酮類、醇類、酯類、酸類、烴類等物質含量均顯著增加(P<0.05),尤其是酯類和酸類物質,添加了香甜味沙拉醬以后酯類物質的含量從54.15 ng/g增加到4292.11 ng/g,酸類物質含量從10.48 ng/g增加到1754.56 ng/g,添加原味沙拉醬以后酯類物質的含量從54.15 ng/g增加到3214.65 ng/g,酸類物質含量從10.48 ng/g增加到4653.77 ng/g。酯類物質增加是因為沙拉醬中添加了芥末,而芥末的風味主要來源于一種名為異硫氰酸烯丙酯的風味物質[19],故其酯類物質含量較高,另外添加了沙拉醬以后酸類物質含量也很高,尤其是油酸、亞油酸、硬脂酸、軟脂酸等酸類物質含量增多,這是因為沙拉醬主要是由植物油組成的,故其中含有豐富的脂肪酸成分,這也是人體必需的。所以在食用三文魚時添加沙拉醬,不僅可以改善其風味,還可以提高食品的營養價值。

圖4 添加沙拉醬前后揮發性風味物質分類圖Fig.4 Classification of volatile flavors before and after adding mayonnaise注:小字母不同表示同一種類揮發性物質 總量具有顯著性差異(P<0.05)。

3 結論

本研究通過感官實驗分析確定了香甜味沙拉醬、原味沙拉醬與三文魚的食用比例分別為1∶6、1∶7時,食用三文魚的口感最佳。采用電子鼻結合PCA,對三文魚組及添加沙拉醬組揮發性物質成分差異性進行分析比較發現,添加沙拉醬后三文魚樣品的醇醛類、苯類、有機化合物、碳氧化合物等物質具有顯著性差異(P<0.05),三文魚組及添加沙拉醬組其揮發性物質成分具有較好的區分度,添加沙拉醬前后三文魚風味有明顯的改變。GC-MS檢測結果表明,添加沙拉醬后樣品揮發性成分主要為醛酮類、酯類、酸類、以及烴類物質等,酯類和酸類化合物相對含量顯著增加最多(P<0.05),這主要是由沙拉醬中的油脂類及所添加的調味料產生的揮發性物質成分引起的。通過以上對三文魚及添加沙拉醬后的三文魚其揮發性物質成分的比較發現,添加沙拉醬后可以掩蓋三文魚中的某些腥味物質,增加食品中的有益揮發性物質成分,增進食品口感并增加食品營養。這也進一步表明了沙拉醬與三文魚一起食用可以提高食品的營養價值,有效改善三文魚的風味。