不同产地虾酱风味特征及差异分析

赵洪雷，尹一鸣，陈义莹，徐永霞*，赵佳美，李学鹏，励建荣

1(渤海大学实验管理中心，辽宁 锦州，121013)2(渤海大学 食品科学与工程学院，辽宁 锦州，121013)

虾酱(shrimppaste)是以毛虾等小型虾类为原料经腌制、捣碎、发酵而制成的黏稠酱状食品，其味道鲜美，风味独特，富含游离氨基酸及不饱和脂肪酸等营养物质[1-2]。虾酱是我国沿海以及新加坡、马来西亚、泰国等东南亚地区常用的调味料之一，是居民饮食中的佐餐佳品，虾酱以其丰富的营养和独特的风味，深受消费者的喜爱[3-4]。风味是决定虾酱等水产调味品品质的重要因子，明确虾酱中风味物质的组成是风味调控与保持的基础。虾酱的发酵过程是一个复杂的变化，原料在微生物和酶的共同作用下，通过分解蛋白质和脂肪等基质，产生多肽、氨基酸等营养物质以及醛、酮、醇、吡嗪、含硫类等多种小分子风味化合物，对最终虾酱产品的风味和品质起到决定性的作用[5-6]。

我国传统虾酱以广东、山东和福建等地生产规模较大，仅广东省每年的虾酱产量就达1万t左右，占全国年产的30%以上[7]。另外，在我国辽宁、天津、江浙、贵州等地也有部分虾酱生产。我国生产虾酱的原料十分丰富，主要有毛虾、蜢子虾、太平洋磷虾和糠虾等，由于原料小虾、发酵环境以及加工工艺等的差异，各地生产的虾酱都具有其独特的风味品质和口感[7]，其挥发性风味物质组成亦有差异，但目前关于虾酱的风味特征，尤其是不同产地虾酱的风味差异鲜见报道。本文以辽宁锦州、广东广州、山东威海以及安徽芜湖4个产地的虾酱为研究对象，采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术对不同产地虾酱中挥发性物质的组成进行分析，并结合主成分分析法对获得的数据进行统计分析，以期明确不同虾酱的主体风味物质，为虾酱产地区分、品质评价和质量控制提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

虾酱具体信息见表1，其中虾酱I由锦州笔架山食品有限公司提供，其他3种虾酱均购于锦州大润发超市。

表1 虾酱的产地及主要虾种Table 1 Original regions and kinds of shrimp sauce

1.2 仪器与设备

Agilent 7890N/5975气相色谱-质谱联用仪，美国Agilent公司；手动SPME进样器、DVB/CAR/PDMS萃取头(50/30 μm)、20 mL顶空钳口样品瓶，美国Supelco公司；DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器，郑州长城科工贸有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

准确称取5.0 g虾酱样品于顶空瓶中，加入5 mL去离子水和磁力搅拌子，压紧瓶盖后于55 ℃磁力搅拌器中加热平衡15 min，用已活化好的萃取头顶空萃取40 min，然后将萃取头插入GC进样口，于250 ℃解吸5 min。每个样品重复试验3次。

1.3.2 气相色谱-质谱条件

气相色谱条件：HP-5MS毛细管柱(30 m×0.25 mm ×0.25 μm)；载气为He，流速1.0 mL/min；不分流模式进样，进样口温度为250 ℃；程序升温：40 ℃ 保持3 min，然后以3 ℃/min 升温至120 ℃，再以5 ℃/min 升温至240 ℃，保持5 min。

质谱条件：色谱-质谱接口温度为280 ℃，离子源温度230 ℃，四极杆温度150 ℃；电离方式EI，电子能量70 eV；质量扫描范围为30-550 u。

1.4 数据分析

挥发性物质的定性分析主要通过Nist 11谱库检索及结合相关资料分析，确定其化学组成。采用峰面积归一化法进行定量分析。利用SPSS 19.0软件对不同虾酱中的挥发性物质进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 不同产地虾酱中主要挥发性物质分析

4个产地虾酱中鉴定出的挥发性风味物质组成及其相对含量如表2所示，虾酱Ⅰ中检出38种风味化合物，虾酱Ⅱ40种，虾酱Ⅲ35种，虾酱Ⅳ39种，主要包括醇、醛、酮、酸、酯、吡嗪、吡啶、含硫类和烃类化合物等。

表2 不同产地虾酱中挥发性物质的相对含量Table 2 Relative content of volatile compounds in shrimp sauce from different habitats

续表2

类别保留时间/min编码化合物名称阈值/(μg·kg-1)相对百分含量/%虾酱Ⅰ虾酱Ⅱ虾酱Ⅲ虾酱Ⅳ酮类20.52K342-十一酮5.5[20]--0.75-24.68K35香叶基丙酮60[17]0.520.200.241.1825.56K36β-紫罗兰酮0.007[22]0.150.23-0.3925.73K372-十三酮20[24]0.19--0.5229.92K384',6-二甲基-2-羟基苯乙酮---2.17酸类3.77Ac39乙酸22 000[25]0.270.790.65-4.88Ac40丙酸20 000[17]-0.37--6.70Ac41丁酸240[17]-1.31-0.4235.39Ac42棕榈油酸-0.29--35.78Ac43棕榈酸10 000[17]-0.68-1.5035.92Ac44十五烷酸-0.11--酯类12.34Es45羧酸苯甲酯42.210.09--12.64Es46乙酸苯酯0.12---13.56Es47异丁酸异戊酯-0.20--14.05Es48甲酸辛酯---3.1133.98Es49邻苯二甲酸二丁酯-0.07--36.40Es50十六酸乙酯>2 000[17]--0.01-含硫类4.64S51二甲基二硫1.1[20]1.279.3727.111.507.66S522-甲基-3-呋喃硫醇5×10-30.070.35--7.84S532,4-二甲基噻吩--0.47-8.67S542,5-二甲基噻吩--3.19-10.73S55二甲基三硫0.1[20]2.3523.540.4711.7910.87S562-巯基-4-苯基噻唑0.32---12.31S572-乙酰基噻唑10[22]--0.76-15.11S58二丙基二硫醚--0.60-15.70S59二甲硫基甲烷1.123.30--16.52S602-乙酰-5-甲基噻吩-0.08--18.05S613-甲氧基苯硫酚-0.05--18.36S62二甲基四硫醚0.103.00-0.4919.12S635-甲基噻唑0.16---20.03S644-甲氧基茴香硫醚-0.07--26.61S65双(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚2×10-5[17]0.23---吡嗪类8.97P662,5-二甲基吡嗪1 800[17]-0.690.90-13.49P672-甲基-5-异丙基吡嗪-0.09--14.30P683-乙基-2,5-甲基吡嗪0.4[26]0.8910.434.142.3414.53P692,3,5,6-四甲基吡嗪100[26]1.11---19.63P702-甲基-3-丙基吡嗪0.15---烯烃类10.08Alke71莰烯--7.07-10.98Alke72β-蒎烯140[17]--0.61-12.65Alke73D-柠檬烯10[22]-0.13--13.62Alke74γ-松油烯1 000[27]--0.30-17.06Alke75(E)-5-十二烯--0.18-17.82Alke761,3-环辛二烯0.330.28-1.3124.24Alke77γ-榄香烯--0.30-24.97Alke78香树烯--0.37-25.34Alke791-十六烯---0.25胺类2.67Am80三甲胺2.4[22]-0.22--5.27Am813,5-二羟基苯甲酰胺-0.07--13.03Am824-乙基苯胺-0.10--14.42Am83环己甲胺---0.1425.66Am842-噻吩甲胺-0.21--9.02O852-乙基吡啶6 000[28]-0.02-0.28其他类11.52O862,4,6-三甲基吡啶15.9126.1828.5723.8320.88O87吲哚140[17]1.702.30-13.1120.90O881-乙酰吲哚---0.3926.36O895-氨基-1-乙基吡唑---0.76

不同产地虾酱中风味成分种类和相对含量均有一定的差异，主要的共性成分有乙醇、2-乙基己醇、苯甲醛、苯乙醛、苯乙酮、香叶基丙酮、二甲基二硫、二甲基三硫、3-乙基-2,5-甲基吡嗪和2,4,6-三甲基吡啶等，其中产自广东广州、山东威海和安徽芜湖的虾酱中相对含量最高的挥发性成分均为2,4,6-三甲基吡啶，而产自辽宁锦州的虾酱中相对含量最高的挥发性成分是甲酸苯酯。

醇类是虾酱中主要的挥发性物质之一，共检测到12种醇类化合物，其中虾酱Ⅲ中检出的醇类种类最多，相对含量也最大，占总挥发性成分的22.48%，其次是虾酱Ⅰ(22.11%)。乙醇是检测到含量最高的醇类物质，在虾酱Ⅰ中相对含量高达20.57%，在虾酱Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ中含量分别为11.46%、11.76%和12.5%。2-乙基己醇在虾酱Ⅲ中含量较高，此物质曾在低值虾酱中检出[2]。1-辛烯-3-醇是亚油酸的降解产物，具有蘑菇香气和草香味，仅在虾酱Ⅱ和虾酱Ⅳ中检出，且相对含量较低；苯乙醇在Ⅰ和Ⅱ虾酱中检出，具有蜂蜜香和玫瑰花香，李莹等[5]曾在锦州笔架山虾酱中检测到。醇类主要是由脂肪酸氧化酶作用于多不饱和脂肪酸衍生而来的[8]，其中不饱和醇类阈值较低，是赋予虾酱肉香味、蘑菇味和温和油脂味的主要物质[9-10]。

醛类物质主要由不饱和脂肪酸氧化产生，因其阈值很低，在发酵水产品风味特征中起重要作用[11]。虾酱中共检出14种醛类物质，其中虾酱Ⅳ中相对含量最大(11.42%)，其次是虾酱Ⅰ(8.23%)。苯甲醛和苯乙醛具有令人愉快的杏仁香、水果香等风味[12]，在不同产地虾酱中均检出，且相对含量较高，可能是虾酱中的特征风味化合物。3-甲基丁醛在虾酱Ⅰ和Ⅳ中检出，此物质曾在熟虾和蟹中检测到[11]；(E)-2-辛烯醛仅在虾酱Ⅰ中检出，壬醛在虾酱Ⅰ和Ⅲ中检出，这些醛类化合物的存在赋予了虾酱坚果香、青香和瓜果香等风味。3-甲硫基丙醛具有肉香和马铃薯香[13]，仅在虾酱Ⅰ中检出，可能是区别于其它虾酱的特征风味之一。酮类物质阈值远高于其同分异构体的醛，但由于具有独特的清香和果香味，可能对虾酱风味有一定的增强作用[14]。虾酱中共检出12种酮类物质，其中虾酱Ⅳ中检出9种，相对含量高达11.56%，其他3种虾酱中检出的酮类相对含量较低。3-辛酮具有水果微带薰衣草的气味，仅在虾酱Ⅱ中检出；香叶基丙酮有果香味、蜡味和木香味，在4个产地虾酱中均检出，其中虾酱Ⅳ中含量最高，达到1.18%；2-庚酮具有梨香味，在虾酱Ⅰ中未检出；2-壬酮具有焦糖香和脂肪味，上述这些酮类物质都曾在锦州白虾虾酱中检测到[5]。

广东广州产的虾酱Ⅱ中检出6种酸类物质，占总挥发性成分的3.55%，主要有乙酸、丙酸和丁酸等，其中乙酸可能是在虾酱生产过程中乙醇氧化或微生物发酵而成。在其他虾酱中检测到的酸类较少，说明酸类物质可能是虾酱Ⅱ中特有的风味物质。酯类化合物是由低级饱和脂肪酸和饱和脂肪醇形成的酯，据报道，酯类对虾酱风味的形成也有一定的贡献[2]。在虾酱中共检测到6种酯类物质，虾酱Ⅰ和Ⅱ中均检出甲酸苯酯，其中虾酱Ⅰ中含量最高，达到42.21%，虾酱Ⅱ中检出的含量很少，而其他2种虾酱中均未检出。

含硫类化合物也是虾酱中主要的挥发性风味物质之一，共检出15种，其中虾酱Ⅱ中含量最高(39.77%)，其次是虾酱Ⅲ(32.6%)、虾酱Ⅳ(13.78%)，虾酱Ⅰ中含量最低(5.62%)。4种虾酱中均检测到二甲基二硫和二甲基三硫，且相对含量较高，其中虾酱Ⅲ中二甲基二硫含量高达27.11%，虾酱Ⅱ中二甲基三硫含量最高(22.86%)，其次是虾酱Ⅳ(11.79%)。二甲基二硫和二甲基三硫主要呈现蔬菜香、洋葱香，徐丹萍等[15]曾在发酵泡菜中检测到这类物质，可能是发酵类食品的特征风味物质。

吡嗪类物质是脂肪氧化产物参与美拉德反应的产物，主要呈现肉香味和烤香味，据报道，吡嗪类既是酱类的特征性风味物质，也是新鲜虾肉中主要的风味物质，可以赋予虾酱浓香的发酵味和新鲜虾味[10,16]。虾酱中共检测到5种吡嗪类化合物，其中虾酱Ⅱ中含量最高(11.21%)，其次是虾酱Ⅲ(5.04%)。4种虾酱中均检出3-乙基-2,5-甲基吡嗪，其在虾酱Ⅲ中含量高达10.43%，此物质曾在锦州笔架山虾酱中检出[5]。2,3,5,6-四甲基吡嗪仅在虾酱Ⅰ中检出，其具有坚果香、可可和咖啡味[17]。

烃类物质可能来源于脂肪酸中烷氧自由基的均裂，由于阈值较高，对整体风味贡献较小。在虾酱Ⅲ中检出的烯烃类种类最多，含量也最高(8.84%)，而其他3种虾酱中检出的很少。烯烃类化合物可在一定条件下形成醛和酮，是产生虾酱腥味的潜在因素[18]。虾酱中检测到的胺类物质种类较少，含量也较低，但对虾酱风味的形成有一定的影响，使其具有腥味和氨味[19]，其中虾酱Ⅱ中检出4种胺类物质，包括三甲胺等，虾酱Ⅰ和Ⅲ中未检出。其他类物质包括吲哚和吡啶等，其中2,4,6-三甲基吡啶在4种虾酱中均检出，且相对含量较高，可能是虾酱中独特的风味物质。吲哚在鲜虾酱中检出的含量最高，可能是其特征风味物质，由于其阈值较低，对虾酱风味有一定的贡献。

2.2 主成分分析

通过SPME-GC-MS法在虾酱中共检测到89种挥发性物质，但含量高的成分不一定能代表这种虾酱典型气味的主成分，因此采用主成分分析法对检出的挥发性物质(不包括烃类)进行分析，从而反映出不同产地虾酱挥发性成分组成的差异。表3是经主成分分析得到的特征值和特征向量。由表3可知，第1成分的贡献率为38.358%，第2成分的贡献率为33.036%， 第3成分的贡献率为28.606%，3个成分的累计贡献率达到100%，能够反映样品的整体信息，故取这3个主成分作为数据分析的有效成分。

表3 3个主成分的特征值及贡献率Table 3 Eigenvalues of 3 principal components and their contribution and cumulative contribution

图1 不同产地虾酱挥发性成分主成分分析载荷图Fig.1 PCA load diagram of volatile compounds of the shrimp sauce from different habitats

图1所示为 3种主成分的载荷图。由图1-a可以看出，Ac39，P68，S60，S61，S64，P67，Ac40，Ac42，Ac44，Am80，Am81，Am82，Am84、Es47，Es49等与第1主成分高度正相关，这些物质分别为乙酸，3-乙基-2,5-甲基吡嗪，2-甲基-5-异丙基吡嗪，2-乙酰-5-甲基噻吩，3-甲氧基苯硫酚，4-甲氧基茴香硫醚，丙酸，棕榈油酸，十五烷酸，三甲胺，3,5-二羟基苯甲酰胺，4-乙基苯胺，2-噻吩甲胺，异丁酸异戊酯，邻苯二甲酸二丁酯。K36，Ac43，Alc3，S55，O87，Ac41，O85，K27，Ald15，Ald26，K38，Alc11等与第2主成分高度正相关，这些物质分别为β-紫罗兰酮，棕榈酸，1-辛 烯-3-醇，二甲基三硫，吲哚，丁酸，2-乙基吡啶，2-庚 酮，(E)-2-已烯醛，十六醛，4',6-二甲基-2-羟基苯乙酮，异胡薄荷醇。由图1-b可以看出Alc8，O86，Alc5，Alc4，S53，S54，S57，Alc7，Alc9，Alc10，Alc12等在第3主成分上有较高的载荷，这些物质分别为4-萜烯醇，2,4,6-三甲基吡啶，芳樟醇，2-乙基己醇，2,4-二甲基噻吩，2,5-二甲基噻吩，2-乙酰基噻唑，二甲硫基甲烷，2-茨醇，α-松油醇，(R)-3,7-二甲基-6-辛烯醇，β-桉叶醇。

将各特征向量数据标准化后，各主成分得分如表4所示。由表4可知，虾酱Ⅱ与第1主成分的相关性最大，虾酱Ⅳ与第2主成分的相关性较大，虾酱Ⅲ与第3主成分的相关性较大，由此可说明，第1主成分代表了产自广东广州的虾酱Ⅱ，第2主成分代表了产自安徽芜湖的虾酱Ⅳ，第3主成分代表了产自山东威海的虾酱Ⅲ。不同产地虾酱挥发性物质组成不同，其中广东广州产的虾酱中挥发性物质主要是含硫类、吡嗪和酸类，安徽芜湖产的虾酱中挥发性物质主要是醛、酮类和其他类化合物，山东威海产的虾酱中挥发性物质主要是醇类和含硫类化合物。

表4 标准化后的主成分得分Table 4 Principal component scores after standardization

3 结论

采用顶空固相微萃取-气质联用技术结合主成分分析法分析不同产地虾酱的风味特征，共检测出89种挥发性风味成分，其中醛类、醇类、含硫类、吡嗪和吡啶等物质含量较高。产自广东广州的虾酱中挥发性物质以含硫类、吡嗪和酸类化合物为主，特征风味物质主要是乙酸，3-乙基-2,5-甲基吡嗪，2-甲基-5-异丙基吡嗪，2-乙酰-5-甲基噻吩，3-甲氧基苯硫酚，4-甲氧基茴香硫醚，丙酸等。产自安徽芜湖的虾酱中挥发性物质以醛类、酮类、吡啶和吲哚化合物为主，特征风味物质主要是β-紫罗兰酮，1-辛烯-3-醇，吲哚，2-乙基吡啶，2-庚酮，(E)-2-已烯醛，十六醛等。产自山东威海的虾酱中挥发性物质以醇类和含硫类化合物为主，特征风味物质主要是4-萜烯醇，2,4,6-三甲基吡啶，芳樟醇，2-乙基己醇，2,4-二甲基噻吩，2,5-二甲基噻吩，2-乙酰基噻唑，2-茨醇，α-松油醇等。