鱼类挥发性成分的研究进展_张长峰

鱼类挥发性成分的研究进展

张长峰，聂小宝

1. 山东省农产品贮运保鲜技术重点实验室（济南 250103）；

2. 国家农产品现代物流工程技术研究中心（济南 250103）

摘要鱼类挥发性成分始终是关系到其品质质量的重要影响因素, 熟知鱼类挥发性成分的产生机理及其主要化学成分可有效地控制其挥发提高品质。主要对鱼体特征香味成分、异味成分以及鱼类挥发性成分的形成机理、提取与分析方法进行综述。

关键词特征香味; 异味; 挥发性成分; 提取与分析

Research Advances of Volatile Constituent of Fish

Zhang Chang-feng, Nie Xiao-bao

1. Shandong Key Laboratory of Storage and Transportation Technology of Agricultural Products (Jinan 250103);

2. National Engineering Research Center for Agricultural Products Logistics (Jinan 250103)

Abstract Fish volatile constituent is always the important infl uencing factor related to its quality. Being well acquainted with the production mechanism of fi sh volatile constituent and its major chemical constituents can effectively control its volatilization and improve quality. This paper gives a review of mechanism of formation, extraction and method of analysis in fi sh body characteristic fragrance component, peculiar smell component and fi sh volatile component.

Keywords characteristic fragrance; peculiar smell; volatile component; extraction and analysis

鱼类的独特香味是决定其品质的一个重要因素。鱼体中风味物质包括挥发性和非挥发性成分，前者对其风味起着关键性作用，可通过嗅觉感知。鱼体挥发性成分复杂，种类繁多，气味各异。

目前，鱼类挥发性成分分析的主要内容包括3个方面：一是探索其风味成分的形成机理并从中发现导致鱼体产生异味的物质。杨玉平等[1]认为鱼体腥味物质的来源为水中的一些腥味成分通过鱼体的鳃和皮肤呼吸渗入鱼体，此外，鱼体自身内源酶的降解所致。二是研究不同储存条件下鱼体挥发性成分的变化情况，确定最佳保存条件，为其品质管理提供参考。刘红秀等[2]探索了采用电子鼻气味识别技术判别鱼的新鲜度；三是分析不同加工制作过程中鱼体挥发性成分的变化。谭汝成等[3]对不同工艺制作的腌腊鱼中挥发性成分进行提取分析，认为低温干燥有利于促进腌腊鱼风味的形成。可见，提取和分析鱼体中挥发性成分具有重要意义。主要对鱼体特征香味、异味成分以及鱼类挥发性成分的提取与分析方法进行综述。

1 鱼体中特征香味成分

1.1 共有挥发性成分及其来源

近年来，国内外有不少学者对鱼类挥发性成分进行研究，据报道鱼类中目前能够检测到的挥发性成分总共有300多种，包括羰基、醇类、烃类、酯类、酚类及含硫、含氮的化合物等。挥发性成分中羰基和醇类化合物对鱼的香味起到了重要作用，尤其是含8到9个碳原子的不饱和醛、酮和醇类化合物[4]，几乎存在于所有鱼中。新鲜的鱼香味一般被描述为有各种羰基化合物和醇类等提供的清香、类植物香和甜香味。C5的1-戊烯-3-醇在所有的淡水鱼中都可发现，但在鱼体的浓度和鉴别阈值低；C9的2-烯醛类化合物是新鲜鱼中类黄瓜香和类蜜瓜香的原因[5]。比较羰基化合物和醇类化合物对鱼气味的影响，挥发性羰基化合物产生的是比较浓郁的香味，而醇类产生的是较为清淡、柔和的气味；且由于羰基化合物的阈值较低，故它们对鱼类的总体气味所起的作用比起相应的醇类要大[6]。

鱼体中共有的羰基化合物主要是其脂类氧化产生的，也有一些是氨基酸降解或微生物氧化相关的化合物生成的；一般认为醇类是由脂肪氧化酶作用于鱼体中的脂肪酸衍生而来或羰基化合物还原而来，其中1-辛烯-3-醇是亚麻酸降解的产物，1-戊烯-3-醇是微生物的代谢产物[7]。

1.2 特征香成分及其来源

在鱼类挥发性成分的分析中发现，虽然含硫、含氮的化合物的含量比较低，但它们对鱼特征香味起作用。含硫化合物主要有二甲基二硫、甲硫醇、二甲基三硫、2-甲基-3-巯基呋喃、3-甲硫基丙醇、甲基（2-甲基-3-呋喃基）二硫、4-甲基-4-巯基-2-戊酮、2-乙酰基噻唑、2-乙基-4-甲基噻唑等，其中二甲基硫在低浓度时产生的是一种令人愉快的类蟹香，在较高浓度时却是一种异味[5]，其他含硫化合物大都具有肉香、酱香、葱蒜香气。这些含硫化合物是在提

基金项目：国家科技支撑计划项目（2012BAD38B00）子课题“淡

水水产品保活冷鲜冷链物流关键技术研发”（2012BAD38B04）

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取鱼肉中挥发性成分时，鱼肉中蛋氨酸、半胱氨酸发生热降解的产物。含氮的化合物主要有三甲胺、2-甲基吡啶、2, 5-二甲基吡啶、2-甲基吡嗪、2, 5-二甲基吡嗪、三甲基吡嗪等，这些化合物大都具有烤香、坚果香、肉香。其中，三甲胺是蛋白质分解的产物，吡啶类化合物是胺类与醛类反应，然后经过脱水、环化产生的，吡嗪类化合物是由AA降解产生的α-氨基酮发生缩合反应产生的[8]。

2 鱼体中的异味成分

2.1 异味的形成机理及其特征成分

在鲜鱼中出现的很多异味是由于环境造成的，如在一些野生或养殖的鱼种中普遍存在的发霉味、泥土味、腥臭味和霉烂味等。当环境被污染时，水体中的污染物和合成异味的有机体通过食物链被鱼体摄食进入体内，从而导致鱼体产生异味。Lovell[9]将鲶鱼养殖在含有藻青菌和培养过藻青菌的水中，发现鱼肉有明显的异味。这是因为藻菌等微生物生长产生的各种次生代谢产物，也就是水体中的异味物质。这些异味物质通过鳃和皮肤渗透进入鱼体内，从而导致鱼体产生特有的腥臭味。这些异味物质主要包括土臭素（geosmin）、2-甲基异冰片（2-methylisoborneol，MIB）、2-异丙基-3-甲氧基吡嗪（2-methoxy-3-iso-propyl pyrazine，IPMP）、2-异丁基-3-甲氧基吡嗪（2-isobutyl-3-methoxypyrazine，IBMP）和2, 4, 6-三氯代茴香醚（2, 4, 6-trichloroanisole，TCA）等，它们在室温下呈半挥发性。其中，Geosmin和MIB是研究得最多的两种化合物，并被认为是造成鱼体异味的2种主要物质。徐盈等[10]最早在武汉东湖开始我国环境水体中Geosmin 和MIB的调查研究，结果发现水体中Geosmin和MIB的质量浓度分别为0 ng/L～3.3 ng/L和10 ng/L～317 ng/L，并发现MIB的质量浓度与水体富营养化程度以及席藻和放线菌的生物量呈正相关。

Josephson等[11-12]研究发现，一般情况下腥臭味是存在于鱼皮黏液内的δ-氨基戊酸、δ-氨基戊醛和六氢吡啶化合物共同形成的，且淡水鱼中的六氢吡啶化合物所占有的比重高于海水鱼。此外，从鱼体中检出甲胺、丙胺等直链胺和吡啶、吡嗪、吲哚等环状胺。吡嗪类可能是由Strecker反应或美拉德反应生成的，吡嗪类的前体物质是在加热过程中通过蛋白酶解产生[13]。FUJIMOTO K[14]研究发现2, 4-癸二烯醛，2, 4, 7-癸三烯醛等，2, 4, 7-癸三烯醛是由长链多不饱和ω-3脂肪酸的烷氧基β键断裂产生。Zhang等[15]研究表明淡水鱼中所具有的特征气味成分是由体内脂肪氧合酶降解多不饱和脂肪酸产生的。在氧化鱼油的鱼腥异味中，其成分部分来自ω-2不饱和脂肪酸自动氧化生成的碳化物。另外，王锡昌等[16]从鲢肉中发现挥发性成分多为羰基类及醇类化合物。章超桦等[17]认为挥发性成分的协同作用构成了鲫特有的鱼腥味，这些挥发性成分大多数是C5~C8的羰基化合物和醇类。

鱼的异味来源主要有以下2种：一是水中的污染物和某些生物的代谢产物，通过各种途径进入鱼体内而导致异味；二是鱼体自身酶及微生物的作用下产生异味成分；此外，投喂不合格的饵料会引起异味；加工处理不合理或不及时，鱼中油脂氧化也会形成腐败、哈喇味等。

2.2 异味的去除方法

当鱼已经带有异味物质时，主要的去除方法有以下几种：一是清水暂养法，就是将鱼先转入清水中暂养来实现异味的去除，不过该过程费时、费力，并且不同品种鱼的异味物质不同，会增加鱼直接异味的互相影响，所以此法在广泛推广应用上受到一定的限制。二是物理法，主要有包埋吸附法、掩盖和微胶囊法等。吸附法就是利用吸附剂如活性炭，有选择地除去异味，虽然有效，但是费用较高，口感较特殊，营养物质流失而使其受到应用上的限制。掩蔽法是采用食物烹饪学方面的原理，利用其他的香辛味成分来掩盖异味，从而达到去除异味的作用。微胶囊是利用高分子物质作为壁材将异味物质包在一微小封闭的胶囊内，达到掩盖异味的效果。三是化学法主要是利用鱼制品中的异味物质与其它一些物质发生化学反应，生成无异味的物质，常用的有：美拉德反应去除异味、酸碱盐处理法和添加抗氧化剂的方法。薛勇[18]利用臭氧来处理土腥味物质，认为效果较好，且安全性高，但是成较高。四是生物法，主要是通过微生物的新陈代谢作用，小分子的异味物质参与代谢或在微生物酶的作用下发生分子结构的修饰转变成无异味的物质，从而达到脱除异味的目的。

单一去除技术不能完全脱除异味成分，所以一般采用两种或两种以上的去除方法联用，从而达到更好的脱除异味的效果。胡文婷等[19]采用活性炭和酵母粉联合处理鳕鱼碎肉酶解液，发现制得的酶解液基上无苦腥异味，且活性回收率可达91.81%。

3 鱼类挥发性成分的提取与分析方法

3.1 同时蒸馏萃取与气质联用的分析方法

同时蒸馏萃取（simultaneous distillation-extraction，SDE）又被称为 Likens-Nickerson蒸馏，是在装置两侧分别接样品的水溶液烧瓶和溶剂烧瓶。两侧的烧瓶同时加热，样品烧瓶加热至100 ℃，溶剂烧瓶加热至溶剂沸点。蒸气分别沿两侧的支管上升，在中间直形冷凝管表面冷凝，发生萃取。水和溶液因为比重的不同分层回到各自的烧瓶[20-21]，全过程通常通常需要2 h～4 h的时间，得到的提取物用GC-MS进行分析鉴定。Varlet 等[22]以乙醚为溶剂，用同时蒸馏萃取的方

法，提取了新鲜鲑鱼和烟熏鲑鱼中的挥发性成分；经

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