养殖美国红鱼鱼肉中挥发性成分的研究

1、养殖美国红鱼鱼肉中挥发性成分的研究          【摘 要】：本文通过固相微萃取和气质联用仪对养殖美国红鱼鱼肉中的挥发性成分进行萃 取和分离鉴定，初步探明了我国养殖海水鱼肉的气味组成。从鱼腹部肉和背部肉中分别 检测出52种和54种有效挥发性成分(匹配度超过800)，相同成分有42种。这些成分包括 烃类、醇类、酮类、醛类、酯类和环状化合物，其中含量较高的是醇类、醛类、酮类， 在腹部肉和背部肉中分别地占挥发性化合物总数的30.47%、38.47%、13.14%和27.87%、41.54%、14.43%。美

2、国红鱼具有以腥臭味、青草味、脂香和瓜果类香气等混合的气味； 己醛和1-戊烯-3-醇对美国红鱼腥味的形成贡献最大，环境以及其它挥发性风味组分的协同或累加作用对腥味的形成也有一定影响；与背肉相比，腹肉腥味明显(F0.01)； 1-辛烯-3-醇、4-庚烯醛、苯甲醛等物质与美国红鱼特征风味的形成密切相关。 关键词：美国红鱼；固相微萃取；气质联用；挥发性成分 Abstract Volatile compounds of Sciaenops ocellatus muscle are extracted by Solid Phase Microextraction (SPME) and are identi

3、fied by Gas Chromatography-Mass Spectroscopy (GC-MS), which provide elementary data for proving up the odor compounds of the marine fish. 52 volatile compounds of matching degree more than 800 are isolated and identified successfully from the abdominal muscle of Sciaenops ocellatus, while 54 from th

4、e dorsal muscle, and 42 same components. These compounds include hydrocarbons, alcohols, ketons, aldehydes, esters and ringy compounds. The major volatile compounds are alcohols, aldehydes and ketons, respectively with the contents of 30.47%, 38.47%, 13.14% and 27.87%, 41.54%, 14.43% in the total vo

5、latile compounds of the abdominal and dorsal muscle. Sciaenops ocellatus has the fishy, specific grassy, fatty and melon-like odor. Hexanal and 1-Penten-3-ol contribute to the form of fishy smell most greatly, also the environment and the cooperative or accumulative effects of other volatile compoun

6、ds have certain impacts. Compared with the dorsal muscle, the abdominal muscle is fishier (F0.01). 1-Octen-3-ol, 4-Heptenal and benzaldehyde have close relations to the form of characteristic flavor. Keywords：Sciaenops ocellatus，SPME，GC-MS，volatile compounds 美国红鱼是一种海产经济鱼类，原产于北大西洋沿岸及墨西哥湾，因其肉质细嫩、

7、味道 鲜美、市场畅销，造成捕捞过度、产量锐减。自八十年代中期后开始禁止商业性捕捞，并开 展人工养殖，现已成为迄今世界上养殖产量最高的鱼种之一，也是国际上高档的热销水产品 中的一员。我国已普遍开展养殖，年产量可达50000吨以上，前景广阔。 在自然捕捞和人工养殖的鱼类中，都存在不同程度的令人不愉快的异味。在捕获的海产 鱼体内，经常存在的几种异味有腥臭味、石油味和碘味。如今我国消费者越来越注重食物的 营养与口味，这些异味的存在不仅影响鱼类的食用口感，降低其商品价值，而且影响了鱼类 的市场销售和养殖户的经济效益；另外，因不良养殖环境引起的一些异味还对人体有害，不 能保证食用安全。多数内陆地区人无法接

8、受海鱼的腥臭味，喜欢红烧或油炸海鱼，但从营养 角度考察发现，这样虽可减少腥臭，但会破坏鱼体中的不饱和脂肪酸。 美国红鱼主要采用浅海养殖，其旺盛的生命活动以及体内活跃的酶系，导致许多具有异 味的代谢物的产生；另外，投喂的饵料一般为鱼粉等人工饲料或*变质的杂鱼虾，使原本 就具有腥臭味的鱼体腥味更加浓郁，风味大大降低，故不被广大消费者接受，从而限制了美 国红鱼的加工和利用，进而影响了其养殖业的发展，因此需要全面分析其气味成分，以便进 一步采取有效的措施加以抑臭和除臭。 本文采用固相微萃取装置提取挥发性成分，利用气质联用仪分析鉴定，为探明我国养殖 海水鱼类鱼肉气味的组成提供了初步数据，并为以后如何改善

9、养殖海水鱼肉不良风味提供理 1 材料与方法 1.1 试验材料 试验用活体美国红鱼，捕于我国美国红鱼主要养殖基地象山港，条重一斤左右，用充氧 袋运送。 1.2 主要仪器设备固相微萃取装置：65µm 聚二甲基硅氧烷/二乙烯苯（PDMS/DVB）涂层的萃取头（美国 Supelco 公司）。 气质联机：QP2010 GC/MS 联用分析仪（日本 SHIMADZU 公司）。 1.3 试验方法1.3.1 样品制备用榔头敲击鱼头部至晕，去除鱼鳞、内脏、鳃部，将血污和杂质清洗干净，取鱼脊背骨 两旁肉和鱼肚处的白色腹肉分别置于冰水浴中匀浆，加入饱和 NaCl 溶液，肉液比例为 1:1， 并搅拌均匀。

10、1.3.2 挥发性成分的顶空采样取 3g 样品于样品瓶中，将 SPME 针管插入样品瓶中。在萃取温度 60、磁力搅拌条件 下平衡 20min，顶空萃取 30min 后取出萃取头，迅速用气相色谱-质谱联用仪进行后续分析 鉴定。 1.3.3 气质联机分析鉴定气相色谱条件：VOCOL 毛细管柱（60m×0.32mm×1.8µm ）；载气为 He ，流速为 0.96mL/min；不分流模式进样；进样口温度为 210；接口温度为 210；程序升温：柱初 温 35，保持 3min，以 3/min 上升到 40，保持 1min，再以 5/min 上升到 210，保 持 20mi

11、n。 质谱条件：离子源温度为 200；电离方式 EI，电子能量 70eV，灯丝发射电流 200µA， 扫描质量范围 33500(m/ z)。 1.3.4 定性定量方法定性：化合物经计算机检索，同时与 NIST library（107 k compounds）和 Wiley Library （320 k compounds, Version 6.0）相匹配。本研究仅报道相似指数（SI）大于 800（最大值 1000） 的鉴定结果。定量：相对百分含量按峰面积归一化计算。 2 结果与讨论 2.1 美国红鱼鱼肉挥发性成分的测定分析结果 试验比较了美国红鱼腹部肉和背部肉挥发性成分的分析结果，得

12、到总离子流色谱图如图 2 所示。挥发性组分及其相对百分含量见表 1。图 1、2 显示，腹部肉和背部肉的总离子 流图基本一致。由表 1 可以看出，从腹部肉和背部肉中分别检测出 52 种和 54 种有效挥发性 成分，相同成分有 42 种。这些有效挥发性成分主要是烃类（Hydrocarbon）、醇类（Mellow）、 酮类（Ketone）、醛类（Aldehyde）、酯类（Ester）和环状化合物（Ringy compound），其中 含量较高的是醇类、醛类、酮类，它们在腹部肉和背部肉中分别占挥发性化合物总数的 30.47%、38.47%、13.14%和 27.87%、41.54%、14.43%。根据

13、风味特征以及所占含量，可以 得出美国红鱼鱼肉中的气味主要由挥发性羰基化合物和醇造成。章超桦1、何雄等研究报 道了通过特定脂肪氧合酶的作用，鱼脂质中的多不饱和脂肪酸代谢而衍生出来的挥发性羰基 化合物和醇对鱼肉的气味有很大贡献。  图 1 美国红鱼腹部肉 HS-SPME-GC-MS 图谱 HS-SPME-GC-MS chromatogram of volatile aroma components in abdominal muscle of Sciaenops ocellatus  图 2 美国红鱼背部肉 HS-SPME-GC-MS 图谱 HS-SPME-GC-MS chro

14、matogram of volatile aroma components in dorsal muscle of Sciaenops ocellatus 表 1 美国红鱼腹部肉和背部肉中的挥发性组分          Table 1 Volatile compounds observed in abdominal and dorsal muscle of Sciaenops ocellatus     2.2 美国红鱼鱼肉中的醇类化合物被检出的醇类化合物主要是 1-戊烯-3

15、-醇、顺式-2-戊烯醇、1-辛烯-3-醇、1,5-辛二烯-3- 醇、反式-2-辛烯-1-醇、10-十一炔-1-醇等不饱和醇以及一些饱和醇类，如戊醇、己醇、庚醇、 辛醇、壬醇等。一般来说，在新鲜鱼肉中，挥发性醇表现出的气味品质较为柔和1,3。不饱 和醇的香气阈值一般较低，具有蘑菇香气和类似金属味，对肉类风味的形成有一定作用。 在检出的醇类物质中，1-戊烯-3-醇和 1-辛烯-3-醇所占比例最大，对新鲜红鱼的风味特征贡 献很大。1-戊烯-3-醇具有鱼腥味，是美国红鱼肉的主要腥味成分，在腹肉中的含量明显高于 背肉，这是腹肉的腥气强于背肉的原因之一。而 1-辛烯-3-醇是一种亚油酸的氢过氧化物的 降解

16、产物，表现出类似蘑菇的香气，普遍存在于鱼类的挥发性香味物质中，与美国红鱼肉 中的特征香气密切相关。饱和醇类可能是在加热过程中脂肪经氧化分解生成的或是有碳基化 合物还原而生成醇的缘故，由于它们的阈值比较高，因此除非它们以高浓度存在，否则对鱼 肉的风味贡献很小。从表 1 中可以看出饱和醇所占浓度较低，因此对红鱼肉的特征风味的 影响不大。 2.3 美国红鱼鱼肉中的羰基化合物醛类化合物在美国红鱼肉中的含量较高，尤其饱和直链醛如己醛、庚醛、辛醛、壬醛、 葵醛等占有很大比例，通常呈现出一些令人不愉快的草味和辛辣的刺激性气味，且它们的阈 值很低，因此对美国红鱼肉腥味的产生起着重要作用。尤其具有青草气味的己醛

17、含量最高， 达 18%，而其阈值(4.5µg/kg)较低，是美国红鱼肉腥臭味的重要相关物质。另外值得注意的 是 4-庚烯醛、苯甲醛、2,4-庚二烯醛、2,4-癸二烯醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛等成分。苯甲醛已 经被鉴定为烤花生的主要羰基化合物, 具有令人愉快的杏仁香、坚果香和水果香；2,4-癸 二烯醛具有油炸食品的脂香味，虽然其含量远低于己醛，但阈值（0.07µg/kg）也比己醛低 得多，对美国红鱼鱼肉风味的贡献也较重要；4-庚烯醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛能产生瓜果类香 气，在气味中有加和作用。醛类物质可能来源于不饱和脂肪酸氧化后形成的过氧化物的裂解， 如 Dru

18、mm 等已经证实了己醛是 6-脂肪酸过氧化物降解的主要产物；辛醛、壬醛是油酸氧 化的产物；反,反-2,4-癸二烯醛是聚不饱和脂肪酸氧化的主要产物之一。 酮类物质主要呈现桉叶味、脂肪味和焦燃味，阈值远远高于其同分异构体的醛10，对 鱼肉气味的贡献相对较小。但不同肉风味间的差异主要来自羰基化合物的定性定量差异, 故 酮类化合物对形成肉风味仍具一定影响11。酮类对腥味物质主要起增强作用，它们的存在 可使腥味物质增强或改变。酮类可能是由于不饱和脂肪酸的热氧化或降解而产生的12,13，一 些小分子酮如 2,3-戊二酮在脱腥后反而增多了，这可能是在脱腥过程中一些大分子酮类被分 解成了小分子，同时也能证明这

19、些小分子酮类对鱼腥味贡献不大。 2.4 美国红鱼鱼肉中的其他化合物试验中还检测出了部分烃类，烃类物质主要来源于脂肪酸烷氧自由基的均裂。各种烷烃 （C6C19）存在于甲壳类和鱼类的挥发物中，但它们的阈值较高，对整体风味贡献不大14。 2-甲基-1,6-庚二烯、3-甲基-1,4-庚二烯和 1,3-反-5-顺-辛三烯等烯烃可能在一定条件下形成酮 或醛，是产生腥味的潜在因素。检测出的环状化合物中，呋喃类可能会产生鱼腥味，但不是 典型的鱼腥味；另外，几种含苯化合物如甲苯、1,2-二甲基苯等也是造成鱼肉异味的物质， 这可能是从环境污染物转移到鱼体内的，说明鱼肉的风味还受环境的影响；在腹部肉中发现 了一些背

20、部肉中没有的氧化物，如二环戊二烯环氧化物和 3-柠檬烯双环氧化物。 一般认为，鲜鱼体内的氧化三甲胺会随着鱼新鲜度的降低，在微生物和酶的作用下降解 生成三甲胺和二甲胺。纯净的三甲胺仅有氨味，在很新鲜的鱼中并不存在，当三甲胺与不新 鲜鱼的 -氨基戊酸、六氢吡啶等成分共同存在时则增强了鱼腥的嗅感。海水鱼体内所含的 氧化三甲胺较淡水鱼多，故当其新鲜度降低时，腥臭味更浓烈。但在匹配度大于 800 的物质 中并无氧化三甲胺检出，可能它存在于美国红鱼体内其他部位，也可能是氧化三甲胺含量太 低不能被有效地检出，因此有待于进一步研究。 2.5 小结通过采用顶空固相微萃取方法萃取美国红鱼鱼肉中的挥发性成分并经气质

21、联用仪分析 鉴定，经 NIST 和 Wiley 质谱数据库检索和文献对照，共检出并确定 64 种成分，主要是醇、 醛、酮和烃四大类，以醇、醛和酮类化合物的作用最为显着。美国红鱼的气味特征主要表现 为鱼腥臭、青草气、脂香以及瓜果类香气等；己醛、1-戊烯-3-醇是美国红鱼的主要腥味成分， 环境以及其它挥发性风味组分的协同作用或累加作用对腥味的形成也有较大影响；与背部肉 相比，腹部肉的腥味明显（F0.01）；1-辛烯-3-醇、4-庚烯醛、苯甲醛等物质对形成美国红鱼 的特征气味起着重大作用。 参考文献 1 章超桦, 平野敏行, 铃木健等. 鲫的挥发性成分J.水产学报, 2000, 24(4):354

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