普通和真空包装镜鲤鱼肉在-2 ℃贮藏过程中挥发性成分分析

高娜娜,李婷婷,王当丰,国竞文,黄建联,郁晓君,丁浩宸 ,王福清，励建荣*

1(渤海大学 食品科学与工程学院，辽宁省食品安全重点实验室，辽宁 锦州，121013) 2(大连民族大学 生命科学学院，辽宁 大连，116600)3(福建安井食品股份有限公司，福建 厦门，361022) 4(中国商业联合会科技质量部，北京，100834)

镜鲤(Cyprinuscarpiovar.specularis)是德国鲤的变种，也称作三花鲤鱼、德国鲤鱼、三道鳞等。其因繁殖快、抗病性强、肉质优良等特点，已被我国水产良种审定委员会评定为适合在我国推行的水产养殖品种，长期受到养殖户欢迎。鱼肉中挥发性成分能有效表征鱼肉的质量与新鲜度，分析鱼类香气特征，在某些情况下甚至可区分亚种及确定氧化或污染水平[1]。据相关报道知，鱼体死后，在微生物、脂肪氧化、内源性酶降解等因素作用下，会分解出氨、醇、醛、酸等代谢物质，使鱼肉呈现出不良风味。因此，在贮藏过程中，风味物质变化是判断鱼肉新鲜度的特征指标之一。真空包装鱼肉比普通包装的优点在于防护性及密封性更好，真空度高，含氧量少，可以有效地抑制需氧微生物等的生长，避免袋装鱼肉的腐败和氧化。真空包装的作用有：防止变干，使鱼肉表面光滑，柔软；防止氧化，真空包装使空气和氧气阻隔在包装材料外创造一种低氧环境，氧化被有效抑制；防止肉香味损失，包装材料可有效阻止易挥发性物质外溢，因此被广泛地应用于水产品保鲜中。孙岩等[2]研究发现真空包装烤制鲢鱼贮藏期间的产品品质随着贮藏时间的延长而下降，但20 ℃贮藏比37 ℃贮藏下降速率缓慢； DUUN[3]将真空包装的鳕鱼片经冷处理后，可有效延长鱼片货架期，并得出-1.4～-3.6 ℃这个温度范围内的鱼片具有优良的质构性。

顶空固相微萃取(head space solid-phase microextraction，HS-SPME)技术是在萃取过程中将萃取头置于样品顶空，在气相色谱分析之前可方便、快速、无溶剂的对样品进行前处理，顶空固相微萃取结合气质联用技术已广泛应用于食品检测中[4-6]。郑平安等[7]采用 HS-SPME-GC-MS法研究鲐鱼肉加热前后挥发性成分变化，从鲐鱼白肉和红肉及两者加热样品中分别检测出32、41、39、52种挥发性物质，其中影响该鱼肉挥发性风味的主要有乙醛、2-己烯醛等。

目前，国内外研究主要集中于镜鲤的良种选育、杂交优势及遗传性状方面[8-9]，而对于其风味研究较少。 本文通过气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)，再结合电子鼻技术研究贮藏期内真空包装和普通包装处理对镜鲤鱼肉挥发性物质的影响， 旨在为镜鲤鱼肉贮藏保鲜和加工品风味的研究提供理论借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

镜鲤,锦州市林西水产市场；NaCl,天津虔诚伟业科技发展有限公司；聚四氟乙烯隔垫,杭州昱采玻璃仪器有限公司；菌落计数培养基,青岛海博生物有限公司；CPP蒸煮袋,江苏省连云港市伟希铝塑包装公司。

1.2 仪器与设备

PEN3电子鼻,德国AirSense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；SPME装置、50/30 μm二乙基苯/碳分子筛/聚二甲基硅氧烷(divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS)萃取头、20 mL顶空钳口样品瓶,美国Supelco公司；7890N/5975 GC-MS仪,美国Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 样品预处理

将购买的鲜镜鲤即杀，三去，取鱼体脊背肉，切块(25±5) g/块，装入无菌蒸煮袋中，同时进行普通和真空包装(真空包装条件：抽气时间为15 s，热封时间为3 s；普通包装，用普通的封口机封口)后于-2 ℃贮藏，分别在0、6、12、18 d对样品进行检测。

1.3.2 感官评定

评定小组由6人组成，对真空和普通包装鱼肉的色泽、气味、组织形态进行评定，评分标准见表1。每项满分为10分，消费者可接受的最低限为4分，低于4分表明样品不可食用。

表1 镜鲤鱼肉感官评分Table 1 Criteria for sensory evaluation of Mirror carp

1.3.3 菌落总数

按照GB 4789.2—2010《食品微生物学检验：菌落总数测定》进行测定[10]。

1.3.4 电子鼻检测

称5 g绞碎的鱼肉于50 mL烧杯中，保鲜膜封口，室温下静置30 min，检测条件：取样间隔1.0 s；清洗时间100 s，测定时间100 s。每组实验做2个平行。

1.3.5 挥发性成分的提取

参考徐永霞等[11]方法稍作修改，称3 g绞碎的鱼肉于顶空瓶中，加入6 mL饱和NaCl溶液和磁转子，用聚四氟乙烯隔垫密封，于40 ℃恒温磁力搅拌器中平衡15 min，使用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头(270 ℃活化60 min)，顶空吸附40 min，插入GC进样口，解吸5 min，分析40min。

1.3.6 GC-MS联用条件

GC条件：HP-5MS毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；进样口温度250 ℃；载气为He，流速1.0 mL/min；升温程序：柱初温40 ℃，保持2 min，以4 ℃/min升至160 ℃，保持1 min，以10 ℃/min升至250 ℃，保持5 min。不分流模式进样，无溶剂延时。

MS条件：接口温度280 ℃；离子源温度230 ℃；传输线温度250 ℃，四极杆温度150 ℃；电子能量70 eV；质量扫描范围为m/z30～550。全扫描方式，扫描速度1.9/s。

1.4 数据分析

感官评定和菌落总数数据分析：用Origin 8.5软件及Excel 2003软件对数据进行统计分析与作图。

电子鼻数据分析：本实验取稳定后第88～第94 s的数据，使用设备自带WinMuster软件对镜鲤鱼肉挥发性气味的指标信息进行分析。

挥发性成分的鉴定及相对含量确定：数据经计算机检索及Nist与Willey质谱库进行检索与鉴定。挥发性成分的化学组成利用峰面积归一化进行定量分析。

2 结果与讨论

2.1 感官评分

由图1可知，鱼肉感官评分随贮藏时间的延长而逐渐下降，真空包装组的劣变速度明显小于普通包装组。鲜镜鲤鱼肉的感官评分未达到满分，可能是因为即杀的鱼肉具有一些鱼腥味。在整个贮藏过程中真空包装的鱼肉感官评分并未下降到不可接受程度4分以下，而普通包装后的鱼肉感官评分下降趋势明显，在第12天感官评分为4分，接近感官极限值，第18天感官评分为2.5，为感官评分最低点，鱼肉肌肉变软，腐败，有不愉悦的气味。说明真空包装可以有效延缓鱼肉感官品质的下降。

图1 镜鲤鱼肉贮藏过程中的感官评定Fig.1 Change in sensory evaluation score of Mirror carp during storage at -2 ℃ under different treatments

2.2 菌落总数

由图2可知，新鲜鱼肉的菌落总数为2.3 lg(CFU/g)，随着贮藏时间的延长，菌落总数呈上升趋势，但真空包装组上升速度低于普通包装组。第12天普通包装组菌落总数达到6.56 lg(CFU/g)，已经超过国家标准中规定的菌落总数6 lg(CFU/g)。相比普通包装组，真空包装菌落总数上升明显变慢，在第18天才达到腐败变质。可能是因为真空包装密封性好，隔绝了包装袋内外的空气，袋内残留空气少，微生物生长缓慢，从而有效地抑制细菌等微生物繁殖，避免鱼肉腐败。这与感官评定的结果相一致。

图2 镜鲤鱼肉贮藏过程中菌落总数Fig.2 Change in total bacterial counts of Mirror carp stored at -2 ℃ under different treatments

2.3 电子鼻检测

主成分分析(PCA)是将众多初始指标重新线性组合成新的互相无关的综合指标来替代原来指标，并对降维后具有代表性的特征向量进行线性分类[12-13]。由图3可知，PC 1的贡献率为92.54%，PC 2贡献率为6.47%，总贡献率为99.01%，表明这2个主成分能较好地反映原始信息。从PC 1轴看，随着贮藏时间的延长，鱼肉气味响应值的分布呈现一定的趋势，第0天至第6天，2组样品风味信号响应区域均沿着PC 1轴正向变化，而第6天到第18天，其响应值沿着PC 1轴反向变化；而从PC 2轴来看，变化趋势为先上升后下降，第12天时信号响应区域发生明显变化。说明采用PCA法可以区分普通和真空包装下镜鲤鱼肉贮藏期内的风味变化。

图3 镜鲤鱼肉电子鼻响应值PCA分析(普通包装(k)和真空包装(z))Fig.3 Principal component analysis (PCA) of Mirror carpvolatile odor(air packaging(k) and vacuum packaging storage (z))

2.4 挥发性成分变化

如表2所示，实验共检测出98种化合物，其中醛类、醇类物质所占比重较大，且阈值较低，是影响鱼肉风味的主要挥发性物质；烃类物质种类较多，在贮藏初期相对含量较大，但后期含量逐渐减少，且其阈值较高，所占比重相对较小，对鱼肉风味贡献不大，这与刘楠等[14]的研究结果相类似。

普通包装组在第0、6、12、18天醛类物质的相对含量分别占总物质含量的3.70%、10.68%、33.70%、17.54%；而真空包装组醛类物质有所减少，分别占总物质含量的3.70%、10.25%、12.82%、8.97%。经普通和真空包装处理样品的醇类物质相对含量分别占总挥发性物质含量的10.82%、5.94%、48.69%、27.78%和10.82%、13.41%、28.02%、19.35%；这表明相较于普通包装，真空包装能够延缓主要不良风味物质的增长。

表2 普通和真空包装条件下镜鲤鱼肉贮藏过程中挥发性成分 单位：%

续表2

类别保留时间/min英文名称中文名称0 d空白包装6 d普通包装6 d真空包装12 d普通包装12 d真空包装18 d普通包装18 d真空包装烷烃类13.423 54-propyl-heptane4-丙基-庚烷------12.7214.911 52,6-dimethyl-nonane2,6-二甲基-壬烷------1.7716.584 2dodecane十二烷------2.3016.595 84-ethyl-decane4-乙基-癸烷----2.000.75-16.838 03,6-dimethyl-decane3,6-二甲基-癸烷-----1.011.2827.082 4heptacosane二十七烷---0.702.21--27.763 19-octyl-eicosane9-辛基-二十烷---0.650.310.35-34.131 22-methyl-dodecane2-甲基-十二烷--0.34-0.290.35-35.307 7pentadecane十五烷-1.421.981.400.29--37.084 8tetracosane二十四烷-0.57-1.77-0.310.4537.246 32-methyl-hexadecane2-甲基-十六烷-0.43-----38.041 9hexadecane十六烷-5.574.57----39.611 02,6,10-trimethyl-tetradecane2,6,10-三甲基-十四烷--0.65-0.750.280.5440.476 1tridecane十三烷1.490.38-----40.499 1heptadecane十七烷-8.686.77--0.33-42.114 43-methyl-heptadecane3-甲基-十七烷-1.482.38----42.829 6octadecane十八烷17.715.3013.77-0.51--43.948 7tricosane二十三烷6.15---2.00--45.056 1nonadecane十九烷15.763.753.070.35---45.217 7Z-8-hexadeceneZ-8十六烷-2.85-----45.252 2cyclopentadecane环十五烷-4.931.62----45.264 0(4-octyldodecyl)-cyclopentane(4-辛基十二烷基)-环戊烷-2.87-----46.878 9eicosane二十烷6.597.556.322.743.840.971.3848.770 91-chloroeicosane1-氯二十烷6.99-1.04--0.44-50.778 1docosane二十二烷----11.27--芳香烃1.460 15-(2-aminopropyl)-2-methylphenol5-(2-氨基丙基)-2-甲基苯酚--0.87----22.848 6naphthalene萘---0.390.310.650.8123.056 31-methylene-1H-indene1-亚甲基-1H-茚-1.010.35--0.97-33.450 51,4,6-trimethyl-naphthalene1,4,6-三甲基萘1.54------36.265 4o-hydroxybiphenyl邻羟基联苯3.03------40.591 54-methyl-1-naphthalenol4-甲基-1-萘酚1.80------41.537 51-(dodecyloxy)-2-nitro-benzene1-(十二烷氧基)-2-硝基-苯-1.101.58----43.972 01-chlorodifluoromethoxy-4-nitro-benzene1-氯二氟甲氧基-4-硝基-苯-1.95-----47.744 11-methyl-3-phenyl-1H-indene1-甲基-3-苯基-1H-茚11.89----酯类2.394 6monomethyl carbonotrithioate碳三碳酸单甲酯---2.752.13--8.635 8hexyl chloroformate己基氯甲酸酯-2.92---2.37-17.830 2octyl heptafluorobutyrate七氟丁酸辛酯-----2.480.5420.079 94-hydroxymandelic acid, ethyl es-ter4-羟基扁桃酸,乙酯-1.07-2.272.471.24-31.673 9carbamodithioic acid, diethyl-,methyl ester二硫代羧酸,二乙基-甲酯-3.131.19--1.031.3136.300 0decyl 2-methylbutanoate癸基-2-甲基丁酸酯----1.21--40.407 0(5-bromopyridin-2-yl)carbamicacid, methyl ester(5-溴吡啶-2-基)氨基甲酸甲酯0.89------45.713 6oleyl alcohol, heptafluorobutyrate油醇,七氟丁酸酯--1.93-0.66--49.670 6triacontyl acetate乙酸三十八烷酯---0.523.45--50.535 92-chloropropionic acid, hexadecyl ester2-氯丙酸十六烷基酯-0.840.45----其他1.794 7propanamide丙酰胺-----0.780.3610.585 42-(4-methylphenyl)-indolizine2-(4-甲基苯基)-中氮茚----1.816.18-11.773 7methoxy-phenyl-oxime-甲氧基-苯基-肟基-2.370.972.032.166.532.0712.442 81-anthracenamine1-蒽胺-----4.48-

续表2

类别保留时间英文名称中文名称0 d空白包装6 d普通包装6 d真空包装12 d普通包装12 d真空包装18 d普通包装18 d真空包装其他19.618 4N-(4,5-dihydro-5-methyl-2-thia-zolyl)-3-methyl-2-pyridinamineN-(4,5-二氢-5-甲基-2-噻唑基)-3-甲基-2-吡啶胺-----0.31-20.979 81-hexyl-3-(naphthalen-1-ylmeth-yl)-1H-indole1-己基-3-(萘-1-基甲基)-1H-吲哚------0.7437.257 61-(2-vinylphenyl)-1H-isochromene1-(2-乙烯基苯基)-1H-异苯并吡喃1.06------39.172 64-methyl-dibenzofuran4-甲基-二苯并呋喃--1.25-1.77--41.110 7N-(2,2-diphenylethyl)-2,2-dimeth-ylpropionamideN-(2,2-二苯基乙基)-2,2-二甲基丙酰胺-1.570.67-1.63--49.301 41-phenyl-4-(2-cyano-2-phenylethe-nyl) benzene1-苯基-4-(2-氰基-2-苯基乙烯基)苯-6.484.75-9.82-6.47

注：“-”代表未检出。

2.4.1 羰基化合物

羰基化合物主要包含醛类和酮类物质。醛类物质阈值较低，对鱼肉整体风味影响较大。由表2可知，普通包装组样品在贮藏过程中己醛和壬醛所占比重最大，变化趋势为先增加后减少，其减少的原因应与其还原反应相关[15]。研究表明，己醛是由亚油酸主要挥发物氧化生成的，具有青草味、腥味，阈值较低(4.5 μg/kg)，已被证明为鱼腥味的主要物质之一，常与C8—、C9—的挥发性化合物协同作用影响鱼体风味[16]；壬醛是油酸氧化产生的，可散发花卉、柑橘、蜡质的、甜的气味[17]。经真空包装处理后，己醛、壬醛的相对含量均有所减少，而癸醛、长叶醛均未检出。真空包装使包装袋内处于缺氧状态，有效减缓脂肪氧化，从而可较好地减少鱼肉贮藏过程中特征性醛类物质的产生。鱼体中的酮类物质阈值一般较高，对鱼肉风味贡献较小。但某些酮类，如烯酮类物质在低阈值时，可与醛类或其他物质相互作用，使腥味增强或改变。由表2知，2种包装方式贮藏后的镜鲤鱼肉中酮类物质检出量较少。

2.4.2 醇类物质

鱼体中的醇类物质中，饱和醇阈值较高，对鱼肉气味影响不大；而不饱和醇类阈值较低，多具有蘑菇香气和类金属味，对气味影响较大。由表2知，贮藏过程中普通包装组共检出 12 种醇类物质，而真空包装组检出5种；实验中检测到的含量较高的为1-己醇，是新鲜淡水鱼植物风味的标志化合物，其主要来源于棕榈酸和油酸的氧化，且呈现出特有的青草味[18-19]。此外，1-辛烯-3-醇在样品贮藏过程中也有少量检出，其具有类似蘑菇的香气。

2.4.3 烃类物质

烃类物质曾在虾贝类等水产品中被检出，主要由烷烃类、烯烃类和芳香烃组成。有报道指出，烃类物质的含量是鱼体脂肪氧化程度的表现[20]；且一些支链烷烃或芳香烃会对鱼体风味特征有所影响[21]。由表2知，镜鲤鱼肉在贮藏过程中产生的烷烃类化合物种类较多，但其阈值较高，对鱼肉风味的总体贡献率不大。但在一定条件下，烯烃类物质可以转化为醛和酮，这是样品产生鱼腥味的潜在因素。本实验中检测到的D-柠檬烯可能产生于环境中，也可能通过食物摄入进入鱼肉组织中[22-23]。而芳香族化合物中的萘来源是不确定的，可能来自环境中的污染物[24]。

2.4.4 其他

鱼肉所散发的腐败味是由鱼肉中的蛋白质、脂质等在微生物的作用下降解产生的胺类、吲哚等化合物所引起的。其中胺类具有腥臭味，且对鱼肉腥味有增强作用，在贮藏过程中检测到少量胺类物质，这是由于实验初期鱼肉样品新鲜度较高，且低温贮藏可以有效降低微生物内源酶活性，延缓鱼肉的分解，同时抑制镜鲤鱼肉中微生物的生长繁殖以及蛋白质发生冷冻变性，使蛋白质中的胺类物质无法释放出来[25-26]。由表2可知，贮藏初期(6 d)真空包装组的酸类化合物相对含量是普通包装组的1.92倍，贮藏中后期普通包装组酸类物质相对含量逐渐升高，其中(E)-9-十八烯酸所占比重较大，其次是真空包装组在贮藏18 d时出现的2-氨基-6-甲基苯甲酸。此外，在贮藏过程中酯类物质也有少量检出，如乙酸三十八烷酯等，这些物质阈值较低，对鱼体风味也会有一定的影响。

2.4.5 主要挥发性物质含量变化分析

由图4可知，镜鲤鱼肉在贮藏过程中，烷烃类物质所占峰面积最大，但因其阈值较高，对风味物质的贡献较小；其次为醛类和醇类物质所占峰面积较大，且其阈值较低，是其主要的挥发性成分。普通包装组检出的醛类物质随贮藏时间的延长而不断增加，而真空包装组呈现先增加后减少的趋势。经2组包装方式处理后，醇类物质和酯类物质均先增加后减少；烷烃类物质逐渐减少；酸类物质在贮藏后期有所增加。真空包装处理后样品所产生的醛类和醇类物质明显低于普通包装处理组。新鲜鱼肉通常会由挥发性羰基化合物和醇类物质产生清香的、柔和的、浅淡的气味，随着贮藏时间的延长，脂肪氧化和微生物代谢等因素，鱼肉肌肉组织松弛，色泽暗，肌肉切面无光泽、无弹性，固有的鱼肉气味消失，进而转变为腥臭味，菌落总数增多，普通和真空包装鱼肉挥发性成分均会发生变化，但真空包装环境中创造了一种低氧状态，耗氧微生物含量较少，繁殖速度较慢，鱼肉的氧化作用减弱，从而样品的腐败程度变慢，使得呈现出来的不良风味物质比普通包装组的少，改善了鱼肉风味。GC-MS结果与感官评定和微生物检测结果相符合。

图4 不同样品中挥发性成分总峰面积比较Fig.4 Comparison of total peak area of volatile components among different samples

3 结论

(1)经电子鼻检测能很好地区分贮藏期内镜鲤鱼肉的风味变化，区分度良好，风味变化明显。

(2)感官评定和微生物检测结果说明真空包装可以延缓菌落总数的升高和感官品质的下降。

(3)采用HS-SPEM-GC-MS分析结果表明：醛类和醇类是镜鲤的主要挥发性成分，对其风味影响最大，而烷烃类化合物的相对含量虽然较多，但由于阈值较高，对于鱼肉风味的主要作用在于提高鱼肉整体的风味。经普通包装方式处理后，醛类物质相对含量整体呈现上升趋势; 醇类物质相对含量先上升后下降；烷烃类物质相对含量逐渐下降；酯类、其他物质相对含量上下波动。真空包装组检出的醛类、醇类物质相对含量均明显低于普通包装组，己醛、1-己醇等使鱼体呈腥味的物质大幅降低，酸类物质在贮藏后期所占比重相对增加。说明真空包装使得呈现出来的不良风味物质比普通包装组的少，改善了鱼肉风味。这一结果与感官评定和微生物检测结果相符合。

综上说明真空包装处理在一定程度上可以有效降低鱼体腥味及不良挥发性物质的产生。