（食品科学与工程专业论文）养殖草鱼肉主体气味及其环境影响因素研究.pdf

上海海洋大学硕士学位论文 养殖草鱼肉主体气味及其环境影响因素研究 摘要 我国淡水渔业资源丰富，品种多样。特别是作为养殖鱼类年产量达千万吨的 草、鲢、鳙，已成为广大消费者三餐膳食的重要优质蛋白质来源。随着近年分析 技术的发展，对于这几种鱼类肌肉风味成分的分离测定也日益增多，但大都对其 挥发性成分进行了检测和分析，却未对主体气味物质进行深入探究。此外，对于 淡水鱼体不同部位的气味差异的研究还相对较少。同样，对养殖环境和条件与淡 水鱼气味的关系，还尚需进一步考察。 本文以养殖草鱼体不同部位为主要研究对象，采用顶空固相微萃取 ( h e a d s p a e e s o l i dp h a s em i c r o e x t r a c t i o n , h s s p m e ) 来提取和浓缩草鱼体各部位的挥 发性物质，利用气相色谱- 质谱联厍j ( g a sc h r o m a t o g r a p h y - m a s ss p e c t r o m e t r y , g c - m s ) 对风味物质进行定性分析，并采用气味活度值( o d o ra c t i v i t yv a l u e ，o a v ) 对特征性 气味进行综合评价，初步探究养殖草鱼体中的特征性气味物质及其气味贡献大小。 此外，利用电子鼻( e l e c t r o n i cn o s e ，e n ) 检测分析淡水鱼体不同部位的气味差异，以 探讨养殖草鱼不同部位肌肉挥发性风味成分的异同。同时，并就养殖环境和饲料 对养殖草鱼体气味的影响作了初步的考察。具体研究结果如下： 1 经预实验以及文献的参考，确定了h s s p m e 法较优的操作条件：采用 6 5ump d m s d v b 萃取头，4 5 水浴条件下吸附4 0 m i n 。 2 经g c m s 分析鉴定，养殖草鱼背肉、腹肉、红肉和鱼皮分别检出2 9 种、 2 1 种、2 2 种和4 7 种挥发性化合物。 3 经气昧活度值对草鱼各部位气味的综合评价，养殖草鱼背肉的特征性气味 成分有9 种，分别为3 甲基丁醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、1 己醇、1 ，庚醇、1 辛烯3 醇和d 柠檬烯。戊醛、1 辛醇、3 辛酮和6 甲基5 庚烯2 酮对养殖草鱼背 肉总体气味同样发挥着重要的修饰作用。 4 养殖草鱼腹肉的特征性气味成分有8 种，分别为戊醛、己醛、辛醛、壬醛、 1 己醇、1 一庚醇、( e ) 2 辛烯1 醇、d 一柠檬烯。 5 草鱼红肉的特征性气味成分有9 种，分别为戊醛、己醛、庚醛、辛醛、壬 醛、1 己醇、1 庚醇、( e ) 2 辛烯1 醇和d 柠檬烯。 6 草鱼鱼皮的特征性气味成分有9 种，分别为己醛、庚醛、( z ) 4 庚烯醛、辛 醛、( e ) 2 辛烯醛、壬醛、( e ) 2 壬烯醛、1 庚醇和1 辛烯3 醇。戊醛、( e ) - 2 己烯 醛、( z ) 2 庚烯醛、癸醛、1 己醇、( e ) 2 辛烯1 醇、3 辛酮和d 柠檬烯对鱼皮总 i 上海海洋大学硕士学位论文 体气味同样发挥着重要的修饰作用。 7 经草鱼体各部位特征性气味物质的总结归纳，可得养殖草鱼肉主体气味化 合物有己醛、辛醛、壬醛、1 己醇、1 庚醇、1 辛烯3 醇和d 一柠檬烯。戊醛和( e ) 2 一 辛烯一1 醇对养殖草鱼肉总体气味同样发挥着重要的修饰作用。 8 经电子鼻测定及p c a 分析，结果显示出养殖草鱼背肉、腹肉、红肉和鱼皮 的聚集区域均有所差异，由此可推得，草鱼四个部位的气味存在一定的差异，且 电子鼻可以将养殖草鱼的四个部位进行区分。g c m s 的检测结果表明，养殖草鱼 背肉、腹肉、红肉和鱼皮的主要影响化合物及其气味特征具有明显的差异性。以 上两个分析结果可以得出，电子鼻和g c m s 检测结果是基本一致的。 9 g c m s 分别检测了同一季节下青饲料和人工配合饲料喂养的草鱼肉气味， 并对照了人工配合饲料的气味成分得出，不同饲料喂养的草鱼肉气味之间存在明 显差异，饲料对养殖草鱼肉气味有着较为直接的作用。其中，青饲料喂养草鱼鱼 肉检出具有青草气味这一特征的化合物，与草鱼所食青饲料有直接的关系。甲代 烯丙基氰化物在人工配合饲料喂养草鱼肉和人工配合饲料中均有检出，这说明该 挥发性化合物在人工配合饲料喂养草鱼肉和人工配合饲料中是相对应的。 1 0 g c m s 分别检测了春季和秋季草鱼体的气味，同时对两个季节的水体气味 进行了检测，并将前后两者进行对照比较得出，不管是在鱼体中还是在水体中， 最具代表性化合物己醛的含量，在两者中均呈现出递减趋势，且成对应关系。在 秋季草鱼体中检出的2 , 6 二( 1 ，1 二甲基乙基) 4 ( 1 丙酰) 苯酚和甲酰胺肼这两类化 合物，正好与秋季水体中的此种气味物质相吻合，由此可以推断，这两种气味成 分是由水体中的气味影响到养殖草鱼体的气味。 1 1 经g c m s 对优势藻类气味的测定得出，春季水体中多棘栅藻和斜生栅藻 的己醛含量很高，而秋季水体中双对栅藻和小球藻的己醛含量偏低，恰好与不同 季节养殖草鱼体的该气味成分含量趋势相对应。秋季水体中小球藻内检出的桉叶 醇正与秋季养殖草鱼体的气味成分相呼应，由此可以推测，小球藻是使养殖草鱼 体带有该类气味化合物的藻类之一。绿藻门中的栅藻属和小球藻属对养殖草鱼体 的气味起着一定的影响，且随着季节的变化，同一属的藻类对养殖草鱼体气味的 影响也会发生改变。 关键词：养殖草鱼，固相微萃取，气质联用，电子鼻，饲料，水环境，季节， 浮游植物 i i 上海海洋大学硕士学位论文 e f f e c to fe n v i r o n m e n t a li m p a c tf a c t o r so nk e yo d o r c o m p o u n d s o fc u l t u r e dg r a s sc a r pme a t a b s t r a c t c h i n ai sac o u n t r yb l e s s e dw i t ha b u n d a n tr e s o u r c e so ff l a s h w a t e r6 s hw i t hl a r g e v a r i e t i e s c t e n o p h a r y n g o d o ni d e l l u s ，h y p o p h t h a l m i c h t h y sm o l i t r i x , a n da r i s t i c h t h y s n o b i l i sa r et h em o s tf a m i l i a rf r e s h w a t e rf i s h e s 1 1 1 e i ry e a r l yc a p a c i t yc a nr e a c ht e n m i l l i o nt o n s ，a n d 廿1 e yh a v eb e c o m ea ni m p o r t a n ts o u r c eo fh i g hq u a l i t yp r o t e i nf o rt h e m a s s e so fc o r l s u l t i e t s w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft e c h n o l o g y , t h es e p a r a t i o na n d d e t e r m i n a t i o no ft h ev o l a t i l ec o m p o u n d so ff i s hm u s c l ea r ei n c r e a s i n g t h e r ew e r eaf e w r e p o r t so nt h ef a v o ro ff r e s h w a t e rf i s hm e a t b u tm o s to ft h e mj u s te x t r a c t e da n d i d e n t i f i e dt h ev o l a t i l ec o m p o u n d sb yg c m s ，a n dn o tt o o kf u r t h e rs t u d yo nk e yo d o r c o m p o u n d s f u r t h e r m o r e ，t h er e s e a r c ho ft h ed i f f e r e n c eo ft h eo d o r sf r o md i f f e r e n tp a r t s o ff r e s h w a t e rf i s hi sr e l a t i v el a c k t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ec u l t i v a t ee n v i r o n m e n t a n dt h eo d o r so ff r e s h w a t e rf i s hs h o u l dt a k ef u r t h e rs t u d y i nt h i sp a p e r , t h ed i f f e r e n tp a r t so fg r a s sc a r p ( c t e n o p h a r y n g o d o ni d e l l u s ) w a su s e d a sr e s e a r c ho b j e c t t h ev o l a t i l ec o m p o u n d so fg r a s s c a r pw e r ee x t r a c t e d a n d c o n c e n t r a t e db yh e a d s p a c es o l i dp h a s em i c r o e x t r a c t i o n ( h s s p m e ) t h e nt h ev o l a t i l e s w e r ei d e n t i f i e db yg a sc h r o m a t o g r a p h y - m a s ss p e c t r o m e t r y ( g c m s ) t h ek e yo d o r c o m p o u n d sw e r ec o m p r e h e n s i v e l ye v a l u a t e db yo d o ra c t i v i t yv a l u e t h e n , t h eo d o r s f r o md i f f e r e n tp a r t so fg r a s sc a r pw e r ei d e n t i f i e db yd e c 仃o m cn o s e f u r t h e r m o r e ，t h e i m p a c to ff e e da n dl i v i n ge n v i r o n m e n to nt h eo d o r si ng r a s sc a r pm e a tw a si n v e s t i g a t e d t h er e s e a r c hr e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： 1 t h eo p e r a t i n gc o n d i t i o n so fe x t r a c t i o nm e t h o do fh s - s p m e ：6 5 p , mp d m s d v b f i b e ra n d4 5 wa 屯e r - b a t hf o r4 0 m i r a 2 a c c o r d i n gt og c - m sa n a l y s i s ，2 9 ，21 ，2 2a n d4 7v o l a t i l ec o m p o u n d sf r o mt h e d o r s a lm e a t ，b e l l ym e a t ，r e dm e a ta n df i s hs k i no fc u l t u r e dg r a s sc a r pw e r ei d e n t i f i e d r e s p e c t i v e l y 3 a c c o r d i n gt oc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o no f o d o ra c t i v i t yv a l u e ，t h e r ew e r e9k e y o d o rc o m p o u n d si nt h ed o r s a lm e a to fc u l t u r e dg r a s sc a r p ，i n c l u d i n g3 - m e t h y l b u t a n a l ， h e x a n a l ，h e p t a n a l ，o c t a n a l ，n o n a n a l ，1 - h e x a n o l ，l h e p t a n o l ，1 - o c t e n - 3 - o l a n d d - l i m o n e n e p e n t a n a l ，1 - o c t a n o l ，3 - o c t a n o n ea n d6 - m e t h y l 一5 - h e p t e n 一2 一o n ea l s op l a y e d a ni m p o r t a n tr o l eo ft h em o d i f i c a t i o n so ft h eo d o r si nt h ed o r s a lm e a to fc u l t u r e dg r a s s c a r p 4 t h e r ew e r e8k e yo d o rc o m p o u n d si nt h eb e l l ym e a to fc u l t u r e dg r a s sc a r p ， i n c l u d i n gp e n t a n a l ，h e x a n a l ，o c t a n a l ，n o n a n a l ，1 - h e x a n o l ，1 - h e p t a n o l ，( e ) 一2 - o c t e n l 0 1 i i i 上海海洋大学硕士学位论文 a n dd - l i m o n e n e 5 t h e r ew e r e9k e yo d o rc o m p o u n d si nt h er e dm e a to fc u l t u r e dg r a s sc a r p ， i n c l u d i n gp e n t a n a l ，h e x a n a l ，h e p t a n a l ，o e t a n a l ，n o n a n a l ，1 - h e x a n o l ，1 - h e p t a n o l ， ( e ) 2 - o c t e n 一1 一o la n dd - l i m o n e n e 6 t h e r ew e r e9k e yo d o rc o m p o u n d si nt h ef i s hs k i no fc u l t u r e dg r a s sc a r p ， i n c l u d i n gh e x a n a l ，h e p t a n a l ，( z ) 一4 一h e p t e n a l ， o c t a n a l ，( e ) 一2 - o c t e n a l ，n o n a n a l ， ( e ) - 2 - n o n e n a l ，1 一h e p t a n o la n d1 - o c t e n 一3 一o l 。p e n t a n a l ，( e ) 一2 一h e x e n a l ，( z ) 2 一h e p t e n a l ， d e c a n a l ，1 - h e x a n o l ，( e ) 2 - o c t e n 一1 = 0 1 ， 3 - o c t a n o n ea n dd - l i m o n e n ea l s op l a y e da n i m p o r t a n tr o l eo f t h em o d i f i c a t i o n so ft h eo d o r si nt h ef i s hs k i no fc u l t u r e dg r a s sc a r p 7 a c c o r d i n gt ot h es u m m a r ya n dc o n c l u s i o no fk e yo d o rc o m p o u n d sf r o me a c h p a r to fg r a s sc a r p ，t h e r ew e r e7k e yo d o rc o m p o u n d si nc u l t u r e dg r a s sc a r p ，i n c l u d i n g h e x a n a l ，o c t a n a l ，n o n a n a l ，1 - h e x a n o l ，1 - h e p t a n o l ，1 - o c t e n 一3 - o la n dd l i m o n e n e p e n t a n a la n d ( e ) 2 一o c t e n - 1 - o la l s op l a y e da ni m p o r t a n tr o l eo ft h em o d i f i c a t i o n so ft h e o d o r si nc u l t u r e dg r a s sc a r p 8 1 1 1 eo d o r sf r o md i f f e r e n tp a r t so fg r a s sc a r pw e r ef i r s t l yi d e n t i f i e db ye l e c t r o n i c n o s e b ya n a l y s i so fp r i n c i p a lc o m p o n e n ta n a l y s i s ，t h er e g i o n so fe a c hp a r to fg r a s s c a r pw e r ed i f f e r e n t n er e s u l t ss h o w e dt h a te l e c t r o n i cn o s ec o u l dd i s c r i m i n a t ee a c hp a r t o fg r a s sc a r p n er e s u l t so fg c m ss h o w e dt h a tt h ek e yo d o rc o m p o u n d sa n do d o u r c h a r a c t e r i s t i co fe a c hp a r td i s p l a y e dam a r k e dd i f f e r e n c e a c c o r d i n gt oa n a l y s i sr e s u l t s ， t h er e s u l t so fe l e c t r o n i cn o s e sa n dg c m sd r e wa l m o s tt h es a m e 9 t h eo d o r so fg r a s sc a r pf e do ng r e e nf e e da n df o r m u l af e e di nt h es a m es e a s o n w e r ei d e n t i f i e db yg c m sr e s p e c t i v e l y b yo d o r so ff o r m u l af e e da sc o m p a r i s o n ，t h e o d o r so fg r a s sc a r pf e do ng r e e nf e e db e t w e e nf o r m u l af e e dd i s p l a y e dam a r k e d d i f f e r e n c e t h ek e yo d o rc o m p o u n dw h i c hh a sc h a r a c t e r i s t i co fg r a s ss m e l l sw a s f o u n d e di ng r a s sc a r pm e a tf e do ng r e e nf e e d ，t h er e s u l ts h o w e dt h a tt h i sk i n do fk e y o d o rc o m p o u n dw a sd i r e c t l yr e l a t e dt og r e e nf e e d m e t h a l l y lc y a n i d ew a si d e n t i f i e di n g r a s sc a r pf e do ng r a s sa n df o r m u l af e e d ，t h i ss h o w e dt h a tt h i sv o l a t i l ec o m p o u n di n b o t hg r a s sc a r p sw a sc o r r e s p o n d i n g 10 n l eo d o r so fg r a s sc a r pi ns p r i n ga n da u t u m nw e r ei d e n t i f i e db yg c m s r e s p e c t i v e l y f u r t h e r m o r e ，b yo d o r sf r o mw a t e ri nb o t hs e a s o n sa sc o m p a r i s o n , o n eo f k e yo d o rc o m p o u n d s ，r e l a t i v ec o n t e n to fh e x a n a li nb o t hg r a s sc a r pm e a t sa n ds e a s o n s s h o w e dd e g r e s s i v et e n d e n c ya n dc o r r e s p o n d i n gr e l a t i o n s h i p t h r e ek i n d so fv o l a t i l e c o m p o u n d s ，i n c l u d i n g1 , 2 - b e n z e n e d i c a r b o x y l i c a c i d b i s ( 2 - m e t h y l p r o p y l ) e s t e r , h y d r a z i n e c a r b o x a m i d e a n d 2 , 6 b i s ( 1 ，l - d i m e t h y l e t h y l ) 一4 一( 1 一o x o p r o p y l ) p h e n o l w e r e i d e n t i f i e di nb o t hg r a s sc a r pa n dw a t e ri na u t u m n n er e s u l ts h o w e dt h a tt h r e ek i n d so f v o l a t i l ec o m p o u n d si nw a t e rh a de f f e c to i lo d o r so fg r a s sc a r p 1 1 1 1 1 eo d o r so fd o m i n a n ts p e c i e so fa l g ai ns p r i n ga n da u t u m nw e r ei d e n t i f i e db y i v 上海海洋大学硕士学位论文 g c m s r e s p e c t i v e l y t h er e s u l t s s h o w e dt h a tr e l a t i v ec o n t e n to fh e x a n a li n s c e n e d e s m u sa b u n d a n sa n ds c e n e d e s m u so b l i q z 螂i ns p r i n gw e r eh i g h e r , a n dt h a ti n c h l o r e l l av u l g a r i sa n ds c e n e d e s m u sb 耖u g aw e r e1 0 w e r t l l i ss h o w e dt h a tt h et e n d e n c y o fr e l a t i v ec o n t e n to fh e x a n a li ng r a s sc a r pi nd i f f e r e n ts e a s o n sw a sc o r r e s p o n d i n g f u r t h e r m o r e ，e u c a l y p t o lw e r ei d e n t i f i e di nb o t hg r a s sc a r pa n dc h l o r e l l av u l g a r i si n a u t u m n t i l i sr e s u l ts h o w e dt h a tc h l o r e l l av u l g a sw a so n eo fa l g aw h i c hh a de f f e c to n t h i sk i n do fc o m p o u n di ng r a s sc a r p s c e n e d e s m u sm e y a n dc h l o r e l l ab 蜘c o u l dh a v e e f f e c to nv o l a t i l ec o m p o u n do fg r a s sc a r p ，a n dw i t ht h ec h a n g eo fs e a s o n , t h ee f f e c to f t h es a m es p e c i e so fa l g ao nv o l a t i l ec o m p o u n do fg r a s sc a r pa l s ow o u l dc h a n g e k e yw o r d s ：c u l t i v a t e dg r a s sc a r p ，s o l i dp h a s em i c r o e x t r a c t i o n ( s p m e ) ，g c m s ， e l e c t r o n i cn o s e ，f e e d ，w a t e re n v i r o n m e n t ，s e a s o n , p h y t o p l a n k t o n v 上海海洋大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位 论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除 文中已经明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集 体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我 对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：了婚争 日期：加i o 年j 月x f 日 上海海洋大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允 许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密 口 ，在年解密后适用本版权书。 不保密 学位论文作者签名：千畸 日期：弘f o 年1 月至日 指导教师签名! 羔撼 日期：加，蜱1 月爿日 上海海洋大学硕士学位论文 引言 对于食品风味的获得，一直以来不仅是人们生理上的对各种营养成分和卫生 质量的要求，也是各种心理因素的一种享受。虽然大多数风味物质为非营养性物 质，但能促进食欲，因此具有良好或独特风味的食品，会使人们在感官上得到真 正的愉快，并直接影响其对营养物的消化和吸收，同时能直接带来巨大的经济利 益。 鱼类等水产品是人体所需的蛋白质、氨基酸、脂肪等营养物质的重要来源， 是人们膳食的重要组成部分。在水产品的整体可接受性中，风味是十分重要的感 官特性。水产品独特的风味是其受消费者喜欢的重要原因之一，其香味物质又可 作为现代加工食品，特别是方便食品的重要原因之一，其香味物质又可作为现代 加工食品特别是方便食品的重要风味添加剂。 鱼类良好的风味不是单一物质作用的结果，而是多种不同组份在数量上微妙 平衡的结果。由于风味物质成分的复杂性以及含量甚微，所以尽管国内外学者对 水产品的风味物质作了多方面研究【1 , 2 , 3 】，可是真正对它的了解还是非常有限的。随 着科研手段和仪器的改进，尤其是气相色谱质谱联用、高效液相色谱等的出现， 以及高科技的产物“电子鼻的诞生，使得食品风味的研究得以迅速发展。 我国是渔业大国，淡水渔业资源丰富，品种多样。随着我国淡水鱼养殖业的不 断发展，我国的淡水鱼产量呈逐年上升趋势。如何充分而有效地开发利用淡水鱼 这一宝贵资源，已成为一项重大科研问题。淡水鱼作为宝贵的优良食物蛋白资源， 近年来在鱼糜加工原料的研制工作中，已取得了显著的进展，但由于淡水鱼生长 在池塘或湖泊中，不可避免地带有土腥味等缺剧4 1 ，这依旧是制约淡水鱼加工利用 的重要因素之一。因此，研究淡水鱼的风味物质具有十分重要的理论和实践意义， 特别是探明淡水鱼的特征性气味物质以及影响因素尤为关键。这不仅可以使人们 掌握淡水鱼风味成分的相关信息，而且还可以为淡水鱼深加工时去除和改善淡水 养殖鱼肉中的不良风味奠定坚实的理论基础，使我们能够充分有效地利用我国丰 富的淡水鱼资源。 国内在草鱼品质的研究方面主要是以凝胶方向为主的。在养殖方面，则主要 开展草鱼养殖及产量、疾病上的研究，对于养殖草鱼肉的气味研究却相对较少。 虽然近几年里，科研人员在水产品风味方面的研究已经取得了很大的进展，不仅 通过气质联用仪检测鉴定了水产品的气味物质，而且还在理解风味化合物生成的 生化机理方面，同样很大的进步，但一些影响水产品气味的重要化合物和特征性 l 上海海洋大学硕士学位论文 气味物质还尚未明确。 日本是渔业的生产和消费大国，其独特的生鱼片食用方法是建立在高度确保 原料鲜度的基础上，鱼肉的风味自然是人们首选的要素。由于日本人习惯食用海 水鱼，对海水鱼的风味物质组成的研究工作比较周全，而对淡水鱼风味物组成的 研究报导较少。欧美等国同样十分重视食品风味的研究，尤其在风味检测方法的 开发和风昧形成的机理上研究较多，但有关水产品特别是淡水鱼方面的研究报告 相对较少。 欧美等国研究结果表明，鱼肉的土腥味主要是因为生存环境( 水质) 中含有大量 的鱼腥藻、颤藻等蓝绿藻或放射菌，鱼体在生长过程中积累了这些藻类或细菌所 产生的带有土腥味的代谢废物，包括m i b ( 2 m e t h y l i s o b o m e o l ，2 甲基异冰片) 和 g e o s m i n ( t r a n s 1 ，1 0 d i m e t h y - t r a n s 9 d e c a l o l ，顺1 ，1 0 二甲基一顺9 萘烷醇) 。g e o s m i n 和m i b 在含量高时其味道闻起来像樟脑，而当浓度低时则像泥土味。p e r s s o n i s 报道， 颤藻造成了芬兰沿岸鲷鱼具有土腥味，并且这种土腥味的发生率及浓度明显与水 中蓝绿藻量成正相关。这些都说明养殖环境和条件对鱼肉的风味所产生的重要影 响。因此，对鱼肉与养殖环境和条件之间关系的研究也具有重要的实践意义。 本课题就是要通过顶空固相微萃取( h e a d s p a c e s o l i dp h a s em i c r o e x t r a e t i o n , h s s p m e ) 来提取淡水鱼体各部位的挥发性物质，利用气相色谱质谱联用( g c - m s ) 对风味物质进行定性分析，并结合嗅觉阈值对气味特征进行综合评价，初步探究 养殖草鱼体中的特征性气味物质及其气味贡献大小。此外，利用电子鼻检测技术 ( e l e c t r o n i cn o s e ，e n ) 检测分析淡水鱼体不同部位的气味差异，以探讨各部分气味对 鱼总体气味的作用。同时，并就养殖环境和饲料对养殖草鱼体气味的影响作了初 步的考察。 本论文所要解决的主要问题有： ( 1 ) 养殖草鱼肉主体气味物质的研究； ( 2 ) 养殖草鱼不同部位气味的差异分析； ( 3 ) 饲料对养殖草鱼肉气味影响的探究； ( 4 ) 水环境对养殖草鱼肉气味影响的探究。 2 上海海洋大学硕士学位论文 第一节鱼肌肉的种类 第一章绪论 鱼体的防御、避敌、摄食、生殖等一系列活动均依赖于肌肉的运动。肌肉系 统的基本单位是肌细胞，通常呈长条形，所以又称肌纤维。 从组织学的角度来看，脊椎动物的肌肉( m u s c l e ) 可以分为横纹肌( s t r i a t e dm u s c l e ) 和平滑肌( s m o o t hm u s c l e ) 。横纹肌又可以分为骨骼肌( s k e l e t a lm u s c l e ) 和心肌( c a r d i a c m u s c l e ) 。鱼类的骨骼肌可以再分为普通肌( o r d i n a r ym u s c l e ) 和暗色肌( d a r km u s c l e ) 。 普通肌及暗色肌各自相当于哺乳类的快速运动肌( f a s tm u s c l e ) 及慢速运动肌( s l o w m u s c l e ) 。 在水平隔膜上下方附近及在椎骨两侧存在有暗红色、脂肪含量高的暗色肌， 是鱼类特有的肌肉组织。 其暗红色调是由于存在有多量色素蛋白质的缘故【6 】，其发达程度与鱼的种类、 生活习性有密切关系。存在于侧线之下的表层暗色肌( s u p e r f i c i a ld a r km u s c l e ) 在沙 丁鱼、鲭等沿岸性的洄游鱼中比较发达【j 7 1 。图1 1 为日本鲭肌肉的结构。 图1 - 1 日本鲭肌肉的结构( 阴影部分表示暗色肌) f i g 1 - 1t h es t r u c t u r eo f t h em u s c l eo f m a c k e r e li nj a p a n ( t h ed a s ha r e a ss h o wt h ed a r km u s c l e ) 在金枪鱼、鲣等外洋性洄游鱼中，除表层暗色肌之外，真正的暗色肌( t r u ed a r k m u s c l e ) 也很发达。暗色肌能作持久收缩，不易疲劳。而主要构成大侧肌的体积最 大的白肌( 普通肌) ，其脂肪含量低，肌红蛋白含量少，故呈淡白色，其有力的收缩 能导致鱼体波浪式前进，但易疲劳，不能长久支持身体波状姿势，必须与暗色肌 3 上海海洋大学硕士学位论文 配合才能进行活动【蚋。 从发生学的角度来看，骨骼肌除少数的特殊例外，均来自于中胚叶性的肌节 ( m y o t o m e ) ，具有基本体节构造【9 1 。鱼类的体节肌，被脊椎骨长出的垂直隔膜( v e n i c a l l s e p t u m ) 分为左右两部分，再由水平隔膜( h o f i z o n m ls e p t u m ) 分为背侧和腹侧两部分。 背部肌肉又称为轴i - ：p a ( e p a x i a lm u s c l e ) ，腹部的称为轴下肌( h y p a x i a lm u s c l e ) 。 第二节鱼肉的气味 一般认为，鱼类的风味主要是由它们的嗅感香气和鲜味共同组成。嗅感香气是 由挥发性含香化合物构成，而鲜昧是由非挥发性的滋味活性物质构成【10 1 。鱼类也 常因鲜度、加工方法的不同而呈现出不同的嗅感。与非常新鲜的鱼联系在一起的 香气通常是柔和的、浅淡的并且令人感到愉快的】。这些香气一般被描述为各种 羰基化合物和醇类化合物提供的清香、类植物香和类蜜瓜香【12 】以及由溴苯酚作用 而产生海鱼中的类碘酊犁”】。 然而，鱼体非常容易腐败。由于在腐败过程中，新鲜鱼肉香味可能会被微生物 或自溶作用破坏，或可能存在新生成的化合物，掩蔽了鱼体原有的香气，使得鱼 体呈现出异常的气味。此外，加工及水环境因素对鱼肉气味同样有很大的影响。 2 1 新鲜鱼肉的气味 鲜鱼的香气因为品种不同而存在着相当大的差异，但大多数鱼具有一种共同的 甜香和类植物香的气味，该气味易鉴别， 是由于挥发性羰基化合物和醇类产生的， 质中的多不饱和脂肪酸衍生而来的14 1 。 并与新鲜的鱼相关联。鲜鱼的这种风味 这些化合物是由脂防氧合酶作用于鱼脂 与鲜鱼香味相关联的挥发性羰基化合物有：( e ) 2 - 戊烯醛、已醛、( e ) 2 已烯醛、 ( e ) 2 辛烯醛、( e ) 2 壬烯醛、( e ，z ) 2 ，6 壬二烯醛、l 。辛烯3 酮、2 ，3 一辛二烯- 1 一酮、 l ，5 辛二烯3 酮。醇类有：1 戊烯一3 醇、( z ) 3 已烯1 醇、1 辛烯3 醇、( e ) 2 - 辛烯一1 醇、l ，5 辛二烯3 醇、2 ，5 辛二烯1 醇、( e ) 2 壬烯1 醇、( z ) 6 壬烯1 醇、( z ) 3 壬烯1 醇、( e ，z ) 2 ，6 壬二烯1 - 醇、3 , 6 壬二烯1 醇。五碳化合物1 一戊烯3 醇在所 有的淡水鱼中都可发现，但它在鱼中的浓度和鉴别阈值低，在新捕捞到的鱼的特 征香气中不是重要的因素。六碳化合物已醛在刚刚捕捞的有鳍鱼中产生一种明显 的原生味、鲜香、类植物香和醛的特征香味，但在数分钟内就和八碳或九碳挥发 性物质的气味混合在一起。八个碳原子的挥发性醇和羰基化合物能产生特殊的类 似植物的新鲜香气。九个碳原子的化合物( e ) 2 壬烯醛、( e ，z 心，6 壬二烯醛和3 , 6 4 上海海洋大学硕士学位论文 壬二烯1 醇是新鲜鱼中类黄瓜香和类蜜瓜香的原因【1 5 , 1 6 , 1 7 。这些c 6 、c 8 、c 9 的羰 基化合物和醇类，认为是长链不饱和脂肪酸通过鱼体内酶促氧化反应途径产生的 d 2 o 总的来说，挥发性羰基化合物产生原生的、浓郁的香味，而挥发性醇则产生较 为柔和的气味【1 引。此外，由于羰基化合物的阈值较低，它们对新鲜鱼类的总体气 味所起的作用比其相应的醇要大。有人认为，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的微粒氧化 酶【1 9 , 2 0 1 和脊髓过氧化物酶1 2 1 , 2 2 与挥发性羰基化合物和醇的氢过氧化物的形成有关， 而这些挥发性物质产生了鲜鱼的风味。 2 2 环境产生的气味 在鱼体中出现的很多气味是有环境因素造成的。诸如发霉味、泥土味、土腥味 和霉烂味在野生【2 3 】或养殖【2 4 1 的鱼种群中都是普遍存在的，或是因环境因素而导致 的异昧。g e o s m i n ( e ) 1 ，1 0 二甲基e9 萘烷醇】和2 甲基异茨醇是造成霉昧和土腥 味的两种基本化学物质，其结构式如图1 2 所示。另两种被鉴别为2 亚甲基菠烷和 2 甲基2 菠烯的化合物，也被认为引起了猫鱼中的霉味，而这两种化合物是2 甲 基异茨醇的脱水产物【2 5 1 。 图1 - 2g e o s m i n ( a ) 与m i b ( b ) 的结构式 f i g i - 2t h es t r u c t u r eo fg e o s m i n ( a ) a n dm i b ( b ) 此外，鱼的气味也可能是因为环境污染物质而受到影响的。在l i l l d s a y 和h e i l 【2 6 j 所进行的一项研究中，从w i n s e o n s i n 河上游所捕捞的鱼具有一种明显的化学物质香、 石油香、类酚香和硫香的气味。他们鉴别出的一些烷基苯酚和1 鏖吩，被报告为造 成气味污染的最主要影响因素【2 6 j 。 第三节挥发性成分的提取方法 分离食品风味成分的方法很多，可根据原型食品的特性、要求( 如固态或液态) 及风味成分本身的性质( 如挥发性、极性等) 来确定，并没有一个固定的模式。通常 5 上海海洋大学硕士学位论文 可以从已有的文献中查找，或采用多种方法进行试验来选定最佳方法。分离提取 食品风味物质之前，首先必须选择具有代表性且品质最佳的天然原型食品，才能 获得目标物的风味( t a r g e tf l a v o r ) 。同时，许多食品原料只在其