摘要：采用頂空固相微萃取（Headspace solid phase micro-extraction，HS-SPME）和氣相色譜-質譜（Gas chromatography-mass spectrometry， GC-MS）聯(lián)用分析白鰱魚體中的揮發(fā)性成分。以魚體風味成分中含量較多的物質（己醛、庚醛、苯甲醛、1-辛烯-3-醇、辛醛、壬醛、癸醛、2，4-庚二烯醛、2，4-癸二烯醛等）為參照對象，探討和摸索了HS-SPME的最佳萃取條件：萃取頭CAR/DVB/PDMS、萃取溫度60 ℃、萃取時間50 min、魚肉和飽和食鹽水的質量體積比為3∶7、解吸時間5 min。利用優(yōu)化的HS-SPME萃取條件下分別萃取了魚鰓、魚鱗、內(nèi)臟和魚肉中的揮發(fā)性成分，然后經(jīng)氣相色譜-質譜聯(lián)用儀檢測。結果表明HS-SPME能有效地萃取白鰱魚體中的揮發(fā)性成分，其中魚鰓中檢測出的揮發(fā)性成分較多，共檢測出63種，其次為內(nèi)臟、魚鱗和魚肉，分別檢測出48種、44種和42種，這些揮發(fā)性成分大多是一些飽和的羰基化合物和醇類物質。

關鍵詞：頂空固相微萃?。粴赓|聯(lián)用儀；白鰱魚；揮發(fā)性成分

中圖分類號：S912；O657.63 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2012）21-4876-04

Analysis of Volatiles in Silver Carp by Headspace Solid Phase Microextraction Coupled with Gas Chromatography-Mass Spectrometry

YANG Yu-ping1，2，XIONG Guang-quan1，JIAO Chun-hai3，CHENG Wei1，GENG Sheng-rong1，LI Xin1， LI Xiao-ding4，WU Wen-jin1，LIN Ruo-tai1，LIAO Tao1

（1.Institute for Farm Products Processing and Nuclear-Agricultural Technology， Hubei Academy of Agricultural Sciences/Hubei Engineering Research Center for Farm Products Irradiation， Wuhan 430064， China； 2.Wuhan Institute for Food and Drug Control， Wuhan 430012， China； 3.Department of Science and Technology， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064， China； 4.College of Food Science and Technology， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， China）

Abstract： The method for determination of volatiles using headspace solid phase microextraction （HS-SPME） and gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS） was developed. The extraction conditions were optimized with reference to these volatiles as hexanal， heptanal， benzaldehyde， 1-octen-3-ol， octanal， nonanal， decenal， 2，4-heptadienal and 2，4-decadienal， and the optimized conditions of HS-SPME for volatiles in silver carp were as follows： divinyl benzene/carboxen/polydimethylsiloxane （DVB/CAR/PDMS） fiber， extration time （50 min）， extraction temperature（60 ℃）， the ratios of fish and saturated salt water （3∶7，m/V）， desorption time （5 min）. The volatiles in gills， viscera， scales and surimis of silver carp were detected using HS-SPME coupled with GC-MS. The results showed that the methods of HS-SPME were effective in extracting volatiles in silver carp. The types of volatiles in the gills were more than other tissues and the number of volatiles was 63， and the number of volatiles in viscera， scales and surimis was 48， 44 and 42 respectively. These components of volatiles were mainly composed of saturated carbonyl compounds and alcohols， but unsaturated volatiles including aldehydes and enols contributed to the fishy off-odor.

Key words： headspace solid phase microextraction； gas chromatography-mass spectrometry； silver carp； volatiles

我國水產(chǎn)品資源豐富，產(chǎn)量居世界首位。水產(chǎn)品不僅營養(yǎng)豐富，味道鮮美，而且還含有人體必需氨基酸，易被人體消化吸收。但是由于水產(chǎn)品普遍具有特有的魚腥味或異味不被一些消費者所接受，嚴重影響了淡水魚加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。白鰱魚是我國淡水魚中比較典型的魚種，具有產(chǎn)量大、資源豐富等特點，但是由于白鰱魚存在較重的土腥味，嚴重影響了白鰱魚產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此有必要探索高效的分析白鰱魚體中揮發(fā)性成分的方法或技術。常見的樣品揮發(fā)性成分前處理的方法有吹掃捕集法[1]、同時蒸餾萃取法[2]、液液萃取法[3]、固相萃取法[4]和超臨界流體萃取法[5，6]等。固相微萃取技術（SPME）是20世紀90年代新發(fā)展起來的用于食品風味物質分析檢測的方法，該方法無需有機溶劑，簡單方便，測試快，費用低，集采樣、萃取、濃縮、進樣于一體[7，8]。采用該方法與氣質聯(lián)用儀（GC-MS）結合可有效地分析鰱魚體中的揮發(fā)性成分，從而探討導致魚體產(chǎn)生腥味或異味的成分，旨在為淡水魚加工及品質管理提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

湖北省農(nóng)業(yè)科學院社區(qū)生鮮超市內(nèi)購得鮮活鰱魚，急殺后分別取魚鱗、魚鰓、內(nèi)臟、魚肉作為樣品，于-20 ℃保存待用。

1.2 試驗儀器

SPME萃取裝置：SPME手柄，萃取頭，氣質聯(lián)用儀：7890A/5975C（Agilent），20 mL（Agilent）頂空采樣瓶，DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器（鄭州長城科工貿(mào)有限公司）。

1.3 分析方法

1.3.1 氣質聯(lián)用儀條件 色譜柱DB-5MS系列彈性毛細管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；程序升溫，柱初溫30 ℃，保持2 min，以5 ℃/min升至60 ℃，保持2 min，再以5 ℃/min升至250 ℃，保持2 min，最后以20 ℃/min升至250 ℃，保持2 min；進樣口溫度250 ℃；載氣流量，恒壓 12 psi；不分流；傳輸線溫度280 ℃；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；電子能量70 eV；質量掃描范圍m/z 40～400。

1.3.2 操作方法 在20 mL頂空采樣瓶中放入微型磁力攪拌子，加入不同比例的魚肉和飽和食鹽水，然后置于磁力攪拌臺上，將SPME針管插入頂空瓶中，調整并固定萃取頭在頂空體積中的位置，開啟磁力攪拌器，在一定溫度下頂空萃取一定時間后，迅速取出插入到氣質聯(lián)用儀的進樣口，解吸一定時間后取出SPME針管。

1.4 數(shù)據(jù)分析

定性分析用氣相色譜-質譜聯(lián)用儀（Agilent 7890A-5975C MSD）進行分析鑒定，通過NIST 08標準譜圖庫檢索，確認化合物成分，用軟件Excel處理數(shù)據(jù)和繪圖。

2 結果與分析

2.1 固相微萃取條件的優(yōu)化

2.1.1 萃取頭的選擇 在固相微萃取中，首先結合待測化合物的極性、沸點和分配系數(shù)，選用不同涂層材料的萃取纖維頭。比較了4種纖維萃取頭在60 ℃下萃取60 min對鰱魚魚肉揮發(fā)性成分的萃取效果。

從圖1可以看出通過比較己醛、1-辛烯-3-醇、辛醛、壬醛、苯甲醛、庚醛的含量，得出二乙烯基苯-碳分子篩-聚二甲基硅氧烷（Divinyl benzene/carboxen/polydimethylsiloxane，CAR/DVB/PDMS）的萃取效果最好。涂層為聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane， PDMS）的萃取頭對以上幾種物質的萃取效果最差。涂層為聚二甲基硅氧烷-二乙基苯（Polydimethylsiloxane/divinyl benzene，PDMS/DVB）的萃取頭吸附范圍比較寬，可以吸附分子質量大的物質，涂層為碳分子篩-聚二甲基硅氧烷（Carboxen/poly-dimethylsiloxane，CAR/PDMS）的萃取頭則適用于萃取小分子物質。CAR/DVB/PDMS萃取頭結合了以上兩種萃取頭的優(yōu)點，具有更好的萃取效果，因此選擇萃取頭CAR/DVB/PDMS。

2.1.2 萃取溫度的選擇 萃取溫度對吸附效果的影響具有兩面性，一方面，溫度升高會加快樣品分子運動，導致液體蒸汽壓的增大，有利于吸附；另一方面，溫度升高也會降低萃取頭吸附能力，使得吸附量下降。本研究首先固定魚肉和飽和食鹽水的質量體積比為1∶1、萃取時間為60 min、氣質進樣口解吸時間為5 min，比較了萃取溫度分別為 40、50、60、70、80 ℃ 時萃取頭CAR/DVB/PDMS 萃取揮發(fā)性成分的效果。

從圖2可以看出溫度從40 ℃上升到60 ℃時，魚體揮發(fā)性成分的特征物質己醛、1-辛烯-3-醇、己醇、庚醛、壬醛、辛醛等的峰面積逐漸增加，而從60 ℃上升到80 ℃時，上述6種物質的峰面積變化不大，選擇60 ℃作為最佳萃取溫度。

2.1.3 萃取時間的選擇 萃取時間是指達到或接近平衡所需要的時間，在萃取的初始階段，待分析組分很快富集到固相微萃取的纖維頭上，但是隨著萃取時間的延長， 富集速度越來越慢。本研究首先固定萃取溫度60 ℃、魚肉和飽和食鹽水的比例1∶1、解吸時間5 min，比較了萃取時間分別為20、30、40、50、60 min時萃取頭CAR/DVB/PDMS萃取揮發(fā)性成分的效果。

從圖3可以看出揮發(fā)性成分的特征物質己醛、1-辛烯-3-醇、辛醛、壬醛、苯甲醛、2，4-庚二烯醛等隨萃取時間的增加峰面積也隨之增加，當萃取時間50 min時基本達到平衡，之后峰面積隨萃取時間的變化不大，甚至有下降的趨勢。因此，選取50 min為最佳萃取時間。

2.1.4 魚肉和飽和食鹽水比例的選擇 樣品中添加無機鹽可以降低有機化合物的溶解度，產(chǎn)生鹽析效應，提高揮發(fā)性成分的分配系數(shù)從而達到增加萃取頭對分析組分的吸附能力。本研究比較了魚肉和飽和食鹽水不同比例時揮發(fā)性成分的變化情況。飽和食鹽水添加量太多，揮發(fā)性組分的種類和峰面積降低，飽和食鹽水添加量太少，影響攪拌效果，從而導致吸附效果變差。首先固定萃取溫度60 ℃、萃取時間50 min、解吸時間5 min，比較了魚肉和飽和食鹽水的比例分別為10∶0、7∶3、5∶5、3∶7、1∶9時魚肉揮發(fā)性成分的變化情況。

從圖4可以看出己醛、1-辛烯-3-醇、苯甲醛、辛醛、壬醛、2，4-庚二烯醛等特征物質在魚肉為3 g、飽和食鹽水添加量為7 mL時峰面積達到最大，之后隨飽和食鹽水添加量的增加峰面積反而減少，因此，本試驗選取飽和食鹽水的添加量為7 mL。

2.1.5 解吸時間的選擇 取3 g魚肉和7 mL飽和食鹽水于20 mL的頂空瓶中，CAR/DVB/PDMS萃取頭在60 ℃的恒溫水浴中磁力攪拌萃取50 min。萃取完成后置于氣質聯(lián)用儀的進樣口分別解吸1、3、5、7、10 min。比較了不同解吸時間時魚肉揮發(fā)性成分的變化。

從圖5可以看出氣質進樣口解吸5 min時，己醛、苯甲醛、1-辛烯-3-醇、辛醛、壬醛、2，4-庚二烯醛、2，4-癸二烯醛等物質的峰面積達到最大，而后隨解吸時間的延長，峰面積反而有所降低。

2.2 白鰱魚體內(nèi)不同組織中揮發(fā)性成分的比較

為了比較鰱魚體內(nèi)不同組織中揮發(fā)性成分的差異，采用優(yōu)化后的頂空固相微萃取條件，分別萃取了鰱魚魚鰓、魚鱗、內(nèi)臟和魚肉中的揮發(fā)性成分，然后按照以上所述的氣質聯(lián)用儀條件進行測定，分析檢測結果如表1所示。

從表1可知，魚鰓中檢測出的揮發(fā)性成分種類最多，總計63種；其次為內(nèi)臟，檢測出48種；魚鱗中檢測出揮發(fā)性成分的種類為44種；魚肉中檢測出的揮發(fā)性成分最少，只檢測出42種。另外還可看出，這些揮發(fā)性成分多為一些醛、醇和飽和烷烴、烯烴類，其中醛類物質所占的比例較大，尤其是己醛、苯甲醛、壬醛、辛醛和一些烯醛類。這些物質也是導致魚體產(chǎn)生土腥味的物質[9]，一些醇類物質如1-辛烯-3-醇所占的比例也較大，且對魚體土腥味的貢獻也較大；烷烴、烯烴類物質的種類較多，所占的比例也較大，但是飽和烷烴、烯烴類物質的氣味較為溫和，一般不具有強烈的腥味或異味，因此不是導致魚體產(chǎn)生土腥味的主要物質。

3 小結與討論

采用頂空固相微萃取方法萃取魚體中的揮發(fā)性成分并經(jīng)氣質聯(lián)用儀分析鑒定，初步確定了魚鰓、內(nèi)臟、魚鱗、魚肉中分別含有63、48、44、42種成分，這些成分大多是一些飽和羰基化合物及醇類物質，其中對魚體的特征風味貢獻最大的則是一些醛類、烯醛類及烯醇類等不飽和揮發(fā)性物質，一些飽和的烷烴、烯烴類物質對魚體特征風味的貢獻較小。魚體中含有已經(jīng)被確認為導致魚體腥味的己醛等化合物和一些結構相似的可能是魚腥味的物質，主要是一些醛、烯醛、酮和醇類物質。在魚體各部分中的魚腥味化合物以己醛為主。但是魚肉的氣味成分組成復雜且多變，需通過進一步深入研究包括結合感官試驗或電子鼻測定法方可加以確定，旨在為我國淡水魚體風味成分的組成提供一些理論基礎，并為以后如何改善和脫除淡水魚體不良風味提供技術支持。

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收稿日期：2012-05-09

基金項目：國家科技部國際重點合作項目（2007DFA31220）；國家科技支撐計劃項目（2012BAD28BO6）

作者簡介：楊玉平（1984-），女，山東梁山人，研究實習員，碩士，研究方向為食品安全，（電話）027-87389305（電子信箱）17418431@qq.com；

通訊作者，廖 濤，副研究員，博士，（電子信箱）liaotaoer@hotmail.com。