3種淡水魚內臟粗魚油品質及揮發性風味成分分析比較

張 權，吳思紛，寧舒嫻，彭 斌，李金林，胡明明,

（1.江西師范大學國家淡水魚加工技術研發專業中心，江西南昌 330022；2.江西師范大學生命科學院，江西南昌 330022）

我國作為全球淡水魚生產消費大國，近年來淡水魚養殖與加工業發展較快，根據中國漁業統計年鑒，2020年我國淡水養殖魚類產量為2586.38萬噸，淡水加工總量為411.51萬噸[1]。但在淡水魚生產加工中，原料利用率較低，會產生大量魚頭魚骨、魚鱗魚皮、魚內臟等副產物，約占原料總重的60%左右，造成資源浪費及環境污染[2]。目前副產物中對魚頭魚骨、魚鱗魚皮加工利用比較多，開發利用形式有魚骨鈣、軟骨素，蛋白肽、膠原蛋白和明膠等，而對魚內臟加工利用較少，除少數加工為動物飼料，大多被丟棄浪費[3-6]。魚內臟是魚類主要加工副產物，占整魚的12%～18%，油脂含量豐富，具有很高的開發利用價值[7]。

魚內臟魚油具有較高的營養價值和保健功能，含有豐富的n-3系多不飽和脂肪酸，如二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA），具有預防癌癥和心腦血管疾病、緩解炎癥、降低代謝綜合癥患者患糖尿病的風險等作用[8-9]。近年來，對海水魚油的研究報道較多，淡水魚油的報道相對較少。Zhang等[10]采用超臨界CO2和乙醇的方式來提取秋刀魚內臟磷脂，并使用蒸發散射光檢測器的高效液相色譜法定量分析磷脂提取物的主要成分。相朝清等[11]采用皂化酸解工藝，對斑點叉尾鮰魚內臟油中的脂肪酸進行提取，并對其提取工藝參數進行響應面優化。于淑池等[12]以金鯧魚骨為原料，采用酶解法提取魚油，并對金鯧魚油的提取工藝及理化特性進行了研究。王正云等[13]以青魚內臟為原料，采用微波輔助蛋白酶提取魚油，通過單因素實驗及響應面法確定了最佳的提取工藝，并對脂肪酸進行了分析。然而，海水魚類資源有限，其提取成本昂貴，難以滿足市場需求。我國淡水魚養殖和加工產量巨大，因此，對淡水魚類內臟進行魚油的高值利用前景廣闊。目前，淡水魚油的研究大部分停留在上游提取領域，而對下游產品質量及風味領域的報道不多。

本文以市場上常見的3種淡水魚（草魚、青魚和鰱魚）內臟為研究對象，通過有機溶劑法萃取粗魚油，并對其脂肪酸組成、基本理化指標及揮發性風味成分進行分析，以期為淡水魚類加工副產物的高值化利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

草魚、青魚、鰱魚 1.50±0.30kg，均購于南昌市長勝農貿大市場；37種脂肪酸甲酯混合標準品、平板計數瓊脂培養基 北京索萊寶科技有限公司；乙酸、乙醇、氫氧化鉀、無水硫酸鈉、碘化鉀、乙醚、環己烷、異丙醇、二氯甲烷 西隴科學股份有限公司；三氯甲烷 成都科隆化學品有限公司；正己烷 天津大茂化學試劑廠；異辛烷、韋氏（Wijs）試劑、P-4茴香胺、硫代硫酸鈉標準液 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；以上試劑均為分析純。

IKA T 25 digital ULTRA-TURRAX數顯型分散機 德國IKA公司；Eppendorf 5430/5430R高速冷凍離心機 德國Eppendorf公司；DUG-914OA型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海精宏實驗設備有限公司；隔水式培養箱 上海一恒科學儀器有限公司；N-2000型紫外檢測儀 上海嘉鵬科技有限公司；7890B氣相色譜儀、75 μm碳分子篩/聚二甲基硅氧烷萃取頭 美國Supelco公司；7890A/5975氣相色譜-質譜聯用儀 美國Agilent公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品預處理 草魚、青魚、鰱魚分別用清水清洗干凈，剖開取魚全部內臟，瀝干，粉碎機攪碎，自封袋封裝，置于-18 ℃冰箱保存備用。

1.2.2 粗魚油提取方法 參照付雪媛等[14]的方法，并稍作修改。稱取魚內臟64.00 g置于燒杯中，加入正己烷-蒸餾水混合液（2:1）150 mL，采用高速分散機以9600 r/min均質2 min，隨后加入正己烷50 mL，繼續均質1 min，加入50 mL蒸餾水，繼續均質30 s。其后在低溫高速離心機7000 r/min轉速下離心10 min，離心后將正己烷層置于錐形瓶中，加入適量無水硫酸鈉，中性濾紙過濾，旋轉蒸發至干燥，得粗魚油。

1.2.3 粗魚油基本指標評價 過氧化值的測定參照GB 5009.227-2016中的滴定法；酸價的測定參照GB 5009.229-2016中的冷溶劑指示劑滴定法；水分及揮發物的測定參照GB 5009.236-2016中的電熱干燥箱法；茴香胺值的測定參照GB/T 24304-2009；碘值的測定參照GB/T 5532-2008；不皂化物的測定參照GB/T 5535.2-2008中的己烷提取法；不溶性雜質含量的測定參照GB/T 15688-2008；菌落總數的測定參照GB 4789.2-2016。

1.2.4 粗魚油脂肪酸組成測定

1.2.4.1 樣品甲酯化 稱取粗魚油30.00 mg于試管中，加入2 mL正己烷，100 μL 4%的NaOH-甲醇溶液，振蕩混勻，置于37 ℃水浴鍋中反應35 min，取上層正己烷層1 mL，過0.22 μm有機膜，進樣分析[15]。

1.2.4.2 氣相色譜條件 色譜柱：CP-Si188熔融石英毛細管柱（100 m×0.25 mm×0.2 μm）；進樣口溫度為250 ℃；壓力為24.52 psi；總流速為29.4 mL/min；恒壓不分流進樣；進樣量為1 μL；載氣為氫氣（99.99%）；柱壓為24.52 psi；程序升溫：45 ℃（4 min）→13 ℃/min→175 ℃（27 min）→4 ℃/min→215 ℃（35 min）。FID檢測器，250 ℃，燃氣為氫氣和空氣，流速分別為30 mL/min和300 mL/min；氮氣（99.99%）作為助燃氣，流速為30 mL/min[15]。

1.2.5 粗魚油揮發性風味成分測定

1.2.5.1 固相微萃取條件 稱取粗魚油5.00 g于20 mL樣品瓶中，密封瓶口，60 ℃水浴加熱平衡30 min后，插入老化好的萃取頭，繼續頂空吸附30 min后取出萃取頭，并迅速插入氣相色譜進樣口中，于250 ℃下解析10 min。

1.2.5.2 氣相質譜測定條件 氣相條件[16]：色譜柱：DB-Wax毛細管柱（30 m×0.25 μm×0.25 mm）；進樣口溫度250 ℃；載氣He；流速1.0 mL/min；采用不分流模式；升溫程序：40 ℃（3 min）→5 ℃/min→240 ℃（15 min）。質譜條件：EI電離源；電離電壓70 eV；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃。

1.2.5.3 揮發性風味成分定性與定量分析 定性分析：通過NIST 14質譜庫對未知化合物進行檢索匹配，匹配度大于800（最大值為1000）的鑒定結果予以保留給出化合物名稱。

定量分析：粗魚油中各揮發性成分相對含量根據峰面積比求得。

1.2.6 粗魚油關鍵風味成分評價方法 采用劉登勇等[17]提出的相對氣味活度值法（ROAV）對3種內臟粗魚油關鍵風味化合物進行分析。

1.3 數據處理

所有試驗均做3次平行，結果以平均值±標準差表示，實驗數據采用Origin 2021繪圖，用SPSS16.0統計軟件對數據進行單因素方差分析（ANOVA），顯著性差異分析采用Duncan檢驗，P＜0.05表示存在顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 粗魚油理化指標分析

3種淡水魚內臟粗魚油理化指標及SC/T 3502-2016粗魚油標準見表1。

過氧化值主要反映氫過氧化物的含量，氫過氧化物可分解為醛酮類和氧化物等導致魚油酸敗變質，是判斷魚油是否酸敗或酸敗程度的重要指標[18]。由表1可知，草魚油與青魚油過氧化值無顯著性差異（P＞0.05），鰱魚油過氧化值顯著高于其他兩種粗魚油（P＜0.05），為1.99 mmol/kg，3種粗魚油均符合SC/T 3502-2016規定的粗魚油一級標準。酸價可用于判斷魚油中的游離脂肪酸含量，是衡量油脂氧化酸敗的重要指標，且與不良風味物質的存在有關[19]。3種粗魚油酸價同樣存在顯著性差異（P＜0.05），其中草魚油酸價最高，為18.37 mg/g，未達到SC/T 3502-2016規定的粗魚油二級標準，可能與羧基類酸性物質較高有關。Cozzolinoa等[20]發現水分含量與魚油酸敗有關，而殘留的易揮發性物質較高會影響魚油的品質及安全性。3種粗魚油水分及揮發物含量無顯著性差異（P＞0.05），均小于0.5%，符合SC/T 3502-2016規定的粗魚油二級標準。魚油標準SC/T 3502-2016中未對粗魚油的茴香胺值與不皂化物含量進行限量規定，3種粗魚油茴香胺值與不皂化物均較低。碘值可反映魚油的不飽和程度，不溶性雜質可反映魚油中殘留物含量[21]。3種粗魚油碘值較低，均未達到SC/T 3502-2016規定的粗魚油二級標準，可能與粗魚油不溶性雜質含量較高有關。菌落總數是魚油的衛生指標之一，微生物的存在會引起魚油發生酸敗，3種粗魚油菌落總數均符合SC/T 3502-2016規定的粗魚油標準。綜合分析比較3種粗魚油的基本指標可以得出：青魚油的理化指標最佳，其過氧化值、酸價、水分及揮發物、茴香胺值、不皂化物等較低；鰱魚油次之，草魚油最差。

表1 3種粗魚油理化指標Table 1 Physicochemical indexes of the three crude fish oils

2.2 粗魚油脂肪酸組成成分分析

采用氣相色譜對3種淡水魚內臟粗魚油脂肪酸組成及相對含量進行分析（表2）。由表2可知，3種粗魚油在脂肪酸組成與含量上差異顯著（P＜0.05），共檢測出29種脂肪酸，草魚油、青魚油、鰱魚油分別為16、22和27種，分布范圍為C10～C23。3種粗魚油均以棕櫚酸（C16:0）、油酸（C18:1n-9c）、亞油酸（C18:2n-6c）為主。一般而言，魚油不飽和脂肪酸含量越高，營養價值相對越高[22]。鰱魚油不飽和脂肪酸含量較高，為64.18%，草魚油與青魚油不飽和脂肪酸含量無顯著性差異（P＞0.05），含量較低，分別為71.83%、75.49%。研究發現，單不飽和脂肪酸具降血糖、調節血脂、降膽固醇等生理功能特性[23]；多不飽和脂肪酸具有預防心血管系統疾病、抗癌、調節免疫力等生理功能特性[24]。3種粗魚油含有豐富的單不飽和脂肪酸，含量達42.20%～54.28%，主要有油酸（C18:1n-9c）、棕櫚油酸（C16:1）；多不飽和脂肪酸的含量為21.21%～27.17%，主要有亞油酸（C18:2n-6c）、α-亞麻酸（C18:3n-3）。EPA和DHA有“腦黃金”和“血管清道夫”之稱，具有極大的保健價值。3種粗魚油EPA和DHA含量差別較大（P＜0.05），鰱魚油含量最高，為3.97%，青魚油含量次之，僅為0.09%，而EPA和DHA并未在草魚油中檢測出，這可能進一步佐證了鰱魚油較青魚油和草魚油有更高的碘值。張立堅等[25]測定的鰱魚油EPA和DHA總量為3.57%，EPA、DHA含量分別為1.27%、2.30%，與本文結果類似。涂宗財等[26]通過鉀法提取草魚不同部位魚油，其中內臟魚油EPA+DHA含量為0.29%；林婉玲等[27]測定了青魚肌肉脂肪中EPA+DHA含量為1.70%，與本文結果存在差異，這可能是魚油提取方法、提取部位等不同所致。3種粗魚油中n-3PUFA含量最高的是鰱魚油，為12.92%，顯著高于其他兩種粗魚油（P＜0.05）；草魚油與青魚油n-6PUFA含量較高，分別為24.62%、18.94%，顯著高于鰱魚油（P＜0.05）。有研究提出，n-6/n-3比值與人類疾病的炎癥病理有關，當該比值低于4:1時可以降低心血管疾病的死亡率[28]。3種粗魚油中鰱魚油的n-6/n-3遠低于4:1，草魚、青魚兩種粗魚油的n-6/n-3高于這一比值。綜合分析比較3種粗魚油的脂肪酸組成可以得出：鰱魚油營養價值最高，其EPA和DHA含量最高，n-6/n-3比值最低，且不飽和脂肪酸含量較高。

表2 3種粗魚油各類脂肪酸占比Table 2 Proportion of various fatty acid in three crude fish oils

2.3 粗魚油揮發性風味成分

對3種淡水魚內臟粗魚油的揮發性風味成分進行對比分析，3種粗魚油揮發性成分總離子流圖如圖1，分析結果見圖2和表3。3種粗魚油共檢測出66種揮發性物質，根據它們的一般性質和化學結構將其分為8類，包括烴類17種，醛類15種，酸類10種，酯類8種，酚類3種，醇類7種，酮類3種，其他類3種。草魚油、青魚油和鰱魚油中分別檢測出34、38、35種揮發性物質。不同粗油中揮發物質的組成和相對含量存在較大差異，草魚油中相對含量最高的是酚類物質（59.86%），而青魚油中酚類物質只占5.24%；青魚油中揮發性物質以醇類為主，相對含量為53.23%；鰱魚油中相對含量最高的是酸類物質，占27.64%。1-辛烯-3-醇、壬醛、苯乙酮、癸酸等15種揮發性物質在3種粗油中均有檢測到，而有些揮發性物質僅在某種魚油中檢出，如（-）-異喇叭烯、反-2-辛烯醛、十二酸甲酯僅在草魚油中檢出，苯乙烯、2-乙基-1-己醇、2（5H）-呋喃酮、鄰苯二甲酸二甲酯僅在青魚油中檢出，1-烯丙基-2-甲苯、2-丁基-1-辛醇、乙醇酸乙酯僅在鰱魚油中被檢出。

表3 3種粗魚油風味成分及占比Table 3 Flavor components and their proportion in three crude fish oils

圖1 粗魚油揮發性成分總離子流圖Fig.1 Total ion flow diagram of the volatile components of crude fish oils

圖2 粗魚油風味成分類別（A）及占比（B）Fig.2 Flavor composition category (A) and proportion (B) of crude fish oils

草魚油、青魚油、鰱魚油中烴類物質相對含量均較高，分別為10.34%、18.03%、20.69%，包括烷烴、烯烴以及芳香烴。烴類物質由于閾值較高，對粗魚油風味貢獻較小，但烯烴類化合物在一定條件下可形成醛、酮類，是粗魚油產生魚腥味的潛在因素[29]。草魚油和青魚油中檢出甲基萘，其通常被認為是環境污染造成的，會對粗魚油帶來不愉快的氣息[30]。醇類物質主要來源于脂肪的氧化降解，其閾值一般較高，對于風味的貢獻較小，但不飽和醇閾值較低，對風味的貢獻較大，如1-辛烯-3-醇閾值較低，是亞油酸經氧化為為氫過氧化物裂解的產物，具油脂味和土腥味[31]，在3種粗魚油中均被檢出。醛類物質一般來自于不飽和脂肪酸的氧化降解[32]，閾值低，對粗魚油的整體風味影響很大。3種粗魚油醛類物質中壬醛的含量均較高，壬醛己被鑒定出廣泛存在于淡水魚及海水魚中，具魚腥味、脂香[33]。鰱魚油中醛類含量最高的是反式-2,4-庚二烯醛，該物質具脂香、青草香、油脂味。宋恭帥等[34]在用蒸煮法制備的甲魚油中檢出壬醛、反式-2,4-庚二烯醛，并被認定為甲魚油的主體特征風味物質。酮類物質閾值相對醛類較高，但對粗魚油的整體風味具一定影響，有獨特的果香和清香[35]。草魚油、青魚油、鰱魚油中酮類物質不僅化合物種類少，其相對含量也低，分別為0.37%、0.37%、1.74%，這與張蒙娜等[36]對精制沙丁魚油揮發性風味解析結果一致。酯類物質是通過酸和醇的酯化反應形成，在3種粗魚油中酯類物質化合物種類與相對含量均較低，其中草魚油與青魚油分別只占1.60%、1.95%。在3種粗魚油中共檢測出10種酸類，相對含量較高，介于14.74%～27.64%，其閾值較高，對風味貢獻不大。酚類物質同酸類物質一樣，閾值較高。在草魚油揮發性物質中丁香酚的相對含量最高（59.20%），對草魚油整體風味影響較大，其可能是草魚在運輸過程中使用了丁香酚作為麻醉劑，最終殘留在魚油內[37]。此外，在3種粗油中還檢測出相對含量較低的甲酰胺、吲哚及氨基蝶呤，這些物質對粗魚油風味的形成有一定的輔助作用。

2.4 粗魚油關鍵風味成分

風味貢獻取決于揮發性化合物占比及其閾值[38]。由表4可知，3種內臟粗魚油關鍵風味成分相似但也存在一定差異，草魚油、青魚油和鰱魚油中分別得到9、5、5種關鍵風味成分，主要以醛類、醇類和酚類物質為主。

表4 草魚、青魚及鰱魚油關鍵風味成分Table 4 Key flavor components in grass carp oil, black carp oil and silver carp oil

醛類物質感官閾值低，ROAV較大，其風味特征隨濃度發生變化[39]，對粗魚油整體風味的改善具有重要影響。壬醛和反式-2,4-癸二烯醛在3種粗魚油中均被檢出，ROAV較大，是粗魚油的主要風味貢獻物質，貢獻魚腥味、油脂味和脂香。草魚油與青魚油中分別單獨檢測出反-2-辛烯醛和（Z）-2-壬烯醛，反-2-辛烯醛具油脂味、青草香，ROAV大于1，對草魚油風味起關鍵作用；（Z）-2-壬烯醛具脂香、蠟香、黃瓜味，對青魚油風味有重要的修飾作用。此外，粗魚油中還檢測出ROAV較大的2,4-癸二烯醛、反式2,4-庚二烯醛、苯乙醛、反式-2-壬烯醛等醛類化合物，對粗魚油的魚腥味、油脂味等貢獻較大。3種粗魚油醇類物質中ROAV最大的均為1-辛烯-3-醇，在草魚油中為78.92，在青魚油與鰱魚油中均為100，其對粗魚油中蘑菇香、油脂味和土腥味等氣味具有較大貢獻。（2Z）-2-辛烯-1-醇對粗魚油風味有重要的修飾作用，貢獻甜香、花香。陳娜等[40]研究表明反式2,4-庚二烯醛是乙酯型魚油的主要魚腥味物質，可作為魚油產品質量優劣的指標。張紅燕等[41]研究表明1-辛烯-3-醇、反-2-辛烯醛、辛醛、己醛、庚醛等是金槍魚油冬化前后的主體風味成分。竇鑫[42]研究表明（E,Z）- 2,4-癸二烯醛、反式-2-壬烯醛、壬醛、1-辛烯-3-醇、反式2,4-庚二烯醛、庚醛等是大黃魚肝油的主要關鍵風味物質，經精制后除反式-2-壬烯醛的OAV上升，其余關鍵風味物質均下降，魚腥味、油脂味等不良風味降低。因此可通過精制等方法控制反式-2,4-癸二烯醛、壬醛、1-辛烯-3-醇、反式-2,4-庚二烯醛、苯乙醛等的含量改善粗魚油的整體風味。在草魚油中丁香酚ROAV為100，其含量也相對最高，對草魚油的整體風味貢獻最大，貢獻了辛香、煙熏香等氣味，青魚油中丁香酚ROAV為2.24，鰱魚油中未檢出，這可能是草魚油與其他兩種魚油風味存在較大差異的原因。苯乙酮具辛辣味、杏仁味，在3種粗魚油中ROAV均小于0.1，對粗魚油風味影響不大。烴類、酯類、酸類等物質閾值較高，所以其ROAV極小，對粗魚油的整體風味貢獻不大。

續表 3

續表 4

3 結論

本研究對3種常見的淡水魚內臟粗魚油理化指標、脂肪酸組成、揮發性風味成分進行分析比較。結果表明，除草魚油過氧化值外，3種粗魚油過氧化值、酸價、水分及揮發物、茴香胺值、不皂化物及菌落總數均達到SC/T 3502-2016規定的粗魚油二級標準或以上，其中青魚油理化指標最佳。3種粗魚油均以棕櫚酸、油酸、亞油酸為主，但在脂肪酸組成與含量上差異明顯，其中鰱魚油營養價值最高。3種粗魚油共檢測出66種揮發性物質，其中草魚油揮發性物質種類最少，含量最高的是酚類物質，青魚油、鰱魚油中含量最高的分別是醇類和酸類物質。草魚油、青魚油和鰱魚油中分別得到9、5、5種關鍵風味成分，主要以醛類、醇類和酚類物質為主，反式-2,4-癸二烯醛、壬醛、反式-2,4-庚二烯醛、苯乙醛、1-辛烯-3-醇等是粗魚油中主要的魚腥味、油脂味風味物質。因此，3種淡水魚內臟油在營養成分組成、理化性質及揮發性風味成分上各有差異，我們在開發利用時應根據其相應的特點有區別對待，以獲取成本更低、附加值更高的產品。本研究為淡水魚內臟的進一步高值化利用提供了一定的理論依據。