基于電子鼻、HS-GC-IMS 和HS-SPME-GCMS 分析五種水產(chǎn)原料的風味特征

余遠江，龐一揚，袁桃靜，趙笑潁，劉小玲

（廣西大學輕工與食品工程學院，廣西南寧 530004）

廣西地處亞熱帶，南臨北部灣，是水產(chǎn)養(yǎng)殖的理想?yún)^(qū)域，廣西區(qū)人民政府于2005 年就羅非魚、對蝦、禾花鯉和貝類等優(yōu)勢水產(chǎn)養(yǎng)殖做出了布局規(guī)劃，出臺了多項加快優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的發(fā)展政策。水產(chǎn)養(yǎng)殖的逐步增長對經(jīng)濟發(fā)展、國家減貧、糧食安全和營養(yǎng)有著深遠的積極影響[1]。

南美白對蝦又名凡納濱對蝦（Litopenaeus vannamei），隸屬于甲殼類，是水產(chǎn)品中重要的經(jīng)濟對蝦之一。自1988 年引入以來，已逐漸成為蝦養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的主要品種[2]。2018 年廣西南美白對蝦總產(chǎn)量達29.52 萬噸，占全國總產(chǎn)量的16.77%，躍居全國第二位[3]。金絲魚（Nemipterus virgatus）又名金線魚，廣泛分布于熱帶及亞熱帶海域，是我國東南沿海水產(chǎn)品中重要的經(jīng)濟魚類，北部灣海域是主要的漁場之一[4]。其主要來源于海洋捕撈，2018 年產(chǎn)量達2.85 萬噸，占全國總產(chǎn)量的8.53%，位居全國第三位[3]。禾花魚（Procypris merus），又稱禾花鯉，因食稻田禾花而得名，原產(chǎn)于廣西桂北地區(qū)[5]，養(yǎng)殖年產(chǎn)量近萬噸，可用多種烹飪方式進行加工。羅非魚（Tilapia）是一種淡水魚，原產(chǎn)于非洲東南部[6]，其在全球食用魚產(chǎn)量中僅次于鯉魚，是世界上最廣泛繁殖的魚類之一。廣西是我國羅非魚的三大產(chǎn)地之一，2018 年廣西羅非魚養(yǎng)殖總產(chǎn)量為24.73 萬噸，占全國羅非魚總產(chǎn)量的15.22%[3]。馬氏珍珠貝（Pinctada martensii）又名合浦珠母貝，產(chǎn)于熱帶及亞熱帶海區(qū)，棲息于近海海底，是海水中貝類養(yǎng)殖珍珠的優(yōu)良貝種[7]。五種水產(chǎn)原料中，南美白對蝦肉質鮮美，具有較高的營養(yǎng)價值，副產(chǎn)品可進行高值化利用；金絲魚及禾花魚肉質細膩，鮮嫩可口；禾花魚具有較強的繁殖能力，生長速度快；羅非魚魚肉營養(yǎng)豐富，對生存環(huán)境具有較強的適應性；馬氏珍珠貝貝肉細嫩味美，高蛋白、低脂肪，是營養(yǎng)價值較為豐富的海產(chǎn)品。

目前，對水產(chǎn)品揮發(fā)性風味成分的分析主要有電子鼻、GC-IMS 及GC-MS 等技術。電子鼻技術是通過模擬人類嗅覺系統(tǒng)對氣味整體指紋信息進行定性檢測的感官儀器分析方法[8]。對樣品前處理簡單，其檢測速度快，但在高溫高濕的環(huán)境中會導致檢測靈敏度下降。眾多學者已在肉類、魚類和谷物等方面進行的品種鑒別、新鮮度分析以及貨架期預測做了大量工作[9]。HS-GC-IMS 結合了氣相色譜優(yōu)良的分離能力及離子遷移譜靈敏度高和響應速度快的優(yōu)勢[10]，該技術在常壓下運行，不需要對樣品進行預處理即可識別液體或固體樣品中的揮發(fā)性化合物，檢出限低；但離子遷移譜的分離能力還有待提升。此技術在食品、環(huán)境及化工等領域應用較廣[11]，可快速評估蛋制品的新鮮度、摻假及蜂蜜摻假的鑒別[10,12]。HSSPME-GC-MS 技術是將樣品的混合揮發(fā)性成分經(jīng)氣相色譜分離后，依次進入質譜檢測，具有極強的分離能力、較高的靈敏度及突出的定性能力等特點[13]；但GC-MS 檢測耗時較長，樣品性狀是否穩(wěn)定也直接影響其檢測效果。周若琳等[13]以其探究不同溫度儲藏方式下草魚魚肉揮發(fā)性成分種類的變化，表明低溫冷凍對氧化有較好的抑制作用；付奧等[14]將其應用于魚露特征氣味物質的鑒別，可實現(xiàn)產(chǎn)地溯源。

水產(chǎn)品盡管都是水生生物，但因物種差異和生存環(huán)境不同，導致不同水產(chǎn)原料之間的氣味特征也會千差萬別。2018 年廣西水產(chǎn)品總量高達332.00 萬噸，位居全國第八位[3]。南美白對蝦、禾花魚、金絲魚、羅非魚及馬氏珍珠貝五種原料所處地理位置優(yōu)越，又是廣西特色優(yōu)勢發(fā)展的水產(chǎn)品。為充分了解這五種常見品種水產(chǎn)原料的風味特征，本文主要以上述五種水產(chǎn)原料為研究對象，采用電子鼻、HS-GC-IMS 和HS-SPME-GC-MS 對其整體氣味輪廓、氣味差異及揮發(fā)性風味成分進行分析，結合相對氣味活度值（ROAV）確定關鍵風味成分，分析五種水產(chǎn)原料氣味的共性與差異，為水產(chǎn)原料合理開發(fā)利用、深加工風味的變化及調控奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

馬氏珍珠貝 廣西精工海洋科技有限公司提供；金絲魚、禾花魚、羅非魚、南美白對蝦 購于廣西南寧明秀沃爾瑪超市；氯化鈉 分析純；2-Butanone、2-Pentanone、2-Hexanone、2-Heptanone、2-Octanone、2-Nonanone 標準品 國藥集團化學試劑公司；34 種正構烷烴混標（C7～C40） 上海安譜實驗科技股份有限公司。

Milli-Q 超純水系統(tǒng) 德國默克公司；PEN3 電子鼻 德國 Airsense 公司；FlavourSpec? 風味分析儀（GC-IMS） 德國G.A.S 公司；7890B GC System美國安捷倫科技有限公司；5977A MSD 美國安捷倫科技有限公司；恒溫磁力攪拌器 上海力辰邦西儀器科技有限公司；PL203 電子天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品前處理 將南美白對蝦去頭、內(nèi)臟、蝦線，洗凈，瀝干，勻漿機攪成碎末狀，備用；馬氏珍珠貝去殼，洗凈，瀝干，勻漿機攪成碎末狀，備用；金絲魚、禾花魚和羅非魚：去魚鱗、內(nèi)臟、魚鰓，洗凈，瀝干，取兩側肌肉（帶皮）切成方塊，勻漿機攪成碎末狀，備用。五種水產(chǎn)原料進行氣味特征、揮發(fā)性組成及氣味差異分析時使用當天處理的樣品，其余樣品分裝后放置-80 ℃冰箱保存。

1.2.2 樣品感官評價 將前處理好的五種水產(chǎn)原料分別稱取10.0 g 置于一次性杯中，每種水產(chǎn)原料準備10 個樣品，感官評價參考王國超[15]的評分細則，并由10 名（4 名女性，6 名男性）20～30 歲之間的食品專業(yè)人員根據(jù)評分標準對樣品氣味的強弱由高至低依次進行評價打分，評分標準如表1 所示。

表1 五種水產(chǎn)原料氣味感官評價標準Table 1 Criteria for smell sensory evaluation of five aquatic raw materials

1.2.3 樣品的電子鼻分析 參考Limbo 等[16]的方法，利用電子鼻分析，并稍加修改，分別準確稱取3.0 g 前處理好的五種水產(chǎn)樣品置于20 mL 頂空瓶中，密封后置于室溫下平衡30 min，采用手動頂空進樣，載氣為經(jīng)活性炭過濾后的干燥空氣，流量與測量樣品流量均為350 mL/min；測量時間與清洗時間均為120 s，每種樣品重復三次測定。采用電子鼻自帶Winmuster 軟件對五種水產(chǎn)樣品所測數(shù)據(jù)進行主成分分析和線性判別分析。

1.2.4 樣品的GC-IMS 分析 參考Chen 等[17]的方法，利用GC-IMS 分析五種原料揮發(fā)性化合物之間的差異等，并稍加改動。準確稱取2.0 g 樣品放入20 mL 頂空瓶中，密封后置于45 ℃ 500 r/min 振蕩器加熱孵化10 min，頂空進樣口溫度為80 ℃，進樣量為0.5 mL，載氣為高純N2。氣相色譜柱為FS-SE-54-CB，柱溫為40 ℃，運行時間26 min，初流速為2.0 mL/min，保持3 min；在7 min 內(nèi)線性升至25 mL/min；再以5 mL/min 升至50 mL/min；10 mL/min升至150 mL/min。離子遷移譜檢測溫度為45 ℃，漂移器為高純N2，流速為150 mL/min。

利用GC-IMS 系統(tǒng)自帶軟件Laboratory Analytical Viewer（LAV）和Library Search 進行不同水產(chǎn)樣品間揮發(fā)性有機物的定性分析、二維圖譜分析及PCA 等分析。

1.2.5 樣品揮發(fā)性組成GC-MS 定性分析 參考Balcerzak 等[18]的方法，采用GC-MS 分析揮發(fā)性組分，并稍加修改。準確稱取3.0 g 樣品，放入20 mL頂空瓶中，加入2 mL/g 樣品的飽和食鹽水，密封后置于50 ℃帶有磁力攪拌器的水浴鍋中加熱平衡10 min，再插入經(jīng)250 ℃老化0.5 h的50/30 μm DVB/CAR/PDMS 萃取頭吸附0.5 h 后，再迅速將萃取頭插入GC-MS 中，解析5 min 后取出，樣品重復實驗兩次。

色譜條件：氣相色譜柱為DB-WAX（30 m×0.25 mm，0.25 μm），前進樣口溫度為250 ℃，樣品進樣量為1.0 μL，載氣為高純He，流量為1.0 mL/min。程序升溫：柱箱初溫為35 ℃并保持5 min，以4 ℃/min升至180 ℃，6 min 內(nèi)線性升至240 ℃并保持10 min。

質譜條件：EI 源，電子能量為70 eV，離子源溫度230 ℃，傳輸線溫度為250 ℃，四極桿溫度為150 ℃，掃面范圍35～500 m/z。

樣品中的揮發(fā)性組分經(jīng)氣相色譜-質譜進行解譜分析，NIST14.L 質譜庫進行檢索，結合保留時間與C7～C40正構烷烴標準品的質譜和保留時間進行比較，由公式（1）計算出樣品中揮發(fā)性化合物的保留指數(shù)RI 值，再結合文獻報道中的保留指數(shù)對揮發(fā)性化合物進行對比鑒定[19]。

式中：Tx為待測未知組分的保留時間；n 和n+1為正構烷烴標準品的碳原子數(shù)，其中n

1.2.6 關鍵風味成分的確定 采用相對氣味活度值法（ROAV）[20]來評價確定五種水產(chǎn)原料的關鍵風味成分，定義對樣品整體風味貢獻最大組分ROAVst=100，其余組分ROAV 值由公式（2）計算。

式中：Ci和Ti分別為每一種揮發(fā)性組分的相對含量與感覺閾值；Cst和Tst分別為對樣品整體風味貢獻最大的揮發(fā)性組分的相對含量與感覺閾值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

由Excel 和SPSS 22.0 對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，利用Origin 2018 對分析結果進行繪圖，其分析結果由平均值±標準差（）表示。

2 結果與分析

2.1 五種水產(chǎn)原料氣味感官輪廓分析

通過篩選出的10 名食品專業(yè)人員培訓后對馬氏珍珠貝、禾花魚、金絲魚、羅非魚及南美白對蝦進行感官評價，其氣味感官輪廓評價結果如圖1 所示，坐標軸上的數(shù)值代表分值大小。

圖1 五種水產(chǎn)原料氣味感官輪廓Fig.1 Sensory profile of the smell of five aquatic raw materials

五種水產(chǎn)原料的腥味最突出，其次為青草味和泥土味。五種原料中馬氏珍珠貝的腥味、青草味、泥土味及金屬味均最大，禾花魚的泥土味和青草味次之，且蘑菇味達到最大值。金絲魚在腥味上僅次于馬氏珍珠貝，但其油脂味在所有樣品中最明顯。金絲魚的泥土味、南美白對蝦的青草味和蘑菇味及禾花魚的油脂味及金屬味在五種水產(chǎn)原料中均為最低。在圖1的六種氣味中，五種水產(chǎn)原料的金屬味、蘑菇味及油脂味相比于其余三種氣味較淡。相比而言，消費者對于生鮮水產(chǎn)原料的氣味接受度普遍較低，需要在加工過程中減輕或消除不良氣味以滿足消費者的需求。

2.2 五種水產(chǎn)原料氣味電子鼻分析

五種水產(chǎn)原料的電子鼻傳感器在84 s 所對應的響應值雷達圖如圖2 所示。圖中不同種類的水產(chǎn)原料傳感器響應值有一定差異，W1W、W2W 和W1S的響應值在10 個傳感器中較為突出，其中W1W 傳感器響應值最高，且馬氏珍珠貝、禾花魚、金絲魚、羅非魚及南美白對蝦在傳感器WIW 上的響應值有較大差異，表明傳感器W1W 對五種水產(chǎn)原料的揮發(fā)性氣味可較好地區(qū)分。其次，五種水產(chǎn)原料在傳感器W1C、W3C、W6S、W5C、W2S 及W3S的響應值較為接近，表明所對應的整體揮發(fā)性氣味物質較為相似。結果表明：這五種水產(chǎn)原料主要揮發(fā)性氣味物質為無機硫化物、芳香成分（有機硫化物）及甲基類，可把對應傳感器的響應值大小作為鑒別五種水產(chǎn)原料的主要參數(shù)。

如圖3 為電子鼻檢測五種水產(chǎn)原料氣味的PCA（A）和LDA（B）分析圖。PCA 是一種線性特征提取技術，它以最小的信息損失降低數(shù)據(jù)的維數(shù)，最大限度的將原有變量保留在最小的維數(shù)上，來評估樣本之間的異同[21]。如圖3-A PCA，PC1 貢獻率為94.08%，PC2貢獻率為4.92%，兩者之和的貢獻率達到99.00%，說明這兩個主要成分可以代表五種水產(chǎn)原料的整體信息。在第一主成分上，禾花魚與羅非魚、南美白對蝦之間能明顯的區(qū)分；在第二主成分上，禾花魚與金絲魚、馬氏珍珠貝之間也能明顯的區(qū)分。但金絲魚與馬氏珍珠貝、羅非魚與南美白對蝦在PC1 和PC2 上均未能完全分開，表明馬氏珍珠貝與金絲魚、南美白對蝦與羅非魚揮發(fā)性氣味的整體差異較小，兩者在氣味上有部分相似，而PCA 未能對五種水產(chǎn)原料進行良好的區(qū)分。因此，需運用LDA 對五種水產(chǎn)原料進一步分析。

LDA 方法是用于降維的傳統(tǒng)統(tǒng)計學分析方法，LDA 分析是使不同種類之間的差異達到最大化，并使相同種類內(nèi)部之間的差異最小化，以便優(yōu)化類別之間的分辨率[22]。圖3-B LDA 分析顯示，LD1 貢獻率為89.66%，LD2 貢獻率為7.57%，兩者之和貢獻率達到97.23%。在LD1 上，馬氏珍珠貝與其余四種水產(chǎn)原料距離較遠，能較好的區(qū)分；羅非魚與禾花魚在LD1 上距離較近，但在LD2 上可較好的區(qū)分。在LD2 上，雖然馬氏珍珠貝、禾花魚及南美白對蝦之間的距離較近，但結合LD1 則能較好地區(qū)分。因此，LDA 分析整體上能較好的區(qū)分五種水產(chǎn)原料。

通過電子鼻對五種水產(chǎn)原料整體揮發(fā)性氣味進行分析，PCA 未能將五種水產(chǎn)原料整體氣味進行較好的區(qū)分，但LDA 則能進行良好的區(qū)分。相比之下，LDA 較PCA 能更好地區(qū)分五種水產(chǎn)原料，說明LDA 是區(qū)分馬氏珍珠貝、禾花魚、金絲魚、羅非魚及南美白對蝦等五種水產(chǎn)原料有效的分析方法之一。

2.3 五種水產(chǎn)原料的GC-IMS 氣味分析

五種水產(chǎn)原料由于種類、生長環(huán)境等差異，氣味不盡相同。通過相對于反應離子峰位置的歸一化法來處理漂移時間，五種水產(chǎn)原料的GC-IMS 二維譜圖如圖4 所示，在1.0～1.8 ms的漂移時間內(nèi)，100～1100 s的保留時間內(nèi)，有效的揮發(fā)性化合物較多。運用GC-IMS 內(nèi)置的數(shù)據(jù)庫進行二維定性，共檢出75 種化合物，其中定性出37 種揮發(fā)性物質。部分揮發(fā)性化合物在不同的漂移時間存在單倍體和二聚體，二聚體是離子或單倍體在漂移槽中運動時形成，這源于具有高質子親和力的分析物[23]。圖4 從左往右依次為南美白對蝦、羅非魚、禾花魚、金絲魚及馬氏珍珠貝，圖中每個亮點代表一種揮發(fā)性化合物，顏色深淺代表某種揮發(fā)性化合物的信號強弱，紅色亮點代表信號較強的揮發(fā)性化合物。亮點越多，表明該種水產(chǎn)原料的揮發(fā)性化合物種類越多，二維譜圖中金絲魚、馬氏珍珠貝的揮發(fā)性化合物數(shù)量明顯高于南美白對蝦、羅非魚和禾花魚。其中，新鮮的南美白對蝦是五種水產(chǎn)原料中揮發(fā)性化合物數(shù)量最少的。通過對五種水產(chǎn)原料進行GC-IMS 二維譜圖分析比較可知：不同種類的水產(chǎn)原料揮發(fā)性成分在數(shù)量上差異明顯，主要體現(xiàn)在出峰的數(shù)量、對應的信號強弱及出峰的位置。

圖4 五種水產(chǎn)原料GC-IMS 二維譜圖對比Fig.4 Comparison of 2D spectra GC-IMS of five aquatic raw materials

依據(jù)特征峰的選取原則，運用LAV 軟件與插件“Gallery plot”將五種水產(chǎn)原料中檢出的75 種揮發(fā)性成分對應的特征區(qū)域進行排序對比，如圖5 所示，X 軸為揮發(fā)性成分的標識號，Y 軸為樣品的命名，從上到下依次為南美白對蝦、禾花魚、羅非魚、金絲魚及馬氏珍珠貝。每一個亮點的明暗區(qū)域表明響應值的大小，即此類揮發(fā)性化合物含量的多少，未經(jīng)鑒定的揮發(fā)性化合物在Gallery plot 圖上用數(shù)字標識。其中A 區(qū)為五種水產(chǎn)原料共有的揮發(fā)性成分，分別為：正辛醛、苯甲醛（單體，簡稱“單”，下同）、戊醛（單）、2-戊酮（單）、2-蒎烯、2-丁酮（單）、丁醛（二聚體，簡稱“二”，下同）、丙酸乙酯、正己醛（單）、苯甲醛（二）和庚醛（單）；B 區(qū)為金絲魚、禾花魚和羅非魚三種魚類共有的揮發(fā)性成分，為正己醇（單）；C 區(qū)為金絲魚、禾花魚、羅非魚和馬氏珍珠貝共有的揮發(fā)性成分，分別為：正戊醇（單）、乙酸乙酯（單）及乙酸乙酯（二）；D 區(qū)為海水產(chǎn)品金絲魚和馬氏珍珠貝共有的揮發(fā)性成分，分別為：正戊醇（二）、正己醛（二）、2-戊酮（二）、2,3-戊二酮（二）、正丙醇（二）、乙酸異戊酯、1-辛烯-3-醇和反式-2-已烯-1-醇；E 區(qū)為金絲魚特有的揮發(fā)性成分，分別為：正己醇（二）和2-甲基吡嗪；F 區(qū)為馬氏珍珠貝特有的揮發(fā)性成分，分別為：戊醛（二）、丁醛（單）、苯乙烯和庚醛（二）。圖5 表明南美白對蝦、禾花魚、羅非魚、金絲魚及馬氏珍珠貝這五種水產(chǎn)原料在揮發(fā)性化合物種類上既有相同也有差異，而金絲魚與馬氏珍珠貝的揮發(fā)性化合物較其余三種水產(chǎn)原料多，且五種水產(chǎn)原料揮發(fā)性化合物的含量也有較大差異。由于GC-IMS 譜庫限制，部分未知化合物未能完全鑒定。因此，需結合GC-MS 進行下一步分析。

圖5 五種水產(chǎn)原料GC-IMS Gallrey plot 圖Fig.5 GC-IMS Gallrey plot of five aquatic raw materials

運用GC-IMS 系統(tǒng)自帶軟件LAV 與插件“Dynamic PCA”對五種水產(chǎn)原料檢出的75 種揮發(fā)性成分進行主成分分析，結果如圖6，PC1的貢獻率為67%，PC2的貢獻率為21%，兩者之和貢獻率達88%，說明這兩部分代表了樣品的絕大部分信息。在PC1 上馬氏珍珠貝和金絲魚與南美白對蝦、禾花魚及羅非魚距離較遠，結合圖5 表明它們之間的揮發(fā)性化合物有較大差異；在PC2 上南美白對蝦與羅非魚、禾花魚之間雖距離較近，但基本可以區(qū)分開；在PC1 和PC2 上，羅非魚與禾花魚有部分重合，結合圖5 可知，它們之間的揮發(fā)性化合物較相似。綜上所述，羅非魚、南美白對蝦和禾花魚之間的揮發(fā)性化合物相對比較相似；而馬氏珍珠貝和金絲魚的揮發(fā)性化合物與其余三種之間的差異較大，PCA 分析能較好地區(qū)分揮發(fā)性成分較多的水產(chǎn)原料，對于揮發(fā)性成分較相近的，未能良好的區(qū)分。

圖6 五種水產(chǎn)原料揮發(fā)性成分GC-IMS PCA 分析Fig.6 GC-IMS PCA analysis of volatile components of five aquatic raw materials

2.4 五種水產(chǎn)原料的揮發(fā)性組成分析

應用HS-SPME 提取五種水產(chǎn)原料的揮發(fā)性組分，經(jīng)氣相色譜分離之后，最終由質譜共鑒定出57 種揮發(fā)性化合物，其中新鮮馬氏珍珠貝、禾花魚、金絲魚、羅非魚及南美白對蝦分別鑒定出31、24、28、20 和13 種揮發(fā)性化合物（表2）。五種水產(chǎn)原料共有5 種相同的揮發(fā)性成分，分別為：1-辛烯-3-醇、正己醛、壬醛、苯甲醛和2,4-二叔丁基苯酚（表3）。

表2 五種水產(chǎn)原料揮發(fā)性化合物種類Table 2 The varieties of volatile compounds in five aquatic raw materials

表3 五種水產(chǎn)原料揮發(fā)性化合物及相對含量Table 3 Volatile compounds and relative contents in five aquatic raw materials

續(xù)表 3

新鮮馬氏珍珠貝、金絲魚和南美白對蝦同為海水養(yǎng)殖或捕撈產(chǎn)品，除上述5 種水產(chǎn)原料共有的揮發(fā)性成分之外，還有4 種相同的揮發(fā)性成分，分別為1-戊醇、正庚醇、辛醇和鄰苯二甲酸二丁酯。新鮮禾花魚、金絲魚和羅非魚同為魚類產(chǎn)品，除上述5 種水產(chǎn)原料共有的揮發(fā)性成分之外，還包括庚醛、正辛醛、甲基庚烯酮和十二烷；禾花魚和羅非魚未檢測出酯類、呋喃類及含氮類成分。而新鮮禾花魚和羅非魚同為淡水養(yǎng)殖的水產(chǎn)品，除魚類共有的揮發(fā)性成分之外，還包括β-石竹烯、對二甲苯、鄰二甲苯、1,3,5-三甲苯、萘和對甲酚。相比于其余4 種水產(chǎn)品，新鮮南美白對蝦是揮發(fā)性成分種類最少的，未檢測出酮類、碳氫類、呋喃類及含氮類揮發(fā)性成分。

結合相對氣味活度值法來評價確定五種水產(chǎn)原料的關鍵風味成分（表4），其中新鮮馬氏珍珠貝主要關鍵風味成分為3-甲基-1-丁醇、1-辛烯-3-醇、正辛醛、壬醛、2,3-辛二酮、2-壬酮和吲哚；新鮮禾花魚主要關鍵風味成分為1-辛烯-3-醇、正己醛、庚醛、正辛醛、壬醛和對甲酚；新鮮金絲魚主要關鍵風味成分為3-甲基-1-丁醇、1-辛烯-3-醇、正庚醇、正己醛、庚醛、正辛醛、壬醛、2,3-辛二酮和2-乙基呋喃；新鮮羅非魚主要關鍵風味成分為1-辛烯-3-醇、正己醛、庚醛、正辛醛、壬醛、癸醛、4-異丙基甲苯和丁香酚；南美白對蝦主要關鍵風味成分為1-辛烯-3-醇、正庚醇、正己醛和壬醛。新鮮的五種水產(chǎn)原料揮發(fā)性風味組分主要由醇類、醛類、酮類、吲哚、芳香族類及呋喃類構成，對五種水產(chǎn)原料風味形成有著明顯貢獻。

表4 五種水產(chǎn)原料揮發(fā)性化合物的相對氣味活度值Table 4 Relative odor activity value of volatile components in five aquatic raw materials

揮發(fā)性化合物對水產(chǎn)原料整體氣味的貢獻不僅取決于它們濃度的大小，還取決于它們氣味閾值的高低[28]。

醇類可以從脂氧合酶途徑產(chǎn)生，還可來源于糖代謝或氨基酸Ehrlich 機制的代謝[29?30]。新鮮馬氏珍珠貝、禾花魚、金絲魚、羅非魚及南美白對蝦中醇類分別為12、2、11、2 和6 種（表2），相對含量分別為57.40%、20.11%、33.06%、18.81%和23.94%（表3）。由于大部分飽和醇類氣味閾值較高，如表4 中正丙醇（刺鼻的氣味）、1-戊醇（果香味）、2-乙基己醇（花香）和苯甲醇（芳香），其ROAV 值均小于0.01，對水產(chǎn)原料氣味貢獻較小，但仍然影響作為酯的前體風味成分；少部分飽和醇、不飽和醇及長鏈醇的氣味閾值相對較低，如3-甲基-1-丁醇（果香）、正庚醇（辛辣味）和1-辛烯-3-醇（蘑菇味及腥味），其ROAV 值大于1，對水產(chǎn)原料整體風味貢獻較大。1-辛烯-3-醇來源于脂氧合酶氧化花生四烯酸和過氧化亞油酸的降解，3-甲基-1-丁醇則是由亮氨酸通過Ehrlich 途徑得到[31?32]。

醛類是脂質氧化降解及氨基酸Strecker 反應的兩種主要產(chǎn)物，支鏈短鏈醛和不飽和醛分別是由氨基酸的脫氨基和脂酸（亞油酸和亞麻酸）的降解生成的，具有清香、果香、堅果香及甜香，由于氣味閾值較低，被認為是水產(chǎn)品中重要的風味成分[33?35]。新鮮馬氏珍珠貝、禾花魚、金絲魚、羅非魚及南美白對蝦中醛類分別為8、6、7、6 和3 種，相對含量分別為7.62%、32.89%、23.70%、44.59%和3.67%。己醛和壬醛主要來源于亞油酸及亞麻酸裂解后自動氧化生成的產(chǎn)物，具有青草味、果香味及黃瓜味等氣味[36]，其氣味閾值較低，ROAV 值大于1，對整體風味貢獻較大。此外，庚醛和辛醛多數(shù)來源于脂質氧化形成，具有魚腥味及油脂味。癸醛來源于多不飽和脂肪酸的氧化形成，具有油脂味及花香味，由于都有較低的氣味閾值，且ROAV 值大于1，對水產(chǎn)原料整體風味貢獻較大。戊醛、（E）-2-辛烯醛和（E,E）-2,4-庚二烯醛這三種醛的ROAV 值雖在0～1 之間，但對水產(chǎn)原料的整體風味具有一定的潛在貢獻，主要表現(xiàn)為果香味、堅果香及肉香味。

酮類揮發(fā)性化合物通常具有奶油香、果香及花香，其來源很可能是脂質氧化、美拉德反應、氨基酸降解、微生物氧化及熱降解形成產(chǎn)物[37]。與氣味閾值較低的醛類類似，酮類對食物中的香氣也有一定的貢獻。2-壬酮和2,3-辛二酮的ROAV 值均大于1，具有果香、花香、藥草香氣及奶油香，對水產(chǎn)原料整體風味貢獻較大。

烴類揮發(fā)性化合物賦予水產(chǎn)品清香和甜香，飽和烷烴類物質氣味閾值較高，十一烷、十二烷及十四烷氣味閾值分別高達1170、2040 和1000 μg/kg，ROAV 均小于0.1，對魚、蝦整體風味貢獻較小；但不飽和烷烴類物質較飽和烷烴物質的氣味閾值低，羅勒烯的ROAV 值在0.1～1 之間，具有青草香、花香，對魚整體風味有一定的潛在貢獻[38]。芳香烴類揮發(fā)性化合物的氣味閾值較高，對整體風味貢獻較小。萘、對二甲苯、鄰二甲苯、1,3,5-三甲苯、1,2,4,5-四甲基苯和1,2,3,4-四甲基苯來源于受污染的環(huán)境中而在魚的體內(nèi)富集[24]，說明水產(chǎn)原料生存的環(huán)境也會影響水產(chǎn)原料的整體風味。

芳香族中部分酚類揮發(fā)性化合物具有較高的氣味閾值，苯酚、4-乙基苯酚、2,6-二叔丁基對甲酚和2,4-二叔丁基苯酚，在較低的濃度時對整體風味的貢獻較小，這四種酚類揮發(fā)性化合物在五種水產(chǎn)原料中的相對含量較高，且ROAV 值均小于1，因此對五種水產(chǎn)原料的風味貢獻較小。少數(shù)酚類揮發(fā)性化合物具有較低的氣味閾值，如禾花魚中的對甲酚，具有芳香氣味；羅非魚中的丁香酚，具有強烈的丁香香氣，且ROAV 值均大于1，表明對魚肉的整體風味有較大的貢獻。

多數(shù)酯類具有果香味，南美白對蝦蝦肉中鄰苯二甲酸二丁酯相對含量高達20.36%，因其作為增塑劑被廣泛應用，所以分析結果中的鄰苯二甲酸二丁酯可能來自養(yǎng)殖環(huán)境或包裝等方面的污染物[25]。2-乙基呋喃來源于亞麻酸的氧化降解，呈咖啡香及焦糖香，其閾值較低，且ROAV 值大于1，對金絲魚整體風味有較大的貢獻。新鮮馬氏珍珠貝貝肉中吲哚相對含量為5.66%，有較低的閾值，且ROAV 值大于1，對貝肉的整體風味有較大貢獻。楊召俠等[39]推測高含量和低閾值的吲哚為發(fā)酵鱖魚的特征風味物質。

綜上所述，五種水產(chǎn)原料因種屬及生長環(huán)境的差異，揮發(fā)性成分的種類和含量也不盡相同，特別是關鍵風味之間的差異，1-辛烯-3-醇和壬醛為五種水產(chǎn)原料共有的關鍵性風味物質。除此之外，馬氏珍珠貝特有的關鍵風味成分還包括2-壬酮和吲哚；禾花魚特有的關鍵風味成分對甲酚；金絲魚特有的關鍵風味成分2-乙基呋喃；羅非魚特有的關鍵風味成分4-異丙基甲苯和丁香酚。相比于其余四種水產(chǎn)原料，南美白對蝦的關鍵風味成分是最少的，且都存在于四種水產(chǎn)原料之中。

3 結論

采用氣味感官評價從整體上分析了腥味是五種水產(chǎn)原料最突出的氣味特征。電子鼻檢測出無機硫化物、芳香成分（有機硫化物）和甲基類為主要的氣味，且LDA 是區(qū)分五種水產(chǎn)原料有效的分析方法之一。HS-GC-IMS 共檢測出75 種揮發(fā)性化合物，其中鑒定出37 種，五張二維差異圖譜及一張Gallrey plot 指紋差異圖譜表明五種水產(chǎn)揮發(fā)性化合物之間雖差異明顯，也存在共有揮發(fā)性化合物。HS-SPMEGC-MS 共鑒定出57 種揮發(fā)性化合物，其中馬氏珍珠貝、禾花魚、金絲魚、羅非魚及南美白對蝦分別鑒定出31、24、28、20 和13 種揮發(fā)性化合物。結合相對氣味活度值來分析確定五種水產(chǎn)原料的關鍵風味成分，主要包括1-辛烯-3-醇和壬醛兩種揮發(fā)性成分，具體為蘑菇味、腥味及果香味。相關文獻研究表明：田淑琳等[40]在馬氏珍珠貝貝肉中鑒定的33 種揮發(fā)性風味成分中，1-辛烯-3-醇、癸醛、2-十一酮及辛醛是貝肉關鍵的腥味物質；而經(jīng)烘烤后的馬氏珍珠貝貝肉中，十八烷醛為主要的香味成分[41]。在腌制的金絲魚中，1-辛烯-3-醇、3-甲基-1-丁醇及甲基酮等對風味的影響較大，具有柔和清香的風味[42]。馮倩倩等[43]在羅非魚魚肉中鑒定出35 種揮發(fā)性成分，其中壬醛、辛醛及E-2-辛烯醛共同構成羅非魚的關鍵性腥味物質。盛金鳳等[44]對羅非魚進行不同加工方式的處理后，表明處理前，鮮羅非魚僅檢出17 種揮發(fā)性成分，添加香辛料熏制后增加了較多的酚類、酯類及烯烴類成分，對產(chǎn)品的風味改變作用明顯。麥雅彥等[45]利用SDE 提取南美白對蝦揮發(fā)性成分，結果表明1-戊烯-3-醇及（Z,E）3,5-辛二烯-2-酮等是南美白對蝦蝦肉中關鍵的特征香氣成分。結合本研究結果對比可得，不同的前處理方式，加工條件的變化、提取揮發(fā)性成分的方法以及氣相色譜柱的選擇在揮發(fā)性成分的鑒定分析中都有一定的差異。并且生鮮水產(chǎn)因生長環(huán)境、地理位置及儲存運輸?shù)葪l件都會影響其肉質的風味特征。本研究旨在深入開展廣西五種優(yōu)勢水產(chǎn)品的基礎風味研究，對于合理開發(fā)相關產(chǎn)品，促進水產(chǎn)原料深加工與品質提升奠定基礎。同時，在揮發(fā)性成分的提取方式上還可利用同時蒸餾萃取（SDE）或溶劑輔助風味蒸發(fā)（SAFE）進行比較分析，盡可能的將水產(chǎn)原料中關鍵的微量易揮發(fā)成分提取分析，便于更全面的探究水產(chǎn)原料的風味特征。