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        凍藏前后白鰱魚(yú)肉中揮發(fā)性成分含量分析

        2014-07-25 11:29:34胡建中吳文錦熊光權(quán)李冬生
        質(zhì)譜學(xué)報(bào) 2014年1期
        關(guān)鍵詞:辛烯醇類羰基

        李 陽(yáng),汪 超,胡建中,廖 李,王 俊,汪 蘭,吳文錦,熊光權(quán),程 薇,李冬生,喬 宇

        (1. 湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所,湖北省農(nóng)產(chǎn)品輻照工程技術(shù)中心,湖北 武漢 430064;2. 湖北工業(yè)大學(xué),食品與制藥學(xué)院,湖北 武漢 430068)

        凍藏前后白鰱魚(yú)肉中揮發(fā)性成分含量分析

        李 陽(yáng)1,2,汪 超2,胡建中2,廖 李1,王 俊1,汪 蘭1,吳文錦1,熊光權(quán)1,程 薇1,李冬生2,喬 宇1

        (1. 湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所,湖北省農(nóng)產(chǎn)品輻照工程技術(shù)中心,湖北 武漢 430064;2. 湖北工業(yè)大學(xué),食品與制藥學(xué)院,湖北 武漢 430068)

        采用頂空-固相微萃取技術(shù)(HS-SPME)對(duì)白鰱魚(yú)肉中揮發(fā)性成分進(jìn)行提取,通過(guò)氣質(zhì)聯(lián)用儀對(duì)提取物進(jìn)行鑒定,并分析凍藏7天后魚(yú)肉中揮發(fā)性成分的變化。實(shí)驗(yàn)用固相微萃取頭吸附魚(yú)肉中的揮發(fā)性成分,60 min后進(jìn)行GC/MS分析,經(jīng)NIST質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)檢索和文獻(xiàn)對(duì)照,共確定46種成分。魚(yú)肉經(jīng)凍藏后,揮發(fā)性成分總含量降低55.11%,其中含羰基的醛類和酮類含量顯著降低,分別為84.91%和94.74%。己醛,苯甲醛,1-辛烯-3-醇這3種腥味物質(zhì)含量分別降低30%,81%和42%;而辛醛,反-2-十二烯醛,十八醛,2,3-辛二酮,甲基壬基甲酮的含量經(jīng)凍藏后消失;正戊醇,己醇和D-檸檬烯含量分別增加38%,3%和549%;新生成了癸醛、反-2-辛烯醇、庚醇、2,5-己二酮、β-蒎烯等15種化合物。凍藏后,白鰱魚(yú)肉揮發(fā)性成分減少的原因可能是低溫抑制酶的活性,從而導(dǎo)致酶解產(chǎn)物同時(shí)也是風(fēng)味主體化合物的量減少。對(duì)魚(yú)肉凍藏過(guò)程中揮發(fā)性成分變化的研究可為以后魚(yú)糜深加工提供理論基礎(chǔ)。

        頂空-固相微萃取(HP-SPME);氣相色譜-質(zhì)譜(GC/MS); 揮發(fā)性成分;凍藏;白鰱魚(yú)

        我國(guó)淡水魚(yú)資源豐富,產(chǎn)量居世界首位,并呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)。白鰱作為我國(guó)四大淡水魚(yú)種之一,具有生長(zhǎng)快、成本低、產(chǎn)量高等特點(diǎn),已經(jīng)廣泛用于魚(yú)糜制品的加工。但長(zhǎng)期以來(lái),由于淡水魚(yú)生長(zhǎng)在池塘或湖泊中,不可避免地帶有土腥味,因此不被一些消費(fèi)者接受,嚴(yán)重影響了淡水魚(yú)加工產(chǎn)品的發(fā)展[1]。目前,關(guān)于白鰱的魚(yú)腥味形成的主要原因有:1)新鮮魚(yú)由于不適當(dāng)?shù)奶幚砗蛢?chǔ)藏而導(dǎo)致的微生物、酶作用或自動(dòng)氧化;2)魚(yú)對(duì)來(lái)自外部的揮發(fā)性有機(jī)化合物的吸收;3)來(lái)自魚(yú)的飲食或生存環(huán)境中的物質(zhì)在生物體內(nèi)蓄積[2-5]。研究結(jié)果表明,魚(yú)肉的土腥味主要是因?yàn)樯姝h(huán)境(水質(zhì))中含有大量的魚(yú)腥藻、顫藻等藍(lán)綠藻或放射菌,魚(yú)體在生長(zhǎng)過(guò)程中積累了這些藻類或細(xì)菌產(chǎn)生了帶有土腥味的代謝廢物,如,土臭素(GM)和2-甲基異茨醇(2-MIB)等土霉味物質(zhì)[6-7]。在國(guó)內(nèi),已有關(guān)于白鰱揮發(fā)性成分的報(bào)道[8-11],但對(duì)引起白鰱腥味的物質(zhì)及其在貯藏中揮發(fā)性成分變化的相關(guān)研究則較為缺乏。因此,有必要通過(guò)測(cè)定白鰱魚(yú)肉中的揮發(fā)性成分,為淡水魚(yú)加工及品質(zhì)管理提供有指導(dǎo)意義的基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù)。

        本工作以新鮮白鰱魚(yú)為原料,采用固相微萃取(solid phase micro-extraction,SPME)技術(shù)富集白鰱魚(yú)肉中的揮發(fā)性成分,同時(shí)借助氣相色譜-質(zhì)譜(GC/MS) 聯(lián)用技術(shù)分析鑒定魚(yú)肉中的氣味成分,依此分析白鰱魚(yú)肉揮發(fā)性成分的組成及凍藏過(guò)程中的變化。

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1主要儀器與裝置

        Agilent GC/MS 7890A氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀:美國(guó)Agilent公司產(chǎn)品;SPME手動(dòng)進(jìn)樣手柄、萃取頭(50/30 μm DVB/CAR/DMS(二乙烯基苯-碳分子篩-聚二甲基硅氧烷)):美國(guó)Supelco公司產(chǎn)品; DF101S集熱式恒溫磁力攪拌器:鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司產(chǎn)品。

        1.2主要材料與試劑

        鮮活白鰱:購(gòu)于湖北工業(yè)大學(xué)社區(qū)生鮮市場(chǎng);NaCl、乙酸正戊酯(分析純):國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品。

        1.3樣品前處理

        白鰱急殺后去頭、內(nèi)臟和鱗皮等,取魚(yú)肉部分,分為等量?jī)煞?,一份現(xiàn)用,另一份存貯于-18 ℃冰柜中凍藏。實(shí)驗(yàn)前,將魚(yú)肉用絞肉機(jī)打碎,取魚(yú)糜進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

        1.4實(shí)驗(yàn)條件

        1.4.1固相微萃取條件 稱取6 g 魚(yú)肉于50 mL螺口樣品瓶中,加入12 mL去離子水和4 g NaCl,用聚四氟乙烯隔墊密封,60 ℃置于磁力攪拌器中水浴平衡15 min,然后用50/30 μm DVB/CAR/PDMS 萃取頭頂空吸附60 min后,將萃取頭插入GC進(jìn)樣,解析5 min。

        1.4.2色譜條件 Agilent HP-5 ms毛細(xì)管柱(60 m×250 μm×0.25 μm);程序升溫: 初溫40 ℃,以2 ℃/min升溫到90 ℃,保持5 min,再以8 ℃/min升溫到250 ℃,保持1 min; 進(jìn)樣口溫度270 ℃,不分流進(jìn)樣;載氣為氦氣;載氣流量1.0 mL/ min。

        1.4.3質(zhì)譜條件 EI電離方式,電子能量70 eV,電壓350 V,連接口溫度280 ℃,離子源溫度230 ℃,四極桿溫度150 ℃,質(zhì)量掃描范圍m/z50~450。

        1.4.4定性與半定量方法 化合物定性方法:經(jīng)NIST08數(shù)據(jù)庫(kù)檢索定性; 化合物定量方法: 內(nèi)標(biāo)法,采用乙酸正戊酯為內(nèi)標(biāo)進(jìn)行半定量;計(jì)算公式:各揮發(fā)性成分的含量(ng/g)=各組分的峰面積×內(nèi)標(biāo)物質(zhì)量(ng)/(內(nèi)標(biāo)物峰面積×樣品量(g)) 。

        2 結(jié)果與分析

        2.1凍藏前白鰱魚(yú)肉揮發(fā)性成分組成

        新鮮白鰱魚(yú)肉揮發(fā)性成分的GC/MS總離子流圖示于圖1。經(jīng)NIST譜庫(kù)檢索以及文獻(xiàn)參考[8-11],確定46種成分:醛類14種,醇類12種,酮類6種,烯烴7種,烷烴3種,其他成分4種。其中,己醛、苯甲醛、1-辛烯-3-醇的含量最高,分別占總含量的21.88%、12.50%、13.99%。由結(jié)果可知,揮發(fā)性羰基化合物和醇類的種類所占比例最高。江健等[8]對(duì)鰱魚(yú)、鳙魚(yú)、鯽魚(yú)、草魚(yú)4種淡水魚(yú)的揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行感官評(píng)定實(shí)驗(yàn),由結(jié)果推測(cè)這4種魚(yú)肉的揮發(fā)性風(fēng)味成分主要是由揮發(fā)性羰基化合物和醇類組成,與本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。揮發(fā)性羰基化合物產(chǎn)生原生的、濃郁的香味,而醇類則產(chǎn)生較為柔和的氣味。魚(yú)肉中不同揮發(fā)性物質(zhì)的濃度和閾值各不相同,所以并不是所有揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)風(fēng)味都具有同等貢獻(xiàn)。由于羰基化合物具有較低的閾值,相比醇類更容易被察覺(jué),因此對(duì)新鮮魚(yú)類風(fēng)味所起的作用比醇類大。本次檢測(cè)醛類中的己醛、庚醛、苯甲醛、辛醛、壬醛、癸醛,醇類中的己醇、庚醇、1-戊烯-3-醇、1-辛烯-3-醇、1-辛醇、3-辛醇、戊醇、壬醇,在前人檢測(cè)結(jié)果中也被檢出[1-9]。己醛、辛醛具有明顯的青草味[12],壬醛、庚醛具有明顯的油脂哈喇味[13],這些低級(jí)醛一般被認(rèn)為是魚(yú)腥味的代表物質(zhì)。(E)-2-辛烯醛、1-戊烯-3-醇具有類似油漆的化學(xué)味,1-辛烯-3-醇具有類似蘑菇或泥土的味道[14],這些都是魚(yú)腥味的主要成分,也是本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果中含量較高的成分。

        2.2凍藏一周后魚(yú)肉揮發(fā)性成分的變化

        白鰱魚(yú)肉凍藏一周后,揮發(fā)性成分的GC/MS總離子流圖示于圖2。經(jīng)NIST譜庫(kù)檢索以及文獻(xiàn)參考[8-11],確定了42種成分。冷藏一周后的魚(yú)肉中的揮發(fā)性成分列于表1,與新鮮鰱魚(yú)肉的對(duì)比結(jié)果示于圖3。

        從表1可以看出,在這些化合物中,含羰基醛類、酮類、醇類的化合物占多數(shù),尤其是己醛,苯甲醛,1-辛烯-3醇,2,3-辛二酮,這些物質(zhì)也被證實(shí)是導(dǎo)致白鰱魚(yú)體產(chǎn)生腥味的主要物質(zhì)[10]。這些含羰基醛類、酮類、醇類的化合物,在凍藏過(guò)程中的變化也在很大程度上決定了白鰱魚(yú)肉風(fēng)味成分的變化。

        圖1 新鮮白鰱魚(yú)肉揮發(fā)性成分總離子流圖Fig.1 Total ion current chromatography of volatile components in fresh silver carp

        圖2 凍藏一周后白鰱魚(yú)肉揮發(fā)性成分總離子流圖Fig.2 Total ion current chromatography of volatile components in the frozen fish after 7 d storage

        表1 新鮮魚(yú)肉和凍藏一周后魚(yú)肉中的揮發(fā)性成分

        續(xù)表

        圖3 新鮮魚(yú)肉和凍藏一周后魚(yú)肉中的揮發(fā)性成分比較柱形圖Fig.3 The column chart of the fresh silver carp and the freozen storage after 7 d stroage of the volatile components

        從圖3可以看出,白鰱魚(yú)肉經(jīng)一周凍藏后,揮發(fā)性成分總量降低55.11%,含羰基的醛類和酮類含量顯著降低,分別為84.91%和94.74%。從表1來(lái)看,己醛、苯甲醛、1-辛烯-3醇這3種腥味物質(zhì)含量分別降低30%,81%和42%;辛醛、反-2-十二烯醛、十二醛、十八醛、2,3-辛二酮、甲基壬基甲酮等多數(shù)含羰基化合物未檢出;而正戊醇、己醇和D-檸檬烯的含量分別增加了38%,3%和549%;新生成了癸醛、反-2-辛烯醇、庚醇、2,5-己二酮、β-蒎烯等15種化合物??梢钥闯?,低溫對(duì)于白鰱魚(yú)肉揮發(fā)性成分的總類和含量存在一定影響。在低溫儲(chǔ)藏過(guò)程中,揮發(fā)性化合物的含量增減、出現(xiàn)和消失,這些情況反映了低溫條件下化合物之間可能存在著轉(zhuǎn)化作用。

        新鮮魚(yú)肉中揮發(fā)性羰基化合物和醇類是通過(guò)特定的脂肪氧合酶作用于魚(yú)脂質(zhì)中的多不飽和脂肪酸衍生而來(lái)[15-17]。楊玉平等[18]提取了鯉魚(yú)體內(nèi)各組織的脂肪氧合酶,進(jìn)行體外的氧化實(shí)驗(yàn),降解不飽和脂肪酸花生四烯酸,檢測(cè)到的降解產(chǎn)物有己醛、l-辛烯-3-醇、2-辛烯醛、2-辛烯-1-醇、2-壬烯醛和2,4-癸二烯醛等,這些物質(zhì)與鯉魚(yú)體內(nèi)主要的風(fēng)味成分基本吻合,是導(dǎo)致魚(yú)體產(chǎn)生腥味的主要物質(zhì)。溫度對(duì)脂肪氧合酶的活性有很大影響,低溫使脂肪氧合酶的活性降低[19-20],導(dǎo)致多不飽和脂肪酸降解產(chǎn)物含量降低,這些降解產(chǎn)物大多是揮發(fā)性的羰基化合物和醇類,是構(gòu)成白鰱魚(yú)風(fēng)味的主要化合物,與本次實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果一致。這說(shuō)明在低溫凍藏條件下,白鰱魚(yú)揮發(fā)性成分減少的原因之一是低溫抑制酶的活性,從而導(dǎo)致酶解產(chǎn)物同時(shí)也是風(fēng)味主體化合物的量減少。

        3 小結(jié)

        采用頂空固相微萃取技術(shù),用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭提取白鰱魚(yú)肉中的揮發(fā)性成分,氣相色譜-質(zhì)譜測(cè)定,質(zhì)譜檢索和內(nèi)標(biāo)法對(duì)揮發(fā)性成分進(jìn)行定性和半定量分析,初步鑒定出46種化合物,并確定其相對(duì)百分含量。比較了新鮮白鰱魚(yú)肉和凍藏一周后魚(yú)肉揮發(fā)性成分的變化,結(jié)果表明,低溫凍藏使揮發(fā)性成分總含量下降55.11%,其中含羰基類的醛類和酮類含量顯著降低,導(dǎo)致此結(jié)果的原因之一是凍藏條件下,低溫抑制酶的活性,從而導(dǎo)致酶解產(chǎn)物同時(shí)也是風(fēng)味主體化合物的量減少。本研究對(duì)白鰱揮發(fā)性成分的鑒定以及在凍藏過(guò)程中的變化進(jìn)行分析,但凍藏過(guò)程中揮發(fā)性物質(zhì)的變化復(fù)雜多變,受多種因素影響,需要進(jìn)一步深入研究揮發(fā)性成分與魚(yú)肉中蛋白質(zhì)和酶的相互作用,其研究成果可為以后白鰱魚(yú)糜深加工提供理論基礎(chǔ)。

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        AnalysisofVolatileComponentsinFreshandForzenSilverCarpFish

        LI Yang1,2, WANG Chao2, HU Jian-zhong2, LIAO Li1, WANG Jun1, WANG Lan1, WU Wen-jin1, XIONG Guang-quan1, CHENG Wei1, LI Dong-sheng2, QIAO Yu1

        (1.ResearchInstituteofAgriculturalProductsProcessingandNuclear-AgriculturalTechnology,HubeiAcademyofAgriculturalSciences,AgriculturalProductsProcessingSubcenterofHubeiAgriculturalScience&TechnologyInnovationCenter,Wuhan430064,China; 2.CollegeofFoodandPharmaceutical,HubeiUniversityofTechnology,Wuhan430068,China)

        The volatile components of silver carp were extracted by headspace solid phase micro-extraction, and were identified by gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS). The volatile components in the fresh fish and frozen fish after 7 days were analyzed. The volatile components of silver carp were adsorbed by solid phase micro-extraction fiber. 46 volatile components are identified by comparing their mass spectra with the NIST mass spectral database and reference documents. The contents of aldehydes and ketones containing carbonyl are 84.91% and 94.74%, which decrease by 55.11% after frozen storage for 7 d. The contents of hexanal, benzaldehyde and 1-octen-3-ol are decreased 30%, 81%, 42%, respectively. Octanal,trans-2-dodecenal, octadecanal, 2, 3-octanedione and methyl nonyl ketone are not checked out after frozen storage. The content ofn-pentanol, hexanol andD-limonene are increased by 38%, 3%, 549%, respectively, meanwhile 15 compounds are not detected in fresh fish formed such as decanal,(E)-2-octenal, heptanol, 2,5-hexanedione,β-pinene and etc. The reason for the reduction of the volatile components of the silver carp was probably that inhibition of enzyme activity in low temperature resulted in reducing the amount of hydrolysates which were the major flavor compound in fish.

        headspase-solid phase micro-extraction(HP-SPME); gas chromatography-mass spectrometry(GC/MS); volatile components; frozen storage; silver carp

        2013-04-10;

        :2013-07-31

        國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金(31201317)資助

        李 陽(yáng)(1991~),男(漢族),湖北人,碩士研究生,食品風(fēng)味化學(xué)專業(yè)。E-mail: 623346434@qq.com

        喬 宇(1981~),女(漢族),天津人,副研究員,從事農(nóng)產(chǎn)品加工研究。E-mail: qiaoyu412@sina.com

        O 657.63

        :A

        :1004-2997(2014)01-0059-07

        10.7538/zpxb.2014.35.01.0059

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