电子鼻结合GC-MS检测沙拉酱对挪威三文鱼风味的影响

张彩霞,奚印慈,柳泽琢也,牛 琛,周 纷,张艳霞,王锡昌,*

(1.上海海洋大学食品学院,上海 201306 2.日本丘比株式会社,东京 1820002)

三文鱼学名鲑鱼,又名撒蒙鱼或萨门鱼,是世界著名经济鱼类之一[1-2]。三文鱼刺身在中国非常受欢迎,生食也是迄今为止最受欢迎的三文鱼食用方式。事实上,在中国,超过80%的三文鱼都是以刺身[3]的形式出售被食用的。据报道水产品中腥味物质较多，在食用生鱼片时,其鱼片中存在的腥味物质是大多数人不能接受的[4]。有研究发现己醛[5]、壬醛[6]、庚醛[7]、(E)-2-辛烯醛[8]是引起水产动物类食物腥味的主要物质,有研究发现1-辛烯-3-醇[9]对鱼体腥味贡献较大,三文鱼中的特征性腥味物质[10]与此类同。因而人们多习惯添加一些调味料一起食用。

沙拉酱是西方人餐桌上必不可少的调味酱,也已成为世界上最受欢迎的酱汁之一[11]。沙拉酱主要由鸡蛋、植物油、食醋、调味料和香辛料等构成,故其营养价值较高[12-13]。有研究发现,人们在生食三文鱼时,除了喜欢添加芥末酱,同时也习惯在其表面添加一些风味沙拉酱,尤其是在食用三文鱼寿司的时候会习惯在其表面添加沙拉酱,这样食用起来其口感会更加好。但目前为止,还未有人对添加沙拉酱后三文鱼风味物质的变化有所研究。

因此,本文挑选市场上常见的两种口味的沙拉酱(原味沙拉酱和香甜味沙拉酱),将其分别添加到三文鱼样品中,利用电子鼻[14]对添加沙拉酱前后三文鱼样品风味物质进行识别,有效区分添加沙拉酱前后三文鱼样品的风味轮廓,运用顶空固相微萃取气相色谱质谱联用技术[15]对风味物质进行鉴定,探究沙拉酱是否可以改善三文鱼的风味,为人们合理食用沙拉酱和三文鱼提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

香甜味沙拉酱、原味沙拉酱 上海农工商超市;冰鲜的挪威三文鱼(从挪威运到上海市约3 d),主要取其背部肉 上海市芦潮港水产品市场,置于铺冰的泡沫箱内2 h内迅速带回实验室并放入4 ℃冰箱中。

Fox 4000 Sensory Array Fingerprint Analyzer 法国Alpha MOS公司;6890-5975B气质联用仪 美国Agilent质谱公司;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;手动进样手柄、萃取头[碳分子筛(CAR)/二甲基硅氧烷(PDMS)](涂层厚度30/50 μm) 美国Supelco公司。

1.2 实验方法

1.2.1 感官实验 感官实验参照沈秋霞等[16]的方法并略有修改,选择8(4男4女)名受过专业训练的感官员,选取新鲜的挪威三文鱼背部肉,每种沙拉酱对应称取40份质量相同的三文鱼样品,每份质量称8 g,厚度切成约2 mm的薄片,并将三文鱼样品分成8组,每组5份,每组分别按照1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8的质量比分别添加两种沙拉酱于三文鱼样品中,并分别编号以不同的顺序呈递给感官员品尝,让感官员分别对其气味和滋味做出总体评价,选择出最佳食用比例。感官评分以1～10分为标准,1分表示对食品风味完全不能接受,喜好度低;10分表示感官员对其风味完全可以接受,喜好度高。评价结束后,将小组成员的感官评价结果取平均值。最后根据各个感官员对样品的喜好度评价,确定最终沙拉酱的添加比例。

1.2.2 样品的前处理 根据确定好的沙拉酱与三文鱼的比例(由1.2.1感官实验确定),然后将添加不同量沙拉酱的样品和三文鱼样品按照此比例用均质机搅匀后备用,另单独取未添加沙拉酱的三文鱼样品,用均质机搅匀备用。

1.2.3 电子鼻检测 三文鱼样品、三文鱼与两种沙拉酱混合样品各取样2.00 g于10 mL的顶空瓶中,每组样品取6份进行平行测定。采用动态顶空法采集气体,进样前样品置于50 ℃平衡10 min，以保证样品气味释放完全并均匀分散,进样器温度设为60 ℃,进样体积500 μL,1 s进样,以干净空气作为载气,流速为150 mL/min,数据采集时间120 s,检测时间100 s,清洗时间100 s,在进行下一个样品分析之前,用洁净空气吹扫10 min,以防止样品气味的残留。采用电子鼻对其整体气味轮廓进行区分,同时利用电子鼻软件对样品进行主成分分析(Principal component analysis,PCA)。电子鼻各传感器对应的参考物质[17]如表1所示。

表1 电子鼻各传感器对应的参考物质Table 1 Reference materials corresponding to each sensor of the electronic nose

1.2.4 风味物质的提取及检测

1.2.4.1 顶空固相微萃取 参照李婷婷等[18]的方法并稍加改进,三文鱼样品、三文鱼与两种沙拉酱混合样品各准确称取2.00样品,并加入6 mL饱和NaCl溶液,加入4 μL 10-5mol/L的内标物2,4,6三甲基吡啶(TMP)于20 mL顶空瓶中混匀,然后将内装样品的顶空瓶置于室温下平衡10 min后,以SPME针管插入顶空瓶的硅橡胶瓶垫,伸出30/50 μm CAR/PDMS萃取头,在40 ℃水浴下吸附45 min。等待吸附完毕后,立即取出插入GC-MS进样口,250 ℃解析5 min,热脱附进行GC-MS检测。

1.2.4.2 GC-MS条件 GC条件:色谱柱:DB-5MS弹性毛细管柱(60 m×0.32 mm×0.25 μm);设置进样口温度250 ℃,柱温40 ℃,保持3 min,以3 ℃/min程序升到100 ℃,再以5 ℃/min升到230 ℃,保持5 min,不分流模式进样。载气为He,流量0.8 mL/min;汽化室温度240 ℃。

质谱条件:电子轰击(EI)离子源;电子能量70 eV,灯丝发射电流为200 μA,离子源温度为200 ℃,检测器电压350 V。

1.2.4.3 定性与定量方法 GC-MS实验数据处理采用GC-MSD化学工作站完成,未知化合物采用计算机检索的同时与NIST11数据库进行匹配定性,筛选匹配度大于85(最大值100)。

挥发性物质定量分析通过计算待测挥发性物质与TMP峰面积之比求得其绝对浓度(假定各挥发物的绝对校准因子为 1.0)。

计算公式如下:

1.3 数据处理

用Excel 2010软件进行数据处理并作图,数据差异分析采用SPSS 20.0方差分析。电子鼻数据的PCA分析由仪器自带的Alpha Soft V12.0软件处理。

2 结果与分析

2.1 感官实验结果

8位感官员对各样品的气味和滋味进行综合评分。如图1所示,对8位感官员的评分进行数据分析,根据感官员对样品风味喜好度,确定了香甜味沙拉酱、原味沙拉酱和三文鱼食用比例分别为1∶6、1∶7时,感官品质最佳,其食用风味特性最佳。故接下来的实验分别按照1∶6、1∶7比例进行实验。

图1 添加沙拉酱前后三文鱼样品的感官分析Fig.1 Sensory analysis of salmon samples before and after adding mayonnaise

2.2 电子鼻检测沙拉酱对三文鱼风味的影响

如图2所示,分别表示了三文鱼样品的雷达图以及添加了不同种沙拉酱后样品的雷达图。由图中可以看出,添加两种不同沙拉酱前后三文鱼气味轮廓均有改变,且变化较大的传感器主要是P30/2、P30/1、PA/2、T70/2、T30/1、LY2/GH、LY2/AA、LY2/G这8根传感器。为进一步分析各处理组风味物质的差异,对各样品组8根传感器的响应值进行显著性分析,分析结果见表2。由表2可知,添加香甜味沙拉酱后三文鱼样品在醇醛类(P30/2)、碳氧化合物(P30/1)、有机化合物(T30/1)等物质具有显著性差异(P<0.05),添加原味沙拉酱前后三文鱼样品在醇醛类(P30/2)、苯类(T70/2)、有机化合物(T30/1)、碳氧化合物(P30/1、LY2/G)等物质具有显著性差异(P<0.05)。结果表明,添加两种沙拉酱前后三文鱼样品的风味物质具有明显差异。

图2 添加沙拉酱前后三文鱼样品的雷达图比较Fig.2 Comparison of radar images of salmon samples before and after adding mayonnaise

表2 添加沙拉酱前后三文鱼样品电子鼻传感器响应值分析Table 2 Response analysis of electronic nose sensor of salmon samples before and after adding mayonnaise

如图3所示,同时采用主成分分析法对添加沙拉酱前后的三文鱼样品挥发性风味物质进行分析,主成分分析可以从多元变量中得出最主要和贡献率最大的因子,从而观察并比较不同样品的主成分分析值在空间的分布差异[10]。从图3中可以看出,数据采集点所在的椭圆区域在主成分分析图中有特定的分布区域且互不重叠,说明主成分分析法适用于样品的分析[10]。图3中第一主成分贡献率达97.27%,第二主成分贡献率为2.19%,总贡献率为99.46%,所受干扰较小,所以这两个主成分能较好的反映原始高维矩阵的信息,可以反映不同处理过程中样品挥发性成分的变化。从椭圆之间距离来看,三文鱼样品组与添加沙拉酱组距离较大,说明其挥发性成分变化较大,区分度较好。为进一步探究添加沙拉酱前后三文鱼样品风味的变化,采用GC-MS进行分析检测和鉴定。

图3 添加沙拉酱前后三文鱼样品响应值PCA分析图Fig.3 PCA analysis of response values of salmon samples before and after adding mayonnaise

2.3 GC-MS检测沙拉酱对三文鱼风味的影响

通过HS-SPME-GC-MS技术检测沙拉酱对三文鱼风味的影响,分析匹配度大于80%的风味成分,结果如表3所示。如表3所示三文鱼样品中共检测出挥发性物质49种,添加香甜味沙拉酱样品中共检测出挥发性物质29种,添加原味沙拉酱样品中共检测出挥发性物质26种。添加沙拉酱以后三文鱼样品中含量相对较低的挥发性风味成分未被检测出来,这可能是因为沙拉酱中的挥发性风味物质成分的含量高,含量高的挥发性风味成分如异硫氰酸烯丙酯、2-苯乙醇、油酸、亚油酸等物质峰很高,使得其它物质峰很低而检测不出。从表3中可以看出,添加香甜味沙拉酱和原味沙拉酱后,己醛物质有所降低,庚醛和1-辛烯-3-醇等物质均未检出。据有关研究三文鱼中的挥发性成分,己醛被确认为是鱼体腥味的主要物质,此外还有庚醛、苯甲醛、1-辛烯-3-醇等[10]。这说明添加了向三文鱼中添加沙拉酱可以掩盖三文鱼肉的一些腥味物质成分,改善了其食品风味。

表3 添加沙拉酱前后三文鱼样品的风味成分GC-MS检测结果Table 3 GC-MS detection results of the flavor component of salmon samples before and after adding mayonnaise

续表

图4所示为添加沙拉酱前后三文鱼样品挥发性物质分类的总量分析比较,从图4可以看出,挪威三文鱼本身所含的各类挥发性物质含量较少,添加了沙拉酱以后,醛酮类、醇类、酯类、酸类、烃类等物质含量均显著增加(P<0.05),尤其是酯类和酸类物质,添加了香甜味沙拉酱以后酯类物质的含量从54.15 ng/g增加到4292.11 ng/g,酸类物质含量从10.48 ng/g增加到1754.56 ng/g,添加原味沙拉酱以后酯类物质的含量从54.15 ng/g增加到3214.65 ng/g,酸类物质含量从10.48 ng/g增加到4653.77 ng/g。酯类物质增加是因为沙拉酱中添加了芥末,而芥末的风味主要来源于一种名为异硫氰酸烯丙酯的风味物质[19],故其酯类物质含量较高,另外添加了沙拉酱以后酸类物质含量也很高,尤其是油酸、亚油酸、硬脂酸、软脂酸等酸类物质含量增多,这是因为沙拉酱主要是由植物油组成的,故其中含有丰富的脂肪酸成分,这也是人体必需的。所以在食用三文鱼时添加沙拉酱,不仅可以改善其风味,还可以提高食品的营养价值。

图4 添加沙拉酱前后挥发性风味物质分类图Fig.4 Classification of volatile flavors before and after adding mayonnaise注:小字母不同表示同一种类挥发性物质 总量具有显著性差异(P<0.05)。

3 结论

本研究通过感官实验分析确定了香甜味沙拉酱、原味沙拉酱与三文鱼的食用比例分别为1∶6、1∶7时,食用三文鱼的口感最佳。采用电子鼻结合PCA,对三文鱼组及添加沙拉酱组挥发性物质成分差异性进行分析比较发现,添加沙拉酱后三文鱼样品的醇醛类、苯类、有机化合物、碳氧化合物等物质具有显著性差异(P<0.05),三文鱼组及添加沙拉酱组其挥发性物质成分具有较好的区分度,添加沙拉酱前后三文鱼风味有明显的改变。GC-MS检测结果表明,添加沙拉酱后样品挥发性成分主要为醛酮类、酯类、酸类、以及烃类物质等,酯类和酸类化合物相对含量显著增加最多(P<0.05),这主要是由沙拉酱中的油脂类及所添加的调味料产生的挥发性物质成分引起的。通过以上对三文鱼及添加沙拉酱后的三文鱼其挥发性物质成分的比较发现,添加沙拉酱后可以掩盖三文鱼中的某些腥味物质,增加食品中的有益挥发性物质成分,增进食品口感并增加食品营养。这也进一步表明了沙拉酱与三文鱼一起食用可以提高食品的营养价值,有效改善三文鱼的风味。