尹含靚，肖何，鄧高文，劉洋,2，蔣立文,2*，李跑,2，王建輝

(1.湖南農業(yè)大學 食品科學技術學院，長沙 410128；2.食品科學與生物技術湖南省重點實驗室，長沙 410128；3.長沙理工大學，湖南省水生資源食品加工工程技術研究中心，長沙 410114)

風味熟制小魚干類產品發(fā)展迅猛，全國范圍內已有逾千家風味熟制小魚干獲證企業(yè)，產業(yè)群集聚在湖南、重慶等地區(qū)，年產值超100億元，并呈現逐年上升的消費趨勢，年增長率在10%以上。魚肉營養(yǎng)豐富，是優(yōu)質蛋白質、維生素和礦物質的良好來源，尤其是ω-3是人體必需脂肪酸的主要來源[1]。風味魚制品泛指經過清洗、整理、油炸、調味、包裝、殺菌等工序制成的魚制品，它屬于魚肉類休閑食品[2]，多采用軟包裝，以其風味鮮美、易貯存、方便易食的特點深受消費者的喜愛。

現階段對魚制品的風味研究大多集中在新鮮魚肉的風味形成機制與差異比較，如盧春霞等利用頂空固相微萃取-氣質聯用技術(HS-SPME-GC-MS)分析了美國紅魚、大黃魚和鱸魚的主體風味成分及其風味特征和生成途徑[3]。張晶晶等[4]則對白姑魚和小黃魚肉中揮發(fā)性風味物質進行鑒定，分別得到42種和49種揮發(fā)性成分，且認為三甲胺和2-辛烯-1-醇對白姑魚風味貢獻較大，2,3-戊二酮、1-戊烯-3-醇為小黃魚中主要揮發(fā)性物質。

本研究采用HS-SPME-GC-MS法對風味魚仔制作過程中的揮發(fā)性氣味物質進行檢測分析，探討了風味魚仔制作過程中揮發(fā)性氣味物質組成以及變化規(guī)律，為魚仔加工過程中風味控制和改進提供了參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

樣品風味魚仔取自湖南某知名食品有限公司，共7個樣品，當天生產取樣后于-80 ℃冷凍備用。

球磨機、島津AUY220微量分析天平；GCMS-QP2010氣相色譜-質譜聯用儀 日本島津公司；固相微萃取裝置(包括手柄、導向桿) 上海安譜科學儀器有限公司；50/30 μm DVB/CAR/PDM灰色萃取頭 美國Supelco公司。

1.2 試驗方法

樣品編號與工藝見圖1，其簡要工藝為：新鮮冷凍處理的海魚經過浸泡(10～15 h)解凍后，清洗去雜，濾除水分，然后進入油炸工序(210 ℃, 2～4 min)，立即離開連續(xù)油炸系統(tǒng)進行強制風冷卻，冷卻后將油炸后的魚放在復合香辛料水中煮開后保溫鹵制50 min，將鹵制后的魚撈出來冷卻到室溫后拌入辣椒、味精等調味料，采用耐蒸煮的食品袋真空包裝成半成品，殺菌 (115 ℃,20 min)后反壓冷卻清洗表面后成為成品。

圖1 風味魚仔的制作流程與編號Fig.1 The production process and numbering of flavored fish larvae

1.2.1 樣品前處理

室溫下解凍后，將風味魚仔中7個不同階段的樣品分別取5 g左右放置于清洗、消毒、干凈、無氣味的球磨機中進行2 min磨碎，再從磨碎的樣品中取1 g置于15 mL頂空瓶中待分析。

1.2.2 HS-SPME-GC-MS分析條件

GC條件：CD-WAX石英毛細管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；載氣：高純氦氣(He)，流速1 mL/min；進樣口溫度：240 ℃；不分流進樣。程序升溫：起始柱溫為60 ℃，保持5 min后，以3 ℃/min的速度升溫至140 ℃保持5 min，再以5 ℃/min的速度升溫至210 ℃保持10 min，最后以5 ℃/min的速度升溫至240 ℃保持3 min。

MS條件：電子離子(electron ionization，EI)；接口溫度220 ℃，離子源溫度200 ℃，電子能量70 eV，質量掃描范圍45～500 m/z。

HS-SPME方法：首先將萃取頭(50/30 μm DVB/CAR/PDM)在GC進樣口老化30 min，備用；將7種前處理后的魚仔樣品取1 g分別放置于15 mL頂空瓶中,70 ℃預熱30 min備用，將已老化的萃取頭穿過密封墊插入頂空進樣瓶內后推出纖維頭，露出纖維頭距離樣品表面約10 mm，頂空吸附30 min，插入GC進樣口解吸5 min。

1.2.3 數據分析

利用質譜數據庫對揮發(fā)性成分進行鑒定，使用面積歸一化法計算各成分的相對百分含量。采用Dynamic PCA對數據進行主成分分析，SPSS 20.0對部分數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 風味魚仔制作過程中風味物質種類變化

風味魚仔加工過程中揮發(fā)性成分種類及相對含量變化見表1。

表1 風味魚仔不同加工階段揮發(fā)性物質種類和相對含量

續(xù) 表

由表1可知，含有揮發(fā)性物質種類最多的是樣品浸泡J(33種)，其次是清洗Q(32種)和殺菌前樣品N(31種)。樣品J和Q中其他類的風味物質相對含量很高，分別占85.68%和80.38%。相對含量可以反映某種物質對整體氣味的貢獻率。揮發(fā)性物質種類的多少與萃取頭的吸附特性相關，除其他類以外，在整個加工過程中醛類、酮類、呋喃類化合物均在油炸Y中百分含量最大，尤其是醛類達到22.02%，而成品S中醇類(21.05%)和吡嗪類(4.21%)最高，烯類和酯類化合物則在拌料B中百分含量最高，此外酚類和醚類在鹵制L中百分比最高，分別達到13.25%和21.25%。

2.2 GC-MS分析風味魚仔加工過程中揮發(fā)性氣味物質分析

由圖2可直觀看出風味魚仔在整個制作過程中各物質峰的變化情況，圖中編號1～3是最明顯的幾個物質峰，1對應的是十五烷，在J、Q兩個樣品中含量尤其高，Y(油炸)過后則幾乎消失，此外在保留時間30～34 min之間的2，3號峰從B(拌料)后開始出現，且在B中含量最高，之后有所下降，這兩個物質分別是乙酸芳樟酯和芳樟醇，為了更加詳細地了解揮發(fā)性物質的情況，分析在風味魚仔制作過程中檢測出的所有物質變化情況(見表2)。

圖2 GC-MS檢測風味魚仔的總離子流圖Fig.2 Total ion flow diagram of flavored fish larvae detected by HS-SPME-GC-MS

表2 揮發(fā)性氣味物質與閾值Table 2 The volatile flavor compounds and threshold values

續(xù) 表

續(xù) 表

由表2可知，通過GC-MS在風味魚仔制作過程中總共檢測出84種可揮發(fā)性風味物質，其中包括醇類(15種)、醛類(8種)、烯類(20種)、酮類(9種)、酯類(4種)、呋喃類(3種)、吡嗪類(1種)、酚類(2種)、醚類(4種)、其他類(18種)。醇類物質主要來源于脂肪氧化分解以及糖、醛、氨基酸等還原，正己醇、1-辛烯-3-醇、1-戊烯-3-醇主要存在于浸泡J、清洗Q、油炸Y中。桉葉油醇、芳樟醇、糠醇、γ-萜品醇、(-)-4-萜品醇則在后期制作階段中存在，在最后的成品(S)中醇類百分含量總共為21.05%，其中芳樟醇有13.46%，其具有檸檬香[9]，在鹵制L與拌料B期間增加，可能來源于拌料和鹵制中加入的香辛料，此外糠醇呈現出苦味，在鹵制L中最高(4.33%)，其可能來自于加工過程中受熱過度的緣故[10]。

醛類物質的產生主要是通過不飽和脂肪酸的氧化以及Strecker降解[11]，其閾值普遍較低。正辛醛、壬醛、苯甲醛是風味魚仔整個制作過程中主要的3種醛類化合物，且?guī)缀醮嬖谟诟鱾€樣品中，且均在油炸Y樣品中達到最高值，分別為3.25%、2.05%、6.35%，此外己醛也在油炸Y樣品中百分含量高達6.07%。己醛被鑒定出普遍存在于淡水魚及海水魚中，常與 C8、C9的揮發(fā)性化合物混合一起共同對魚肉的香味做貢獻[12]，在低濃度時呈現青草香味、果香味，但高濃度時有酸敗和令人作嘔的氣味。壬醛是油脂氧化的主要揮發(fā)性產物，能夠產生特異的臭味，與腐敗異味相關聯[13]。苯甲醛由苯丙氨酸Strecker降解生成，具有令人愉快的杏仁香、堅果香和水果香[14]，辛醛則具有油脂清新氣息[15]，而(Z)-4-庚烯醛呈清香、暗香和類亞麻油香[16]。

酮類物質很可能是多不飽和脂肪酸受熱氧化和降解的產物[17]，閾值高于其同分異構體的醛類。酮類物質一共被檢測出9種，但均在魚仔加工過程中存在的時間不長，幾種主要酮類化合物分別在某個階段中達到最大值的情況為2-壬酮(1.55%，鹵制L)、2-十一酮(1.11%，浸泡J)、2-庚酮(5.72%，油炸Y)、2,3-二甲基-2-環(huán)戊烯酮(3.08%，油炸Y)、3-側柏酮(1.64%，拌料B)。

烯類化合物種類在樣品中檢測出最多，高達20種。浸泡J、清洗Q以右旋萜二烯為主，檜烯、月桂烯、右旋萜二烯、萜品烯則在拌料B、未殺菌N、殺菌后S中占優(yōu)勢，與同類型產品相比，本產品所測出的烯類物質種類較多。其他類化合物中烷烴類化合物種類較多，包括十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷、十七烷，十五烷在浸泡J、清洗Q中含量極高，但烴類化合物閾值普遍較高。除此以外，酚類、醚類和酯類以及呋喃類揮發(fā)性物質分別以乙基麥芽酚、丁香酚、乙酸芳樟酯、(E)-2-(2-戊烯基)呋喃、2-乙基呋喃、丙烯基乙醚、茴香腦為主，其中除乙酸芳樟酯最高相對含量(39.9%)出現在B樣品以外，其余都在L中達到最高，茴香腦具有茴香、香辛料和甘草的氣味，丁香酚具有辛香和煙熏香，愈創(chuàng)木酚有特有的甜香香氣，微帶有酚的氣息。

此外，樣品中被檢測出的芳樟醇、糠醇、γ-萜品醇、(-)-4-萜品醇、檜烯、月桂烯、乙酸芳樟酯，均在花椒中有檢測出[18]，且在樣品L或B中出現或者突然上升，所以這些物質應該是鹵制或拌料時由配料帶來的，且主要可能來源于花椒。魚制品中是否存在明顯不良腥味是學者關注的問題，如今也存在大量針對去除腥味的研究，在風味魚仔中檢測出的所有腥味化合物及其在各個階段的百分含量見表3，結果將為產品中魚腥味變化情況提供參考。

表3 風味魚仔中與魚腥味相關的化合物以及百分含量Table 3 The compounds related to fishiness and their content in flavored fish larvae

2.3 風味魚仔中腥味的主要來源分析

魚腥味屬于水產品中普遍存在的一種不良風味，有程度大小之分。不良風味的產生主要歸因于以下幾個因素：空氣、水、包裝或運輸材料等的污染，加工過程中配料不當或微生物的生長繁殖和食品自身的化學反應(包括氧化、非酶促褐變、酶促反應、光引發(fā)反應及食品成分之間的反應)等。通過GC-MS在風味魚仔制作過程中所測出與魚腥味相關的化合物見表3。由表3可知，共7種化合物具有明顯的魚腥味，其中有5種是醛類，此外腥味物質在浸泡J、清洗Q、油炸Y 3個步驟中百分含量逐漸增加，在Y時含量最高，但通過鹵制L后腥味化合物的百分含量立即減少，這與鹵制中所用的鹵料有直接關系。有研究表明香辛料能夠與魚體腥味物質發(fā)生反應，如生姜中的姜醇、姜酚以及花椒中的川辣素等物質能與腥味物質反應，從而起到去異增香的作用[20]。

2.4 PCA分析

PCA(principal component analysis)，即主成分分析方法，是一種使用最廣泛的數據降維算法，能夠從原始的空間中順序地找一組相互正交的坐標軸，新的坐標軸的選擇與數據本身是密切相關的。因此PCA1表示盡可能最大解釋數據變化的主坐標成分，PCA2則解釋余下的變化度中占比例最大的主坐標成分，不同形狀的點屬于不同樣本組，PCA中橫、縱坐標的刻度線表示樣品之間的距離。由圖3可知，PCA1解釋了數據集中總方差的42.75%，而PC2解釋了38.26%。由于橫、縱坐標的刻度線表示樣品之間的距離，可知7個樣品被明顯地分為兩個部分：一部分為聚集在右上角區(qū)域的B、N-S、S 3個樣品，且?guī)缀踔睾?，說明其揮發(fā)性物質組成十分相似；另一部分則是聚集在左下角的其余4個樣品，這部分又可以分為3個小部分，分別是樣品J、Q以及Y和L兩個單獨的部分，這4個樣品的標志在圖3中形成一個近似等邊三角形，其中J、Q距離十分相近，幾乎重疊成一個點，這說明浸泡和清洗兩個過程對揮發(fā)性物質的影響較小。

圖3 揮發(fā)性氣味物質的主成分分析Fig.3 Principal component analysis of volatile flavor components

綜上所述，PCA分析的PCA1與PCA2能共同解釋總方差的81.01%，表明數據具有代表性，聚類結果形成4個部分，這反映出風味魚仔在加工過程中浸泡、清洗兩個工序對揮發(fā)性成分的影響很小，拌料、未殺菌與殺菌后相似，而油炸與鹵制的樣品與其他樣品差距較大，尤其是與右上角的3個后階段樣品距離較遠，這說明油炸和鹵制后對產品風味變化的影響較大。

3 結論

以魚仔浸泡、清洗、油炸、鹵制、拌料、殺菌前后7個加工工序的樣品為研究對象，利用GC-MS對其加工過程中揮發(fā)性成分變化進行研究。結果表明，在魚仔整個制作過程中共檢測出84種揮發(fā)性風味物質，其中包括醇類(15種)、醛類(8種)、烯類(20種)、酮類(9種)、酯類(4種)、呋喃類(3種)、吡嗪類(1種)、酚類(2種)、醚類(4種)、其他類(18種)，其中樣品J(33種)含揮發(fā)性物質種類最多，最少的是Y(18種)。PCA分析結果表明風味魚仔在制作過程中浸泡、清洗階段的樣品風味物質相似，拌料、殺菌前與殺菌后相似，而油炸與鹵制樣品的風味與其他樣品差距較大。J、Q中以1-辛烯-3-醇、1-戊烯-3-醇、壬醛、庚醛、(Z)-4-庚烯醛等具有魚腥味、青香、葉香的物質為主體風味物質，Y(油炸)消除大量烷烴的同時還產生了較高含量的可能對腥味產生促進作用的2-乙基呋喃。L(鹵制)去除了大部分腥味，而且豐富了其蘑菇香(1-辛烯-3-醇)、檸檬香(芳樟醇)、水果香(2-庚酮)以及茴香和甘草(茴香腦)的氣味。B(拌料)則主要是增加了酯香(乙酸芳樟酯)、檸檬香(芳樟醇)，最后樣品N-S、S在制作過程中經過轉移、裝袋等工序，導致部分揮發(fā)性物質散失。本文對風味魚仔加工過程中的揮發(fā)性風味成分的分析可為后續(xù)魚仔風味的研究提供理論基礎。