不同酶处理对鳕鱼挥发性风味物质影响的主成分分析

郝卓莉，杨萌*，刘亚敏，陈玉峰

(1.石家庄职业技术学院，石家庄 050081；2.石家庄经济技术开发区污水处理厂，石家庄 050081)

消费者通常对食物的外观、气味及可烹饪性进行直观判断，以确定食物的整体质量，其中气味及外观决定了消费者对食物的接受程度，而影响气味的关键因素是食物的风味物质种类及含量[1]。食物的风味物质和气味特征之间相互影响，当食物具有浓郁的香味时，消费者的食欲增加[2-3]。而食物的风味物质形成过程主要是食物内脂肪的氧化、风味物质前体物质的降解以及食物的美拉德反应过程，在食物加工过程中，不同的微生物内源酶活力影响食物挥发性风味物质的形成过程[4-7]。

本文选取市场上常见的大西洋鳕鱼，分别在多酚氧化酶、脂肪氧化酶和胶原蛋白水解酶条件下进行处理，利用SPME技术进行鳕鱼样品的风味物质提取，对鳕鱼样品中的挥发性风味物质成分进行分析。

1 实验材料与实验方法

本文选用大西洋鳕鱼作为实验对象。实验过程中采用的仪器设备主要包括SPME萃取头、气相色谱-质谱联用仪、电子天平和电磁炉。

实验过程中分别称取3份50 g的鳕鱼块并按照1#、2#、3#进行编号，在1#样品中加入多酚氧化酶、2#样品中加入脂肪氧化酶、3#样品中加入胶原蛋白水解酶。将3份样品在开水中进行清蒸，清蒸时长5 min，清蒸完成后在每份样品中称取10 g，并置于20 mL顶空瓶中进行密封待吸收检验。

将密封完成后的顶空瓶进行30 min水浴，并将SPME萃取头插入鱼肉中进行吸附，温度保持在60 ℃，萃取完成后进行气相色谱及质谱分析。

2 鳕鱼挥发性风味物质

对3种不同酶处理的样品进行挥发性风味成分检测并在质谱数据库中进行对比定性。根据成分丰度计算结果，得到挥发性风味物质成分结果，见表1。

表1 不同酶处理条件下鳕鱼挥发性风味物质成分Table 1 The volatile flavor components of cod treated with different enzymes

续 表

3 挥发性风味物质归类分析

由表1可知，3种不同酶处理后，鳕鱼挥发性风味物质成分主要为醛类6种、酮类4种、醇类6种、酯类3种、酸类3种以及烷类4种。鳕鱼中挥发性风味物质的归类数据见表2。

表2 不同酶处理条件下鳕鱼挥发性风味物质归类数据Table 2 Classification data of volatile flavor components in cod treated with different enzymes

醛类和酮类物质是羰基化合物，是鳕鱼的重要风味物质成分。鳕鱼中的脂肪类物质经过氧化分解后形成醛类物质，在挥发性风味物质中，经脂肪氧化酶处理的鳕鱼，醛类物质含量为16.32%；胶原蛋白水解酶处理的鳕鱼，醛类物质含量为10.86%；多酚氧化酶处理的鳕鱼，醛类物质含量为9.1%，数据表明，经脂肪氧化酶处理后的鳕鱼，风味物质主要表现为浓郁的果香气味。与醛类物质的数据类似，经脂肪氧化酶和胶原蛋白水解酶处理后的鳕鱼其酮类物质含量基本相同，均达到9.3%，其表现出的果香气味较多酚氧化酶处理的鳕鱼更为浓郁。在不同的酶处理条件下，鳕鱼中挥发性风味物质成分还包括酯类、酸类和烷类，酯类主要通过鳕鱼中微生物代谢生成的游离脂肪酸与醇类物质发生酯化反应形成，可以产生香甜水果味，当鳕鱼挥发性风味物质成分中酯类含量较高时，鳕鱼会带有一定的鱼腥味。另外，在鳕鱼中检测出少量的挥发性无机物，使得鳕鱼产生一定的臭味，对鳕鱼的风味产生负面影响。

4 挥发性风味物质主成分分析

利用主成分分析法中的模式识别方式对鳕鱼的挥发性风味物质进行统计分析，得出3种不同酶处理鳕鱼的风味物质主成分与统计贡献率，见表3，本文选用前3种风味物质成分进行说明。

表3 鳕鱼挥发性风味物质主成分与累计贡献率Table 3 Principal components and cumulative contribution rate of volatile flavor components in cod

由表3可知，多酚氧化酶和脂肪氧化酶处理后，鳕鱼的挥发性风味物质主成分非常接近，表现出的香气类似；胶原蛋白水解酶处理的鳕鱼与氧化酶处理的鳕鱼挥发性风味物质主成分差异较大，由此可根据香气程度对鳕鱼的加工方式进行判断。

5 不同酶处理鳕鱼风味分析

对3种酶处理后的鳕鱼进行风味分析，根据挥发性风味物质含量及累计贡献率的分析结果，判断鳕鱼的风味主要为坚果香味、水果香味、脂肪香气、苦杏仁香气、酸味、腥味、奶香和蘑菇香。由于不同的风味物质成分含量存在不同的差异，因此选用不同的酶对鳕鱼进行处理后，其挥发性风味不同。根据风味物质含量构建的鳕鱼风味轮见图1。

(1)多酚氧化酶 (2) 脂肪氧化酶 (3) 胶原蛋白水解酶

采用多酚氧化酶进行鳕鱼处理时，其风味特征主要表现为坚果香味、脂肪香气、酸味及蘑菇香味，鳕鱼独特的腥味也同时存在，水果香味、苦杏仁香气和奶香味相对较低，表明多酚氧化酶促进了水果香味、苦杏仁香气和奶香味风味物质前体物质的分解。

采用脂肪氧化酶进行鳕鱼处理时，其风味特征主要表现为水果香味、脂肪香气、苦杏仁香气、奶香和蘑菇香，同时坚果香味、酸味和腥味相对较低，表明脂肪氧化酶促进了坚果香味、酸味以及腥味风味物质前体物质的分解。

采用胶原蛋白水解酶进行鳕鱼处理时，其风味特征主要表现为水果香味及蘑菇香，脂肪香气、苦杏仁香气、酸味、腥味和奶香风味较低，表明胶原蛋白水解酶促进了脂肪香气、苦杏仁香气、酸味、腥味和奶香风味物质前体物质的分解。

综上分析，3种不同酶处理后的鳕鱼，其挥发性风味物质主要呈现出水果甜香、奶香和坚果香等香气风味，当鳕鱼中含有一种或多种影响鳕鱼风味的物质，且该类物质含量达到一定浓度时，均会对鳕鱼的风味物质产生负面影响。

6 结论

本文利用顶空固相微萃取、气相色谱与质谱联用技术对3种不同酶处理的鳕鱼进行挥发性风味物质成分分析。在实验过程中，检测到3种不同酶处理的鳕鱼均含有醛类、酮类、醇类、酯类、酸类和烷类物质，对鳕鱼挥发性风味有主要贡献率的为酮类、醛类和醇类。通过对鳕鱼挥发性风味物质主成分进行分析，3种不同酶处理的鳕鱼风味物质主成分之间存在较大的差异，其中多酚氧化酶与脂肪氧化酶处理的鳕鱼风味类似，但是与胶原蛋白水解酶处理的鳕鱼风味物质主成分之间存在较大的差异。由此说明，在进行风味物质成分分析时，不同酶处理条件下的风味物质成分存在不同程度的差异。