傅潤澤，沈 建，王錫昌，劉俊榮，樊 文，徐文其（.中國水產(chǎn)科學研究院漁業(yè)機械儀器研究所，上海 0009；.上海海洋大學食品學院，上海 006；.大連海洋大學食品科學與工程學院，遼寧 大連 60）

GC-MS鑒別保活流通過程中蝦夷扇貝氣味特征變化

傅潤澤1,2，沈 建1，王錫昌2，劉俊榮3，樊 文1,2，徐文其1
（1.中國水產(chǎn)科學研究院漁業(yè)機械儀器研究所，上海 200092；2.上海海洋大學食品學院，上海 201306；3.大連海洋大學食品科學與工程學院，遼寧 大連 116023）

在實驗室模擬蝦夷扇貝?；盍魍ㄟ^程，采用氣相色譜-質(zhì)譜定量分析不同流通時間和階段的活品蝦夷扇貝揮發(fā)性成分，利用主成分分析和判別分析鑒別?；盍魍ㄟ^程蝦夷扇貝氣味特征的變化。結(jié)果表明：在整個流通鏈中共分析出生鮮蝦夷扇貝的57 種揮發(fā)性成分，可分為7 類，分別是含硫化合物、烷烴類、含氮化合物、雜環(huán)化合物、芳香族、醇類以及醛類，對每類化合物相對含量進行分析，發(fā)現(xiàn)含硫化合物、含氮化合物以及醛類的相對含量可以作為反映生鮮扇貝生理狀態(tài)的參考；進一步做主成分分析，?；盍魍ㄟ^程中8 個時間節(jié)點的樣品可分為4 個階段，其中第0天為階段A、第1、2、3天為階段B，第4、5、6天為階段C，第7天為階段D；通過判別分析得出，己烷、三氯甲烷、環(huán)己烯以及癸醛這4 種揮發(fā)性化合物是評判蝦夷扇貝流通鏈不同階段的最主要因素。

蝦夷扇貝；化學計量學；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用；揮發(fā)性成分

據(jù)《中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒2014》統(tǒng)計，2013年我國海水貝類養(yǎng)殖產(chǎn)量就達到了1 282萬 t，其中扇貝產(chǎn)量為161萬 t[1]。蝦夷扇貝（Patinopecten yesoensis）是扇貝產(chǎn)業(yè)中重要的海洋經(jīng)濟養(yǎng)殖貝類品種，20世紀80年代初由日本引入中國，與海灣扇貝和櫛孔扇貝相比，其個體較大，味道鮮美，具有很高的經(jīng)濟價值，特別是隨著底播蝦夷扇貝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展使其經(jīng)濟價值進一步提高[2-4]。

目前，我國活品蝦夷扇貝供應(yīng)鏈存在的突出問題是，隨著流通時間的延長活品蝦夷扇貝品質(zhì)不斷下降，表現(xiàn)在其風味品質(zhì)的下降[5-6]。在實際生產(chǎn)中，判定活品蝦夷扇貝品質(zhì)的指標主要是縮邊率和死亡率，國內(nèi)外目前鮮見判定活品蝦夷扇貝等級方面的標準和報道。氣味檢測具有方便、快捷、靈敏、安全等特點[7-9]，而鮮活蝦夷扇貝具有扇貝特有的海鮮氣味，且在?；盍魍ㄟ^程中隨著時間的延長、環(huán)境條件的變化其揮發(fā)性氣味成分也發(fā)生相應(yīng)變化[10]。本研究以氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）聯(lián)用法，結(jié)合化學計量學，分析?；盍魍ㄟ^程中蝦夷扇貝氣味特征的變化，以期建立一種鑒別?；盍魍ㄟ^程蝦夷扇貝品質(zhì)狀態(tài)的方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

遼寧省大連長海縣獐子島海域底播養(yǎng)殖三齡蝦夷扇貝，采捕實驗時間11月。

MonoTrap RCC18固相萃取整體捕集劑（以下簡稱MTRCC18）（2.9 mm×5 mm，1 mm） 日本GL Sciences公司；7860A-5975C GC-MS聯(lián)用儀 美國Agilent公司。

1.2 方法

1.2.1 蝦夷扇貝?；盍魍ㄟ^程的實驗室模擬

圖1 蝦夷扇貝?；盍魍ㄟ^程的實驗室模擬圖Fig.1 Workflow of the laboratory simulation of live transportation of Yesso scallop

如圖1所示，獐子島海域底播蝦夷扇貝捕撈到岸后運抵實驗室（0 d）。

模擬凈化工藝參數(shù)：水箱尺寸（38 cm×49 cm× 38 cm），每個水箱放入蝦夷扇貝60 只，采用連續(xù)充氣系統(tǒng)，每12 h換水一次，水溫控制在6～9 ℃，溶氧5～9 mg/L，pH 8.0，鹽度28?～32?，持續(xù)3 d（第1、2、3天）。確保各組間體質(zhì)量差異不顯著，各水族箱中若出現(xiàn)蝦夷扇貝死亡則立即撈出。

模擬干露運輸工藝參數(shù)：保溫箱尺寸（34 cm× 42 cm×34 cm），每個水箱放入8 kg，同時放入2 kg的碎冰，溫度維持在2～4 ℃，持續(xù)3 d（第4、5、6天）。

模擬運輸終端工藝參數(shù)：室溫干露放置（7～11 ℃）持續(xù)1 d（第7天）。

1.2.2 活品蝦夷扇貝揮發(fā)性氣味成分分析

1.2.2.1 萃取方法

稱取蝦夷扇貝貝柱碎肉樣品（4.00±0.01）g后裝于20 mL頂空瓶內(nèi)。在頂空瓶內(nèi)注入50 μL稀釋105倍內(nèi)標物2,4,6-三甲基吡啶。將2 個MTRCC18用固定裝置相連后，放入頂空瓶中，使MTRCC18始終位于樣品上方。將頂空瓶置于70 ℃水浴中50 min，使MTRCC18對蝦夷扇貝中揮發(fā)性成分萃取完全。待萃取完畢后，將全部MTRCC18轉(zhuǎn)移至熱脫附器（thermal desorption unit，TDU）中進行熱脫附[11-12]。

1.2.2.2 GC-MS聯(lián)用條件

TDU條件：不分流模式，起始溫度60 ℃，以180 ℃/min升至240 ℃，保留6 min。冷進樣系統(tǒng)條件：液氮制冷，起始溫度－40 ℃，平衡30 s，以12 ℃/s升至270 ℃，保留15 min。色譜柱條件：DB-5MS彈性毛細管柱（60 m×0.32 mm，1 μm）；不分流模式；升溫程序：起始溫度40 ℃，無保留，以5 ℃/min升至100 ℃，無保留，以2 ℃/min升至180 ℃，無保留，以5 ℃/min升至240 ℃，保留5 min；載氣為氦氣；流量1.2 mL/min；汽化室溫度240 ℃。MS條件：電子電離源；電子能量70 eV；離子源溫度200 ℃[13-14]。

定性分析：揮發(fā)性成分通過NIST 2008和Wiley譜庫進行定性，僅報道正反匹配度均大于800（最大值為1 000）的結(jié)果，各化合物的峰面積是由儀器軟件計算[15-16]。

定量分析：樣品吸附前添加內(nèi)標物2,4,6-三甲基吡啶，計算每種揮發(fā)性氣味物質(zhì)的相對含量[17-18]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

對GC-MS定量分析結(jié)果采用The Unscrambler 9.7軟件進行主成分分析和判別分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 ?；盍魍ㄟ^程中生鮮蝦夷扇貝揮發(fā)性成分的變化

圖2 不同流通時間生鮮蝦夷扇貝GC-MS總離子流圖Fig.2 Total ion chromatogram of volatile components of Yesso scallop at different transportation time

如圖2所示，采用Wiley譜庫和NIST MS search 2.0譜庫檢索，由人工進行圖譜分析，在整個流通鏈中共分析篩選出生鮮蝦夷扇貝的57 種揮發(fā)性成分，如表1所示。

如表1所示，將57 種揮發(fā)性成分共分為7 類，分別是含硫化合物A1～A8、烷烴類B1～B18、含氮化合物C1～C2、雜環(huán)化合物D1～D6、芳香族X1～X11、醇類F1～F4、醛類Q1～Q5。分別選取第0、3、6、7天，即捕撈轉(zhuǎn)運后、凈化后、干露運輸后、以及流通終端4 種狀態(tài)的蝦夷扇貝各類揮發(fā)性成分，以各類相對總量除以各類揮發(fā)性成分個數(shù)得各類揮發(fā)性平均相對含量，A～Q分別表示表1中各類化合物，如圖3所示。

表1 生鮮蝦夷扇貝在流通鏈中揮發(fā)性成分的相對含量Table 1 Changes in volatile component contents of Yesso scallops during transportation chain%

圖3 蝦夷扇貝在流通鏈中各類揮發(fā)性成分平均相對含量對比圖Fig.3 Total contents of volatile components belonging to different chemical classes identified in Yesso scallop at different transportation times

大多數(shù)含硫化合物的氣味特征是洋蔥味、卷心菜或臭雞蛋味，是海洋腥味的來源之一[19-21]。由圖3所示，捕撈轉(zhuǎn)運后的蝦夷扇貝經(jīng)過凈化后其含硫化合物平均相對含量明顯降低，這說明經(jīng)過凈化蝦夷扇貝體內(nèi)原有海洋腥味物質(zhì)被大量排出體外；但是流通終端的蝦夷扇貝其含硫化合物平均相對含量又明顯增加，這說明常溫密集干露放置1 d的蝦夷扇貝其生理狀態(tài)明顯下降，甚至已出現(xiàn)縮邊死亡現(xiàn)象，硫化合物可以作為反映生鮮蝦夷扇貝生理狀態(tài)的重要參考。

雖然蝦夷扇貝中醛類化合物的平均相對含量較低，但其閾值比其他氣味物質(zhì)要低的多，可以認為這些氣味物質(zhì)中的醛類物質(zhì)對蝦夷扇貝氣味的影響最重要[22-24]。由圖3所示，凈化后的蝦夷扇貝醛類化合物的平均相對含量最高，這應(yīng)該是因為凈化后的蝦夷扇貝舒緩了前期干露運輸以及碰撞造成的應(yīng)激反應(yīng)，又未受到干露等環(huán)境脅迫的影響，其生鮮蝦夷扇貝特有的氣味最為濃厚，所以醛類化合物也可以作為反映生鮮蝦夷扇貝生理狀態(tài)的參考之一。

含氮化合物（主要是三甲胺）是海鮮類產(chǎn)品的重要氣味化合物[25-26]，蝦夷扇貝經(jīng)過凈化后其相對含量大幅下降，三甲胺是生鮮海產(chǎn)品最重要的腥味物質(zhì)，可以作為反映流通過程中生鮮蝦夷扇貝生理狀態(tài)的參考之一。醇類、烷烴類、雜環(huán)化合物以及芳香族化合物由于其閾值較高，或變化無規(guī)律，故不做分析。

2.2 不同流通時間鮮活蝦夷扇貝揮發(fā)性成分的主成分分析

圖4 活品蝦夷扇貝揮發(fā)性成分的得分圖（a）及相關(guān)載荷圖（b）Fig.4 Loading diagram and score diagram of principal component analysis for volatile components of Yesso scallop

如圖4所示，其中2 個主成分的累積方差貢獻率為84%，能夠較好地反映所選樣品的整體氣味信息。從圖4a可以看出，可以將8 個時間節(jié)點的樣品分為4 個階段，其中第0天為階段A、第1、2、3天為階段B，第4、5、6天為階段C，第7天為階段D，從而可以較好地反映流通鏈的不同階段。而圖4b中相關(guān)載荷圖可以反映各個變量的相關(guān)關(guān)系，內(nèi)橢圓中的變量能夠解釋50%的方差，而外橢圓附近的變量能夠解釋接近100%的方差。

2.3 不同流通時間蝦夷扇貝揮發(fā)性成分的判別分析檢驗

由蝦夷扇貝揮發(fā)性成分的主成分分析可以看出，將流通過程各個時間節(jié)點分為A、B、C、D 4個階段，為進一步分析驗證上述結(jié)果，先假設(shè)8 d時間分為上述4 組，作判別分析驗證。以86 種揮發(fā)性物質(zhì)的相對含量為自變量對蝦夷扇貝流通環(huán)節(jié)進行判別分析，共有4 個變量進入模型。共得到3 個典則判別函數(shù)，其特征值分別為102 86.1、26.9和0.5，方差貢獻率分別為98.8%、1.0%和0.2%，其中前2 個累積方差貢獻率達99.8%。前2 個典則函數(shù)的判別分類結(jié)果能夠代表用3個判別函數(shù)進行分類的結(jié)果，前2 個典則判別函數(shù)如表2所示。

表2 典則判別函數(shù)Table 2 Canonical discriminant functions

作判別分析時，將測得的某個樣品的上述4 種物質(zhì)的相對含量資料分別代入4 個方程計算函數(shù)值，根據(jù)分值大小判斷其所屬類別，哪個分值大就屬于相應(yīng)的加工階段。根據(jù)建立的Fisher線性判別函數(shù)用自身驗證法對原樣品進行回判，結(jié)果如表3所示，自身驗證法的回判正確率為100%，因此建立的判別函數(shù)判別效果良好。

表3 判別分析各階段預(yù)測的驗證結(jié)果Table 3 Discrimination results by Fisher’s linear discriminant functions

圖5 各個時間節(jié)點判別分析的典則函數(shù)圖Fig.5 Scatter plot of canonical discriminant functions according to peak area

由4 個分組各成員經(jīng)判別函數(shù)1、2計算的預(yù)測值所作的散點圖，如圖5所示。4 個分組的組質(zhì)心沿橫坐標能夠很好的分開，且每個分組的各成員能與各自組質(zhì)心重疊，說明建立的函數(shù)能將流通過程各個階段很好地區(qū)分。同樣，進入到判別函數(shù)的物質(zhì)是評判樣品類別的關(guān)鍵因素，可知己烷、三氯甲烷、環(huán)己烯、以及癸醛是評判樣品類別的最主要因素。

3 結(jié) 論

本實驗結(jié)果顯示，整個保潔流通過程中共分析出生鮮蝦夷扇貝的57 種揮發(fā)性成分，對每類化合物相對含量進行分析，發(fā)現(xiàn)含硫化合物、含氮化合物以及醛類的相對含量可以作為反映生鮮蝦夷扇貝生理狀態(tài)的參考。通過主成分分析可以將流通過程8 個時間節(jié)點的樣品分為4 個階段，其中第0天為階段A，第1、2、3天為階段B，第4、5、6天為階段C，第7天為階段D，該方法得出的結(jié)果很好地反映了蝦夷扇貝流通鏈的不同階段，這進一步說明了生鮮扇貝揮發(fā)性成分隨流通鏈的延長而發(fā)生了較大的變化，揮發(fā)性成分分析可以作為研究蝦夷扇貝在流通過程中的品質(zhì)和狀態(tài)鑒別的一種思路方法。另外通過判別分析得出己烷、三氯甲烷、環(huán)己烯、癸醛這4 種揮發(fā)性化合物是評判蝦夷扇貝流通鏈的不同階段的最主要因素，為下一步建立不同流通時間蝦夷扇貝氣味指紋譜圖提供了參考。

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Identification of Odor Changes in Yesso Scallop during Live Transportation by GC-MS

FU Runze1,2, SHEN Jian1, WANG Xichang2, LIU Junrong3, FAN Wen1,2, XU Wenqi1
(1. Fishery Machinery and Instrument Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Shanghai 200092, China; 2. College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China; 3. College of Food Science and Engineering, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China)

Live transportation of Yesso scallop was simulated by a laboratory simulation platform, and gas chromatographymass spectrometry (GC-MS) was used to quantitatively analyze volatile components of Yesso scallop during live transportation. Principal component analysis and discriminant analysis were applied to identify changes in odor characteristics of Yesso scallop during live transportation. The results showed that 57 volatile compounds were detected throughout the transportation process, including sulfur compounds, alkanes, nitrogen compounds, heterocyclic compounds, aromatic, alcohols nitrogen compounds and aldehydes. Sulfur compounds, nitrogen compounds and aldehydes could be used as reference factors to evaluate the physiological status of Yesso scallop during live transportation. The whole live transportation was divided into four stages including A (0 day), B (1st–3rd day), C (4th–6th day) and D (7th day). The four volatile compounds hexane, chloroform, cyclohexene and decanal were identifi ed as the most important factors to estimate the transportation chain of scallops.

Yesso scallop; chemometrics; gas chromatography-mass spectrometer (GC-MS); volatile compounds

10.7506/spkx1002-6630-201604017

TS201.2

A

1002-6630（2016）04-0093-05

傅潤澤, 沈建, 王錫昌, 等. GC-MS鑒別?；盍魍ㄟ^程中蝦夷扇貝氣味特征變化[J]. 食品科學, 2016, 37(4): 93-97.

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201604017. http://www.spkx.net.cn

FU Runze, SHEN Jian, WANG Xichang, et al. Identification of odor changes of Yesso scallop during live transportation by GC-MS[J]. Food Science, 2016, 37(4): 93-97. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201604017. http://www.spkx.net.cn

2015-06-25

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（貝類）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（CARS-48-08B）

傅潤澤（1988—），男，博士研究生，研究方向為水產(chǎn)品加工與品質(zhì)評價。E-mail：furunze@fmiri.ac.cn