梁奕,馮 濤,王化田,宋詩(shī)清,孫 敏,岳 恒,姚凌云
(上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)香料香精化妝品學(xué)部,上海 201418)
滸苔(Ulvaspp.)是綠藻門(Chlorophyta)石莼綱(Ulvophycea)石莼目(Ulvales)石莼科(Ulvaceae)的大型海洋綠藻,之前被歸為滸苔屬(Entermorpha),現(xiàn)統(tǒng)一稱為石莼屬(Ulva),在我國(guó)沿海分布廣泛[1?2]。近些年,隨著工業(yè)化的發(fā)展,全球氣候變暖現(xiàn)象日益突出,導(dǎo)致沿海地區(qū)滸苔的富集、暴發(fā)、蔓延形成綠潮[3]。綠潮暴發(fā)時(shí)大量堆積的綠藻易分解產(chǎn)生惡臭,且會(huì)引起水體缺氧,造成水生生物死亡,對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響,急需治理[4?6]。其實(shí)滸苔本身無(wú)毒,含有多種有益成分,如礦物質(zhì)、維生素、必需氨基酸、膳食纖維、多糖、多酚等[7?9],可能有助于開發(fā)功能性食品和營(yíng)養(yǎng)制劑,或作為一種天然醫(yī)療資源[10?12]。自古以來(lái),在中國(guó)及許多亞洲國(guó)家,滸苔作為傳統(tǒng)的食用海藻廣泛應(yīng)用于各種各樣的食品中,比如生沙拉、湯、餅干、營(yíng)養(yǎng)膳食補(bǔ)充劑和調(diào)味品[11,13?14]。由于其獨(dú)特的風(fēng)味特征和健康營(yíng)養(yǎng)的功效特點(diǎn),滸苔作為食品風(fēng)味及功效成分添加物在全球極受歡迎[1,15?16]。
滸苔中所含的揮發(fā)性成分,是評(píng)估滸苔食品風(fēng)味和質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù)[17]。例如,其中的含硫化合物是海藻氣味的典型物質(zhì),其他揮發(fā)性物質(zhì)(如脂肪醛和萜類)也增加了滸苔香氣的豐富度和復(fù)雜性[18]。之前滸苔的風(fēng)味研究報(bào)道較為少見,但隨著其在食品領(lǐng)域接受度的不斷提升,如今國(guó)內(nèi)外滸苔的揮發(fā)性風(fēng)味成分的研究逐漸增多[18?19]。近年來(lái),國(guó)內(nèi)趙莉娟等[20]對(duì)黃海綠潮漂移過(guò)程中的8 個(gè)區(qū)域新鮮滸苔的揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行了研究,國(guó)外學(xué)者報(bào)道了新鮮孔石莼(U.rigida)在不同溫度儲(chǔ)存期間揮發(fā)性化合物和感官特征的變化[21]。研究發(fā)現(xiàn),新鮮滸苔中烯類含量較高,主要是8-十七烯、檸檬烯、苯乙烯等[20?22]。在新鮮腸滸苔的研究中發(fā)現(xiàn),其主要特征性風(fēng)味物質(zhì)是順-3-十七烯,含量高達(dá)59.54%[22]。然而,新鮮海藻作為食品(原料)在市場(chǎng)上特別是非沿海地區(qū)并不常見,更多是以新鮮海藻經(jīng)曬干、風(fēng)干和加鹽脫水等方法加工后的干制品形式存在。滸苔在加工、儲(chǔ)存和烹飪過(guò)程中,其芳香化合物可能會(huì)受到光照、高溫或微生物變化的影響,進(jìn)而影響其整體感官特征。例如,異戊酸、二甲基硫醚、8-十七烯、二甲基亞砜、二氫獼猴桃內(nèi)酯、苯甲醛等被認(rèn)為是炒制滸苔主要的風(fēng)味化合物[22]。我國(guó)常見的食用滸苔以干制品為主,但到目前為止,滸苔風(fēng)味研究主要集中在新鮮滸苔及其烹煮制品,而對(duì)滸苔干制品風(fēng)味成分的研究尚不多見。
頂空固相微萃取法(Headspace solid phase microextraction,HS-SPME)是一種集采樣、萃取、富集和進(jìn)樣于一體的樣品前處理技術(shù),具有耗時(shí)少、易于操作、無(wú)需溶劑、對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn),在風(fēng)味分析等方面應(yīng)用非常廣泛[23]。本文采用頂空固相微萃取法(HS-SPME)富集滸苔的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),通過(guò)與氣相色譜-質(zhì)譜(Gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)聯(lián)用,測(cè)定國(guó)內(nèi)常見的3 種食用干燥滸苔的揮發(fā)性成分,并結(jié)合ROAV、感官評(píng)價(jià)等方法,探究不同滸苔的特征性風(fēng)味物質(zhì)及差異,為滸苔風(fēng)味食品的開發(fā)和利用提供依據(jù)。
滸苔(U.prolifera)采集自廈門(樣品X);緣管滸苔(U.linza)采集自煙臺(tái)(樣品Y);條滸苔(U.clathrata)采集自寧波(樣品N),樣品均采用日曬方式進(jìn)行干燥,經(jīng)過(guò)24 h 日曬后3 種滸苔的含水量分別為4.22%±0.45%、2.91%±0.34%和3.75%±0.23%,干制樣品密封貯存于-20 ℃冰箱備用。二甲基硫醚(≥99.0%)、葉醛(98%)、β-紫羅蘭酮(96%)、三甲胺(≥99.5%)、1-辛烯-3-醇(98%)、正構(gòu)烷烴C7~C30混標(biāo) Sigma-Aldrich 公司;己醇(99%)Macklin 公司,標(biāo)準(zhǔn)品均為色譜純;二氯甲烷、甲醇 分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
AL-204 分析天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;頂空固相微萃取裝置57330-U 美國(guó)Supelco 公司;100 μm PDMS 萃取頭 美國(guó)Supelco公司;ZY-601 超級(jí)恒溫水浴鍋 上海森地科學(xué)儀器設(shè)備有限公司;7890-5975C 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀美國(guó)Agilent 公司。
1.2.1 HS-SPME 萃取與GC-MS 檢測(cè) 頂空固相微萃取條件:對(duì)樣品進(jìn)行HS-SPME 萃取。準(zhǔn)確稱取0.3 g 干燥滸苔樣品于20 mL 頂空瓶中,60 ℃平衡20 min,將老化好的PDMS 萃取頭置入頂空瓶上部,60 ℃吸附30 min。20 ℃條件下靜置平衡20 min,迅速將萃取頭置于GC-MS 進(jìn)樣口解吸5 min。
GC-MS 條件:色譜柱DB-WAX(30 m×0.25 mm×0.25 μm),進(jìn)樣口溫度250 ℃,載氣為高純氦氣,柱流速3 mL/min,不分流。程序升溫:初始溫度35 ℃,保持3 min,以3 ℃/min 升至40 ℃,保持3 min,再以5 ℃/min 升溫至210 ℃,保持25 min。
質(zhì)譜條件:電離方式為電子轟擊(EI)源,電子能量70 eV,離子源溫度230 ℃;四極桿溫度150 ℃,接口溫度250 ℃,質(zhì)量掃描范圍33.00~550.00 m/z,溶劑延遲時(shí)間3 min。
1.2.2 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)定性及定量 樣品中的揮發(fā)性組分經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜進(jìn)行解譜分析,獲得特征峰的質(zhì)荷比、保留時(shí)間(RT)和峰面積等信息,對(duì)匹配度大于80(最大為100)的鑒定結(jié)果予以確認(rèn)。并根據(jù)檢測(cè)到揮發(fā)性成分的保留時(shí)間與相同色譜條件下正構(gòu)烷烴(C7~C30)的保留時(shí)間,計(jì)算保留指數(shù)(RI 值),并將檢測(cè)的各組分信息與NIST 14.L 譜庫(kù)進(jìn)行匹配定性,并結(jié)合文獻(xiàn)、人工圖譜解析等多種方法進(jìn)行綜合分析鑒定。其中RI 值公式如下[24]:
式中:Tx為待測(cè)組分的保留時(shí)間(min);n 為待測(cè)組分之前的正構(gòu)烷烴的碳原子數(shù);RTn、RTn+1分別為待測(cè)組分之前和之后的正構(gòu)烷烴保留時(shí)間(min)。
采用峰面積歸一化的方式求得滸苔樣品中各揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分的相對(duì)含量,進(jìn)行相對(duì)定量分析。
1.2.3 特征香氣成分評(píng)價(jià) 香氣活度值(Odor activity value,OAV)可評(píng)價(jià)各化合物對(duì)風(fēng)味的貢獻(xiàn)。但由于樣品中的揮發(fā)性化合物往往有幾十或上百種,為了方便分析各揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)對(duì)總體風(fēng)味的影響,采用相對(duì)香氣活度值法(Relative odor activity value,ROAV)評(píng)價(jià)各揮發(fā)性成分對(duì)樣品總體香氣的貢獻(xiàn),公式如下[25]:
式中:Ci為各揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)百分含量(%);Cmax為對(duì)樣品總體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的組分的相對(duì)百分含量(%);Ti為各揮發(fā)性物質(zhì)相對(duì)應(yīng)的感覺閾值(mg/kg);Tmax為樣品總體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的組分相對(duì)應(yīng)的感覺閾值(mg/kg)。
1.2.4 感官評(píng)價(jià) 根據(jù)ISO 8589–2007 指南,滸苔感官評(píng)價(jià)在上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)香料香精化妝品學(xué)部所在的感官實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。感官評(píng)價(jià)小組由經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的20 名志愿者組成(10 名男性和10 名女性,年齡20~40 歲),結(jié)合感官小組意見、文獻(xiàn)中的滸苔香氣及食品風(fēng)味的相關(guān)研究[18?19,22],最終選擇6 種氣味屬性描述詞,分別為洋蔥味(類似洋蔥、大蒜、蔥樣的香氣)、脂肪青香(新鮮青草、葉子香氣)、果香(成熟果實(shí)香氣,例如柑橘、蘋果、葡萄等)、花香(令人愉悅的鮮花香氣,如玫瑰、蘭花等)、海腥味(類似海水、水產(chǎn)、魚等的氣味)和蘑菇味(新鮮蘑菇氣味、濕的泥土味),對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)品分別為二甲基硫醚、葉醛、己醇、β-紫羅蘭酮、三甲胺和1-辛烯-3-醇。稱取1 g 樣品于10 mL 品評(píng)杯中,在0~5 分間進(jìn)行定量打分評(píng)價(jià),0 表示無(wú)嗅聞到該氣味,3 表示氣味強(qiáng)度中等,5 表示氣味強(qiáng)度很大。
使用Microsoft Excel 2019 和IBM SPSS Statistics version 26 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析、PCA 分析等統(tǒng)計(jì)處理,并利用GraphPad prism 9 對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行繪圖,其分析結(jié)果由平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。
通過(guò)HS-SMPE 富集和GC-MS,分析3 種不同滸苔樣品進(jìn)行揮發(fā)性成分。3 種樣品共鑒定出61 種化合物(表1),分別為2 種含硫化合物(40.39%~58.09%),28 種羰基類化合物(包括19 種醛類和9 種酮類),其相對(duì)含量為20.66%~39.05%,還有酸類8 種(8.41%~21.23%),醇類6 種(1.12%~3.23%),酯類3 種(1.43%~5.61%),以及少量酚類、醚類、烷烯烴類、含氮化合物等(圖1)。
表1 采用HS-SPME-GC-MS 檢測(cè)到的滸苔的揮發(fā)性成分Table 1 Volatile components of Ulva detected by HS-SPME-GC-MS
圖1 三種滸苔的揮發(fā)性成分類型(A)和含量(B)Fig.1 Category classification (A) and content (B) of volatile components of three Ulva samples
根據(jù)揮發(fā)性成分的種類和相對(duì)含量的結(jié)果,可以看出3 種樣品的揮發(fā)性風(fēng)味成分存在一定差異(圖1)。比如,滸苔樣品X 中烴類物質(zhì)種類最多,樣品Y 以酮類化合物最豐富,而樣品N 中則以醛類化合物最多(圖1A)。如圖2 所示,滸苔樣品N 檢測(cè)出的揮發(fā)性成分的種類最多,共有44 種,其次為樣品Y(29 種)和樣品X(26 種)。其中,3 種樣品共有的揮發(fā)性風(fēng)味化合物為11 種,包括二甲基硫醚、2-丙烯酸、4-甲基-3-戊烯-2-酮、二甲基亞砜、8-十七烯、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、β-紫羅酮、(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮、丙酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、苯甲醛等(表1)。此外,樣品N 特有的為21 種(圖2),明顯多于其他兩種滸苔樣品,差異主要為醛類物質(zhì)。
圖2 三種滸苔揮發(fā)性成分種類韋恩圖Fig.2 Wayne diagram of volatile components of three Ulva samples
滸苔中含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物,干制加工后會(huì)產(chǎn)生各種具有特殊香味的醛類、內(nèi)酯類,降解后的產(chǎn)物之間也會(huì)相互作用,如氨基酸和還原糖之間的美拉德反應(yīng)、Strecker 降解等[22],因此揮發(fā)性成分非常復(fù)雜。其中,有一部分香氣物質(zhì)可能對(duì)整體風(fēng)味影響較小,因此篩選關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)對(duì)于系統(tǒng)揭示滸苔香氣十分重要。通過(guò)對(duì)3 種滸苔揮發(fā)性成分的風(fēng)味特征、含量、閾值等進(jìn)行分析,采用相對(duì)氣味活性值(ROAV 值)評(píng)價(jià)了干制滸苔的特征風(fēng)味物質(zhì)(表2)。ROAV 值介于0~100 之間,當(dāng)成分的ROAV>1,表明該揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)樣品的總體風(fēng)味貢獻(xiàn)較大;0.1≤ROAV≤1,則表明對(duì)樣品的總體風(fēng)味有一定修飾作用;當(dāng)成分ROAV<0.1,表明該物質(zhì)對(duì)樣品的總體風(fēng)味無(wú)實(shí)際影響[26]。根據(jù)3 種滸苔中各揮發(fā)性成分的風(fēng)味特征和ROAV 值,篩選出其中37 種揮發(fā)性風(fēng)味化合物做進(jìn)一步風(fēng)味分析(表2)。其中,有2 種物質(zhì)ROAV>1,為二甲基硫醚和β-紫羅蘭酮,表明該2 種化合物對(duì)滸苔風(fēng)味貢獻(xiàn)較大。此外,有4 種揮發(fā)性成分0.1≤ROAV≤1,分別為(E)-2-丁烯醛、(E)-2-辛烯醛、(E)-2,6-壬二醛、1-辛烯-3-醇,表明該4 種揮發(fā)性成分對(duì)滸苔特征風(fēng)味有一定貢獻(xiàn)。
表2 滸苔的部分揮發(fā)性成分風(fēng)味特征及閾值Table 2 Flavor characteristics and thresholds of part volatile components of Ulva
2.2.1 含硫化合物 含硫化合物是海洋綠藻非常重要的特征香氣化合物[18]。在3 種滸苔樣品中,共檢測(cè)到2 種含硫化合物,分別是二甲基硫醚和二甲基亞砜,這兩種含硫化合物在其他海藻中也被檢測(cè)出[18]。3 種干制滸苔中,對(duì)總體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的組分都為二甲基硫醚,其ROAV 值都為100,相對(duì)含量表現(xiàn)為X>Y>N,分別占57.52%、41.96%、38.66%(表1)。二甲基硫醚是熟大蒜揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的主要香氣物質(zhì)之一[25],此外,還具有卷心菜、硫磺味、漿果、洋蔥、甘藍(lán)、蔬菜、土豆、西紅柿、魚、扇貝、奶油香氣[18,22,28]。另一種含硫化合物二甲基亞砜也具有類似的氣味,但其在3 種滸苔樣品中的含量大小為X 2.2.2 羰基類化合物 羰基化合物主要包括醛類和酮類,大多由多不飽和脂肪酸(PUFAs)通過(guò)自氧化或脂氧合酶降解而產(chǎn)生,是綠藻中主要的香氣特征化合物[18]。在鑒定出的61 個(gè)化合物中,共有19 種醛類和9種酮類化合物。其中,β-紫羅蘭酮的ROAV>1,表明其對(duì)滸苔樣品的總體風(fēng)貢獻(xiàn)較大,是滸苔關(guān)鍵的特征性風(fēng)味化合物,在樣品X、Y、N 里的ROAV 值分別為9.23、57.61 和48.33。β-紫羅酮有類似紫羅蘭花香,同時(shí)帶有柏木、復(fù)盆子的香氣,還是維生素A 的重要合成前體物質(zhì),有利于綠潮藻類芳香味產(chǎn)生[28]。另外,同樣具有紫羅蘭香味并伴有木香的α-紫羅酮也被檢測(cè)到,但其只存在于樣品Y(0.40%)和樣品N(0.85%)中(表1)。在前人的研究中,β-紫羅酮和α-紫羅酮也存在于新鮮滸苔中,且同樣β-紫羅酮的含量較高,對(duì)滸苔風(fēng)味影響較大[19?20]。另外,相對(duì)含量最高且在3 種樣品中都檢測(cè)到的酮類物質(zhì)是4-甲基-3-戊烯-2-酮,該化合物在樣品X、樣品Y 和樣品N 中相對(duì)含量分別為14.25%、15.91%和20.26%(表1)。4-甲基-3-戊烯-2-酮具有生的或烤的土豆味、土腥味等,能給人帶來(lái)甜香感受(表2),但其ROAV 值均小于0.1,對(duì)整體風(fēng)味似乎影響較小。 對(duì)于醛類化合物,樣品N 中有14 種醛,樣品Y 中有7 種,而樣品X 中只有3 種。從表1、表2 可見樣品N 中具有的醛種類更豐富且含量更高,ROAV 值也更高。一般來(lái)說(shuō),醛類通常具有草香、青香和典型的海藻香氣[18],碳原子數(shù)量和不飽和度的差異造成了不同的青香,其中,(E)-2-丁烯醛(草香、辛香、香蕉)、(E)-2-辛烯醛(海藻、堅(jiān)果、脂肪)、(E)-2,6-壬二醛(青香、黃瓜)對(duì)滸苔樣品N 的總體風(fēng)味具有很好的修飾作用(0.1≤ROAV≤1),其ROAV 值分別為0.43、0.12、0.18(表2),為樣品N 的關(guān)鍵特征性香氣物質(zhì)。3 種滸苔樣品共有的醛類化合物只有苯甲醛(苦杏仁氣味),相對(duì)含量為N(2.94%)>Y(1.65%)>X(1.03%),但ROAV 值不高,該風(fēng)味對(duì)總體樣品影響較小。在裘迪紅等[22]的研究中,新鮮腸滸苔的苯甲醛約占0.38%,而烘焙后提高到2.99%,推測(cè)是滸苔中豐富的蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物,經(jīng)過(guò)加熱后會(huì)發(fā)生降解,降解后的產(chǎn)物之間也會(huì)相互作用,如氨基酸和還原糖之間的美拉德反應(yīng)、Strecker 降解等,產(chǎn)生各種具有特殊香味的醛類。β-環(huán)檸檬醛只出現(xiàn)在樣品Y 和樣品N 中,可以給人薄荷般的清涼感受,該物質(zhì)也是合成香料和類胡蘿卜素等萜類化合物的重要中間體,在腸滸苔中也曾被檢測(cè)出來(lái)[19]。除此之外,樣品Y 特有的4-乙基苯甲醛具有微苦感,5-甲基呋喃醛具有谷物氣息,也曾在烹制的新鮮滸苔中被檢測(cè)出[21]。雖然這些醛類化合物的含量占比不高,但閾值普遍較低,在較低濃度下即可被嗅聞感知,可能與其他風(fēng)味物質(zhì)協(xié)同后,為滸苔樣品提供了更豐富的風(fēng)味,也有助于其他香氣的釋放(木香、脂肪香、堅(jiān)果香、花香、柑橘香和甜香)[18]。 2.2.3 醇類化合物 醇類化合物可能是由海藻中的脂肪酸經(jīng)氧化分解生成的或是有羰基化合物還原而生成的。3 種樣品中,共檢測(cè)到6 種醇類化合物,在不同滸苔樣品中差異較大。樣品Y 和樣品N 中各有3 種且不盡相同(表1)。醇類化合物一般氣味柔和,具有植物香,對(duì)綠潮藻整體氣味有著有益影響[28]。其中,ROAV 值>0.1 的為1-辛烯-3-醇,只在樣品N 中發(fā)現(xiàn),該物質(zhì)對(duì)樣品N 的風(fēng)味具有極大的貢獻(xiàn)。1-辛烯-3-醇又名蘑菇醇,具有蘑菇香氣、青香、果香的特點(diǎn)(表2),在烹制的新鮮滸苔中被廣泛發(fā)現(xiàn),且該香氣含量會(huì)隨著烹制時(shí)間的增長(zhǎng)而略有下降[29]。另外薄荷醇同樣也只在樣品N 中發(fā)現(xiàn),相對(duì)含量為1.12%。在樣品X 中只有1 種醇,即2,6-二甲基環(huán)己醇,該化合物在樣品Y 中也存在且相對(duì)含量更高,但未查詢到其閾值,無(wú)法計(jì)算ROAV 值。但該物質(zhì)廣泛存在水產(chǎn)品中,是海帶腥味物質(zhì)的來(lái)源之一,通常與新鮮海水和淡水魚中的香味物質(zhì)相關(guān)[30]。樣品Y 中另一種含量較高的醇為(5Z)-1,5-辛二烯-3-醇,使樣品Y多了一絲草香、海洋、蘑菇的氣息(表2),此前,(5Z)-1,5-辛二烯-3-醇只在新鮮腸滸苔中發(fā)現(xiàn),而不存在于干制滸苔中[22]。 2.2.4 酸類化合物 滸苔中的醛和醇可能會(huì)進(jìn)一步氧化得到有機(jī)酸,酸類化合物一般都具有刺激性氣味。3 種不同滸苔共檢測(cè)到8 種酸,所有樣品都存在少量的酸,可能是相關(guān)酯發(fā)生了水解變?yōu)榱怂?,這些酸可能為滸苔提供了蠟質(zhì)、乳制品、奶油、發(fā)酵味、漿果的氣味特點(diǎn),其中2-丙烯酸是三者共有且含量較高的,在樣品Y 中相對(duì)含量達(dá)到了19.10%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于樣品X(5.84%)和N(4.45%)。異戊酸具有芝士味的,在樣品Y(1.13%)中同樣存在但含量低于樣品N(2.12%),前人也曾在干制滸苔中發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)[22]。樣品X 中的十五酸、十六酸的香氣閾值較高(表2)而相對(duì)含量不高(表1),因此對(duì)風(fēng)味的影響相對(duì)較小。所有酸類化合物的ROAV 值均小于0.1,因此可以認(rèn)為酸類化合物對(duì)干制滸苔的總體風(fēng)味影響不大。 2.2.5 酯類及其他化合物 不同滸苔所含的酯類揮發(fā)性物質(zhì)較少,其中二氫獼猴桃內(nèi)酯在3 種樣品中均有發(fā)現(xiàn),具有果香、木香的氣味,在食品工業(yè)和卷煙工業(yè)中有著重要的應(yīng)用價(jià)值[31],之前有報(bào)道該成分是炒制滸苔的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)之一[22]。十四酸甲酯偏脂肪、鳶尾的氣息,其只出現(xiàn)在樣品X 和樣品Y 中,且在樣品X 中的相對(duì)含量(5.11%)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于樣品Y(0.33%)。在樣品N 中檢測(cè)到柏木腦,可為滸苔增添木香、琥珀、麝香的風(fēng)味(表2)。此外,8-十七烯是大型海藻共有的特征風(fēng)味物,在龍須菜、紫菜、紅毛菜中都被檢測(cè)到,其是酶促反應(yīng)生成的一類化學(xué)感應(yīng)物質(zhì),作為生物信息素在愈傷中起到一定的作用[20]。但這些化合物由于未查詢閾值等相關(guān)信息,需要進(jìn)行后續(xù)研究,對(duì)風(fēng)味的影響需要再做進(jìn)一步分析。 主成分分析(PCA)是一種多元統(tǒng)計(jì)分析技術(shù),可用于提取數(shù)據(jù)的主要特征分量,在原數(shù)據(jù)降維簡(jiǎn)化的同時(shí)但盡可能多地保留信息。不同滸苔揮發(fā)性成分差異的PCA 分析結(jié)果見圖3,其中PC1 貢獻(xiàn)率為61.48%,PC2 貢獻(xiàn)率為32.12%,兩者累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到93.60%,表明前兩個(gè)主成分結(jié)果足以區(qū)分3 種不同滸苔樣品。從圖3 可知,X、Y、N 具有明顯的分離,樣本N 聚集在右下方區(qū)域,樣本X 聚集在左下方區(qū)域,而樣本Y 分布在左上方區(qū)域。結(jié)合滸苔中風(fēng)味成分的種類和含量結(jié)果(表1 和圖1)可以發(fā)現(xiàn),樣品X 的含硫化合物相對(duì)含量較多,高達(dá)58.09%,而樣品Y 和N 分別為44.39%和40.39%,主要含硫化合物為二甲基硫醚(X:57.52%,Y:41.96%,N:38.66%),因此不同滸苔中含硫化合物的含量存在一定差異。一般含硫化合物非常不穩(wěn)定,極易揮發(fā),具有很低的氣味閾值,隨著濃度升高,散發(fā)的香氣從“新鮮海水”過(guò)渡到“腐爛惡臭”的硫磺樣氣味,富含硫化物的蔬菜有如洋蔥、大蒜、蔥等,推測(cè)樣品X 具有更多這類風(fēng)味。樣品Y中含有更高的酸類物質(zhì),其相對(duì)含量為21.23%,特別是2-丙烯酸達(dá)到了19.10%,而酸類物質(zhì)在樣品X 和N 中相對(duì)含量只有8%左右。除2-丙烯酸外,其他酸類包括異戊酸(Y:1.13%,N:2.12%)、己酸(X:0.29%,N:1.10%)、乙酸(Y:0.73%,N:0.35%)、丙酸(N:0.39%)等(表1)。據(jù)研究報(bào)道,樣品中含有少量的酸可能會(huì)提供果香、乳制品、奶油、發(fā)酵味、漿果的香氣特點(diǎn)[28]。樣品N 中的羰基類化合物(醛類和酮類)較高,比如4-甲基-3-戊烯-2-酮(20.26%)、4-羥基-4-甲基-2-戊酮(3.15%)、苯甲醛(2.94%)等,總含量為39.05%。C6-C9 的羰基化合物呈現(xiàn)逐步由青香向脂肪青香過(guò)渡的香氣,且由于其閾值較低,可能對(duì)藻類的香味有顯著貢獻(xiàn)[18]。基于GC-MS 和PCA 的分析結(jié)果,不同滸苔的揮發(fā)性成分存在明顯差異,之前研究表明滸苔物種差異、地理來(lái)源和環(huán)境因素影響等都會(huì)造成滸苔揮發(fā)性成分的顯著變化[21]。 圖3 三種滸苔樣品的主成分分析圖Fig.3 Principal component analysis of the three Ulva samples 在滸苔感官評(píng)價(jià)中,采用洋蔥味、海腥味、果香味、脂肪青香、花香和蘑菇味6 個(gè)感官描述詞來(lái)評(píng)價(jià)滸苔香氣,并根據(jù)感官評(píng)價(jià)小組的打分(0~5 分)繪制香氣輪廓圖。通過(guò)感官評(píng)價(jià)得出,滸苔主要呈現(xiàn)洋蔥味,其次為果香、海腥味、脂肪青香、花香、蘑菇味(圖4)。從圖4 可知,3 種滸苔樣品的洋蔥味都較重,可能與二甲基硫醚、二甲基亞砜相關(guān),與GC-MS 結(jié)果高度一致。不同滸苔樣品的海腥味存在顯著性差異(P<0.05),感官評(píng)價(jià)結(jié)果為樣品X(3.73)>樣品Y(2.82)>樣品N(2.19)。2,6-二甲基環(huán)己醇、(5Z)-1,5-辛二烯-3-醇等醇類通常與海洋、海水相關(guān)(表2),主要存在于樣品Y(2.63%)和樣品X(1.12%)中,未在樣品N 中檢測(cè)到(表1),但這兩種醇的ROAV 值不明確或較小,推測(cè)樣品X 中也可能有其他未能被儀器檢測(cè)出的呈海腥味的相關(guān)物質(zhì),有待進(jìn)一步研究。同時(shí),感官評(píng)價(jià)樣品X 的果香(2.72)、脂肪青香(2.25)、花香(1.52)更少,推測(cè)一方面是由于樣品Y(分別為3.83、2.38、2.56)和樣品N(分別為4.18、3.2、2.63)中的醛類、酮類,種類較多,含量較高(表1),特別是對(duì)總體風(fēng)味起重要作用的β-紫羅酮,在樣品X 的ROAV 值為9.23,而在樣品Y 和樣品N 的ROAV 值為57.61 和48.33(表2)。樣品N 的脂肪青香(3.2)、花香(2.63)較其他2 種滸苔較高(圖4),可能是由于對(duì)樣品起主要修飾作用(0.1≤ROAV≤1)的(E)-2-丁烯醛、(E)-2-辛烯醛、(E)-2,6-壬二醛、1-辛烯-3-醇主要存在于樣品N 中。滸苔的蘑菇味在所有氣味感官評(píng)價(jià)中的強(qiáng)度分值低,對(duì)干制滸苔的整體香氣貢獻(xiàn)度小。 圖4 三種滸苔樣品的氣味屬性雷達(dá)圖Fig.4 Odour attribute radar map of three Ulva samples 本研究采用HS-SPME-GC-MS 和感官評(píng)價(jià)對(duì)3 種不同滸苔的揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行了分析鑒定。3 種滸苔樣品中共檢測(cè)出61 種風(fēng)味物質(zhì),通過(guò)結(jié)合不同的揮發(fā)性物質(zhì)的種類、含量、閾值,計(jì)算ROAV 值評(píng)估其對(duì)整體風(fēng)味的影響。初步確定了干制滸苔關(guān)鍵特征風(fēng)味化合物為二甲基硫醚(洋蔥味、熟大蒜、硫磺)和β-紫羅酮(紫羅蘭、花香)。含硫化合物二甲基硫醚的ROAV 值為100,呈現(xiàn)洋蔥味,可能是對(duì)滸苔總體氣味最重要的貢獻(xiàn)者。此外,3 種滸苔共有的揮發(fā)性香氣成分還包括二甲基亞砜、4-甲基-3-戊烯-2-酮、苯甲醛、二氫獼猴桃內(nèi)酯等。但3 種不同滸苔風(fēng)味也各有特點(diǎn),條滸苔(U.clathrata)樣品N 的關(guān)鍵風(fēng)味化合物(ROAV≥0.1)的含量和種類都更多,特別是酮醛類羰基化合物,其中(E)-2-丁烯醛、(E)-2-辛烯醛、(E)-2,6-壬二醛和1-辛烯-3-醇等被認(rèn)為是影響風(fēng)味的關(guān)鍵性揮發(fā)物質(zhì),為該樣品提供了更多的青香、黃瓜香和海藻特有的香味。同時(shí),還發(fā)現(xiàn)了苯乙酮、薄荷醇、柏木腦、己醛、庚醛等特征風(fēng)味物質(zhì),使得滸苔具有花香、木香、薄荷香氣等獨(dú)特的風(fēng)味感受。緣管滸苔(U.linza)樣品Y 的其他特征風(fēng)味化合物主要為(5Z)-1,5-辛二烯-3-醇、4-乙基苯甲醛、5-甲基呋喃醛等,使樣品帶有獨(dú)特的青香、果香和谷物香。滸苔(U.prolifera)樣品X 中,二甲基硫醚含量最高,但海腥味較突出(P<0.05),可能還與其中所含的2,6-二甲基環(huán)己醇等其他成分有關(guān)。2.3 不同滸苔揮發(fā)性成分差異的PCA 分析
2.4 不同滸苔揮發(fā)性風(fēng)味的感官評(píng)價(jià)
3 結(jié)論