尼羅羅非魚暫養(yǎng)階段揮發(fā)性成分的變化

杜偉光，李小定,*，王術(shù)娥，熊善柏，付 娜，王紅梅，胡 芬，楊曉波，龔 霞

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430070；

2.國家大宗淡水魚加工技術(shù)研發(fā)專業(yè)分中心(武漢)，湖北 武漢 430070)

尼羅羅非魚暫養(yǎng)階段揮發(fā)性成分的變化

杜偉光1,2，李小定1,2,*，王術(shù)娥1,2，熊善柏1,2，付 娜1,2，王紅梅1,2，胡 芬1,2，楊曉波1,2，龔 霞1

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430070；

2.國家大宗淡水魚加工技術(shù)研發(fā)專業(yè)分中心(武漢)，湖北 武漢 430070)

以尼羅羅非魚為原料，通過固相微萃取和氣質(zhì)聯(lián)用儀對揮發(fā)性成分進行萃取和分離鑒定，測定尼羅羅非魚肉的氣味組成，并對暫養(yǎng)階段的揮發(fā)性成分變化做初步分析。結(jié)果表明：從尼羅羅非魚肉中檢測出揮發(fā)性醛類、烷烴類、芳烴類、醇類、酯類和烯類等31種有效成分，其中含量由高到低依次為醛類、芳烴類和烷烴類，暫養(yǎng)初期和末期分別占揮發(fā)性化合物總量的36.97%、17.85%、20.70%和44.49%、34.65%、8.66%。暫養(yǎng)時間為8d時，辛醛和壬醛含量有明顯的下降，有利于脫除不良風(fēng)味；辛三烯和環(huán)己烯同時未檢出，消除了不良氣味的潛在因素；苯甲醛、苯環(huán)芳烴類物質(zhì)含量相對于0d也有一定程度的增加，這有利于羅非魚良好風(fēng)味的形成。

尼羅羅非魚；暫養(yǎng)；揮發(fā)性成分；固相微萃取；氣質(zhì)聯(lián)用

羅非魚(tilapia)為一種中小形魚，是世界水產(chǎn)業(yè)重點科研培養(yǎng)的淡水養(yǎng)殖魚類，被譽為未來動物性蛋白質(zhì)的主要來源之一。羅非魚具有食性雜、耐低氧、不耐低高溫、繁殖強等特點，已成為世界性的主要養(yǎng)殖魚類。湖北引進的羅非魚有兩種：莫桑比克羅非魚和尼羅羅非魚。我國加工的羅非魚產(chǎn)品只占羅非魚當(dāng)年總產(chǎn)量的13.3%，與世界水產(chǎn)品加工和綜合利用方面的差距十分明顯，并且存在羅非魚質(zhì)量保證、標(biāo)準控制體系與風(fēng)險評估技術(shù)缺乏、基礎(chǔ)研究薄弱、高品質(zhì)的羅非魚出口產(chǎn)品較少等問題[1]。

羅非魚不僅味道鮮美、肉質(zhì)細嫩、含有多種不飽和脂肪酸和豐富的蛋白質(zhì)，還具有特有的風(fēng)味，這些風(fēng)味的感官特性主要通過揮發(fā)性成分表現(xiàn)出來。國內(nèi)外對魚肉中揮發(fā)性成分的研究主要有：動態(tài)頂空技術(shù)與氣質(zhì)聯(lián)用的分析方法、同時蒸餾萃取技術(shù)與氣質(zhì)聯(lián)用的分析方法、固相微萃取技術(shù)與氣質(zhì)聯(lián)用的分析方法以及多種提取技術(shù)結(jié)合與氣質(zhì)聯(lián)用的分析方法[2]。目前，揮發(fā)性成分主要通過固相微萃取進行提取，并利用氣質(zhì)聯(lián)用儀進行分離測定[3]。

魚肉中揮發(fā)性成分種類繁多，對魚肉的風(fēng)味形成有重要作用。魚類在加工前的暫養(yǎng)可以改變揮發(fā)性成分組成和含量，所以有必要研究羅非魚加工前的暫養(yǎng)時間對羅非魚風(fēng)味的影響。本實驗采用固相微萃取裝置提取揮發(fā)性成分，利用氣質(zhì)聯(lián)用儀分析鑒定，為探明我國羅非魚暫養(yǎng)過程中各種揮發(fā)性成分的變化提供初步數(shù)據(jù)，并為今后如何改善不良風(fēng)味提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 原料

鮮活尼羅羅非魚，購自武漢白沙洲水產(chǎn)品市場，每尾質(zhì)量約400g。

1.2 儀器與設(shè)備

GZX-9070MBE數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱 上海博迅實業(yè)醫(yī)療設(shè)備廠；57328-U 型PDMS萃取頭 美國Supelco公司；6890N-5975B型氣質(zhì)聯(lián)用儀 美國安捷倫科技公司。

1.3 方法

1.3.1 暫養(yǎng)條件

秋季暫養(yǎng)，取鮮活、數(shù)量相同且體質(zhì)量相近的尼羅羅非魚分別置于3個完全相同的水箱中，每天換2/3的自來水，所用自來水需提前1d在陽光下曝曬除氯，通氧量25mL/min，不予喂食。暫養(yǎng)初，分別從3個水箱中隨機各取1條，測定尼羅羅非魚肉中各種揮發(fā)性成分含量，記為0d；以后連續(xù)每隔2d，隨機從3個水箱中分別取樣(2、4、6、8、10、12d)測定[4]。

1.3.2 樣品制備

秋季取樣，去除魚鱗、內(nèi)臟、鰓部，將血污和雜質(zhì)清洗干凈，去刺，將試樣攪碎。

1.3.3 揮發(fā)性成分測定

稱取3g樣品，加入7mL飽和食鹽水，置于15mL裝有微型磁力攪拌子的頂空瓶中，把固相微萃取針管插入頂空瓶中。在50℃、180r/min磁力攪拌條件下，頂空萃取50min，迅速用于氣質(zhì)聯(lián)用儀分析，250℃解吸5min。

1.3.4 色譜條件

DB-5毛細管色譜柱(60m×250μm，0.25μm)；程序升溫：30℃保持2min，以5℃/min升到60℃保持2min，再以5℃/min 升到150℃保持2min，最后以3℃/min 到250℃保持2min；進樣口溫度：250℃；載氣：He，流量為3mL/min；不分流進樣[5]。

1.3.5 質(zhì)譜條件

傳輸線溫度280℃；離子源溫度230℃；四級桿溫度150℃；掃描范圍：m/z 45～400；電離電壓70eV。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

定性：揮發(fā)性化合物經(jīng)通過NIST 08標(biāo)準譜圖庫檢索確認，且僅當(dāng)正反匹配度大于80(最大值為100)的鑒定結(jié)果才給出物質(zhì)名稱。SPSS軟件分析數(shù)據(jù)的顯著性。定量：采用面積歸一化法定量。

2 結(jié)果與分析

2.1 尼羅羅非魚所含揮發(fā)性組分種類及其暫養(yǎng)期間含量變化

表1 揮發(fā)性組分種類及暫養(yǎng)期間各階段含量變化Table 1 Volatile compound groups and their changes in Nile tilapia during 12-day purging

由表1可知，羅非魚肉中揮發(fā)性成分主要是醛類、烷烴類、芳香烴類、烯類、醇類和酯類等31種有效成分，其中醛類、芳烴類、烷烴類以及烯類占揮發(fā)性成分的89.57%～100%。在暫養(yǎng)初期，醛類、芳烴類、烷烴類以及烯類依次占揮發(fā)性成分總量的36.97%、17.85%、20.70%和14.06%，12d時所占比例依次是44.49%、34.65%、8.66%和8.07%，其他揮發(fā)性成分，如酯類和醇類等，所占比重較小。根據(jù)各類成分所占比例、閾值大小以及風(fēng)味特征，可知羅非魚肉中的氣味主要由揮發(fā)性醛類和醇類形成[6]。

揮發(fā)性醛類占羅非魚肉中揮發(fā)性成分比例最大，為29.62%～48.31%，醇類為0～6.79%。一些醛類會與醇類等協(xié)同呈現(xiàn)出令人不愉快的草腥味和泥土味[6]。由表1可見，從兩種揮發(fā)性成分的絕對含量(峰面積值)來看：暫養(yǎng)過程中，醛類含量先下降，在6d時含量陡然上升，8d時又下降至最低，隨后出現(xiàn)上升趨勢，在12d時接近0d時含量；暫養(yǎng)過程中，醇類含量先緩慢后急速下降，8d時下降至最低，后出現(xiàn)上升趨勢。所以暫養(yǎng)天數(shù)以8d為佳。

2.2 暫養(yǎng)過程對揮發(fā)性成分變化的影響

表2 暫養(yǎng)過程中揮發(fā)性成分變化Table 2 Change of main volatile compounds in Nile tilapia during 12-day purging

2.2.1 羅非魚肉中的羰基化合物的風(fēng)味特征

揮發(fā)性醛類是大部分為C6～C12的醛類，如己醛、庚醛、辛醛、壬醛、葵醛、苯甲醛和十二醛等。Lindsay[7]和Josephson等[8]認為：己醛、1-辛烯-3-醇、1,5-辛二烯-3-醇、2,5-辛二烯-1-醇等C6、C8的羰基化合物、醇類和魚肉氣味相關(guān)。由表2可知，產(chǎn)生青草味的己醛和辛醛中，己醛含量較高，且閾值(4.5μg/kg)較低[9]，是羅非魚肉草腥味的重要相關(guān)物質(zhì)。己醛和辛醛分別在10d和8d時含量為最低，考慮到10d時醛類含量比8d時高，且10d時壬醛含量顯著高于8d，所以暫養(yǎng)時間8d為佳。壬醛是產(chǎn)生羅非魚肉腥味的重要相關(guān)物質(zhì)。暫養(yǎng)初期，壬醛含量占醛類總量的27.04%，隨暫養(yǎng)時間增加含量逐漸降低，6d時出現(xiàn)陡然上升，到8d時達到最低值，之后稍有上升。苯甲醛含量雖遠低于己醛，但閾值(0.07μg/kg)也比己醛低得多，可產(chǎn)生令人愉快的杏仁香、堅果香和水果香[10]。苯甲醛含量隨暫養(yǎng)時間增加變化較為穩(wěn)定，暫養(yǎng)過程中相對百分含量增加，4、6、8d和10d的值均大于0d。另外，2,4-葵二烯醛具有油炸食品的脂香味，(E,E)-2,4-庚二烯醛、(E)- 2-壬烯醛能產(chǎn)生瓜果類香氣，它們含量較低，對魚的風(fēng)味成分起加和作用。

綜合上述各類醛類含量及氣味特征分析，暫養(yǎng)時間以8d為佳。另外，魚脂質(zhì)中的多不飽和脂肪酸經(jīng)特定脂肪氧合酶作用而衍生出的揮發(fā)性羰基化合物和醇類對魚肉的氣味有很大貢獻[11]，可與暫養(yǎng)期間脂肪酸種類含量變化結(jié)合做分析。已經(jīng)有相關(guān)文獻做了研究，如己醛是ω-6脂肪酸過氧化物降解的主要產(chǎn)物；辛醛、壬醛是油酸氧化的產(chǎn)物[12]。

2.2.2 羅非魚肉中的醇類化合物的風(fēng)味特征

檢出的醇類化合物主要有2-乙基-1-己醇、環(huán)辛醇和1-苯氧基-2-丙醇等。一般地，新鮮魚肉中揮發(fā)性醇類氣味品質(zhì)較為柔和。飽和醇類的閾值較高，因此除非它們以高濃度存在，否則對魚肉的風(fēng)味貢獻很小[13]。由表2可以看出，檢測出的醇類物質(zhì)中2-乙基-1-己醇占醇類含量比例最大，對羅非魚肉的風(fēng)味有一定貢獻。醇類中的環(huán)辛醇及1-苯氧基-2-丙醇等不飽和醇，香氣閾值一般較低，具有蘑菇香氣和類似金屬味，對肉類風(fēng)味的形成有一定作用。暫養(yǎng)前期，兩者的含量也較為穩(wěn)定，至6d時陡然上升，后又恢復(fù)正常水平，并有上升趨勢。綜合以上醇類含量及氣味特征，暫養(yǎng)時間以6d左右為宜。

2.2.3 羅非魚肉中的其他化合物的風(fēng)味特征

檢測出的烷烴(C13～C17)含量較低，且閾值較高，對整體風(fēng)味貢獻不大[14]。檢測出的烴類物質(zhì)主要來源于脂肪酸烷氧基的均裂。檢測出的烯類主要有D-檸檬烯、環(huán)己烯、辛三烯和月桂烯等。D-檸檬烯對魚肉的香味形成有一定的作用，暫養(yǎng)前期波動較大，前期含量較后期大，在6d時含量最高，6d后降低明顯。辛三烯和環(huán)己烯在一定條件下可轉(zhuǎn)化成醛或酮，是腥味的潛在因素，它們在8、10d時同時未檢出，6d時含量較高，其中辛三烯在暫養(yǎng)過程中任何時段都比0d時要低。檢測出的苯類有甲苯、萘和2-丁烯苯，其中甲苯和萘占苯類很大比重。甲苯是魚肉中典型香味揮發(fā)性化合物，可能是類胡蘿卜素降解的產(chǎn)物，也可能是糖或者氨基酸的熱降解形成的[15]，暫養(yǎng)初期含量最高，0、2d時含量相當(dāng)，之后有先下降后上升的大致趨勢，6d時含量突然上升；萘具有香樟氣味，對魚肉風(fēng)味有一定的影響[16]，萘含量隨暫養(yǎng)時間增加而增加，在4、6d和8d時含量相當(dāng)，之后變化不大。由此，檢測出的苯類物質(zhì)對魚肉香味形成有一定影響，它的百分含量先是呈增大的趨勢，6d是一個轉(zhuǎn)折點，達到最高含量而后大幅度下降后緩慢上升。檢測出的酯類物質(zhì)含量很少，可能對羅非魚的清香味會產(chǎn)生一定的作用。

總之，雖然草腥味、腥臭味等不良風(fēng)味物質(zhì)和香氣物質(zhì)并不能在相同暫養(yǎng)時間達到最理想的含量，但本著以最大限度消除不良風(fēng)味，并能保證一定良好風(fēng)味為原則，對羅非魚暫養(yǎng)時間做出適宜判定。在暫養(yǎng)過程中，與0d相比，8d時醛類含量明顯下降(P＜0.05)，這有利于不良氣味的脫除；醇類、烯類等物質(zhì)也隨著暫養(yǎng)天數(shù)的增加而逐漸減少甚至消失；8d時各類揮發(fā)性成分含量則較為合理，所以暫養(yǎng)期為8d左右為佳。

3 結(jié) 論

對羅非魚暫養(yǎng)過程揮發(fā)性成分的變化表明：暫養(yǎng)時間為8d時，辛醛和壬醛含量有明顯的下降，有利于脫除不良風(fēng)味；辛三烯和環(huán)己烯同時未檢出，消除了不良氣味的潛在因素；苯甲醛、苯環(huán)芳烴類物質(zhì)百分含量相對于0d也有一定程度的增加，其中苯甲醛可產(chǎn)生清香或類黃瓜香的氣味。樣品的處理方法不同可能會對揮發(fā)性成分的測定有所影響，有待進一步研究確定；需要進一步做暫養(yǎng)期間的感官評價，可以為揮發(fā)性成分及風(fēng)味形成做出進一步判定。

[1]朱華平, 盧邁新, 黃樟翰, 等. 我國羅非魚加工的現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的優(yōu)勢和提高出口競爭力的措施[J]. 水產(chǎn)科技, 2009(5)∶ 11-14.

[2]劉玉平, 陳海濤, 孫寶國. 魚肉中揮發(fā)性成分提取與分析的研究進展[J]. 食品科學(xué), 2009, 30(23)∶ 447-451.

[3]HAU Y C, CHI W Y, JOO-SHIN K, et al. Static headspace analysisolfactometry (SHA-O) of odor impact components in salted-dried white herring (Ilisha elongata)[J]. Food Chemistry, 2007, 104(2)∶ 842-851.

[4]GIORGIO P, GIOVANNI M T, PHILIP J M, et al. Biometric, nutritional and sensory characteristic modifications in farmed Murray cod (Maccullochella peelii peelii) during the purging process[J]. Aquaculture, 2009, 287(3/4)∶ 354-360.

[5]楊玉平, 熊光權(quán), 程薇, 等. 頂空固相微萃取與氣質(zhì)聯(lián)用法分析鰱魚體中的揮發(fā)性成分[C]. 武漢∶ 中國水產(chǎn)學(xué)會學(xué)術(shù)年會, 2009∶ 140-146.

[6]章超樺, 平野敏行, 鈴木健, 等. 鯽的揮發(fā)性成分[J]. 水產(chǎn)學(xué)報, 2000 (4)∶ 354-358.

[7]LINDSAY R C, JOSEPHSON D B, STUIBER D A. Identification of compounds characterizing the aroma of fresh whitefish[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1983, 31(2)∶ 326-330.

[8]JOSEPHSON D B, LINDSAY R C, STUIBER D A. Variations in the occurrences of enzymically derived volatile aroma compounds in salt and freshwater fish[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1984, 32 (6)∶ 1344-1347.

[9]王怡娟, 婁永江, 陳梨柯. 養(yǎng)殖美國紅魚魚肉中揮發(fā)性成分的研究[J]. 水產(chǎn)科學(xué), 2009(6)∶ 303-307.

[10]JOHNSON B, MASON M E, HAMMING M C. Volatile components of roasted peanuts∶ the major monocabonyls and some noncarbonyl components[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1967, 15 (1)∶ 66-70.

[11]何雄, 薛長湖, 楊文鴿, 等. 羅非魚鰓組織中脂肪氧合酶的性質(zhì)研究[J]. 水產(chǎn)科學(xué), 2005(7)∶ 15-19.

[12]SPANIER A M, DRUMM T D. Changes in the content of lipid autoxidation and sulfur-containing compounds in cooked beef during storage [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1991, 39(2)∶ 336-343.

[13]MARGOT W B, WERNER G.. Stereochemistry of the cleavage of the 10-hydroperoxide isomer of linoleic acid to 1-octen-3-ol by a hydroperoxide lyase from mushrooms (Psalliota bispora)[J]. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Lipids and Lipid Metabolism, 1984, 795(1)∶163-165.

[14]JOSEPHSON D. Enzymatic hydro-peroxide initiated effects in fresh fish [J]. Journal of Food Science, 1985, 52(3)∶ 596-600.

[15]吳海燕, 解萬翠, 楊錫洪, 等. 固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測定腌制金絲魚揮發(fā)性成分[J]. 食品科學(xué), 2009, 30(18)∶ 278-281.

[16]趙慶喜, 薛長湖, 徐杰, 等. 微波蒸餾-固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜-嗅覺檢測器聯(lián)用分析鳙魚魚肉中的揮發(fā)性成分[J]. 色譜, 2007(2)∶ 267-271.

Changes of Volatile Components in Nile Tilapia during Purging Process

DU Wei-guang1,2，LI Xiao-ding1,2,*，WANG Shu-e1,2，XIONG Shan-bai1,2，F(xiàn)U Na1,2，WANG Hong-mei1,2，HU Fen1,2，YANG Xiao-bo1,2，GONG Xia1
(1. College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China；2. Sub Centre (Wuhan) of National Technology and R&D of Staple Freshwater Fish Processing, Wuhan 430070, China)

The volatile compounds in the muscle of Tilapia nilotica during 12 days of purging in autumn were extracted by solid phase micro-extraction (SPME) and analyzed by gas chromatography-mass spectroscopy (GC-MS). Totally 31 kinds of volatile compounds were isolated and identified including aldehydes, hydrocarbons, Kwai alkenes, aromatic hydrocarbons, alcohols, esters, terpenes, and others, in which aldehydes, aromatic hydrocarbons and hydrocarbons were the top three most abundant compounds, with a relative level to total volatile compounds of 36.97%, 17.85%, 20.70% at the beginning of the purging period and 44.49%, 34.65%, 8.66% at the end of the purging period, respectively. After 8 days of purging, the contents of octanal and nonanal significantly decreased, and neither octatriene nor cyclohexene were detected, which is desirable for the elimination of undesirable odor. Meanwhile, the contents of benzaldehyde and aromatic benzene ring increased, which was helpful in promoting the formation of desirable flavor in tilapia.

Tilapia nilotica；purging；volatile compound；solid phase micro-extraction；gas chromatography-mass spectrometry

TS254.4

A

1002-6630(2011)14-0215-04

2010-09-25

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(nycytx-49-23)

杜偉光(1984—)，男，碩士研究生，研究方向為水產(chǎn)品加工及油脂。E-mail：dwg361@163.com

*通信作者：李小定(1968—)，男，副教授，博士，研究方向為天然產(chǎn)物化學(xué)。E-mail：lixd@mail.hzau.edu.cn