不同种类鱼露中挥发性风味化合物的比较研究

陈丽丽，江勇，白春清，袁美兰，赵利*

(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)

鱼露风味的形成是自身内源性蛋白酶和其他酶，以及耐盐乳酸菌和酵母菌等微生物联合发酵、降解原料中的蛋白质和脂肪，形成含有氨基酸、肽等复杂的呈香、呈味的化合物体系，这些物质对鱼露的风味都有一定的贡献。它们由许多反应产生，包括脂肪氧化、Maillard反应、Strecker降解等[1]。近年来，关于鱼露风味影响因素的研究有很多，主要是发酵鱼露工艺及品质改善等方面，关于鱼露发酵原料对鱼露风味影响的研究很少，发酵鱼露的原料有多种，童光森[2]研究了鲜辣鱼露的加工工艺，徐云强等[3]研究了低盐鲫鱼鱼露发酵过程中的氨基酸。不同的原料发酵制备鱼露产品，其口感和风味也有所不同。本研究对比几种不同水产品种发酵的鱼露其挥发性化合物在种类和含量上的区别，为进一步深入研究鱼露风味物质的生成机制及不同种类鱼露中挥发性化合物之间的关联提供了依据。

1 材料与仪器

1.1 材料与试剂

草鱼鱼露、鳗鱼鱼露：由实验室自制；鳀鱼鱼露：产地泰国；银鱼鱼露：产地青岛；鲜鱼鱼露：产地广东；凤尾鱼鱼露：产地泰国。试验所有样品于4 ℃冰箱保存。

1.2 仪器与设备

AOC-5000顶空-固相微萃取三合一自动进样器 瑞士CTC公司；65 μm PDMS/DVB固相微萃取头 美国Supelco公司；GCMS-TQ8050三重四极杆气质联用仪 日本岛津公司；20 mm聚四氟乙烯磁性盖头 德国CNW公司；20 mL顶空瓶 美国Altech公司；L-8900氨基酸分析仪 日本Hitachi公司。

2 实验方法

2.1 样品处理

向20 mL的顶空瓶中加入5 mL鱼露样品和5 g NaCl，振摇1 min，使其达到过饱和，加入10 μL浓度为50 mg/L的标准品2,4,6-三甲基吡啶，然后用聚四氟乙烯磁性盖头迅速密封，置于自动进样器中。萃取头(250 ℃活化30 min)按照程序设定的萃取条件在顶空瓶中上部吸附样品中的挥发性物质，然后插入气相色谱进样口解吸5 min，进行GC×GC-MS分析。每组样品分别测5个不同的批号样品。

2.2 检测分析条件

2.2.1 色谱条件

色谱柱一：聚乙二醇(PEG)毛细管色谱柱HP-INNOWax(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；色谱柱二：ID-BPX1毛细管色谱柱(10 m×0.1 mm，0.1 μm)。载气为He(99.999%)；柱前压力为285.7 kPa；柱箱温度为50 ℃；进样口温度为250 ℃；不分流进样；流速为1 mL/min；进样时间为1 min；程序升温：起始温度为50 ℃，保持2 min，然后以2 ℃/min的速度升到250 ℃，保持10 min。

2.2.2 质谱条件

离子化方式为电子轰击(electron impact ionization，EI)，离子源温度为200 ℃，接口温度为250 ℃，电子能量为70 eV；不分流进样；溶剂延迟1.5 min后采集信号；检测模式为全扫描，扫描质量范围(m/z)45～330。

2.2.3 固相微萃取(HS-SPME)

将顶空瓶(加入处理后的样品)置于自动进样器中，顶空瓶到达固相微萃取加热装置中，在温度57 ℃和振荡频率510 r/min的条件下萃取头(250 ℃活化30 min)吸附70 min，然后在气相色谱进样口解吸5 min，进行GC×GC-MS分析。

2.3 鱼露挥发性化合物的主成分分析

通过对鱼露样品进行GC×GC-MS检测分析，得到的数据利用Simca 14.1进行PCA分析，得出相对应的主成分分析图。

2.4 氨基酸组成成分的测定

采用高效液相色谱法-AccQ·Tag柱前衍生法对氨基酸组成进行分析。准确称取一定量的鱼露样品，加入6 mol/L HCl真空封管后，于110 ℃烘箱中水解24 h。水解完全后，在旋转蒸发器中旋转蒸干盐酸，用蒸馏水定容。水解液加入AccQ·Tag衍生剂进行衍生反应，衍生好后的样品用高效液相色谱仪进行分析。

2.5 不同种类鱼露感官评定

随机组织本学科的10名研究生组成感官评价小组，并对每位品评人员多次进行风味描述词的一致认定和培训，对每个样品的风味特征(鲜味、咸味、苦味、鱼腥味、酸败味、色泽、整体口感)进行评分。评分从0～9的10个分数给出，0代表完全没有味道，9代表味道非常强烈。

2.6 数据分析及作图

实验数据采用GC image、MATLB 7.0和Simca 14.1分析。在2.2.1的色谱条件下单独进样正构烷烃标准溶液进行检测，得到各个烷烃的出峰时间，根据正构烷烃中各个烷烃的出峰时间，计算样品中挥发性化合物的RI值，然后在NIST Chemistry WebBook网站中根据化合物的名称在已发表的文献中搜索被测物质的RI值，如果两种化合物的RI值误差在±3%以内，则可以对被检测的物质定性分析。采用Excel 2010作图，热图采用Helm 1.0.3.7绘图，主成分分析采用Simca 14.1作图。

3 结果与分析

3.1 不同种类鱼露中挥发性风味化合物的鉴定

不同种类鱼露挥发性风味物质定性定量结果见表1。

续 表

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由表1可知，共检测出化合物178种。不同水产品种发酵的鱼露中，挥发性风味化合物的差异比较大。根据加入的内标物质2,4,6-三甲基吡啶，可以计算出挥发性化合物的浓度，在所检测的鱼露样品中，挥发性化合物的浓度大小顺序依次是：鳗鱼鱼露>鳀鱼鱼露>凤尾鱼鱼露>草鱼鱼露>鲜鱼鱼露>银鱼鱼露。醛类和醇类是主要的挥发性风味化合物[4]，其含量分别占鳗鱼鱼露、草鱼鱼露、鲜鱼鱼露、银鱼鱼露、鳀鱼鱼露和凤尾鱼鱼露总含量的35.50%、33.23%、25.70%、39.76%、24.59%和24.71%。制备鱼露的原料不同，鱼露的风味也有许多差别。

鳗鱼鱼露中被检测到的化合物，包括醇类41种(25.96%)、醛类8种(9.54%)、酮类17种(4.01%)、酸类28种(23.14%)、酯类15种(9.72%)、烃类13种(8.59%)、酚类10种(1.98%)、杂环类12种(3.74%)、苯环类20种(0.40%)和其他一些未分类的化合物14种(9.31%)。其中醇类化合物所占的比例最高，醇类化合物中浓度最高的是2,5,8,11,14-五氧杂-16-十六烷醇(17.57 mg/L)和异丙醇(9.25 mg/L)。醇类通常具有较高的阈值，但对总体风味的贡献较小[5]，不饱和醇具有相对较低的阈值，具有蘑菇香味和类似的金属风味，并且对鱼露风味具有一定的影响[6]。样品中的醇类化合物主要来自鱼露发酵过程中酵母的代谢产物，适当的醇类可以改善鱼露的味道[7]。与其他几种鱼露样品相比较，酮类化合物浓度所占的百分比较高，酮类挥发性化合物与多不饱和脂肪酸的热氧化或氨基酸的降解有关[8]，具有花香和果香味，且阈值高，对食品整体风味具有增强效果[9]。

在草鱼鱼露中检测到138种化合物，其中包括醇类29种(24.06%)、醛类7种(9.18%)、酮类13种(3.72%)、酸类26种(21.76%)、酯类13种(11.34%)、烃类10种(10.53%)、酚类6种(3.21%)、杂环类9种(1.47%)、苯环类14种(2.52%)和未分类的化合物11种(12.21%)。醇类挥发性化合物的比例是最高的，其次是酸类化合物，其中2,5,8,11,14-五氧杂-16-十六烷醇(13.74 mg/L)和乙酸(5.41 mg/L)的含量最高。与其他几种鱼露相比较，酚类化合物浓度所占的百分比较高，其中2-甲氧基-苯酚(2.25 mg/L)含量最高。

在鲜鱼鱼露中检测到54种化合物，其中包括醇类9种(13.57%)、醛类4种(12.12%)、酮类5种(1.20%)、酸类15种(30.61%)、酯类8种(16.50%)、烃类3种(4.55%)、酚类2种(0.50%)、杂环类1种(0.12%)、苯环类2种(0.32%)和其他一些未分类的化合物5种(20.50%)。酸类挥发性化合物的比例是最高的，其中N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸(11.17 mg/L)和己酸(7.00 mg/L)的含量较高。酸类挥发性化合物是由脂肪水解和脂肪氧化产生的[10]，它们中的大多数都有令人不快的气味，例如腐败味，并且阈值相对较高，这对鱼露的整体风味有不良影响。鱼露样品中检测到的挥发性酸类化合物包括乙酸和十四烷酸等，与付奥等[11]的检测结果一致。与其他鱼露相比，酯类化合物的浓度占较高的百分比。酯类挥发性化合物是鱼露在发酵过程中产生的，其阈值低，多呈果香和花香味[12]。

在银鱼鱼露中检测到118种化合物，其中包括醇类26种(27.83%)、醛类5种(11.93%)、酮类7种(1.49%)、酸类22种(9.84%)、酯类13种(10.71%)、烃类10种(27.55%)、酚类7种(1.37%)、杂环类7种(0.59%)、苯环类10种(1.82%)和其他一些未分类的化合物11种(6.86%)。醇类化合物所占的比例最高，其次是烃类化合物，其中(Z)-9-十六烷-1-醇(3.32 mg/L)和二十烷(4.38 mg/L)的含量比较高。银鱼鱼露中，醇类挥发性化合物的相对百分含量高于其他几种鱼露。醇类挥发性化合物主要通过脂肪酸的二级氢过氧化物的分解、脂肪氧化酶对脂肪酸的作用、脂肪的氧化分解或羰基化合物的还原产生，大多呈香甜的果香。烃类挥发性物质是由脂肪酸氧化自由基的均裂所致[13]， 大多带香甜和清香味，且阈值和含量均较低，对鱼露的风味贡献不大[14]，与付奥等在鱼露中的挥发性风味物质检测结果一致。

在鳀鱼鱼露中检测到77种化合物，其中包括醇类17种(11.94%)、醛类5种(12.65%)、酮类5种(0.59%)、酸类18 种(33.22%)、酯类10种(12.10%)、烃类7种(12.61%)、酚类1种(0.33%)、杂环类2种(0.08%)、苯环类7种(0.89%)和其他一些未分类的化合物5种(15.59%)。酸类化合物所占的比例最高，其次是醛类、酯类和烃类化合物。与其他几种鱼露相比较，醛类化合物浓度所占的百分比较高，9-顺式视黄醛(5.79 mg/L)和苯甲醛(3.95 mg/L)在鱼露样品中的含量比较高。醛类挥发性化合物是多不饱和脂肪酸在微生物和酶的作用下降解产生的[15]，与发酵过程中的酵母代谢产物有关，阈值低，对食品的整体风味有重要影响[16]。

在凤尾鱼鱼露中检测到80种化合物，其中包括醇类16种(13.66%)、醛类6种(11.05%)、酮类4种(1.71%)、酸类18种(35.49%)、酯类9种(15.98%)、烃类7种(1.72%)、酚类1种(0.61%)、杂环类4种(0.38%)、苯环类6种(0.81%)和其他一些未分类的化合物9种(18.58%)。与其他几种鱼露相比较，酸类化合物浓度所占的百分比较高，酸类挥发性化合物可能对鱼露整体的风味产生不良的影响。在检测到的酸类挥发性物质中含量最高的是3-甲基戊酸(9.45 mg/L)，这可能会对凤尾鱼鱼露的风味产生一定的影响。

3.2 不同水产品种鱼露挥发性风味物质组成

鱼露样品中检测到的挥发性风味化合物的种类见图1。

图1 不同种类鱼露挥发性风味物质组成Fig.1 Composition of volatile flavor substances of different types of fish sauce

由图1可知，在所有样品中，醇类、酸类和酯类这些化合物是所检测到的化合物种类最多的，醛类化合物的种类相差不大，醇类和醛类是主要的挥发性风味化合物，检测到的种类数分别占鳗鱼鱼露、草鱼鱼露、鲜鱼鱼露、银鱼鱼露、鳀鱼鱼露和凤尾鱼鱼露总种类数的27.53%、26.09%、24.07%、26.27%、28.57%和27.50%。

3.3 不同水产品种鱼露挥发性化合物的主成分分析

图2 不同水产品种鱼露挥发性化合物的主成分分析Fig.2 Principal component analysis of volatile compounds in different types of fish sauce

使用SIMCA软件，对检测得到的鱼露中挥发性化合物数据进行PCA分析，结果见图2。草鱼鱼露、鳗鱼鱼露和银鱼鱼露中检测到的挥发性化合物可以很好地区分开来，而鲜鱼鱼露、凤尾鱼鱼露和鳀鱼鱼露却不能够被区分开来。能够被区分开来说明从这些样品中检测到的挥发性化合物含量的差异性较大，而化合物含量相差不大的不能够被区分开来。鲜鱼鱼露、鳀鱼鱼露和凤尾鱼鱼露可能是由于化合物的种类含量相似(风味相似)，所以不能够很好地被区分开来。

3.4 不同水产品种鱼露氨基酸组成成分的测定

6种鱼露样品中氨基酸的组成见表2。

表2 不同水产品种鱼露的氨基酸组成Table 2 Amino acid composition of different types of fish sauce

由表2可知，17种氨基酸中含有7种人体必需的氨基酸、1种半必需氨基酸(酪氨酸)以及9种非必需氨基酸。不同种类鱼露的氨基酸总量不同，鱼露样品中氨基酸总量的排列顺序为鳀鱼鱼露>鳗鱼鱼露>银鱼鱼露>草鱼鱼露>鲜鱼鱼露>凤尾鱼鱼露。鱼露样品中均含有大量的谷氨酸、甘氨酸、缬氨酸和丙氨酸等，而精氨酸、胱氨酸、组氨酸、酪氨酸和蛋氨酸的含量却极少。对于草鱼鱼露和凤尾鱼鱼露，其苦味氨基酸所占的比例较高，分别为41.48%和46.93%。对于鲜鱼鱼露，主要氨基酸为谷氨酸，占游离氨基酸的91.79%。谷氨酸的含量比例过高，是因为在发酵期间，原料中加入了谷氨酸钠，谷氨酸为鲜味氨基酸，加入谷氨酸钠可能就是为了提高鱼露的鲜味。鳗鱼鱼露、银鱼鱼露和鳀鱼鱼露中，甜味氨基酸所占的比例较高，分别为42.15%、36.95%和47.14%，甜味氨基酸对鱼露的风味起一定的贡献作用。

3.5 不同水产品种鱼露感官评定

不同水产品种鱼露感官评定(QDA-test)见图3。

图3 不同水产品种鱼露感官评定雷达图Fig.3 Radar map of sensory evaluation of different types of fish sauce

对于鱼露的整体口感，鳗鱼鱼露和银鱼鱼露比较受到大家的喜欢，草鱼鱼露的整体口感比较好。这几种鱼露总体来说苦味和酸败味比较低，但相比较而言，凤尾鱼鱼露和草鱼鱼露的苦味成分相对多一点；鲜鱼鱼露和银鱼鱼露的鲜味高于其他几种鱼露；银鱼鱼露和凤尾鱼鱼露的色泽是最好的，比较澄清透明，而实验室发酵的草鱼鱼露和鳗鱼鱼露的色泽不是特别澄清透亮。这些鱼露样品中都会有一些鱼腥味影响口感，这有待于对鱼露发酵工艺进行改进。

4 结论

对6种不同水产品种鱼露的风味化合物进行检测，挥发性化合物的浓度大小顺序依次是：鳗鱼鱼露>鳀鱼鱼露>凤尾鱼鱼露>草鱼鱼露>鲜鱼鱼露>银鱼鱼露。鱼露中检测到的化合物种类分别为草鱼鱼露138种、鳗鱼鱼露178种、银鱼鱼露118种、凤尾鱼鱼露80种、鲜鱼鱼露54种和鳀鱼鱼露77种。对鱼露中检测到的化合物进行分类研究，认为醇类和醛类是主要的挥发性风味化合物。鲜鱼鱼露、鳀鱼鱼露和凤尾鱼鱼露中挥发性风味化合物的成分和含量比较相似，没有被很好地区分开来。而草鱼鱼露、鳗鱼鱼露和银鱼鱼露可以很好地区分开来，说明鱼露中挥发性化合物含量的差异性较大。鲜鱼鱼露中呈鲜味的谷氨酸含量非常高，主要是因为在发酵过程中加入了一定量的谷氨酸钠来提升鲜味。草鱼鱼露和凤尾鱼鱼露中苦味氨基酸比较高，鳗鱼鱼露、银鱼鱼露和鳀鱼鱼露中甜味氨基酸的含量最高。鳗鱼鱼露和银鱼鱼露的整体口感最好，但是这几种鱼露都有一定的鱼腥味，这有待于对鱼露发酵工艺进行改进。