不同新鲜度养殖大黄鱼肉中特征性挥发物的研究

张晶晶

(上海海洋大学食品学院，上海201306)

不同新鲜度养殖大黄鱼肉中特征性挥发物的研究

张晶晶

(上海海洋大学食品学院，上海201306)

为了探讨养殖大黄鱼肉特征性挥发物，采用顶空固相微萃取－气－质联用(HS－SPME－GC－MS)法检测0℃及20℃下不同贮藏天数的大黄鱼肉挥发性风味。共鉴定出七大类48种化合物，并对其中主要的挥发物含量、气味特征及其来源进行了分析。发现大黄鱼挥发性风味以羰基化合物和醇类为主。并结合微生物实验的结果，运用主成分分析(PCA)的方法得到了己醛、对二甲苯等8种表征肉样“新鲜”，2－壬酮、丙酸、二甲基二硫等15种表征肉样“腐败”的特征性挥发物。

固相微萃取(SPME)，气相色谱－质谱法(GC－MS)，挥发性风味，大黄鱼

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜大黄鱼 500～600g鲜活养殖大黄鱼，购自浙江象山深海大黄鱼有限公司，采用聚乙烯充氧运至实验室。

GNP－9080型隔水式恒温培养箱 上海精宏实验设备有限公司;海尔SC－230冷藏柜 上海创横仪器有限公司;SW－CJ－1CU双人单面超净工作台 上海松泰净化科技有限公司;JJ－2组织打碎匀浆机江苏金坛精达仪器制造厂;手动进样手柄、萃取头PDMS/DVB，涂层厚度65μm，美国Supelco公司;气质联用仪:气质联用仪6890－5975B 美国Agilent公司;DF－101S集热式恒温加热磁力搅拌器 巩义市予华仪器有限责任公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品制备 将大黄鱼倒入水池中，缺氧缺水致死，采用GB/T 18108－2008［5］的取样方法，共取20尾实验用鱼，在超净工作台将其清洗、去鳞、去内脏，沿脊骨剖切。将剖切后肉样统一用无菌刀切割成3～5cm2小块，充分混匀。

取小块肉样，用经消毒程序处理(刀口经火焰灼烧10s后再经紫外辐照30min)的绞肉机绞碎，准确称取每份重为5.00g的待测样品，装入15mL棕色瓶中，于0℃冷藏柜(模拟冰鲜条件)及20℃恒温箱(模拟室温条件)中进行保存。0℃样品分别贮藏0、1、2、3、5、7、9、11d，20℃样品贮藏0、1、2d后，取出肉样进行菌落总数及GC－MS检测，每次测3个平行样。

1.2.2 菌落总数检测 按照 GB/T 4789.2－2008测定［6］。

1.2.3 GC－MS检测

1.2.3.1 顶空固相微萃取 将内装肉样的顶空瓶置于室温下平衡20min后，以SPME针管插入顶空瓶的硅橡胶瓶垫，伸出65μm PDMS/DVB萃取头，在40℃下吸附45min。待吸附完毕，取出插入GC－MS进样口，250℃解析5min，热脱附进行GC－MS检测。

1.2.3.2 GC－MS条件 色谱柱:DB－5MS弹性毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm);不分流模式;升温程序:起始柱温40℃，保持2min，然后以4℃/min升至160℃，无保留;再以 10℃/min升至 250℃，保持3min;载气(He)流速1.0mL/min;汽化室温度250℃。质谱条件:电子轰击(EI)离子源;电子能量70eV;传输线温度275℃;离子源温度200℃;激活电压1.5V;质量扫描范围m/z 50～400。

1.2.3.3 定性及定量方法 定性:实验数据处理由Xcalibur软件系统完成。挥发性成分通过 NIST和Wiley(2008)谱库确认定性，仅报导正、反匹配度大于800(最大值为1000)的鉴定结果。定量:以峰面积表示某对应化合物的物质的量。

1.2.4 数据处理 不同天数下所得挥发物的差异显著性分析采用SPSS13.0软件以单因素方差分析(One－Way ANOVA)中的S－N－K法完成;挥发物的PCA分析由R2.7.2软件完成。

2 结果与讨论

2.1 微生物数量

一般认为鲜活鱼体内部组织是无菌的，当其在捕捞、分割、贮藏及流通过程中时极易受到微生物的污染而造成其品质的下降，大黄鱼行业标准 SC/ T3101－1984规定 105CFU/g作为二级鲜度的标准线［7］。

由图1可见，两温度下大黄鱼肉中菌落总数均随着贮藏时间的延长而增加。0℃(冰藏温度条件)下，菌落总数上升较为缓慢，9d后才达到105数量级;而20℃(常温条件)下，肉样中微生物“对数生长期”大大提前，1d时其总数就已超标。

图1 0、20℃下养殖大黄鱼中菌落总数随贮藏时间变化规律Fig.1 Changes of total number of bacterial colony in yellow croaker stored at the temperature of 0℃ and 20℃ during different storage times

2.2 养殖黄鱼气味主体分析

用SPME－GC－MS法分析0、20℃下贮藏不同时间的养殖大黄鱼肉的挥发性成分，所得结果见表1。本次实验共分离鉴定出48种化合物:烃类9种，酮类4种，醇类9种，醛类8种，酸类2种，酯类6种，其他10种。作为对照的新鲜大黄鱼肉中共检测出29种化合物，其中18种在相关文献中均有报导:甲苯、3，5－辛二烯－2－酮、(E，E)－2，4－庚二烯醛3种化合物杨华［2］、卢春霞［3］等人均在新鲜大黄鱼肉中检出;乙苯、1，3，5－三甲苯、2，3－戊二酮、(Z)－4－庚烯醛4种化合物与杨华［2］报导一致;而对二甲苯、十五烷、2，3－辛二酮、己醛、庚醛、壬醛、1－戊烯－3－醇、己醇、1－辛烯－3－醇、2－乙基己醇、2，7－辛二烯－1－醇11种化合物与卢春霞［3］报导一致。值得注意的是，2－壬酮、2－甲基丁醛、3－甲基－丁醇、乙酸、丙酸、三甲胺此6种化合物杨华、卢春霞等人在新鲜大黄鱼中就已检出，而本次实验中却仅在大黄鱼贮藏过程中才发现，究其原因一方面可能由于个人实验条件不尽相同，另一方面也可能由于个人所采鱼样的初始新鲜度或取样来源存在差异导致。

此外，Guadagn等［1］发现醛类在气味中有加和作用，而(Z)－4－庚烯醛、(E，E)－2，4－庚二烯醛等的作用尤为明显，被认为是腥味的代表物质。章超华等［8］通过对鲫鱼的研究也证实了此类醛类物质对鱼腥味的贡献显著。本实验在大黄鱼肉中也检测到了此两种物质，说明其确实可能对养殖大黄鱼的风味造成一定的不良影响。

2.3 主要挥发性风味化合物特征及来源

鱼肉的风味主要是由于挥发性羰基化合物和醇造成的，而这些化合物是通过特定的脂肪氧合酶作用于鱼脂质中的多不饱和脂肪酸衍生而来的。根据风味特征及其所占比例，可以得出醛类、酮类和胺类是其主要的风味成分。

烷烃类的来源比较复杂，部分可能来自肉中脂肪酸的降解，而芳香烃则可能是由带芳香基的游离氨基酸氧化产生的［9］。而(C6～C19)的烷烃已经被鉴定存在于某些鱼肉的挥发物中，它们可能是通过烷基自由基的脂质自氧化过程或类胡萝卜素的分解生成，其阈值较高，因此对鱼肉风味的形成直接贡献不大，但有助于提高鱼肉的整体香味效果［11］，如甲苯是造成鱼肉中令人不愉快的风味物质［10］。

酮类化合物可能是由于多不饱和脂肪酸的热氧化或降解、氨基酸降解或微生物氧化产生的［11－12］。具有独特的清香和果香风味，并且随着碳链的增长给出更强的花香特征。烯酮类则是在加热期间生成的脂质氧化的产物并且有一种青叶芳香［13］。如2，3－戊二酮和2，3－辛二酮等对其奶油香气有贡献［14－15］。

表1 0、20℃下大黄鱼挥发性成分随贮藏时间变化规律Table 1 Changes of volatile compounds in yellow croaker stored at the temperature of 0℃ and 20℃ during different storage times

续表

续表

醛类是脂肪降解的主要产物，一般阈值较低，却对构成鱼类的总体风味影响巨大［16］。3至4个碳原子的醛具有强烈的刺激性风味，而中等分子量的醛(5至9个碳原子)则具有清香、油香、脂香和牛脂香［17］。如本实验检测出的(Z)－4－庚烯醛，(E，E)－2，4－庚二烯醛，其中(Z)－4－庚烯醛［18］阈值较低，其风味特征除果香和青香外，还有明显的脂肪香气，它是由ω－3－多不饱和脂肪酸降解生成(E，Z)－2，6－壬二烯醛，并通过逆羟醛缩合作用降解生成。一般而言，在新捕获的鱼中，6个碳原子的化合物通常产生一种原生味、鲜香和类醛的特征香味，如己醛，此物质已被鉴定出普遍存在于淡水鱼和海水鱼［9］，主要来自ω－6不饱和脂肪酸［19］。一般而言，烯醛类及二烯醛类化合物烷基醛、烯醛和二烯醛可能是由多不饱和脂肪酸如亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸氧化形成的氢过氧化物的裂解而形成［6］。如本实验检测出的3－甲基丁醛(在帕尔马火腿中具有坚果、奶酪和咸的特征)，是由亮氨酸经斯特雷克儿氨基酸反应产生［20］，或者由微生物降解产生［21－22］。另外，如4－庚烯醛能产生青草味和鱼腥味，是鱼腥味的关键成分［1］。

醇类大多数是由脂质氧化分解而来的，一般认为，饱和醇的风味阈值较高，对鱼肉风味的整体贡献较小。但有些不饱和醇阈值较低，却可能会对风味有较大贡献，如1－辛烯－3－醇是一种亚油酸的氢过氧化物的降解产物，具有类似蘑菇的气味，普遍存在于淡水鱼及海水鱼的挥发性香味物质中［23］。2－乙基己醇物质具有蘑菇香气，可能对这种鱼肉特征风味有贡献。本实验还检出了具有青香的1－戊烯－3－醇［9］。

酸类的来源比较复杂，乙酸、丙酸等小分子的酸主要由微生物降解糖类而产生［24］，而其他一些带支链的脂肪酸则可能来自氨基酸的微生物降解，如3－甲基丁酸来自亮氨酸降解［17］。

含硫化合物来自含硫氨基酸，而含氮化合物则来自蛋白质和游离氨基酸以及核苷酸的降解［25］。含硫含氮化合物在大多数情况下在肉中浓度很低，但发生腐败时其含量会随着微生物的增殖而大幅提高(以甲硫醇、二甲基二硫和吲哚等为典型代表)。此外，含硫含氮类化合物通常具有极低的阈值和重要的感官特性，其对肉品的风味贡献巨大［26］。

其他一些化合物如甲苯、对二甲苯、1－甲基萘等物质通常具有不良的风味，会导致鱼肉异味的产生，可能是从环境污染物中转移到鱼体中形成的。室温贮藏下检测出的一些低碳酯是脂肪酸酯氧化断裂的产物，通常赋予一种香甜的果香。

2.4 特征性挥发物的确定

对0℃下所得挥发物按各自类别编号后(见表1)，取其峰面积，采用R软件进行主成分分析(参考Diego L［27］)，结果见图2(a)、图2(b)。图2(a)展示了0℃下肉样每天所产挥发物总量的主成分分析结果，其中第一主成分与第二主成分贡献率之和达87.59%，区分效果良好。由微生物实验可知:0℃下，肉样7d内可保持新鲜，9d后开始变质。故我们将图2(a)中样品点划分为两类，分别以圆形圈出(新鲜样品集中于右半区域，变质样品位于左半区域)。图2 (b)展示了0℃下所得48种挥发物的主成分分析结果:每个箭头对应某一挥发物;将图2(a)、图2(b)比对后发现，若图2(b)中“箭头”与图2(a)中“样品点”在各自图中所处位置相近，则两者相关性较高;据微生物实验结果同样可将箭头分为两类并以圆形圈出(与新鲜肉样呈正相关的“箭头”位于右半区域，反之则位于左半区域);箭头距圆心距离代表了该挥发物在主成分分析过程中的影响程度(即权重)。

采用相同方法对20℃下不同贮藏时间所得挥发物编号后进行主成分分析，结果见图2(c)、图2(d)。据20℃时微生物实验结论(0d为新鲜肉样，1d后肉样变质)，我们同样可将代表挥发物总量的“样品点”及代表单一挥发物的“箭头”划为两类(新鲜样品位于左下区域，变质样品位于右上区域)，并以圆形圈出。将0℃之图2(b)、20℃之图2(d)两温度下各自得到的48种挥发物逐一比对分析，若某一挥发物在两种温度下均与新鲜样品呈正相关，则认为该物质可能为表征冷却肉“新鲜”的特征性挥发物;反之，若同呈负相关且不为由微生物实验所判定的“新鲜肉样”所含有，则认为该物质或许特征性地表征肉品“腐败”。分析得到:乙基苯、对二甲苯、十五烷、2，3－戊二酮、己醛、1－戊烯－3－醇、顺－2－戊烯－1－醇、N－乙基对甲苯胺共8种物质为表征新鲜肉样的特征性挥发物;2－壬酮、3－甲基丁醛、2－甲基丁醛、3－甲基丁醇、乙酸、丙酸、丁酸乙酯、3－甲基硫代丁酸S－甲酯、丁酸丁酯、丁酸－3－甲基丁酯、己酸甲硫醇酯、三甲胺、二甲基二硫、二甲基三硫、吲哚总计15种物质为表征肉样腐败的特征性挥发物(包括绝大多数酸类及含硫、含氮类化合物)。其中表征新鲜肉样的特征性挥发物己醛以及表征肉样腐败的特征性挥发物2－壬酮、丙酸、二甲基二硫、二甲基三硫及吲哚在相关文献中也有报道［28］。

图2 0、20℃下贮藏不同天数黄鱼肉所得挥发物总量及48种挥发物的主成分分析图Fig.2 Principal component analysis chart of the total amount and 48 kinds of volatiles of yellow croaker stored at the temperature of 0℃ and 20℃ during different storage time

3 结论

本次实验采用SPME－GC－MS法研究了新鲜养殖大黄鱼及其在0、20℃下贮藏期间的挥发性气味的变化，鉴定出七大类总计48种化合物，确定了其中8种为表征肉样“新鲜”、15种为表征肉样“腐败”的特征性挥发物。(Z)－4－庚烯醛、(E，E)－2，4－庚二烯醛可能对养殖大黄鱼的腥味有较大贡献。

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Study on the characteristic volatile compounds generated by different freshness of yellow croaker

ZHANG Jing－jing
(College of Food Science and Technology，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China)

For the study of characteristic volatiles of yellow croaker，the volatile compounds variation of yellow croaker stored at 0℃ and 20℃ were detected using HS－SPME－GC－MS.As a result of totally 48 volatiles，which could be divided into 7 classes，were identified.The generation sources and sensory characteristics of volatiles were further discussed in details.Among these compounds，most of them were carbonyl and alcohols.Eight characteristic volatiles which could be represented of meat－like“fresh”such as hexanal and benzene，1，3－dimethyl，fifteen compounds which could be represented of meat－like“corruption”such as 2－nonanone，butanoic acid and disulfide and，dimethyl were obtained using PCA method combine with micro－organisms experiment results.

solid－phase micro extraction(SPME);GC－MS;volatile odor;yellow croaker

TS254.7

A

1002－0306(2012)10－0079－07

大黄鱼是我国四大渔业经济鱼类之一，近几年来其养殖技术日臻成熟，养殖产量也逐年快速增长，2007年仅福建闽东地区产量就已达3.93万t［1］。大黄鱼肉质鲜嫩、营养丰富、风味独特，深受广大消费者的喜爱。然而，由于受养殖环境、饵料、摄食习性等影响，养殖大黄鱼在保持自身原有风味的同时，也会存在有一定的腥臭味等异味，对其品质造成了一定的不良影响。杨华等［2］研究了脱腥前后养殖大黄鱼的挥发性成分变化，发现2，4，7－癸三烯醛、4－庚烯醛、2，6－壬二烯醛为养殖大黄鱼的关键腥味物质。卢春霞等［3］研究了养殖大黄鱼、美国红鱼、鲈鱼三种海水鱼类的气味构成，发现养殖大黄鱼主体气味物中主要包含壬醛、4－庚烯醛等12种挥发物。大黄鱼脱离海水较短时间内就会死亡，故市场上往往采用铺冰覆盖方式对其品质进行保藏，但加冰后其肉品新鲜度真实变化情况较难判断。近年来，以顶空固相微萃取－气－质联用法(SPME－GC－MS)为代表的一些新型图谱技术也开始应用于肉品新鲜度的检测，与传统方法相比其具有快速、准确、环境友好等优点。顾赛麒等［4］采用SPME－GC－MS方法检测了不同新鲜度冷却猪肉的挥发性成分，提出了分离、鉴定表征肉品腐败的特征性挥发物的方法，以此特征性腐败化合物来快速判断冷却肉品质，具有较强的创新价值。本文以养殖大黄鱼类为原料，采用SPME－GC－MS法检测了新鲜大黄鱼肉及0、20℃下贮藏不同天数大黄鱼肉的挥发性气味物质的变化，对大黄鱼肉的风味构成进行了报道，并结合微生物实验结果获得了表征大黄鱼肉“腐败”的特征性挥发物。

2011－08－15

张晶晶(1985－)，女，硕士，初级实验师，研究方向:食品营养与安全。

2010年上海海洋大学校青年科研基金(A－2501－10－011504)。