崔明仙 李 妍 付睛睛 景福濤 陳希盼 張恩爍 李 贊,3徐曉輝,3 馮艷微,3 孫國華,3 李 彬,3 王衛(wèi)軍,3① 楊建敏,3,4①

(1. 魯東大學(xué)農(nóng)學(xué)院 山東煙臺 264025; 2. 山東省漁業(yè)發(fā)展和資源養(yǎng)護總站 山東濟南 250013; 3. 煙臺海育海洋科技有限公司 山東煙臺 264004; 4. 連云港贛榆佳信水產(chǎn)開發(fā)有限公司 江蘇連云港 222111)

扇貝屬于軟體動物門、扇貝科, 是我國重要的貝類養(yǎng)殖品種。2020 年我國扇貝總養(yǎng)殖產(chǎn)量為170 多萬t, 其中北方地區(qū)的山東、遼寧、河北是扇貝主產(chǎn)區(qū), 山東占總產(chǎn)量的一半以上(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部漁業(yè)漁政管理局等, 2021)。我國扇貝種類繁多, 北方地區(qū)的主要養(yǎng)殖品種有海灣扇貝(Argopecten irradians)、櫛孔扇 貝(Chlamys farreri) 、 蝦 夷 扇 貝(Patinopecten yessoensis)等。

扇貝閉殼肌肥大且味道鮮美、營養(yǎng)物質(zhì)豐富, 是扇貝的主要食用部分, 具有很高經(jīng)濟價值。扇貝具有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸(楊秀敏等, 2012)、微量元素(彭全材等, 2012)以及生理活性物質(zhì)(孫玉亮等, 2010),被稱為人類理想的營養(yǎng)食品(Chunget al, 2002; 王曉潔等, 2007)。扇貝的加工產(chǎn)品深受人們歡迎, 尤其扇貝閉殼肌的干制品——干貝被稱為“海八珍”之一。

風(fēng)味是水產(chǎn)品食用品質(zhì)的重要指標(biāo)(吳薇等,2013)。黃忠白等(2016)運用電子鼻和頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對櫛孔扇貝閉殼肌組織和櫛孔扇貝裙邊中的揮發(fā)性物質(zhì)進行了比較分析。在新鮮、90 °C 和120 °C 的扇貝柱和扇貝裙邊中分別鑒定出16、20、7 種和18、18、20 種揮發(fā)性物質(zhì)。孫玉亮等(2010)采用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜(SPME-GC-MS)技術(shù)檢測出了發(fā)酵前和發(fā)酵后的扇貝豆醬分別含有60 種和100 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。

氣相色譜-離子遷移譜(gas chromatography-ion mobility spectroscopy, GC-IMS)結(jié)合了GC 和IMS 技術(shù), 具有檢出限低但靈敏度高、功耗低但檢測速度快、樣品無需濃縮富集有利于保持風(fēng)味物質(zhì)的穩(wěn)定性等優(yōu)點(張彥等, 2020), 在肉類(姚文生等, 2021)、茶葉(羅玉琴等, 2021)、酒類(嚴(yán)紅光等, 2021)、水產(chǎn)品(Caoet al, 2021)等食品風(fēng)味領(lǐng)域越來越受到青睞。江津津等(2021)利用GC-IMS 對不同產(chǎn)地魚露進行揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析, 共鑒定出37 種特征風(fēng)味化合物, 主要包括醛類、醇類、酯類、酸類及含硫化合物等。劉鵬超(2019)通過GC-IMS 從鮮牡蠣和煮制牡蠣中, 共鑒定出64 種揮發(fā)性氣味, 主要包括醇、醛、酮、酸、酯、酚、硫等, 且低溫處理和煮制的長牡蠣揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)存在差異。劉勝男等(2021)通過GC-IMS 技術(shù)對不同工藝制作的玉筋魚干氣味進行區(qū)分, 采用氣相離子遷移譜技術(shù)共分析出68 種揮發(fā)性成分。目前未見對海灣扇貝、櫛孔扇貝和蝦夷扇貝閉殼肌的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)指紋圖譜組成的報道。

本實驗利用GC-IMS 技術(shù)對海灣扇貝、櫛孔扇貝、蝦夷扇貝的閉殼肌組織在新鮮(40 °C)和加熱(100 °C)條件下進行了揮發(fā)性成分分析, 分析定性了不同孵化條件下三種扇貝閉殼肌的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)指紋圖譜。探究的主要目的是分析不同物種的扇貝在相同時間、相同海域、相同規(guī)格的情況下風(fēng)味物質(zhì)的差異, 沒有研究不同季節(jié)的差異, 其中一個主要原因是海灣扇貝只有在冬季有樣品, 春季、夏季和秋季難以取到相同規(guī)格的三種扇貝, 為三種扇貝的閉殼肌組織在食品加工過程中提供理論參考, 對衡量三種扇貝的閉殼肌產(chǎn)品的質(zhì)量也具有實際意義。

1 材料與方法

1.1 材料

2020 年11 月23～24 日, 在山東威海榮成海域采集海灣扇貝、蝦夷扇貝、櫛孔扇貝。

實驗過程中用到的儀器有: FW80 萬能高速勻漿機, 天津市泰斯特儀器有限公司; Flavour Spec?風(fēng)味分析儀(GC-IMS 聯(lián)用儀), 德國GAS 公司; 醫(yī)用低溫冰箱, 海信容聲(廣東)冷柜有限公司; SQP 電子天平,賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品的預(yù)處理 取重量大小相近的海灣扇貝、櫛孔扇貝、蝦夷扇貝各4 個, 平均重量(25±5) g, 取其閉殼肌組織10 g 左右, 分別勻漿, 放入自封袋,-80 °C 冰箱中保存。

1.2.2 風(fēng)味分析儀測定 分別稱取三種扇貝閉殼肌勻漿1 g, 置于風(fēng)味分析儀的頂空瓶中, 加蓋密封后, 在40 °C 條件下孵育10 min, 設(shè)置為新鮮樣品組,分別為: 海灣扇貝(HWSB-F)、櫛孔扇貝(ZKSB-F)、蝦夷扇貝(XYSB-F), 每種扇貝閉殼肌組織設(shè)置三個平行組, 分別記為海灣扇貝(HWSB-F-1, HWSB-F-2,HWSB-F-3) 、 櫛 孔 扇 貝(ZKSB-F-1, ZKSB-F-2,ZKSB-F-3) 、 蝦 夷 扇 貝(XYSB-F-1, XYSB-F-2,XYSB-F-3); 100 °C 條件下孵育5 min, 設(shè)置為加熱樣品組, 分別為: 海灣扇貝(HWSB-C)、櫛孔扇貝(ZKSB-C)、蝦夷扇貝(XYSB-C), 每種扇貝閉殼肌組織設(shè)置三個平行組, 分別記為海灣扇貝(HWSB-C-1,HWSB-C-2, HWSB-C-3) 、 櫛 孔 扇 貝(ZKSB-C-1,ZKSB-C-2, ZKSB-C-3) 、 蝦 夷 扇 貝(XYSB-C-1,XYSB-C-2, XYSB-C-3)。

GC-IMS 分析條件: GC 色譜柱MXT-5 15 m×0.53 mm ID, 膜厚1 μm, 柱溫60 °C, 載氣/漂移氣均為氮氣(純度≥99.999%), IMS 溫度為45 °C; 載氣流量: 0～2 min, 2 mL/min; 2～20 min, 100 mL/min; 漂移氣流量: 0～20 min, 150 mL/min。

1.3 數(shù)據(jù)分析

經(jīng)VOCal 軟件以及內(nèi)置的NIST 和IMS 數(shù)據(jù)庫對樣品的揮發(fā)性成分進行定性分析。運用Reporter插件分析三種扇貝新鮮和加熱狀態(tài)下的譜圖差異,運用 Gallery Plot 插件進行指紋圖譜對比, 運用Dynamic PCA 插件進行動態(tài)主成分分析。

2 結(jié)果

2.1 三種扇貝閉殼肌組織新鮮狀態(tài)時揮發(fā)性成分分析

2.1.1 新鮮狀態(tài)時揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)譜圖分析 根據(jù)三種新鮮扇貝閉殼肌勻漿的GC-IMS 三維譜圖, 可直觀看出不同樣品中的揮發(fā)性物質(zhì)存在差異。橫坐標(biāo)1.0 處紅色豎線為RIP 峰, 離子峰兩側(cè)的每個點代表一種揮發(fā)性有機物, 顏色的深淺表示有機物含量的高低。一些化合物濃度過高會產(chǎn)2 個或多個斑點(代表同時有單體、二聚體或三聚體的產(chǎn)生), 將GC-IMS三維譜圖投影到二維平面上, 得到GC-IMS 俯視平面圖。從俯視平面圖中可以看出CG-IMS 可以較好分離出HWSB-F、ZKSB-F、XYSB-F 的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),且它們的譜圖信息存在一定差異。不同樣品的譜圖中所代表的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的光斑在數(shù)量、面積大小以及顏色深淺方面都存在差異(如圖1)。

圖1 HWSB-F、ZKSB-F、XYSB-F 的GC-IMS 三維譜圖和俯視平面圖Fig.1 GC-IMS 3D spectrum and top view of HWSB-F, ZKSB-F, and XYSB-F

2.1.2 新鮮狀態(tài)時揮發(fā)性氣味成分定性分析 為進一步分析不同揮發(fā)性成分的差異情況, 對揮發(fā)性物質(zhì)進行定性分析, 在新鮮扇貝中一共定性出27 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。經(jīng)過定性的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)包括: 醛類8種, 醇類5 種, 酮類5 種, 酯類3 種, 醚類2 種, 苯類1種, 酸類1 種, 烯類1 種, 噻唑類1 種。某種物質(zhì)含量較高時會同時有單體和二聚體的狀態(tài)同時出現(xiàn), 單體、二聚體的化學(xué)式和CAS 號相同, 形態(tài)與編號不同。所有揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的名稱、保留指數(shù)、保留時間、遷移時間, 見表1、圖2 (以HWSB-F 為例)所示。

圖2 HWSB-F 的GC-IMS 譜圖Fig.2 GC-IMS spectrum of HWSB-F

表1 HWSB-F、ZKSB-F、XYSB-F 揮發(fā)性成分定性分析Tab.1 Results of partial qualitative analysis of volatile compounds in HWSB-F, ZKSB-F, and XYSB-F

2.1.3 HWSB-F、ZKSB-F、XYSB-F 揮發(fā)性成分指紋圖譜分析 利用GC-IMS 配置的Gallery Plot 插件生成HWSB-F、ZKSB-F、XYSB-F 的比對指紋圖譜,結(jié)果如圖3 所示。從圖3 中可直觀比較出每個樣品的揮發(fā)性成分的差異, HWSB-F 所含有的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)比較復(fù)雜, ZKSB-F、XYSB-F 都有相對獨立的特征性風(fēng)味區(qū)域。HWSB-F、ZKSB-F、XYSB-F 的壬醛、辛醛、苯甲醛、庚醛、苯甲酸甲酯、1-辛烯-3-醇、1-丁醇、2-丙酮的含量都比較高。而苯乙烯、對二甲苯、3-戊酮、二丙基硫醚、二甲硫醚、6-甲基-5-庚烯-2-酮在HWSB-F 中含量很高, 但是在ZKSB-F、XYSB-F含量很少(圖3 中紅框A 區(qū)域)。ZKSB-F 含量較高的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主要有己醛、2-乙酰基噻唑、乙酰乙酯(圖3 中紅框B 區(qū)域)。XYSB-F 的特征性風(fēng)味區(qū)域有2-呋喃醇、乙縮醛、乙醇、1-己醇(圖3 中紅框C區(qū)域)。除此之外, HWSB-F 和ZKSB-F 都含有較高含量的丙醛, 而XYSB-F 中丙醛含量卻很低; ZKSB-F、XYSB-F 含有較多的3-辛酮; ZKSB-F、XYSB-F 的2-丙酮含量高于HWSB-F。

圖3 HWSB-F、ZKSB-F、XYSB-F 揮發(fā)性成分指紋圖譜Fig.3 Fingerprint of volatile organic compounds in HWSB-F, ZKSB-F, and XYSB-F

對HWSB-F、ZKSB-F、XYSB-F 的揮發(fā)性成分信號峰進行主成分分析, 主成分1 的貢獻率為68%,主成分2 的貢獻率為25%, 二者累計貢獻率高達到93%, 可以反映三種新鮮扇貝的基本特征, 如圖4。圖中HWSB-F、ZKSB-F、XYSB-F 三種扇貝分別分布在不同區(qū)域, 彼此距離較遠(yuǎn), 且平行樣品距離很小,三種新鮮樣品可以較明顯區(qū)分。

圖4 HWSB-F、ZKSB-F、XYSB-F 的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主成分分析圖Fig.4 Principal component analysis of volatile flavor components in HWSB-F, ZKSB-F, and XYSB-F

2.2 三種扇貝閉殼肌組織加熱時揮發(fā)性成分分析

2.2.1 加熱時揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)譜圖分析 對三種扇貝(HWSB-C、ZKSB-C、XYSB-C)閉殼肌組織加熱后的三維譜圖和俯視平面圖進行分析, 可以看出三種扇貝之間的譜圖信息差異明顯, 代表三種加熱扇貝閉殼肌組織的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)區(qū)域在數(shù)量、大小和分布方面都有差異, 如圖5 所示。

圖5 HWSB-C、ZKSB-C、XYSB-C 的GC-IMS 三維譜圖和俯視平面圖Fig.5 GC-IMS 3D spectrum and top view of HWSB-C, ZKSB-C, and XYSB-C

2.2.2 加熱時揮發(fā)性氣味成分定性分析 根據(jù)HWSB-C、ZKSB-C、XYSB-C 的GC-IMS 揮發(fā)性成分的譜圖信息, 對所含有的揮發(fā)性物質(zhì)進行定性分析。除16 種無法鑒別的物質(zhì)之外, 共定性出52 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)(部分物質(zhì)同時有單體和二聚體形式出現(xiàn)), 其中, 醛類物質(zhì)20 種, 酯類物質(zhì)5 種, 酮類物質(zhì)7 種, 醇類物質(zhì)8 種, 烯類物質(zhì)4 種, 酸類2 種, 醚類2 種, 還包括胺類、苯類以及含氮雜環(huán)等物質(zhì)如圖6和表2 (以HWSB-C 為例)所示。

表2 HWSB-C、ZKSB-C、XYSB-C 三種扇貝揮發(fā)性成分定性分析Tab.2 Results of partial qualitative analysis of volatile compounds in HWSB-C, ZKSB-C, and XYSB-C

續(xù)表

圖6 HWSB-C 的GC-IMS 譜圖Fig.6 GC-IMS spectrum of HWSB-C

2.2.3 HWSB-C、ZKSB-C、XYSB-C 揮發(fā)性成分指紋圖譜分析 加熱扇貝閉殼肌組織的揮發(fā)性物質(zhì)種類較多, 組成復(fù)雜。其中 HWSB-C、ZKSB-C、XYSB-C 共有的揮發(fā)性成分有癸醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、2-甲基丁醛、苯甲酸甲酯、二丙基硫醚。除此之外, HWSB-C、ZKSB-C、XYSB-C 都有獨立的特征性揮發(fā)區(qū)域, HWSB-C 的壬醛、辛醛、對磺酸苯甲醛、E-2-庚烯醛、己醛、2-戊烯、戊醇、丁醛、乙縮醛、3-甲基丁醛、乙酸乙酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、環(huán)己酮、3-戊酮、2-丁酮、2-丙酮、1-辛烯-3-醇、2-呋喃醇、1-丁醇、乙酸、二甲硫醚、苯乙烯的含量很高, 這些物質(zhì)在ZKSB-C 和XYSB-C 中含量很少或幾乎沒有,如圖8 中A、B、C 區(qū)域。ZKSB-C 的三甲胺、β-蒎烯、乙酸戊酯的含量很高, 這幾種揮發(fā)性物質(zhì)在HWSB-C 和XYSB-C 中含量很少, 如圖中D 區(qū)域。XYSB-C 的2-甲基-1-丁醇、3-(甲硫基)-丁醛、2-甲基吡嗪、2-正庚基呋喃、1-辛醇、苯乙醛、乙酸己酯、3-甲基丁酸戊酯、對二甲苯、1-己醇、3-辛酮的含量很高, 這幾種物質(zhì)在HWSB-C 和ZKSB-C 中含量很少,如圖7 中E、F 區(qū)域。

圖7 HWSB-C、ZKSB-C、XYSB-C 的揮發(fā)性成分指紋圖譜Fig.7 Fingerprint volatile organic compounds in HWSB-C, ZKSB-C, and XYSB-C

根據(jù)HWSB-C、ZKSB-C、XYSB-C 的GC-IMS的揮發(fā)性成分信號峰進行主成分分析, 結(jié)果如圖8。主成分1 和主成分2 的累計貢獻率為95%, 可以反映出三種樣本絕大部分特征。HWSB-C、ZKSB-C、XYSB-C 分別分布在不同區(qū)域, 彼此距離較遠(yuǎn), 平行組之間距離較小, 可以對三種加熱閉殼肌組織進行很好地區(qū)分。

圖8 HWSB-C、ZKSB-C、XYSB-C 的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主成分分析圖Fig.8 Principal component analysis of volatile flavor components in HWSB-C, ZKSB-C, XYSB-C

2.3 新鮮與加熱閉殼肌組織對比

2.3.1 HWSB-F 與HWSB-C 揮發(fā)性成分分析 對HWSB-F 和HWSB-C 的揮發(fā)性成分進行分析, 得到二者的指紋圖譜(如圖9)。HWSB-F 所含有的揮發(fā)性成分相對單一, 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類比較少;HWSB-C 的揮發(fā)性成分組成比較復(fù)雜, 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量遠(yuǎn)多于HWSB-F。HWSB-F 中的主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有β-蒎烯、三甲胺、二丙基硫醚、乙酸、二甲硫醚、乙縮醛、對二甲苯、2-呋喃醇等(圖9 中B區(qū)域), 而HWSB-C 的β-蒎烯、三甲胺、乙酸、二丙基硫醚的含量比較少。但是在HWSB-C 中, 新生成了3-辛酮、1-己醇、3-甲基-丁酸戊酯、1-丁醇、苯乙醛、乙酸乙酯、1-辛醇、2-正庚基呋喃、乙酸戊酯、乙酸乙酯、苯甲酸甲酯、苯乙烯、乙醇、2-丙酮、1-萘酚-2-甲酸、2-甲基-1-丁醇、2-丁酮、2-甲基吡嗪、1-辛烯-3-醇、環(huán)己酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、3-甲基丁醛、2-甲基丁醛、戊醇、2-戊烯、乙醛、E-2-己烯醛、己醛、3-(甲硫基)-丁醛、E-2-庚烯醛、對硫磺苯甲酸醛、辛醛、壬醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、癸醛。

圖9 HWSB-F 和HWSB-C 的揮發(fā)性成分指紋圖譜Fig.9 Fingerprint of volatile organic compounds in HWSB-F and HWSB-C

2.3.2 ZKSB-F 與ZKSB-C 揮發(fā)性成分分析 對ZKSB-F 和ZKSB-C 的指紋圖譜進行分析, ZKSB-C 的揮發(fā)性成分組成比ZKSB-F 的揮發(fā)性成分組成復(fù)雜,ZKSB-C 的揮發(fā)性成分的種類遠(yuǎn)多于 ZKSB-F。ZKSB-F 含有相對獨立的揮發(fā)性風(fēng)味區(qū)域, 主要有3-辛酮、2-丙酮、1-己醇、乙縮醛、丁醛、乙酸、乙酸乙酯、3-戊酮、2-呋喃醇, 這些物質(zhì)在ZKSB-C 中的含量很少(圖10 中B 區(qū)域)。ZKSB-C 中含量較多的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有乙醇、1-丁醇、三甲基丁醛、2-甲基丁醛、對二甲苯、三甲胺、β-蒎烯、3-甲基丁酸戊酯、二丙基硫醚、苯乙醛、乙酸乙酯、1-辛醇、2-正庚基呋喃、1-苯酚-2-甲酸、2-甲基-1-丁醇、乙酸戊酯、2-丁酮、2-甲基吡嗪、1-辛烯-3-醇、環(huán)己酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、苯甲酸甲酯、2-戊烯、己醛、E-2-己烯醛、3-(甲硫基)-丁醛、己醛、(E)-2-庚烯醛、對磺酸苯甲醛、辛醛、壬醛、癸醛等(圖10 中A 區(qū)域)。

圖10 ZKSB-F 和ZKSB-C 的揮發(fā)性成分指紋圖譜Fig.10 Fingerprint of volatile organic compounds in ZKSB-F and ZKSB-C

2.3.3 XYSB-F 與XYSB-C 揮發(fā)性成分分析 對XYSB-F 和XYSB-C 的指紋圖譜進行分析, 可以看出二者的揮發(fā)性成分存在很大差異, XYSB-F 有獨立的特征揮發(fā)性區(qū)域, 主要有的揮發(fā)性成分是3-辛酮、1-己醇、乙酸、乙縮醛、2-丙酮、丁醛、乙酸乙酯、2-呋喃醇、3-戊酮, 這些物質(zhì)在XYSB-C 中的含量很少(圖11 中B 區(qū)域)。XYSB-C 的揮發(fā)性有機物質(zhì)種類較豐富, 有二丙基硫醚、3-甲基丁醛、2-甲基正丁醛、對二甲苯、三甲胺、1-丁醇、β-蒎烯、3-甲基丁酸戊酯、乙酸乙酯、苯乙醛、1-辛醇、2-正庚基呋喃、1-萘酚-2-甲酸、2-甲基-1-丁酸、乙酸戊酯、2-丁酮、2-甲基吡嗪、1-辛烯-3-醇、環(huán)己酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、苯甲酸甲酯、戊醛、2-戊烯、己醛、3-(甲硫基)-丁醛、E-2-庚烯醛、對硫酸苯甲醛、辛醛、壬醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、癸醛等(圖11 中A 區(qū)域)。

圖11 XYSB-F 和XYSB-C 的揮發(fā)性成分指紋圖譜Fig.11 Fingerprint of volatile organic compounds in XYSB-F and XYSB-C

2.3.4 HWSB-F、ZKSB-F、XYSB-F 與HWSB-C、ZKSB-C、XYSB-C 的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)相對含量統(tǒng)計分別根據(jù)HWSB-F、ZKSB-F、XYSB-F 與HWSB-C、ZKSB-C、XYSB-C 的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)信息得出新鮮樣品和加熱樣品的全部揮發(fā)性物質(zhì)的相對含量(表3,表4)。除其他物質(zhì)外, 新鮮樣品的酮類物質(zhì)的相對含量最高的是XYSB-F, ZKSB-F 的酮相對含量最低。三種新鮮樣品的醛、醇、酯的含量相差不大。在三種加熱樣品中, 含量最高的也是酮類物質(zhì), 但是HWSB-C中酮相對含量最高, ZKSB-C 中酮相對含量最少。HWSB-C 中酮類物質(zhì)相對含量在加熱后顯著增加。三種扇貝閉殼肌加熱后均產(chǎn)生了含氧雜環(huán)呋喃和含氮雜環(huán)吡嗪等物質(zhì)。

表3 HWSB-F、ZKSB-F、XYSB-F 的全部揮發(fā)性成分相對含量(%)Tab.3 Relative content (%) of volatile components in HWSB-F, ZKSB-F, and XYSB-F

表4 HWSB-C、ZKSB-C、XYSB-C 的全部揮發(fā)性成分相對含量(%)Tab.4 Relative content (%) of volatile components in HWSB-C, ZKSB-C, and XYSB-C

續(xù)表

3 討論

3.1 不同扇貝揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)存在差異的原因

有研究認(rèn)為年齡是導(dǎo)致風(fēng)味不同的原因之一,師帥(2016)發(fā)現(xiàn)年齡影響羊肉中營養(yǎng)成分、嫩度、礦物質(zhì)、氨基酸含量等組成, 進而影響風(fēng)味物質(zhì)的組成。趙素娟等(2018)發(fā)現(xiàn)純糧食飼養(yǎng)與飼料飼養(yǎng)的豬肉在揮發(fā)性物質(zhì)組成與含量方面存在明顯差異, 純糧飼養(yǎng)的豬肉具有更好的品質(zhì)和風(fēng)味。除此之外, 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)存在差異還可能與養(yǎng)殖環(huán)境等因素有關(guān)(Cochetet al, 2015)。海灣扇貝、櫛孔扇貝、蝦夷扇貝同屬于扇貝科, 分屬于海灣扇貝屬、櫛孔扇貝屬、蝦夷扇貝屬。本研究中三種扇貝取自同一海域, 但是櫛孔扇貝和海灣扇貝的養(yǎng)殖方式均為筏式吊籠養(yǎng)殖,其餌料為中上層單胞藻類; 而蝦夷扇貝養(yǎng)殖方式為底播養(yǎng)殖, 其攝食餌料主要為底層單胞藻類。因此,餌料對三種扇貝的不同風(fēng)味有一定影響, 但屬種差異仍是它們風(fēng)味物質(zhì)不同的主要原因, 具體分析機制有待進一步研究。

3.2 三種扇貝加熱前后揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)對比分析

新鮮樣品共檢出30 種揮發(fā)性物質(zhì), 加熱后樣品共檢出68 種揮發(fā)性物質(zhì), 說明加熱后的風(fēng)味更加豐富。對同種扇貝新鮮和加熱狀態(tài)下的揮發(fā)性成分進行統(tǒng)計分析, 發(fā)現(xiàn)扇貝原有揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量下降,產(chǎn)生大量新的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。由表3、表4 可知, 可能由于加熱后海灣扇貝、櫛孔扇貝、蝦夷扇貝發(fā)生了不飽和脂肪酸發(fā)生氧化反應(yīng)(吳帥等, 2016)導(dǎo)致直鏈醛含量顯著增加。而醛類物質(zhì)閾值低, 對扇貝閉殼肌的氣味形成影響較大(王媛媛等, 2021)。在新鮮扇貝閉殼肌中, 主要含有的是庚醛、辛醛、壬醛等具有青草味、魚腥味和令人不愉快的其他氣味(Taoet al,2014)。此外還含有苯甲醛, 它具有苦杏仁的味道, 可能與氨基酸的降解有關(guān)(Wanget al, 2016)。但是在加熱后的扇貝閉殼肌中, 除壬醛、辛醛外, 產(chǎn)生了(E,Z)-2,6-壬二烯醛、對硫磺苯甲醛、E-2-庚烯醛、己醛、苯乙醛、3-甲基丁醛、癸醛等, 而(E,Z)-2,6-壬二烯醛是產(chǎn)生魚腥味的重要特征化合物(石月等, 2021), 3-甲基丁醛主要來源于氨基酸的Strecker 反應(yīng), 呈現(xiàn)刺激性、杏仁和堅果味。癸醛即使在痕量條件下, 也會對其他風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生很強的疊加效應(yīng)(Shahidi, 2001)。

熱降解(蔡麗等, 2021)、脂質(zhì)氧化(顧賽麒, 2019)、氨基酸降解(余遠(yuǎn)江等, 2021)是HWSB-C、ZKSB-C 的酮類物質(zhì)含量增多的主要原因。酮類物質(zhì)閾值較高,對氣味形成貢獻不大(Wuet al, 2014)。相對新鮮狀態(tài)下的三種扇貝閉殼肌, HWSB-C 中酮含量顯著增高,ZKSB-C 中酮含量變化不大, XYSB-C 的酮含量明顯下降。但是三種扇貝閉殼肌組織加熱后產(chǎn)生了2-丁酮、3-戊酮、環(huán)己酮, 其中 2-丁酮具有水果香氣(Perea-Sanzet al, 2018), 可以使加熱后的扇貝閉殼肌組織加熱后帶有清香氣息。

醇類物質(zhì)閾值較高, 通常認(rèn)為食物風(fēng)味受醇類物質(zhì)影響較小, 且飽和醇類物質(zhì)對于扇貝風(fēng)味的影響不大。三種扇貝加熱后乙醇含量下降、1-辛烯-3-醇的含量升高。1-辛烯-3-醇主要來源于不飽和脂肪酸的氧化, 是一種不飽和醇且具有特殊的“泥土味、蘑菇味和發(fā)酵味”(Maet al, 2020), 對扇貝風(fēng)味有改善作用。酯類物質(zhì)在三種扇貝閉殼肌組織新鮮與加熱時的種類比較少、含量比較低。但是酯類物質(zhì)具有果香氣息(張娜等, 2008)。加熱后的扇貝中生成了吡嗪類物質(zhì), 具有堅果香和烘烤香, 來源于氨基酸Strecker反應(yīng)(金燕, 2011), 對扇貝的風(fēng)味起很大貢獻。三種扇貝閉殼肌在加熱后乙酸含量明顯降低。乙酸具有酸敗、臭魚味(章超樺等, 2012), 而何炘 (2007)研究表明乙酸是貽貝蒸煮液的有效香氣成分之一。

祝亞輝等(2017)分析了華貴櫛孔扇貝柱在不同加工處理下的風(fēng)味, 表明熱加工處理相對于新鮮和真空冷凍干燥處理的扇貝柱具有特征香氣, 主要呈現(xiàn)魚腥味、蜂蜜香氣水果香氣和油脂味。三種扇貝閉殼肌在加熱狀態(tài)下, 新生成許多揮發(fā)性成分, 且不同扇貝的風(fēng)味組成存在差異。根據(jù)扇貝閉殼肌揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)鑒定結(jié)果顯示, 相較于新鮮扇貝閉殼肌, 加熱后扇貝閉殼肌組織具有特征香味的主要原因是由于加熱過程中的脂肪氧化、氨基酸Strecker 反應(yīng)、熱降解等反應(yīng)所致。加熱后新產(chǎn)生了(E,Z)-2,6-壬二烯醛、2-丁酮、1-辛烯-3-醇、2-甲基吡嗪、2-正庚基呋喃等物質(zhì), 這些化合物的生成降低了不愉快風(fēng)味物質(zhì)的含量, 并且使加熱后的扇貝閉殼肌的風(fēng)味組成更豐富,優(yōu)化了風(fēng)味物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)論

采用GC-IMS 技術(shù), 對三種扇貝閉殼肌在新鮮狀態(tài)和加熱狀態(tài)下的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進行分析。發(fā)現(xiàn)在新鮮狀態(tài)和加熱狀態(tài)下, 三種扇貝彼此之間的揮發(fā)性風(fēng)味成分存在差異, 加熱后的揮發(fā)性物質(zhì)種類明顯增多。在新鮮狀態(tài)時, HWSB-F 的特征揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有苯乙烯、對二甲苯、3-戊酮、二丙基硫醚、二甲硫醚、6-甲基-5-庚烯-2-酮。ZKSB-F 的特征揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有乙醛、2-乙酰噻唑、乙酰乙酯, XYSB-F的特征揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有2-呋喃醇、乙縮醛、乙醇、1-己醇。三種扇貝閉殼肌組織加熱后, 生成了很多新的物質(zhì)。HWSB-C 特征揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有壬醛、辛醛、對磺酸苯甲醛、E-2-庚烯醛、己醛、2-戊烯、戊醇、丁醛、乙縮醛、3-甲基丁醛、乙酸乙酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、環(huán)己酮、3-戊酮、2-丁酮、2-丙酮、1-辛烯-3-醇、2-呋喃醇、1-丁醇、乙酸、二甲硫醚、苯乙烯。ZKSB-C 的特征揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有三甲胺、β-蒎烯、乙酸戊酯。XYSB-C 的特征揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有2-甲基-1-丁醇、3-(甲硫基)-丁醛、2-甲基吡嗪、2-正庚基呋喃、1-辛醇、苯乙醛、乙酸己酯、3-甲基丁酸戊酯、對二甲苯、1-己醇、3-辛酮。三種扇貝閉殼肌組織在新鮮時鑒定出來的揮發(fā)性成分與加熱后的揮發(fā)性成分也存在很大不同。通過指紋圖譜可以對扇貝閉殼肌組織的揮發(fā)性風(fēng)味成分進行可視化分析, 可以更加直觀的分析樣品的特征揮發(fā)性物質(zhì)。本研究主要是對海灣扇貝、櫛孔扇貝、蝦夷扇貝的閉殼肌組織在新鮮狀態(tài)下和加熱狀態(tài)下的風(fēng)味組成提供基礎(chǔ)依據(jù), 為這三種扇貝閉殼肌的生產(chǎn)加工以及熱加工過程中風(fēng)味變化、脂質(zhì)氧化、氨基酸Strecker 合成等的相關(guān)性研究提供和理論參考, 對于扇貝閉殼肌的加工產(chǎn)業(yè)來說具有借鑒意義。