趙鵬鵬，高騰琪，唐海峰，陳金玲，劉歡，董春濤，楊杰，司鑫鑫*

（1.江蘇海洋大學(xué)江蘇省海洋生物資源與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇省海洋生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇連云港 222005；2.江蘇海洋大學(xué)藥學(xué)院,江蘇連云港 222000）

紫菜（Porphyrɑ）屬紅藻綱,紅毛菜科,含有豐富的蛋白質(zhì)、碳水化合物、不飽和脂肪酸、維生素和礦物質(zhì),具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[1-3]。條斑紫菜（Porphyrɑyezoensis）是紫菜的代表性物種之一,具有特殊的揮發(fā)性風(fēng)味,具有藥食兩用的特點(diǎn)[4],是我國(guó)最重要的經(jīng)濟(jì)型藻類(lèi)之一。目前我國(guó)主要的條斑紫菜產(chǎn)品包括夾心海苔、湯用紫菜等,深受廣大消費(fèi)者青睞。然而,夾心海苔加工的過(guò)程中產(chǎn)生的大量邊角料,目前尚未得到有效利用并造成一定的資源浪費(fèi)。因此,如何有效利用海苔加工過(guò)程中產(chǎn)生的邊角料成為研究的熱點(diǎn)。

乳酸菌在食品發(fā)酵行業(yè)應(yīng)用非常廣泛,植物乳桿菌（Lɑctiplɑntibɑcillusplɑntɑrum）和干酪乳桿菌（Lɑcticɑseibɑcilluscɑsei）是食品發(fā)酵中常見(jiàn)的重要發(fā)酵劑[5],王小慧[6]利用戊糖片球菌（Pedlococcusperctosɑceus,）、干酪乳桿菌（L.cɑsei）、鼠李糖乳桿菌（Lɑctobɑcillus rhɑmnosus）和植物乳桿菌（L.plɑntɑrum）對(duì)比發(fā)酵末水壇紫菜酶解液,以感官品質(zhì)和pH 值為指標(biāo),通過(guò)測(cè)定成品中乳酸菌總數(shù)和可溶性固形物含量,確定了植物乳桿菌更適合用于末水壇紫菜酶解液的發(fā)酵。王雪寧等[7]研究了短乳桿菌（Lɑctobɑcillusbrevis）、植物乳桿菌（L.plɑntɑrum）和干酪乳桿菌（L.cɑsei）以體積比分別為1∶1∶1、1∶1∶2 和1∶1∶3 混合發(fā)酵條斑紫菜發(fā)酵液理化因子的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)體積比為1∶1∶2 的混合發(fā)酵液發(fā)酵效果最好。此外,乳酸桿菌發(fā)酵可以提高食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和品質(zhì),并且能夠賦予食品獨(dú)特的風(fēng)味[8],Yang 等[9]采用發(fā)酵乳桿菌（Lɑctobɑcillusfermentum）、干酪乳桿菌（L.cɑsei）、嗜熱鏈球菌（Streptococcusthermophilus）以及三者混合組株（體積比1∶1∶1）對(duì)條斑紫菜醬進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵21 d 后,所有乳酸菌（lactic acid bacteria,LAB）生長(zhǎng)良好,蛋白酶活力得到提高,隨后采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）技術(shù)考察了干酪乳桿菌和發(fā)酵乳桿菌發(fā)酵的條斑紫菜醬中的香味化合物,分別鑒定出42 種和41 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),包括醛類(lèi)、醇類(lèi)、碳?xì)浠衔铩⑺犷?lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)、吡嗪類(lèi)、呋喃類(lèi)和苯二氮卓類(lèi)等,確定了醇類(lèi)和酯類(lèi)物質(zhì)主要在發(fā)酵中期產(chǎn)生,碳?xì)浠衔镌诎l(fā)酵后期產(chǎn)生,確定干酪乳桿菌發(fā)酵的條斑紫菜醬風(fēng)味和口感更好。因此,利用乳酸菌發(fā)酵海苔邊腳料,并對(duì)其發(fā)酵樣品的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行研究,不僅可以更好地了解其風(fēng)味組成及變化,在資源利用的同時(shí)還可以提高海苔邊腳料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,進(jìn)一步提高紫菜產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

目前針對(duì)乳酸菌發(fā)酵藻類(lèi)產(chǎn)品的風(fēng)味研究相對(duì)較少,趙玲等[10]采用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（headspace solid-phase microextraction gas-mass spectrometry,SPME-GC-MS）技術(shù)對(duì)比分析了條斑紫菜在烤制前后揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的組成變化,結(jié)果表明,醛類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)和烷烴類(lèi)構(gòu)成了條斑紫菜的主體風(fēng)味,烤制后吡嗪、甲基吡嗪、2,5-二甲基-吡嗪、2-乙基-5-甲基-吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基-吡嗪和2-乙基-6-甲基-吡嗪等物質(zhì)含量顯著增加。姚興存等[11]利用篩選的蛋白酶酶解紫菜制備紫菜風(fēng)味香精,采用GC-MS 測(cè)定了產(chǎn)物中的揮發(fā)性風(fēng)味成分,發(fā)現(xiàn)醇類(lèi)和醛酮等羰基化合物所具有的獨(dú)特風(fēng)味對(duì)紫菜風(fēng)味香精良好風(fēng)味的形成起到重要作用。曹榮等[12]采用電子舌（electronic tongue,ET）結(jié)合氣相色譜-離子遷移（gas chromatograph-ion mobility spectroscopy,GC-IMS）技術(shù)評(píng)價(jià)了壇紫菜和條斑紫菜的風(fēng)味特征,發(fā)現(xiàn)條斑紫菜氣味物質(zhì)的總體含量更高,明確苯乙醛、壬醛等醛類(lèi)化合物對(duì)條斑紫菜的整體愉悅氣味有較大貢獻(xiàn),丙醛對(duì)壇紫菜整體的氣味有較大貢獻(xiàn)。然而,目前鮮見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道利用不同的乳酸菌發(fā)酵夾心海苔邊腳料制備條斑紫菜醬以探索不同發(fā)酵時(shí)間揮發(fā)性化合物的變化。因此,本研究使用3 株乳酸菌發(fā)酵夾心海苔邊腳料,包括植物乳桿菌MMB-05、干酪乳桿菌FJAT-7928 和以上兩株菌的混合組（體積比1∶1）,以不接種菌發(fā)酵為對(duì)照組,系統(tǒng)研究其在發(fā)酵24 h 和48 h 的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化并篩選出特征風(fēng)味物質(zhì),以期為改進(jìn)條斑紫菜醬加工方法和提高紫菜相關(guān)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

夾心海苔下腳料:連云港文德食品有限公司；MRS液體培養(yǎng)基:北京路橋技術(shù)股份有限公司；植物乳桿菌MMB-05:保藏于江蘇海洋大學(xué)海洋食品與生物工程學(xué)院微生物種質(zhì)資源室；干酪乳桿菌FJAT-7928:保藏于福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院。

1.2 儀器與設(shè)備

TGL 20MW 臺(tái)式高速冷凍離心機(jī):湖南赫西儀器裝備有限公司；78-1 磁力加熱攪拌器:泰州市中泰教學(xué)設(shè)備有限公司；YXQ-LS-50S 立式壓力蒸汽滅菌鍋:上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；ZGX-300E 智能光照培養(yǎng)箱:杭州錢(qián)江儀器設(shè)備有限公司；7890A-5975C 氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀:美國(guó)Agilent 公司；75μm CAR/PDMS固相微萃取針:美國(guó)Supelco 公司。

1.3 菌株培養(yǎng)

將MRS 液體培養(yǎng)基總量0.1% 的植物乳桿菌MMB-05 和干酪乳桿菌FJAT-7928 菌液從甘油管中接種到MRS 液體培養(yǎng)基,傳代2 次后,培養(yǎng)至對(duì)數(shù)期；將植物乳桿菌MMB-05 和干酪乳桿菌FJAT-7928 菌液以體積比1∶1 混合設(shè)置混合組,同時(shí)設(shè)置對(duì)照組（未接菌）作為對(duì)比。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 乳酸菌發(fā)酵紫菜醬

1.4.1.1 紫菜醬的制備

準(zhǔn)確稱(chēng)取100 g 干燥的夾心海苔邊腳料并加入150 mL 的蒸餾水配制成醬糊狀。攪拌均勻后在121 ℃下高壓滅菌30 min。冷卻至室溫后,向紫菜漿中添加漿料體積總量3%的植物乳桿菌MMB-05、干酪乳桿菌FJAT-7928 和混合組（植物乳桿菌MMB-05 與干酪乳桿菌FJAT-7928 體積比1∶1）菌液,并設(shè)置對(duì)照組進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵溫度設(shè)置在37 ℃,靜置發(fā)酵24 h 和48 h。

1.4.1.2 發(fā)酵液提取

稱(chēng)取10.0 g 樣品（精確至0.1 g）至250 mL 燒杯中,加入50 mL 去離子水稀釋混勻,磁力攪拌器攪拌30 min,10 000 r/min 離心15 min,重復(fù)兩次,收集上清液。

1.4.2 HS-SPME-GC-MS 測(cè)定

參考張琦夢(mèng)等[13]的方法,向25 mL 頂空瓶中加入5 mL 上清液和1.5 g NaCl,室溫下攪拌20 min,45 ℃平衡30 min；將已活化好的固相微萃取纖維頭（270 ℃老化30 min）在45 ℃頂空萃取30 min；于260 ℃解吸5 min,完成進(jìn)樣。

GC 條件:色譜柱為HP-INNOWaxTM聚乙二醇毛細(xì)管柱（60 m×0.25 mm×0.25μm）,進(jìn)樣口溫度為260 ℃,柱初始溫度為35 ℃,保持5 min,以6 ℃/min 的速率上升至225 ℃并持續(xù)10 min；載氣為氦氣,柱流速為1 mL/min；分流比為10∶1。

MS 條件:電子電離（electron ionization,EI）源,離子源溫度為230 ℃,電子能量70 eV,MS 四極桿溫度為150 ℃；掃描范圍:50～550 m/z。

1.4.3 氣味活度值評(píng)價(jià)方法

參考Lin 等[14]的方法計(jì)算樣品中關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味,采用氣味活度值（odor activity value,OAV）評(píng)價(jià)各化合物對(duì)樣品總體風(fēng)味的貢獻(xiàn),氣味活度值（O）按照下列公式計(jì)算。

O=C/T

式中:C為揮發(fā)性香氣成分的相對(duì)百分含量,%；T為揮發(fā)性香氣成分感覺(jué)閾值,μg/L。

1.5 數(shù)據(jù)處理

通過(guò)NIST 14.L 數(shù)據(jù)庫(kù)檢索,對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行定性分析,使用峰面積歸一化法計(jì)算揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量。使用IBM SPSS 26.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析,p<0.05 表示差異顯著。WPS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。Origin 2021 軟件進(jìn)行主成分分析、熱圖分析及繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析鑒定結(jié)果

植物乳桿菌MMB-05 組、干酪乳桿菌FJAT-7928組、混合組（植物乳桿菌MMB-05 與干酪乳桿菌FJAT-7928 體積比1∶1）和對(duì)照組發(fā)酵24 h 和48 h 的條斑紫菜醬產(chǎn)生的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)相對(duì)含量見(jiàn)表1。

表1 不同發(fā)酵時(shí)間4 組條斑紫菜醬揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)相對(duì)含量Table 1 Relative contents of volatile flavor substances in four groups of Porphyra yezoensis sauce with different fermentation times

由表1 可知,發(fā)酵到48 h 時(shí),從4 組發(fā)酵樣品中共檢出化合物57 種,包括醛類(lèi)16 種、醚類(lèi)1 種、酮類(lèi)8 種、醇類(lèi)10 種、烴類(lèi)10 種、酯類(lèi)4 種、酸類(lèi)4 種、雜環(huán)類(lèi)4 種。這些揮發(fā)性物質(zhì)的產(chǎn)生與碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的代謝密切相關(guān),共同造就了發(fā)酵紫菜醬的獨(dú)特風(fēng)味。

烷烴和烯烴由脂肪酸的自氧化生成[15]。烷烴類(lèi)化合物通常認(rèn)為不具有氣味活性,故對(duì)條斑紫菜醬整體風(fēng)味貢獻(xiàn)不大。烯烴類(lèi)化合物具有較低的閾值,并且大多帶有果香味,如8-十七烯具有柑橘香味,因此能賦予紫菜醬清新和香甜味。在發(fā)酵前后,4 組發(fā)酵樣品均檢測(cè)到8-十七烯、5-十八烯、苯乙烯。與對(duì)照組相比,植物乳桿菌MMB-05 組8-十七烯含量明顯提高,從13.99%提高至19.40%,明顯增強(qiáng)了紫菜醬香甜味,豐富了紫菜醬的風(fēng)味。

酮類(lèi)化合物由不飽和脂肪酸氧化或降解、氨基酸降解或微生物氧化產(chǎn)生[16]。酮類(lèi)物質(zhì)性質(zhì)穩(wěn)定,具有水果香、奶香等令人愉快的香氣,其中3-羥基-2-丁酮、2,3-戊二酮及2-壬酮均呈現(xiàn)奶香味,反-β-紫羅蘭酮可令食品具有強(qiáng)烈的類(lèi)紫羅蘭香氣,對(duì)紫菜的腥味有一定的加和作用[17]。在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中,所有組均檢測(cè)出3-羥基-2-丁酮和反-β-紫羅蘭酮,且植物乳桿菌MMB-05 組3-羥基-2-丁酮相對(duì)含量最高。同時(shí),與其他組相比,植物乳桿菌MMB-05 組還檢測(cè)出2-壬酮,在豐富紫菜醬風(fēng)味的同時(shí)降低其魚(yú)腥味。

醛類(lèi)化合物主要通過(guò)多不飽和脂肪酸在微生物和酶的作用下氧化降解形成,是食品中重要的香氣化合物,大多數(shù)具有令人愉快的氣味,例如草味、麥芽味、水果味和奶酪味。其中苯乙醛具有水果味和甜味,苯甲醛具有杏仁味,己醛具有魚(yú)腥味,壬醛具有油脂味,正辛醛具有水果香味,（Z）-2-癸烯醛具有甜香、柑橘味[18-19]。在發(fā)酵前后,所有發(fā)酵組均檢測(cè)出苯甲醛、乙醛、壬醛、藏紅花醛和（E,Z）-2,6-壬二烯醛,豐富了紫菜醬獨(dú)特的風(fēng)味。與干酪乳桿菌FJAT-7928 相比,植物乳桿菌MMB-05 組中己醛相對(duì)含量明顯降低,說(shuō)明植物乳桿菌MMB-05 發(fā)酵可以降低紫菜醬的魚(yú)腥味。

醇類(lèi)化合物主要是由脂肪氧化、氨基酸和碳水化合物的代謝產(chǎn)生,通常被認(rèn)為是發(fā)酵產(chǎn)品中許多生化反應(yīng)的前體[20]。醇類(lèi)化合物的閾值高,對(duì)發(fā)酵醬的整體風(fēng)味貢獻(xiàn)較小,但一些不飽和醇的閾值低,具有蘑菇香味和類(lèi)金屬風(fēng)味[21],對(duì)紫菜醬的整體特征風(fēng)味有一定貢獻(xiàn)。除對(duì)照組外,其他乳酸菌組在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中均檢測(cè)出正己醇和苯甲醇。1-辛烯-3-醇由花生四烯酸氧化而成,具有蘑菇香味,并且在發(fā)酵前后的所有組中均被檢測(cè)到,是條斑紫菜醬的一種重要的氣味化合物。

酸類(lèi)物質(zhì)主要來(lái)源于氨基酸的分解代謝或脂肪酸的氧化,酸類(lèi)物質(zhì)具有果味、芝士味、脂肪味[22],能賦予發(fā)酵樣品特殊的風(fēng)味。除對(duì)照組外,在其他3 組乳酸菌在發(fā)酵24 h 時(shí)均檢測(cè)出辛酸。另外,植物乳桿菌MMB-05 組在發(fā)酵后期檢測(cè)出L-乳酸,且含量達(dá)15.62%,這與乳酸菌的產(chǎn)酸有關(guān)。同時(shí),適宜的產(chǎn)酸量可以豐富紫菜醬的風(fēng)味,使其爽口清甜。

酯類(lèi)物質(zhì)主要通過(guò)紫菜醬發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的酸與醇的酯化反應(yīng)形成,酯類(lèi)化合物大多具有水果香味。在所有組的發(fā)酵過(guò)程中均被檢測(cè)到辛酸乙酯和二氫獼猴桃內(nèi)酯。乙酸癸酯具有菠蘿樣底香的甜美香味[23],與其他組相比,植物乳桿菌MMB-05 組在48 h 檢測(cè)出的乙酸癸酯含量最高,對(duì)紫菜醬的特征風(fēng)味有一定影響。

所有樣品中共檢測(cè)出4 種雜環(huán)化合物,包括吡嗪、呋喃及其衍生物,這些化合物通常由美拉德反應(yīng)或氨基酸分解形成。據(jù)報(bào)道,在雜環(huán)化合物中,吡嗪類(lèi)化合物具有顯著的堅(jiān)果、烘焙以及烤面包味,呋喃類(lèi)化合物會(huì)令發(fā)酵產(chǎn)品具有焦糖、甜味及烘焙風(fēng)味[24]。在發(fā)酵前后,只有植物乳桿菌MMB-05 組中檢測(cè)出2-乙酰基呋喃、2,5-二甲基吡嗪和2,6-二甲基吡嗪,能夠?qū)ψ喜酸u貢獻(xiàn)獨(dú)特風(fēng)味。

2.2 紫菜醬揮發(fā)性成分變化

植物乳桿菌MMB-05、干酪乳桿菌FJAT-7928、混合組（植物乳桿菌MMB-05 與干酪乳桿菌FJAT-7928體積比1∶1）和對(duì)照組發(fā)酵24 h 和48 h 的條斑紫菜醬共檢測(cè)出8 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),其類(lèi)別數(shù)目與含量百分占比如圖1。

圖1 不同發(fā)酵時(shí)間4 組條斑紫菜醬揮發(fā)性組分類(lèi)別數(shù)目與含量百分占比Fig.1 Number and percentage of volatile components in the four groups of P.yezoensis sauce with different fermentation times

由圖1 可知,所有發(fā)酵組在相同發(fā)酵時(shí)間以及不同發(fā)酵時(shí)間的風(fēng)味物質(zhì)均存在差異,發(fā)酵24 h 時(shí),植物乳桿菌MMB-05 組、干酪乳桿菌FJAT-7928 組、混合組和對(duì)照組中醛類(lèi)化合物數(shù)量相比較其他種類(lèi)化合物更多,分別為16、15、10 種和15 種,烴類(lèi)化合物次之,除植物乳桿菌MMB-05 組和混合組外,其余組未檢測(cè)出醚類(lèi)化合物。

發(fā)酵48 h 時(shí),所有發(fā)酵樣品中揮發(fā)性物質(zhì)種類(lèi)發(fā)生明顯變化。植物乳桿菌MMB-05 組和干酪乳桿菌FJAT-7928 組醛類(lèi)物質(zhì)的相對(duì)含量分別從27.32%、29.92% 減少到23.07%、20.76%?；旌辖M烴類(lèi)物質(zhì)的相對(duì)含量變化最明顯,從42.85% 減少到9.07%。此外,植物乳桿菌MMB-05 組新檢測(cè)出大量酸類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì),這與乳酸菌的產(chǎn)酸有關(guān)。對(duì)照組中,醛類(lèi)化合物相對(duì)含量變化最明顯,從25.96%下降到5.61%。

2.3 揮發(fā)性物質(zhì)氣味活性值分析

揮發(fā)性物質(zhì)含量并不能夠完全反映該物質(zhì)對(duì)香氣的貢獻(xiàn)度,為判斷其對(duì)整體風(fēng)味的影響程度,本研究通過(guò)氣味活性值來(lái)確定影響風(fēng)味較大的關(guān)鍵物質(zhì)。OAV 值的大小通常與其香氣貢獻(xiàn)程度呈正相關(guān),當(dāng)組分的OAV≥1 時(shí),該物質(zhì)對(duì)于揮發(fā)性風(fēng)味的貢獻(xiàn)大,為主要香氣成分；當(dāng)0.1≤OAV<1 時(shí),該成分起到風(fēng)味修飾作用[25]。OAV 越大說(shuō)明這種物質(zhì)對(duì)樣品的總體風(fēng)味貢獻(xiàn)也越大。4 組條斑紫菜醬揮發(fā)性物質(zhì)的OAV 結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同發(fā)酵時(shí)間4 組條斑紫菜醬揮發(fā)性物質(zhì)的OAVTable 2 OAV of volatile flavor substances in four groups of P.yezoensis sauce with different fermentation times

由表2 可知,在OAV≥1 和0.1≤OAV<1 的區(qū)間內(nèi),共檢測(cè)出20 種對(duì)風(fēng)味有一定影響的揮發(fā)物,其中包括10 種醛、4 種酮、4 種醇、1 種酸和1 種酯。在發(fā)酵24 h時(shí),植物乳桿菌MMB-05 組中（Z）-2-庚烯醛、正辛醛、（E）-2-辛烯醛、（E,Z）-2,6-壬二烯醛、β-環(huán)檸檬醛、3-羥基-2-丁酮和α-紫羅蘭酮的OAV≥1,說(shuō)明這些物質(zhì)對(duì)其發(fā)酵紫菜醬的揮發(fā)性風(fēng)味貢獻(xiàn)大,發(fā)酵至48 h 時(shí),原風(fēng)味物質(zhì)不變的情況下增加了L-乳酸（OAV>1）的關(guān)鍵風(fēng)味成分,L-乳酸的微酸味能賦予紫菜醬爽口清甜的口感,同時(shí)也能豐富紫菜醬的整體風(fēng)味。發(fā)酵24 h 時(shí),干酪乳桿菌FJAT-7928 組中（Z）-2-庚烯醛、正辛醛、（E）-2-辛烯醛、（E,Z）-2,6-壬二烯醛、β-環(huán)檸檬醛、α-紫羅蘭酮和辛酸乙酯的OAV≥1,但到發(fā)酵后期,出現(xiàn)了己醛0.1≤OAV<1,這使得紫菜醬本身的腥味又顯露出來(lái),影響了紫菜醬的整體風(fēng)味?；旌辖M在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中只有（Z）-2-庚烯醛、正辛醛和（E,Z）-2,6-壬二烯醛的OAV≥1,這3 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)不能完全掩蓋紫菜醬本身的腥味,同時(shí)也不足以豐富紫菜醬的獨(dú)特風(fēng)味,導(dǎo)致紫菜醬的整體風(fēng)味不佳。而對(duì)照組在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中只有（E,Z）-2,6-壬二烯醛和α-紫羅蘭酮的OAV≥1,其紫菜醬整體風(fēng)味不如前三者。同時(shí),在所有發(fā)酵組中壬醛、反-β-紫羅蘭酮（0.1≤OAV<1）能夠和關(guān)鍵風(fēng)味成分形成協(xié)同作用,參與紫菜醬整體風(fēng)味的修飾作用。整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中,植物乳桿菌MMB-05 和混合組中OAV 值最大的揮發(fā)性物質(zhì)相同,均為（Z）-2-庚烯醛,而α-紫羅蘭酮是干酪乳桿菌FJAT-7928 組中OAV 值最大的物質(zhì),（Z）-2-庚烯醛具有脂肪香氣,α-紫羅蘭酮具有紫羅蘭花香,均對(duì)紫菜醬獨(dú)特風(fēng)味的形成有重要貢獻(xiàn)。綜合來(lái)看,與其他組相比,植物乳桿菌MMB-05 組發(fā)酵的條斑紫菜醬風(fēng)味成分更豐富,整體風(fēng)味也更濃郁。這與Gao 等[26]的研究結(jié)果一致。

2.4 揮發(fā)性物質(zhì)主成分分析

對(duì)4 組樣品發(fā)酵24 h 和48 h 產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行主成分分析,得到3 個(gè)主成分,結(jié)果如圖2 所示。

圖2 不同發(fā)酵時(shí)間4 組條斑紫菜醬的主成分分析Fig.2 Principal component analysis of four groups of P.yezoensis sauce with different fermentation times

由圖2 可知,3 個(gè)主成分的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)貢獻(xiàn)率分別為48.8%、22.8% 和16.6%,累計(jì)貢獻(xiàn)率為88.2%,能夠反映揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的大部分信息[27]。根據(jù)樣品間的分布特征,可以了解不同發(fā)酵時(shí)間與風(fēng)味物質(zhì)間的關(guān)系。從圖2A 可以看出,不同發(fā)酵組發(fā)酵的紫菜醬主要揮發(fā)性物質(zhì)分布較為隨機(jī),主要在第2主成分上有差異,說(shuō)明同一發(fā)酵組樣品隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)其揮發(fā)性物質(zhì)變化不一致。植物乳桿菌MMB-05 組和混合組發(fā)酵前后的分布較分散,說(shuō)明發(fā)酵24 h 和48 h 的紫菜醬的揮發(fā)性風(fēng)味差異較大。植物乳桿菌MMB-05 組在發(fā)酵24 h 時(shí)的樣品分布距離較其他組遠(yuǎn),表明其揮發(fā)性物質(zhì)組成有較大差異,這是因?yàn)槊杨?lèi)特征化合物將這組樣品區(qū)分開(kāi)來(lái)。樣品的分布區(qū)域和某種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的分布越接近,則說(shuō)明該物質(zhì)對(duì)此樣品的風(fēng)味貢獻(xiàn)越大[28]。酯類(lèi)和醛類(lèi)與3 組乳酸菌發(fā)酵24 h 的樣品分布較為接近,這說(shuō)明酯類(lèi)和醛類(lèi)對(duì)3 組乳酸菌組條斑紫菜醬的香氣起到主要貢獻(xiàn)作用；48 h 時(shí),酸類(lèi)和醛類(lèi)與3 組乳酸菌組發(fā)酵樣品分布較為接近,醛類(lèi)和酮類(lèi)與對(duì)照組樣品分布較為接近,這說(shuō)明酸類(lèi)和醛類(lèi)化合物為3 組乳酸菌組紫菜醬香氣起到主要貢獻(xiàn)作用,而醛類(lèi)和酮類(lèi)對(duì)對(duì)照組樣品的香氣起到主要貢獻(xiàn)作用。這與OVA 分析結(jié)果較為一致。

2.5 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)熱圖分析

選取26 種對(duì)發(fā)酵24 h 和48 h 紫菜醬起主要貢獻(xiàn)作用的主體風(fēng)味物質(zhì),對(duì)其含量變化進(jìn)行熱圖分析,結(jié)果如圖3 所示。

圖3 不同發(fā)酵時(shí)間4 組條斑紫菜醬揮發(fā)性物質(zhì)含量變化熱圖Fig.3 Heatmap of changes in the contents of volatile substances in four groups of P.yezoensis sauce with different fermentation times

由圖3 可知,各發(fā)酵組在24 h 和48 h 時(shí)的揮發(fā)性物質(zhì)譜圖有所差異,由于風(fēng)味前體物質(zhì)的分解代謝,揮發(fā)性物質(zhì)譜圖隨時(shí)間而發(fā)生了改變,其中植物乳桿菌MMB-05 組在發(fā)酵前后,丙醛、丁酸、反-β-紫羅蘭酮、壬醛、（Z）-2-癸烯醛、（E,Z）-2,6-壬二烯醛6 種物質(zhì)均有所增加,說(shuō)明這6 種化合物很大程度上影響了紫菜醬發(fā)酵過(guò)程中的風(fēng)味,并且隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng),紫菜醬樣品的氣味趨于相似。干酪乳桿菌FJAT-7928 組在發(fā)酵前后,醛類(lèi)、酮類(lèi)、烴類(lèi)和酯類(lèi)化合物均隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)含量有所增加,但樣品在發(fā)酵前后氣味不相似,揮發(fā)性風(fēng)味發(fā)生了明顯變化?；旌辖M在發(fā)酵前后,（Z）-2-庚烯醛、（E）-2-辛烯醛、β-環(huán)檸檬醛這3 種物質(zhì)含量隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)得到了提高,說(shuō)明這3 種化合物很大程度上影響了紫菜醬發(fā)酵過(guò)程中的風(fēng)味,并且樣品在發(fā)酵前后的氣味不相似,揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)發(fā)生了變化。

3 結(jié)論

本研究采用HS-SPME-GC-MS 技術(shù)檢測(cè)了不同乳酸菌及未添加乳酸菌發(fā)酵24 h 和48 h 的條斑紫菜醬揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化,共鑒定出57 種揮發(fā)性化合物。在發(fā)酵24 h 時(shí),植物乳桿菌MMB-05 組3-羥基-2-丁酮相對(duì)含量最高,達(dá)到20.01%,對(duì)照組中8-十七烯相對(duì)含量最高,為20.76%。與發(fā)酵24 h 的樣品相比,發(fā)酵48 h 后的紫菜醬樣品中醛類(lèi)和酯類(lèi)相對(duì)百分含量明顯減少,其中對(duì)照組醛類(lèi)減少最明顯,從25.96%減少到5.61%,酸類(lèi)物質(zhì)相對(duì)百分含量有所上升,尤其是植物乳桿菌MMB-05 組酸類(lèi)物質(zhì)上升最明顯,從0.71% 上升到23.81%。然后采用OAV 法、主成分分析和熱圖分析發(fā)酵24 h 和48 h 各發(fā)酵樣品的主體風(fēng)味構(gòu)成。結(jié)果表明,植物乳桿菌MMB-05 組中（Z）-2-庚烯醛、正辛醛、（E）-2-辛烯醛、（E,Z）-2,6-壬二烯醛、β-環(huán)檸檬醛、α-紫羅蘭酮的OAV≥1,干酪乳桿菌FJAT-7928 組中（Z）-2-庚烯醛、正辛醛、（E）-2-辛烯醛、（E,Z）-2,6-壬二烯醛、α-紫羅蘭酮和辛酸乙酯的OAV≥1,混合組中（Z）-2-庚烯醛、正辛醛和（E,Z）-2,6-壬二烯醛的OAV≥1,而對(duì)照組在發(fā)酵過(guò)程中均為（E,Z）-2,6-壬二烯醛和α-紫羅蘭酮的OAV≥1,這些揮發(fā)性化合物成為各自發(fā)酵組的關(guān)鍵風(fēng)味成分,而苯甲醛、壬醛、反-β-紫羅蘭酮等物質(zhì)（0.1≤OAV<1）能夠和上述風(fēng)味成分形成協(xié)同作用,對(duì)發(fā)酵紫菜醬的整體風(fēng)味發(fā)揮著修飾作用。綜合評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn),植物乳桿菌MMB-05 更適合作為條斑紫菜醬的發(fā)酵劑,其發(fā)酵的紫菜醬相比于其他組風(fēng)味成分更豐富,整體風(fēng)味也更濃郁。

在后續(xù)的研究中,可以考慮使用溶劑輔助蒸發(fā)法與HS-SPME 法相結(jié)合,也可考慮采用內(nèi)標(biāo)法測(cè)得揮發(fā)性物質(zhì)的具體含量,以得到更加全面的香味成分?jǐn)?shù)據(jù),進(jìn)一步為發(fā)酵條斑紫菜醬風(fēng)味品質(zhì)的優(yōu)化及深加工提供理論依據(jù)。