脂質(zhì)水解氧化對干腌魚制品風(fēng)味影響的研究進(jìn)展

林劍軍，趙文紅*，劉巧瑜，何迪恒，雷夢琳，白衛(wèi)東

1. 仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院（廣州 510225）；2. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程創(chuàng)新研究院（廣州 510225）

干腌魚制品咸香適宜、風(fēng)味獨特，是我國傳統(tǒng)的水產(chǎn)加工食品之一。我國各個地區(qū)都有食用干腌魚制品的飲食習(xí)慣。不同地區(qū)的制作工藝不同，形成了各具地方特色的干腌魚產(chǎn)品，其中以廣東的梅香咸魚、云南的桐鄉(xiāng)腌魚、福建的酒糟魚、徽州的臭鱖魚、貴州的酸魚為代表。制作干腌魚制品的最初目的是為了更好地貯藏，但現(xiàn)代社會人們對魚肉產(chǎn)品進(jìn)行加工則是為了得到其獨特的風(fēng)味。干腌魚制品的風(fēng)味主要由醛、醇、酮和醇類等小分子揮發(fā)性物質(zhì)組成，這些揮發(fā)性物質(zhì)主要通過脂質(zhì)的水解氧化生成[1]。魚肉中的不飽和脂肪酸含量較高，在加工過程中魚肉中的脂質(zhì)等風(fēng)味前體物質(zhì)進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)，生成小分子揮發(fā)性物質(zhì)，在它們的作用下，干腌魚制品得以表征出獨特的“咸香”氣味特征[2]。就脂質(zhì)的水解氧化規(guī)律及其對干腌魚制品風(fēng)味的影響進(jìn)行綜述，為干腌魚制品食用品質(zhì)的優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。

1 脂質(zhì)水解和氧化研究進(jìn)展

脂質(zhì)是干腌魚制品重要的營養(yǎng)成分，脂質(zhì)組成和含量是水產(chǎn)食品最重要的營養(yǎng)價值評價指標(biāo)之一。脂質(zhì)還是決定干腌魚制品感官特性和食用品質(zhì)的重要成分，在水產(chǎn)食品的加工和貯藏過程中，脂類物質(zhì)的水解和氧化反應(yīng)不斷發(fā)生，脂類物質(zhì)的水解和氧化反應(yīng)生成的各種揮發(fā)性成分，如醛、酮、醇等小分子風(fēng)味物質(zhì)對水產(chǎn)食品的風(fēng)味有關(guān)鍵作用，這些小分子物質(zhì)種類和數(shù)量直接影響水產(chǎn)食品的風(fēng)味[3-4]。此外，脂類物質(zhì)水解氧化作用對干腌魚制品外觀色澤和口感也有一定影響，脂質(zhì)的過度氧化會導(dǎo)致水產(chǎn)食品出現(xiàn)“油燒”現(xiàn)象，降低其食用品質(zhì)。

1.1 脂質(zhì)水解機(jī)理

脂質(zhì)分子由甘油和脂肪酸組成，脂質(zhì)的水解過程是脂質(zhì)分子分解成甘油和各種脂肪酸的過程。在水產(chǎn)食品加工過程中，脂質(zhì)水解主要在酸性脂肪酶、中性脂肪酶和磷脂酶的催化下進(jìn)行。Hierro等[5]的研究表明，水產(chǎn)食品中70%的脂肪酸增加來自于脂肪酶的作用，且脂肪酶對磷脂的催化作用更強(qiáng)。磷脂中含有豐富的不飽和脂肪酸，不飽和脂肪酸是各種形成肉制品風(fēng)味的小分子揮發(fā)性風(fēng)味成分的重要前體物質(zhì)。以甘油磷脂為例，說明脂質(zhì)分子的水解機(jī)理，如圖1所示。

圖1 磷脂分子結(jié)構(gòu)

在水產(chǎn)食品的加工過程中，甘油磷脂首先在磷脂酶A和磷脂酶B的作用下分解產(chǎn)生脂肪酸和α-甘油磷酸膽堿，然后α-甘油磷酸膽堿在磷脂酶C（甘油磷脂酶）和磷脂酶D（膽堿磷脂酶）的催化作用下繼續(xù)產(chǎn)生甘油、磷酸和膽堿或膽胺[6]。

1.2 脂質(zhì)的初級氧化反應(yīng)機(jī)理

脂質(zhì)的初級氧化反應(yīng)是脂肪酸分子的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，脂質(zhì)氧化是脂肪酸氧化分解生成各種過氧化物的過程，脂肪酸的氧化可以分為非酶促氧化和酶促氧化。脂肪酸的非酶促氧化是脂肪酸的自動氧化，在自動氧化的過程中，脂肪酸分子被活化，與基態(tài)氧發(fā)生反應(yīng)，生成初級氧化產(chǎn)物氫過氧化物（hydroperoxides）[7]。酶促氧化是脂肪酸在脂氧合（lipoxygenase）的作用下生成氫過氧化物，然后氫過氧化物繼續(xù)氧化生成各種小分子物質(zhì)的反應(yīng)過程[8]。

根據(jù)自由基反應(yīng)理論，脂肪酸非酶促氧化和酶促氧化都與自由基有關(guān)，兩種反應(yīng)途徑的初期產(chǎn)物都為脂質(zhì)的氫過氧化產(chǎn)物，脂肪酸分子的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)由自由基引發(fā)、傳遞和終止3個階段組成[9]。

引發(fā)階段：不飽和脂肪酸（RH）分子上的氫在引發(fā)因子的作用下脫離，生成烷自由基（R·）[10]。

傳遞階段：R·與O2分子反應(yīng)生成過氧化物自由基（ROO·），然后ROO·與另一個脂肪酸分子（R1H）碰撞，奪取其一個氫生成氫過氧化物（ROOH）和新的烷自由基（R1·），新生成的R1·可以繼續(xù)與其他脂肪酸碰撞引起連鎖的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)[11]。

終止階段：ROO·自由基與抗氧化因子（AH）作用生成穩(wěn)定的自由基化合物（A·），A·不能繼續(xù)與其他脂肪酸分子反應(yīng)，只能生成非自由基產(chǎn)物使氧化反應(yīng)終止。此外，ROO·自由基之間相互作用生成（ROOR1）也能使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)終止[9]。

引發(fā)因子：脂肪酸分子不能自發(fā)地與氧氣分子發(fā)生反應(yīng)，脂肪酸鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的關(guān)鍵因素是引發(fā)因子，脂肪酸的酶促反應(yīng)和非酶促反應(yīng)也是根據(jù)引發(fā)因子的類型劃分的，引發(fā)因子直接作用于脂肪酸分子，促發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，肉制品中的脂肪酸鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的引發(fā)因子主要包括金屬離子、血紅蛋白、光照、溫度和脂氧合酶（LOX）[12]。

1.3 脂質(zhì)的次級氧化反應(yīng)機(jī)理

脂質(zhì)的次級氧化反應(yīng)是氫過氧化物的氧化反應(yīng)，如圖2所示。不飽和脂肪酸在引發(fā)因子的作用下反應(yīng)生成氫過氧化物（ROOH），一部分的氫過氧化產(chǎn)物繼續(xù)參與鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，另一部分的氫過氧化產(chǎn)物在光、熱和金屬離子的作用下繼續(xù)氧化，生成各種小分子化合物[13]。

圖2 不飽和脂肪酸氧化降解途徑

氫過氧化物的反應(yīng)過程十分復(fù)雜，氫過氧化物首先在光、熱和金屬離子等因素的作用下生成烷氧自由基（ROO·），ROO·隨后繼續(xù)反應(yīng)生成不同類型小分子化合物[9]。ROO·氧化反應(yīng)生成的小分子化合物的類型主要由脂肪酸碳鏈斷裂的位置決定，如圖2所示。根據(jù)碳鏈斷裂位置的不同，ROO·氧化反應(yīng)可以生成醛類、酮類、醇類、酯類、呋喃類等小分子化合物[14]。

脂肪酸分子的不飽和鍵可以進(jìn)一步發(fā)生氧化反應(yīng)，使反應(yīng)產(chǎn)物更加復(fù)雜。亞油酸的氫過氧化產(chǎn)物能生成己醛、2、4-葵二烯醛，2、4-葵二烯醛還能繼續(xù)反應(yīng)生成2-辛烯醛的物質(zhì)。不飽和脂肪酸極易發(fā)生氧化反應(yīng)，且氧化反應(yīng)生成的小分子化合物閾值低，對干腌魚制品的風(fēng)味貢獻(xiàn)度大[9]。

2 脂質(zhì)氧化對干腌魚制品風(fēng)味影響概述

脂質(zhì)的水解和氧化在干腌魚風(fēng)味形成的過程中扮演著重要的角色，在干腌魚制品的加工過程中，魚肉中的脂質(zhì)分子在脂肪酶和外界條件如光和熱的作用下水解氧化，生成醛、醇、酮和醇類等小分子揮發(fā)性物質(zhì)，這些小分子揮發(fā)性成分是干腌魚制品風(fēng)味的主要來源[15]。

2.1 醛類對干腌魚制品風(fēng)味的影響

醛類物質(zhì)的感官閾值非常低，是構(gòu)成干腌魚制品風(fēng)味的重要揮發(fā)性物質(zhì)。如表1所示，不飽和脂肪酸的氧化降解是醛類物質(zhì)生成的主要途徑，在脂氧合酶和各種引發(fā)因子的作用下，長鏈不飽和脂肪酸發(fā)生氧化反應(yīng)，生成各種小分子醛類物質(zhì)[16]，如己醛、庚醛、辛醛、丁醛、戊醛等直鏈醛的風(fēng)味前體物質(zhì)是亞油酸；2-己烯醛的風(fēng)味前體物質(zhì)是亞麻酸；2, 4-庚二烯醛的風(fēng)味前體物質(zhì)則是二十碳五烯酸[17]。不同醛類的氣味特征不同，如己醛、辛醛、2-己烯醛等醛類的氣味特征通常被描述為青草味、魚腥味，庚醛、壬醛、癸醛、4-庚烯醛、2, 4-庚二烯醛等氣味特征為油脂味或脂肪味[18]。

醛類是水產(chǎn)食品特別是干腌魚產(chǎn)品重要的風(fēng)味組成成分，顧賽麒等[14]對傳統(tǒng)腌臘魚的特征風(fēng)味進(jìn)行研究，確定出14種氣味活性物質(zhì)，其中8種為醛類，壬醛、辛醛、己醛和2-壬烯醛表現(xiàn)為魚腥味、清草味和脂肪味，與臘魚的風(fēng)味特征相符。吳燕燕等[19]使用電子鼻和HS-SPME-GC-MS技術(shù)分析了傳統(tǒng)腌干帶魚和發(fā)酵腌干帶魚的揮發(fā)性風(fēng)味成分，己醛、庚醛、壬醛、辛醛、(E，E)-2, 4-庚二烯醛和(E)-2壬烯醛在兩種產(chǎn)品中均有檢出，對產(chǎn)品的整體風(fēng)味貢獻(xiàn)度大。王鈺[20]研究鮐魚干制過程中揮發(fā)性風(fēng)味成分的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過加工，醛類物質(zhì)的種類和含量均大幅上升，其中十一醛的含量增加最為明顯，對干制鮐魚的風(fēng)味貢獻(xiàn)最大。另外，醛類物質(zhì)也可以作為評定水產(chǎn)食品腐敗變質(zhì)的指標(biāo)，在水產(chǎn)食品貯藏的過程中，脂質(zhì)的氧化反應(yīng)持續(xù)發(fā)生，醛類物質(zhì)不斷積累，最終形成哈喇味、腐敗味等令人不快的風(fēng)味[21]。

2.2 酮類對干腌魚制品風(fēng)味的影響

碳原子數(shù)相同酮類物質(zhì)的感官閾值高于醛類物質(zhì)，氣味特征表現(xiàn)為清香味、甜香味、水果味和蘑菇味等，隨著碳原子個數(shù)的增加，酮類物質(zhì)的花香味更加明顯[20]。與醛類物質(zhì)的生成途徑相同，大部分酮類物質(zhì)都來源于不飽和脂肪酸的氧化降解。如表1所示：2-庚酮、2-辛酮的前提物質(zhì)為亞油酸，分別表征為肥皂味和甜香味；2-壬酮來源自亞麻酸，表征為青草味；3, 5-辛二烯-2-酮和3, 3-辛二烯-2-酮則具有甜味和新鮮蘑菇風(fēng)味[22]。

表1 干腌魚制品主要的揮發(fā)性物質(zhì)及來源[13, 20]

李來好等[23]對4種咸魚的風(fēng)味成分進(jìn)行分析，共檢測出14種酮類物質(zhì)，但它們的相對含量少，閾值較高，對產(chǎn)品整體的風(fēng)味影響不大。與李來好等[23]的研究相似，顧賽麒等[14]對腌臘魚的風(fēng)味研究表明，酮類物質(zhì)的OAV值總和小于1，不是腌臘魚的氣味活性物質(zhì)。

2.3 醇類對干腌魚制品風(fēng)味的影響

醇類物質(zhì)的生成途徑是脂肪酸的氧化降解和羰基化合物的還原反應(yīng)[20]。1-庚醇、1-辛醇分別表現(xiàn)為堅果味和油脂味，前體物質(zhì)都是油酸[24]。1-戊烯-3-醇、1-辛烯-3-醇分別來自于亞麻酸和亞油酸，都表現(xiàn)為蘑菇味[25]。吳燕燕等[26]在對腌紅牙?的風(fēng)味鑒定中也檢測出1-辛烯-3-醇，1-辛烯-3-醇的產(chǎn)生使腌制加工后的魚肉風(fēng)味更加柔和。

2.4 其他揮發(fā)性化合物對干腌魚制品風(fēng)味的影響

其他對水產(chǎn)食品風(fēng)味有影響的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)一般還包括酯類、酸類、含氮和含硫化合物等。

大部分酸類物質(zhì)具有揮發(fā)性，使水產(chǎn)食品帶有輕微酸味，一般由微生物的脫氨基酸作用生成，也可以由醛類物質(zhì)的酸化反應(yīng)產(chǎn)生[27]。酸類物質(zhì)與水產(chǎn)食品腐敗之間有一定關(guān)系，酸類物質(zhì)的積累是水產(chǎn)食品腐敗味產(chǎn)生的原因之一[21]。Lori等[28]研究了鮭魚在儲藏過程中風(fēng)味物質(zhì)的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)乙酸、丁酸的含量呈顯著上升趨勢，與此同時，魚體的腐敗程度明顯提高。

三甲胺是魚肉制品最重要的含氮化合物，是魚肉腥味的來源，三甲胺氧化物在魚肉中微生物的作用下發(fā)生還原反應(yīng)生成三甲胺，新鮮魚肉中三甲胺的含量很低，所以三甲胺經(jīng)常被用來作為評定魚肉新鮮程度的指標(biāo)[29]。

含硫化合物的閾值較低，也是一種可以判別水產(chǎn)食品腐敗程度的揮發(fā)性物質(zhì)，Jia等[30]對鰱魚肉新鮮度的研究表明，二甲基硫醚和二甲基二硫醚是判定鰱魚腐敗程度的重要揮發(fā)性物質(zhì)。

3 結(jié)語與展望

風(fēng)味是干腌魚制品最重要的食用品質(zhì)評判標(biāo)準(zhǔn)之一，而脂類物質(zhì)是干腌魚制品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的重要來源，通過脂類物質(zhì)的氧化反應(yīng)，干腌魚制品的風(fēng)味得以形成。由于脂質(zhì)組成的復(fù)雜性，現(xiàn)在對于脂質(zhì)在干腌魚制品加工過程中水解和氧化的分子機(jī)制尚未明確，相關(guān)深入研究也比較少。研究脂質(zhì)水解氧化規(guī)律，確定食品中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)形成的分子機(jī)制，特別是對脂肪酸氧化生成揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的過程進(jìn)行剖析，對調(diào)控干腌魚制品風(fēng)味的形成、提高產(chǎn)品的品質(zhì)具有重要意義。