蒸制和煮制方式下中华鳖裙边挥发性气味成分分析

贾培培,王锡昌

(上海海洋大学食品学院,上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心,上海 201306)

蒸制和煮制方式下中华鳖裙边挥发性气味成分分析

贾培培,王锡昌*

(上海海洋大学食品学院,上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心,上海 201306)

中华鳖裙边熟制后具有独特的清香味。通过顶空-固相微萃取技术,提取生鲜、蒸制和煮制方式下中华鳖裙边的挥发性成分,利用气相色谱-质谱联用仪对其挥发性成分进行了分析比较。经NIST质谱数据库检索和文献对照,共鉴定出9大类79种挥发性风味成分,其中醛类11种、酮类1种、醇类7种、芳香族23种、烷烃类19种、酸类6种、酯类6种、含氮含硫含氧类化合物5种、醚类1种。进一步分析表明,蒸制和煮制以及熟制前后中华鳖裙边的挥发性成分数量和种类变化差异大。煮制方式更利于挥发性成分的逸出。裙边生样中芳香族类化合物占比重最大53.85%。裙边熟制样品中阈值较高的烷烃类化合物占比重最大,其中蒸制和煮制样品分别为34.88%和28.85%,其次是阈值较低的醛类物质,分别占蒸制和煮制样品挥发性气味物质总量的18.60%和21.15%。表明熟制降低了中华鳖裙边生样中有异味的芳香族类化合物的含量,增加了香气物质的逸出。熟制中华鳖挥发性气味物质成分数量和质量优于生鲜中华鳖裙边。

中华鳖,裙边,固相微萃取技术,气相色谱-质谱联用仪,挥发性气味成分,蒸制,煮制

中华鳖(Trionyxsinensis),俗称甲鱼、团鱼等,是我国特色水产品,风味独特。其可食部位包括腿肉和裙边。中华鳖裙边是背甲(上边)边缘很软的一周软肉。据联合国粮农组织渔业统计数据,2014年全球中华鳖养殖产量已达到34.5万吨,其中98.77%产自中国[1]。随着中华鳖产量的增加,人们对中华鳖的研究也更加广泛、深入。方燕[2]、翁丽萍[3]、周凡[4]等对不同养殖模式下的中华鳖可食部位的挥发性成分进行了测定,项怡[2]不同脱腥剂对中华鳖腿肉的脱腥效果进行了探索。但是前人对于中华鳖可食部位风味的研究较单一,对中华鳖裙边风味的研究尚属空白。

固相微萃取技术(HS-SPME)是20世纪90年代以来出现的一种比较新颖的风味提取技术[5]。它几乎克服了以前一些传统样品处理中的所有缺点,无需有机溶剂、简单方便、测试快、费用低,集采样、萃取、浓缩、进样于一体,能够与气相或液相色谱仪联用。该技术已经广泛用于食品挥发性风味成分提取,如火腿[6]、猪肉[7]、牛肉[8]、南京盐水鸭[9]、鱼肉[10]、海扇贝[11]等食品风味的检测。

本实验采用顶空-固相微萃取技术(HS-SPME)和气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对蒸制和煮制条件下的中华鳖裙边的挥发性成分进行了分析比较,一方面为了填补中华鳖可食部位风味研究的空白;另一方面以期为中华鳖腥异味的脱除、饲料的配方优化以及鳖产品的深加工利用提供改善风味的相关基础理论数据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

中华鳖 取自浙江省海盐县中华鳖养殖基地,品种为太湖鳖,温室养殖9个月后放入外塘养殖9个月,雌性,平均体重(1±0.02) kg。

手动SPME进样器、65 μmCAR/PDMS萃取头 美国Supelco公司;7890B-5977A-GC/MSD气相色谱-质谱联用仪 美国Agilent公司;DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器 巩义市予华仪器有限责任公司。

1.2 样品前处理

将中华鳖活体急杀放净血后解剖,去除内脏、洗净后,取两只中华鳖直接取裙边部位绞碎、混匀并分装好作为生裙边样品;取两只中华鳖采用沸水蒸制30 min后,取裙边部位绞碎、混匀并分装好作为蒸制熟裙边样品;取两只中华鳖采用料液比为1∶4沸水煮制30 min后,取裙边部位绞碎、混匀并分装好作为煮制熟裙边样品。最后将所得3种裙边样品于-40 ℃下冷冻备用。

1.3 实验方法

样品于4 ℃条件下解冻后,精确称取每份(2.00±0.01) g的样品,分别装入20 mL顶空瓶中。用65 μm CAR/PDMS萃取头插入到萃取瓶中,推出内置纤维头,生样于40 ℃水浴吸附40 min,熟样于85 ℃水浴吸附40 min,退回内置纤维头拔出萃取头,然后将萃取头插入气相-质谱联用仪,推出内置纤维头于250 ℃解吸5 min,退回内置纤维头后拔出萃取头,同时启动仪器采集数据。平行测定3次。

1.3.1 色谱条件 色谱柱:HP-5MS(30 m×250 μm,0.25 μm);升温程序:进样口温度250 ℃;起始温度40 ℃,保持2 min,然后以5 ℃/min的速度升温到90 ℃,再以8 ℃/min的速度升温到170 ℃,最后以10 ℃/min的速度升温到250 ℃,保持5 min;载气为He,流量1.2 mL/min;不分流进样。

1.3.2 质谱条件 电离方式为(EI);电子能量70 eV;灯丝发射电流为200 μA;离子源温度为200 ℃;接口温度为250 ℃;全扫描模式;扫描质量范围为33～450 amu。

1.4 数据处理

1.4.1 定性分析 实验数据处理由Xcalibur软件系统完成,将测得各挥发物的谱图与NIST 2008和Wiley 9谱库中标准物质的谱图进行比对,仅报道正反匹配度均大于800(最大值为1000)的结果。挥发物成分分析通过Excel数据处理系统处理。

1.4.2 相对含量分析 根据面积归一化法,由各个物质的峰面积占总峰面积的百分比表示该物质的相对含量多少。

2 结果与讨论

中华鳖裙边生鲜样品、蒸制样品和煮制样品挥发性气味成分总离子图见图1～图3,相对峰面积见表1。通过汇总比较蒸制和煮制方式下中华鳖裙边的挥发性成分,具体结果见表2和表3。

图1 生鲜中华鳖裙边挥发性成分总离子流图Fig.1 Total ion current chromatogram of volatile compounds in raw Chinese soft-shelled turtle(Trionyx sinensis)calipash

图2 蒸制中华鳖裙边挥发性成分总离子流图Fig.2 Total ion current chromatogram of volatile compounds in Chinese soft-shelled turtle(Trionyx sinensis)calipash cooked by steaming

图3 煮制中华鳖裙边挥发性成分总离子流图Fig.3 Total ion current chromatogram of volatile compounds in Chinese soft-shelled turtle(Trionyx sinensis)calipash cooked by boiling

先在温室培养9个月再放入外塘养殖9个月的养殖模式下养成的中华鳖,其裙边的挥发性成分主要由一些含有羰基的醛酮类、烷烃类、芳香族化合物、醇类、含氮含硫化合物、酯类、酸类等组成。蒸制和煮制方式影响着中华鳖裙边挥发性成分的组成和数量。

表1 蒸制和煮制方式下中华鳖裙边挥发性成分组成

表3 蒸制和煮制方式下中华鳖裙边挥发性成分分析

注:表格中数值表示平均值±标准方差,n=3;N.D.表示未检出;-表示未检索到相关报道或无法得到相关数值。

表2 蒸制和煮制方式下中华鳖裙边79种挥发性成分分析

2.1 总峰面积

由表1可知,中华鳖裙边生鲜样品的绝对峰面积明显小于裙边熟制样品,在中华鳖裙边熟制样品中,煮制中华鳖裙边的挥发性成分的绝对峰面积要大于蒸制中华鳖裙边。表明,煮制要比蒸制方式更能使中华鳖裙边挥发性成分逸出。感官评价结果,生鲜的中华鳖裙边腥味明显,熟制之后异味有所消减,但腥味更重,并且鳖裙边特有的气味物质明显,香气显著。

2.2 挥发性成分

由表2可知,中华鳖生鲜裙边的挥发性成分在数量上要比熟制裙边少很多,煮制中华鳖裙边的挥发性成分的数量要多于蒸制中华鳖裙边。三种样品共检测出79种挥发性成分,其中中华鳖裙边生鲜样品、蒸制样品和煮制样品共检测出39、43、52种挥发性成分。由表3可知,在这79种挥发性成分中,芳香族类化合物、烷烃类化合物和醛类化合物所占比例较大,分别为29.11%、24.05%和13.92%。推测加热后发生美拉德反应,生成了更多的风味物质。煮制方式要比蒸制方式更能使中华鳖裙边挥发性成分逸出。

2.2.1 芳香族化合物 芳香族化合物对水产品挥发性风味中的作用有较多报道,它们易产生一些不良的风味,如甲苯、对二甲苯、萘的同系物等化合物通常具有不良的风味,会导致异味的产生。这些物质可能是环境污染物转移到鳖体内而被鉴定出,不一定是鳖本身含有的,极有可能是导致甲鱼腥异味的主要原因。如三种样品中均检测出来的似樟脑丸的萘和刺激性塑料味的2-甲基萘。由表2和表3可知,中华鳖裙边生样中芳香族化合物所占比例最大,达53.85%。而熟制后其种类和数量明显减少,中华鳖裙边蒸制和煮制样品中芳香族类化合物分别占16.28%和19.23%。其中:1,4-二氯苯、1,2,3,4-四甲基苯、1,3-二甲基-5-(1-甲基乙基)苯、2,3-环丙基-4,7-二甲基-1H-茚、联苯、2-乙基萘、二苯基甲烷、2-甲基-1,1′-联苯、1,4-二甲基萘、4-甲基-1,1′-联苯、3-甲基-1,1’-联苯、1-甲基-3-(苯基甲基)苯、2,6-二(1,1-二甲基乙基)-4-(1-甲基丙基)苯酚均在熟制后消失。尤其是生裙边中检测出来的1,4-二氯苯和刺激性的2-乙基萘,在熟制过后即消失。这是熟制的优势之处,可以一定程度地消除异味。它们可能是从环境中转移到鱼体内的,说明中华鳖腿肉风味也可能会受到环境污染物质的影响[15]。

2.2.2 醛类 中华鳖裙边挥发性成分中,羰基类化合物的相对含量较高。相似的情况也在中华绒螯蟹[16]、真鲷[17]、虎纹蛙[18]、罗非鱼[19]、金枪鱼[20]、大黄鱼[21]等水产动物的研究发现,醛类是含量最丰富的挥发性风味化合物,且其阈值较低,对中华鳖的总体风味具有重要贡献。由表2和表3可知:中华鳖裙边生样中醛类物质只有2种,占总挥发性物质数量的5.13%。熟制以后,中华鳖裙边醛类物质种类和数量明显增加。其中,煮制样品高于蒸制样品。蒸制样品和煮制样品种类和所占百分比分别为8、11和18.60%、21.15%。

壬醛被认为普遍存在于淡水鱼中,具有玫瑰、柑橘等香气。在中华鳖裙边检测出来的醛类化合物中,壬醛绝对峰面积最大,其次是癸醛,在3种样品中均有检出,是中华鳖裙边的特征性气味物质。

庚醛、反式辛烯醛、(Z)-2-癸烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、反-2-十一烯醛、十四醛、棕榈醛、十八醛、14-十八烯醛是裙边熟制后才有的风味物质。

其中,十四醛、棕榈醛、14-十八烯醛仅在中华鳖煮制裙边中被检出,是中华鳖煮制裙边的特征性挥发性成分。

在中华鳖裙边中检测出来的挥发性风味物质中:饱和直链醛庚醛、壬醛等对中华鳖的风味有较大贡献,这些饱和直链醛通常呈现出一些令人不愉快的草味和辛辣的、尖刺的刺激性气味并带有油的和蜡的特征气味[22]。另外,二烯醛类化合物对中华鳖的风味的贡献也较大,(E,E)-2,4-癸二烯醛仅在熟制中华鳖裙边中被检测出,是中华鳖熟制裙边特有的挥发性气味成分。

2.2.3 酮类 酮类化合物可能是由于多不饱和脂肪酸的热氧化或降解、氨基酸降解或微生物氧化产生的。酮类具有独特的清香和果香风味。烯酮类则是在加热期间生成的脂质氧化的产物并且有一种青叶芳香[23]。酮类的阈值一般远远高于其同分异构体的醛类,对于水产品整体风味的贡献相对较小。本实验中检测出来的酮类物质2,6-二(1,1-二甲基乙基)-1,4-环己二烯-2,5-二酮属于烯酮类,仅在中华鳖熟制裙边中被检出,对中华鳖裙边风味贡献较小。

2.2.4 醇类 直链饱和醇的香味阈值(在500～20000 μg/kg之间)相对其它羰基化合物较高,其香味对于肉制品的风味贡献很小,可以产生出清香、木香、脂肪香的特征;不饱和醇阈值较低,具有蘑菇味和类似金属味[24]。挥发性醇类物质使中华鳖肌肉产生品质较为柔和的气味。通过本实验可以发现,生鲜中华鳖裙边中仅可以检测出肉豆蔻醇、雪松醇。而2-己基-1-癸醇、(Z)-2-(9-十八烯)-乙醇、2(铵盐)-乙醇、2-十六醇、2-甲基-1-十六醇仅在熟制裙边中被检出,是熟制裙边特有的挥发性气味成分。其中,2(铵盐)-乙醇仅在蒸制中华鳖裙边中被检出,是蒸制中华鳖裙边的特征性挥发性成分;2-十六醇、2-甲基-1-十六醇仅在煮制中华鳖裙边中被检出,是煮制中华鳖裙边的特征性挥发性成分。

且煮制的特征性的饱和的醇2-十六醇、2-甲基-1-十六醇多见于一些经蒸煮以后的甲壳类动物及鱼肉的挥发性物质中,这说明中华鳖的风味和甲壳类及鱼肉的相近。

2.2.5 烷烃类 烃类化合物可能是通过烷基、自由基的脂质自氧化过程或类胡萝卜素的分解生成,其阈值较高,但它是形成一部分杂环化合物的中间物质,因此对鱼肉风味的形成直接贡献不大,但可能有助于提高鱼肉的整体香味效果[25]。由表2和表3可知:在中华鳖裙边熟制后,其种类和含量明显增加,和醛类物质变化规律一致,与芳香族化合物变化相反。其中中华鳖裙边生样,蒸制样品和熟制样品分别检测出5、15、15 种烷烃类物质,分别占比12.82%,34.88%和28.85%。由表1可知,本实验在中华鳖腿肉中检测出2,2,4,6,6-五甲基正庚烷、十二烷、(正)十三烷、3-甲基十三烷在中华鳖裙边3种样品中均被检出,是中华鳖裙边的特征性挥发性风味物质。环十二烷仅在生中华鳖裙边中被检出,是生中华鳖裙边特有的风味物质。甘葡环烃、(正)十四(碳)烷、2,6,10-三甲基-十四烷、3-甲基十一烷、十五烷、鲸蜡烷、十一烷基环戊烷、(正)十七(碳)烷、2,2,7,7-四甲基辛烷、十九烷、9-甲基-十九烷、3-甲基-十五烷、二十七烷、3,7,11-三甲基-1,3,6,10-十二四烯烃仅在熟制中华鳖裙边中被检出,是熟制中华鳖裙边特有的风味物质。其中,2,2,7,7-四甲基辛烷、9-甲基-十九烷、3-甲基-十五烷仅在蒸制中华鳖裙边中被检出,是蒸制中华鳖裙边的特征性风味物质;甘葡环烃、二十七烷、3,7,11-三甲基-1,3,6,10-十二四烯烃仅在煮制中华鳖裙边中被检出,是煮制中华鳖裙边的特征性风味物质。

2.2.6 酸类 酸是醛进一步氧化的产物,其阈值远高于醛,虽能给予鱼肉醚香,但含量通常较低,对于鱼肉的挥发性风味贡献较小[26]。本实验在中华鳖裙边中检测出n-十六酸、肉豆蔻酸、十五酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸。其中硬脂酸和油酸仅在熟制裙边中检测出来,是中华鳖熟制裙边的特征性挥发性成分。油酸仅在煮制裙边中被检出,是煮制中华鳖裙边的特征性挥发性成分。

2.2.7 酯类 酯类化合物是酸和醇经酯化而成。一般而言,短链酸形成的酯具有水果香味,而长链酸形成的酯具有轻微的油脂味。酯类在很多蒸煮后的畜禽类、甲壳类、鱼类肌肉挥发物中检测出。已有研究指出,一般除内酯和硫酯以外,其余酯类阈值较高,气味很小。本实验中检测出的均为长链酯,且含量和种类均较少,且极少有分布,故对中华鳖裙边风味影响较小。

2.2.8 含硫含氮含氧类化合物 它们来源于美拉德反应、氨基酸(如脯氨酸)的热解及硫胺素的热解,多数是中间体,还可以由美拉德反应中间产物的二羰基化合物进一步与脂质或硫胺素的降解产物,经醇醛缩合、醛胺聚合生成[27-28]。

2.2.9 醚类 本实验仅在中华鳖裙边生样中检测出4,6-二烯癸烷甲基醚,且含量较低,对中华鳖裙边风味影响较小。

3 结论

采用顶空固相微萃取结合气质联用仪,对蒸制和煮制方式下中华鳖裙边的挥发性气味物质的分析、鉴定并进行了比较,结果发现:中华鳖裙边挥发性物质种类和数量:煮制裙边>蒸制裙边>生裙边。表明:煮制方式比蒸制方式更有益于熟制中华鳖裙边挥发性成分的逸出。熟制有益于生鲜裙边异味的消减和香气物质的挥发。

壬醛和癸醛是中华鳖生鲜和熟制裙边共有的特征性挥发性成分。肉豆蔻醇和雪松醇是中华鳖生鲜裙边的特征性挥发性成分。庚醛和反式辛烯醛等是中华鳖熟制裙边的特征性挥发性成分。2-(铵盐)-乙醇和2,2,7,7-四甲基辛烷等是中华鳖蒸制裙边的特征性挥发性成分。十四醛和棕榈醛等是中华鳖煮制裙边的特征性挥发性成分。

同时,水产品的风味并非由一种或一类化合物单独形成,故需通过进一步深入研究,定量分析风味化合物,最终确定中华鳖裙边腥味异味成分以及主体关键风味化合物,以期为中华鳖的滋味、营养研究与健康养殖提供参考。

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Analysis of odor components derived from Chinese soft-shelled turtle(Trionyxsinensis)calipash cooked by steaming and boiling

JIA Pei-pei,WANG Xi-chang*

(College of Food Science and Technology,Shanghai Ocean University,Shanghai Engineering Research Center of Aquatic-Product Processing & Preservation,Shanghai 201306,China)

Unique fragrance was found in Chinese soft-shelled turtle(Trionyxsinensis)calipash after cooked. Odor compounds of Chinese soft-shelled turtle calipash by raw,steaming and boiling were extracted by headspace solid phase micro-extraction(HS-SPME). Combined with gas chromatograph-mass spectrometer(GC-MS),these odor compounds were compared and analyzed. The results showed that total 79 kinds of volatile compounds were identified in the Chinese soft-shelled turtle calipash through NIST MS spectral library searching and alignment of spectral data,including 11 aldehydes,1 ketones,7 alcohols,23 aromatics,19 hydrocarbons,6 acids,6 esters,5 containing Nor S or O aromatic compounds and 1 ether. Further analysis showed that there was great difference of quantity and variety of odor components of Chinese soft-shelled turtle calipash between steaming and boiling,cooked and before cooked. It was more conducive for volatile components to escape from boiling than steaming. The largest proportion of aromatics from raw samples of Chinese soft-shelled turtlecalipash was 53.85%. The largest proportion of cooked samples of calipash was hydrocarbons of high threshold value,in which steamed and boiled samples were 34.88% and 28.85%,respectively. Aldehydes of lower threshold were followed by hydrocarbons,in which volatile compounds of steamed and boiled samples were 18.60% and 21.15%,respectively. These meant that the content of nasty aromatic compounds was decreased in Chinese soft-shelled turtle(Trionyxsinensis)calipash after cooked,which increased the content of aroma. Quantity and quality of odor components of cooked calipash were better than the fresh calipash.

Trionyxsinensis;calipash;headspace solid phase micro-extraction(SPME);gas chromatograph-mass spectrometer(GC-MS);odor components;steaming;boiling

2016-09-22

贾培培(1992-),女,硕士研究生,研究方向:食品安全、营养与风味,E-mail:13052352265@163.com。

*通讯作者:王锡昌(1964-),男,博士,教授,研究方向:食品安全、营养与风味,E-mail:xcwang@shou.edu.cn。

上海市科委工程中心建设(11DZ2280300);上海市教委重点学科建设项目(J50704);上海高校知识服务平台上海海洋大学水产动物遗传育种中心(ZF1206)。

TS254.7

A

1002-0306(2017)06-0066-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.06.004