HS-SPME-GC-MS技術(shù)分析不同加工階段的甲魚腥味成分變化

王毅，徐艷群，徐坤，羅自生

(浙江大學(xué) 食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)系，浙江 杭州，310058)

HS-SPME-GC-MS技術(shù)分析不同加工階段的甲魚腥味成分變化

王毅，徐艷群，徐坤，羅自生*

(浙江大學(xué) 食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)系，浙江 杭州，310058)

為研究不同加工方式對(duì)甲魚腥味成分的影響，采用HS-SPME-GC-MS技術(shù)對(duì)甲魚預(yù)煮、鹵制、烘烤不同加工階段的腥味物質(zhì)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，經(jīng)NIST/Willey質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)檢索和文獻(xiàn)對(duì)照，新鮮甲魚共檢出48種揮發(fā)成分，確定36種成分，包括烴類21種、醛類12種、醇類化合物5種、芳香類5種、羧酸類3種、酮類1種、酯類1種。其中以己醛的百分含量最多，為29.1%，有青草味；庚醛占10.69%，具有強(qiáng)烈的油脂氧化味；壬醛占12.58%，提供魚腥味；占2.02%的對(duì)二甲苯有刺激味；占2.36%的1-辛烯-3-醇具有土腥味。認(rèn)為己醛、壬醛、庚醛、1-辛烯-3-醇等共同形成了甲魚的腥味。通過(guò)預(yù)煮、鹵制、烘烤等加工工藝后，腥味成分已減少至只能檢測(cè)出己醛和壬醛，且含量都不超過(guò)1%。表明經(jīng)預(yù)煮、鹵制、烘烤等加工可以有效控制甲魚的腥味。

甲魚；HS-SPME-GC-MS(headspace solid-phase microextraction gas chromatography-mass spectrometer)；加工方式；腥味成分

甲魚，又稱團(tuán)魚，俗名鱉，是一種珍貴的水生經(jīng)濟(jì)動(dòng)物。甲魚營(yíng)養(yǎng)豐富，每百克肉中含有17.3 g蛋白質(zhì)、4 g脂肪、0.6 mg硫胺素、0.37 mg核黃素、3.7 mg尼克酸，還有微量元素鈣15 mg、磷94 mg、鐵2.5 mg[1]。甲魚有極高的藥用價(jià)值，據(jù)《神農(nóng)本草經(jīng)》記載鱉有平肝熄風(fēng)、養(yǎng)神清熱、軟堅(jiān)散結(jié)的作用。此外，甲魚中所含的多不飽和脂肪酸，如EPA、DHA，其對(duì)心腦血管疾病具有顯著療效，且能促進(jìn)大腦發(fā)育、增強(qiáng)記憶力[2]。

目前，甲魚人工飼養(yǎng)在我國(guó)發(fā)展較快，但市場(chǎng)上多以活甲魚流通，不僅不便銷售和食用，而且常常低價(jià)滯銷。若將甲魚進(jìn)行加工，既可充分利用甲魚資源，又可提高甲魚的經(jīng)濟(jì)效益。然而，隨著人們生活水平不斷提升，對(duì)食品風(fēng)味也有著越來(lái)越高的要求，腥味物質(zhì)成為制約水產(chǎn)品加工業(yè)發(fā)展的重要因素。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，水產(chǎn)品貯藏加工過(guò)程中腥味物質(zhì)產(chǎn)生的重要原因是由于不飽和脂肪酸氧化產(chǎn)生的大量醇類、醛類、酮類、烴類、萜類、呋喃等揮發(fā)性化合物[3]。在水產(chǎn)品腥味物質(zhì)研究方面目前采用較多的前處理方法主要有微波蒸餾萃取技術(shù)、頂空技術(shù)、固相微萃取技術(shù)等[4-6]。頂空固相微萃取(HS-SPME)與GC-MS 的結(jié)合，可有效地萃取、分離揮發(fā)性化合物，靈敏度高，重復(fù)性好[7]。當(dāng)前對(duì)甲魚腥味的研究較少，項(xiàng)怡等發(fā)現(xiàn)紅茶-氯化鈉和料酒-醪糟對(duì)甲魚的脫腥效果較好[8]。本文結(jié)合HS-SPME-GC-MS技術(shù)對(duì)甲魚原料，預(yù)處理、鹵制、干制各加工階段的揮發(fā)性成分進(jìn)行測(cè)定，以期明確甲魚的腥味成分和有效控制方法，為甲魚的加工提供參考。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

2年年齡的甲魚20只(龔老漢控股集團(tuán)有限公司)，先將活甲魚用清水洗滌3次，然后剪開甲魚頸部放血后熱燙，去皮膜在甲魚腹部切十字刀口取出內(nèi)臟，每只甲魚切分為4部分，并將切分后的20只甲魚隨機(jī)分成4組，分別用于下列實(shí)驗(yàn)。

1.2 主要儀器

美的MJ-BL25B2粉碎機(jī)，美的集團(tuán)有限公司；Agilent 5977A GC/MSD氣質(zhì)聯(lián)用儀，安捷倫科技(中國(guó))有限公司；西門子HB331E2W烤箱，西門子股份有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 活甲魚的宰殺處理

將活甲魚用清水洗滌3次，洗去身上泥灰。用剪刀剪開甲魚頸部放血，待放完血后將其放入80 ℃的熱水中熱燙3 min，剝?nèi)ト惯吅图佐~腿部的皮膜。皮膜去凈后將甲魚腹部切十字刀口取出內(nèi)臟，將魚肉清洗干凈。用50 mL離心管取甲魚肉樣品20 g，用于腥味成分測(cè)定。

1.3.2 甲魚預(yù)煮

將甲魚原料分成3份，加入不同的去腥食材，1%的紫蘇、1%的生姜、0.5%紫蘇和0.5%生姜混合物，加熱煮至沸騰，保持100 ℃預(yù)煮1 h，煮制完成后取出甲魚，用刀切取甲魚四腿備用。用50 mL離心管取不同方式處理的甲魚肉樣品各20 g，用于腥味成分測(cè)定。

控制去腥食材為0.5%紫蘇和0.5%生姜混合物，同時(shí)控制其他條件。將甲魚稱重后，分別用100 ℃常壓(0.1 MPa)和121 ℃高壓(0.18 MPa)預(yù)煮1 h，煮制完成后取出甲魚，用刀切取甲魚四腿備用。用50 mL離心管取不同方式處理的甲魚肉樣品各20 g，用于腥味成分測(cè)定。

1.3.3 甲魚鹵制

將預(yù)煮過(guò)后的甲魚稱重，根據(jù)甲魚重量添加3%食鹽、4%白糖、2%醬油、0.4%味精。選用的香辛料為茴香1.5%、花椒2%、八角3%、桂皮2%、丁香2%、甘草1.5%、陳皮1.5%、豆蔻1.5%。將鹵制原料混合均勻，將預(yù)煮所得的甲魚湯汁補(bǔ)水到1 L。入鍋燒開，保持100 ℃微沸狀態(tài)慢煮，煮制期間不斷用鍋鏟將甲魚腿翻面，煮至鹵汁收干后出鍋。用50 L離心管取甲魚肉樣品20 g，用于腥味成分測(cè)定。

1.3.4 甲魚的烘烤

設(shè)定烤箱溫度為200 ℃，將鹵制完成的甲魚腿置于烤盤之上，放入烤箱烤制，烤制時(shí)長(zhǎng)達(dá)到5 min時(shí)開箱。用50 mL離心管取甲魚肉樣品20 g，用于腥味成分測(cè)定。

1.4 測(cè)定方法

1.4.1 頂空固相微萃取

將甲魚肉樣品從-20 ℃冰箱中取出，在室溫下解凍。解凍后將魚肉小心撕成片狀，轉(zhuǎn)移到長(zhǎng)柄金屬漏斗中。將漏斗伸入裝有適量液氮的泡沫盒中，使魚肉和液氮充分接觸2～3 min。取出漏斗，用粉碎機(jī)對(duì)液氮速凍后的魚肉樣品進(jìn)行粉碎，粉碎時(shí)長(zhǎng)40 s。取2.5 g甲魚肉樣品與2.5 mL水，裝入20 mL萃取瓶中，加入1 g NaCl混勻，60 ℃下孵化5 min，同樣溫度下用65 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭萃取60 min，攪拌速度260 r/min。

1.4.2 GC-MS檢測(cè)條件

GC條件: 離子源溫度為230 ℃，采用色譜柱HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；程序升溫：柱初溫為40 ℃，保持2 min，以5 ℃/min升到180 ℃，再以10 ℃/min，升到280 ℃，保持10 min；載氣：氦氣，流速0.8 mL/min，不分流模式進(jìn)樣。

MS條件：傳輸線溫度為250 ℃，質(zhì)譜源溫度為250 ℃，質(zhì)量掃描范圍m/z 33～450 amu。進(jìn)樣口溫度為250 ℃，解析5 min。

1.5 取樣方法

甲魚取樣方法參照SC/T3016—2004水產(chǎn)品抽樣方法。

2 結(jié)果與討論

2.1 甲魚生肉中風(fēng)味成分分析

甲魚生肉揮發(fā)物質(zhì)成分的GC-MS譜圖如圖1所示，經(jīng)NIST/Willey圖庫(kù)檢索及文獻(xiàn)參考共檢出48種成分，確定36種成分(相似度大于85%)，各成分及其相對(duì)含量如表1所示。

圖1 甲魚生肉中揮發(fā)物質(zhì)的總離子圖Fig.1 Ion-flow graph of the volatile component in raw meat

從表1可以看出，在所檢的48種成分中，大多是一些烴類、醛類、醇類及芳香類。其中烴類21種、醛類12種、醇類化合物5種、芳香類5種、羧酸類3種、酮類1種、酯類1種。醛類呈現(xiàn)的氣味特征與濃度有關(guān)，具有很強(qiáng)的氣味疊加效應(yīng)，濃度低時(shí)有令人愉悅的氣味，但濃度高時(shí)可能產(chǎn)生異味，是提供魚異味的主要物質(zhì)[9]。脂肪氧化和降解是肉類揮發(fā)性氣味中醛的主要來(lái)源，斯特雷克爾氨基酸反應(yīng)也是醛類的重要來(lái)源之一[10]。甲魚肉中，壬醛的含量較高且閾值較低為1 μg/kg，具有魚腥味、哈喇味、青草味等氣味[11]。己醛具有青草味和酸敗味[12]，閾值為4.5 μg/kg。此外，由于花生四烯酸氧化產(chǎn)生的1-辛烯-3-醇有較低的閾值1μg/kg，其也是提供甲魚異味的重要物質(zhì)[13]；2-辛炔-1-醇會(huì)顯示出土腥味，間二甲苯有刺激性的氣味。加工過(guò)程，如清洗、與非肉成分?jǐn)D壓等都可以減少或修飾產(chǎn)品的風(fēng)味[14]。

表1 甲魚生肉主要揮發(fā)性物質(zhì)及其相對(duì)含量

2.2 預(yù)煮對(duì)甲魚風(fēng)味成分的影響

用不同食材預(yù)煮的甲魚樣品主要風(fēng)味物質(zhì)及其相對(duì)含量如表2所示。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，預(yù)煮后己醛、庚醛、壬醛在揮發(fā)性組分中含量相對(duì)較高。通過(guò)比較腥味物質(zhì)相對(duì)含量，可知添加1%紫蘇作為去腥食材，可使預(yù)煮后產(chǎn)品的己醛相對(duì)含量降至4.38%，庚醛相對(duì)含量降至4.75%，壬醛相對(duì)含量降至5.46%，亦知其去腥效果優(yōu)于生姜。而將0.5%的紫蘇與0.5%的生姜復(fù)配，雖然使得庚醛、壬醛、癸醛的含量進(jìn)一步降低，但對(duì)己醛的去腥效果不好。1-辛稀-3-醇是水產(chǎn)品中常見(jiàn)的揮發(fā)性物質(zhì)[15]，經(jīng)預(yù)煮后其含量微乎其微。而在預(yù)煮方式的選擇上，將常壓(0.1 MPa)100 ℃預(yù)煮的產(chǎn)品和高壓(0.18 MPa)121 ℃預(yù)煮的產(chǎn)品相比較，可知雖然高壓預(yù)煮的產(chǎn)品己醛相對(duì)含量有所下降，對(duì)庚醛的去腥效果也較好，但壬醛的相對(duì)含量大大提高。從對(duì)香味物質(zhì)的分析結(jié)果易知，預(yù)煮后產(chǎn)品中含有32%的檸檬烯和10.34%的紫蘇醛，能有效掩蓋腥味。但將常壓(0.1 MPa)100 ℃預(yù)煮的產(chǎn)品和高壓(0.18 MPa)121 ℃預(yù)煮的產(chǎn)品相比較，發(fā)現(xiàn)高壓下的預(yù)煮產(chǎn)品香味物質(zhì)含量較常壓下高，但考慮到高壓煮制的產(chǎn)品肉質(zhì)易軟爛，不利于后續(xù)加工。綜合以上分析，確定預(yù)煮條件為：去腥食材選擇1%紫蘇，預(yù)煮方式選擇常壓(0.1 MPa)100 ℃煮制。

表2 預(yù)煮甲魚樣品主要風(fēng)味物質(zhì)及其相對(duì)含量

注：“—”表示未檢出；相對(duì)含量峰面積歸一化計(jì)算得出。

2.3 鹵制對(duì)甲魚風(fēng)味成分影響

由表3可知，經(jīng)鹵制，甲魚中的腥味物質(zhì)成分已大大減少，壬醛降至3.35%，庚醛降至2.07%。在產(chǎn)品鹵制階段，香辛料的作用對(duì)產(chǎn)品腥味的去除起到了一定的效果，如從鹵水中直接引入的茴香腦就具有甘草香氣[16]。鹵制過(guò)后，桉油精、芳樟醇、肉桂醛、茴香腦等香辛料中的揮發(fā)性組分占比達(dá)到51.5%多，有效的遮掩了魚腥味。此外， FURUTANI等[17]的研究中也表明，鹵制也可以阻止組胺在魚體中的積累，減少人體攝取魚肉后的組胺中毒幾率。

表3 鹵制甲魚樣品主要揮發(fā)性物質(zhì)及其相對(duì)含量

2.4 烘烤對(duì)甲魚腥味成分影響

如表4所示，在產(chǎn)品干制階段，由于烤箱中的高溫條件，會(huì)發(fā)生美拉德、脂肪高溫降解等一系列化學(xué)反應(yīng)，多不飽和脂肪酸在干制的過(guò)程中被氧化產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)[18-19]。干制對(duì)肉香味物質(zhì)的形成起了重要作用，而腥味成分在這一階段也因進(jìn)一步揮發(fā)逸出[20-21]。干制后的產(chǎn)品幾乎檢測(cè)不到腥味成分，庚醛和辛醛都不再檢出，己醛和壬醛的相對(duì)含量都大大降低，分別為0.74%和0.61%。

表4 烘烤甲魚樣品主要腥味物質(zhì)及其相對(duì)含量

3 結(jié)論

通過(guò)采用頂空固相微萃取方法萃取甲魚中的揮發(fā)性成分并經(jīng)氣質(zhì)聯(lián)用儀分析鑒定，得出其揮發(fā)性成分主要是醛類、醇類、烴類等。其中提供魚腥味的主要物質(zhì)為己醛、庚醛、壬醛、1-辛烯-3-醇等，分別占29.1%，10.69%，12.58%，2.36%。通過(guò)預(yù)煮、鹵制、烘烤，腥味成分已減少至只能檢測(cè)出己醛和壬醛，且含量較低，分別為0.74%和0.61%。綜上，經(jīng)預(yù)煮、鹵制、烘烤，可使產(chǎn)品腥味基本除盡。

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The variation of fishy odor at the different processing stage of soft-shelled turtle by HS-SPME-GC-MS

WANG Yi, XU Yan-qun, XU Kun, LUO Zi-sheng*

(College of Food Science and Nutrition, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China)

In order to study the effect of different processing on flavor components of soft-shelled turtle, this article discussed the fishy odor substances in different processing stages including pretreatment, stewing, and baking based on HS-SPME-GC-MS technology. The results showed that 48 kinds of volatile compounds were detected in fresh soft-shelled turtle and 36 kinds of volatile compounds were identified according to the search and comparison of NIST/Willey mass spectrometry database. Among those volatile compounds, 21 kinds of hydrocarbon, 12 kinds of aldehydes, 5 kinds of alcohol compound, 5 kinds of aromatic, 3 kinds of carboxylic acid, 1 kind of ketone and 1 kind of ester were conformed. Hexanal was 29.1%, with a grassy smell. Enanthaldehyde was 10.69%, with a strong smell of oil oxidation. Nonaldehyde was 12.58%, with fish smell. P-xylene accounted for 2.02% which had a pungent smell. Besides, 1-octene-3-alcohol accounted for 2.36%, with a bilgy odour. Fishy smell of soft-shelled turtle was formed by hexanal, nonanal, heptanal, 1-octene-3-alcohol etc. After pretreatment, cooking, baking, only hexanal and nonanal were examined and content was less than 1%. In summary, the fishy smell of soft-shelled turtle can be effectively controlled by pretreatment, marinating, baking and other processing methods.

soft-shelled turtle; headspace solid-phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry technology(HS-SPME-GC-MS); processing method; fishy odor substances

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201612033

碩士研究生(羅自生教授為通訊作者,E-mail: luozisheng@zju.edu.cn)。

杭州市社會(huì)發(fā)展科研專項(xiàng)(20150432B16)；杭州市社會(huì)發(fā)展科研專項(xiàng)(20140432B46)

2016-01-14，改回日期：2016-03-01