不同酶處理對鱈魚揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)影響的主成分分析

郝卓莉，楊萌*，劉亞敏，陳玉峰

(1.石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院，石家莊 050081；2.石家莊經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)污水處理廠，石家莊 050081)

消費者通常對食物的外觀、氣味及可烹飪性進行直觀判斷，以確定食物的整體質(zhì)量，其中氣味及外觀決定了消費者對食物的接受程度，而影響氣味的關(guān)鍵因素是食物的風(fēng)味物質(zhì)種類及含量[1]。食物的風(fēng)味物質(zhì)和氣味特征之間相互影響，當(dāng)食物具有濃郁的香味時，消費者的食欲增加[2-3]。而食物的風(fēng)味物質(zhì)形成過程主要是食物內(nèi)脂肪的氧化、風(fēng)味物質(zhì)前體物質(zhì)的降解以及食物的美拉德反應(yīng)過程，在食物加工過程中，不同的微生物內(nèi)源酶活力影響食物揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的形成過程[4-7]。

本文選取市場上常見的大西洋鱈魚，分別在多酚氧化酶、脂肪氧化酶和膠原蛋白水解酶條件下進行處理，利用SPME技術(shù)進行鱈魚樣品的風(fēng)味物質(zhì)提取，對鱈魚樣品中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分進行分析。

1 實驗材料與實驗方法

本文選用大西洋鱈魚作為實驗對象。實驗過程中采用的儀器設(shè)備主要包括SPME萃取頭、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、電子天平和電磁爐。

實驗過程中分別稱取3份50 g的鱈魚塊并按照1#、2#、3#進行編號，在1#樣品中加入多酚氧化酶、2#樣品中加入脂肪氧化酶、3#樣品中加入膠原蛋白水解酶。將3份樣品在開水中進行清蒸，清蒸時長5 min，清蒸完成后在每份樣品中稱取10 g，并置于20 mL頂空瓶中進行密封待吸收檢驗。

將密封完成后的頂空瓶進行30 min水浴，并將SPME萃取頭插入魚肉中進行吸附，溫度保持在60 ℃，萃取完成后進行氣相色譜及質(zhì)譜分析。

2 鱈魚揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)

對3種不同酶處理的樣品進行揮發(fā)性風(fēng)味成分檢測并在質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫中進行對比定性。根據(jù)成分豐度計算結(jié)果，得到揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分結(jié)果，見表1。

表1 不同酶處理條件下鱈魚揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分Table 1 The volatile flavor components of cod treated with different enzymes

續(xù) 表

3 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)歸類分析

由表1可知，3種不同酶處理后，鱈魚揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分主要為醛類6種、酮類4種、醇類6種、酯類3種、酸類3種以及烷類4種。鱈魚中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的歸類數(shù)據(jù)見表2。

表2 不同酶處理條件下鱈魚揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)歸類數(shù)據(jù)Table 2 Classification data of volatile flavor components in cod treated with different enzymes

醛類和酮類物質(zhì)是羰基化合物，是鱈魚的重要風(fēng)味物質(zhì)成分。鱈魚中的脂肪類物質(zhì)經(jīng)過氧化分解后形成醛類物質(zhì)，在揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中，經(jīng)脂肪氧化酶處理的鱈魚，醛類物質(zhì)含量為16.32%；膠原蛋白水解酶處理的鱈魚，醛類物質(zhì)含量為10.86%；多酚氧化酶處理的鱈魚，醛類物質(zhì)含量為9.1%，數(shù)據(jù)表明，經(jīng)脂肪氧化酶處理后的鱈魚，風(fēng)味物質(zhì)主要表現(xiàn)為濃郁的果香氣味。與醛類物質(zhì)的數(shù)據(jù)類似，經(jīng)脂肪氧化酶和膠原蛋白水解酶處理后的鱈魚其酮類物質(zhì)含量基本相同，均達到9.3%，其表現(xiàn)出的果香氣味較多酚氧化酶處理的鱈魚更為濃郁。在不同的酶處理條件下，鱈魚中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分還包括酯類、酸類和烷類，酯類主要通過鱈魚中微生物代謝生成的游離脂肪酸與醇類物質(zhì)發(fā)生酯化反應(yīng)形成，可以產(chǎn)生香甜水果味，當(dāng)鱈魚揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分中酯類含量較高時，鱈魚會帶有一定的魚腥味。另外，在鱈魚中檢測出少量的揮發(fā)性無機物，使得鱈魚產(chǎn)生一定的臭味，對鱈魚的風(fēng)味產(chǎn)生負面影響。

4 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主成分分析

利用主成分分析法中的模式識別方式對鱈魚的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進行統(tǒng)計分析，得出3種不同酶處理鱈魚的風(fēng)味物質(zhì)主成分與統(tǒng)計貢獻率，見表3，本文選用前3種風(fēng)味物質(zhì)成分進行說明。

表3 鱈魚揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主成分與累計貢獻率Table 3 Principal components and cumulative contribution rate of volatile flavor components in cod

由表3可知，多酚氧化酶和脂肪氧化酶處理后，鱈魚的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主成分非常接近，表現(xiàn)出的香氣類似；膠原蛋白水解酶處理的鱈魚與氧化酶處理的鱈魚揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主成分差異較大，由此可根據(jù)香氣程度對鱈魚的加工方式進行判斷。

5 不同酶處理鱈魚風(fēng)味分析

對3種酶處理后的鱈魚進行風(fēng)味分析，根據(jù)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量及累計貢獻率的分析結(jié)果，判斷鱈魚的風(fēng)味主要為堅果香味、水果香味、脂肪香氣、苦杏仁香氣、酸味、腥味、奶香和蘑菇香。由于不同的風(fēng)味物質(zhì)成分含量存在不同的差異，因此選用不同的酶對鱈魚進行處理后，其揮發(fā)性風(fēng)味不同。根據(jù)風(fēng)味物質(zhì)含量構(gòu)建的鱈魚風(fēng)味輪見圖1。

(1)多酚氧化酶 (2) 脂肪氧化酶 (3) 膠原蛋白水解酶

采用多酚氧化酶進行鱈魚處理時，其風(fēng)味特征主要表現(xiàn)為堅果香味、脂肪香氣、酸味及蘑菇香味，鱈魚獨特的腥味也同時存在，水果香味、苦杏仁香氣和奶香味相對較低，表明多酚氧化酶促進了水果香味、苦杏仁香氣和奶香味風(fēng)味物質(zhì)前體物質(zhì)的分解。

采用脂肪氧化酶進行鱈魚處理時，其風(fēng)味特征主要表現(xiàn)為水果香味、脂肪香氣、苦杏仁香氣、奶香和蘑菇香，同時堅果香味、酸味和腥味相對較低，表明脂肪氧化酶促進了堅果香味、酸味以及腥味風(fēng)味物質(zhì)前體物質(zhì)的分解。

采用膠原蛋白水解酶進行鱈魚處理時，其風(fēng)味特征主要表現(xiàn)為水果香味及蘑菇香，脂肪香氣、苦杏仁香氣、酸味、腥味和奶香風(fēng)味較低，表明膠原蛋白水解酶促進了脂肪香氣、苦杏仁香氣、酸味、腥味和奶香風(fēng)味物質(zhì)前體物質(zhì)的分解。

綜上分析，3種不同酶處理后的鱈魚，其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主要呈現(xiàn)出水果甜香、奶香和堅果香等香氣風(fēng)味，當(dāng)鱈魚中含有一種或多種影響鱈魚風(fēng)味的物質(zhì)，且該類物質(zhì)含量達到一定濃度時，均會對鱈魚的風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生負面影響。

6 結(jié)論

本文利用頂空固相微萃取、氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對3種不同酶處理的鱈魚進行揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分分析。在實驗過程中，檢測到3種不同酶處理的鱈魚均含有醛類、酮類、醇類、酯類、酸類和烷類物質(zhì)，對鱈魚揮發(fā)性風(fēng)味有主要貢獻率的為酮類、醛類和醇類。通過對鱈魚揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主成分進行分析，3種不同酶處理的鱈魚風(fēng)味物質(zhì)主成分之間存在較大的差異，其中多酚氧化酶與脂肪氧化酶處理的鱈魚風(fēng)味類似，但是與膠原蛋白水解酶處理的鱈魚風(fēng)味物質(zhì)主成分之間存在較大的差異。由此說明，在進行風(fēng)味物質(zhì)成分分析時，不同酶處理條件下的風(fēng)味物質(zhì)成分存在不同程度的差異。