顶空固相微萃取-气质联用法测定鳜鱼肌肉中的挥发性风味成分

胡 静，张凤枰，刘耀敏，王公应，*

(1.中国科学院成都有机化学研究所，四川成都610041;2.通威股份有限公司，四川成都610041;3.上海海洋大学食品学院，上海201306)

鳜鱼，又称鳜鱼、鳌花鱼，是鲈形目中的淡水底栖凶猛鱼类，主要分布于我国的东部各大水系及其附属湖泊，在俄罗斯远东地区、朝鲜半岛、日本和越南等也有分布，其摄食习性十分奇特，自开食起终生以活鱼虾为食［1］。鳜鱼肉质细嫩、少刺、味鲜美，自古以来就是宴席上的美味佳肴。目前国内对鳜鱼肌肉品质及营养评价研究有公开发表文献［2－5］，但有关鳜鱼肌肉中的挥发性风味成分的研究，国内外尚未见报道。提取肌肉挥发性风味物质的方法有同时蒸馏萃取(simultaneous distillation extraction，SDE)［6］、固相微萃取法(solid－phase microextraction，SPME)［7－9］、吹扫捕集技术(purge and trap，PT)［10］等。与其他提取方法相比，固相微萃取简便、快速、安全、选择性好且灵敏度高，可直接与气质联用仪(gas chromatography－mass spectrometry，GC－MS)联用，集采集、萃取、浓缩、进样于一体，大大加快分析检测速度。本试验筛选了萃取头，优化了萃取条件、萃取温度，确定了较佳的操作条件，采用顶空固相微萃取方法提取鳜鱼肌肉的挥发性成分，应用气质联用仪分析鉴定鳜鱼鱼肉中的挥发性气味成分，旨在为鳜鱼的营养配方、加工及品质管理等方面提供有指导意义的基础理论数据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

市售鳜鱼6条，体质量(450±26)g 购于成都青石桥水产品批发市场;氯化钠(分析纯)国药集团化学试剂公司。

HP6890－5973气质联用仪 美国Agilent公司;RCT－basic加热磁力搅拌器 日本Shimadzu公司;手动固相微萃取手柄、75μm Carboxen－PDMS和65μm PDMS/DVB萃取纤维头 美国Supelco公司;2094均质仪 丹麦FOSS公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理 样品采集后立即装袋、充氧，0.5h后运送到实验室，用经曝气的自来水暂养1d，充氧，不喂食。活鱼致死后去内脏，用解剖刀剔取食用部分肌肉，去皮后切成2～3cm肉片，用均质仪打成肉糜，置于密封袋中，－80℃超低温冰箱中冷冻保存，分析时取出流水解冻后使用。

1.2.2 SPME提取鳜鱼肌肉挥发性成分 萃取头的老化:第一次使用时，需要在气相色谱进样口(氮气保护下)于250℃下老化2h;以后使用时需于250℃下处理30min，以确保脱去其可能吸附的挥发性成分。

SPME提取:准确称取鳜鱼鱼肉2.0000g，加入7mL饱和食盐水，匀浆后放入20mL顶空瓶中。将固相微萃取头插入顶空瓶置于磁力加热搅拌器上，在80℃下达到萃取平衡后，迅速拔出，直接插入气相色谱的进样口中，使SPME纤维头涂膜吸附的挥发性成分在高温下迅速热解吸，然后通过GC－MS进行分析鉴定。

顶空固相微萃取条件:平衡温度80℃，萃取时间40min，解析时间5min。

1.2.3 GC－MS条件 HP－5弹性石英毛细管柱30m×0.25mm ×0.25μm;载气:氦气，流速:0.8mL/min(线速度:33cm/s);进样模式:脉冲不分流;程序升温:40℃保持2min，以10℃/min升到140℃，再以8℃/min升到260℃，进样口温度:250℃，质谱接口温度:260℃，离子源温度:230℃，四级杆温度:150℃，电离电压:70eV，数据采集模式:全扫描，质量范围:20～450amu。

1.2.4 定性定量方法 以计算机检索NIST05谱库为主，辅助以人工解析图谱，并结合已有文献报道进行定性分析，峰面积归一化法计鳜鱼肌肉样品中各组分的含量。

2 结果与分析

2.1 固相微萃取条件的优化

2.1.1 固相微萃取头的选取 实验以色谱峰面积为依据分别考察了样品在 75μm Carboxen－PDMS、65μm PDMS/DVB、两种萃取头的萃取效果(图1)。从图1可以看出，在相同条件下，75μm Carboxen－PDMS萃取头所得总峰面积更大、峰的数量更多，实验效果较好，这可能是由于75μm Carboxen－PDMS萃取头的固定相中加入了碳分子筛粒状高分子，相对65μm PDMS(聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯)萃取效果更好，这与田怀香［11］的研究结果一致。

图1 75μmCarboxen－PDMS和65μmPDMS/DVB萃取头的萃取效果Fig.1 Effect of 75μm Carboxen－PDMS and 65μm PDMS/DVB on extraction efficiency

2.1.2 萃取温度和萃取时间的优化 SPME的萃取能力除了与固定相的极性有关外，还受萃取温度、萃取时间等实验条件的影响。由于在固相微萃取过程中存在吸附－解吸平衡问题，并不是吸附时间越长就越好。萃取温度对吸附采样的影响具有两面性:一方面，温度升高有利于吸附，尤其对顶空固相微萃取;另一方面，温度升高又会增加萃取头固有组分的分解，从而降低萃取头吸附目标化合物的能力。实验固定吸附温度为80℃，考察吸附时间20、30、40min对目标组分总峰面积的影响;固定吸附时间为40min，考察了吸附温度40、60、80℃对测定结果的影响，萃取效果见图2。结果表明，萃取40min目标化合物数量最多，总峰面积最大;萃取温度80℃，检出的化合物最多，目标化合物总峰面积也最高。

图2 不同吸附时间和吸附温度对萃取效果的影响Fig.2 Effect of different extraction time and different extraction time on extraction efficiency

2.2 测定结果

采用GC/MS分离鉴定，结合NIST谱库定性，鳜鱼肉中的气味成分共检出37种，总离子流图见图3，鉴定结果见表1，主要为醛类、醇类、酮类、烯烃、烷烃、芳香族化合物。

2.3 鳜鱼肌肉中醛、酮、醇类化合物的风味特征

在鳜鱼肌肉中共检出12种醛类物质。因为醛类物质的阈值低对食品的风味贡献大，饱和的直链醛如己醛、庚醛、辛醛、壬醛等通常会产生一些令人不愉快的辛辣的刺激性气味。本实验中的己醛含量高达22.28%±0.88%，己醛已被鉴定出普遍存在于淡水鱼及海水鱼中［12］，主要表现出青草味、酸腐味，是鳜鱼重要的腥味相关物质。己醛是脂肪氧化产生的，它和2，4－癸二烯醛一样，都是亚油酸氧化的基本产物，亚油酸的自氧化作用产生了亚油酸的9－和13－氢过氧化物，13－氢过氧化物断裂生成己醛，9－氢过氧化物断裂生成 2，4－癸二烯醛［13］。

饱和的醇类物质具有较高的阈值而不饱和醇类物质阈值较低对风味贡献较大［14］。在鳜鱼肌肉中检出的1－辛烯－3－醇含量达7.44% ±0.36%。1－辛烯－3－醇是一种亚油酸的氢过氧化物的降解产物，普遍存在于淡水鱼及海水鱼的挥发性香味物质中，在许多海鲜类产品中如小龙虾、对虾、贻贝和海蟹中具有广泛分布被认为是这些水产品中异味土腥味的来源［15］。

酮类化合物可能是由于多不饱和脂肪酸的热氧化或降解氨基酸降解产生的［16］，具有独特的清香和果香味，在鳜鱼肌肉中共检出5种酮，分别是2，5－辛二酮、苯乙酮、2－壬酮、3，5－辛二烯－2－酮、2－十一酮，特别是2，5－辛二酮含量达12.91%，它们可能对鳜鱼肌肉清香风味有贡献。

另外，鳜鱼肌肉中检出的苯乙烯含量达6.67%±0.09%，这一方面可能来源于包装材料，另一方面可能来源于饲料、水中的苯乙烯在鳜鱼生长过程中的富集作用。

表1 鳜鱼肌肉中挥发性风味成分分析结果Table 1 GC－MS analysis results of volatile flavor components of siniperca chuatsi(Basilewsky)meat

续表

图3 鳜鱼肌肉挥发性风味物质总离子流图Fig.3 Chromatography of total ion chromatogram of volatile flavor components of siniperca chuatsi(Basilewsky)meat

3 结论

采用顶空固相微萃取法－气相色谱质谱联用法分离鉴定了鳜鱼肌肉的挥发性风味物质。实验选择75μm碳分子筛/聚二甲基硅氧烷(CAR－PDMS)纤维头，于80℃下鳜鱼肌肉样品顶空吸附40min，采用GC－MS对解析物进行分离鉴定，共鉴别出37种挥发性成分，包括醛、醇、酮、烷烃、烯烃、芳香烃和酚等六类化合物，根据其风味特征可知对鳜鱼肌肉挥发性风味贡献较大的物质有己醛、庚醛、壬醛、1－辛烯－3－醇、2，5－辛二酮等。

［1］梁旭方.国内外鳜类研究及养殖概况［J］.水产科技情报，1995，23(1):13－17.

［2］李明德.鳜鱼肌肉的氨基酸及无机元素［J］.氨基酸杂志，1989，4:25－26.

［3］严安生，熊传喜，钱健旺，等.鳜鱼含肉率及鱼肉营养价值的研究［J］.华中农业大学学报，1995，14(1):80－84.

［4］张力，杨春，李达，等.鄱阳湖肌肉生化成分分析［J］.江西水产科技，1999，1:17－19.

［5］李文倩，李小勤，冷向军，等.鳜鱼肌肉品质评价的初步研究［J］.食品工业科技，2010，31(9):114－118.

［6］张青，王锡昌，刘源.SDE－GC－Olfactometry联用研究鲢鱼肉的挥发性气味活性物质［J］.安徽农业科学，2009，37(4):1407－1409，1425.

［7］顾聆琳，杨瑞金，陈骞.SPME和气质联用测定牡蛎中的风味物质［J］.中国调味品，2004(10):43－46.

［8］王锡昌，陈俊卿.顶空固相微萃取与气质联用法分析鲢肉中风味成分［J］.上海水产大学学报，2005，14(2):176－180.

［9］江航，王锡昌.顶空固相微萃取与GC－MS联用的鱼露挥发性风味成分分析［J］.安徽农业科学，2008，36(23):9838－9841.

［10］曹劲松，曾松柏.氮气流吹扫捕集法抽提肉挥发性风味物质［J］.中国调味品，1996，4:2－3，23.

［11］田怀香，王璋，许时婴.顶空固相微萃取－气相色谱分－质谱法分离鉴定金华火腿的挥发性风味物质［J］.色谱，2006，3:177－180.

［12］Josephson D B，Lindsay R C，Stuiber D A.Volatile Compounds Characterizing the Aroma of Fresh Atlantic and Pacific Oysters［J］.Journal of Food Science，1985，50(1):5－9.

［13］Boelens M H，Van Gemert L J.Organoleptic properties of aliphatic aldehydes［J］.Perfumer＆ flavorist，1987，12(5):31－43.

［14］赵亮，马凌云.GC－MS法分析南湾鳙鱼鱼肉挥发性成分的组成［J］.食品与机械，2011，27(6):80－82.

［15］Chen D，Zhang M.Analysis of volatile compounds in Chinese mitten crab(Eriocheir sinensis)［J］.Journal of Food and Drug Analysis，2006，14(3):76－82.

［16］Sarnoski P J，O Keefe S F，Jahncke M L，et al.Analysis of crab meat volatiles as possible spoilage indicators for blue crab(Callinectessapidus)meatby gaschromatography－mass spectrometry［J］.Food Chemistry，2010，122(3):930－935.