即食秋刀鱼加工过程中挥发性成分变化规律

吴丽香 张 雯 童秋霞 倪 莉

(1. 福州大学食品科学技术研究所，福建 福州 350108；2. 福建省食品生物技术创新工程技术研究中心，福建 福州 350108)

秋刀鱼(Cololabissaira)为表层洄游性鱼类，主要集中分布在北太平洋区[1]，在中国则主要分布于黄海海域。其蛋白质含量高达20%[2]，富含多种不饱和脂肪酸和维生素[3]。由于秋刀鱼含有丰富的脂肪[4]，将其碳烤或香煎[5]备受人们喜爱，这使得油炸秋刀鱼即时产品具有广泛的消费者基础。新鲜鱼肉经腌制和油炸处理后会发生脂肪酸降解和氧化[6-7]、氨基酸降解[8]和美拉德反应[9]，香气风味物质[10-11]在加工过程中得到增加。

目前，有关秋刀鱼风味方面的研究主要集中在采用固相微萃取—气质联用法、顶空气相离子迁移谱、电子鼻、感官评定等方式对鱼的挥发性成分进行研究，且挥发性成分种类和含量受多种因素影响，如鱼的种类、生理状态和加工工艺等[12-15]。文章拟采用顶空固相微萃取法结合气相色谱质谱联用技术分离鉴定不同加工阶段秋刀鱼的挥发性成分，从而确定秋刀鱼的关键风味以及不同加工阶段特征风味及对应化合物，旨在为提升即食油炸秋刀鱼产品品质及改进生产工艺提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 样品、试剂及仪器

海捕A级秋刀鱼：福建东水食品股份有限公司；

饱和NaCl溶液：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；

PDMS萃取头：65 μm，美国Supelco公司；

气质联用仪：GC-MS-QP2010型，日本岛津公司。

1.2 方法

1.2.1 样品预处理 加工前1 d于解冻冰柜中解冻；去头、去内脏、去尾、切块，质量控制在60～120 g；以1%盐和0.5%味精对鱼肉进行腌制，腌制时间60 min，腌制温度≤10 ℃；使用色拉油，200 ℃油炸5 min；每3 h对油炸用油的过氧化值、酸价进行检测，以确保产品品质；于25 ℃下冷却。针对解冻后、腌制不同时期(60，90 min)、腌制60 min后油炸的样品进行气味分析。取秋刀鱼背脊鱼肉部分样品，放入无菌均质袋，均质2 min制成鱼糜，放入-20 ℃冰箱中保存，备用。

1.2.2 挥发性成分萃取 称取2.00 g鱼糜放入15 mL萃取瓶中，加入5 mL饱和NaCl溶液，置于60 ℃水浴中，采用PDMS萃取头，萃取时间30 min。

1.2.3 气相色谱质谱联用(GC-MS)分析

(1) 气相色谱条件：参照文献[16]的方法略有修改，以5 ℃/min升温至120 ℃，保持3 min，再以20 ℃/min升温至230 ℃，保持5 min；进样口温度250 ℃，解吸时间5 min，同一样品重复3次。

(2) 质谱条件：电离方式为EI；电离电压70 eV；离子源温度200 ℃；扫描质量范围35～335 amu。

1.2.4 定性定量分析 参照文献[16]。

1.2.5 主体风味物质评价方法 参照文献[17]。

1.3 数据处理

利用Excel软件对数据进行处理和统计，利用SIMCA软件进行主成分分析(PCA)并制图。

2 结果与分析

2.1 秋刀鱼样品中挥发性成分的差异分析

采用GC-MS并利用Wiley 9和NIST质谱库对不同加工阶段的秋刀鱼样品挥发性成分进行分析鉴定，结果如表1所示。

由表1可知，秋刀鱼样品中共检出63种挥发性成分，包括醛类17种，醇类9种，酸类8种，酮类6种，烃类11种，杂环类6种，其他6种。不同加工阶段的秋刀鱼样品所含的挥发性成分在种类和构成比例上存在差异。总体而言，秋刀鱼不同加工阶段的样品均具有更丰富的醛类、烯醇类，烃类以十一、十二和十四烷含量较高，酮类整体含量较低。

续表1

2.1.1 醛类化合物含量 醛类化合物主要由多不饱和脂肪酸氧化产生，且阈值很低，与鱼类及其他水产品的植物性气味及脂肪有关，对鱼类总体气味特征有重要影响[18]，是秋刀鱼主要的挥发性成分之一。腌制前的秋刀鱼中醛类化合物的相对含量最高达41.15%，腌制和油炸处理后，秋刀鱼中醛类化合物的相对含量明显下降，与贡慧等[14]的结果较为一致。(E,E)-2,4-己二烯醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛等醛类物质是鱼类腥味的主要来源或者具有腥味促进作用[14]，在加工过程中显著下降(P<0.05)，甚至未检出，说明腌制可去除腥味。腌制和油炸后检测到的醛类化合物主要是具有坚果香的苯甲醛、具有青草和油脂香气的(E)-4-庚烯醛和具有果蔬香、脂肪香的(E,E)-2,6-壬二烯醛，说明油炸处理显著提高鱼的肉香味、油脂味(P<0.05)并降低土腥味、青草味。

2.1.2 醇类化合物含量 醇类化合物主要由脂肪氧合酶对脂肪酸的作用产生或由羰基化合物还原得到[19]，可分为饱和醇类与不饱和醇类，其中不饱和醇阈值较低，具有花香味、蘑菇味、土腥味或酸败味，对于风味贡献较大[20]。1-戊稀-3-醇是腌制鱼的有效气味成分，与鱼腥味的产生有关[21]，1-辛烯-3醇是亚油酸氢过氧化物的降解产物[22]，具有蘑菇和土腥味，这两种风味物质经腌制和油炸后均显著下降(P<0.05)，具有鱼腥味的庚醇含量在油炸后也显著降低(P<0.05)，表明加工处理可降低秋刀鱼中的腥味物质。

2.1.3 酮类化合物含量 酮类化合物主要是氨基酸降解、不饱和脂肪酸的热氧化降解或微生物的氧化作用产物，大多呈脂肪味和焦燃味，其阈值远远高于其同分异构体的醛[23]，对鱼肉风味的贡献相对较小，但对鱼腥味具有一定的增强作用。此外，腌制鱼中检出的多为不饱和酮，如苯乙酮、(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮等，一般具有典型的动物油脂味，是腌制鱼风味的重要组成部分[24]。

2.1.4 烃类化合物含量 烃类化合物主要由脂肪酸烷氧自由基的均裂产生，但烃类物质的阈值较大，对特征风味贡献较低。烯烃的不饱和度较高，且极易氧化为醛酮类物质，是秋刀鱼鱼腥味的潜在因素。芳香烃物质主要为萘、甲基萘等物质，具有樟脑气息，会对鱼肉风味造成令人不愉快的气息，一般是由于水体污染进入鱼体内。

2.2 秋刀鱼样品的关键风味成分

风味特性是一个重要的鱼类产品质量指标，影响人们对产品的接受度和偏好[25]。挥发性成分的浓度和感觉阈值共同决定了挥发性成分对整体风味贡献度，因此采用相对气味活度值法(ROAV)确定关键风味成分。秋刀鱼加工过程中关键风味分析结果如表2所示，(E,Z)-2,6-壬二烯醛具有青草和油脂香气，在未处理和各加工阶段的感觉阈值均低且相对含量较大，对5组秋刀鱼样品总体风味的贡献最大，所以将(E,Z)-2,6-壬二烯醛确定为最大气味活度值(OAVmax)，将其相对气味活度值(ROAV)设定为100，并计算每组其他挥发性风味的ROAV。

由表2可知，醛类和醇类物质构成了腌制和油炸秋刀鱼的主体风味，6个挥发性成分被判定为关键风味(ROAV>1)，分别是 (E,Z)-2,6-壬二烯醛、辛醛、3-甲硫基丙醛、(Z)-4-庚烯醛、(E,E)-2,6-壬二烯醛和1-辛烯-3醇。

新鲜秋刀鱼中，(E,Z)-2,6-壬二烯醛、(Z)-4-庚烯醛和辛醛的ROAV值较大，表明未处理的秋刀鱼主要以腥味为主。随着腌制时间的延长，鱼腥味依旧较重，但具有土豆香的3-甲硫基丙醛、具有玫瑰花香和醇香的苯乙醛均有所增加，表明腌制处理可使秋刀鱼的香味物质得到释放。具有果蔬香、脂肪香的(E,E)-2,6-壬二烯醛在腌制过程中先增加后又有所降低，且总体上看腌制90 min的秋刀鱼风味物质均有所降低，推测是腌制时间过长，导致水分流失过多，鱼肉脱水变干，风味物质也随之减少，由此推断秋刀鱼的腌制时间以60 min为宜。

油炸后秋刀鱼的风味更加丰富，油脂中的不饱和脂肪酸，尤其是油酸和亚油酸在高温煎炸时通过发生氧化降解反应，生成许多香气物质如辛醛、(Z)-4-庚烯醛、(E,E)-2,6-壬二烯醛在油炸后显著上升(P<0.05)；鱼肉在高温炸制过程中发生蛋白质降解、美拉德反应等过程，具有烤土豆、炒花生香气的2,3,5-三甲基吡嗪和具有焦糖香味和水果味的乙基麦芽酚含量增加，这两种风味物质ROAV值小于0.1，不是关键风味，但对秋刀鱼总体风味起到修饰作用。

2.3 不同加工阶段秋刀鱼的特征风味

为进一步确定不同加工阶段秋刀鱼的特征挥发性成分及其风味，以表2中21种风味物质为变量，对不同加工阶段的秋刀鱼样品进行主成分(PCA)分析，结果见图1。

表2 秋刀鱼挥发性成分相对气味活度值、阈值及气味特征†

由图1可知，将所测的主要挥发性成分可以归为2个主成分，其分别为45.6%，34.9%，可以代表大部分原始变量的信息。不同加工处理方式的秋刀鱼样品具有明显的区域分布特征，加工后的秋刀鱼与未处理组风味相差较大，说明腌制和油炸可显著影响秋刀鱼的风味物质(P<0.05)。随着腌制时间的增加，秋刀鱼风味有较大变化，而油炸与腌制处理的秋刀鱼风味差异较大，且油炸后富集较多的挥发性成分，说明油炸处理对秋刀鱼的风味有较大影响，在这个过程中秋刀鱼发生腥味减弱、肉香与鲜香味等风味变化较为明显。

图1 不同加工阶段秋刀鱼挥发性成分的PCA分析图Figure 1 PCA analysis diagram of the volatile components of Pacific saury in different processing stages

研究通过计算变量投影重要性分析值(VIP)衡量各挥发性成分对不同组秋刀鱼的样本分类判别的影响强度和解释能力，从而辅助标志挥发性成分的筛选(通常以VIP值>1.0作为筛选标准)[36]。VIP值越大的挥发性成分，其在各组之间含量差异越显著。VIP值>1的挥发性成分共有13种，分别为正辛醇、(E,Z)-2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯、己酸、正庚醇、1-辛烯-3醇、苯甲醛、叶醛、(E)-4-庚烯醛、2,3,5-三甲基吡嗪、乙基麦芽酚、3-甲硫基丙醛、肉豆蔻醛和(Z)-4-庚烯醛。

结合图1和图2可知，VIP值>1的挥发性成分中(E,Z)-2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯、 正辛醇与腌制前样品比较靠近，表明腌制前秋刀鱼的香气特征为蘑菇香；VIP值>1的挥发性成分中正庚醇、肉豆蔻醛、己酸与腌制90 min样品比较靠近，表明腌制90 min秋刀鱼的香气特征为鱼香、果香；然而腌制60 min样品附近无VIP值>1的挥发性成分，说明腌制60 min的样品风味不突出，结合2.2所讨论的60 min风味比较丰富，而90 min风味物质含量均较低，推测90 min的样品可能是由于一些风味物质的丢失导致特征风味突出，最适合的腌制时间仍可以认为是60 min；VIP值>1的挥发性成分中乙基麦芽酚、2,3,5-三甲基吡嗪、(E)-4-庚烯醛、苯甲醛、叶醛、(Z)-4-庚烯醛与油炸样品比较靠近，表明油炸秋刀鱼的香气特征成分为脂肪香和油脂香；

图2 不同挥发性成分VIP得分图Figure 2 VIP score chart of different volatile components

3 结论

采用HS-SPME/GC-MS技术分析了不同秋刀鱼样品中挥发性成分的组成和含量情况，共检测到63种挥发性成分，确定了醛类物质是主要风味物质。秋刀鱼样品中有6种关键风味物质：(E,Z)-2,6-壬二烯醛、辛醛、3-甲硫基丙醛、(Z)-4-庚烯醛、(E,E)-2,6-壬二烯醛和1-辛烯-3醇；腌制前秋刀鱼中腥味物质含量较多，主要与不饱和脂肪酸常温分解后产生醛、酮等腥味物质有关，香气特征为(E,Z)-2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯、正辛醇提供的蘑菇香；腌制后，具有醇香和脂肪香的风味物质得到释放，样品的香气特征为正庚醇、肉豆蔻醛、己酸提供的鱼香和果香；油炸处理的秋刀鱼风味物质最为丰富，香气特征为乙基麦芽酚、2,3,5-三甲基吡嗪、(E)-4-庚烯醛、苯甲醛、叶醛、(Z)-4-庚烯醛提供的油脂香和肉香。后续可进一步明确风味化合物的前体物质、细化反应的温度和时间等，为加工工艺过程关键控制提供更好的提示和借鉴。