吳建中，王倩倩，廖順，吳康，趙謀明

1(暨南大學，食品科學與工程系，廣東 廣州，510632) 2(華南理工大學 食品科學與工程學院，廣東 廣州，510643)

水產(chǎn)品味道鮮美，營養(yǎng)豐富，為人們所喜愛。但許多水產(chǎn)品具有強烈的腥味，消費者難以接受，限制了其市場的拓展。已知的魚腥味物質(zhì)主要有胺類[1-2]、揮發(fā)性含硫化合物[3]、揮發(fā)性低級脂肪酸、揮發(fā)性羰基化合物[4-5]等。這些揮發(fā)性物質(zhì)的不同組合，構(gòu)成了魚類特有的腥味。

現(xiàn)有的水產(chǎn)品脫腥方法大致分為物理法、化學法、生物法及復(fù)合脫腥法[6]。其中屬于生物法的酵母發(fā)酵脫腥因為成本低廉，操作簡單，效果顯著，受到廣泛關(guān)注。金晶等[7]利用活性干酵母發(fā)酵法對淡水魚魚糜進行脫腥；曾紹東[8]綜合比較了活性炭吸附、陽離子交換樹脂吸附以及酵母發(fā)酵的脫腥效果，發(fā)現(xiàn)活性炭吸附和陽離子交換樹脂吸附都能夠脫除羅非魚水解液的腥味，但會造成蛋白質(zhì)的大量損失；而酵母發(fā)酵不僅脫腥效果好，而且不會造成蛋白質(zhì)的損失；武利剛等[9]比較了活性炭和酵母粉對蝦頭、蝦殼水解液脫腥，脫苦的效果；錢攀等[10]采用活性炭吸附法、β-CD包埋法、紅茶浸泡法和酵母發(fā)酵法對鰱魚魚肉進行脫腥，發(fā)現(xiàn)酵母脫腥法處理后的魚肉腥味大大降低，且發(fā)酵后的魚肉有一股特有的香味。總的來說，酵母發(fā)酵法脫腥效果顯著，無蛋白質(zhì)損失，是目前脫腥研究的熱點。

秋刀魚產(chǎn)量大，營養(yǎng)價值高，價格低廉，是一種具有代表性的大宗海產(chǎn)魚類[11-13]。其腥味特點與大多數(shù)海產(chǎn)紅肉魚相似，具有代表性。目前有人嘗試采用一些低值紅肉魚(如鮐魚、竹莢魚、沙丁魚等)生產(chǎn)魚肉水解蛋白或濃縮魚湯，但強烈的魚腥味讓消費者難以接受。由于魚肉水解蛋白和濃縮魚湯的腥味相似，本文以不同方法處理的秋刀魚湯為研究對象，采用同時蒸餾萃取法[14-15]提取秋刀魚湯中的揮發(fā)性成分，并用GC-MS法對萃取物質(zhì)進行分析，從中篩選可能的腥味物質(zhì)，分析酵母發(fā)酵脫除腥味物質(zhì)的原因，對酵母發(fā)酵脫除魚湯腥味的機理進行初探。

1 試劑與方法

1.1 材料與試劑

秋刀魚,鱻滿十二號，2016年7月船上凍結(jié)。

安琪高活性干酵母，湖北安琪酵母股份有限公司；二甲基硅油(分析純),國藥集團化學試劑有限公司； C7～C30正構(gòu)烷烴，美國supelco公司；NaCl、無水Na2SO4、甲醇、CH2Cl2(分析純)，天津市科密歐化學試劑有限公司；2-甲基-1-戊醇，德國Dr.Ehrenstorfer公司。

1.2 儀器與設(shè)備

同時蒸餾萃取裝置(SDE)，廣州東巨實驗儀器有限公司；7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜分析儀，美國安捷倫科技有限公司；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，鞏義市予華儀器有限責任公司；B-260恒溫水浴鍋，上海亞榮生化儀器廠；RE52CS-2旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品的制備

秋刀魚湯制備工藝流程見圖1。

為研究酵母發(fā)酵脫腥的機理，制備4組樣品，分別是未發(fā)酵魚湯組、加安琪酵母未發(fā)酵魚湯組、加安琪酵母并發(fā)酵魚湯組、過濾后的發(fā)酵魚湯組，具體制備方法見表1。

圖1 魚湯的制備工藝流程

Fig.1 Preparation process of fish soup注：[1]m(秋刀魚)∶m(水)=1∶2；[2]用高壓鍋高溫高壓蒸煮40 min；[3]安琪活性干酵母添加質(zhì)量分數(shù)1%、溫度36 ℃、時間1.5 h[8])

表1 不同秋刀魚魚湯的處理方法

1.3.2 腥味評判

感官評定法,采用描述分析法對4組秋刀魚魚湯樣品進行嗅覺檢驗，在常溫下，依次對不同樣品進行檢驗，每檢驗一段時間后，應(yīng)做適當時間的休息。采用1～ 5分作為腥味強弱標準(0：不存在腥味，1：剛好可識別腥味，2：腥味弱，3：腥味中等，4：腥味強，5：腥味極強)，以9人評分的平均值作為評分結(jié)果，同時給出標準偏差[16]。

1.3.3 同時蒸餾萃取揮發(fā)性成分

將不同組別的魚湯200 g，置于同時蒸餾裝置的500 mL圓底燒瓶中，滴加1 mL二甲基硅油(消泡)，若干玻璃珠；在另一側(cè)的100 mL圓底燒瓶中加入50 mL重蒸CH2Cl2(將分析純CH2Cl2蒸餾，去掉前30 mL以及后30 mL的餾分，取中間CH2Cl2餾分備用，重蒸后的CH2Cl2經(jīng)GC-MS檢測無雜質(zhì)峰出現(xiàn))溶劑，加熱；同時蒸餾萃取3 h；收集溶劑瓶中液體及U形管中的溶劑，加入約10 g無水Na2SO4，冰箱冷藏過夜。取冷藏樣品，用普通濾紙過濾，收集濾過液；用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀于30 ℃，旋蒸約3～5 min，至5 mL左右；再用氮吹儀氮氣吹掃至約1 mL；準確吸取600 μL樣品濃縮液，至1.5 mL樣品瓶中，加入100 μL內(nèi)標物2-甲基-1-戊醇(0.5 μg/mL，溶劑為甲醇)，即最終樣品中內(nèi)標物質(zhì)量濃度為0.07 μg/mL，冰箱凍藏，待用[17-19]。

1.3.4 氣-質(zhì)聯(lián)用分析條件

色譜分析條件: DB-1ms彈性石英毛細色譜柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；載氣為高純氦氣(1.5 mL/min)；不分流模式進樣；進樣口溫度250 ℃；輔助加熱區(qū)溫度280 ℃；程序升溫條件:起始溫度50 ℃,以5 ℃/min速率升至200 ℃,保持5 min,溶劑延遲2 min。

質(zhì)譜分析條件:離子源EI,電子能量70 eV；電子倍增器電壓350 V；離子源溫度230 ℃；四級桿溫度150 ℃；質(zhì)量范圍30～550 u.m.a；全掃描模式,速度1.00 scans/s[20-21]。

1.3.5 化合物的定性與定量分析[22]

定量分析：與其中2-甲基-1-戊醇的峰面積及其濃度的比值作比較,參照面積歸一化法進行計算,實現(xiàn)定量分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同組別秋刀魚湯感官評定結(jié)果

不同組別秋刀魚湯進行相應(yīng)時間發(fā)酵，進行感官評定，計算平均值，結(jié)果如表2所示。

表2 不同秋刀魚魚湯的感官評分結(jié)果

由表2可知,相對于未發(fā)酵魚湯組,加安琪酵母未發(fā)酵魚湯組、加安琪酵母并發(fā)酵魚湯組和過濾后的發(fā)酵魚湯組均能在一定的程度上脫除魚腥味,但加安琪酵母并發(fā)酵魚湯組的脫腥效果最佳。由此,推測酵母發(fā)酵脫腥是物理吸附和化學反應(yīng)的雙重效果。

2.2 SDE-GC-MS檢測結(jié)果鑒定分析

秋刀魚不同處理魚湯經(jīng)SDE-GC-MS檢測后，其總離子色譜圖分別如圖2、圖3、圖4和圖5所示。

圖2 秋刀魚未發(fā)酵魚湯SDE-GC-MS鑒定結(jié)果

Fig.2 The results of the unfermented saury fish soup by SDE-GC-MS

圖3 秋刀魚加安琪酵母未發(fā)酵魚湯SDE-GC-MS鑒定結(jié)果

Fig.3 The results of the unfermented saury fish soup with angle yeast by SDE-GC-MS

具體物質(zhì)通過檢索NIST08與WILEY譜庫，并進行保留指數(shù)計算加以驗證，進行定性，通過面積歸一化法，并與內(nèi)標物質(zhì)2-甲基-1-戊醇的質(zhì)量濃度(71.43 μg/L)進行比較，結(jié)合定量，求得其余物質(zhì)的物質(zhì)質(zhì)量濃度，結(jié)果如表2所示。

圖4 秋刀魚加安琪酵母未發(fā)酵魚湯SDE-GC-MS鑒定結(jié)果

Fig.4 The results of the fermented saury fish soup with angle yeast by SDE-GC-MS

圖5 過濾后發(fā)酵秋刀魚湯SDE-GC-MS鑒定結(jié)果

Fig.5 The results of the filtrated fermentation fish soup by SDE-GC-MS

結(jié)合圖2、圖3、圖4、圖5及表3分析可知，發(fā)酵前后共檢測出風味物質(zhì)103種，其中未發(fā)酵魚湯組共檢測出揮發(fā)性物質(zhì)76種，加安琪酵母未發(fā)酵魚湯組共檢測出揮發(fā)性物質(zhì)57種，加安琪酵母并發(fā)酵魚湯組共檢測出揮發(fā)性物質(zhì)68種，過濾后的發(fā)酵魚湯組共檢測出揮發(fā)性物質(zhì)78種。對比分析如下：

(1)未發(fā)酵魚湯組與加安琪酵母未發(fā)酵魚湯組

為探究酵母發(fā)酵脫腥是否主要由酵母的物理吸附作用導致，比較未發(fā)酵組魚湯組樣品和加安琪酵母未發(fā)酵魚湯組樣品中的揮發(fā)性成分。從圖2、圖3及表3分析可知，相對未發(fā)酵組而言，加安琪酵母未發(fā)酵組的物質(zhì)種類總量及數(shù)量總量都有明顯降低，僅酸類略有增長。在持續(xù)100 ℃高溫條件下，滅活的安琪酵母對揮發(fā)性物質(zhì)的作用明顯，幾乎所有風味都有所減弱，其中針對魚腥味的減弱作用，則主要體現(xiàn)在醛類、酮類物質(zhì)的大幅度減少。其中減少極顯著的物質(zhì)有：3-甲基-2-丁烯醛、己醛、2-己烯醛、E,E-2,4-己二烯醛、E-2-庚烯醛、E,E-2,4-庚二烯醛、苯乙醛、E-2-辛烯醛、E,E-2,4-辛二烯醛，E,E-2,6-壬二烯醛、E-2-壬烯醛、E,E-2,4-癸二烯醛、3,5-辛二烯-2-酮、E,E-3,5-辛二烯-2-酮等物質(zhì)。此外，在雜原子化合物類，2-甲基-呋喃、胺類物質(zhì)亦有顯著減少,結(jié)合文獻分析可知呋喃類物質(zhì)及胺類物質(zhì)有較強的泥土味[25]及刺激性味[26]。由于加安琪酵母未發(fā)酵魚湯組樣品是在魚湯中添加酵母粉后即在約100℃同時蒸餾，基本沒有發(fā)酵作用，因此，加安琪酵母未發(fā)酵魚湯組的醛類、酮類物質(zhì)的大幅度減少可以歸結(jié)于干酵母的物理吸附作用。

表3 不同秋刀魚魚湯中揮發(fā)性成分的鑒定結(jié)果-SDE-GC-MS

續(xù)表3

保留時間/min化合物名稱分子式ρ(1#)/(μg·L-1)ρ(2#)/(μg·L-1)ρ(3#)/(μg·L-1)ρ(4#)/(μg·L-1)保留指數(shù)(KI)烴類18.246E,Z-4-亞乙基環(huán)己烯E,Z-4-Ethylidenecyclohexene29.4820.469.4311 495.418.9591-環(huán)戊基環(huán)戊烯1-CyclopentylcyclopenteneC10H1618.0715.091714.431 526.219.951十五烷PentadecaneC15H3272.9755.7943.0934.461 569.220.609(Z)-2,2,5,5-四甲基-3-己烯3-Hexene, 2,2,5,5-tetram-ethyl-, (Z)-C10H2039.2414.561 597.821.149(Z,Z)-1,3-環(huán)辛二烯1,3-Cyclooctadiene, (Z,Z)-C8H12199.361.5851.1298.601 622.321.8877-亞甲基-雙環(huán)[4.1.0]庚烷Bicyclo[4.1.0]heptane, 7-methylene-221.773.0466.5163.31 655.922.278十六烷HexadecaneC16H348.4031 673.722.631(Z)-3-十一烯-5-炔3-Undecen-5-yne,(Z)-37.6928.8827.2332.091 689.823.5182-甲基-1-庚烯-3-炔2-Methyl-1-hepten-3-yneC8H1212.851 731.723.76(Z)-3-十一烯-5-炔3-Undecen-5-yne,(Z)-16.0515.9513.811 743.324.486十七烷HeptadecaneC17H3635.3730.9127.0420.331 77824.7772,6,10,14-四甲基-十五烷Pentadecane, 2,6,10,14-tetram-ethyl-C19H403 4532 7902 2161 610.01 79225.1431-甲基-2-戊基-環(huán)丙烷Cyclopropane, 1-methyl-2-pentyl-C9H1826.1922.0116.7713.451 81028.0961-癸烯-3-炔1-Decen-3-yneC10H1661.6640.581 961.2總計5 297.433 602.072 989.692 738.18醛類2.2853-甲基-2-丁烯醛2-Butenal,3-methyl-C5H10O21.65-2.775己醛HexanalC6H12O62.53833.23.4142-己烯醛2-HexenalC6H10O35.66879.34.283(E,E)-2,4-己二烯醛2,4-Hexadienal,(E,E)-C6H8O33.92928.95.288(E)-2-庚烯醛2-Heptenal, (E)-C7H12O30.44978.86.169(E,E)-2,4-庚二烯醛2,4-Heptadienal,(E,E)-C7H10O145.81 018.56.441(E,E)-2,4-庚二烯醛2,4-Heptadienal,(E,E)-C7H10O267.720.7629.5729.761 029.67.074苯乙醛BenzeneacetaldehydeC8H8O31.319.6551 055.47.719(E)-2-辛烯醛2-Octenal, (E)-C8H14O56.541 081.88.96(E,E)-2,4-辛二烯醛2,4-Octadienal,(E,E)-C8H12O27.5318.4215.1417.201 130.39.059壬醛NonanalC9H18O71.7121.121 13410.175(E,E)-2,6-壬二烯醛2,6-Nonadienal,(E,E)-C9H14O77.841.1837.7537.191 176.710.43(E)-2-壬烯醛2-Nonenal, (E)-C9H16O67.9523.6913.5612.151 186.511.8012,4-壬二烯醛2,4-NonadienalC9H14O60.1230.7313.7610.771 238.913.203(E)-2-癸烯醛2-Decenal, (E)-C10H18O201.5108.866.9368.561 292.414.021(E,E)-2,4-癸二烯醛2,4-Decadienal,(E,E)-C10H16O104.351.9144.2451.401 324.414.567(E,E)-2,4-十一碳二烯醛2,4-Undecadienal, (E,E)-C11H18O321.9240.5161.4134.21 34615.907(E)-2-辛烯醛2-Octenal, (E)-C8H14O190.6103.450.7850.771 398.817.179十二醛DodecanalC12H24O28.9918.9111.041 451.318.5062-十二烯醛2-DodecenalC12H22O526.9350.2168.8152.61 506.519.672十六醛HexadecanalC16H32O60.7947.4436.3628.201 55720.578順,順,順-7,10,13-十六碳三烯醛cis,cis,cis-7,10,13-HexadecatrienalC16H26O32.3929.011 596.526.471十五烷醛Pentadecanal-C15H30O34.2133.2931.5322.571 876.9總計2 459.851 088.7705.64660.075酮類7.9923,5-辛二烯-2-酮3,5-Octadien-2-oneC8H12O66.8812.381 092.98.563(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮3,5-Octadien-2-one, (E,E)-C8H12O52.2913.8515.281 115.214.2012-十一烷酮2-UndecanoneC11H22O32.8621.934.0628.961 331.523.992-十五烷酮2-PentadecanoneC15H30O18.0719.2115.8110.991 754.3總計170.141.1163.7267.61酯類6.5532-仲丁基-4,6-二硝基苯基3-甲基巴豆酸酯2-sec-Butyl-4,6-dinitrophenyl 3-methylcrotonate (binapacryl)C15H18N2O619.041 033.333.139溴乙酸十六烷基酯Bromoacetic acid, hexadecyl ester12.1820.69-總計19.0412.1820.69

續(xù)表3

保留時間/min化合物名稱分子式ρ(1#)/(μg·L-1)ρ(2#)/(μg·L-1)ρ(3#)/(μg·L-1)ρ(4#)/(μg·L-1)保留指數(shù)(KI)酸類20.869二十二碳六烯酸DoconexentC22H32O218.116.361 609.625.41十四烷酸Tetradecanoic acidC14H28O287.0891.4869.2773.661 823.428.927順-9-十六碳烯酸cis-9-Hexadecenoic acid31.3223.0232.362 00529.417正十六烷酸n-Hexadecanoic acidC16H32O280.41102.292.3107.92 031.431.253二十二碳六烯酸DoconexentC22H32O268.7280.0864.8852.432 124.633.946十八烷酸Octadecanoic acidC18H36O217.6614.8519.48-總計2 36.21322.74282.42302.19雜原子/雜環(huán)化合物5.3752-甲基呋喃Furan, 2-methyl-C5H6O18.84983.16.603順-2-(2-戊烯基)呋喃cis-2-(2-Pentenyl)furan164.81 036.27.887N-亞環(huán)戊基-甲胺Methylamine, N-cyclopentylidene-C6H11N18.941 088.69.301二氫-4-羥基-2(3H)-呋喃酮2(3H)-Furanone, dihydro-4-hydroxyC4H6O316.9415.3815.371 143.49.462α-丙基-2-呋喃乙醛2-Furanacetaldehyde, .alpha.-propyl-27.161 149.510.0955-Hydroxymethyldihydrofuran-2-one9.0741 173.712.954Dioxatricyclo[4.3.1.0(2,4)]dec-7-ene, (1.alpha.,2.al-pha.,4.alpha.,6.alpha.)-13.7115.011 282.916.6452-甲氧基-呋喃Furan, 2-methoxy-C5H6O235.6625.7722.418.281 429.218.7612-(2-丙烯基)-呋喃Furan, 2-(2-propenyl)-C7H8O20.6814.851 517.520.733Spiro[cyclopropane -1,6'-[3] oxatricyclo[3.2.1.0(2,4)]octane]27.2531.8619.1520.911 603.421.316Spiro[cyclopropane-1,6'-[3] oxatricyclo[3.2.1.0(2,4)]octane]44.0739.6235.7338.531 629.921.4591-丙基哌啶1-Propylpiperidine38.2725.0624.741 636.422.9482-(7-十二炔基氧基)2H-吡喃2H- Pyran,2-(7-dodecyny-loxy)tetrahydro-C17H30O29.6991 704.430.497十六烷基-環(huán)氧乙烷Oxirane, hexadecyl-C18H36O13.282 089.6總計395.67154.1144.39126.873

(2)未發(fā)酵魚湯組與加安琪酵母未發(fā)酵魚湯組VS加安琪酵母并發(fā)酵魚湯組

為探究酵母發(fā)酵脫腥是否與主要與酵母發(fā)酵有關(guān)，將未發(fā)酵組魚湯樣品、加安琪酵母未發(fā)酵魚湯組樣品及加安琪酵母并發(fā)酵魚湯組樣品3者的揮發(fā)性成分進行比較。從圖2、圖3、圖4及表3分析可知，未發(fā)酵組與后兩組相比，揮發(fā)性物質(zhì)的種類與數(shù)量都明顯較多，而在安琪酵母發(fā)酵后除酮類、酸類外的各類物質(zhì)相對加安琪酵母未發(fā)酵組有明顯的減少，說明安琪酵母在發(fā)酵過程中對揮發(fā)性物質(zhì)有一定作用，特別是發(fā)酵魚湯組中醛類物質(zhì)相較于未發(fā)酵魚湯組有明顯減少，如壬醛、E,E-2,6-壬二烯醛、E-2-壬烯醛、2,4-壬二烯醛、E-2-癸烯醛、E,E-2,4-癸二烯醛、E,E-2,4-十一碳二烯醛、E-2-辛烯醛、十二醛、2-十二烯醛等，這對魚腥味的去除起作用。另外，安琪酵母發(fā)酵過程中醇類物質(zhì)的種類有所增加，如1-辛醇、苯乙醇、1-壬醇等物質(zhì)，通常醇類物質(zhì)對風味的掩蓋起一定作用。

(3)加安琪酵母并發(fā)酵魚湯組與過濾后的發(fā)酵魚湯組

實驗中發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵后在發(fā)酵容器底部出現(xiàn)酵母菌體，為探究發(fā)酵過程中沉淀的酵母菌體是否對腥味物質(zhì)有吸附作用，將加安琪酵母并發(fā)酵魚湯樣品與過濾后的發(fā)酵魚湯樣品中的揮發(fā)性成分進行比較圖4、圖5和表3內(nèi)容，可知兩者在圖形結(jié)構(gòu)及物質(zhì)種類等方面差異不大，通過重點分析醛類物質(zhì)總量及種類可知，發(fā)現(xiàn)過濾后的發(fā)酵魚湯樣品中的苯乙醛、E,E-2,4-辛二烯醛、E,E-2,4-癸二烯醛、十二醛等物質(zhì)稍有增多，說明未過濾的酵母對醛類物質(zhì)有一定吸附作用，使得腥味物質(zhì)含量進一步降低。

綜合(1)、(2)和(3)，分析可知，酵母發(fā)酵魚湯中減少的揮發(fā)性物質(zhì)主要為醛類物質(zhì)，其中由于滅活酵母吸附作用減少的物質(zhì)有3-甲基-2-丁烯醛、己醛、2-己烯醛、E,E-2,4-己二烯醛、E-2-庚烯醛、E,E-2,4-庚二烯醛、苯乙醛、E-2-辛烯醛、E,E-2,4-辛二烯醛、E,E-2,4-癸二烯醛、3,5-辛二烯-2-酮、E,E-3,5-辛二烯-2-酮；而由于酵母發(fā)酵顯著減少的物質(zhì)有：壬醛、E,E-2,6-壬二烯醛、E-2-壬烯醛、2,4-壬二烯醛、E-2-癸烯醛、E,E-2,4-十一碳二烯醛、E-2-辛烯醛、十二醛、2-十二烯醛。

3 結(jié)論

通過SDE-GC-MS分別對秋刀魚湯不同組別中揮發(fā)性物質(zhì)的分析，對比發(fā)現(xiàn)秋刀魚中主要腥味物質(zhì)可能是醛類物質(zhì)，尤其是烯醛類、二烯醛類物質(zhì)。安琪酵母發(fā)酵魚湯脫腥主要是對醛類物質(zhì)的脫除，尤其是對烯醛類、二烯醛類物質(zhì)的去除作用，如：3-甲基-2-丁烯醛、2-己烯醛、E,E-2,4-己二烯醛、E,E-2,4-庚二烯醛、E,E-2,6-壬二烯醛、E,E-2,4-癸二烯醛等，從而使得脫腥后魚湯的整體腥味減弱。

鑒于秋刀魚脫腥機理復(fù)雜，本文對秋刀魚腥味物質(zhì)篩選只是初步的，后續(xù)需要通過單體風味物質(zhì)的脫除實驗進行驗證，希望本文能夠起到拋磚引玉作用，為海魚風味成分的組成提供一些理論依據(jù)，并為今后脫除海魚的腥味物質(zhì)打下技術(shù)基礎(chǔ)。