青海湖裸鲤特征挥发性成分分析

刘小红 薛占芳 孟玉琼 田海宁 韩步鹰 李长忠 马睿

摘要：为分析青海湖裸鲤（Gymnocypris przewalskii）特征挥发性成分，以体重为20 g的青海湖裸鲤作为研究对象，剖取肌肉后采用固相微萃取（SPME）结合气相色谱-质谱联用（GC-MS）对裸鲤肌肉挥发性成分进行分离鉴定。结果表明，在青海湖裸鲤肌肉中检测出60种化合物，包括8种醇类化合物、9种醛类化合物、5种酮类化合物、2种酸类化合物、8种酯类化合物、12种烃类化合物、12种芳香族化合物及4种其他类物质，其中芳香族化合物含量最高。结合气味活度值（OVA）分析，青海湖裸鲤肌肉挥发性气味的主要贡献化合物为1-辛烯-3-醇、己醛、辛醛、壬醛、2-癸烯醛及2，4-癸二烯醛。

关键词：青海湖裸鲤（Gymnocypris przewalskii）;肌肉;挥发性成分

青海湖裸鲤（Gymnocypris przewalskii）属鲤科，裂腹鱼亚科，裸鲤属，是高原冷水溯河性鱼类[1]。作为青海湖中唯一的经济鱼类，青海湖裸鲤具有丰富的营养价值和较高的矿物元素含量[2]。上个世纪，由于青海湖裸鲤的繁殖能力低、生长缓慢，以及外界过度捕捞、气候变化等多方面的影响，导致青海湖裸鲤渔业资源大幅下降[3]。近年来，随着政府对青海湖裸鲤保护力度的加大，且通过人工繁育后增殖放流等措施，使得青海湖裸鲤数量得到显著回升，截止2017年，青海湖裸鲤资源量已达到8.12万t[4]。

挥发性成分是决定鱼类特点和品质的重要因素之一，主要是由醛类、酮类、醇类化合物等一些挥发性物质组成[5-7]。特征挥发性成分的组成不仅可用于评估产品的新鲜度和保质期，还可用于确定鱼肉加工中可能产生的气味和香味变化，以及保存期间气味物质组成的变化[8]。鱼肉的气味包括鲜味、香味、腥味及臭味等多种气味。新鲜的鱼肉所产生的气味一般是由各种醛酮类化合物、醇类及溴苯酚等物质产生的柔和的、浅淡的并令人愉快的香味[9];当鱼的新鲜度下降时，会逐渐散发出异味，最后产生令人厌恶的腐败臭味;鱼在腐败以后所散发的异味通常与胺类、挥发性含硫化合物等有关[10]。鱼肉中的挥发性成分组成受种类、鱼体规格、投喂饲料组成和加工方式等多种因素影响[11-16]。

近年来对青海湖裸鲤的研究多集中在生长特性及遗传多样性方面，未在肌肉挥发性成分方面开展研究。分析青海湖裸鯉鱼肉特征挥发性气味物质，对青海湖裸鲤的品种鉴定及资源的开发利用具有重要的理论价值和实践意义。

1材料与方法

1.1材料与仪器

1.1.1实验对象实验动物青海湖裸鲤来自青海省裸鲤救护中心。挑选大小均一、体格健康的9尾鱼（体重为20.07 g±0.22 g），用丁香酚（1：10 000）麻醉后，立即剖取肌肉放入-80 ℃冰箱保存待测。

1.1.2实验试剂与仪器主要试剂有：氯化钠（分析纯，国药）、乙醇（分析纯，国药）、2，4，6-三甲基吡啶（Sigma-Aldrich，美国）等。主要仪器有：固相微萃取装置（Supelco，美国）、美国安捷伦气质联用仪（7890B/5977A GC/MS，Agilent，美国）。

1.2实验方法

1.2.1样品预处理称取5 g样品切碎至样品瓶中，加入6 mL饱和氯化钠溶液，匀浆后再加入用95%乙醇稀释10 000倍的2，4，6-三甲基吡啶标准品33 μL作为内标。

1.2.2顶空固相微萃取鱼肉匀浆处理液在60 ℃条件下平衡20 min;在60 ℃条件下，用萃取头萃取35 min;将已吸附上物质的萃取头插入气相-质谱仪进样口中，在高温下解析5 min后进行测定。

1.2.3气相-质谱仪分析

1.2.3.1气相条件色谱柱：Rxi-1MS （30 m0.25 mm，0.25 μm）毛细管柱;升温程序：初始温度35 ℃保持3 min，然后以10 ℃/min的升温速度升到200 ℃，再以20 ℃/min从200 ℃升至260 ℃并保持8 min;进样口温度：250 ℃;载气（He）流量：1.5 mL/min;为不分流进样。

1.2.3.2质谱条件电子轰击离子源，离子源的温度为230 ℃，接口温度为280 ℃，MC四级杆温度为150 ℃，质量扫描范围为30～500 m/z。

1.3统计学方法

1.3.1定性分析定性分析：挥发性化合物通过 NIST14.0 谱库确认定性，仅将相似度（SI/RSI）均大于 800（最大值为1000）的鉴定结果予以报道。

1.3.2定量分析

以2，4，6-三甲基吡啶为内标进行半定量测定。通过比较每种化合物的峰面积与内标的峰面积，计算样品中挥发物的浓度，单位为μg/g肌肉。计算公式如下：

Cj=Cis×Aj/Ais

式中：Cj为未知挥发性成分浓度;Cis为内标浓度;Aj为未知挥发性成分峰面积;Ais为内标峰面积。

气味活度值（OVA）计算公式如下：

OVA=C/T

式中：C为绝对浓度;T为感觉阈值。

1.3.3数据处理和统计分析实验数据均以平均值±标准误（mean±S.E.M.）表示。

2结果与分析

青海湖裸鲤肌肉挥发性气味物质组成及气味活度值见表1，9尾鱼共检测出60种化合物，包括8种醇类、9种醛类、5种酮类、2种酸类、8种酯类、12种烃类、12种芳香族化合物和4种其他化合物。青海湖裸鲤特征性挥发气味物质分类及及百分含量见表2。其中芳香族化合物占挥发性气味物质相对含量最大，为20.64%，再依次分别为醇类18.01%、醛类15.48%、酯类15.18%、烃类13.40%、酸类7.72%、酮类6.49%及其他物质2.97%。青海湖裸鲤肌肉中含量较高的挥发性成分是正己醇、己醛、戊醛、2-甲基-3-戊酮、乙二酸二甲酯、3，5，5-三甲基-2-己烯、对二甲苯及邻二甲苯。

3讨论与结论

醇类化合物中，一般饱和醇类阈值较高，如正戊醇、正己醇等，当含量较低时，对鱼肉总体气味贡献较小;而不饱和醇类的阈值相对较低，对鱼肉的总体风味具有一定的贡献。样品中共检测出8种醇类，正戊醇、正己醇、1-戊烯-3-醇的含量较高，但这几种醇类的阈值较高，OVA值均小于1，对整体气味的影响较小;正辛醇虽为饱和醇，但因其阈值较低，OVA值大于1，对裸鲤肌肉的综合气味有一定的贡献。C6至C9的不饱和醇（例如1-辛烯-3-醇）是新鲜鱼类呈现类似于黄瓜和蘑菇气味的原因[19]，1-辛烯-3-醇作为一种广泛存在于淡水鱼和海水鱼的挥发性气味物质，是亚油酸的氢过氧化物降解和花生四烯酸在1，2-脂肪氧合酶作用的产物[20]，其主要气味为蘑菇味和泥土味，在样品中含量较低，但其阈值较低，OVA值远超其他醇类，是醇类化合物中对鱼肉气味贡献最大的化合物。

鱼肉中的醛类化合物种类较多，阈值较其他化合物低，且会与其他化合物共同作用产生风味协同作用，因此是鱼肉气味中重要的组成部分。样品中共检测出9种醛类，已知阈值的几种醛类对鱼肉气味均有直接影响。己醛作为鱼类肌肉中含量较丰富的挥发性气味化合物[7]，主要是由脂肪酸氧化和多不饱和脂肪酸的过氧化产生，样品中含量较低时，具有清香和草香味，但当含量较高时，会出现酸败味和辛辣味。辛醛和壬醛主要来自油酸和亚油酸的氧化，辛醛具有香橙气味，壬醛会散发出油脂或者鱼腥的味道。样品中，己醛、辛醛和壬醛的OVA值分别为275.67、114.29和340，对鱼肉气味有极大贡献。2-癸烯醛和2，4-癸二烯醛主要由n-6系列脂肪酸分解代谢产生，具有油脂或者坚果味，也有研究表明2，4-癸二烯醛是生鱼肉的特征性气味，会使得鱼腥味加重[21]。两种化合物的OVA值分别为366.67和3 571.43，因此可能是青海湖裸鲤的鱼肉腥味产生的主要原因。

酮类化合物可以带来宜人的香气[22]，主要来自于热降解、脂质氧化、氨基酸降解、微生物氧化和美拉德反应，气味阈值高于醛类物质，对鱼肉整体气味贡献较小。样品中共检出5种酮类化合物，2，3-戊二酮、2，3-辛二酮和3，5-辛二烯-2-酮在多种鱼类肌肉中均有分布，2，3-戊二酮、2，3-辛二酮会使鱼肉产生奶油香气;而3，5-辛二烯-2-酮会对鱼腥味有增强作用，通过OVA值分析，2，3-戊二酮对鱼肉的类似奶油香气味具有加成作用。

酸类化合物可能由微生物代谢、脂质热降解或脂肪酸氧化降解形成[23-24]，样品中检出的酸类化合物为乙酸和正戊酸，含量较高时，这两种化合物会使鱼肉产生刺激性气味。但乙酸的阈值较高，OVA值小于0.1，对气味几乎没有贡献。

酯类化合物一般是由鱼体内产生的羧酸和醇酯化产生，带有果香或者奶油的香味;还有一部分是饱和脂肪酸氧化分解生成的内酯，如丁内酯，具有桃香或乳香。实验样品中共检出8种酯类化合物，含量也较高，但酯类化合物除辛酸乙酯外，其他化合物阈值未知，因此对总体气味的贡献无法评价。辛酸乙酯的OVA值大于1，是鱼肉香气中的主要成分。

烃类化合物大多来自于脂肪酸氧化降解中烷氧自由基的断裂，种类繁多，但阈值一般较高，因此对总体风味贡献较小。9尾鱼中共检出烃类化合物12种，3，5，5-三甲基-2-己烯是烃类物质中含量最高的化合物。饱和烃类气味较温和，无刺激性气味[25]。烃类可转化为醛、酮、醇等其他化合物或与其他化合物共同作用产生气味，对鱼肉气味存在潜在的影响。

芳香族化合物可能由类胡萝卜素的分解或糖和氨基酸的热降解或外界环境带入产生[26]。9尾鱼中共检出12种芳香族化合物。甲苯自身会产生塑料的味道，乙苯会产生类似于花的香味，而对二甲苯、邻二甲苯使鱼肉产生刺激性气味[13]，但这些化合物大多阈值较高，如甲苯、乙苯等，低浓度对鱼肉气味贡献不大。而对二甲苯的阈值较低，OVA值为1.43，是鱼肉辛辣气味中的主要化合物。本实验还检出了萘等化合物，具体形成机制仍待进一步研究。

本次实验共检出4种其他类化合物，其中二丁醚含量最高。本次实验检出了呋喃类化合物，这类化合物是由脂质热降解或脂肪酸氧化分解产生的，阈值较小，会产生类似坚果或蔬菜的香味，对鱼体综合气味有一定贡献。

综上所述，青海湖裸鲤鱼肉中共检测出60种化合物，包括8种醇类化合物、9种醛类化合物、5种酮类化合物、2种酸类化合物、8种酯类化合物、12種烃类化合物、12种芳香族化合物及4种其他类物质;其中芳香族化合物质的含量最高;结合气味活度值（OVA）分析，青海湖裸鲤肌肉挥发性气味的主要贡献化合物为1-辛烯-3-醇、己醛、辛醛、壬醛、2-癸烯醛和2，4-癸二烯醛。

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Analysis of the volatile compounds of scaleless carp （Gymnocypris przewalskii）

LIU Xiaohong1，XUE Zhanfang2，MENG Yuqiong2，TIAN Haining2，HAN Buying1，LI Changzhong2，MA rui1

（1. State Key Laboratory of Plateau Ecology and Agriculture， Qinghai University， Xining 810016; 2. College of Ecological Environmental Engineering， Qinghai University， Xining 810016）

Abstract：To analysis the charactermatic volatile odor compounds of the scaleless carp （Gymnocypris przewalskii）in Qinghai Lake，fish with a body weight of 20 g was used as the research object. After the muscles of scaleless carp were dissected，the volatile compounds were separated and identified by solid phase microextraction （SPME） combined with gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）. Results showed that 60 compounds were detected in the fish muscles ，including 8 alcohol compounds，9 aldehyde compounds，5 ketone compounds，2 acid compounds，8 ester compounds，12 hydrocarbons compounds，12 aromatic compounds and 4 other substances.Among them，the content of aromatic compounds is the highest. Combined with odor activity value （OVA） analysis，the main contributors of the volatile odor of scaleless carp muscle were 1-octen-3-ol，hexanal，octanal， nonanal 2-decenal and 2，4-decadienal.

Key words：Scaleless carp（Gymnocypris przewalskii）;muscle;volatile compounds