（食品科学专业论文）虾风味的分析和虾风味基料的制备.pdf

摘要 摘要 太湖白虾和太湖河虾是无锡地区的特色水产，本文对它们的挥发性和非挥发性风味 成分进行了研究，并与深受人们欢迎的、风味浓郁的中国对虾进行比较。水产业的发展， 产生了大量虾的副产品，污染环境，虾副产品含有丰富的蛋白质，采用生物酶技术和 m a i l l a r d 增香技术，将其制备成虾的风味基料。 用同时蒸馏萃取的方法提取虾的挥发性风昧化合物，比较o v l 7 0 1 中等极性石英毛 细管柱、d b - 5 非极性石英毛细管柱和p e g 2 0 m 极性石英毛细管柱对提取物的分离效果， 实验结果表明o v l 7 0 1 中等极性石英毛细管柱分离出的风味化合物的种类和总量最多。 三种虾共鉴定出1 1 6 种风味物质，含硫和含氮化合物含量较高。这些挥发性化合物共同 作用赋予了虾独特的香味。对较少用于水产品的g c - m s 前处理方法固相微萃取法用于熟 虾挥发性风味成分的提取进行初探。 分析了非挥发性风味成分中的游离氨基酸和核苷类物质。三种虾的游离氨基酸中的 甘氨酸、精氨酸、丙氨酸、脯氨酸含量很高，牛磺酸的含量也较高。高含量的精氨酸、 甘氨酸和谷氨酸对滋味影响很大，并且对挥发性风味化合物的生成有重要贡献。测定了 肌酐、g m p 、i m p 和肌苷在三种虾肌肉中的含量，对鲜味贡献很大的i m p 含量很高。 采用生物酶法对虾副产品的滋味成分及风味前提物质进行提取，经单因素和正交优 化实验，得出风味蛋白酶+ a s 1 3 9 8 中性蛋白酶的组合最佳的作用条件是：初始p h 7 0 ， 水料比1 5 ：1 ，反应温度5 0 c ，同时加入2 a s 1 3 9 8 中性蛋白酶和4 的风味蛋白酶，反 应3 h ，此时水解度2 2 3 2 ，感官评定良好。酶解后呈甜昧的甘氨酸含量显著增加，酶解 液经浓缩后风味浓郁，可以作为一种调味品，挥发性风味成分中吡嗪类化合物含量很高。 为使酶解物进一步体现较好的风味，研究了m a i l l a r d 增香反应。经单因素实验，虾 副产品酶解物增香较佳条件为：葡萄糖：木糖为4 ：1 ，精氨酸：甘氨酸为1 ：1 ，经过单因 素试验确定了增香物的较佳操作条件为：温度1 1 0 、时间3 0 m i n 、p h = 7 。g c - m s 的 分析结果表明m a i l l a r d 反应得到产品的挥发性风味物质主要是吡嗪类化合物，贡献了坚 果和烤肉的香味。 关键词：挥发性风味成分 同时蒸馏萃取非挥发性风味成分酶解 m a i u a r d 反应 虾味香精 翌堕丕兰堡圭兰堡丝苎 a b s t r a c t p a l a e m o nm o d a s t u sh e l l e ra n dm a c r o b r ac h i u n m i p o n e n s ea r et h em o s tf a m o u s c r u s t a c e a nf o o di nw u x i 讹e i rf l a v o rc o m p o u n d sw e r es t u d i e da n dc o m p a r e dw i t ht h e p o p u l a rp e n a e u sc h i n e s i s s h r i m pw a s t ew a sg e n e r a t e df r o mt h ef i s h i n gi n d u s t r y 田他 a b u n d a n tw a s t em a y p o s ea l le n v i r o n m e n t a lp o l u f i o nd u et ot h ee a s eo fd e t e r i o r a t i o n b e c a u s e o fb e i n gr i c hi np r o t e i nt h ew a s t ec a r lb ee x t r a c t e du s e f u lc o m p o n e m sa n dp r e p a r e ds h r i m p f l a v o r i n gb a s et h r o u g he n z y m a t i ch y d r o l y s i sa n dm a i u a r dr e a c t i o nm e t h o d s t r a d i t i o n a ls i m u l t a n e o u sd i s t i l l a t i o ne x t r a c t i o nr s d e ) w a su s e dt oe x t r a c tt h ev o l a t i l e c o m p o u n d sf r o mm a c r o b r a c h i u mn i p p o n e n s e ，p e n a e u sc h i n e s i sa n dp a l a e m o nm o d e s m s h e u c r 0 v 1 7 0 1c a p i l l a r yc o l u m nw a sc h o s e nt os e p a r a t e 也ev o l a t i l ec o m p o u n d sa m o n gt h i n e c a p i u a r yc o l u m n sb e c a u s ei ts h o w e dt h eb e s tr e s u l t s at o t a lo f11 6v o l a t i l ef l a v o rc o m p o u n d s w e 他i s o l a t e da n di d e n t i f i e ds u c c e s s f u l l yb yg c - m s a l k y lp y r a z i n e sa n ds u l f u r - c o n t a i n i n g c o m p o u n d sw e r em o s t i nt h et h r e es a m p l e s n es o l i d - p h a s em i c r o c x u - a c t i o n ( s p m e ) e x u a c t i o nm e t h o dw a sa l s 0t r i e d t h ef r e ea m 劬a c i dc o m p o s i t i o n s a t p - r e l a t e dc o m p o u n d sa n dt o t a lc r c a t i n i n ec o n t e n t o ft h et h r e es a m p l e sw e r ei n v e s t i g a t e d 。mm o s ta b u n d a n ta m i n oa c i d sp r e s e n tw e r eg l y c i n e ， a r g i n i n e ，a l a n i n e ，p r o l i n ea n dt a u r i n e t h e s ef r e ea i n i n oa c i d sw e r ev e r yi m p o r t a n tt ot h et a s t e a n dc o n u i b u t e dal o tt ot h ev o l a t i l ef l a v o r m mg m p , i n o s i n ea n dc m a t i n i n em a ya c t i m p o r t a n t l ya n ds y n e r g i s t i c a l l yt ot h ed e s i r a b l et a s t eo fs h r i m p 1 1 1 eo p e r a t i o nc o n d i t i o no ft h ee n z y m a t i cc a t a l y s i su s i n gac o m b i n a t i o no fh a v o m z y m e a n da s 1 3 9 8w e r eo p t i m i z e db ys i n g l ef a c t o re x p e r i m e n ta n do r t h o g o n a lr e g r e s s i o n e x p e r i m e n t t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt l l eo p t i m u mc o n d i t i o n sw e r e ：t h er a t i oo ft h es a m p l et o w a t e r1 5 ：1 , r e a c t i o n t e m p e r a t u r e5 0 ，i n i t i a lp h7 0 ，r e a c t i o nt i m e3 ha n dn l ed o s eo f f l a v o u r z y m e4 a n da s 1 3 9 82 ( w w , e n z y m e p r o t e i n ) u n d e rs u c he x p e r i m e n t a l c o n d i t i o n s ，t h ed e g r e eo fh y d r o l y s i s ( d h 0w a s2 2 3 2 a n dg a v eag o o dt a s t e p y r a z i n e sw e r e t h em o s ti nt h ep r o d u c t t h em a i l l a r dr e a c t i o nw a s i n v e s f i g a t e df o rt h ee n z y m a t i ch y d r o l y s a t ei no r d e rt oi m p r o v e t h ea r o m ai n t e n s i t y t h eo p t i m u mc o n d i t i o n sf o rm em a i l l a r dr e a c t i o no p l i i n i z e db yt h es i n g l e f a c t o re x p e r i m e n t sw e r ea sf o l l o w s t h er a t i oo f g l u c o s ea n dx y l o s ew a s4 ：1 ，t h er a t i oo fw a s l ：1 t 1 l eb e g i n n i n gp ho ft h es y s t e mw a s7 0a n d3 0 m i na t1 1 0 劬1 em a i l l a r dp r o d u c tg a v e r o a s t e da n ds h r i m p - l i k ef l a v o r k e y w o r d s ：v o l a t i l ec o m p o u n d s n o n - v o l a t i l ec o m p o u n d s m a i l l a r dr e a c t i o n s h r i m pf l a v o r i n g ， 独创性声明 y9 6 7 8 7 8 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 躲主叩 日期：加6 年5 月2 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规 定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将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、 汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名：童终咚导师签名： 日期： 9 续厶rt 镑 第一章绪论 第一章绪论 1 1 虾的风昧 1 1 1 太湖白虾、太湖青虾和中国对虾 太湖是我国第三大淡水湖，水产品种众多，自古就有“太湖八百里，鱼虾捉不尽” 之说，在众多的湖鲜佳肴中，虾类因其产量高、味道鲜美，深受人们喜爱，其中太湖白 虾和太湖青虾最为著名，太湖白虾是“太湖三宝”之一，太湖青虾的产量则很高。 太湖白虾，学名秀丽白虾，p a l a e m o nm o d e s t u si t e u e r ，隶属于节肢动物门、甲壳纲、 十足目、长臂虾科、白虾属。与银鱼、白鱼合称“太湖三白”，是太湖主要的经济虾类 【”。据太湖备考记载“太湖白虾甲天下，熟时色仍洁白，大抵江湖出者大而白，溪 河出者小而色青”，其体色透明，晶莹如玉，故称水晶虾，略显棕色斑纹，头有须， 胸有爪，两眼突出，尾成叉形。太湖白虾壳薄、肉嫩、昧鲜，营养价值很高，含蛋白质、 脂肪以及钙、磷、铁等无机盐和维生素a 等营养物质，其蛋白含量高于一般鱼类，脂 肪低于一般鱼类，属高蛋白低脂肪的水产品，可烹制各种佳肴【2 】。用白虾挤虾仁，肉嫩， 出肉率高，加工成虾千，能久贮，食用方便，晒干去皮即成虾米，其副产品又是制作美 味虾子酱油的优质原料。白虾除了食用外还可入药，本草经集注就有记载，说它能 “托痘疮、下浮汁、壮肠道、内服托里解毒、强壮补精”。 太湖青虾，又称河虾，学名日本沼虾，m a c r o b r ac h i u m n i p o n e n s e ，隶属于节肢动物 门，甲壳纲，十足目，长臂虾科 3 1 。太湖青虾是我国本土重要的淡水虾类，广泛分布于 内陆的淡水湖泊、河流和池塘等水域，产于太湖的河虾，生物学及经济性状优良，外壳 透明光亮，澄青绿色或青白色，带有灰色的斑纹，肉质紧密而韧，甲壳厚而硬，肉质细 嫩。 对虾是中国重要的水产资源，中国对虾，p e n a e u sc h i n e s i s ，又名东方对虾、明虾， 隶属于节肢动物门，甲壳纲，十足目，对虾科。中国对虾是世界三大名虾之一，是中国 海的特有品种，为分布最广的对虾类，是我国主要的出口水产品，主要分布于黄、渤海 和朝鲜西部沿海。辽宁、河北、山东省及天津市沿海是对虾的重要产地，在近海养殖中 占有举足轻重的地位。体长大而侧扁，甲壳薄，光滑透明，雌体青蓝色，雄体呈棕黄色， 形态美、风味独特【4 】。 1 1 2 甲壳纲鱼肉的风味 风味被定义为嗅觉和味觉产生的信号的综合感觉【5 】。风味和芳香物质对于食品、化 妆品和医药工业非常重要。特别是在食品行业，风味是食品感官机能的最重要指标。食 品的风味包括香气和滋味两部分。 国内外很多化学工作者都通过实验证实，肉类香气的形成主要是肉类中的前体物质 ( 氨基酸、肽、核酸、糖类、类脂和维生素等) 经过一系列变化，产生的挥发性与非挥 发性成分再发生交互反应，形成最终的风味化合物【5 】o 甲壳纲动物如虾、蟹等含丰富的氨基酸、肽和蛋白质，近二十年来，从中提取得到 江南大学硕士学位论文 了六千多种醛、醇、酮、含硫、含氮的挥发性物质，用于食品香料的生产。甲壳纲鱼肉 的风 味感觉通常开始于其视觉评价，但它的主要成分包括挥发性化合物( 芳香) 和非挥发性 化合物( 味道) 。甲壳纲鱼肉的挥发性成分是风味质量最重要的决定因素。挥发物对风 味的贡献决定于它们的阈值和浓度。大多数新鲜的甲壳类鱼肉的风味可以被描述为甜 的、独特的似植物的、带有铁腥味的由弱到强的鱼的属性风味，这种新鲜的风昧是由链 长小于十个碳的不饱和醇和醛产生的1 6 】。重要的甲壳类鱼肉的挥发性成分可以分为几类 化合物，其中醇、醛、酮、呋喃、含氮化台物、含硫化合物、烃类化合物和酯类是最重 要的。h a uy i nc h 仰g 等f 惆s d e 方法提取、g c - m s 分析了冷冻和干扇贝的挥发性风味， 分离鉴定了1 5 7 种化合物，其中酮类3 1 种、醇类1 6 种、醛类2 2 种、芳环1 7 种、萘类9 种、 酚类7 种、含硫化合物1 1 种、萜烯类8 种、吡嗪吡啶类1 1 种、酯类6 种、烷烃类5 种、呋喃 4 种和酸类化合物2 种。p e r r i n es e n g e r - e m o n n o t 等嘲使用g c o ( 气相色谱嗅觉辨别法) 技术和g c m s 的分析方法鉴别了海螺的挥发性风味成分，分离鉴定出3 7 种化合物，1 0 种含硫化合物被认为对海螺的风味贡献很大。s l eg u e n g i 用g c o 和g c - m s 技术分析了 煮河蚌的风味成分，分离鉴定出8 5 种化合物，利用g c - o 技术发现仅有3 3 种化合物对风 味有贡献，认为二甲基二硫醚是海螺的特征性风味成分。 非挥发性成分是水溶性的、低相对分子质量化合物，它们是基本风味产生的因素。 最重要的非挥发性成分是游离氨基酸、核苷酸、无机盐和季铵碱，它们产生每种甲壳类 鱼肉的个体味道。5 核糖核苷酸、一磷酸腺苷( a m p ) 、一磷酸肌苷( m 伊) 、一磷酸鸟 苷( g m p ) 和谷氨酸钠结合产生食品的特征鲜味。鲜味物质广泛地分布于甲壳类鱼肉中， 如蟹、扇贝、虾，并且与其他物质如游离氨基酸和无机离子一起贡献于甲壳类鱼肉的味 道【s 】。 到目前为止，肌肉中萃取的含量较丰富化合物是肌酸( 肌氨酸) 和磷酸肌酸，约占 新鲜肌肉的o 5 ，肌酸和磷酸肌酸代谢的终产物是肌酸酐( 简称肌酐) 。肌酸本身没有 什么味道，肌酐在含量达到肉中天然浓度的两倍时具有明显的苦昧，把肌酸应用于肉味 提取物是因为它们能产生独特的口感1 1 0 1 。许多海产品含有二肽如肌肽、鹅肌肽和鲸肌肽， 对滋味有一定的贡献，鹅肌肽的独特作用还在于可以使日感后味悠长，精氨酸、赖氨酸 与组氨酸可以产生类似的效果n ”。煮肉中的一些挥发性化合物也具有味道特征。 1 1 3 虾风昧分析的研究现状 虾中含丰富的氨基酸、肽和蛋白质，风味独特。熟虾的香味挥发性成分主要是烷基 吡嗪和含硫化合物，烷基毗嗪是有脂质氧化产物参与m a f l l a r d 反应生成的。杂环含硫化 合物在各种肉类产品的香味中起重要作用，也是虾的重要挥发性成分。非挥发性成分是 水溶性的、低相对分子质量化合物，最重要的是游离氨基酸、核苷酸等。 在虾中分离了包括不饱和脂肪酮、含硫和含氮化合物在内的一百多种海产品风味化 合物。b a e k 和c a d w a l l a d e r 【1 2 】用香味提取稀释方法( a e d a ) 报道了2 3 种虾、蟹甲壳纲 动物的重要风味化合物。w a r i n d av e j a p h a n t l 3 1 用动态顶空、6 虻、带闻香装置的质谱技 2 第一章绪论 术鉴别煮红尾沼泽小龙虾肉的挥发性风味成分，鉴定出7 0 种物质，许多化合物呈青草 味、木头味、黄油味和金属味，但一些肉香、坚果香的化合物并没有鉴定出来。k i k u e k u b o t a 1 4 1 等用s d e 提取方法，采用g c 和g c - m s 研究了煮南极磷虾肉中的含硫化合物， 确定七种含硫化合物和四种既含氮又含硫的化合物对风味的贡献很大，其中2 , 4 ，6 三甲 基二氢1 ，3 , 5 二噻嗪含量最高。s u n gh ec h o l 1 5 分析了虾发酵产品的挥发性风味，鉴定 出4 8 种挥发性风味物质，其中含氮化合物1 5 种，含硫化合物1 1 种，还有少量的醛酮 类化合物。h a r u m is h r u m a y a 等【1 6 】用二氯甲烷提取和液态二氧化碳萃取的方法提取烤虾 的挥发性风味成分，g c - m s 分离鉴定了7 7 种化合物，其中包括大量的烷基毗嗪、酮类 和含硫化合物。k a em o r i t a 1 7 】通过感官评定熟虾肉、熟虾副产品和熟整虾的风味，结果 发现虾肉和整虾“甜的”、“熟的鱼风味”、“烤虾风味”、“煮虾风味”的分值都较高，而虾 副产品的分值都最低，并认为感官评定和g c m s 是分析风味的有效手段。 虾副产品( 头、壳、尾) 尤其是内脏和头部能产生大量的挥发性风味化合物。s y l v a i n m a n d e v i l l e t l 8 】用g c - m s 分析了虾副产品的风味成分，分离鉴定出4 4 种化合物，包括脂 肪酸酯、长链的醇类、醛和杂环化合物，它们贡献了坚果香、水果香、花香和肉香。 u r a i w a nt a n c h o t i k u l 19 】用动态顶空和g c - m s 的方法分析了龙虾副产品和胰脏中的挥发 性风味成分，一共鉴别出1 1 7 种挥发性风味化合物，呈好的坚果香、青草香、甜的水果 香。y o n g - j u nc h a l 2 0 1 分析了1 0 0 和8 5 两个温度下加热小龙虾副产品的挥发性风味成 分，分别鉴定得到7 8 种和5 0 种挥发性化合物，主要是含硫含氮化合物以及醛、酮类， 8 5 时醛、酮类比1 0 0 得到的分别高1 5 和1 4 倍，而1 0 0 得到的含氮化合物的含量 高2 3 倍。 国内对虾挥发性风味的报道相对较少，研究虾的种类也很单一。薛长湖和陈修白【2 1 】 对养殖对虾肌肉的主要挥发性物质进行了分析研究，g c - m s 分析结果中，含量较高的 化合物是乙醛和噻唑。薛长湖【2 2 】用氯仿、甲醇、丙酮、乙醇、水等提取了养殖对虾和海 捕对虾肌肉中的挥发性化合物，鉴定出烷基吡嗪类，噻唑类、吡啶、噻吩和一些不饱和 脂肪酸和醛，并通过感官分析评价了添加不同成分后对虾香味模拟体系的风味，推断甘 氨酸、丙氨酸、精氨酸、半胱氨酸、糖类以及水溶性蛋白质是虾风味的重要前体物质。 非挥发性成分不仅对滋味有影响，有的还是挥发性风味成分的前体。s m a n d c c i l l e l 2 3 】 等利用高效液相( 卸? l c ) 分别对煮熟前后虾副产品中的游离氨基酸和糖进行了分析，1 7 种氨基酸中脯氨酸的含量最高，糖类有核糖、木糖、果糖、甘露糖、葡萄糖、葡( 萄) 糖 胺和半乳糖胺，其中核糖的含量最高，加热后一些氨基酸如甘氨酸和赖氨酸含量增加， 另外些氨基酸如天冬氨酸和谷氨酸含量减少，推测这和蛋白质的热降解和m a i l l a r d 反 应有关。m i n - s o o h e u 等 2 q 分析了北部红虾( p a n d a l u s b o r c a l i s ) 肉和副产品的营养成分。 氨基酸的含量较高，主要是苏氨酸、脯氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸和精 氨酸，同时分析了a t p 相关化合物和肌酐的含量，认为氨基酸和核苷类化合物影响虾 的滋味。m i s a b e lc a m b e r o 等【2 5 】研究了加热条件对风味物质和虾汤组成的影响，认为 8 5 c 、0 5 的n a c i 溶液、虾和水质量比1 ：2 、3 0 r a i n 的条件下得到的虾汤风味最好， 江南大学硕士学位论文 对汤中的糖类( 葡萄糖、果糖和核糖) 、脂肪含量、游离氨基酸、三磷酸腺苷( 如呼) 代谢产物( i m p 、g m p 和肌苷含量较高) 进行了分析测定，认为游离氨基酸和a t p 代 谢产物对滋味影响很大。 薛长湖瞄i 对中国对虾肌肉提取物在加热过程中的成分变化进行了研究，鲜味增效剂 i m p 加热过程中变化显著，认为甘氨酸、精氨酸、丙氨酸、谷氨酸和甜菜碱可能参与了 特征性风味的形成。 1 1 4 风昧的提取和分析 食品中挥发性风味成分的分析十分复杂，样品的预处理方法对风味物质分析的结果 影响很大，从食品中提取出挥发性风味成分的样品制备方法可以分为两大类，根据化合 物的溶解性或根据化合物的挥发性【2 6 】。通常分析肉制品风味和芳香类物质的样品制备方 法有顶空分析法( h e a ds p a c e ，简称h s ) 、吹扫捕集法( p u r g ea n dt r a p ，简称p t ) 、液 液萃取法( l i q u i d - l i q u i de x t r a c t i o n ) 、固相萃取法( s o l i dp h a s ee x t r a c t i o n ) 、超临界流 体萃取( s u p e r c r i t i c a lh u i de x t r a c t i o n ，简称s f e ) 、同时蒸馏萃取法( s i m u l t a n e o u s d i s t i l l a t i o ne x t r a c t i o n ，简称s d e ) 和固相微萃取法( s o l i d - p h a s em i c r o c x 啦c t i o n ，简称 s 珊膻) 等。 同时蒸馏萃取法( s d e ) 自1 9 6 4 年发明以来，使用非常广泛，用于香精、香料的 风味分析和污染物的样品预处理中，它一步就可完成分离和提取，简化了操作，减少了 溶剂的用量。虽然它存在溶剂污染和花费大的缺点，但随着对它不断改进，局限性逐渐 减少。1 9 8 1 年g o d e f x - o o t 等将普通的s d e 装置改进为微一s d e ，可以直接将样品浓缩至 l m l ，省去将提取物浓缩的步骤，真空同时蒸馏萃取装置( v - s d e ) 的发明减少了常压 同时蒸馏萃取装置( a s d e ) 体系产生人为风味物质的缺点，v - s d e 常用于天然风味物 的提取分离【拍】。与p & t - h s 、静态和动态顶空比较表明a s d e 对胡椒粉的挥发性风味 的提取效率最高；对含有表面活性剂的化妆品的香味物质的分离，a s d e 比蒸汽蒸馏 方法提取的不同极性的化合物更多，且对极性较强的化合物效率更高。a s d e 提取时 样品在沸水中蒸煮，模拟了实际生活中炖煮食品的过程，在热处理的同时提取分离挥发 性风味物质。删。 1 9 9 0 年加拿大的a r h t u r h e 和p a w l i s z y n 首创的固相微萃取方法( s p m e ) ，是近年来国 际上兴起的一种样品前处理新技术，它利用一根熔融石英纤维丝或涂有一层具有选择性 固相或液相聚合薄膜的石英萃取头从待分析基质中萃取被分析物，然后插入气相色谱仪 的进样器中热解吸后分析检测。它无需有机溶剂、简单方便、测试快、费用低，集采样、 萃取、浓缩、进样于一体，使样品处理技术及分析操作简便省时，在食品研究中应用越 来越广。h i r o y u k ik a t a o k a 2 s 对s p m e 在食品中的分析进行了很好的综述。m a r i ah a g i a n e u i 【2 列比较了两种不同的萃取头在分析西班牙干腌火腿方面的优劣，发现 c a r p d m s 在吸附低分子量的化合物方面较具优势，而d v b c a 尉p d m s 在吸附中高分 子量的化合物方面有优势。j i b a oc a i 3 0 在比较t s p m e 和s d e 方法分析芥末酱的风味， 结果显示s p m e 方法灵敏度较高，s d e 方法重现性较好。d a m i a nc o n r a df l , a i 螨 3 1 用 4 第一章绪论 s p m e 的萃取方法结合g c - m s 、g c - 0 分析了奶酪的风味，鉴定出大量的烷基吡嗪化合 物。另外还有分析干腌火腿挥发性风味成分、牛肉中的挥发性含硫化合物、模拟牛肉香 精、啤酒和咖啡等物质的挥发性风味成分方面的报道1 3 2 硼。国内方面的研究有测定珠江 河口中的p c b s 灵敏度高、土壤中的扑草净、饮用水中的氯酚等表明其适合痕量有机物 的萃取分离 3 6 - 3 7 i ；采用s p m e 提取分离砂仁、苹果酒、牛肉香精、酱牛肉、金华火腿、 烟用香精等物质的风味成分，得到了较好的分析结果，适合挥发性风味成分的提取，但 s p m e 方法准确定置方面有缺陷3 8 - 4 0 。水产品方面，a h a y m a n 等 4 】用s p m e 的萃取方法 测定储藏2 0 天后生鱼中挥发性胺的含量以评判其新鲜度，陈俊卿等【4 2 】分析了新鲜白鲢鱼 的挥发性风味成分，检定出以羰基化合物和醇类为主的2 0 种成分，相对含量比较多的有 1 辛烯3 醇、2 ，5 辛二酮、2 ，4 己二烯醇、2 一壬烯醇。但对热处理后的水产品风味的 分析还未见报道。 气相色谱- 质谱联用技术( g c - m s ) 是风味物质研究的一个突破，由此开始了多重 挥发组分的检测。c 圯- m s 技术在风味分析领域占据着统治地位，近年来科学家们为c - c 的改进和替代、以及m s 的改进和替代作了不少尝试。在鉴别风味化合物前可替代g c 作为分离手段的有超临界流体色谱( s f c ) 【4 3 1 、毛细管电泳( c e ) 】和m s - m s 联用中 的质谱【4 5 1 。对于风味分析的常规电子轰击( e i ) m s 的主要改进是：高分辨率质谱、选 择离子监测质谱、化学电离质谱和负离子化学电离质谱，分离之后能够取代m s 作为鉴 别手段的可能只有傅立叶变换红外光谱闱，但其灵敏度低，缺乏足够而广泛的气相瓜 谱图数据，应用受到了限制。似乎没有一种能够替代传统的以g c - m s 为基础的分析肉 类食品风味的方法，并证明比它更优越。 从气相色谱分析原理可知，凡复杂组分的分析，应首先考虑选择什么固定相才能实 现样品的分离。选择固定相的问题，是分离成功与否的关键，人们在选择固定相时对其 有以下要求：有适当的溶解能力、选择性好、蒸汽压低、热稳定性好、化学稳定性好， 一般固定相都是高沸点有机化合物即】。通常将用于色谱分离的固定相分为非极性固定 相，中等极性固定相，强极性固定相。固定相的选择是一个十分复杂的问题，要考虑分 离组分和固定相分子之间的相互作用力( 包括：色散力、导力、静电力、氢键作用力) 被分离组分和固定相分子之间相互作用力的大小，目前还没有适当的理论给与概括和计 算，所以在实际工作中，固定相的选择主要依赖于实践。 挥发性风味成分的定量分析方法有面积归一法、内标法、外标法。归一法要求各成 分能流出色谱柱，并在色谱图上显示出色谱峰时方可进行定量计算，但由于组分的响应 因予不同，无法得到准确的定量结果；外标法也称标准曲线法，这种方法受到分析条件 的限制，对操作者的分析技术水平要求较高，目前常用的是内标法，该方法将一定量的 标准纯物作为被标加到样品中，同时测定内标物和各成分的峰面积和相对相应值，计算 出个组分在样品中的含量，因此可以消除实验操作中的误差，克服归一法的缺点，检测 结果也较归一法准确，然而，同一监测器对不同物质具有不同的相应值，两个等量的不 同物质出峰面积往往不相等，由于缺少标样，到目前为止，各种成分对特定监测器的相 江南大学硕士学位论文 对校正因子都没有报道，故还不能以此计算绝对【4 8 】。 高效液相色谱( h p l c ) 适用于分析不挥发、低挥发性、强极性风味成分的分析， 如氨基酸和核苷酸。 1 2 虾风昧料 1 。2 。1 虾副产品的利用 我国是渔业生产大国，虾类、贝类资源丰富，近年来，随着我国水产养殖业和海洋 捕捞业的迅速发展，虾产量不断增加。虾加工品已成为出口创汇及内销的主要水产品之 一。目前，大部分虾均以冷冻虾仁盼形式出口，产生了大量以虾头、虾皮和虾尾为主的 副产品，这些副产品仅用于生产饲料或直接废弃，利用价值极低，大量废弃导致环境污 染。虾副产品中含大量的蛋白质、磷脂质、虾青素和多种矿物质，具有很高的利用价值。 水产蛋白不仅是高营养的蛋白质来源，也是功能园子( 短肽) 和调味料的重要来源。薛 长湖1 2 6 1 发现中国对虾t c a ( - - 氯醋酸) 法制备的提取液经盐酸水解后，游离氨基酸增 加了一倍，推测虾提取物中含有一定量的多肽，其中可能有a s p - o l u 、g l u - g l u 、g l u g l u - s e r 这样的短肽存在。 如何科学、合理的充分的利用这部分资源，国内外都作了不同程度的探索，除生产 虾酱和甲壳质外，美国利用对虾废弃物回收蛋白质，提取虾青素等类胡萝h 素，生产虾 粉，虾头液体饲料，调味海产品和模拟虾风味物质。日本把虾粉用作鱼类饲料，作体表 润色剂，研究分离虾风味物质，并将其作为食品添加剂赋予食品虾昧特征，在我国，虾 副产品也取得了一定进展，研究生产了甲壳素、虾青素、虾酱、虾脑油和虾黄粉等嗍。 1 2 , 2 海鲜风味料 。 海鲜香味料的生产，在我国的兴起只是在近几年之内，根据其形态来分类主要包括： 液体、粉末固体、浆状和膏状，按其产品性质来分类主要有合成和天然两种【卯】。目前市 面上所见的海鲜香精多采用人工调配而成，其产品的主要特征香气单一，缺乏天然逼真 感，且通常不耐高温，海鲜香味料生产技术目前国内缺少成熟的研究成果和产业化技术， 因此研究开发海鲜香味料的制备技术具有广泛的应用前景和市场价值。 1 2 3 调味料的生产现状 目前工业上主要应用两种新技术生产调料风味：一种是生物酶解技术；一种是热反 应技术。 生物酶解技术是利用酶的催化分解作用，将大分子的蛋自质在一定程度上切割成小 分子的肽类和氨基酸，酶在温和的条件下有特异的作用和功能，避免了使用极端的p 8 和温度，蛋白水解酶通常会给蛋白质带来功能性质上的有利变化，对水溶性物质的回收 和风味的形成中作用很大，使它们更易添加到食品中以提高食品的营养价值，而且生物 方法通常更易获得好的风味。用酶解技术获得的水解动物蛋白含有大量的游离氨基酸， 可以用于调味品的增香，提高鲜度，增加风味料的浓度。 在海产品的应用研究方面，使用蛋白酶使鱼肉蛋白的溶解性增大，也有很多学者将 具有蛋白酶活力的酶添加到鱼的碎料中以提取海产品的风味物质，获得较高的经济效益 第一章绪论 f 5 1 1 。a s b j o r nc _ f i l d b e r g 5 2 】综述了海产品的副产品得酶法加工，主要介绍了对鱼类副产品 的加工处理。b k s i m p s o n 等f 5 3 】用胰凝乳蛋白酶和胰蛋自酶水解新鲜的和冷冻的虾肉， 得到得水解物中含有高含量的甘氨酸、脯氨酸和精氨酸，研究了产物的组成对品质的影 响。h y u n g h b a c k 等跚用一种外切肽酶f l a v o u r z y m c 水解螃蟹的副产品，成功解决了 以往酶制剂用于提取海产品风味物质时因为水解不彻底而产生苦味的问题。k r i s t i n s s o n h g 掣5 5 】用碱性蛋白酶和内脏丝蛋白酶研究了大西洋鲑鱼肌肉蛋白的水解动力学，研究 发现，所选定的蛋白酶( f l a v o u r z y m e l o o o l 、a l c a l a s e 2 4 l 、c o r o l a s e p n - l 和c o r o l a s e t 0 8 9 ) 中，a 1 c a 2 鼬e 2 4 的活力最高，经济性最强。i - i 1 , b a c k 5 6 1 比较了龙虾废弃物用 o p t i m a s c a p l - 4 4 0 碱性蛋白酶水解和不用蛋白酶水解风味成分的差异，发现酶解后的风 味物质增多，一些主要的吡嗪，硫化物等风味物质含量明显增多，但脂降解的产物减少。 朱志伟等唧用内源蛋白酶、f l a v o u r z y m c 和a l c a l a s e 2 4 l 酶解虾头，较大程度的提高了 产物中游离氨基酸的含量。汤丹剑【58 】用虾头作为原料，采用a s l 3 9 8 中性蛋白酶生产虾 味调味品，刘树割5 9 】选用小型毛虾经蛋白酶水解，制备低盐虾酱。孙俊华【6 0 等选用虾 头，采用酶法制备虾味酱油。 用酶解方法生产的调味品有较好的滋味，但香味较弱。利用热反应技术，将氨基酸、 多肽等与糖类进行m a i l l a r d 反应，可以生成吡嗪、噻唑、呋喃、毗咯和含硫化合物等各 类香气成分，提高调味料的风味。 。 将两个或两个以上的前体物质在有控制的条件下加热处理而制得得香精称为热加 工香精，为了使制得的香精更加完美，也可以在反应后添加其他的香料。这种热加工香 精广泛应用于食品工业约有4 0 年的历史。国际食品香料香精工业组织( i o f d 将“热加工 香精”定义为：通过加热食品原料或允许在食品或加工香料中使用的食品组分而制得的 具有其风味特征的产品【o l 】。 热加工肉类香精的风味形成机理主要包括m a i l l a r d 反应、脂类物质的氧化降解、 m a i l l a r d 反应产物与脂质的相互作用及硫氨素的降解等。由于在反应过程中m a i l l a r d 反 应的重要性非常显著，因此也常称其为m a i l l a r d 增香过程。影响m a i l l a r d 反应风味物质 的形成的因素很多，可以分为两类：一是糖与氨基酸的种类特性，其中包括反应p h ， 对反应中挥发性物质的形成及最终产品的风味有很大的影响。二是反应温度、时间及体 系的水分活度，主要影响反应的动力学，而对所形成的挥发性物质的特征基本上没有影 响。 m a i l l a r d 反应一直是食品化学、食品工艺学、营养学、香料化学等领域的研究热点。 关于m a i l l a r d 反应的机理、控制方法、对食品营养价值的影响等的综述文章很多，但因 为食品的组分复杂，要完全弄清m a i u a r d 反应的机理，还很困难。近三十年来，一些微 量和超微量分析技术应用于食品化学领域的研究之中，如气相色谱、高压液相色谱、毛 细管电泳、核磁共振谱、质谱以及气相色谱一质谱联用、气相色谱一红外光谱联用等，使 m a i l l a r d 反应化学的研究得到了极大发展【以】，食品化学家近年来将动力学模型引入对 m a i l l a r d 反应的研究。国内外已有大量利用m a i l l a r d 反应制备肉类香精的研究【6 3 1 。 江南大学硕士学位论文 1 3 立题背景和意义 分离鉴定出对肉类风味具有特异性的关键化合物很重要，它不仅对了解其化学组成 有着重要的意义，而且对模拟食品的风味有着重大的实践意义，除此之外，通过对食品 风味成分的分析，可以对食品的风味化学进行研究，并用先进的分析手段，对食品加工 过程进行质量控制，还可以进行肉质的熟成评价及腐败变质程度的评价，此外，风味分 析还可以对食品包装及储运等研究提供辅证，因此，对食品风味的研究在理论上和实际 中都有重要意义。 太湖自虾和太湖青虾是无锡地区的特色水产，产量丰富，目前关于它们的风昧尤其 是挥发性风味的报道还很少，对它们的风味进行研究，并和受人们普遍欢迎的风昧浓郁 的中国对虾进行比较，可对它们的风味特征有更深层次的了解。分析虾的风味成分，对 虾风味料的制备也具有指导意义。 随着水产业的发展，产生了大量虾的副产品，污染环境，合理的利用水产品加工中 产生的副产品和废弃物，是水产品加工业急待解决的问题。利用虾的副产品生产水解动 物蛋白和风味料具有十分重要的社会意义和可观的经济效益。目前牛肉香精、鸡肉香精 的生产已经较为成熟，海鲜类风味料中鱼味香精的研究较多，关于虾风味料的研究还较 少，因此开展对虾味香精的研究，有很大的实际意义和广阔的市场前景。 1 4 本论文主要研究内容 1 对太湖白虾、太湖青虾的挥发性和非挥发性风味进行分析，并与中国对虾的风味 进行比较。g c m s 分析的前处理方法除使用s d e 方法外，对较少用于水产品的s p m e 方法进行初探。 2 生物酶解法酶解虾副产品的蛋白质，提取非挥发性风味前体物质及滋味成分，增 强虾风味。选用合适的蛋白酶酶解虾副产品，优化酶解工艺。 3 m a i l l a r d 增香技术的研究。在酶解的基础上加入氨基酸和糖，利用m a i u a r d 反应 进一步增强风味，制备虾风味基料。 8 第二章兰种虾挥发性风味成分的分析 第二章三种虾挥发性风味成分的分析 2 1 前言 挥发性成分是甲壳类鱼肉风味质量的重要因素，它们对风味的贡献取决于其阈值和 浓度。新鲜虾具有甜的、独特的似植物的、带有铁腥味的鱼风味，这种新鲜的风味芳香 是由链长小于十个碳原子的不饱和醇和醛产生的。虾经烹制后产生独特的香味，烷基吡 嗪和含硫化合物是熟的甲壳纲鱼香味的重要贡献因素网。 挥发性风味物质的提取对分析结果影响很大。同时蒸馏萃取法( s d e ) 自发明以来， 使用非常广泛，虽然它存在溶剂污染和花费大的缺点，但是它在萃取时，对样品进行了 加热处理，模拟了烹煮的过程，非常适合对煮虾挥发性风味的提取。虾及其副产品( 尤 其是虾头和内脏) 加热后产生挥发性风味成分，结合我国的饮食习惯，采用s d e 方法 提取整虾的挥发性风味成分。固相微萃取( s p m e ) 作为一种较新的前处理新技术，具 有无需有机溶剂、简单方便、测试快的优点，但在水产品挥发性风昧分析中应用较少。 本章采用s d e 在加热煮虾的同时，蒸馏萃取熟虾中的挥发性风味成分，用g c - m s 分析检测，比较弱极性的d b - 5 石英毛绷管柱、中等极性的o v l 7 0 1 石英毛细管柱、极 性的p e g 2 0 m 石英毛细管柱三种色谱柱对提取的虾挥发性风味成分的分离效果，采用 内标法对风味成分进行定量，加入的内标是2 , 4 ，6 一三甲基吡啶，分析比较了太湖白虾、 太湖青虾及中国对虾挥发性风味成分，并对s p m e 用于萃取煮虾的挥发性风味成分进行 了初探。 2 2 材料与方法 2 2 1 实验材料 新鲜的太湖青虾、太湖白虾 购于无锡市青山市场 冷冻的中国