基于GC-IMS分析鹽漬海參揮發性風味物質

劉芳 張健 趙云蘋 王共明 井月欣 矯春娜

摘要? ［目的］探明鹽漬海參（Apostichopus japonicas）的揮發性風味物質，比較不同產地鹽漬海參的主要揮發性風味物質種類及差異。［方法］采用氣相色譜-離子遷移色譜（gas chromatography-ion mobility spectroscopy，GC-IMS）對不同產地鹽漬海參揮發性物質進行定性和相對定量分析，并建立指紋圖譜。［結果］鹽漬海參定性出以醛類、酮類、醇類和酯類為主的揮發性風味物質83種，但不同產地特征揮發性物質的相對含量不同。庚醛、辛醛等13種醛類是鹽漬海參的共有成分。醇類和酮類是長島鹽漬海參的特征風味物質，威海和東營鹽漬海參的特征風味物質主要為酯類，大連鹽漬海參特征區域未鑒定出確定成分。［結論］不同產地的鹽漬海參因特征性風味物質不同而具有獨特的風味特征，可以為消費者的選擇提供更多參考。

關鍵詞? 鹽漬海參；氣相色譜-離子遷移色譜；揮發性風味物質；指紋圖譜

中圖分類號? TS254.7? 文獻標識碼? A? 文章編號? 0517-6611（2024）01-0195-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.01.043

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Analysis of Volatile Flavor Compounds in Salted Apostichopus japonicas by GC-IMS

LIU Fang， ZHANG Jian， ZHAO Yun-ping et al

（Shandong Marine Resource and Environment Research Institute， Yantai，Shandong 264006）

Abstract? ［Objective］To investigate the volatile flavor compounds of salted Apostichopus japonicas， the types and differences of volatile flavor compound of salted Apostichopus japonicas from different habitats were compared.［Method］GC-IMS was used to qualitative and relative quantitative analysis of volatile substances of salted Apostichopus japonicas from different origins， and the fingerprints were established.［Result］83 volatile flavor compounds were identified from salted Apostichopus japonicas， mainly aldehydes， ketones， alcohols and esters. However， the relative content of characteristic volatile substances in different regions was different.Heptanal， octanal and other 13 aldehydes were common components of salted Apostichopus japonicas.Alcohols and ketones were the characteristic flavor substances of salted Apostichopus japonicas from Changdao， esters were the main flavor substances of salted Apostichopus japonicas from Weihai and Dongying， and no certain flavor ingredients were identified in the characteristic area of salted Apostichopus japonicas from Dalian.［Conclusion］The salted Apostichopus japonicas from different origins has unique flavor characteristics due to the different characteristic flavor substances， which can provide more reference for consumers to choose.

Key words? Salted Apostichopus japonicas;GC-IMS;Volatile flavor compounds;Fingerprint

基金項目? 山東省現代農業產業技術體系刺參產業創新團隊建設項目（SDAIT-22-07）；山東省自然科學基金重點項目（ZR2020-KC034）。

作者簡介? 劉芳（1988—），女，黑龍江哈爾濱人，工程師，碩士，從事水產品儲藏與加工研究。

*通信作者，副研究員，博士，從事食品科學與工程研究。

收稿日期? 2022-11-27

海參（Apostichopus japonicas）是一種具有重要的經濟價值、受消費者青睞的水產品。據統計，我國海參的主要產區集中于山東、遼寧和福建等地，2021年全國刺參總產量16萬t，全產業鏈產值600億元［1］。鹽漬海參是目前市場流通較多的產品，因經過加工程序，難以從外觀形態上讓消費者和監管部門對其產地等進行區分和溯源［2-3］，因此區分鑒定不同產地鹽漬海參也是急需解決的問題。

揮發性物質不僅對水產品整體風味起著重要作用，而且是消費者對水產品接受程度的重要影響因素［4］，氣相色譜-離子遷移譜技術（gas chromatography-ion mobility spectroscopy，GC-IMS）因其無損、快速、靈敏、簡便的優點在水產品揮發性風味物質的研究中被廣泛應用［5-7］。目前基于GC-IMS分析海參的風味物質，除張健等［8-9］以鹽漬海參為研究對象外，主要集中在對鮮參、內臟及凍干粉等的研究。張涵［10］應用GC-IMS比較了不同海域的８種海參的揮發性物質，發現亞洲參和北美洲參風味構成存在一定的差異；趙彥珺［11］采用GC-IMS分析了海參腸和卵原液、酶解液、發酵液中的揮發性物質，結果表明海參腸、卵原液的風味物質受酶解和發酵影響很大；Jin等［12］研究發現GC-IMS可以快速有效鑒定凍干海參粉的揮發性風味物質差異。

筆者以不同產地鹽漬海參為主要研究對象，采用GC-IMS技術測定并比較分析鹽漬海參的揮發風味物質，建立不同產地鹽漬海參揮發性風味物質的指紋圖譜，旨在為較好地區分不同產地鹽漬海參提供參考。

1? 材料與方法

1.1? 試材

野生鮮海參，分別取自山東省煙臺市長島區、山東省威海市經濟技術開發區崮山鎮、山東省東營市墾利區、遼寧省大連市獐子島。

1.2? 儀器與設備

FlavourSpec風味分析儀，德國G.A.S公司；色譜柱為MXT-5。

1.3? 試驗方法

1.3.1? 鹽漬海參的加工。

將鮮活海參沿腹部剖開，分離體壁及內臟，仔細去除泥沙等雜質，清洗后瀝干。將洗凈的鮮海參沸水煮制15 min后撈出，冷藏干腌7 d，制得鹽漬海參［9］，用于揮發性風味物質分析。

1.3.2? 揮發性化合物測定條件。

稱10 g樣品置于20 mL頂空瓶中，孵育15 min（80 ℃），孵化轉速500 r/min，頂空進樣500 μL，進樣針溫度85 ℃；柱溫60 ℃；IMS溫度45 ℃；載氣/漂移氣為高純度N2；分析時間20 min。

1.4? 數據處理

采用峰面積歸一化法計算各揮發性化合物的面積百分比，應用軟件內置的NIST數據庫和IMS數據庫進行定性分析，應用Reporter插件和 Gallery Plot 插件進行揮發性有機物的指紋圖譜對比。

2? 結果與分析

2.1? 不同產地鹽漬海參揮發性風味物質定性分析

不同產地鹽漬海參GC-IMS二維譜圖如圖1所示，其中濃度高低由顏色表示，顏色越深表示濃度越大，白色表示濃度較低，紅色表示濃度較高。在1.0～2.0 ms的漂移時間內，100～800 s的保留時間內，揮發性物質較多。以長島為基準比較看出，如圖1中紅框中所示，揮發性化合物的含量出現升高或降低，差異較為明顯。

為了進一步分析不同產地鹽漬海參的揮發性風味物質，共檢測出揮發性化合物122種，定性83種。從表1可以看出，定性出醛類31種、酮類13種、醇類15種、酯類13種、烯烴類3種、酸類2種、吡嗪類2種、呋喃類2種、硫醚類2種。不同產地的鹽漬海參在相對含量上存在差異，長島、威海、東營、大連的鹽漬海參以醛類（52.11%、57.55%、55.12%、58.91%）、醇類（18.25%、12.45%、11.97%、15.72%）、酮類

（13.97%、11.47%、18.93%、11.39%）、酯類（10.45%、14.98%、7.47%、9.10%）為主。醛類是鹽漬海參主要揮發性化合物，多數來自多不飽和脂肪酸氧化，因其氣味閾值相對較低，對風味貢獻較大；醇類一般來源于脂肪酸的二級氫過

氧化物的降解或由羰基化合物還原生成［13］，一般產生較為柔和的氣味，有類似水果或植物的香氣［4，14］；酮類多數來源于多不飽和脂肪酸、氨基酸降解、微生物氧化或熱氧化，具有獨特的清香和果香味，隨著碳鏈的增長，具有更強的花香特征［15］；酯類主要是酸類和醇類物質酯化反應產物［15-17］。揮發性化合物的相對含量不同賦予了不同產地鹽漬海參的風味差異性。

2.2? 不同產地鹽漬海參中揮發性成分指紋圖譜分析

利用LAV軟件的Gallery Plot插件，自動生成指紋圖譜（圖2），顯示出鹽漬海參完整揮發性化合物信息及差異。共性特征性區域（A框），以醛類為主，包括戊醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、癸醛、苯甲醛、異丁醛、丁醛、異戊醛-M、2-甲基丁醛、反-2-己烯醛、反-2-戊烯醛共13種。醛類是水產品中重要的風味成分，低級醛具有刺激性氣味，C8以上高級醛呈水果香味［18-19］。庚醛和辛醛具有魚腥味［19］；己醛、壬醛具有青草味、果香味及黃瓜味等氣味［20］；反-2-己烯醛具有果香、青香和明顯的脂肪香氣［14，19］；苯甲醛具有愉快的杏仁香、水果香和堅果味［16］，2-甲基丁醛具有堅果味［16］，癸醛具有脂肪香味［19］。這些物質可能是導致鹽漬海參散發海參特有風味的主要原因。

長島鹽漬海參特征性區域（B框），以醇類和酮類為主，包括1-辛烯-3-醇、順-3-壬烯-1-醇、己醇、辛醇、3-羥基-2-丁酮、2-己酮、2-庚酮、1-辛烯-3-酮、甲基庚烯酮、2-壬酮；其中己醇、辛醇、2-己酮、2-壬酮、2-庚酮、甲基庚烯酮呈水果味，有果香特征［15，19，21］；1-辛烯-3-酮、1-辛烯-3-醇有蘑菇味和魚腥味［19］；3-羥基-2-丁酮、順-3-壬烯-1-醇有油脂香［18］；推測長島鹽漬海參具有更濃郁的果香和脂香特征。威海鹽漬海參特征區域（C框），主要是丁酸丙酯、乙酸丁酯、戊酸乙酯、異丁酸乙酯、乙酸異戊酯、丙酸丁酯等；多數酯類都具有果香味，但其閾值較高，對風味貢獻較小［15，19］，但是威海鹽漬海參中酯類揮發性化合物的種類和相對含量與其他產地有較大區別，有作為區別其他產地特征性風味物質的可能性。東營鹽漬海參特征區域（D框），主要是乙酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸乙酯，具有果香特征［18］。大連鹽漬海參特征區域（E框），由于數據庫中匹配度較低未鑒定出確定成分。

3? 結論

該研究基于GC-IMS鑒定出長島、威海、東營、大連等地鹽漬海參揮發性風味物質83種，主要為醛類、醇類、酮類和酯類，其中共有揮發性風味物質13種，推測是鹽漬海參具有海參特有風味的主要原因。揮發性化合物的相對含量不同賦予了不同產地鹽漬海參的風味差異性，長島鹽漬海參的特征性揮發物質以醇類和酮類為主，具有較強的果香和脂香特征；酯類有作為威海鹽漬海參特征性揮發物質的可能性；東營鹽漬海參以乙酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯和己酸乙酯為主，具有果香特征；由于數據庫的限制，大連鹽漬海參未能鑒定出特征性風味物質。不同產地的鹽漬海參因特征性風味物質不同而具有獨特的風味特征，可以為消費者在選擇鹽漬海參時提供更多參考。

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