基于GC-IMS分析盐渍海参挥发性风味物质

刘芳 张健 赵云苹 王共明 井月欣 矫春娜

摘要  ［目的］探明盐渍海参（Apostichopus japonicas）的挥发性风味物质，比较不同产地盐渍海参的主要挥发性风味物质种类及差异。［方法］采用气相色谱-离子迁移色谱（gas chromatography-ion mobility spectroscopy，GC-IMS）对不同产地盐渍海参挥发性物质进行定性和相对定量分析，并建立指纹图谱。［结果］盐渍海参定性出以醛类、酮类、醇类和酯类为主的挥发性风味物质83种，但不同产地特征挥发性物质的相对含量不同。庚醛、辛醛等13种醛类是盐渍海参的共有成分。醇类和酮类是长岛盐渍海参的特征风味物质，威海和东营盐渍海参的特征风味物质主要为酯类，大连盐渍海参特征区域未鉴定出确定成分。［结论］不同产地的盐渍海参因特征性风味物质不同而具有独特的风味特征，可以为消费者的选择提供更多参考。

关键词  盐渍海参；气相色谱-离子迁移色谱；挥发性风味物质；指纹图谱

中图分类号  TS254.7  文献标识码  A  文章编号  0517-6611（2024）01-0195-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.01.043

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Analysis of Volatile Flavor Compounds in Salted Apostichopus japonicas by GC-IMS

LIU Fang， ZHANG Jian， ZHAO Yun-ping et al

（Shandong Marine Resource and Environment Research Institute， Yantai，Shandong 264006）

Abstract  ［Objective］To investigate the volatile flavor compounds of salted Apostichopus japonicas， the types and differences of volatile flavor compound of salted Apostichopus japonicas from different habitats were compared.［Method］GC-IMS was used to qualitative and relative quantitative analysis of volatile substances of salted Apostichopus japonicas from different origins， and the fingerprints were established.［Result］83 volatile flavor compounds were identified from salted Apostichopus japonicas， mainly aldehydes， ketones， alcohols and esters. However， the relative content of characteristic volatile substances in different regions was different.Heptanal， octanal and other 13 aldehydes were common components of salted Apostichopus japonicas.Alcohols and ketones were the characteristic flavor substances of salted Apostichopus japonicas from Changdao， esters were the main flavor substances of salted Apostichopus japonicas from Weihai and Dongying， and no certain flavor ingredients were identified in the characteristic area of salted Apostichopus japonicas from Dalian.［Conclusion］The salted Apostichopus japonicas from different origins has unique flavor characteristics due to the different characteristic flavor substances， which can provide more reference for consumers to choose.

Key words  Salted Apostichopus japonicas;GC-IMS;Volatile flavor compounds;Fingerprint

基金項目  山东省现代农业产业技术体系刺参产业创新团队建设项目（SDAIT-22-07）；山东省自然科学基金重点项目（ZR2020-KC034）。

作者简介  刘芳（1988—），女，黑龙江哈尔滨人，工程师，硕士，从事水产品储藏与加工研究。

*通信作者，副研究员，博士，从事食品科学与工程研究。

收稿日期  2022-11-27

海参（Apostichopus japonicas）是一种具有重要的经济价值、受消费者青睐的水产品。据统计，我国海参的主要产区集中于山东、辽宁和福建等地，2021年全国刺参总产量16万t，全产业链产值600亿元［1］。盐渍海参是目前市场流通较多的产品，因经过加工程序，难以从外观形态上让消费者和监管部门对其产地等进行区分和溯源［2-3］，因此区分鉴定不同产地盐渍海参也是急需解决的问题。

挥发性物质不仅对水产品整体风味起着重要作用，而且是消费者对水产品接受程度的重要影响因素［4］，气相色谱-离子迁移谱技术（gas chromatography-ion mobility spectroscopy，GC-IMS）因其无损、快速、灵敏、简便的优点在水产品挥发性风味物质的研究中被广泛应用［5-7］。目前基于GC-IMS分析海参的风味物质，除张健等［8-9］以盐渍海参为研究对象外，主要集中在对鲜参、内脏及冻干粉等的研究。张涵［10］应用GC-IMS比较了不同海域的８种海参的挥发性物质，发现亚洲参和北美洲参风味构成存在一定的差异；赵彦珺［11］采用GC-IMS分析了海参肠和卵原液、酶解液、发酵液中的挥发性物质，结果表明海参肠、卵原液的风味物质受酶解和发酵影响很大；Jin等［12］研究发现GC-IMS可以快速有效鉴定冻干海参粉的挥发性风味物质差异。

笔者以不同产地盐渍海参为主要研究对象，采用GC-IMS技术测定并比较分析盐渍海参的挥发风味物质，建立不同产地盐渍海参挥发性风味物质的指纹图谱，旨在为较好地区分不同产地盐渍海参提供参考。

1  材料与方法

1.1  试材

野生鲜海参，分别取自山东省烟台市长岛区、山东省威海市经济技术开发区崮山镇、山东省东营市垦利区、辽宁省大连市獐子岛。

1.2  仪器与设备

FlavourSpec风味分析仪，德国G.A.S公司；色谱柱为MXT-5。

1.3  试验方法

1.3.1  盐渍海参的加工。

将鲜活海参沿腹部剖开，分离体壁及内脏，仔细去除泥沙等杂质，清洗后沥干。将洗净的鲜海参沸水煮制15 min后捞出，冷藏干腌7 d，制得盐渍海参［9］，用于挥发性风味物质分析。

1.3.2  挥发性化合物测定条件。

称10 g样品置于20 mL顶空瓶中，孵育15 min（80 ℃），孵化转速500 r/min，顶空进样500 μL，进样针温度85 ℃；柱温60 ℃；IMS温度45 ℃；载气/漂移气为高纯度N2；分析时间20 min。

1.4  数据处理

采用峰面积归一化法计算各挥发性化合物的面积百分比，应用软件内置的NIST数据库和IMS数据库进行定性分析，应用Reporter插件和 Gallery Plot 插件进行挥发性有机物的指纹图谱对比。

2  结果与分析

2.1  不同产地盐渍海参挥发性风味物质定性分析

不同产地盐渍海参GC-IMS二维谱图如图1所示，其中浓度高低由颜色表示，颜色越深表示浓度越大，白色表示浓度较低，红色表示浓度较高。在1.0～2.0 ms的漂移时间内，100～800 s的保留时间内，挥发性物质较多。以长岛为基准比较看出，如图1中红框中所示，挥发性化合物的含量出现升高或降低，差异较为明显。

为了进一步分析不同产地盐渍海参的挥发性风味物质，共检测出挥发性化合物122种，定性83种。从表1可以看出，定性出醛类31种、酮类13种、醇类15种、酯类13种、烯烃类3种、酸类2种、吡嗪类2种、呋喃类2种、硫醚类2种。不同产地的盐渍海参在相对含量上存在差异，长岛、威海、东营、大连的盐渍海参以醛类（52.11%、57.55%、55.12%、58.91%）、醇类（18.25%、12.45%、11.97%、15.72%）、酮类

（13.97%、11.47%、18.93%、11.39%）、酯类（10.45%、14.98%、7.47%、9.10%）为主。醛类是盐渍海参主要挥发性化合物，多数来自多不饱和脂肪酸氧化，因其气味阈值相对较低，对风味贡献较大；醇类一般来源于脂肪酸的二级氢过

氧化物的降解或由羰基化合物还原生成［13］，一般产生较为柔和的气味，有类似水果或植物的香气［4，14］；酮类多数来源于多不饱和脂肪酸、氨基酸降解、微生物氧化或热氧化，具有独特的清香和果香味，随着碳链的增长，具有更强的花香特征［15］；酯类主要是酸类和醇类物质酯化反应产物［15-17］。挥发性化合物的相对含量不同赋予了不同产地盐渍海参的风味差异性。

2.2  不同产地盐渍海参中挥发性成分指纹图谱分析

利用LAV软件的Gallery Plot插件，自动生成指纹图谱（图2），显示出盐渍海参完整挥发性化合物信息及差异。共性特征性区域（A框），以醛类为主，包括戊醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、癸醛、苯甲醛、异丁醛、丁醛、异戊醛-M、2-甲基丁醛、反-2-己烯醛、反-2-戊烯醛共13种。醛类是水产品中重要的风味成分，低级醛具有刺激性气味，C8以上高级醛呈水果香味［18-19］。庚醛和辛醛具有鱼腥味［19］；己醛、壬醛具有青草味、果香味及黄瓜味等气味［20］；反-2-己烯醛具有果香、青香和明显的脂肪香气［14，19］；苯甲醛具有愉快的杏仁香、水果香和坚果味［16］，2-甲基丁醛具有坚果味［16］，癸醛具有脂肪香味［19］。這些物质可能是导致盐渍海参散发海参特有风味的主要原因。

长岛盐渍海参特征性区域（B框），以醇类和酮类为主，包括1-辛烯-3-醇、顺-3-壬烯-1-醇、己醇、辛醇、3-羟基-2-丁酮、2-己酮、2-庚酮、1-辛烯-3-酮、甲基庚烯酮、2-壬酮；其中己醇、辛醇、2-己酮、2-壬酮、2-庚酮、甲基庚烯酮呈水果味，有果香特征［15，19，21］；1-辛烯-3-酮、1-辛烯-3-醇有蘑菇味和鱼腥味［19］；3-羟基-2-丁酮、顺-3-壬烯-1-醇有油脂香［18］；推测长岛盐渍海参具有更浓郁的果香和脂香特征。威海盐渍海参特征区域（C框），主要是丁酸丙酯、乙酸丁酯、戊酸乙酯、异丁酸乙酯、乙酸异戊酯、丙酸丁酯等；多数酯类都具有果香味，但其阈值较高，对风味贡献较小［15，19］，但是威海盐渍海参中酯类挥发性化合物的种类和相对含量与其他产地有较大区别，有作为区别其他产地特征性风味物质的可能性。东营盐渍海参特征区域（D框），主要是乙酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸乙酯，具有果香特征［18］。大连盐渍海参特征区域（E框），由于数据库中匹配度较低未鉴定出确定成分。

3  结论

该研究基于GC-IMS鉴定出长岛、威海、东营、大连等地盐渍海参挥发性风味物质83种，主要为醛类、醇类、酮类和酯类，其中共有挥发性风味物质13种，推测是盐渍海参具有海参特有风味的主要原因。挥发性化合物的相对含量不同赋予了不同产地盐渍海参的风味差异性，长岛盐渍海参的特征性挥发物质以醇类和酮类为主，具有较强的果香和脂香特征；酯类有作为威海盐渍海参特征性挥发物质的可能性；东营盐渍海参以乙酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯和己酸乙酯为主，具有果香特征；由于数据库的限制，大连盐渍海参未能鉴定出特征性风味物质。不同产地的盐渍海参因特征性风味物质不同而具有独特的风味特征，可以为消费者在选择盐渍海参时提供更多参考。

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