張 艷，聶青玉，王圣開，付 勛，李 翔

（1.重慶三峽職業(yè)學(xué)院，重慶 404155；2.重慶市萬州食品藥品檢驗所，重慶 404155）

烤魚是一種發(fā)源于重慶萬州的特色美食，采用“先烤后燉”的方式烹飪，融合了腌、烤、燉3種烹飪技術(shù)，充分借鑒傳統(tǒng)川菜及四川火鍋的用料特點，口味奇絕、營養(yǎng)豐富，成為三峽庫區(qū)的一張美食名片。傳統(tǒng)烤魚是將魚腌制后，先用木炭燒烤，再加入調(diào)味料燉制而成，以現(xiàn)場烤制、現(xiàn)場消費為主。但魚肉在傳統(tǒng)炭烤過程中產(chǎn)生的多環(huán)芳烴、雜環(huán)胺等物質(zhì)，具有致癌、致畸、致突變性，嚴(yán)重影響烤魚的安全性[1-3]。同時傳統(tǒng)烤魚的工藝和風(fēng)味僅憑經(jīng)驗來操作，缺乏完整的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，質(zhì)量參差不齊。為了打破烤魚傳統(tǒng)炭火燒烤方式及消費模式，開發(fā)工業(yè)化生產(chǎn)的即食型烤魚產(chǎn)品是推動地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大助力。即食烤魚產(chǎn)品采用干燥、油炸工藝取代傳統(tǒng)炭烤方式，以提高即食烤魚產(chǎn)品的安全性。

風(fēng)味是產(chǎn)品品質(zhì)的重要特征。進(jìn)行工藝改進(jìn)后的即食烤魚與傳統(tǒng)烤魚在風(fēng)味方面有無差異性亟待深入研究。用于魚類產(chǎn)品風(fēng)味成分分析的方法主要包括氣相色譜-離子遷移譜（GC-IMS）、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）、電子鼻、電子舌等技術(shù)[4-7]。貢慧等[8]采用電子鼻、固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測定秋刀魚在不同熱加工處理后揮發(fā)性風(fēng)味成分，得到秋刀魚產(chǎn)品熱加工溫度選擇與優(yōu)化方案。趙勇等[9]采用GC-MS檢測出不同產(chǎn)地進(jìn)口三文魚中的特征指標(biāo)。龐一揚等[10]采用電子鼻和GC-IMS分析料酒用量對不同品種魚揮發(fā)成分的影響。GC-IMS檢測技術(shù)因具有快速、靈敏、無需前處理等優(yōu)點，常應(yīng)用在食品風(fēng)味分析、品質(zhì)檢測以及質(zhì)量控制等多個領(lǐng)域[11-12]。近年來，眾多學(xué)者采用GC-IMS對肉制品揮發(fā)性成分進(jìn)行研究[13-15]，但對烤魚揮發(fā)性風(fēng)味成分的分析鮮有報道。本試驗采用GC-IMS分析比較傳統(tǒng)烤魚與油炸即食烤魚產(chǎn)品的特征揮發(fā)成分，通過指紋圖譜的建立及主成分分析，探究不同工藝對烤魚產(chǎn)品的風(fēng)味影響，以期為烤魚產(chǎn)品開發(fā)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料

鮮活草魚（每條約1.5～2 kg）、辣椒粉、淀粉、食鹽、復(fù)合磷酸鹽、白糖、料酒、花椒、泡辣椒、姜、蒜、大蔥、桶裝菜籽油等，均購于萬州區(qū)龍寶農(nóng)貿(mào)市場，原輔料新鮮，無腐爛和霉變，無雜質(zhì)。

1.1.2 儀器與設(shè)備

FlavourSpecR型氣相離子遷移譜聯(lián)用儀，德國G.A.S公司；25型油水混合油炸鍋，瑞安市食品機(jī)械總廠；GZX-9140MBE型數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱，上海博訊實業(yè)公司醫(yī)療設(shè)備廠；DZ-600/2S真空包裝機(jī)，諸城龍邦食品機(jī)械有限公司；YB202電子天平，上海?？惦娮觾x器廠；其他為實驗室常規(guī)儀器設(shè)備。

1.2 方法

1.2.1 樣品的制備

鮮活草魚宰殺去鱗后，將魚體剖開成2片，用清水洗凈后除去魚頭、魚尾，將魚肉切分成約2 cm厚的魚片，瀝干。瀝干后的魚片，加入少量料酒、白糖、淀粉，用0.5%復(fù)合磷酸鹽、8%食鹽腌制20 min。腌制好的魚片清洗、瀝干水分后，分成4份。其中1份采用傳統(tǒng)炭火烤制20 min（TK樣品）；依據(jù)前期反復(fù)試驗獲得的經(jīng)驗，另外3份在干燥箱40℃下干燥1 h，再在50℃下干燥0.5 h后，分別在140℃下油炸8 min（P1樣品），160℃下油炸6 min（P2樣品），180℃下油炸4 min（P3樣品），至色澤金黃，放入濾網(wǎng)中瀝干明油，得到烤魚片[16]。將4組烤魚片分別加入魚肉質(zhì)量12%的相同麻辣調(diào)味料翻炒至香，冷卻后進(jìn)行真空包裝。

1.2.2 GC-IMS測定

頂空進(jìn)樣條件：頂空孵化溫度50℃，孵化時間15 min，孵化轉(zhuǎn)速500 r/min，加熱方式為振蕩加熱，頂空進(jìn)樣針溫度55℃，進(jìn)樣量500μL，不分流模式，載氣為高純氮氣（純度≥99.999%）。載氣流量：0～2 min，2mL/min；2～20min，100mL/min；20～25min，100mL/min。

GC-IMS條件：色譜柱MXT-5 15 m×0.53 mm，分析時間25 min，柱溫60℃，漂移管溫度40℃，流速150 mL/min，IMS探測器溫度45℃，漂移氣（高純氮氣，純度≥99.999%），漂移氣流速：150 mL/min。

取上述樣品2 g，置于20 mL頂空瓶中，用于GCIMS分析。每個樣品重復(fù)測定3次。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

采用工作站分析軟件VOCal、軟件內(nèi)置的NIST數(shù)據(jù)庫和IMS數(shù)據(jù)庫對樣品揮發(fā)組分進(jìn)行定性分析；運用Reporter插件分析TK、P1、P2、P34組樣品間的譜圖差異；采用Gallery Plot插件進(jìn)行指紋圖譜對比，分析不同加工工藝烤魚揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的差異；通過Dynamic PCA插件進(jìn)行樣品主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 傳統(tǒng)炭烤與即食型烤魚的GC-IMS譜圖對比分析

采用GC-IMS對樣品TK、P1、P2和P3的揮發(fā)性成分進(jìn)行檢測分析，得到樣品揮發(fā)性有機(jī)化合物譜圖，如圖1所示。

圖1 不同加工工藝烤魚揮發(fā)性成分GC-IMS譜圖Fig.1 GC-IMSspectra of volatilecompounds in roasted fishes with different processing technologies

圖1中標(biāo)識的TK、P1、P2和P3分別為4個樣品的GC-IMS三維譜圖。以傳統(tǒng)炭烤樣品TK為參比，其他樣品在原有基礎(chǔ)上扣減參比，扣減后原有背景色褪至白色。圖中縱坐標(biāo)表示氣相色譜保留時間，橫坐標(biāo)表示離子遷移時間（歸一化處理）。橫坐標(biāo)1.0處紅色豎線為經(jīng)過歸一化處理反應(yīng)離子峰（RIP），RIP峰右側(cè)的每一亮點代表一種揮發(fā)性有機(jī)物。顏色代表物質(zhì)的濃度，顏色越深表示濃度越大。在非參比圖中，若揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）含量高于參比，則該物質(zhì)顯示紅色；若低于參比，該物質(zhì)顯示藍(lán)色。

由圖1可知，不同加工烤魚樣品的VOCs種類及濃度差異明顯。P1、P2和P3與TK相比，組分在GC-IMS譜圖上出峰時間、位置大致相同，但多種VOCs峰強(qiáng)度表現(xiàn)出明顯差異。樣品P1、P2和P3色譜圖中A1、A2、A3區(qū)域的VOCs與參比樣品TK譜圖相比，VOCs種類和含量明顯增加，其中A2區(qū)域比A1、A3顏色更深，這與烤魚油炸溫度、時間對揮發(fā)性成分有一定影響有關(guān)。樣品P1、P2和P3色譜圖中B1、B2、B3區(qū)域的VOCs較參比樣品TK明顯顏色變藍(lán)，即濃度減低，說明傳統(tǒng)炭烤與油炸工藝對烤魚風(fēng)味的形成有較明顯差異。若要進(jìn)一步研究VOCs的變化情況以及不同加工方式對烤魚風(fēng)味物質(zhì)的影響，需進(jìn)行指紋圖譜對比。

2.2 烤魚風(fēng)味的GC-IMS定性分析

通過GC-IMS軟件NIST數(shù)據(jù)庫和IMS數(shù)據(jù)庫對樣品揮發(fā)性組分進(jìn)行定性分析，結(jié)果見表1。

表1 烤魚部分揮發(fā)性物質(zhì)定性分析結(jié)果Table 1 Qualitative resultsof partial volatile compounds in roasted fishes

續(xù)表1 烤魚部分揮發(fā)性物質(zhì)定性分析結(jié)果Continue table 1 Qualitative results of partial volatile compoundsin roasted fishes

由表1的定性分析可得出，即食烤魚中可檢測出60種揮發(fā)性物質(zhì)，定性出50種化合物（包含二聚體），主要包括醇類10種、酮類10種、醛類13種、烴類8種、酯類6種、吡嗪類3種。由于目前軟件內(nèi)置NIST2014氣相保留指數(shù)數(shù)據(jù)庫與IMS遷移時間數(shù)據(jù)庫二維定性數(shù)據(jù)庫還不夠完善，被檢測出但未定性的物質(zhì)有10種，用數(shù)字表示。

由表1可知，烤魚揮發(fā)成分中醇類物質(zhì)有對異丙基苯甲醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、1-戊醇、M-正己醇、D-正己醇（二聚體）、D-戊醇（二聚體）、3-甲基丁醇、4-甲基-2-戊醇、1-薄荷醇。醇類物質(zhì)主要來源于脂質(zhì)的降解，不飽和脂肪醇的閾值低，對烤魚風(fēng)味有較大影響[17]。脂肪氧化或羰基化合物還原產(chǎn)生的飽和醇類，因閾值高，對烤魚產(chǎn)品風(fēng)味影響不大。其中，1-辛烯-3-醇具有蘑菇、干草香氣，芳樟醇等賦予了烤魚特有風(fēng)味。

鑒定出酮類物質(zhì)有6-甲基-5-庚烯-2-酮、β-吡喃酮、呋喃酮、D-2-丁酮、M-2-丁酮、M-2-庚酮、3-羥基丁烷-2-酮、二氫-2(3H)-呋喃酮、D-2-庚酮、2,3-丁二酮。酮類物質(zhì)具有特殊的香氣，多數(shù)呈現(xiàn)脂肪味和焦燃味，可能通過脂肪氧化產(chǎn)生，對烤魚香味的形成起著不可忽視的作用[18]。

烤魚產(chǎn)品中醛類物質(zhì)種類較多，有壬醛、苯乙醛、辛醛、M-苯甲醛、D-苯甲醛（二聚體）、M-己醛、D-己醛（二聚體）、M-戊醛、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、D-戊醛（二聚體）、丁醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛?？爵~中醛類物質(zhì)閾值低，對烤魚風(fēng)味有較大影響。醛類物質(zhì)主要來自于烤魚不飽和脂肪酸氧化，對魚類腥味形成亦有促進(jìn)作用[19-20]。其中(E,E)-2,4-庚二烯醛、壬醛、正已醛被證實為魚類腥味物質(zhì)[21]。魚肉烤制后形成的辛醛、壬醛具有油脂氣味，苯乙醛有煙熏味，這也反應(yīng)出烤魚在加熱烤制、油炸過程中形成了烤魚特有的魚肉香味。酯類物質(zhì)有丙酸乙酯、乙酸乙酯、2-羥基丙酸乙酯和甲酸乙酯。其余被檢測到的物質(zhì)有順-羅勒烯、檸檬烯、蒎烯等，其中檸檬烯可能來源于辣椒，蒎烯可能來源于香辛調(diào)味料。

2.3 傳統(tǒng)炭烤與即食型烤魚風(fēng)味的揮發(fā)性物質(zhì)指紋譜圖分析

采用Gallery Plot插件進(jìn)行樣品間揮發(fā)性物質(zhì)差異性分析，TK、P1、P2和P3樣品所得GC-IMS二維圖譜中所有的待分析峰自動生成指紋圖譜，結(jié)果如圖2所示。圖譜中每一行為1個烤魚樣品，一個樣品做3個平行，每一列代表同一保留、遷移時間下?lián)]發(fā)性物質(zhì)的信號峰。

圖2 不同工藝即食烤魚中揮發(fā)性成分的指紋譜圖Fig.2 Fingerprintsof volatile compounds in instant roasted fishes with different technologies

由圖2可知，4種烤魚樣品VOCs種類、含量差異明顯。所有被檢測出的揮發(fā)性物質(zhì)分布在不同區(qū)域，4個烤魚樣品主要VOCs分布為A、B、C、D 4個區(qū)域。

A區(qū)為樣品TK的特征峰區(qū)域，主要特征峰物質(zhì)為醛酮酯類。包括對異丙基苯甲醇、3-甲基丁醛、苯乙醛、丁醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、丙酸乙酯、戊醛、丁酮等28種，其中3-甲基丁醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、苯甲醛、苯乙醛、甲基吡嗪含量明顯高于其他樣本。

B區(qū)為樣品P1的特征峰區(qū)域，主要風(fēng)味物質(zhì)為醛酮醇類，如M-2-丁酮、D-已醛、戊醇、M-戊醛等22種。其中P1樣本中則含有較多的萜類物質(zhì)，如檸檬烯、羅勒烯、焦烯、側(cè)柏烯、水芹烯、β-蒎烯等，含量明顯高于其他樣本。

C區(qū)為樣品P2的特征峰區(qū)域，主要特征物質(zhì)為酮醇酯類，包括2-羥基丙酸乙酯、二氫-(3H)-呋喃酮、M-正己醇、4-甲基-2-戊醇等13種，其中2-羥基丙酸乙酯、二氫-(3H)-呋喃酮、2,3-丁二酮含量較其他樣本高。

D區(qū)為樣品P3的特征峰區(qū)域，主要特征峰物質(zhì)與P2部分重疊，包括M-2-庚酮、1-辛烯-3-醇、呋喃酮等14種，其中呋喃酮、辛醛、甲酯乙酯、3-羥基-2-丁酮、α-葑烯、α-蒎烯較其他樣本含量高。

對4組樣品已定性出的物質(zhì)進(jìn)行分析比較，共有揮發(fā)性物質(zhì)為：2-甲基丁醛、M-乙酸乙酯、M-2-丁酮、D-2-丁酮、己醛、壬醛、戊醛等，這些揮發(fā)物質(zhì)的生成主要與魚肉中的不飽和脂肪酸發(fā)生氧化反應(yīng)有關(guān)。這些共有物質(zhì)在樣品TK、P1中的含量明顯高于在樣品P2、P3中，這可能與脂肪氧化速度有關(guān)。其中己醛、壬醛是魚肉本身帶有的腥味物質(zhì)，在P1樣品中含量最高，這可能與P1樣品油炸溫度低、油炸時間較長有關(guān)。TK組與另3組樣品對比，對異丙基苯甲醇、丁醛、1-薄荷醇、D-丙酸乙酯為TK樣品特有物質(zhì)，這些物質(zhì)的生成可能與煙熏炭烤的木材中帶入有關(guān)。在P1、P2與P3組圖譜對比得知，P2、P3揮發(fā)性物質(zhì)種類較為相似，能定性出的主要特征成分2,3-丁二酮和庚酮含量高，為兩組樣品共有成分。由此得出，P1、P2、P3組樣品與TK組樣品特征揮發(fā)性成分有明顯差異，其中P1、P2、P3樣品在其他條件相同情況下?lián)]發(fā)性成分含量差異明顯，這與油炸時間、油炸溫度影響產(chǎn)品揮發(fā)性成分生成有關(guān)。

2.4 傳統(tǒng)炭烤與即食型烤魚風(fēng)味的GC-IMS主成分分析

為更加直觀地分析不同工藝加工烤魚產(chǎn)品風(fēng)味物質(zhì)差異，使用Dynamic PCA插件程序繪制了主成分分析圖，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，PC1的貢獻(xiàn)率為64%，PC2的貢獻(xiàn)率為26%，前2個主成分的累計貢獻(xiàn)率高達(dá)90%。4組樣品能很好分離，平行測定的樣品點聚集在一起，而樣本間則距離較遠(yuǎn)，其中TK樣本聚集在主成分分析圖的左側(cè)，P1樣品聚集在右上側(cè)，P2和P3在主成分分析圖的右側(cè)，4個樣本特征差異明顯，其中P2和P3的距離相對近一些，特征差異相對較小。這與前面指紋圖譜所得結(jié)論一致。

圖3 不同加工工藝烤魚的主成分分析Fig.3 Principal componentsanalysisof roasted fishes with different processing technologies

3 結(jié)論

應(yīng)用GC-IMS分析不同工藝即食型烤魚的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)差異，通過構(gòu)建特征風(fēng)味指紋圖譜，分別確定出不同工藝烤魚主要特征揮發(fā)性成分。

（1）采用不同工藝生產(chǎn)的4組烤魚產(chǎn)品（TK、P1、P2、P3）的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有較大差異。4組產(chǎn)品共檢測鑒定出50種揮發(fā)性物質(zhì)。其中醇類10種、酮類10種、醛類13種、烴類8種、酯類6種、吡嗪類3種。

（2）通過指紋譜圖可直觀地看出樣本的揮發(fā)性物質(zhì)組成及樣本間的差異明顯。TK樣品中主要揮發(fā)性物質(zhì)為醛酮類，包括3-甲基丁醛、苯乙醛、丁醛、6-甲基-5-庚烯二酮等28種，其中對異丙基苯甲醇、丁醛、1-薄荷醇、D-丙酸乙酯為TK樣品特有物質(zhì)；P1樣品的主要揮發(fā)物質(zhì)與炭烤樣品部分重疊，除醛酮醇類外，還包括烯類，如α-松油烯、順-羅勒烯、檸檬烯等22種；P2樣品的揮發(fā)性物質(zhì)為酮醇類，包括2-羥基丙酸乙酯、二氫-(3H)-呋喃酮、2,3-丁二酮、4-甲基-2-戊醇等13種；P3樣品的主要揮發(fā)性成分包括M-2-庚酮、1-辛烯-3-醇、呋喃酮等14種。4組樣品共有特征揮發(fā)性物質(zhì)11種，但含量相差明顯。共有物質(zhì)在樣品TK、P1中的含量明顯高于在樣品P2、P3中含量。P2與P3特征物質(zhì)區(qū)域部分重疊，揮發(fā)性物質(zhì)種類有相似部分。

（3）通過PCA分析，貢獻(xiàn)率達(dá)90%，樣本特征差異明顯。其中P2和P3特征差異較小。

在后期工作中，應(yīng)結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對相應(yīng)樣品指紋圖譜進(jìn)行補缺，以期給烤魚工業(yè)化生產(chǎn)中的風(fēng)味調(diào)控、工藝參數(shù)確定和確保產(chǎn)品質(zhì)量安全提供數(shù)據(jù)支撐。