馮 靜,林婉玲,李來(lái)好,*,楊賢慶,王錦旭,黃 卉,胡 曉,郝淑賢,吳燕燕

(1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所,農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,國(guó)家水產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)中心,廣東廣州 510300;2.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院,上海 201306)

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草魚(yú)脆化過(guò)程中肌肉揮發(fā)性成分變化

馮 靜1,2,林婉玲1,李來(lái)好1,*,楊賢慶1,王錦旭1,黃 卉1,胡 曉1,郝淑賢1,吳燕燕1

(1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所,農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,國(guó)家水產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)中心,廣東廣州 510300;2.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院,上海 201306)

為了探討草魚(yú)脆化過(guò)程中肌肉揮發(fā)性成分的變化,采用固相微萃取(SPME)和氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用技術(shù),對(duì)草魚(yú)脆化過(guò)程不同時(shí)期的肌肉揮發(fā)性成分進(jìn)行分析。結(jié)果顯示:共鑒定出揮發(fā)性成分61種,在草魚(yú)脆化過(guò)程中,醇類和其他類物質(zhì)相對(duì)含量在20 d時(shí)增加,之后呈下降趨勢(shì)。在脆化養(yǎng)殖的40 d前,烴類物質(zhì)相對(duì)含量在增加,而醛酮類物質(zhì)含量在減少,但其相對(duì)含量仍較高;而40 d后,前者相對(duì)含量大幅減少,100 d時(shí)含量極低,而后者相對(duì)含量大幅增加,100 d時(shí)含量極高。在整個(gè)脆化過(guò)程中,醛酮類物質(zhì)對(duì)草魚(yú)肉風(fēng)味起到主要作用,普通草魚(yú)中相對(duì)含量較高的是壬醛和2,3-辛二酮,分別為18.18%和32.12%。到了脆化末期,壬醛和2,3-辛二酮的相對(duì)含量分別減少至5.45%和12.71%,而己醛達(dá)到65.52%。此外,其他類物質(zhì)閾值較高或含量較少,對(duì)其風(fēng)味影響較小。

草魚(yú),揮發(fā)性成分,固相微萃取,氣相色譜-質(zhì)譜

草魚(yú)(Ctenopharyngodonidella)又名鯇魚(yú),是我國(guó)一種常見(jiàn)的淡水魚(yú)品種,它養(yǎng)殖成本低,分布范圍廣,產(chǎn)量在淡水魚(yú)總產(chǎn)量中約占20%[1-3]。但是隨著生活水平的改善,人們對(duì)魚(yú)肉的需求從量到質(zhì)發(fā)生了改變,而草魚(yú)肉質(zhì)松軟,口感不佳,這就要求對(duì)魚(yú)肉的品質(zhì)進(jìn)一步加強(qiáng)。喂食蠶豆是近年來(lái)改變草魚(yú)肉質(zhì)的方法之一,通過(guò)進(jìn)食蠶豆約100 d后,其肉質(zhì)發(fā)生改變,脆化后的草魚(yú)稱“脆肉鯇(CtenopharyngodonidellusC.et V)”。脆肉鯇肉質(zhì)緊實(shí)爽脆、味道鮮美,賦予了人們特殊的口感,同時(shí)提升了經(jīng)濟(jì)價(jià)值[4]。

目前有關(guān)魚(yú)肉揮發(fā)性的研究報(bào)道很多,如草魚(yú)[5-8]、鰱肉[9]、鮐魚(yú)[10]、大菱鲆魚(yú)[11]等,而對(duì)于脆肉鯇的研究主要集中在以下方面,即脆化前后草魚(yú)的生長(zhǎng)特性、營(yíng)養(yǎng)成分、肌肉品質(zhì)、生理生化指標(biāo)及消化酶等特征的變化,而對(duì)于其揮發(fā)性風(fēng)味方面報(bào)道較少,僅見(jiàn)榮建華等[12]研究發(fā)現(xiàn)采用不同的加熱方式和溫度,脆肉鯇魚(yú)肉揮發(fā)性物質(zhì)的種類和含量不同,以己醛、壬醛、己醇、1-辛烯-3-醇等為主。關(guān)于改用蠶豆飼養(yǎng)后,脆化過(guò)程中草魚(yú)的各種特征的變化,有學(xué)者研究了草魚(yú)在脆化過(guò)程中肌肉的基本營(yíng)養(yǎng)成分、質(zhì)構(gòu)特性、蛋白質(zhì)及氨基酸等的變化規(guī)律[13-15],發(fā)現(xiàn)脆化養(yǎng)殖后期水分、粗脂肪顯著減少,而粗蛋白顯著增加;硬度、彈性、咀嚼性等在脆化過(guò)程中一直升高;肌原纖維、肌漿、基質(zhì)等蛋白伴隨著脆化也在上升。Wu等[16]發(fā)現(xiàn)草魚(yú)脆化過(guò)程中,肌纖維直徑和間距在減小,而肌纖維密度和肌節(jié)長(zhǎng)度在增加。此外,吳康等[17]研究發(fā)現(xiàn)草魚(yú)脆化養(yǎng)殖60 d前抗氧化能力加強(qiáng),之后則恢復(fù)到普通草魚(yú)水平。然而,在脆化過(guò)程中,草魚(yú)肌肉的揮發(fā)性成分是如何變化的,卻未見(jiàn)有報(bào)道。因此,為了研究草魚(yú)脆化過(guò)程中肌肉揮發(fā)性成分的變化,本實(shí)驗(yàn)采用固相微萃取(SPME)和氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用技術(shù),對(duì)脆化過(guò)程中的草魚(yú)定期取樣,測(cè)定和分析其揮發(fā)性成分,為脆化草魚(yú)肉的風(fēng)味品質(zhì)的控制提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

不同脆化期的草魚(yú) 廣東省中山市的某養(yǎng)殖場(chǎng)提供;NaCl 分析純,廣州化學(xué)試劑廠。

DVB-PDMS 65 μm萃取頭 美國(guó)Supelco公司;GCMS-QP2010氣質(zhì)聯(lián)用儀 日本島津公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品制備 草魚(yú)以池塘形式飼喂蠶豆100 d,定期取樣6次,取樣間隔約為20 d,每條魚(yú)的平均重量約為4.5～5 kg。捕撈后的活魚(yú)裝袋充氧運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,隨即放入冰水混合物中一段時(shí)間,使草魚(yú)冰暈。取出后,去鱗及內(nèi)臟,然后在自來(lái)水中沖洗干凈,取魚(yú)背肌肉切小塊,絞碎,分裝于包裝袋中,置于-20 ℃凍藏,供實(shí)驗(yàn)測(cè)定用。

1.2.2 固相微萃取 準(zhǔn)確稱取不同取樣期的絞碎草魚(yú)肉1 g,并加入5 mL飽和NaCl溶液,勻漿后置于15 mL樣品瓶中。將65 μm DVB-PDMS萃取頭插入內(nèi)置磁力攪拌子的樣品瓶中,于65 ℃下頂空萃取40 min,待萃取完畢后,將萃取頭迅速轉(zhuǎn)移至氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)樣口進(jìn)行熱解吸進(jìn)樣。

1.2.3 色譜條件 色譜柱為DB-5MS(30 m×0.25 mm,0.25 μm);程序升溫:柱初溫40 ℃,保持3 min,以4 ℃/min的速度升溫到160 ℃保持5 min,再以10 ℃/min上升到250 ℃保持5 min;載氣:氦氣,流量1.0 mL/min;采用恒線速度,分流比為1∶20。

1.2.4 質(zhì)譜條件 離子源溫度為230 ℃;電子能量70 eV;質(zhì)量掃描范圍35～350 m/z。

1.3 數(shù)據(jù)處理

1.3.1 定性分析 分析結(jié)果經(jīng)計(jì)算機(jī)NIST和Wiley譜庫(kù)檢索定性,取匹配度80%以上者。

1.3.2 定量分析 用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,按面積歸一化法計(jì)算不同取樣期樣品中揮發(fā)性成分的相對(duì)含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 草魚(yú)脆化過(guò)程中肌肉揮發(fā)性成分的變化

對(duì)脆化過(guò)程中不同取樣期的草魚(yú)肌肉進(jìn)行揮發(fā)性成分分析,經(jīng)NIST和Wiley譜庫(kù)檢索鑒定,按面積歸一化法確定各成分的相對(duì)含量,其結(jié)果見(jiàn)表1。

2.1.1 醛類物質(zhì)的變化 從表1可以看出,有23種醛類物質(zhì)在草魚(yú)脆化過(guò)程中被鑒定出來(lái),在不同取樣期均被鑒定出的有5種,分別是庚醛、(E)-2-辛烯醛、壬醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛和2-十一烯醛。在普通草魚(yú)中檢測(cè)出醛類物質(zhì)20種,但是從20 d到40 d,減少至8種,40 d后增加至100 d的15種。脆化養(yǎng)殖60 d之前,在這些醛類物質(zhì)中,壬醛的相對(duì)含量最高,從普通草魚(yú)中的18.18%一直上升至40 d的32.81%,40 d后降至60 d的19.97%。60 d之后,己醛的相對(duì)含量最高,從80 d的62.95%上升至100 d的65.52%。在脆化的整個(gè)過(guò)程中,(E)-2-辛烯醛的相對(duì)含量也較高,從普通草魚(yú)的3.94%上升至20 d的10.13%,40 d下降至2.36%,而后上升至60 d的9.82%,最后下降至80 d的2.65%和100 d的3.27%。(E,E)-2,4-癸二烯醛的相對(duì)含量在整個(gè)脆化過(guò)程有所下降,從普通草魚(yú)的1.91%降至100 d的1.52%,過(guò)程中呈先上升后下降趨勢(shì)。而2-十一烯醛和庚醛,分別除了20 d和40 d時(shí)增加,整體呈下降趨勢(shì)。醛類物質(zhì)具有較低的閾值[18],它主要是一些脂肪酸通過(guò)脂肪氧合酶氧化產(chǎn)生的[19],擁有特殊的脂肪香氣,因此對(duì)魚(yú)肉的風(fēng)味起到重要作用[10,20]。其中諸如己醛、庚醛、辛醛、壬醛等飽和直鏈醛會(huì)有一些刺激、辛辣的特殊氣味[6]。本實(shí)驗(yàn)中,在脆化養(yǎng)殖的60 d前,含量最高的是具有魚(yú)腥味的壬醛,在40 d時(shí)含量達(dá)到32.81%,并且它的閾值為1 μg·kg-1,因此其對(duì)風(fēng)味具有重要的影響。而60 d之后,壬醛含量逐漸減少,在前期未檢測(cè)到的己醛含量變得最高,100 d時(shí)高達(dá)65.52%。它具有明顯的青草味,在淡水、海水的魚(yú)肉揮發(fā)性成分中普遍存在,并且與C8-、C9-的化合物共同作用影響魚(yú)肉的風(fēng)味[9],并且其閾值為4.5 μg·kg-1,因此在后期它對(duì)魚(yú)肉的風(fēng)味起到了重大作用。而庚醛有魚(yú)腥味,辛醛表現(xiàn)出脂肪氣味,它們對(duì)草魚(yú)肉的風(fēng)味都起到一定的作用。此外,Josephson[21]等發(fā)現(xiàn),一些烯醛類物質(zhì)與淡水魚(yú)的氣味相關(guān),本實(shí)驗(yàn)檢出多種此類物質(zhì),其中(E)-2-辛烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛在脆化過(guò)程中均檢出,且含量較高,前者具有清香、脂肪氣味,后者具有油炸、脂肪香氣,并且二者閾值都較低[22-23],因此對(duì)魚(yú)肉風(fēng)味做出了貢獻(xiàn)。還有一些長(zhǎng)鏈醛類,如十一醛在普通草魚(yú)、20 d和40 d檢出,40 d之后未檢出,到100 d時(shí)又出現(xiàn),十二醛和十三醛僅在普通草魚(yú)中出現(xiàn),而十四醛在普通草魚(yú)和100 d時(shí)檢測(cè)出。有研究指出十二醛有柑橘香[8],十四醛呈現(xiàn)出桃子氣味。這些長(zhǎng)鏈醛本身閾值雖較高,卻可以充當(dāng)某些芳香化合物的前體物[24]。

續(xù)表

注:ND表示成分未檢測(cè)出。由此看出,普通草魚(yú)中含量最高的是壬醛,含量為18.18%,具有青草味、脂肪味,隨著脆化的進(jìn)行,其含量減少,到了脆化后期,含量?jī)H為5.45%,而此時(shí)最高的為己醛,含量達(dá)到65.52%,具有脂肪味。因此,脆化后魚(yú)肉以脂肪氣味為主,是風(fēng)味的主要貢獻(xiàn)。

2.1.2 酮類物質(zhì)的變化 表1顯示,在草魚(yú)脆化過(guò)程中共檢測(cè)到5種酮類化合物,分別是2,3-辛二酮、1-辛烯-3-酮、3-辛烯-2-酮、4-壬酮、3,5-辛二烯-2-酮。酮類物質(zhì)主要是通過(guò)不飽和脂肪酸的熱氧化、降解形成的[25],具有焦味、脂肪味,且閾值遠(yuǎn)高于醛[26],相對(duì)于醛,其對(duì)魚(yú)肉風(fēng)味貢獻(xiàn)較小,主要對(duì)腥味起到一定的增強(qiáng)作用,烯酮類物質(zhì)尤為突出,如3,5-辛二烯-2-酮。這與孫靜[27]、徐永霞[11]等分別在研究大眼金槍魚(yú)和大菱鲆魚(yú)肉得到的結(jié)果一致。此外,2,3-辛二酮在普通草魚(yú)中含量為32.12%,20 d到60 d未檢出,而后降至80 d的13.94%和100 d的12.71%。而1-辛烯-3-酮在脆化過(guò)程中均檢測(cè)出,從普通草魚(yú)的1.08%降至40 d的0.30%,而后升至60 d的1.19%,之后降至80 d的0.57%,最后增至100 d的1.17%。已有研究報(bào)道,它們對(duì)草魚(yú)的氣味發(fā)揮了一定的作用[7]。

2.1.3 醇類物質(zhì)的變化 醇類化合物主要通過(guò)不飽和脂肪酸在某些特殊脂肪氧合酶作用下形成,呈現(xiàn)出的氣味較柔和,具有芳香、植物香等[28]。如表1所示,草魚(yú)脆化過(guò)程中共檢測(cè)到6種醇類化合物,但本實(shí)驗(yàn)所測(cè)出的這6種物質(zhì)幾乎都是在某些取樣期出現(xiàn)。其中(E)-2-癸烯-1-醇、1-十二醇、2-乙基-1-十二醇,它們僅在100 d時(shí)測(cè)出,相對(duì)含量分別為0.02%、0.03%、0.03%。此外,(E)2-癸烯醇僅出現(xiàn)在普通草魚(yú)和脆化養(yǎng)殖的80 d,含量極低。相比于醛酮類物質(zhì),醇類化合物閾值較高,因此本實(shí)驗(yàn)中所檢測(cè)的醇類物質(zhì)對(duì)草魚(yú)脆化過(guò)程中的魚(yú)肉風(fēng)味貢獻(xiàn)極小。

2.1.4 烴類物質(zhì)的變化 表1可以看出,草魚(yú)脆化過(guò)程中共檢測(cè)出23種烴類物質(zhì),總的相對(duì)含量在脆化養(yǎng)殖前期一直升高至40 d的27.33%,40 d后含量開(kāi)始減少,后期降幅較大,到100 d時(shí)含量只有1.42%。其中長(zhǎng)葉烯、十五烷在各個(gè)取樣期均檢出,長(zhǎng)葉烯具有木香、丁香香氣[29]。草魚(yú)脆化過(guò)程中,與前面兩種烴類物質(zhì)相比,其他烴類物質(zhì)變化差異大。烴類物質(zhì)主要通過(guò)脂肪酸烷氧自由基的均裂而產(chǎn)生[26],大量研究表明,各種烷烴在魚(yú)類揮發(fā)性成分中普遍存在,但是其閾值較高,因而對(duì)整體風(fēng)味影響不大。而(E)-3-十六碳烯、8-十七碳烯等烯烴可能在某些特殊條件下形成醛或酮,對(duì)腥味起到潛在作用。

2.1.5 其他物質(zhì)的變化 如表1所示,草魚(yú)脆化過(guò)程中還檢測(cè)出3種酯類物質(zhì)和n-棕櫚酸。鄰苯二甲酸二乙酯的相對(duì)含量從普通草魚(yú)的0.23%上升至20 d的2.57%,之后一直下降,它在譚汝成[30]等分析臘魚(yú)的揮發(fā)性成分中有報(bào)道,而其他兩種酯類物質(zhì)在脆化養(yǎng)殖過(guò)程中變化差異大。大多數(shù)酯類物質(zhì)可以產(chǎn)生香氣,表現(xiàn)出水果的氣味[31],給予魚(yú)肉特殊風(fēng)味。而n-棕櫚酸從普通草魚(yú)的5.38%增至20 d的8.96%,然后逐漸減少,它在以往研究發(fā)現(xiàn)較少,僅在一些植物藥材的揮發(fā)性成分中檢測(cè)出,因此對(duì)魚(yú)肉風(fēng)味幾乎沒(méi)有貢獻(xiàn)。

2.2 草魚(yú)脆化過(guò)程中肌肉揮發(fā)性成分含量和種類的變化

表2 草魚(yú)脆化過(guò)程中肌肉揮發(fā)性成分相對(duì)含量及種類

采用GC-MS對(duì)草魚(yú)脆化過(guò)程中不同取樣期的肌肉進(jìn)行揮發(fā)性成分的檢測(cè),共鑒定出61種揮發(fā)性成分。如表2所示,可以分為醛類、酮類、醇類、烴類和其他等。在草魚(yú)脆化過(guò)程中,普通草魚(yú)與脆化養(yǎng)殖20、40、60、80、100 d的草魚(yú),分別鑒定出46、25、23、22、25、33種揮發(fā)性成分,其中醛酮類及烴類物質(zhì)相對(duì)含量較多。就揮發(fā)性成分的種類來(lái)說(shuō),在不同的取樣期,它們的相對(duì)含量在發(fā)生變化。普通草魚(yú)到脆化養(yǎng)殖40 d,醛類和酮類物質(zhì)的相對(duì)含量減少,60 d之后醛類物質(zhì)含量一直增加。脆化雖然減少了醛類物質(zhì)的種類,但含量不斷增加,以脂肪氣味為主,是魚(yú)肉風(fēng)味的主要貢獻(xiàn)。而酮類物質(zhì)與普通草魚(yú)相比,均低于普通草魚(yú),其中以2,3-辛二酮產(chǎn)生作用的腥味有一定的減弱。醇類物質(zhì)從普通草魚(yú)到脆化養(yǎng)殖20 d含量增加,20 d到80 d含量減少,80 d后稍有增加。而烴類物質(zhì)從普通草魚(yú)到脆化養(yǎng)殖40 d相對(duì)含量一直大幅增加,但40 d之后相對(duì)含量大幅減少。其他類物質(zhì)主要為n-棕櫚酸、草酸-4-氯苯辛酯、硫酸己十五烷酯、鄰苯二甲酸二乙酯,它們的相對(duì)含量在20 d時(shí)增加,之后一直下降至80 d,100 d時(shí)有所增加。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)采用固相微萃取和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)草魚(yú)脆化飼養(yǎng)過(guò)程中肌肉的揮發(fā)性成分進(jìn)行測(cè)定,共鑒定了61種揮發(fā)性物質(zhì),分為醛類、酮類、醇類、烴類和其他等。在草魚(yú)脆化過(guò)程中,醇類和其他類物質(zhì)相對(duì)含量在20 d時(shí)增加,之后呈下降趨勢(shì),且含量低,對(duì)魚(yú)肉風(fēng)味貢獻(xiàn)不大。而在脆化養(yǎng)殖的40 d前,烴類物質(zhì)相對(duì)含量在增加,而醛酮類物質(zhì)含量在減少,但是其相對(duì)含量仍較高,而40 d后,前者相對(duì)含量大幅減少,到了100 d時(shí)含量極低,而后者含量大幅增加,100 d時(shí)含量極高,因此,整個(gè)脆化過(guò)程中,醛酮類物質(zhì)對(duì)草魚(yú)肉風(fēng)味起到主要作用,普通草魚(yú)中含量較高的是壬醛和2,3-辛二酮,前者含量為18.18%,具有青草味、脂肪味;后者含量為32.12%,對(duì)魚(yú)肉腥味有一定的作用。但到了脆化后期,二者含量減少,此時(shí)含量最高的為己醛,含量達(dá)到65.52%,具有脂肪味。因此,脆化后魚(yú)肉腥味會(huì)有減弱,以脂肪氣味為主,是魚(yú)肉風(fēng)味的主要貢獻(xiàn)。而烴類等其他類物質(zhì)閾值較高或含量較低,對(duì)其風(fēng)味影響較小。

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Changes in volatile components of grass carp muscle during crisping process

FENG Jing1,2,LIN Wan-ling1,LI Lai-hao1,*,YANG Xian-qing1,WANG Jin-xu1, HUANG Hui1,HU Xiao1,HAO Shu-xian1,WU Yan-yan1

(1.Key Laboratory of Aquatic Product Processing,Ministry of Agriculture;National R & D Center for Aquatic Product Processing;South China Sea Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences,Guangzhou 510300,China; 2.College of Food Science and Technology,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China)

To study the changes in volatile components of grass carp muscle during crisping process,samples were acquired and measured periodically by solid phase micro-extraction(SPME)and gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS),a total of 61 volatile components were identified. The results showed that relative content of alcohols and other kinds increased at crisped breeding 20 d,and then decreased during the crisping process of grass carp. Before crisped breeding 40 d,the relative content of alkanes increased,whereas aldoketones decreased,but the relative content was still higher. After 40 d,the relative content of the former decreased greatly and remained in a very low level at 100 d,whereas the later increased greatly and remained in a very high level at 100 d. Aldoketones were the major effects to the flavor of grass carp muscle,the higher contents of nonanal and 2,3-Octanedione were 18.18% and 32.12% in common grass carp,respectively. By the end of crispness,the contents of those decreased to 5.45% and 12.71%,respectively,while the content of hexanal was 65.52%. Besides,other kinds of volatile components were considered lower effect on flavor due to their high odor thresholds or low contents.

grass carp;volatile components;solid phase micro-extraction(SPME);gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS)

2016-04-11

馮靜(1990-)，男，碩士研究生，研究方向：水產(chǎn)品加工，E-mail：shoufengjing@163.com。

*通訊作者:李來(lái)好(1963-)，男，博士，研究員，研究方向：水產(chǎn)品加工與質(zhì)量安全，E-mail：laihaoli@163.com。

國(guó)家自然科學(xué)基金(31401625)；廣州市珠江科技新星專項(xiàng)(2014J2200019)；廣東省省級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目(2015A020209040)；國(guó)家支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015BAD17B03-1)；廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(1561000228)。

TS254.1

A

1002-0306(2016)22-0126-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.22.017