不同烹飪方法對脆肉鯇揮發(fā)性風味物質的影響

陳麗麗，張樹峰，袁美蘭，趙利，江勇

(1.江西科技師范大學 生命科學學院，南昌 330013；2.國家淡水魚加工技術研發(fā)分中心，南昌 330013)

魚肉作為居民日常生活的膳食，不僅在于它能提供豐富的蛋白質，而且魚肉的風味比較受歡迎。魚肉中的風味物質成分繁多，雖然含量很少，卻對魚肉的風味有很大的影響。魚肉中風味物質的來源主要由魚肉體內的一些小分子物質和加熱引起的化學反應所產(chǎn)生的揮發(fā)性成分。影響魚肉風味物質組成的因素有很多，不同的烹飪方法便是其中重要的一種因素。

有關魚肉風味的研究有很多報道，如武昌魚、金槍魚、沙丁魚、石斑魚、草魚的風味物質組成[1-7]。鄭平安等[8]對鮐魚魚肉加熱前后的揮發(fā)性物質進行了分析，發(fā)現(xiàn)魚肉加熱后，揮發(fā)性成分種類增加，烴類物質對于魚肉風味起主要作用，醛類和酮類作為主要的腥味物質在加熱過程中含量均有所減少，魚的腥臭味也隨之減弱。付娜等[9]在研究中發(fā)現(xiàn)草魚魚糜熟制過程中的主要揮發(fā)性物質為醛類、醇類、酮類及烴類。黃易安等[10]研究發(fā)現(xiàn)野生草魚的醛酮類含量比養(yǎng)殖草魚低，醇類含量高，由醛酮類化合物引起的腥味比養(yǎng)殖草魚小，風味更好。水產(chǎn)品的種類對風味的影響較大，脆肉鯇作為一種新興淡水魚，雖說在外觀上與草魚沒有顯著差別，但在質地和風味上卻相差較大。

對魚肉風味物質的研究，目前常用的方法有電子鼻和GC-MS等一些比較簡便的分析方法。電子鼻是一種新型的電子裝置，對氣味進行分析、識別，分析簡便、高效。但電子鼻分析中得到的是樣品中揮發(fā)性成分和風味成分的整體信息，可對樣品進行歸類判別，不能檢測出樣品揮發(fā)性成分中的具體物質。頂空固相微萃取(HS-SPME)具有操作簡單、無需試劑等優(yōu)點，能夠很好地吸附樣品中的揮發(fā)性成分[11]。因此，HS-SPME結合GC-MS的方法已經(jīng)廣泛應用于食品中揮發(fā)性物質的檢測[12]。AMDIS(自動質譜解卷積定性系統(tǒng))可對低濃度物質出現(xiàn)的峰及背景較復雜的物質出現(xiàn)的峰有很好的分辨能力，能很好地應用于魚肉中含有的揮發(fā)性物質的樣品。

本文通過分析比較脆肉鯇生鮮樣品和不同的烹飪方法加工后樣品的揮發(fā)性成分組成，有助于進一步了解脆肉鯇揮發(fā)性成分的組成及判斷加工方式對脆肉鯇揮發(fā)性成分的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

脆肉鯇：來自南昌市鄱陽湖農牧漁產(chǎn)業(yè)發(fā)展股份有限公司。脆化完成的樣品在企業(yè)暫養(yǎng)2 d后經(jīng)游動放血致死，去頭、去尾、去內臟、去皮，取背部肌肉真空包裝，放于保溫箱(鋪冰)中運回實驗室后放入4 ℃冰箱待測。

2,4,6-三甲基吡啶標準品：英國Alfa Aesar公司；氯化鈉：上海麥克林公司；正構烷烴混合對照品溶液(C5～C14)：美國Pestek公司。

AOC-5000頂空-固相微萃取三合一自動進樣器 瑞士CTC 公司；PDMS/DVB+OC萃取頭 美國Supelco 公司；GC-MS-QP2010 氣-質聯(lián)用儀 島津公司；Gemini 電子鼻 法國Alpha MOS公司；EDF-001 mini koala油炸鍋；11063型食品中心溫度計 美國Delta Trak公司。

1.2 試驗方法及分析條件

1.2.1 試驗方法

1.2.1.1 對照(新鮮)

將預處理好的脆肉鯇切成10 cm×5 cm×2 cm的大小，不做任何加熱處理。

1.2.1.2 煮制

將脆肉鯇切成10 cm×5 cm×2 cm的大小，放入燒開的水中(微波爐功率1200 W)，水開后計時8 min(將食品中心溫度計的探頭插入魚體中心部位，測定魚體中心溫度的變化，使中心溫度達到70 ℃)，撈出放在濾紙上晾干表面的水分。

1.2.1.3 蒸制

將脆肉鯇切成10 cm×5 cm×2 cm的大小，放干蒸板上(微波爐功率1200 W)，水開后計時8 min(將食品中心溫度計的探頭插入魚體中心部位，測定魚體中心溫度的變化，使中心溫度達到70 ℃)，拿出放在濾紙上晾干表面的水分。

1.2.1.4 油炸

將脆肉鯇切成10 cm×5 cm×2 cm的大小，放入油炸鍋中(油溫170 ℃)炸8 min(將食品中心溫度計的探頭插入魚體中心部位，測定魚體中心溫度的變化，使中心溫度達到70 ℃)，拿出放在濾紙上晾干表面油脂。

1.2.2 電子鼻分析條件

準確稱量2.00 g 攪碎的樣品放入5 mL的電子鼻專用氣味收集瓶中，用瓶夾器把瓶蓋密封。以純凈空氣作為載體，流速為150 mL/min。裝有樣品的收集瓶在測試之前需在30 ℃的條件下加熱20 min，然后用注射器取1 mL的頂空氣體并迅速注射到電子鼻中。注射的速度大約是500 μL/s。數(shù)據(jù)的獲取時間為120 s，測量之后，清洗程序將會啟動，清洗時間將持續(xù)300 s，每個樣品重復6次。電子鼻信號傳感器及其代表敏感物質類型見表1。

表1 Gemini電子鼻信號傳感器[13]Table 1 Gemini electronic nose signal sensors

1.2.3 氣相色譜-質譜條件

準確稱取5 g魚糜樣品置于50 mL離心管中，加入10 mL飽和氯化鈉溶液，振搖1 min，隨后放入冷凍離心機中(10000 r/min)4 ℃離心20 min，取全部上清液于20 mL頂空瓶中，并加入50 μL(50 μg/mL)的2,4,6-三甲基吡啶標準品，然后用聚四氟乙烯磁性蓋頭迅速密封，在溫度為75 ℃、轉速為750 r/min 的磁力攪拌器中平衡5 min。然后將活化好的萃取頭(250 ℃活化30 min)吸附后，放入GC 中解吸5 min。

色譜條件： DB-5MS 毛細管色譜柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；進樣口溫度為250 ℃；初始柱溫為40 ℃，保持2 min，然后以5 ℃/min升到150 ℃，再以20 ℃/min升到300 ℃，保持4 min；載氣(He)流速為1 mL/min；不分流進樣。

質譜條件：電子轟擊離子源(electron ionization，EI)；離子源溫度230 ℃；電子能量70 eV；傳輸線溫度260 ℃，掃描質量范圍(m/z)50～350。

由 1.2.3 得到不同烹飪方法脆肉鯇魚肉中揮發(fā)性物質的總離子流圖(total ion chromatogram，TIC)，經(jīng)自動解卷積技術(AMDIS)處理后，每種物質在 NIST 質譜庫中按照正逆匹配度由高到低排列，得到一系列的可能性物質，選取正逆匹配度均在700(最高值為1000)以上的可能物質，測定并計算RI值，然后在已發(fā)表的文獻中搜索被測物質的RI，若兩者RI 值誤差在±3%以內，則可對被檢測揮發(fā)性物質定性。保留指數(shù)是脆肉鯇魚肉樣品和C5～C14的正構烷烴內標在同樣分析條件下進樣，然后根據(jù)程序升溫線性保留指數(shù)公式由 AMDIS 自動計算所得[14]。

式中：RI為程序升溫線性保留指數(shù)；n為正構烷烴的碳原子數(shù)；tRn+1、 tRn為碳數(shù)n、n+1的正構烷烴的保留時間，min；tRx為被測組分保留時間(tRn+1>tRx>tRn)，min。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

試驗結果采用平均值±標準差(mean±SD)的形式表示，每個試驗平行6次。采用SPSS對試驗數(shù)據(jù)進行方差分析(ANOVA)，檢查各個結果的顯著性差異，同時采用Excel 2013進行數(shù)據(jù)處理。

2 結果與討論

2.1 不同烹飪方法對脆肉鯇魚肉風味的影響

電子鼻是一種集檢測、分析、識別復雜氣味和揮發(fā)性成分的人工智能嗅覺裝置。通過不同選擇性的氣敏傳感器將揮發(fā)性氣味轉換成信號值，并對這些信號進行定性和定量分析[15]。相對于其他分析儀器，電子鼻具有便捷、快速、重復性好等特點[16]。本文采用PCA(主成分分析)對獲得的原始信息進行多維矩陣數(shù)列降維處理，并對特征向量進行線性分類，然后將結果以PCA散點圖來顯示。其中主成分1和主成分2的貢獻率之和反映了樣本整體差異信息的完整程度，貢獻率之和越大，則表明樣本差異信息體現(xiàn)得越完整，所選主成分累計貢獻率應在80%以上。

不同烹飪方法處理后脆肉鯇肌肉電子鼻響應值PCA(主成分)分析圖見圖1。

圖1 不同烹飪方法處理后脆肉鯇電子鼻主成分分析Fig.1 Principal component analysis of electronic nose of Ctenopharyngodon idellus treated by different cooking methods

由圖1可知，第一主成分的貢獻率為99.517%，第二主成分的貢獻值為0.449%，累計方差貢獻值為99.966%，PCA能夠反映樣品的整體信息。不同烹飪方法對脆肉鯇魚肉的揮發(fā)性氣味影響較大，說明加熱方式改變了脆肉鯇魚肉的揮發(fā)性氣味，且改變程度不同。

PCA分析圖中的DI(判別指數(shù))是對選定樣品的判別質量給出的評價，是電子鼻軟件提供的區(qū)分樣品程度的指標。DI值為正數(shù)，說明各個樣品組之間相互獨立，DI值最大是100，該值越大，說明區(qū)分效果越好；DI值為負數(shù)，則說明各組樣品之間有重疊，一般DI值大于80表示能很好地區(qū)分樣品[17]。圖1中判別指數(shù)為88，說明電子鼻可以區(qū)分不同烹飪方法處理過的魚肉。

2.2 不同烹飪方法對脆肉鯇揮發(fā)性成分組成分析

不同烹飪方法處理后的脆肉鯇魚肉的揮發(fā)性成分組成見表2。

表2 不同烹飪方法處理后脆肉鯇揮發(fā)性成分Table 2 Volatile compounds of Ctenopharyngodon idellus treated by different cooking methods

續(xù) 表

續(xù) 表

由表2可知，對照組(新鮮)共檢測出52種化合物，其中酮類4種(0.25%)、醇類7種(20.92%)、醛類15種(57.03%)、酯類7種(1.09%)、烷烴類11種(15.17%)。在這些物質中，1-辛烯-3-醇(10.75%)、己醛(10.23%)、庚醛(2.89%)、壬醛(29.27%)、辛醛(6.15%)、壬酸(4.84%)等揮發(fā)性物質的含量較高。對照樣品中，醛類物質含量最高，其次為烷烴類和醇類。

煮制后，脆肉鯇魚肉中共檢測出50種物質，其中酮類3種(0.53%)、醇類10種(17.47%)、醛類18種(71.88%)、酯類2種(0.13%)、烷烴類11種(6.42%)，在檢測的物質中，1-辛烯-3-醇(6.25%)、己醛(13.52%)、壬醛(18.24%)、辛醛(18.50%)、反-2,4-癸二烯醛(8.47%)等揮發(fā)性物質的含量較高。與對照樣品相比，煮制后的脆肉鯇魚肉中揮發(fā)性物質的種類沒有增多，但揮發(fā)物的濃度卻明顯增大，其中酮類物質和醛類物質所占的百分含量有所增大，酯類物質種類和含量均明顯減少。

蒸制后，脆肉鯇魚肉中共檢測出50種揮發(fā)性物質，其中包括酮類5種(7.44%)、醇類9種(17.85%)、醛類18種(60.99%)、酯類2種(0.08%)、烷烴類11種(5.95%)，在這些物質中，2，3-辛二酮(5.23%)、1-辛烯-3-醇(6.87%)、壬醛(14.48%)、反-2,4-癸二烯醛(17.252%)、肉豆蔻醛(5.946%)、1,3,5-十三烯(10.47%)、2-正戊基呋喃(6.193%)等揮發(fā)性物質的含量較高。與對照組相比，蒸制后揮發(fā)性物質的濃度有所上升，但低于煮制后的濃度；酮類物質的濃度及所占百分含量均高于對照和煮制后的樣品；醛類物質的含量高于對照組，但相比煮制樣品有所降低；酯類物質的含量均低于對照和煮制樣品。

油炸后，脆肉鯇魚肉中共檢測出59種揮發(fā)性物質，其中酮類6種(1.14%)、醇類9種(11.66%)、醛類18種(74.22%)、酯類2種(0.56%)、烷烴類10種(4.32%)，在這些物質中，1-辛烯-3-醇(4.37%)、辛醛(60.33%)、2-正戊基呋喃(4.71%)、反-2，5-癸二烯醛(3.25%)、(Z)-4-癸烯(3.43%)醛等揮發(fā)性物質的含量較高。與對照組相比較，油炸處理后脆肉鯇魚肉的揮發(fā)性物質種類增多，揮發(fā)性物質的濃度也顯著增大，酮類物質的濃度較對照組和煮制樣品有所增大，但低于蒸制后的樣品；醛類物質的濃度均大于其他實驗組；酯類物質的濃度均大于其他實驗組，但所占總量的百分比小于對照組。脆肉鯇魚肉的揮發(fā)性物質中，醛類物質、醇類物質和酮類物質的含量占75%～90%，與江健等[18]的研究結果相同。

不同烹飪方法脆肉鯇魚肉中揮發(fā)性物質的種類見表3。

表3 不同烹飪方法脆肉鯇魚肉中揮發(fā)性物質的種類Table 3 The types of volatile compounds of Ctenopharyngodon idellus treated by different cooking methods

2.3 不同烹飪方法對脆肉鯇魚肉揮發(fā)性成分含量的影響

2.3.1 醛類化合物

由表2可知，脆肉鯇魚肉的揮發(fā)性氣味主要以醛類化合物為主，醛類物質的濃度大小為：油炸>煮制>蒸制>對照，其中油炸處理后魚肉中醛類物質的濃度明顯大于其他處理方法及對照組，不同處理方法之間的差異也比較大。對照組、蒸制、煮制魚肉中，醛類化合物中以壬醛的濃度最高，分別為2594.10，2344.38，1267.24 μg/kg，油炸后的魚肉中醛類物質以辛醛的濃度最高，為15119.08 μg/kg。魚肉中醛類化合物主要是由脂肪酸在酶的作用下發(fā)生氧化裂解形成的[19]，壬醛(魚腥味)、辛醛(青草味)和庚醛(魚腥味)均被證實為魚腥味物質，普遍存在于淡水魚中[20]。醛類物質濃度的增加說明加熱過程增加了魚肉油酸的氧化。苯甲醛具有令人愉悅的堅果香味、水果香味和杏仁香味，是烤花生中主要的羰基化合物[21]，對照組中苯甲醛的濃度為98.41 μg/kg，在經(jīng)過加熱處理后苯甲醛的濃度有所降低，其中蒸制處理后苯甲醛的濃度最低，為0.93 μg/kg。

2.3.2 醇類化合物

醇類化合物的閾值較高，對脆肉鯇魚肉整體風味的貢獻值較小，但一些不飽和醇的閾值較低，對整體風味的貢獻值較大。1-辛烯-3-醇是在所有樣品中均檢測出的不飽和醇類化合物，同時也是魚肉中含量最高的醇類，經(jīng)過蒸制處理后，樣品中的1-辛烯-3-醇濃度最低，為601.51 μg/kg，油炸處理濃度最高，為1095.68 μg/kg。1-辛烯-3-醇(土腥味、蘑菇味)，是淡水魚中主要的腥味成分之一，說明蒸制處理能更好地降低魚肉的腥味物質。

2.3.3 酮類化合物

酮類化合物在所有揮發(fā)性物質中所占的比例較小，對魚肉的閾值遠高于醛類，能加強或改變魚肉的腥味。經(jīng)過加熱處理后，魚肉揮發(fā)性成分中增加了2，3-辛二酮、3，5-辛二烯-2酮、3-壬烯二酮等具有香味的物質，同時甲基異黃酮、甲基癸基甲酮、異佛爾酮等物質消失。

2.3.4 其他化合物

4種樣品中均檢測出大量的烴類化合物，因其閾值較高，對整體風味貢獻值不大[22]。但烴類化合物是形成雜環(huán)類化合物的重要中間體，雜環(huán)類物質對肉的風味有很大貢獻。

經(jīng)過油炸處理后的樣品中，產(chǎn)生了很多苯環(huán)類化合物，如：甲苯、乙苯、二甲苯及苯類物質的衍生物，濃度很低，表明魚肉在油炸處理過程中有可能受到污染。在4種樣品中還檢測出了萘和甲基萘，這些物質可能是由水體污染物轉移到魚體內?？荡浯涞萚23]和盧春霞[24]同樣也在魚體內檢測出苯和萘的衍生物，說明很多魚都受到環(huán)境污染。

3 結論

經(jīng)過不同烹飪方法處理后，魚肉的揮發(fā)性氣味發(fā)生了變化，用電子鼻能夠很好地區(qū)分不同方法處理過的樣品，這表明加熱方式改變了脆肉鯇魚肉的揮發(fā)性氣味，且改變程度不同。且經(jīng)GC-MS分析得出，魚肉樣品中的揮發(fā)性物質主要由醛類、醇類、烷烴類物質組成，經(jīng)過蒸制和煮制后，魚肉中均檢測出50種揮發(fā)性物質，雖然與對照組中揮發(fā)性物質種類相同，但其揮發(fā)性物質種類含量發(fā)生了變化；經(jīng)過油炸處理的樣品中檢測出59種揮發(fā)性物質，醛類物質的含量最高，其次為醇類和烷烴類物質。醛類物質中以壬醛和辛醛的含量最高，醇類物質中以1-壬烯-3-醇的含量最高。其中含有多種苯環(huán)類化合物，苯環(huán)類化合物對人體是有害的，因此在食物的制作過程中應避免外來物質的污染。從揮發(fā)性物質分析的角度上，認為蒸制處理是脆化鯇魚肉的最佳加工方法。這些研究為脆肉鯇食用深加工技術開發(fā)提供了理論依據(jù)，但脆肉鯇魚肉揮發(fā)性成分在加工過程中的變化規(guī)律也值得進一步研究。