馬家柚果皮對鯽魚貯藏期揮發性物質的影響

梁廣鈺,徐仰倉

(天津科技大學海洋與環境學院,天津 300457)

鯽魚(Carassiusauratus)因生長速度快、適口性好、營養價值高,是我國廣泛養殖和交易的物種之一,產量位居全國淡水魚之首[1-2]。但由于鯽魚含有大量的水分和有機氮化合物,利于腐敗微生物的快速生長和繁殖,加之本身的自溶酶作用,致使鯽魚捕撈后腥味逐漸加重,嚴重影響了后期的加工、銷售和消費[3-4]。魚類的腥味物質主要為2-甲基異莰醇、土腥素、吡嗪、δ-氨基戊酸、δ-氨基戊醛和六氫吡啶類化合物等揮發性物質[5]。

為了降低魚類貯藏及加工期間的腥味,吳燕燕等[6]和楊凱等[7]采用了多種方法,包括物理、化學、生物以及感官掩蔽等方法。其中感官掩蔽法最容易被消費者接受,因而也吸引了多數科學家的關注。如吳濤等[8]用姜蔥蒜-黃酒復合劑掩蔽草魚的腥味;劉建等[9]采用茶黃素、茶氨酸、茶紅素同生姜液制備混合脫腥液,對紫貽貝進行脫腥了處理;Li等[1]用茶多酚和迷迭香提取物去除鯽魚的腥味等。馬家柚是生長于江西的一種柑橘屬植物,其果皮占到全重的一半以上,但柚子皮常未被利用就丟棄了,造成極大浪費。柚子皮中含有豐富的柚皮苷、精油、果膠及檸檬烯等揮發性物質[10-12],具有掩蔽及去除鯽魚腥味的物質基礎,同時柚子皮具有極強的吸附能力[13],具有吸附腥味物質的潛力。

本文以鯽魚為原料,用馬家柚果皮包裹鯽魚,采用SPME-GC-MS法分析了鯽魚低溫貯藏后揮發性物質的變化,以期為鯽魚的去腥提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮馬家柚 上饒市中科云健康科技有限公司;鯽魚 天津海鮮市場清水沖洗后去頭、去鱗、去內臟;乙醇 分析純,天津市風船化學試劑科技有限公司。

GC-MS-4000氣相色譜-質譜聯用儀 美國VARIAN公司;GZX-9070MBE電熱鼓風干燥箱 上海博訊實業有限公司醫療設備廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品的預處理 將新鮮馬家柚(B1)先用75%的乙醇擦拭外果皮,再用滅菌水沖洗干凈,在超凈工作臺里用滅菌刀將果皮剪切成2 cm×4 cm×0.3 cm的果皮塊。部分果皮塊放入鼓風干燥箱在(60±2) ℃條件下烘干24 h,制成干果皮(B2),備用。

按下列方式處理及貯藏鯽魚的肌肉:不做任何處理,即對照組(A0);用鮮柚子果皮包裹魚肉(果皮∶魚肉=1∶3)(A1);用干柚子果皮包裹魚肉(果皮∶魚肉=1∶3)(A2)。再將各組魚肉裝進不透光的密封袋中,4 ℃冰箱儲藏3 d。

1.2.2 樣品的萃取 將剪切好的魚肉(約2 mm×2 mm×2 mm)、果皮樣品(約2 mm×2 mm×2 mm)在60 ℃的條件下水浴30 min。固相微萃取頭(65 μm,PDMS/DVB)首次使用前,先將其在氣相色譜進樣口老化30 min,老化溫度為250 ℃。將萃取頭插入頂空瓶的頂空部分,60 ℃條件下萃取30 min。拔出萃取頭,插入設置好的氣質聯用儀進樣口,于250 ℃下脫吸附2.5 min后進行樣品分析。

1.2.3 條件設置 色譜條件:VF-5ms色譜柱,30 m×0.25 mm×0.25 μm毛細管柱。程序升溫:初始溫度40 ℃保持3 min,以4 ℃/min升至150 ℃,保持1 min,以8 ℃/min升至250 ℃,保持6 min。進樣口溫度250 ℃,分流比:5∶1;載氣:He;純度:99.99%;載氣流速:1 mL/min。

質譜條件:傳輸線溫度280 ℃;質量分析器:離子阱;離子阱溫度:220 ℃;掃描方式:full scan;掃描范圍:43～500 m/z。

1.3 數據處理

通過NIST05譜圖庫對GC-MS檢測的揮發性成分進行解析,確定其化學成分;利用譜圖庫數據處理系統按峰面積歸一化進行定量分析,選擇匹配度>70的物質求得各化學成分在樣品揮發性物質中的相對含量[14]。

2 結果與分析

2.1 馬家柚果皮處理后鯽魚揮發性物質的變化

A0組鯽魚在4 ℃條件下貯藏3 d后,用GC-MS檢測,得到總離子流圖(圖1),經與NIST05圖譜庫對比分析,發現了26種揮發性化合物。這與陳俊卿等[15]的結果(25種揮發性化合物)接近,而與沈麗等[16]的結果差距較大(15種揮發性化合物)。魚肉中的揮發性物質不僅來源于魚肉本身,還有環境中的物質。在魚的生長過程中,環境中某些化合物被魚吸收后逐漸積累于魚肉中,最終成了魚肉揮發性物質的一部分,另外,貯藏條件的不同也會導致不同的揮發性物質的產生。或許這些是不同實驗室的檢測結果與前人實驗結果差異的原因所在。

圖1 空白組A0魚肉的揮發性物質GC-MS總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram of volatile compounds GC-MS in blank group A0

圖2、圖3為所有匹配度大于70的化合物的相對含量及種類分布情況,表1為主要揮發性物質相對含量。如圖2、圖3所示,A0組檢出的26種化合物中醇類最多,共8種占61.17%。醇類化合物中相對含量最多的是乙醇29.21%、正己醇18.86%和1-辛烯-3-醇7.41%。乙醇是無氧呼吸的產物,鯽魚在貯藏3 d后有大量的乙醇產生,說明在此期間魚肉中滋生了大量的厭氧菌,也有可能魚體內的不飽和脂肪酸在脂氧合酶(LOX)作用下分解產生了乙醇[17]。1-辛烯-3-醇是魚腥味的重要成分之一,Iglesias等[18]報道EPA在發生脂質過氧化的過程中會產生該化合物。說明鯽魚貯藏過程中魚腥味產生的原因之一是不飽和脂肪酸的氧化分解。烯類化合物次之,共4種占23.21%,烯類化合物中相對含量最多的是雙戊烯(又名檸檬烯)16.80%,月桂烯6.02%。另外,醛類中正己醛、壬醛和酮類中2,5-辛二酮等腥味物質也被檢測到,說明貯藏期間鯽魚體內發生了脂肪酸的氧化。

圖2 鯽魚(4 ℃貯藏3 d)及柚子果皮中揮發性物質的相對含量分布Fig.2 Relative content distribution of volatile compounds in Carassius auratus(stored at 4 ℃ for 3 d)and grapefruit peel

表1 鯽魚(4 ℃貯藏3 d)及柚子果皮主要揮發性物質(n=3,匹配度均>70)Table 1 Major volatile substances in Carassius auratus(stored at 4 ℃ for 3 d)and grapefruit peel(n=3,matching degree>70)

圖3 鯽魚(4 ℃貯藏3 d)及柚子果皮中揮發性物質的種類分布Fig.3 Species distribution of volatile matter in Carassius auratus(stored at 4 ℃ for 3 d)and grapefruit peel

與對照相比,鮮馬家柚果皮處理后(A1)魚肉的揮發性物質增加了30種(圖3)。但各種物質的相對含量卻有不同的變化。如乙醇、正己醇、3-羥基-2-丁酮和1-辛烯-3-醇的相對含量分別降低了28.81%、17.05%、6.97%和7.12%,而雙戊烯增加了43.53%,月桂烯增加了21.29%(表1)。1-辛烯-3-醇具有土腥味,鯽魚被鮮馬家柚果皮包埋后,1-辛烯-3-醇降低了,說明鮮馬家柚果皮具有去除鯽魚土腥味的功能。鯽魚被鮮馬家柚果皮包裹后,雙戊烯(呈檸檬味)的相對含量增加了2倍多,說明鮮馬家柚果皮具有增加鯽魚水果香味的功能。

鯽魚被干馬家柚果皮包裹后,魚肉的揮發性物質(A2)增加了40種(圖3)。同鮮果皮處理的結果相似,乙醇、正己醇、3-羥基-2-丁酮和1-辛烯-3-醇的相對含量降低最多,分別降低了29.21%、11.93%、6.53%和5.51%,但雙戊烯增加了33.93%,魚肉中并不含β-蒎烯(呈松節油香氣和松脂氣味),經干果皮包裹后從0增加至22.51%,約占全部揮發性物質的五分之一(表1)。鮮、干果皮包裹后對比來看,月桂烯分別增加21.29%和降低5.63%;β-蒎烯在A0、A1、B1和B2中均未檢測到,說明A2中的β-蒎烯不是來自于柚子果皮,可能來自于柚子皮本身具有的某種化合物在加熱(烘干)過程中發生化學反應,從而得到β-蒎烯。雙戊烯在A1、A2兩組中均有大幅度增加,但A1組比A2組的增加量要多9.60%;1-辛烯-3-醇均有所減少,但A1組比A2組的下降量要1.61%;說明鮮果皮在去除魚腥味方面和增加香味方面都比干果皮更好。

如圖2所示,經鮮、干馬家柚果皮包裹后鯽魚中揮發性物質相對含量變化如下:醇類由61.17%分別下降至5.97%和15.74%,酮類由10.73%分別下降到1.42%和1.05%,而烯烴類有大幅度增加,由23.21%分別增加至91.99%和77.44%,醛類、烷烴類和酯類等變化不明顯。如圖3所示,經鮮、干馬家柚果皮包埋后鯽魚中揮發性物質種類變化如下:醇類由8種均增加至13種,酯類由5種分別增加至8種和11種,烯烴類有大幅度增加,由4種分別增加至28種和24種,醛類、酮類、烷烴類和酯類等變化不明顯。說明柚子果皮改變了貯藏期間鯽魚本身的揮發性物質組成或代謝途徑。

2.2 馬家柚果皮的揮發性物質

如前所述,鯽魚被馬家柚果皮包裹后,揮發性物質的種類及含量均發生了較大地改變。變化了的揮發性物質有可能來自馬家柚果皮,也有可能來自于腐敗微生物。為了驗證這些物質的來源,分別檢測了鮮、干馬家柚果皮的揮發性物質。如圖2、圖3所示,鮮、干馬家柚果皮中的揮發性物質分別有149種和148種,其中相對含量最高的是烯烴類化合物,分別為39種和34種,占48.64%和67.39%。不論是鮮果皮還是干果皮,雙戊烯和月桂烯均是相對含量最高的兩個化合物。說明貯藏后鯽魚中雙戊烯和月桂烯含量的增高源于馬家柚果皮。月桂烯具有不飽和烯烴的不穩定性,化學性質活潑,可以合成香茅醇(呈新鮮玫瑰香氣)、香葉醇(呈溫和、甜的玫瑰花氣味)和橙花醇(呈令人愉快的玫瑰和橙花的香氣)等化合物[19]。另外,丁酸己酯、丁酸丁酯、辛酸甲酯、佛術烯等化合物也存在于柚果皮而非鯽魚中,鯽魚被柚果皮包埋后可檢測到這些化合物,說明它們也來自于柚子果皮。鯽魚經鮮、干柚子果皮包埋后腥味物質、刺激性氣味物質都有所減少,分別下降了10.56%和8.53%、29.04%和29.36%,呈香味物質有所增加,分別為67.97%和60.52%(表2)。鮮柚果皮包埋后的揮發性物質的種類相對于干柚果皮包埋后更多,研究表明,揮發性呈香味物質的種類數越大,該樣品所呈現的整體香氣則會更為濃烈[20-22]。由此證明,馬家柚果皮貯藏后鯽魚的揮發性物質有所變化,在去除魚腥味和刺激性氣味的同時增添具有香味的物質,且鮮果皮效果更佳。

表2 鯽魚(4 ℃貯藏3 d)及柚子果皮呈味物質相對含量Table 2 The relative content of Carassius auratus(stored at 4 ℃ for 3 d)and grapefruit peel

3 討論與結論

本研究發現鯽魚4 ℃貯藏3 d 后,產生了1-辛烯-3-醇、正己醛、壬醛、2,5-辛二酮等腥味物質,也產生了大量的乙醇。1-辛烯-3-醇是由15-脂氧合酶催化EPA和12-脂氧合酶催化花生四烯酸的過程中形成的,是構成魚腥味的重要成分之一[18]。說明鯽魚貯藏期間發生了脂肪酸氧化和厭氧菌的生長,前者產生了腥味物質,后者產生了乙醇,這與前人的結果一致[23]。用馬家柚果皮包埋鯽魚4 ℃貯藏3 d,不但1-辛烯-3-醇、正己醛、壬醛、2,5-辛二酮等腥味物質的相對含量降低了,乙醇相對含量幾乎降為零。說明馬家柚果皮不但能抑制脂肪酸的氧化,還能抑制厭氧菌的繁殖。另外,馬家柚果皮還增加了魚肉中月桂烯、雙戊烯、丁酸己酯和丁酸丁酯等果香物質的含量,且香味物質總含量有明顯增多,但鮮果皮效果更佳,表明馬家柚果皮還有提高貯藏期間鯽魚風味的功能。研究者認為,魚腥味產生原因主要是易揮發的醛、酮類小分子引起的,其閾值較低,且具有很大的異味[24-25],在經果皮包埋后醛、酮類由12.16%分別下降至1.42%和1.81%,說明具有脫腥效果。

本論文發現,馬家柚果皮是一種極好的鯽魚保鮮材料,不論是鮮果皮還是干果皮均能增添鯽魚魚肉的揮發性物質,這為開發利用馬家柚果皮提供了新的途徑。但由于其機理尚不明確,其中具有果香的揮發性物質是由于魚體自身物質經果皮中活性成分催化而成,還是細胞接觸后經細胞膜將某些成分從果皮中傳遞給魚肉,這些疑問還需今后加以研究。