不同烹饪方法对脆肉鲩挥发性风味物质的影响

陈丽丽，张树峰，袁美兰，赵利，江勇

(1.江西科技师范大学 生命科学学院，南昌 330013；2.国家淡水鱼加工技术研发分中心，南昌 330013)

鱼肉作为居民日常生活的膳食，不仅在于它能提供丰富的蛋白质，而且鱼肉的风味比较受欢迎。鱼肉中的风味物质成分繁多，虽然含量很少，却对鱼肉的风味有很大的影响。鱼肉中风味物质的来源主要由鱼肉体内的一些小分子物质和加热引起的化学反应所产生的挥发性成分。影响鱼肉风味物质组成的因素有很多，不同的烹饪方法便是其中重要的一种因素。

有关鱼肉风味的研究有很多报道，如武昌鱼、金枪鱼、沙丁鱼、石斑鱼、草鱼的风味物质组成[1-7]。郑平安等[8]对鲐鱼鱼肉加热前后的挥发性物质进行了分析，发现鱼肉加热后，挥发性成分种类增加，烃类物质对于鱼肉风味起主要作用，醛类和酮类作为主要的腥味物质在加热过程中含量均有所减少，鱼的腥臭味也随之减弱。付娜等[9]在研究中发现草鱼鱼糜熟制过程中的主要挥发性物质为醛类、醇类、酮类及烃类。黄易安等[10]研究发现野生草鱼的醛酮类含量比养殖草鱼低，醇类含量高，由醛酮类化合物引起的腥味比养殖草鱼小，风味更好。水产品的种类对风味的影响较大，脆肉鲩作为一种新兴淡水鱼，虽说在外观上与草鱼没有显著差别，但在质地和风味上却相差较大。

对鱼肉风味物质的研究，目前常用的方法有电子鼻和GC-MS等一些比较简便的分析方法。电子鼻是一种新型的电子装置，对气味进行分析、识别，分析简便、高效。但电子鼻分析中得到的是样品中挥发性成分和风味成分的整体信息，可对样品进行归类判别，不能检测出样品挥发性成分中的具体物质。顶空固相微萃取(HS-SPME)具有操作简单、无需试剂等优点，能够很好地吸附样品中的挥发性成分[11]。因此，HS-SPME结合GC-MS的方法已经广泛应用于食品中挥发性物质的检测[12]。AMDIS(自动质谱解卷积定性系统)可对低浓度物质出现的峰及背景较复杂的物质出现的峰有很好的分辨能力，能很好地应用于鱼肉中含有的挥发性物质的样品。

本文通过分析比较脆肉鲩生鲜样品和不同的烹饪方法加工后样品的挥发性成分组成，有助于进一步了解脆肉鲩挥发性成分的组成及判断加工方式对脆肉鲩挥发性成分的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

脆肉鲩：来自南昌市鄱阳湖农牧渔产业发展股份有限公司。脆化完成的样品在企业暂养2 d后经游动放血致死，去头、去尾、去内脏、去皮，取背部肌肉真空包装，放于保温箱(铺冰)中运回实验室后放入4 ℃冰箱待测。

2,4,6-三甲基吡啶标准品：英国Alfa Aesar公司；氯化钠：上海麦克林公司；正构烷烃混合对照品溶液(C5～C14)：美国Pestek公司。

AOC-5000顶空-固相微萃取三合一自动进样器 瑞士CTC 公司；PDMS/DVB+OC萃取头 美国Supelco 公司；GC-MS-QP2010 气-质联用仪 岛津公司；Gemini 电子鼻 法国Alpha MOS公司；EDF-001 mini koala油炸锅；11063型食品中心温度计 美国Delta Trak公司。

1.2 试验方法及分析条件

1.2.1 试验方法

1.2.1.1 对照(新鲜)

将预处理好的脆肉鲩切成10 cm×5 cm×2 cm的大小，不做任何加热处理。

1.2.1.2 煮制

将脆肉鲩切成10 cm×5 cm×2 cm的大小，放入烧开的水中(微波炉功率1200 W)，水开后计时8 min(将食品中心温度计的探头插入鱼体中心部位，测定鱼体中心温度的变化，使中心温度达到70 ℃)，捞出放在滤纸上晾干表面的水分。

1.2.1.3 蒸制

将脆肉鲩切成10 cm×5 cm×2 cm的大小，放干蒸板上(微波炉功率1200 W)，水开后计时8 min(将食品中心温度计的探头插入鱼体中心部位，测定鱼体中心温度的变化，使中心温度达到70 ℃)，拿出放在滤纸上晾干表面的水分。

1.2.1.4 油炸

将脆肉鲩切成10 cm×5 cm×2 cm的大小，放入油炸锅中(油温170 ℃)炸8 min(将食品中心温度计的探头插入鱼体中心部位，测定鱼体中心温度的变化，使中心温度达到70 ℃)，拿出放在滤纸上晾干表面油脂。

1.2.2 电子鼻分析条件

准确称量2.00 g 搅碎的样品放入5 mL的电子鼻专用气味收集瓶中，用瓶夹器把瓶盖密封。以纯净空气作为载体，流速为150 mL/min。装有样品的收集瓶在测试之前需在30 ℃的条件下加热20 min，然后用注射器取1 mL的顶空气体并迅速注射到电子鼻中。注射的速度大约是500 μL/s。数据的获取时间为120 s，测量之后，清洗程序将会启动，清洗时间将持续300 s，每个样品重复6次。电子鼻信号传感器及其代表敏感物质类型见表1。

表1 Gemini电子鼻信号传感器[13]Table 1 Gemini electronic nose signal sensors

1.2.3 气相色谱-质谱条件

准确称取5 g鱼糜样品置于50 mL离心管中，加入10 mL饱和氯化钠溶液，振摇1 min，随后放入冷冻离心机中(10000 r/min)4 ℃离心20 min，取全部上清液于20 mL顶空瓶中，并加入50 μL(50 μg/mL)的2,4,6-三甲基吡啶标准品，然后用聚四氟乙烯磁性盖头迅速密封，在温度为75 ℃、转速为750 r/min 的磁力搅拌器中平衡5 min。然后将活化好的萃取头(250 ℃活化30 min)吸附后，放入GC 中解吸5 min。

色谱条件： DB-5MS 毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；进样口温度为250 ℃；初始柱温为40 ℃，保持2 min，然后以5 ℃/min升到150 ℃，再以20 ℃/min升到300 ℃，保持4 min；载气(He)流速为1 mL/min；不分流进样。

质谱条件：电子轰击离子源(electron ionization，EI)；离子源温度230 ℃；电子能量70 eV；传输线温度260 ℃，扫描质量范围(m/z)50～350。

由 1.2.3 得到不同烹饪方法脆肉鲩鱼肉中挥发性物质的总离子流图(total ion chromatogram，TIC)，经自动解卷积技术(AMDIS)处理后，每种物质在 NIST 质谱库中按照正逆匹配度由高到低排列，得到一系列的可能性物质，选取正逆匹配度均在700(最高值为1000)以上的可能物质，测定并计算RI值，然后在已发表的文献中搜索被测物质的RI，若两者RI 值误差在±3%以内，则可对被检测挥发性物质定性。保留指数是脆肉鲩鱼肉样品和C5～C14的正构烷烃内标在同样分析条件下进样，然后根据程序升温线性保留指数公式由 AMDIS 自动计算所得[14]。

式中：RI为程序升温线性保留指数；n为正构烷烃的碳原子数；tRn+1、 tRn为碳数n、n+1的正构烷烃的保留时间，min；tRx为被测组分保留时间(tRn+1>tRx>tRn)，min。

1.3 数据处理方法

试验结果采用平均值±标准差(mean±SD)的形式表示，每个试验平行6次。采用SPSS对试验数据进行方差分析(ANOVA)，检查各个结果的显著性差异，同时采用Excel 2013进行数据处理。

2 结果与讨论

2.1 不同烹饪方法对脆肉鲩鱼肉风味的影响

电子鼻是一种集检测、分析、识别复杂气味和挥发性成分的人工智能嗅觉装置。通过不同选择性的气敏传感器将挥发性气味转换成信号值，并对这些信号进行定性和定量分析[15]。相对于其他分析仪器，电子鼻具有便捷、快速、重复性好等特点[16]。本文采用PCA(主成分分析)对获得的原始信息进行多维矩阵数列降维处理，并对特征向量进行线性分类，然后将结果以PCA散点图来显示。其中主成分1和主成分2的贡献率之和反映了样本整体差异信息的完整程度，贡献率之和越大，则表明样本差异信息体现得越完整，所选主成分累计贡献率应在80%以上。

不同烹饪方法处理后脆肉鲩肌肉电子鼻响应值PCA(主成分)分析图见图1。

图1 不同烹饪方法处理后脆肉鲩电子鼻主成分分析Fig.1 Principal component analysis of electronic nose of Ctenopharyngodon idellus treated by different cooking methods

由图1可知，第一主成分的贡献率为99.517%，第二主成分的贡献值为0.449%，累计方差贡献值为99.966%，PCA能够反映样品的整体信息。不同烹饪方法对脆肉鲩鱼肉的挥发性气味影响较大，说明加热方式改变了脆肉鲩鱼肉的挥发性气味，且改变程度不同。

PCA分析图中的DI(判别指数)是对选定样品的判别质量给出的评价，是电子鼻软件提供的区分样品程度的指标。DI值为正数，说明各个样品组之间相互独立，DI值最大是100，该值越大，说明区分效果越好；DI值为负数，则说明各组样品之间有重叠，一般DI值大于80表示能很好地区分样品[17]。图1中判别指数为88，说明电子鼻可以区分不同烹饪方法处理过的鱼肉。

2.2 不同烹饪方法对脆肉鲩挥发性成分组成分析

不同烹饪方法处理后的脆肉鲩鱼肉的挥发性成分组成见表2。

表2 不同烹饪方法处理后脆肉鲩挥发性成分Table 2 Volatile compounds of Ctenopharyngodon idellus treated by different cooking methods

续 表

续 表

由表2可知，对照组(新鲜)共检测出52种化合物，其中酮类4种(0.25%)、醇类7种(20.92%)、醛类15种(57.03%)、酯类7种(1.09%)、烷烃类11种(15.17%)。在这些物质中，1-辛烯-3-醇(10.75%)、己醛(10.23%)、庚醛(2.89%)、壬醛(29.27%)、辛醛(6.15%)、壬酸(4.84%)等挥发性物质的含量较高。对照样品中，醛类物质含量最高，其次为烷烃类和醇类。

煮制后，脆肉鲩鱼肉中共检测出50种物质，其中酮类3种(0.53%)、醇类10种(17.47%)、醛类18种(71.88%)、酯类2种(0.13%)、烷烃类11种(6.42%)，在检测的物质中，1-辛烯-3-醇(6.25%)、己醛(13.52%)、壬醛(18.24%)、辛醛(18.50%)、反-2,4-癸二烯醛(8.47%)等挥发性物质的含量较高。与对照样品相比，煮制后的脆肉鲩鱼肉中挥发性物质的种类没有增多，但挥发物的浓度却明显增大，其中酮类物质和醛类物质所占的百分含量有所增大，酯类物质种类和含量均明显减少。

蒸制后，脆肉鲩鱼肉中共检测出50种挥发性物质，其中包括酮类5种(7.44%)、醇类9种(17.85%)、醛类18种(60.99%)、酯类2种(0.08%)、烷烃类11种(5.95%)，在这些物质中，2，3-辛二酮(5.23%)、1-辛烯-3-醇(6.87%)、壬醛(14.48%)、反-2,4-癸二烯醛(17.252%)、肉豆蔻醛(5.946%)、1,3,5-十三烯(10.47%)、2-正戊基呋喃(6.193%)等挥发性物质的含量较高。与对照组相比，蒸制后挥发性物质的浓度有所上升，但低于煮制后的浓度；酮类物质的浓度及所占百分含量均高于对照和煮制后的样品；醛类物质的含量高于对照组，但相比煮制样品有所降低；酯类物质的含量均低于对照和煮制样品。

油炸后，脆肉鲩鱼肉中共检测出59种挥发性物质，其中酮类6种(1.14%)、醇类9种(11.66%)、醛类18种(74.22%)、酯类2种(0.56%)、烷烃类10种(4.32%)，在这些物质中，1-辛烯-3-醇(4.37%)、辛醛(60.33%)、2-正戊基呋喃(4.71%)、反-2，5-癸二烯醛(3.25%)、(Z)-4-癸烯(3.43%)醛等挥发性物质的含量较高。与对照组相比较，油炸处理后脆肉鲩鱼肉的挥发性物质种类增多，挥发性物质的浓度也显著增大，酮类物质的浓度较对照组和煮制样品有所增大，但低于蒸制后的样品；醛类物质的浓度均大于其他实验组；酯类物质的浓度均大于其他实验组，但所占总量的百分比小于对照组。脆肉鲩鱼肉的挥发性物质中，醛类物质、醇类物质和酮类物质的含量占75%～90%，与江健等[18]的研究结果相同。

不同烹饪方法脆肉鲩鱼肉中挥发性物质的种类见表3。

表3 不同烹饪方法脆肉鲩鱼肉中挥发性物质的种类Table 3 The types of volatile compounds of Ctenopharyngodon idellus treated by different cooking methods

2.3 不同烹饪方法对脆肉鲩鱼肉挥发性成分含量的影响

2.3.1 醛类化合物

由表2可知，脆肉鲩鱼肉的挥发性气味主要以醛类化合物为主，醛类物质的浓度大小为：油炸>煮制>蒸制>对照，其中油炸处理后鱼肉中醛类物质的浓度明显大于其他处理方法及对照组，不同处理方法之间的差异也比较大。对照组、蒸制、煮制鱼肉中，醛类化合物中以壬醛的浓度最高，分别为2594.10，2344.38，1267.24 μg/kg，油炸后的鱼肉中醛类物质以辛醛的浓度最高，为15119.08 μg/kg。鱼肉中醛类化合物主要是由脂肪酸在酶的作用下发生氧化裂解形成的[19]，壬醛(鱼腥味)、辛醛(青草味)和庚醛(鱼腥味)均被证实为鱼腥味物质，普遍存在于淡水鱼中[20]。醛类物质浓度的增加说明加热过程增加了鱼肉油酸的氧化。苯甲醛具有令人愉悦的坚果香味、水果香味和杏仁香味，是烤花生中主要的羰基化合物[21]，对照组中苯甲醛的浓度为98.41 μg/kg，在经过加热处理后苯甲醛的浓度有所降低，其中蒸制处理后苯甲醛的浓度最低，为0.93 μg/kg。

2.3.2 醇类化合物

醇类化合物的阈值较高，对脆肉鲩鱼肉整体风味的贡献值较小，但一些不饱和醇的阈值较低，对整体风味的贡献值较大。1-辛烯-3-醇是在所有样品中均检测出的不饱和醇类化合物，同时也是鱼肉中含量最高的醇类，经过蒸制处理后，样品中的1-辛烯-3-醇浓度最低，为601.51 μg/kg，油炸处理浓度最高，为1095.68 μg/kg。1-辛烯-3-醇(土腥味、蘑菇味)，是淡水鱼中主要的腥味成分之一，说明蒸制处理能更好地降低鱼肉的腥味物质。

2.3.3 酮类化合物

酮类化合物在所有挥发性物质中所占的比例较小，对鱼肉的阈值远高于醛类，能加强或改变鱼肉的腥味。经过加热处理后，鱼肉挥发性成分中增加了2，3-辛二酮、3，5-辛二烯-2酮、3-壬烯二酮等具有香味的物质，同时甲基异黄酮、甲基癸基甲酮、异佛尔酮等物质消失。

2.3.4 其他化合物

4种样品中均检测出大量的烃类化合物，因其阈值较高，对整体风味贡献值不大[22]。但烃类化合物是形成杂环类化合物的重要中间体，杂环类物质对肉的风味有很大贡献。

经过油炸处理后的样品中，产生了很多苯环类化合物，如：甲苯、乙苯、二甲苯及苯类物质的衍生物，浓度很低，表明鱼肉在油炸处理过程中有可能受到污染。在4种样品中还检测出了萘和甲基萘，这些物质可能是由水体污染物转移到鱼体内。康翠翠等[23]和卢春霞[24]同样也在鱼体内检测出苯和萘的衍生物，说明很多鱼都受到环境污染。

3 结论

经过不同烹饪方法处理后，鱼肉的挥发性气味发生了变化，用电子鼻能够很好地区分不同方法处理过的样品，这表明加热方式改变了脆肉鲩鱼肉的挥发性气味，且改变程度不同。且经GC-MS分析得出，鱼肉样品中的挥发性物质主要由醛类、醇类、烷烃类物质组成，经过蒸制和煮制后，鱼肉中均检测出50种挥发性物质，虽然与对照组中挥发性物质种类相同，但其挥发性物质种类含量发生了变化；经过油炸处理的样品中检测出59种挥发性物质，醛类物质的含量最高，其次为醇类和烷烃类物质。醛类物质中以壬醛和辛醛的含量最高，醇类物质中以1-壬烯-3-醇的含量最高。其中含有多种苯环类化合物，苯环类化合物对人体是有害的，因此在食物的制作过程中应避免外来物质的污染。从挥发性物质分析的角度上，认为蒸制处理是脆化鲩鱼肉的最佳加工方法。这些研究为脆肉鲩食用深加工技术开发提供了理论依据，但脆肉鲩鱼肉挥发性成分在加工过程中的变化规律也值得进一步研究。