張紅燕，李　曄，袁　貝，竺周斌，王求娟，陳義芳，董麗莎，王朝陽，司開學，韓姣姣，崔晨茜，蘇秀榕

（寧波大學海洋學院，浙江 寧波 315211）

金槍魚油脫臭過程中脂肪酸含量和揮發(fā)性風味成分解析

張紅燕，李曄，袁貝，竺周斌，王求娟，陳義芳，董麗莎，王朝陽，司開學，韓姣姣，崔晨茜，蘇秀榕*

（寧波大學海洋學院，浙江 寧波 315211）

為探討金槍魚油脫臭過程中揮發(fā)性物質(zhì)和脂肪酸含量隨溫度的變化，運用電子鼻和頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，對加熱脫臭魚油的揮發(fā)性成分和脂肪酸含量進行分析。結(jié)果表明，魚油中脂肪酸組成從C14～C22的飽和脂肪酸的含量有所降低，不飽和脂肪酸的含量有所增加。電子鼻能夠靈敏地檢測到魚油在加熱脫臭過程中氣味的變化。利用氣相色譜-質(zhì)譜從原料魚油、加熱150 ℃和200 ℃的脫臭魚油中分別檢出50、38 種和21 種揮發(fā)性化合物，包括醇類、醛類、酯類、酮類、烴類、酸類、雜環(huán)化合物等。原料魚油中的辛醛、壬醛、（E）-2-辛烯醛、1-戊烯-3-醇、2-十一烷酮使魚油具有濃重的腥臭味、土腥味、不愉快脂肪味；150 ℃脫臭魚油的主要揮發(fā)性風味物質(zhì)是辛醛、壬醛、（E）-2-辛烯醛，其含量有所減少，使得魚油的腥臭味有所減弱，10-十二碳炔-1-醇、2-丁基-1-辛醇增加了清香、木香和脂肪香；200 ℃脫臭魚油中辛醛、（E,E）-2,4-庚二烯醛、（E）-2-癸烯醛含量降低，使魚油呈現(xiàn)較弱的魚腥味。四氫-2H-吡喃-2-甲醇、2-乙基呋喃、2-戊基呋喃使魚油呈現(xiàn)一定的油脂氣息、青草味、蔬菜香味。

魚油脫臭；電子鼻；頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用；脂肪酸；主體風味

金槍魚是深海魚類，富含豐富的蛋白質(zhì)和二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸等ω-3不飽和脂肪酸，具有很高的生物活性［1］，是國際營養(yǎng)協(xié)會推薦的綠色無污染健康美食［2］。金槍魚每年生產(chǎn)加工量巨大，在生產(chǎn)加工過程中會產(chǎn)生大量的下腳料，如魚頭、魚骨、碎肉等。金槍魚魚油是魚粉加工的副產(chǎn)物，經(jīng)過堿煉、脫色、脫臭、冬化等步驟生產(chǎn)［3］，是一種營養(yǎng)價值很高的天然保健食品。

魚油在加工及貯藏過程中會產(chǎn)生一系列化學變化，包括不飽和脂肪酸氧化酸敗的產(chǎn)物以及外界混入的雜質(zhì)，這些物質(zhì)中的醛類、酮類、低級酸類等使魚油呈現(xiàn)一股腥臭味［4］。作為保健品及藥品原料使用的魚油，不進行脫臭處理直接食用會引起反胃、惡心嘔吐等不良反應［5］。因此脫臭是魚油精制的必需工藝，目的是通過金槍魚油中各個組分沸點的不同進行溫度控制，去除低碳鏈的臭味物質(zhì)。本實驗結(jié)合電子鼻與頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜（headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）聯(lián)用技術(shù)分析脫臭過程中不同加熱溫度處理金槍魚油的揮發(fā)性風味成分和脂肪酸含量的變化。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

脫臭前后的金槍魚油 寧波今日食品有限公司；丁酸甲酯、氫氧化鈉、甲醇（均為分析純），正己烷（色譜級） 寧波市鎮(zhèn)海航景生物科技有限公司。

1.2儀器與設備

PEN3便攜式電子鼻 德國Airsense公司；65 μm聚二甲基硅氧烷萃取頭 美國Supelco公司；7890 GC-MS GC儀 美國Agilent公司；M7-80EI型MS儀 北京普析通用儀器有限責任公司。

1.3方法

1.3.1揮發(fā)性物質(zhì)檢測

1.3.1.1樣品前處理

稱取脫臭過程中不同溫度條件下的魚油各10 μL，分裝于15 mL樣品瓶中用于電子鼻檢測。

稱取600 μL魚油樣品置于15 mL樣品瓶中，加入1.5 μL丁酸甲酯（89.8 μg/mL）作為內(nèi)標物，用聚四氟乙烯隔墊密封。將SPME（65 μm聚二甲基硅氧烷萃取頭）針頭插入待檢樣品瓶中，60 ℃條件下頂空吸附30 min，立即將萃取頭置于GC-MS聯(lián)用儀進樣口210 ℃解吸附2 min［6］。

1.3.1.2電子鼻檢測條件

電子鼻測試時間220 s，傳感器清洗時間300 s，零點計數(shù)100 s，內(nèi)部流量300 mL/min，進樣流量300 mL/min。每組5 個重復樣品。

1.3.1.3GC-MS檢測條件

GC檢測條件：VOCOL毛細管色譜柱（60 m× 0.32 mm，1.8 μm）；載氣He，流速1.0 mL/min；不分流進樣，恒壓35 kPa；進樣口與接口溫度均為210 ℃；檢測溫度210 ℃；升溫程序：起始柱溫設為35 ℃保持2 min，以3 ℃/min升至40 ℃，保留1 min；再以5 ℃/min升至210 ℃，保持25 min。

MS檢測條件：離子源溫度220 ℃；電子電離源；電子能量70 eV；掃描質(zhì)量范圍38～400 u；掃描時間63 min。

1.3.2脂肪酸含量測定

1.3.2.1魚油甲酯化

稱取60 mg魚油用正己烷溶解，定容至10 mL。吸取溶液2.0 mL于另一具塞試管中，加入2 mol/L NaOHCH3OH溶液和2 mol/L鹽酸-甲醇溶液進行皂化和甲酯化，用GC-MS聯(lián)用儀進行脂肪酸相對含量測定［7］。

1.3.2.2GC-MS檢測條件

GC檢測條件：DB-WAX聚乙二醇毛細管色譜柱（60 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣He，流速1.0 mL/min；不分流進樣；進樣量1 μL；恒壓35 kPa；進樣口與接口溫度均為250 ℃；檢測溫度250 ℃；程序升溫：起始柱溫設定為50 ℃保持1 min，以20 ℃/min 升至200℃，再以4 ℃/min升至230 ℃，保留15 min；最后以3 ℃/min升至250 ℃，保持9 min。

MS檢測條件：離子源溫度230 ℃；電子電離源；電子能量70 eV；掃描質(zhì)量范圍45～450 u；掃描時間46 min；溶劑延遲7 min。

1.4數(shù)據(jù)處理

電子鼻測定的數(shù)據(jù)采用PEN3自帶的WinMuster數(shù)據(jù)處理軟件進行主成分分析（principal component analysis，PCA）［8］。選取平穩(wěn)狀態(tài)下198～199 s的測量數(shù)據(jù)作為分析點，橫縱坐標包含了在PCA轉(zhuǎn)換中得到的PC1和PC2貢獻率［9-10］。

GC-MS聯(lián)用儀測得的數(shù)據(jù)定性分析時采用計算機的NIST質(zhì)譜和Willey譜庫做自動檢索，并參考相關(guān)文獻確定揮發(fā)性成分及脂肪酸種類，所得結(jié)果與譜庫中化合物相似度相比結(jié)果低于80（最大值100）的組分視為未鑒定出。并通過面積歸一化法確定各揮發(fā)性物質(zhì)的樣品峰面積［11-12］，采用內(nèi)標法確定脫臭魚油中揮發(fā)性化合物的含量［13-14］，以μg丁酸甲酯/g計。

用Excel 2003和SAS軟件進行數(shù)據(jù)分析。所有實驗均作3 次重復，測定結(jié)果以表示。實驗數(shù)據(jù)采用方差分析（ANOVA）進行鄧肯氏（Duncan）差異分析，以P＜0.05為顯著性差異。

2　結(jié)果與分析

2.1電子鼻檢測

圖1　不同溫度條件下脫臭魚油的PPCCAAFig.1　Principal component analysis of deodorizied fish oil obtained at different temperatures

如圖1所示，圖中每個橢圓代表不同溫度條件下脫臭魚油的數(shù)據(jù)采集點［15］。經(jīng)分析可得，PC1、PC2的方差貢獻率分別為95.20%和3.31%，總貢獻率為98.51%，可見PCA分析可用于區(qū)分不同溫度條件下脫臭魚油的氣味。經(jīng)過不同溫度處理后，魚油的氣味發(fā)生了變化并呈現(xiàn)一定的規(guī)律，分布在3個區(qū)域，原料油、150 ℃條件下的魚油各自分布在一個區(qū)域，160、180、200、220 ℃條件下的魚油氣味有重疊。因此運用HS-SPME-GC-MS聯(lián)用技術(shù)進一步分析，以探究脫臭魚油在加熱條件下?lián)]發(fā)性物質(zhì)發(fā)生的變化。

2.2GC-MS分析

2.2.1揮發(fā)性成分及含量

用GC-MS技術(shù)從原料油、150 ℃和200 ℃脫臭的魚油中分別鑒定出50、38 種和21 種揮發(fā)性化合物，包括醇類、醛類、酯類、酮類、烴類、酸類、雜環(huán)化合物等，如表1、圖2所示。

原料油的主要揮發(fā)性物質(zhì)是烴類（731.21 μg/g），其中含量較高的是十四烷（161.81 μg/g）、十五烷（380.03 μg/g）。醛類（279.15 μg/g）共檢測出17 種，其中含量較高的是辛醛（65.79 μg/g）、壬醛（49.30 μg/g）、（E）-2-辛烯醛（24.62 μg/g）、癸醛（19.26 μg/g）、（E）-2-壬烯醛（15.76 μg/g）。共檢測出5 種酮類，其中含量較高的是2-十一烷酮（14.34 μg/g）。含量相對較高的還有2-乙基己酸（42.86 μg/g）、2-乙基-呋喃（8.51 μg/g）、2-戊基-呋喃（7.08 μg/g）。

經(jīng)過150 ℃脫臭魚油主要的揮發(fā)性化合物為烴類物質(zhì)（811.68 μg/g），其中含量相對較高的仍然是十四烷、十五烷。醛類物質(zhì)共檢出15 種，含量有所降低（182.81 μg/g），其中辛醛、壬醛、（E）-2-辛烯醛、癸醛的含量相對較高。共檢測出2 種酮類物質(zhì)，2-十一烷酮（12.10 μg/g）、2,2-二甲基-3-庚酮（10.00 μg /g）。雜環(huán)類化合物的含量也有所降低，如圖2所示。

經(jīng)過200 ℃脫臭魚油烴類含量降低到371.47 μg/g。共檢測出3 種醛類物質(zhì)，其含量大大降低（12.30 μg/g）。酮類物質(zhì)的含量也有所降低（3.33 μg /g）。2-甲基-1-（1,1-二甲基乙基）-2-甲基-1,3-丙二醇丙酸酯的含量有所增加（137.56 μg /g）。雜環(huán)類化合物的含量降低（6.92 μg/g）。

表1　不同溫度條件下脫臭魚油的揮發(fā)性物質(zhì)成分及其含量Table1　SPME-GC-MS analysis results of deodorized fish oil obtained at different temperatures

續(xù)表1　μg/g

圖2　揮發(fā)性化合物種類含量Fig.2　Chemical classes of volatile compounds identified in tuna oil

2.2.2脂肪酸種類及相對含量

利用GC-MS技術(shù)從原料油、150 ℃和200 ℃的脫臭魚油中共鑒定出50 種脂肪酸，分布范圍為C14～C22，飽和脂肪酸共17 種，不飽和脂肪酸33 種，其中單不飽和脂肪酸共16 種，多不飽和脂肪酸共17 種，如表2所示。飽和脂肪酸的相對含量有所降低，從原料油的40.24%降低到220 ℃條件下脫臭魚油的38.60%。不飽和脂肪酸的相對含量有所增加，其中單不飽和脂肪酸的相對含量從原料油的25.26%降低到220 ℃條件下脫臭魚油的26.91%；多不飽和脂肪酸的相對含量基本無明顯變化。

表2　不同溫度條件下脫臭魚油的脂肪酸組成和相對含量Table2　Fatty acid composition and relative contents in deodorized fish oil obtained at different temperatures

3　討 論

3.1金槍魚油風味

3.1.1形成原料油嗅感的揮發(fā)性成分

金槍魚原料油中一般帶有濃重的腥臭味、土腥味、不愉快脂肪味。從HS-SPME-GC-MS分析結(jié)果可以看出，醛類、烴類是原料油嗅感的主要物質(zhì)。其中是辛醛、壬醛、（E）-2-辛烯醛、癸醛、（E）-2-壬烯醛是導致原料油產(chǎn)生腥臭味的主要物質(zhì)［16-17］。醛類的閾值一般較低，可能是金槍魚油中的多不飽和脂肪酸在酶和微生物的作用下發(fā)生氧化降解而生成的［18-19］。烴類物質(zhì)中含量較高的是十四烷、十五烷，其閾值一般較高，對揮發(fā)性風味貢獻較小。

醇類的風味閾值較醛酮類高，其中直鏈飽和醇的香味對魚油的揮發(fā)性風味貢獻非常小，但隨著碳鏈增長，香味增加，可產(chǎn)生清香、木香和脂肪香［20］。但有些不飽和醇閾值較低，可能會對魚油風味有較大貢獻。原料油中共檢測出1-戊烯-3-醇、1-辛醇、四氫-2H-吡喃-2-甲醇、2-乙基-2-己烯-1-醇4 種醇類物質(zhì)。1-辛醇含量較高，但其閾值較高，對原料油的整體風味貢獻較小。1-戊烯-3-醇含量較高，閾值較小，是原料魚油的魚腥味物質(zhì)［23］。

原料油中2-十一烷酮、1,4-環(huán)己二酮、6-甲基-2-庚酮含量較高，共同賦予原料油的脂香、奶油香、干酪香［21］，酮類的閾值比醛類高，是由多不飽和脂肪酸的氧化或熱降解、氨基酸降解或微生物氧化產(chǎn)生［22］。2-乙基己酸、二十二碳六烯酸在原料油中含量較高，可能會對原料魚油的整體風味產(chǎn)生一定的影響。

呋喃類物質(zhì)大多是亞油酸氧化產(chǎn)生的，原料油中共檢測出3 種呋喃類物質(zhì)，其中，2-乙基呋喃、2-戊基呋喃含量較高，且具有較低的閾值，對原料魚油的貢獻較大，使其呈現(xiàn)一定的焦香、豆香、果香、青香、蔬菜香、泥土香等。

3.1.2150 ℃脫臭魚油的風味

經(jīng)過150 ℃加熱后，辛醛、壬醛、（E）-2-辛烯醛、癸醛、（E）-2-壬烯醛等具有腥臭味物質(zhì)的含量有所減少，具有苦杏仁氣味的苯甲醛沒檢測出。呋喃類物質(zhì)含量有所減少，2-乙基呋喃具有焦香香氣，略有甜味；2-戊基呋喃是一種典型的油脂氧化產(chǎn)物，具有豆香、果香、青香及類似蔬菜的香韻［23］。呋喃類化合物大都具有很強的肉香味以及極低的香氣閾值，是糖的分解和美拉德反應的生成物［24］。醇類物質(zhì)中1-戊烯-3-醇、1-辛醇的含量有所增加，新檢測出了10-十二碳炔-1-醇、2-丁基-1-辛醇2 種物質(zhì)，它們閾值較小，對揮發(fā)性風味有一定的影響，貢獻了清香、木香和脂肪香。另外，150 ℃加熱后酮類物質(zhì)的含量有所減少。

3.1.3200 ℃脫臭魚油的風味

200 ℃加熱處理的脫臭魚油的腥臭味大大減弱，其中揮發(fā)性物質(zhì)中烴類的含量較高，可能是因為高溫使脫臭魚油中脂肪酸烷氧自由基裂解而產(chǎn)生，但烴類物質(zhì)的閾值較高，對風味的整體作用不大［25］。與150 ℃脫臭魚油相比醛類、酮類、呋喃類物質(zhì)的含量大大減少。使得200 ℃脫臭魚油的揮發(fā)性風味較前2種弱的原因可能是高溫使魚油中脂肪酸氧化加劇。

3.2脂肪酸組成及相對含量變化

金槍魚油中脂肪酸的組成分布范圍主要為C14～C22，與相關(guān)文獻［26］報道的結(jié)論相似。脂肪酸種類比朱碧英等［26］報道的多幾種，但是基本脂肪酸種類相似。主要原因可能是不同季節(jié)不同種類的魚所含脂肪酸的種類及百分比是不同的。經(jīng)150 ℃和200 ℃脫臭后，飽和脂肪酸的相對含量有所降低，不飽和脂肪酸的相對含量有所增加。

4　結(jié) 論

電子鼻檢測脫臭的金槍魚魚油揮發(fā)性物質(zhì)差異顯著，建立模型后可用于脫臭魚油品質(zhì)的快速鑒定以及不同溫度條件下脫臭魚油的揮發(fā)性風味物質(zhì)的區(qū)分。

通過HS-SPME-GC-MS聯(lián)用技術(shù)發(fā)現(xiàn)：原料魚油的烴類、醛類物質(zhì)使魚油具有濃重的腥臭味、土腥味、不愉快脂肪味，其中主要的物質(zhì)是辛醛、壬醛、（E）-2-辛烯醛、1-戊烯-3-醇、2-十一烷酮；150 ℃ 脫臭魚油的主要揮發(fā)性風味物質(zhì)是辛醛、壬醛、（E）-2-辛烯醛，含量有所減少，使得魚油的腥臭味有所減弱，10-十二碳炔-1-醇、2-丁基-1-辛醇貢獻了清香、木香和脂肪香；200 ℃脫臭魚油辛醛、（E,E）-2,4-庚二烯醛、（E）-2-癸烯醛使魚油呈現(xiàn)較弱的魚腥味，四氫-2H-吡喃-2-甲醇、2-乙基呋喃、2-戊基呋喃使魚油呈現(xiàn)一定的油脂氣息、青草味、蔬菜香味。

金槍魚油中脂肪酸的組成分布范圍主要為C14～C22，經(jīng)150 ℃和200 ℃脫臭后，飽和脂肪酸的相對含量有所降低（40.24%降低到38.60%）。不飽和脂肪酸的相對含量有所增加，其中單不飽和脂肪酸的相對含量從原料油的25.26%降低到220 ℃條件下脫臭魚油的26.91%；多不飽和脂肪酸的相對含量基本無明顯變化。

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Changes in Fatty Acid Composition and Volatile Compounds of Tuna Oil Following Deodorization Process

ZHANG Hongyan, LI Ye, YUAN Bei, ZHU Zhoubin, WANG Qiujuan, CHEN Yifang, DONG Lisha, WANG Zhaoyang, SI Kaixue, HAN Jiaojiao, CUI Chenxi, SU Xiurong*
（School of Marine Sciences, Ningbo University, Ningbo 315211, China）

The present study aimed to investigate the changes in fatty acid composition and volatile compounds of tuna oil following deodorization by using electronic nose （E-nose） and headspace-solid-phase-microextraction-gas chromatographymass spectrometry analysis （HS-SPME-GC-MS）. Results showed the contents of saturated fatty acids （C14-C22） in tuna oil decreased whereas unsaturated fatty acids increased following deodorization process. E-nose was able to detect the changes in volatile compounds of tuna oil with high sensitivity. Before and following deodorization at 150 and 200 ℃, a total of 50, 38 and 21 volatile compounds namely alcohols, aldehydes, ketones, esters, hydrocarbons, acids and heterocyclic compounds were identifi ed using GC-MS. The major volatile compounds in tuna oil were identifi ed as octanal, nonanal,（E）-2-octenal, 1-penten-3-ol and 2-undecanone, which contributed to the unpleasant earthy and fishy smell of tuna oil. Following deodorization at 150 ℃, the amounts of octanal, nonanal and （E）-2-octenal in tuna oil signifi cantly decreased, resulting in a signifi cant decrease in its unpleasant earthy and fi shy smell, whereas 10-dodecyn-1-ol and 2-butyl-1-octanol significantly increased, giving a characteristic woody and fatty aroma. A higher deodorization temperature of 200 ℃signifi cantly decreased the contents of octanal, （E,E）-2,4-heptadienal and （E）-2-decene aldehyde and increased the contents of tetrahydro-2H-pyran-2-methanol, 2-ethyl-furan, and 2-pentyl furan in tuna oil. Tetrahydropyran-2-methanol, 2-ethyl furan and 2-pentyl furan were responsible for the fatty, grass and green aroma of tuna oil.

deodorization fish oil； electronic nose； headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry （HS-SPME-GC-MS）； fatty acid； volatile compounds

10.7506/spkx1002-6630-201620010

TS254.1

A

1002-6630（2016）20-0057-06

張紅燕, 李曄, 袁貝, 等. 金槍魚油脫臭過程中脂肪酸含量和揮發(fā)性風味成分解析［J］. 食品科學, 2016, 37（20）： 57-62.

DOI：10.7506/spkx1002-6630-201620010. http：//www.spkx.net.cn

ZHANG Hongyan, LI Ye, YUAN Bei, et al. Changes in fatty acid composition and volatile compounds of tuna oil following deodorization process［J］. Food Science, 2016, 37（20）： 57-62. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/spkx1002-6630-201620010. http：//www.spkx.net.cn

2016-04-22

國家海洋經(jīng)濟創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域示范項目（2013710）；寧波市科技局農(nóng)業(yè)與社發(fā)重大科技項目（2010C10040）；寧波市教育局重點學科資助項目（szxl1070）；浙江省重中之重學科開放基金項目 （F01728144200）

張紅燕（1992—），女，碩士研究生，研究方向為食品工程。E-mail：m18892615562@163.com

蘇秀榕（1956—），女，教授，博士，研究方向為食品安全、生物與分子生物學。E-mail：suxiurong@nbu.edu.cn