脂質水解氧化對干腌魚制品風味影響的研究進展

林劍軍，趙文紅*，劉巧瑜，何迪恒，雷夢琳，白衛東

1. 仲愷農業工程學院輕工食品學院（廣州 510225）；2. 現代農業工程創新研究院（廣州 510225）

干腌魚制品咸香適宜、風味獨特，是我國傳統的水產加工食品之一。我國各個地區都有食用干腌魚制品的飲食習慣。不同地區的制作工藝不同，形成了各具地方特色的干腌魚產品，其中以廣東的梅香咸魚、云南的桐鄉腌魚、福建的酒糟魚、徽州的臭鱖魚、貴州的酸魚為代表。制作干腌魚制品的最初目的是為了更好地貯藏，但現代社會人們對魚肉產品進行加工則是為了得到其獨特的風味。干腌魚制品的風味主要由醛、醇、酮和醇類等小分子揮發性物質組成，這些揮發性物質主要通過脂質的水解氧化生成[1]。魚肉中的不飽和脂肪酸含量較高，在加工過程中魚肉中的脂質等風味前體物質進一步發生反應，生成小分子揮發性物質，在它們的作用下，干腌魚制品得以表征出獨特的“咸香”氣味特征[2]。就脂質的水解氧化規律及其對干腌魚制品風味的影響進行綜述，為干腌魚制品食用品質的優化提供理論基礎。

1 脂質水解和氧化研究進展

脂質是干腌魚制品重要的營養成分，脂質組成和含量是水產食品最重要的營養價值評價指標之一。脂質還是決定干腌魚制品感官特性和食用品質的重要成分，在水產食品的加工和貯藏過程中，脂類物質的水解和氧化反應不斷發生，脂類物質的水解和氧化反應生成的各種揮發性成分，如醛、酮、醇等小分子風味物質對水產食品的風味有關鍵作用，這些小分子物質種類和數量直接影響水產食品的風味[3-4]。此外，脂類物質水解氧化作用對干腌魚制品外觀色澤和口感也有一定影響，脂質的過度氧化會導致水產食品出現“油燒”現象，降低其食用品質。

1.1 脂質水解機理

脂質分子由甘油和脂肪酸組成，脂質的水解過程是脂質分子分解成甘油和各種脂肪酸的過程。在水產食品加工過程中，脂質水解主要在酸性脂肪酶、中性脂肪酶和磷脂酶的催化下進行。Hierro等[5]的研究表明，水產食品中70%的脂肪酸增加來自于脂肪酶的作用，且脂肪酶對磷脂的催化作用更強。磷脂中含有豐富的不飽和脂肪酸，不飽和脂肪酸是各種形成肉制品風味的小分子揮發性風味成分的重要前體物質。以甘油磷脂為例，說明脂質分子的水解機理，如圖1所示。

圖1 磷脂分子結構

在水產食品的加工過程中，甘油磷脂首先在磷脂酶A和磷脂酶B的作用下分解產生脂肪酸和α-甘油磷酸膽堿，然后α-甘油磷酸膽堿在磷脂酶C（甘油磷脂酶）和磷脂酶D（膽堿磷脂酶）的催化作用下繼續產生甘油、磷酸和膽堿或膽胺[6]。

1.2 脂質的初級氧化反應機理

脂質的初級氧化反應是脂肪酸分子的鏈式反應，脂質氧化是脂肪酸氧化分解生成各種過氧化物的過程，脂肪酸的氧化可以分為非酶促氧化和酶促氧化。脂肪酸的非酶促氧化是脂肪酸的自動氧化，在自動氧化的過程中，脂肪酸分子被活化，與基態氧發生反應，生成初級氧化產物氫過氧化物（hydroperoxides）[7]。酶促氧化是脂肪酸在脂氧合（lipoxygenase）的作用下生成氫過氧化物，然后氫過氧化物繼續氧化生成各種小分子物質的反應過程[8]。

根據自由基反應理論，脂肪酸非酶促氧化和酶促氧化都與自由基有關，兩種反應途徑的初期產物都為脂質的氫過氧化產物，脂肪酸分子的鏈式反應由自由基引發、傳遞和終止3個階段組成[9]。

引發階段：不飽和脂肪酸（RH）分子上的氫在引發因子的作用下脫離，生成烷自由基（R·）[10]。

傳遞階段：R·與O2分子反應生成過氧化物自由基（ROO·），然后ROO·與另一個脂肪酸分子（R1H）碰撞，奪取其一個氫生成氫過氧化物（ROOH）和新的烷自由基（R1·），新生成的R1·可以繼續與其他脂肪酸碰撞引起連鎖的鏈式反應[11]。

終止階段：ROO·自由基與抗氧化因子（AH）作用生成穩定的自由基化合物（A·），A·不能繼續與其他脂肪酸分子反應，只能生成非自由基產物使氧化反應終止。此外，ROO·自由基之間相互作用生成（ROOR1）也能使鏈式反應終止[9]。

引發因子：脂肪酸分子不能自發地與氧氣分子發生反應，脂肪酸鏈式反應的關鍵因素是引發因子，脂肪酸的酶促反應和非酶促反應也是根據引發因子的類型劃分的，引發因子直接作用于脂肪酸分子，促發鏈式反應，肉制品中的脂肪酸鏈式反應的引發因子主要包括金屬離子、血紅蛋白、光照、溫度和脂氧合酶（LOX）[12]。

1.3 脂質的次級氧化反應機理

脂質的次級氧化反應是氫過氧化物的氧化反應，如圖2所示。不飽和脂肪酸在引發因子的作用下反應生成氫過氧化物（ROOH），一部分的氫過氧化產物繼續參與鏈式反應，另一部分的氫過氧化產物在光、熱和金屬離子的作用下繼續氧化，生成各種小分子化合物[13]。

圖2 不飽和脂肪酸氧化降解途徑

氫過氧化物的反應過程十分復雜，氫過氧化物首先在光、熱和金屬離子等因素的作用下生成烷氧自由基（ROO·），ROO·隨后繼續反應生成不同類型小分子化合物[9]。ROO·氧化反應生成的小分子化合物的類型主要由脂肪酸碳鏈斷裂的位置決定，如圖2所示。根據碳鏈斷裂位置的不同，ROO·氧化反應可以生成醛類、酮類、醇類、酯類、呋喃類等小分子化合物[14]。

脂肪酸分子的不飽和鍵可以進一步發生氧化反應，使反應產物更加復雜。亞油酸的氫過氧化產物能生成己醛、2、4-葵二烯醛，2、4-葵二烯醛還能繼續反應生成2-辛烯醛的物質。不飽和脂肪酸極易發生氧化反應，且氧化反應生成的小分子化合物閾值低，對干腌魚制品的風味貢獻度大[9]。

2 脂質氧化對干腌魚制品風味影響概述

脂質的水解和氧化在干腌魚風味形成的過程中扮演著重要的角色，在干腌魚制品的加工過程中，魚肉中的脂質分子在脂肪酶和外界條件如光和熱的作用下水解氧化，生成醛、醇、酮和醇類等小分子揮發性物質，這些小分子揮發性成分是干腌魚制品風味的主要來源[15]。

2.1 醛類對干腌魚制品風味的影響

醛類物質的感官閾值非常低，是構成干腌魚制品風味的重要揮發性物質。如表1所示，不飽和脂肪酸的氧化降解是醛類物質生成的主要途徑，在脂氧合酶和各種引發因子的作用下，長鏈不飽和脂肪酸發生氧化反應，生成各種小分子醛類物質[16]，如己醛、庚醛、辛醛、丁醛、戊醛等直鏈醛的風味前體物質是亞油酸；2-己烯醛的風味前體物質是亞麻酸；2, 4-庚二烯醛的風味前體物質則是二十碳五烯酸[17]。不同醛類的氣味特征不同，如己醛、辛醛、2-己烯醛等醛類的氣味特征通常被描述為青草味、魚腥味，庚醛、壬醛、癸醛、4-庚烯醛、2, 4-庚二烯醛等氣味特征為油脂味或脂肪味[18]。

醛類是水產食品特別是干腌魚產品重要的風味組成成分，顧賽麒等[14]對傳統腌臘魚的特征風味進行研究，確定出14種氣味活性物質，其中8種為醛類，壬醛、辛醛、己醛和2-壬烯醛表現為魚腥味、清草味和脂肪味，與臘魚的風味特征相符。吳燕燕等[19]使用電子鼻和HS-SPME-GC-MS技術分析了傳統腌干帶魚和發酵腌干帶魚的揮發性風味成分，己醛、庚醛、壬醛、辛醛、(E，E)-2, 4-庚二烯醛和(E)-2壬烯醛在兩種產品中均有檢出，對產品的整體風味貢獻度大。王鈺[20]研究鮐魚干制過程中揮發性風味成分的變化，結果發現經過加工，醛類物質的種類和含量均大幅上升，其中十一醛的含量增加最為明顯，對干制鮐魚的風味貢獻最大。另外，醛類物質也可以作為評定水產食品腐敗變質的指標，在水產食品貯藏的過程中，脂質的氧化反應持續發生，醛類物質不斷積累，最終形成哈喇味、腐敗味等令人不快的風味[21]。

2.2 酮類對干腌魚制品風味的影響

碳原子數相同酮類物質的感官閾值高于醛類物質，氣味特征表現為清香味、甜香味、水果味和蘑菇味等，隨著碳原子個數的增加，酮類物質的花香味更加明顯[20]。與醛類物質的生成途徑相同，大部分酮類物質都來源于不飽和脂肪酸的氧化降解。如表1所示：2-庚酮、2-辛酮的前提物質為亞油酸，分別表征為肥皂味和甜香味；2-壬酮來源自亞麻酸，表征為青草味；3, 5-辛二烯-2-酮和3, 3-辛二烯-2-酮則具有甜味和新鮮蘑菇風味[22]。

表1 干腌魚制品主要的揮發性物質及來源[13, 20]

李來好等[23]對4種咸魚的風味成分進行分析，共檢測出14種酮類物質，但它們的相對含量少，閾值較高，對產品整體的風味影響不大。與李來好等[23]的研究相似，顧賽麒等[14]對腌臘魚的風味研究表明，酮類物質的OAV值總和小于1，不是腌臘魚的氣味活性物質。

2.3 醇類對干腌魚制品風味的影響

醇類物質的生成途徑是脂肪酸的氧化降解和羰基化合物的還原反應[20]。1-庚醇、1-辛醇分別表現為堅果味和油脂味，前體物質都是油酸[24]。1-戊烯-3-醇、1-辛烯-3-醇分別來自于亞麻酸和亞油酸，都表現為蘑菇味[25]。吳燕燕等[26]在對腌紅牙?的風味鑒定中也檢測出1-辛烯-3-醇，1-辛烯-3-醇的產生使腌制加工后的魚肉風味更加柔和。

2.4 其他揮發性化合物對干腌魚制品風味的影響

其他對水產食品風味有影響的揮發性風味物質一般還包括酯類、酸類、含氮和含硫化合物等。

大部分酸類物質具有揮發性，使水產食品帶有輕微酸味，一般由微生物的脫氨基酸作用生成，也可以由醛類物質的酸化反應產生[27]。酸類物質與水產食品腐敗之間有一定關系，酸類物質的積累是水產食品腐敗味產生的原因之一[21]。Lori等[28]研究了鮭魚在儲藏過程中風味物質的變化，結果發現乙酸、丁酸的含量呈顯著上升趨勢，與此同時，魚體的腐敗程度明顯提高。

三甲胺是魚肉制品最重要的含氮化合物，是魚肉腥味的來源，三甲胺氧化物在魚肉中微生物的作用下發生還原反應生成三甲胺，新鮮魚肉中三甲胺的含量很低，所以三甲胺經常被用來作為評定魚肉新鮮程度的指標[29]。

含硫化合物的閾值較低，也是一種可以判別水產食品腐敗程度的揮發性物質，Jia等[30]對鰱魚肉新鮮度的研究表明，二甲基硫醚和二甲基二硫醚是判定鰱魚腐敗程度的重要揮發性物質。

3 結語與展望

風味是干腌魚制品最重要的食用品質評判標準之一，而脂類物質是干腌魚制品揮發性風味物質的重要來源，通過脂類物質的氧化反應，干腌魚制品的風味得以形成。由于脂質組成的復雜性，現在對于脂質在干腌魚制品加工過程中水解和氧化的分子機制尚未明確，相關深入研究也比較少。研究脂質水解氧化規律，確定食品中揮發性風味物質形成的分子機制，特別是對脂肪酸氧化生成揮發性風味物質的過程進行剖析，對調控干腌魚制品風味的形成、提高產品的品質具有重要意義。