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1、 2012,Vol.33,No.12食品科学分析检测268电子鼻结合气相色谱-质谱联用技术分析黄鳍金枪鱼肉的挥发性成分王 霞1，黄 健1，侯云丹1，王求娟2，陈义方2，夏静波2，苏秀榕1,*(1.宁波大学海洋学院，浙江 宁波 315211；2.宁波今日食品有限公司，浙江 宁波 315502)摘 要：目的：探索黄鳍金枪鱼肉挥发性成分与加工温度的关系。方法：利用电子鼻分别检测不同温度(70、80、90、100、120、150)加热条件下的黄鳍金枪鱼肉及其生肉样品，并对所获数据进行主成分分析，在此基础上进一步采用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术对新鲜和分别加热到95、150的黄鳍金枪鱼肉样品进
2、行分析。结果：不同条件下的样品电子鼻信号表现出很强的聚类特性。经气相色谱-质谱联用技术测定 3 种样品，分别检出 52、50、53 种成分，主要为醛类、烃类、醇类、酮类、呋喃类，它们的协同作用构成了黄鳍金枪鱼肉特有的特征气味。结论：黄鳍金枪鱼生肉中含有较多的腥味成分1-戊烯-3-醇、1,5-辛二烯-3-醇，通过加热处理后这两种成分的相对含量明显减少；加热处理后，具有特殊香气的长链醛以及呋喃类物质相对含量明显增多，2-乙基呋喃、2-戊基呋喃是烤制肉品重要的香味呈味物，是加热后黄鳍金枪鱼的特征气味。关键词：黄鳍金枪鱼；电子鼻；气相色谱-质谱联用；挥发性成分Analysis of Volatile
3、Components in Yellowfin Tuna by Electronic Nose and GC-MSWANG Xia1，HUANG Jian1，HOU Yun-dan1，WANG Qiu-juan2，CHEN Yi-fang2，XIA Jing-bo2，SU Xiu-rong1,*(1.School of Marine Sciences,Ningbo University,Ningbo 315211,China；2.Ningbo Today Food Co.Ltd.,Ningbo 315502,China)Abstract：Purpose:To discover the effe
4、ct of processing temperature on the volatile composition of yellowfin tuna.Methods:An electronic nose was used to detect raw and thermally processed(70,80,90,100,120 and 150)yellowfin tuna samples.The data obtained were analyzed by principal component analysis(PCA).Moreover,raw,95 processed and 150
5、processedyellowfin tuna samples were analyzed by headspace solid-phase micro-extraction and GC-MS.Results:The electronic nosesignals of different samples showed a strong cluster property.A total of 52,50 and 53 volatile compounds were identified in aw,95 processed and 150 processed yellowfin tuna sa
6、mples,respectively.Among these compounds,the predominant oneswere aldehydes,hydrocarbons,alcohols,kotones and furans,which synergistically contributed to the characteristic flavor ofyellowfin tuna.Conclusions:Raw yellowfin tuna contains a large amount of the off-flavor compounds 1-penten-3-ol and 1,
7、5-octadien-3-ol.Thermal processing can result in a significant decrease in their relative contents but a significant increase in thecontents of the aroma-active compounds long-chain aldehydes and furans.2-Ethyl-furan and 2-pentyl-furan are responsible forthe characteristic aroma of roast yellowfin t
8、una.Key words：yellow fin tuna；electronic nose；gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS)；volatile components中图分类号：TS254.1 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2012)12-0268-05收稿日期：2011-07-01基金项目：宁波市科技局农业与社发重大科技项目(2010C10040)作者简介：王霞(1986)，女，硕士研究生，研究方向为食品科学。E-mail：*通信作者：苏秀榕(1956)，女，教授，博士，研究方向为食品科学与工程、生物化学与分子生物学。E-m
9、ail：金枪鱼，英文名为tuna，是硬骨鱼纲(Osteichthyes)鲈形目(Pereiformes)鲭科(Scombridae)鱼类中具有胸甲的几个属鱼类的总称。常见的金枪鱼有黄鳍金枪鱼、蓝鳍金枪鱼、长鳍金枪鱼和大眼金枪鱼。黄鳍金枪鱼是金269分析检测食品科学2012,Vol.33,No.12枪鱼属中产量最大的品种，其营养价值高、纯天然、无污染，享有“海底黄金”的美誉1，其肉味道鲜美，具有蛋白质含量高、脂肪含量低、营养平衡的特点，深受人们喜爱。目前，黄鳍金枪鱼除鲜销外，一般都经冷冻制成冷冻金枪鱼肉、寿司、调味或罐装食品，其加工产品附加值非常高2。金枪鱼生食是极品，熟食也香浓美味，制成的金枪
10、鱼罐头更是非常可口。风味是影响食品可接受性的一个重要因素，不仅受挥发性风味成分种类和相对含量的影响，还与加工过程、人的感官阈值有关3。Mjoss 等4用固相微萃取(solid phase microextraction，SPME)结合气相色谱-质谱(gas chromatogra-phy mass spectrometry，GC-MS)的方法分析了经不同加热温度(40140)和不同加热时间(0.54.0h)处理的大西洋鲱鱼和蓝鳕鱼的挥发性成分变化。不加热时，两种鱼分别鉴定出 77 种和 82 种成分；在加热条件下，分别鉴定出 106 种和 92 种成分，并对其中的 71 种成分进行研究，发现在
11、低温加热较长时间和在高温加热较短时间，两者的挥发性风味成分接近。Edirisinghe 等5利用电子鼻系统结合 SPME-GC-MS，对保存在30及冰藏的黄鳍金枪鱼挥发性成分与鱼体质量的关系进行了探讨，发现随着保存时间的延长，己醛含量逐渐降低，而异戊醇含量逐渐升高。但是国内外对加工过程中的温度变化对金枪鱼挥发性风味成分的影响研究却未见报道。因此本实验采用电子鼻和SPME-GC-MS对不同温度处理的金枪鱼肉的挥发性风味成分进行分析和鉴定，探索黄鳍金枪鱼肉风味组成和加工温度的关系，旨在为黄鳍金枪鱼的深加工提供更多的参考。1材料与方法1.1材料与仪器冷冻黄鳍金枪鱼 宁波今日食品有限公司。PEN3 便
12、携式电子鼻系统 德国 Airsense 公司；65m 聚二甲基硅氧烷(PDMS)萃取头 美国Supelco 公司；GCMS-QP2010 气相色谱-质谱联用仪 日本岛津公 司。1.2方法1.2.1样品准备电子鼻样品：称取鱼肉 1.0g 于 10mL 的样品瓶中，压盖密封。样品分别在 70、80、90、100、120、150的恒温干燥箱中加热 1h，用于电子鼻检测。GC-MS样品：称取0.2g鱼肉迅速放入15mL样品瓶中，分别在 90、150保温 1h。然后将萃取头插入样品瓶中，60吸附30min，置于气质联用仪的气相色谱进样口 250解吸 2min，用于 GC-MS 分析检测6。1.2.2实验
13、条件电子鼻检测：测试时间 100s，内部流量 300mL/min，进样流量 300mL/min。色谱分析：Vocol 毛细管色谱柱(60m 0.32mm，1.8m)；载气为 He，流速 0.3mL/min；不分流模式进样，恒压 35kPa；进样口温度与接口温度均为 210，检测器温度 210。质谱分析：离子源温度200，电离方式为电子轰击(electron impact，EI)模式，电子能量70eV，扫描质量范围为451000u7。1.2.3数据处理电子鼻检测数据：信号采集时间为100s，取第 98100 秒内数据进行主成分分析(principle componentanalysis，PCA)
14、8。GC-MS 分析数据：采用计算机检索谱库 WILEY 及NIST 08 并参考有关文献定性鉴定检出成分，与谱库中化合物相似度低于 80(最大值100)的组分标为未鉴定出，通过面积归一化法确定其相对质量分数。2结果与分析2.1电子鼻检测由不同温度处理样品的PCA 图(图 1)可知，第 1 主成分(PC1)贡献率达到了 73.39%。随着处理温度的升高，样品呈现先向右、后逐渐向左分布的趋势。但加热到 70、80、90、100、120的样品分布发生部分重叠，说明其成分较为相似9。因此采用SPME-GC-MS 方法对生肉和 95、150条件下处理样品的挥发性风味成分进行进一步分析和鉴定。2.2SP
15、ME-GC-MS测定结果3 种样品分别检出 52、50、53 种成分，分别占总峰面积的99.90%、99.84%、99.76%，主要有醛类、烃类、醇类、酮类、呋喃类等(表 1)。图1 不同温度处理后样品的PCA图Fig.1 PCA plot of yellowfin tuna samples processed at differenttemperature based on electronic nose signals150PC1(贡献率73.39%)1.6 1.8 2.0 2.3 2.5 2.8 3.0 3.2 3.5 3.7 4.06.15.85.55.24.94.6PC2(贡献率21
16、.82%)生肉120809010070 2012,Vol.33,No.12食品科学分析检测270表1 3种样品的SPME-GC-MS分析结果Table 1 SPME-GC-MS analysis results of yellowfin tuna samples processed at different temperatures 化合物名称相对含量/%序号中文名称英文名称生肉95处理150处理 小计46.0941.7742.431丙醛propanal0.5322,4-戊二烯醛2,4-pentadienal21.075.345.283庚醛heptanal4.443.613.6144-庚烯醛4
17、-heptenal0.670.420.435辛醛octanal5.525.826.356苯甲醛benzaldehyde2.022.952.672,4-庚二烯醛2,4-heptadienal1.9582-辛烯醛2-octenal0.640.530.529壬醛nonanal5.6110.4710.86醛类(21种)10反-2-壬烯醛2-nonenal0.380.50.5311癸醛decanal0.662.042.23124-乙基苯甲醛4-ethyl-benzaldehyde1.182.822.7713反-2-癸烯醛2-decenal0.490.851.0614十一醛undecanal0.090.8
18、80.97152,4-癸二烯醛2,4-decadienal0.65162-十一烯醛2-undecenal0.190.881.0217十二醛dodecanal1.261.36184-十一烯醛4-undecenal1.31.2119十四醛tetradecanal0.820.8620十六醛hexadecanal0.70.6721十八醛octadecanal0.58 小计31.3230.132.681甲苯methyl-benzene0.3221,2,4-三甲基环戊烷1,2,4-trimethyl-cyclopentane0.253十一烷undecane0.240.1441,3-己二烯1,3-hexad
19、iene0.1553-乙基-2-甲基-1,3-己二烯3-ethyl-2-methyl-1,3-hexadiene0.196十二烷dodecane0.350.217反-2-顺-6-壬二烯(E,Z)-2,6-nonadienal0.56烃类(16种)8十三烷tridecane0.591.010.819萘naphthalene0.430.73101-亚丁基环己烷(1-butylidene)cyclohexane0.8411十四烷tetradecane1.621.341.38121-甲基萘1-methyl-naphthalene0.250.240.2613十五烷pentadecane21.2218.7
20、121.2614十六烷hexadecane0.641.641.06152,6,10,14-四甲基十五烷2,6,10,14-tetramethyl-pentadecane2.423.193.2216十七烷heptadecane2.433.233.17 小计8.514.895.3513,3-二甲基-2-丁酮3,3-dimethyl-2-butanone0.4822-庚酮2-heptanone0.150.20.2836-甲基-2-庚酮6-methyl-2-heptanone0.210.242-甲基-3-辛酮2-methyl-3-octanone3.43酮类(9种)52-壬酮2-nonanone0.4
21、50.70.7563,5-辛二烯-2-酮3,5-octadien-2-one0.720.340.3272-十一酮2-undecanone0.772.682.828氧化薄荷酮piperitone oxide2.510.530.7996,10,14-三甲基-2-十五酮6,10,14-trimethyl-2-pentadecanone0.230.19 小计9.214.443.6611-戊烯-3-醇1-penten-3-ol3.021.320.8822-乙基-4-己烯-1-醇2-ethylhex-4-en-1-ol0.380.720.57醇类(5种)31-辛烯-3-醇1-octen-3-ol3.42.
22、42.2141,5-辛二烯-3-醇1,5-octadien-3-ol1.5552-乙基-1-壬烯-3-醇2-ethyl-1-nonen-3-ol0.86271分析检测食品科学2012,Vol.33,No.12 化合物名称相对含量/%序号中文名称英文名称生肉95处理150处理 小计0.240.140.18酚类(2种)12,5-二乙基苯酚2,5-diethylphenol0.2424-乙基苯酚4-ethyl-phenol0.140.181.2214.812.112-乙基呋喃2-ethyl-furan0.293.923.0322-戊基呋喃2-pentyl-furan4.663.64杂环化合物(6种)
23、3反-2-(2-戊烯基)-呋喃trans-2-(2-pentenyl)furan0.215.003.9744,5,6,7-四氢化-氧杂环壬四烯4,5,6,7-tetrahydro-oxonin0.2051,2-环氧-5-环癸烯1,2-epoxy-5-cyclodecene,0.520.680.7366-(5-甲基-2-呋喃基)-2-己酮6-(5-methyl-furan-2-yl)-hexan-2-one0.540.73 小计0.120.180.18含硫化合物(2种)1甲硫醇methanethiol0.120.180.092二甲基三硫醚dimethyl trisulfide0.19 小计1.6
24、70.760.571丙烯基乙醚allyl ethyl ether0.380.31其他化合物(4种)2环丙甲基甲醇cyclopropyl methyl carbinol0.7131-甲基-4-(2-羟乙基)-环己烷1-methyl-4-(2-hydroxyethyl)-cyclohexane0.9641-(3-环己烯基)-1-乙酮1-(3-cyclohexen-1-yl)-ethanone0.380.26注：“”表 示 未 检 出。续表12.3挥发性风味成分2.3.1醛类化合物如表 1 所示，3 种样品的挥发性风味成分均以醛类为主，分别检测出了 16、18、18 种，含量为 46.09%、41.
25、77%、42.43%。2,4-戊二烯醛、庚醛、辛醛、壬醛在3 种样品中的含量均较高。辛醛呈现青草味和油脂味，庚醛、壬醛具有鱼腥味，这 3 种醛类在养殖红鱼6、鳙鱼10和罗非鱼11中均被证实为腥味成分。2,4-庚二烯醛、2,4-癸二烯醛是很多鱼类的典型腥味物质10，加热到 95、150后未检出。2,4-戊二烯醛具有肉汤的香味，常用来调配肉味香精，占生肉中总挥发性风味成分的21.07%，加热到 95、150后这种物质的相对含量降低，可能与新鲜黄鳍金枪鱼肉的特殊风味有关。苯甲醛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；4-乙基苯甲醛具有肉香味，十一醛具有脂蜡气和甜橙玫瑰样花香，
26、2-十一烯醛天然存在于炖鸡肉、炖牛肉中，加热到 95、150后这 4 种成分的相对含量大大增加。同时加热到 95、150后样品中产生了十二醛、十四醛、十六醛、十八醛等生肉中未检测到的挥发性风味成分。十二醛具有皂香、蜡香、醛香、柑橘香及紫罗兰花香；十四醛又称肉豆蔻醛，具有脂肪香、牛奶香、奶油香、鱼香；十六醛有花和蜡的弱香气；十八醛具有椰子香气。这些长链饱和醛均具有特殊的芳香气味，在其他鱼的挥发性成分中未见报道，可能是加热过程中脂肪酸的氧化产生的，对加热后黄鳍金枪鱼的特征香味起着重要的作用。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 Drumm 等12已经证实了辛醛、壬醛是油酸氧
27、化的产物；2,4-癸二烯醛是聚不饱和脂肪酸氧化的主要产物之一。可见，醛类在金枪鱼的风味中起着主要的作用。2.3.2醇类化合物多数醇类化合物阀值较高，但是非饱和醇如烯醇类对黄鳍金枪鱼肉风味影响较大。3 种样品中 1-戊烯-3-醇、1,5-辛二烯-3-醇是黄鳍金枪鱼肉中的主要醇类。加热到 95、150后样品中的这两种化合物相对含量明显减少。这两种化合物已被证实对鳙鱼腥味的形成起重要作用10。1-辛烯-3-醇是一种亚油酸的氢过氧化物的降解产物，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，可能与黄鳍金枪鱼肉味道鲜美的特性有关。2.3.3酮类化合物酮类物质具有特殊的香气，主要呈现桉叶味、脂肪
28、味和焦燃味，对鱼肉气味的阈值远远高于其同分异构体的醛，对鱼肉气味的贡献相对较小。但酮类对腥味物质具有增强作用，它们的存在可使腥味增强或改变。酮类可能是由于不饱和脂肪酸的热氧化或降解而产生的13。2-甲基-3-辛酮仅存在于生肉中，可使腥味物质增强，这与杜国伟等14的研究结果一致。加热到95、150后样品中产生了6-甲基-2-庚酮、2-十一酮和6,10,14-三甲 2012,Vol.33,No.12食品科学分析检测272基-2-十五酮这些香气物质。2-十一酮具有柑橘类、油脂和芸香似香气，6,10,14-三甲基-2-十五酮具有茶叶的香味。这些物质对加热后的黄鳍金枪鱼的特殊鲜香味起了一定的贡献作用。2
29、.3.4其他化合物含硫以及呋喃类化合物是烤制肉品中重要的呈香物质。它们来源于氨基酸和还原糖之间的 Maillard 反应、氨基酸(如脯氨酸)及硫胺素的热解反应。加热到 150后，产生了二甲基三硫醚，其含量虽然不高，但它具有极低的香气阈值和特殊的洋葱气味15，所以对肉香味的产生也有重要的影响。呋喃类化合物大都具有很强的肉香味以及极低的香气阈值，几乎存在于所有的食品香味中16。2-乙基呋喃、2-戊基呋喃、反-2-(2-戊烯基)-呋喃在生鱼肉中的含量很少。2-乙基呋喃具有强烈的焦香气味，2-戊基呋喃具有类火腿香味，加热到95、150后样品中的这两种物质相对含量明显增加。3 种样品均检测出大量的烃类物
30、质，并且在加热前后含量变化不大。样品中检测出的各种烷烃(C5C17)物质，因其阈值较高，对整体风味贡献不大17。但风味研究中认为它们是形成对肉的风味有贡献的杂环化合物的重要中间体，对形成肉香具有不可忽视的基底作用。3 种样品中均检测出大量的十五烷，其含量分别高达 21.22%、18.71%、21.26%，这与Edirisinghe 等5的研究结果相吻合。本实验中加热到 95、150的样品及黄鳍金枪鱼生肉中总的烃类物质的含量变化不大。3结 论通过电子鼻和顶空固相微萃取气质联用仪对不同温度处理的黄鳍金枪鱼肉进行分析检测，得出生肉与加热到 95、150的鱼肉的挥发性风味成分具有明显差异，后两者检测出
31、的的风味成分种类较为接近。黄鳍金枪鱼生肉中的风味成分很丰富，但含有较多的腥味成分 1-戊烯-3-醇、1,5-辛二烯-3-醇，通过加热处理后这两种成分的相对含量明显减少。加热处理后，具有特殊香气的长链醛以及呋喃类物质相对含量明显增多，2-乙基呋喃、2-戊基呋喃是烤制肉品重要的香味呈味物，是加热后黄鳍金枪鱼的特征气味。参 考 文 献：1洪鹏志,杨萍,曾少葵,等.黄鳍金枪鱼头蛋白酶解条件的研究J.食品科技,2007,32(3):100-103.2罗殷,王锡昌,刘源.金枪鱼加工及其综合利用现状与展望J.安徽农业科学,2008,36(27):11997-11998;12003.3REGA B,FOUNI
32、ER N,GUICHARD E.Solid phase micro extraction(SPME)of orange juice flavor:odor represent ativeness by direct gaschromatography olfactometry(D-GC-O)J.Journal of Agriculture andFood Chemistry,2003,51(24):7092-7099.4MJOSS A,SOLVANG M.Patterns in volatile components over heatedfish powdersJ.Food Research
33、 International,2006,39(2):190-202.5EDIRISINGHE R K B,GRAFFHAM A J,TAYLOR S J.Characterisationof the volatiles of yellowfin tuna(Thunnus albacares)during storage bysolid phase microextraction and GC-MS and their relationship to fishquality parametersJ.International Journal of Food Science andTechnolo
34、gy,2007,42(10):1139-1147.6王怡娟,娄永江,陈梨柯.养殖美国红鱼鱼肉中挥发性成分的研究J.水产科学,2009,28(6):303-307.7刘红,杨荣华,戴志远,等.利用鲢鱼制备肉味香精及其香气成分的分析J.中国食品学报,2010,10(2):149-153.8张晓敏,朱丽敏,张捷,等.采用电子鼻评价肉制品中的香精质量J.农业工程学报,2008,24(9):175-178.9柴春祥,凌云.电子鼻检测虾新鲜度的研究J.食品科技,2010,35(2):246-249.10赵庆喜,薛长湖,徐杰,等.微波蒸馏-固相微萃取-气相色谱-质谱-嗅觉检测器联用分析鳙鱼鱼肉中的挥发性成分
35、J.色谱,2007,25(2):267-271.11曾绍东,吴建中,欧仕益,等.罗非鱼酶解液中挥发性成分分析J.食品科学,2010,31(18):342-346.12DRUMM T D,SPANIER A M.Changes in the content of lipid autoxi-dation and sulfur-containing compounds in cooked beef during storageJ.Journal of Agriculture and Food Chemistry,1991,39(2):336-343.13HEATH H.Flavor and its
36、studyM.New York:AVI Publishing Co.,2003:71-111.14杜国伟,夏文水.鲢鱼糜脱腥前后及贮藏过程中挥发性成分的变化J.食品工业科技,2007,28(9):76-80.15MACHIELS D,VAN RUTH S M,POSTHUMUS M A,et al.Gaschromatography-olfactometry analysis of the volatile compounds of twocommercial Irish beef meatsJ.Talanta,2003,60(4):755-764.16CALKINS C R,HODGEN J M.A fresh look at meat flavorJ.MeatScience,2007,77(1):63-80.17刘玉平,陈海涛,孙宝国.鱼肉中挥发性成分提取与分析的研究进展J.食品科学,2009,30(23):447-451.