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马口鱼内脏油品质及挥发性风味成分分析

2022-03-01翁旭东傅晓靖应晓国

关键词:马口鱼油电子鼻

余 林,翁旭东,傅晓靖,于 瑾,应晓国,叶 霆

(1.浙江海洋大学食品与药学学院,浙江舟山 316022;2.浙江渔老大农业科技有限公司,浙江衢州 324400;3.龙游傅晓靖家庭农场,浙江衢州 324400;4.龙游县养殖业发展中心,浙江衢州 324400;5.衢州市水产技术推广中心,浙江衢州 324400)

马口鱼Opsariichthys bidens 属鲤形目、鲤科、鱼丹亚科、马口鱼属[1],多集群生活于水流较急的浅滩,砂石底质的小溪及江河支流中[2],在我国各大水系广泛分布[3]。马口鱼肉质肥嫩、细腻爽口、味道独特、营养丰富,具有较高的营养价值,是一种保健效果优良的鱼类,对儿童有极佳的保健和益智作用[4]。该鱼现已成为许多地区的经济鱼种,且在市场上具有较高经济价值[5]。

目前国内外对马口鱼的研究主要集中在育种、养殖[3]以及肌肉营养[4]等方面。马口鱼肌肉脂肪酸营养价值极高,但是肌肉脂肪含量较低,仅有1.36%[4]。马口鱼具有较高的肝体比和脏体比[1]。鱼内脏是鱼类加工主要的副产物,现有研究利用鱼内脏制备蛋白水解产物[6]、抗氧化肽[7,8],和提取蛋白酶[9]、鱼油[10]等。但是关于马口鱼加工副产物以及油脂的研究鲜见报道。

鱼油有益人体健康[11],具有抗炎症[12]、防止动脉粥样硬化[13]等功能。因此,本研究以马口鱼内脏为原料,经索氏抽提提取油脂并对其基础理化性质、脂肪酸组成以及挥发性风味物质进行分析,以期为马口鱼内脏油的开发利用提供参考依据,旨在提高马口鱼副产物的附加价值。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 原料与试剂

马口鱼(浙江渔老大农业科技有限公司提供);石油醚(沸程30~60 ℃)、乙醚、无水乙醇、氢氧化钾、氢氧化钠、酚酞指示剂、无水碳酸钠、碘化钾、硫代硫酸钠、乙酸、异辛烷、正己烷、盐酸、对甲氧基苯胺、甲醇、氯化钠均为分析纯,均购于国药集团上海化学试剂有限公司。

1.1.2 仪器与设备

舜宇恒平FA-1004 电子天平(上海舜宇恒平科学仪器有限公司);5975B 气相色谱质谱仪、7890A 气相色谱仪(美国Agilent 公司);BR41 离心机、U3000 液相色谱仪(美国Thermo 公司);Q Exactive Focus 质谱仪(德国赛默飞世尔科技有限公司);紫外可见分光光度计(上海华菁科技仪器有限公司);Soxtec FOSS 脂肪提取器(美国FOSS 公司);RE-2000A 旋转蒸发仪(日本IKA 公司);HC-0520 循环泵;Vortex QL-861 漩涡振荡器;HHS-21-4 电热恒温水锅。

1.2 试验方法

1.2.1 原料预处理

取出马口鱼内脏,放入研钵,剪碎,研磨得到均匀肉糜。

1.2.2 马口鱼内脏油提取

参照课题组赵腾飞等[14]研究并稍做修改,称取(15±0.1)g 内脏肉糜于纤维素滤筒中,采用索氏抽提法提取内脏油脂。

1.2.3 基本理化指标的测定

马口鱼内脏油酸价、过氧化值、茴香胺值参照课题组马路凯[15]研究测定,油脂紫外吸光度K232和K270参照GB/T 22500-2008 进行测定。

1.2.4 生育酚含量的测定

生育酚含量参照文献[15]测定。称取1.0 g 油样于小烧杯中,用正己烷溶解,转至容量瓶并定容至10 mL。用0.45 μm 滤膜过滤,于进样瓶中,待用。

高效液相色谱条件:C18 色谱柱(4.6×250 mm,5 μm);检测波长:激发光波长295 nm,发射光波长325 nm;流速:1.0 mL·min-1;柱温:30 ℃;进样量:10 μL。

1.2.5 脂肪酸组成及含量的测定

脂肪酸组成及含量测定参照GB 5009.168-2016 进行测定。

1.2.6 挥发性成分测定

参照课题组先前研究[14]进行测定。

1.2.7 关键风味成分的评价

样品总体风味的贡献采用相对气味活度值(relative odor activity value,ROAV)法进行评价[16]。定义对样品总体风味贡献最大的组分为ROAVstan=100,其他成分的ROAV 计算如公式(1):

式中:Cstan、Tstan分别为对样品总体风味贡献最大的组分的相对含量和相对应的感觉阈值,%、μg·kg-1;Ci、Ti则分别为其他组分的相对含量感觉阈值,%、μg·kg-1。

1.2.8 电子鼻检测

准确称取鱼油(3.00±0.01)g 放入25 mL 烧杯中,保鲜膜密封,静置30 min。直接将电子鼻进样针头插进烧杯中进行检测。该电子鼻为PEN3 系统,各传感器对应的特征挥发性成分见表1 电子鼻参数设定:采样时为1 s/组,清洗时间120 s,归零时间为10 s,进样流量600 mL·min-1;分析采样时间为60 s。

表1 电子鼻传感器性能描述Tab.1 Performance description of electronic nose sensors

1.3 数据处理

每个实验做3 个平行,采用SPSS 20 对数据进行处理,结果以平均值±标准差表示,利用软件Origin 2021 作雷达图和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 马口鱼内脏油基础理化指标及生育酚含量分析

由表2 可知,该法提取马口鱼内脏提油率为11.45%±0.83%,为章鱼内脏脂肪含量(5.69%)[17]2 倍左右,远高于鱿鱼内脏脂肪含量(3.86%)和乌贼内脏脂肪含量(2.23%)[18],表明马口鱼内脏油脂含量丰富,是提取鱼油的良好原料。

表2 马口鱼内脏油基础理化指标及生育酚含量Tab.2 Basic physical and chemical indexes and tocopherol content of visceral oil in O.bidens

马口鱼内脏油酸价(KOH)为(9.15±0.23)mg·g-1,符合SC/T 3502-2016 粗鱼油的二级标准;酸值是评价油脂氧化酸败程度的指标,也可用于衡量鱼油游离脂肪酸含量[19]。过氧化值为(6.92±1.40)meq·kg-1,符合SC/T 3502-2016 粗鱼油的一级标准;过氧化值是判断鱼油是否酸败及酸败程度的重要指标,它反映氢过氧化物的含量,氢过氧化物可分解为氧化物和醛酮类从而导致鱼油酸败[20]。马口鱼内脏油过氧化值较低而酸价较高,可能是其游离脂肪酸含量较高。茴香胺值为0.079±0.001,符合SC/T 3502-2016 精制鱼油的一级标准。K232和K270的值是油脂紫外吸光度中分别表示油脂初级氧化产物共轭二烯和次级氧化产物共轭三烯的积累量[21],也是评价油脂氧化程度的指标,而马口鱼内脏油的K232和K270值较低,符合鱼油食品安全标准。可见,索氏抽提能较好的保护鱼油品质,后续将探究不同工艺提取对马口鱼内脏油品质及挥发性风味物质的影响。

马口鱼内脏油含少量生育酚,其中以α-生育酚为主,含量为15.31 mg·kg-1;其次是γ-生育酚,含量为1.46 mg·kg-1;生育酚是一类脂溶性的强抗氧化剂的同类物质统称,在体内具有良好的抗氧化活性[22],具有可改变糖尿病患者血管功能[23]、改善肠道性能[24]等作用。

2.2 马口鱼内脏油脂肪酸组成及含量

由表3 可知,马口鱼内脏油主要由18 种脂肪酸组成,其中,饱和脂肪酸6 种,含量为25.18%±0.25%;单不饱和脂肪酸3 种,含量为41.49%±0.44%;多不饱和脂肪酸9 种,含量为27.83%±0.46%。不饱和脂肪酸含量为69.32%±0.80%,表明马口鱼内脏油营养价值丰富。

表3 马口鱼内脏油脂肪酸组成及含量Tab.3 Composition and content of fatty acids in visceral oil of O.bidens

一般而言,不饱和脂肪酸含量越高,油脂利用价值越高[25];单不饱和脂肪酸具有降低血脂,预防动脉粥样硬化和心血管疾病等生理功能[26];多不饱和脂肪酸具有抗癌[27],调节免疫力[28]和抗衰老[29]等生理作用。其中,油酸属于单不饱和脂肪酸,较多不饱和脂肪酸有更好的稳定性[30],马口鱼内脏油有较高的油亚比,说明其具有较好的稳定性和较长的储存期。EPA 与DHA 总量和为2.22%介于张权等[19]研究的青鱼油0.09%,鲢鱼油3.97%之间,接近于张立坚等[31]研究的罗非鱼2.71%和草鱼2.99%,表明马口鱼内脏油EPA、DHA含量处于淡水鱼中的一个可观水平。

2.3 马口鱼内脏油挥发性成分

由表4 可知,马口鱼内脏油检测出44 种挥发性化合物,包括烷烃类15 种、醛类12 种、芳香类8 种、酸类4 种、醇类3 种以及其他2 种。芳香类(40.65%±2.04%)占比最大,其次是烷烃类(33.28%±1.22%),醛类(12.72%±0.56%)和醇类(8.03%±0.28%)次之,最后是酸类(3.91%±0.08%)和其他(1.39%±0.02%)。

表4 马口鱼内脏油挥发性成分及相对含量Tab.4 Volatile components and relative contents of visceral oil in O.bidens

芳香类物质具有樟脑气息,烃类物质主要由脂肪酸烷氧自由基的均裂产生,由于其阈值较大,所以对风味贡献较低[32];醛类物质主要由多不饱和脂肪酸氧化产生,由于阈值较低,对风味贡献较大,主要为油脂味和鱼腥味[33-34];醇类物质来源于脂肪氧化、氨基酸还原和碳水化合物的代谢[35],具有鱼腥味、蘑菇味或酸败味等,对风味贡献较大;酸类物质往往对风味产生负面影响,主要呈现油脂酸败味[36]。

2.4 马口鱼内脏油关键风味成分

为了确定马口鱼内脏油的关键风味化合物,我们选择反-2-辛烯醛作为总体风味贡献最大的组分,即ROAV 反-2-辛烯醛=100,ROAV≥1 的组分为关键性风味化合物,ROAV≤1 的组分则对风味起重要修饰作用,ROAV 值越大,则对风味贡献越大[40]。

由表5 可知,醛类物质为马口鱼内脏油主要的关键风味化合物,主要为反-2-辛烯醛、正己醛和反式-2-壬烯醛等,醛类导致马口鱼内脏油主要呈现青草味和油脂味;而丁香酚和1-辛烯-3-醇分别为马口鱼内脏油贡献了熏肉香味和蘑菇香味;十四烷、1-石竹烯和(E,E)-2,4-庚二烯醛等则对马口鱼内脏油的风味起修饰作用。

表5 马口鱼内脏油关键风味成分Tab.5 Key flavor components of O.bidens viscera oil

2.5 电子鼻分析

挥发性风味物质的细微变化都会导致电子鼻传感器响应值的差异[45],如图1 所示,传感器W5S 响应值最大,说明马口鱼内脏油中风味强度以氮氧化合物为最大;W3S、W2S 响应值次之,则烷烃、脂肪族及部分芳香族风味强度也较大。由图2 可知,PC1 和PC2 的贡献率分别为99.5%和0.4%,累计贡献率为99.9%,说明PC1 和PC2 基本可以反应样品全部的信息[46],在PC1 上的贡献率远大于PC2 上,且在PC1 上传感器W5S 贡献最大,W3S、W2S 次之,这表明氮氧化合物对马口鱼内脏油的风味做出了最主要的贡献,其次是烷烃、脂肪族及部分芳香族,这与2.4 的分析结果基本一致。

图1 马口鱼内脏油电子鼻响应值雷达图Fig.1 Radar map of response value of electronic nose of O.bidens viscera oil

图2 马口鱼内脏油电子鼻响应值的PCA 分析Fig.2 PCA analysis of the response value of visceral oil electronic nose of O.bidens

3 结论

以马口鱼加工副产物内脏为研究对象,经索氏抽提法提取其油脂,并对其理化性质、脂肪酸组成以及挥发性风味物质进行分析研究。马口鱼内脏提油率为11.45%±0.83%,过氧化值、酸价均符合鱼油食品安全标准,茴香胺值以及油脂紫外吸光度K232和K270也较低,鱼油基本达到了SC/T 3502-2016 粗鱼油的一级标准。α-生育酚是马口鱼内脏油所含的主要生育酚。马口鱼内脏油营养价值丰富,不饱和脂肪酸含量高达69.32%±0.80%。马口鱼内脏油检测出挥发性化合物44 种;其中芳香类40.65%±2.83%占比最大。反-2-辛烯醛、正己醛和反式-2-壬烯醛等醛类是马口鱼内脏油的关键风味化合物。本研究为马口鱼内脏油的开发利用提供参考依据。

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