基于电子鼻和溶剂辅助风味蒸发-气相色谱-质谱联用技术分析调味小龙虾挥发性风味特征差异

张权1,李金林1,2*,胡明明2,彭斌2,钟比真2,涂宗财1,2,3*

1(江西师范大学 生命科学院,江西 南昌,330022)

2(江西师范大学国家淡水鱼加工技术研发专业中心,江西 南昌,330022)

3(南昌大学,食品科学与资源挖掘全国重点实验室, 江西 南昌,330047)

摘 要 为探究调味小龙虾风味特征差异,该文以市售常见调味小龙虾为研究对象,采用电子鼻结合溶剂辅助风味蒸发-气相色谱-质谱联用(solvent-assisted flavor evaporation-gas chromatography-mass spectrometry,SAFE-GC-MS)技术对其挥发性风味成分进行分析。结果表明,电子鼻能够较好地区分不同调味小龙虾,W1W(对无机硫化物灵敏)、W1S(对甲基类灵敏)和W2W(对芳香成分、有机硫化物灵敏)是区分调味小龙虾风味的主要传感器。8个调味小龙虾样品中共检出127种挥发性风味物质,通过相对气味活度值(relative odor activity value,ROAV)法确定了15种关键风味物质和10种修饰性风味物质,其中麻辣小龙虾主要关键风味物质为芳樟醇、桉叶油醇、丁香酚和D-柠檬烯,十三香小龙虾主要关键风味物质主要为丁香酚、芳樟醇、桉叶油醇、壬醛和β-蒎烯,而蒜蓉小龙虾主要关键风味物质为2,4-二叔丁基苯酚、L-石竹烯、壬醛、苯乙醛、2-甲基-2-丁烯醛和二烯丙基硫醚等。该研究结果可为调味小龙虾风味统一、产品开发和生产提供理论参考。

关键词 小龙虾;电子鼻;溶剂辅助风味蒸发-气相色谱-质谱联用;挥发性风味物质;相对气味活度值

小龙虾,学名克氏原螯虾(Procambarus clarkii),淡水螯虾的一种,是我国重要的经济淡水养殖虾类[1],因其肉质鲜美、风味独特、营养价值高,深受国内外广大消费者的喜爱。2021年我国小龙虾加工产量约为85.00万t,受疫情影响略有下降,但小龙虾产业发展仍稳中有进,其中加工总产值达368.51亿元[2]。近年来,随着速冻制品为主的初级加工产品占比逐年下降,以调味小龙虾为代表的即食产品需求大幅度增加,已然成为市场新宠[3]。调味小龙虾产品种类丰富,形式多样。然而,受原料、生产工艺等因素影响,不同调味小龙虾形成了独特的风味特性,其市场认可度和消费者喜爱程度也各有不同,因此对不同调味小龙虾风味品质差异的研究具有一定的研究意义与价值。

挥发性风味物质是构成食品风味的重要因素,通常人们对食品的选择和喜爱取决于其挥发性风味。电子鼻由一系列传感器、信号采集系统和模式识别系统组成,通过模拟动物嗅觉方式识别样品的风味成分,可客观地评价样品的风味特征,并表征它们之间的差异[4]。溶剂辅助风味蒸发萃取(solvent-assisted flavor evaporation,SAFE)是利用溶剂在低温和高真空的条件下快速汽化来辅助目标物质的蒸发,使挥发性风味物质从样品中快速分离,所得萃取物风味自然逼真[5]。近年来,溶剂辅助风味蒸发-气相色谱-质谱联用(solvent-assisted flavor evaporation-gas chromatography-mass spectrometry,SAFE-GC-MS)技术被提出,并开发用于各种食品风味成分分析鉴定。OKABE等[6]以阿根廷红虾为原料,通过SAFE-GC-MS技术研究了其烤虾的特有风味,确定了17种关键风味物质,主要为吡嗪、噻唑和噻吩类等化合物。随新平等[7]采用SAFE-GC-MS技术从油炸黑虎虾中检出93种挥发性风味物质,确定了其关键风味物质为2,3,5-三甲基吡嗪、2,3-二甲基-5-乙基吡嗪、2,5-二甲基-4-羟基-3(2H)-呋喃酮、2-乙酰基吡咯、苯乙醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛等。目前,关于调味小龙虾的研究主要集中在保鲜技术、品质变化、加工方式及工艺优化等方面[8-10],而对不同调味小龙虾挥发性风味成分差异的相关研究鲜有报道。

本文以市售常见的调味小龙虾为研究对象,采用电子鼻结合SAFE-GC-MS技术对其挥发性风味物质组成与含量进行确定,分析比较不同调味小龙虾风味特征差异及原因,并根据相对气味活度值(relative odor activity value,ROAV)筛选鉴定关键特征风味物质,旨在为调味小龙虾风味统一、产品开发和生产提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

市售预制调味小龙虾(3种麻辣小龙虾S1-S3、3种蒜蓉小龙虾G1-G3、2种十三香小龙虾T1-T2)均购自于南昌市天虹商城,具体信息见表1;二氯甲烷、无水硫酸钠、氯化钠,分析纯,西陇科学股份有限公司;C8~C40正构烷烃混标,美国AccuStandard公司。

表1 市售调味小龙虾信息表
Table 1 Information table of seasoned crayfish

编号配料表S1小龙虾、水、植物油、食用盐、D-异抗坏血酸钠、辣椒、花椒、茶多酚、葱、姜、白砂糖、山梨酸钾、香辛料、5’-呈味核苷酸二钠、食用香料、豆瓣酱S2小龙虾、水、植物油、食用盐、辣椒、花椒、白砂糖、豆瓣酱、食用香辛料S2小龙虾、水、大豆油、花椒、辣椒粉、白砂糖、食用盐、小葱、姜、大蒜、味精、鸡精调味料、豆瓣酱、香辛料G1小龙虾、水、植物油、白砂糖、味精、海藻糖、鸡精调味料、大蒜、5’-呈味核苷酸二钠、食用盐、酵母提取物、D-异抗坏血酸钠、食用香料、山梨酸钾G2小龙虾、水、植物油、大蒜、洋葱、食用盐、白砂糖、鸡精调味料、食用香辛料G3小龙虾、水、大蒜、食用鸡油、大豆油、菜籽油、白砂糖、食用盐、小葱、姜、南瓜、胡萝卜、味精、鸡精调味料、小米辣、香辛料T1小龙虾、水、植物油、食用盐、辣椒、花椒、白砂糖、食用香辛料T2小龙虾、水、大豆油、花椒、辣椒粉、白砂糖、食用盐、小葱、姜、大蒜、味精、鸡精调味料、香辛料

1.2 仪器与设备

HH-6数显恒温水浴锅,国华电器有限公司;DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器,巩义市予华仪器有限责任公司;BC206E超级恒温水槽,深州勒普拓仪器技术有限公司;SAFE60溶剂辅助风味蒸发器,北京康百特科技有限公司;TS85D分子涡轮泵,英国Edwards公司;PEN3电子鼻,德国Airsense公司;7890A/5975气相色谱-质谱联用仪,美国Agilent公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品前处理

将预制调味小龙虾室温下自然解冻至完全解冻,除去虾线,倒入锅中加热翻炒至汤汁沸腾,改小火保持3 min,熄火,出锅,晾至室温,沥干汤汁,剥壳取虾肉部分,搅碎,置于4 ℃冰箱暂存,待用。

1.3.2 电子鼻测定

参考FAN等[11]的方法加以修改,称取5.00 g虾肉样品置于20 mL样品瓶内,加入5 mL 18%的NaCl溶液,加盖密封,50 ℃水浴平衡30 min,插入电子鼻探头进行测定。测定条件:清洗时间90 s,归零时间10 s,准备时间5 s,测定时间120 s,载气速度为300 mL/min,进样流量为300 mL/min,特征值提取时间设定为117~119 s。电子鼻10个不同传感器对应物质种类见表2。

表2 电子鼻不同传感器对应物质种类
Table 2 Corresponding aroma types of different sensors of electronic nose

阵列序号传感器名称响应物质类型1W1C对芳香成分灵敏2W5S对氮氧化合物灵敏3W3C对氨类、芳香成分灵敏4W6S对氢化物有选择性5W5C对短链烷烃、芳香成分灵敏6W1S对甲基类灵敏7W1W对无机硫化物灵敏8W2S对醇类、醛酮类灵敏9W2W对芳香成分、有机硫化物灵敏10W3S对长链烷烃灵敏

1.3.3 挥发性风味物质测定

1.3.3.1 风味物质提取及SAFE条件

参考LIU等[12]的方法稍作修改,采用SAFE法提取样品中的挥发性风味物质。称取50.00 g搅碎的虾肉样品于锥形瓶中,加入200 mL二氯甲烷,封口,于室温下搅拌萃取过夜(12 h)。萃取液经中性滤纸过滤,转移至SAFE装置的滴液漏斗中,循环水及恒温水槽温度均设置为40 ℃,同时在冷阱和保温瓶中加入液氮,系统的真空度达到1×10-4 MPa时,开始缓慢滴加萃取液。待收集瓶中提取液自然融化后加入无水硫酸钠,于-18 ℃冰箱中静置12 h,过滤、收集提取液采用韦氏蒸馏柱精馏浓缩至1.5 mL,采用注射器转移至样品瓶并定容至2 mL,样品瓶经封口膜密封,放置于-18 ℃冰箱,待进行GC-MS检测。

1.3.3.2 GC-MS条件

GC条件[13]:色谱柱为DB-Wax毛细管柱(30 m×0.25 μm×0.25 mm);进样口温度250 ℃,载气He,流速1.0 mL/min,采用不分流模式;升温程序:起始温度40 ℃,保持3 min,以5 ℃/min的速度升至240 ℃,保持15 min。

MS条件[13]:EI电离源,电离电压70 eV,离子源温度230 ℃,四极杆温度150 ℃。

1.3.4 挥发性风味物质鉴定与分析

通过NIST 14质谱库对未知化合物进行检索匹配,并结合保留指数(retention index,RI)对正反匹配度大于800(最大值为1 000)的化合物进行鉴定,给出化合物名称。虾肉中各挥发性风味成分相对含量根据所得峰面积之比计算。

1.3.5 关键风味物质评价方法

采用刘登勇等[14]提出的ROAV法对虾肉样品中关键性风味化合物进行分析。

1.4 数据分析

所有试验均作3次平行,实验结果用“平均值±标准差”表示,采用Origin 2021绘图并进行主成分分析(principal component analysis,PCA),SPSS16.0统计软件进行单因素方差分析(one-way analysis of variance,ANOVA),显著性差异分析采用Duncan检验,P<0.05表示存在显著性差异。

2 结果与分析

2.1 调味小龙虾电子鼻雷达图分析

图1雷达图显示了电子鼻的10个传感器对调味小龙虾的响应值大小。由图1可知,W1S、W5S、W3C、W6S、W5C、W2S和W3S传感器对所有调味小龙虾样品的响应值都很小,没有明显差异。与其他传感器相比,调味小龙虾样品对W1W(对无机硫化物灵敏)传感器的响应值最大,其次分别是W1S(对甲基类灵敏)和W2W(对芳香成分、有机硫化物灵敏)传感器,其中蒜蓉小龙虾样品的响应值均明显比麻辣小龙虾与十三香小龙虾大,而麻辣小龙虾与十三香小龙虾的响应值差异较小,这可能是因为相比其他调味小龙虾,蒜蓉小龙虾中挥发性物质种类与含量存在较大差异,而麻辣小龙虾与十三香小龙虾中挥发性物质种类与含量差异较小。这些结果表明,对区分不同调味小龙虾样品最重要的贡献来自于上述3个传感器。

图1 调味小龙虾电子鼻雷达图

Fig.1 Electronic nose radar diagram of seasoned crayfish

2.2 调味小龙虾电子鼻PCA分析

对调味小龙虾电子鼻数据进行PCA分析,结果如图2-A所示,PC1的贡献率为91.60%,PC2的贡献率为7.80%,PC1和PC2的总贡献率为99.40%,大于85.00%,表明PC1和PC2可以反映调味小龙虾挥发性物质的主要信息特征[15]。PCA图(图2-A)结果显示,调味小龙虾样品大致可分为3个相对独立的区域,即3种不同风味类型。S1、S2和S3数据相对集中位于最左侧,T1和T2分布于中间,其中T1与S1-S3相距较近,表明其风味具有一定相似性。G1、G2和G3位于最右侧,且主要体现在PC1上,在PC1轴(91.60%)上与其他调味小龙虾组分相距较远,表明蒜蓉小龙虾的风味成分明显区别于其他调味小龙虾样品。同时,G2在PC2轴(7.80%)上与G1、G3距离相对较远,可能是受原料、生产工艺等的影响,风味存在一定差异性。载荷图(图2-B)可反映各传感器对于调味小龙样品区分的贡献,距离原点越远贡献越大[16]。结果显示,W1W和W1S传感器对PC1贡献值较大,W1S和W2W对PC2的贡献值较大,因此可以通过这些特征传感器将不同调味小龙虾区分开,这与图1中雷达图结果相一致。

A-PCA图;B-载荷图

图2 调味小龙虾电子鼻数据PCA图及载荷图

Fig.2 PCA diagram and load diagram of electronic nose data of seasoned crayfish

2.3 调味小龙虾挥发性风味物质分析

为研究不同调味小龙虾的风味特征,利用SAFE-GC-MS技术对调味小龙虾的风味类别及相对含量进行鉴定分析,结果如图3和表3所示。调味小龙虾中共检测出127种挥发性风味物质,其中S1、S2、S3、G1、G2、G3、T1和T2中分别检出53、55、42、37、36、32、53和50种挥发性风味物质,包括萜类26种、烷烃类13种、醇类14种、醛类6种、酮类10种、酸类8种、酯类6种、芳香类34种以及其他类12种。不同调味小龙虾中挥发性风味物质组成类别和相对占比存在较大差异,其中麻辣小龙虾中占比最高的是萜类物质,蒜蓉小龙虾中占比最高的是烷烃类物质,而十三香小龙虾则以萜类和芳香类物质为主。

A-风味类别;B-占比

图3 调味小龙虾风味类别及占比

Fig.3 Flavor category and proportion of seasoned crayfish

表3 调味小龙虾挥发性风味物质组成及相对含量
Table 3 Composition and relative content of volatile flavor substances of seasoned crayfish

化合物名称CASRI值感官阈值[31-32]/(μg/kg)相对含量/%S1S2S3G1G2G3T1T2萜类β-蒎烯127-91-31 01260.34±0.02c0.42±0.03b————1.63±0.03a0.05±0.01d桧烯3387-41-51 03175—0.98±0.01a————0.57±0.04b0.03±0.00cD-柠檬烯5989-27-51 130101.31±0.01c2.75±0.05a0.45±0.08d———1.61±0.00b0.26±0.01e桉叶油醇470-82-61 134122.77±0.13c2.02±0.14d0.47±0.01e———5.09±0.42b10.40±0.21aβ-水芹烯555-10-21 141360.08±0.00b—————0.34±0.00a—γ-萜烯99-85-41 1931500.20±0.02b0.25±0.00b————0.35±0.01a—邻位伞花烃527-84-41 224———————0.18±0.00a0.05±0.01bL-小茴香酮7787-20-41 317350—0.07±0.00c————0.22±0.05b0.27±0.00a侧柏酮471-15-81 342—0.03±0.00b0.06±0.01a————0.01±0.00c—(-)-α-可巴烯3 856-25-51 412——0.27±0.01a——————2-莰酮76-22-21 429250———————0.67±0.01a芳樟醇78-70-61 475644.18±0.30b46.06±0.24a40.49±1.06c——1.45±0.22e35.49±0.99d1.40±0.10e乙酸芳樟酯115-95-71 479—0.94±0.01c4.79±0.05a————1.06±0.00b—L-石竹烯87-44-51 51064—0.43±0.01b——1.94±0.22a—0.23±0.06c0.11±0.03c4-萜烯醇562-74-31 521340—2.89±0.74b————4.14±1.03a2.09±0.00b乙酸松油酯80-26-21 6072 500—0.28±0.08a————0.11±0.05b—α-松油醇10482-56-11 6133301.16±0.11cd1.05±0.04d1.36±0.31c———1.81±0.02b7.30±0.07a毕澄茄烯13744-15-51 614——0.30±0.02a——————α-姜烯495-60-31 630——0.15±0.01a——————胡椒酮89-81-61 632680———————0.68±0.01a(+)-δ-杜松烯483-76-11 661——0.17±0.03a——————枯茗醛122-03-21 683600.62±0.40a———————茴香脑104-46-11 730——0.47±0.06c————19.00±0.10b19.82±0.1a百里酚89-83-81 75650——————0.05±0.01b0.24±0.00a香叶醇106-24-11 760400.13±0.07a—————0.30±0.15a—枯茗醇536-60-71 991——0.09±0.02a——————烷烃类2,2,3,3-四甲基戊烷7154-79-21 000—0.19±0.11a———————十一烷1120-21-41 017—0.48±0.00d0.33±0.06de1.54±0.02c3.10±0.14a2.84±0.00b2.94±0.12ab0.27±0.00e0.23±0.01e2,2-二甲基辛烷15869-87-11 072————0.17±0.05a————6-甲基十一烷17302-33-91 078————0.34±0.02b—1.00±0.21a0.10±0.01c—十二烷112-40-31 147—1.44±0.01c0.95±0.01cd3.65±0.21b7.54±0.26a7.14±0.15a7.18±0.47a0.83±0.05d—己基环己烷4292-75-51 217—0.07±0.00d—0.21±0.00c—0.34±0.02b0.43±0.07a——十三烷629-50-51 2382 1401.10±0.00e0.61±0.01f2.71±0.08d7.90±0.25a7.29±0.17b4.18±0.03c0.62±0.00f0.33±0.02g正庚基环己烷5617-41-41 320————0.74±0.06a————十四烷629-59-41 3361 0002.56±0.00d1.48±0.02e5.10±0.25c10.69±0.35a10.24±0.09a9.36±0.56b1.59±0.05e0.99±0.00e

续表1

化合物名称CASRI值感官阈值[31-32]/(μg/kg)相对含量/%S1S2S3G1G2G3T1T2壬基-环戊烷2882-98-61 421——0.18±0.00ab————0.17±0.03b0.21±0.02a十五烷629-62-91 432—2.29±0.07b——9.86±0.44a9.66±0.24a—1.24±0.13c1.24±0.08c十六烷544-76-31 5273 0002.68±0.02d1.11±0.08ef4.29±0.11c10.54±0.24a10.81±0.35a7.59±0.35b1.47±0.01e0.69±0.03f十七烷629-78-71 621—2.63±0.02d1.15±0.00e3.84±0.06c10.50±0.51a10.59±0.49a6.35±0.12b1.35±0.05e0.51±0.09f醇类丙烯醇107-18-61 028————0.23±0.08b—4.84±0.15a——3-戊烯-2-醇3899-34-11 256————————0.04±0.00a顺-α,α-5-三甲基-5-乙烯基四氢化呋喃-2-甲醇5989-33-31 370———2.90±0.07a—————2-甲基-5-(1-甲基乙基)-双环[3.1.0]己烷-2-醇546-79-21 394——0.50±0.00b0.39±0.19b———0.91±0.01a—1-辛醇111-87-51 485110———————0.32±0.00a糠醇98-00-01 5765 0000.67±0.16a——————0.14±0.01b癸醇112-30-11 682——0.18±0.00bc0.38±0.05ab—0.47±0.21a—0.22±0.01b0.50±0.02a丙二醇57-55-61 733340 000———————1.14±0.01a苯甲醇100-51-61 77710 0000.24±0.01bc0.12±0.01d0.31±0.00b——0.45±0.11a0.16±0.02cd0.13±0.01cd苯乙醇60-12-81 8097500.91±0.02a0.34±0.03d0.43±0.02c———0.63±0.01b—3-苯丙醇122-97-41 939—0.10±0.01a———————反式-肉桂醇4407-36-72 1622 8003.40±0.08a———————2-苄基氨基-丙-1-醇6940-81-42 289—0.68±0.02c0.55±0.01c1.89±0.13b——4.30±0.25a0.64±0.01c—反式-9-十六烯-1-醇64437-47-42 464——0.05±0.00a——————醛类2-甲基-2-丁烯醛1115-11-3996500———1.07±0.03a————苯乙醛122-78-11 1334————0.05±0.00a———壬醛124-19-61 3211—0.14±0.03b———0.47±0.24a0.09±0.00c0.07±0.00c4-丙基-2-环己基-1,4-二烯-1-甲醛22580-90-11 699—0.52±0.03a———————2,6-二甲基苯甲醛1123-56-41 710———0.22±0.05b——0.65±0.03a—0.05±0.02c反式肉桂醛14371-10-91 9236 0000.59±0.50a0.22±0.25ab————0.14±0.00ab0.22±0.00ab酮类2-甲基环戊酮1120-72-51 211—0.18±0.00d—0.39±0.09c—1.40±0.03a0.62±0.00b——1-苯基-3-己酮29898-25-71 477—————0.24±0.04a———3-甲基-6-(1-甲基乙亚基)环己-2-烯-1-酮491-09-81 813————————0.58±0.01a2-甲基-3-羟基-4-吡喃酮118-71-81 8573 5000.93±0.01a——0.04±0.01b————2-乙基-3-羟基-4-吡喃酮4940-11-81 908———0.95±0.01b—0.97±0.08b3.54±0.26a—0.98±0.04b(S)-5-羟甲基二氢呋喃-2-酮32780-06-62 338—0.93±0.01bc—1.1±0.78b1.15±0.03b—5.73±0.77a0.49±0.44bc1.22±0.02b对甲氧基苯基丙酮122-84-92 033———————0.20±0.17a0.17±0.17a2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮28564-83-22 14535 000———————0.17±0.01a2-羟基-1-(4-甲氧基苯基)丙烷-1-酮15482-28-72 430————————0.28±0.01a4,6-二甲基-2-羟基苯乙酮90-24-42 456————————3.25±1.60a酸类丙酸79-09-41 46020 000—0.21±0.00a——————丙基丙二酸616-62-61 648——0.17±0.00a——————壬酸112-05-02 0573 000—0.09±0.00b0.34±0.01a—————癸酸334-48-52 16110 000——2.15±0.57a———1.26±0.39b—2-羟基肉桂酸614-60-82 301—0.27±0.03a——————0.33±0.00a肉豆蔻酸544-63-82 56010 0000.53±0.10ab0.46±0.38ab1.44±0.70ab0.40±0.35ab1.09±0.78ab2.27±1.75a0.77±0.10ab0.26±0.09b棕榈酸57-10-32 71410 0001.76±0.11c2.00±0.04c5.65±2.57b2.23±0.03c2.17±0.05c12.15±1.76a0.86±0.13c—硬脂酸57-11-42 98020 0000.13±0.00b0.63±0.61b1.02±0.00b1.01±0.78b0.95±0.66b8.05±6.19a0.90±0.34b0.65±0.13b

续表1

化合物名称CASRI值感官阈值[31-32]/(μg/kg)相对含量/%S1S2S3G1G2G3T1T2酯类甲基丙烯酸癸酯3179-47-31 547—2.59±0.04b——2.74±0.11b———3.53±0.12a甲酸癸酯5451-52-51 676————0.25±0.04b—0.37±0.00a——肉桂酸乙酯103-36-62 01016——————0.15±0.04b3.30±0.05a二十碳酸乙烯酯—2 385——2.49±0.61b——4.03±0.47a———芳香类乙基苯100-41-41 0362 205.250.31±0.01d0.18±0.01d0.61±0.06bc0.51±0.00c0.64±0.09b1.85±0.09a0.26±0.02d0.24±0.00d1,3-二甲基苯108-38-31 053—0.96±0.00c0.56±0.01d1.58±0.37b1.52±0.06b1.91±0.01a—0.81±0.00cd0.68±0.00cd对二甲苯106-42-31 107—0.47±0.46b———1.34±0.45a———邻二甲苯95-47-61 108450.230.80±0.00b0.48±0.00b1.41±0.41a—————1-甲基十氢萘2958-75-01 158——0.03±0.00c0.25±0.02bc0.37±0.07a0.33±0.00ab0.23±0.04bc——1,3,5-三甲苯108-67-81 188————0.11±0.01a————苯乙烯100-42-51 205730——0.14±0.01a—————1-甲基-2-丙基苯1074-17-51 260—————0.11±0.02a———1-乙基-4-异丁基苯100319-40-21 344————0.23±0.04a————1,2,3,5-四甲基苯527-53-71 355—0.06±0.00b—0.12±0.00a—————1,4-二乙基-2-甲基苯13632-94-51 366————0.27±0.02a0.20±0.02b———4-甲基茚满824-22-61 414———0.50±0.05b—1.84±0.19a0.39±0.05b——4-乙烯基-1,2-二甲基苯27831-13-61 414—0.19±0.03bc——1.93±0.25a—0.36±0.16b——1,3-二甲基丁基苯19219-84-21 429—————0.56±0.05a———1,2,3,4-四氢萘119-64-21 438———0.26±0.01a—————1-异丁基-2,5-二甲基苯55669-88-01 455—————0.21±0.16a———2-甲基-1,2,3,4-四氢萘3877-19-81 471————2.36±0.21a————2,3-二氢-4,7-二甲基-1H-茚6682-71-91 514—0.11±0.00bc—0.32±0.06b1.38±0.27a1.27±0.02a———6-甲基四氢萘1680-51-91 540————2.79±0.75a2.93±0.14a———1-苯基-5-甲基庚烷103240-92-21 639—————0.22±0.00a———2,5,8-三甲基-1,2,3,4-四氢萘30316-17-71 724————1.82±0.44a1.38±0.02b———苯并环庚三烯264-09-51 744————9.50±0.32a—1.14±0.83b——2-甲基萘91-57-61 775—0.41±0.01c0.12±0.00d1.19±0.06b—8.44±0.10a———2,6-二叔丁基对甲酚128-37-01 8151 0000.16±0.14b————0.70±0.01a——2-乙基萘939-27-51 832—0.11±0.10b———1.36±0.88a———苯酚108-95-21 8995 900—0.10±0.00b————0.19±0.01a—甲基丁香酚93-15-21 908820—0.68±0.04b————1.16±0.01a0.42±0.00c2-(1-甲基乙基)-萘2027-17-01 967————0.35±0.00a————2,3,6-三甲基萘829-26-51 981————1.22±0.70a————1,6,7-三甲基萘2245-38-72 015—0.44±0.02c——3.17±0.02a2.76±0.01b———丁香酚97-53-02 04863.27±0.10c3.31±0.07c1.39±0.14d——0.44±0.15e4.87±0.09b32.07±0.43a顺式-甲基异丁香油酚6380-24-12 065———————0.30±0.01a—5-烯丙基-1,2,3-三甲氧基苯487-11-62 212———————0.79±0.00a—2,4-二叔丁基苯酚96-76-42 198200—0.43±0.04cd1.71±0.11b0.87±0.01c—6.24±0.96a0.70±0.01c1.03±0.04bc其他类二烯丙基硫醚592-88-11 06332.5—————2.72±0.03a——N,N-二甲基苄胺103-83-31 280——0.05±0.01a——————3-苯硫醚16766-64-61 438—10.76±0.23b15.72±0.14a4.20±0.07c—1.20±0.18d———2-乙酰基吡嗪22047-25-21 536620.13±0.05ab0.11±0.04b————0.22±0.09a—2-乙酰基吡咯1072-83-91 864170 0000.91±0.01a—0.51±0.23b————0.20±0.12c2-甲醚癸烷—1 926———————0.33±0.27a—7-甲氧基-2,2-二甲基-3-苯并吡喃17598-02-61 963——————0.55±0.01a——美他帕明21730-16-52 212——0.21±0.02a—————0.12±0.01b肉豆蔻醚607-91-02 240———————0.27±0.10a0.07±0.01b吲哚120-72-92 3031400.20±0.01bc0.32±0.02bc1.06±1.06ab———1.50±0.01a—2-苯乙酰胺103-81-12 562—0.83±0.02c—1.01±0.13bc0.65±0.07d0.92±0.05bc1.29±0.14a1.07±0.01b—3,7-二甲基二苯并噻吩1136-85-22 646————0.28±0.01a————

注:—为未检出或检索到该物质;同行不同字母表示差异显著(P<0.05)。

调味小龙虾中检出的萜类物质种类较多,如β-蒎烯、D-柠檬烯、γ-萜烯、桉叶油醇、芳樟醇、侧柏酮、茴香脑等,萜类物质很少在小龙虾中检出[17],它们主要来自于调味小龙虾制作过程添加的辣椒、葱、姜、蒜等香辛料[18],其感官阈值较低,对调味小龙虾的整体风味起重要作用。除G1、G2和G3外,其余调味小龙虾样品中萜类物质含量均较高,为42.78%~72.27%。其中S1、S2、S3和T1相对占比最高的是芳樟醇,在35.49%以上,其感官阈值较低(6 μg/kg),对调味小龙虾整体风味贡献较大,具柑橘味、花香、木香、青草香等特征风味[19],而在蒜蓉小龙虾中仅G3有少量检出(1.45%),这可能是造成蒜蓉小龙虾风味明显区别于麻辣小龙虾和十三香小龙虾的主要风味化合物。此外,T1和T2中还检出含量较高的茴香脑(19.00%~19.82%)和桉叶油醇(5.09%~10.40%),且均显著高于(P<0.05)其他调味小龙虾样品,可能是十三香小龙虾区别于其他调味小龙虾的主要风味物质,赋予小龙虾茴香、甘草香、药香和樟脑香。MORALES-SORIANO等[20]从辣椒中鉴定出桧烯、(+)-δ-杜松烯、L-石竹烯、芳樟醇、D-柠檬烯、毕澄茄烯等萜类化合物。李金林等[13]研究发现D-柠檬烯、β-水芹烯、桉叶油醇、对伞花烃、芳樟醇、α-姜烯、(+)-δ-杜松烯等主要来源于生姜和大蒜。萜类物质在调味小龙虾中差异显著,可能是不同调味小龙虾风味差异的主要原因之一。

烷烃类物质可能来源于脂肪酸中烷氧自由基的均裂,在G1、G2和G3中,烷烃类物质相对占比最高(39.07%~61.43%),且显著高于(P<0.05)其他调味小龙虾样品(4.24%~21.38%),主要为十三烷、十四烷、十六烷和十七烷等长链烷烃,由于烷烃类物质通常感官阈值高,大多香气较弱或者无味,对调味小龙虾整体风味贡献小[21]。醇类物质一般由脂质受热氧化分解生成,其中对调味小龙虾风味贡献较大的多为感官阈值较低的不饱和醇类[22],如3-戊烯-2-醇、苯甲醇主要来自于亚油酸和花生四烯酸氧化形成[23]。G3中醇类含量最高(9.59%),主要为丙烯醇,其次分别是S3、S1,分别为6.33%和6.03%,而在G1和G2中醇类物质相对占比仅为0.23%和0.47%。

醛类物质主要由不饱和脂肪酸氧化降解产生,具清香、果香和脂肪味等特征风味,因其感官阈值低,对虾、蟹等水产品风味特性起重要作用[24]。调味小龙虾中醛类物质种数较少,共检出6种,其中G3中醛类物质相对占比最大(1.12%),其次是S1和G1,分别为1.11%和1.07%。壬醛赋予调味小龙虾清香、青草香等风味,同时也是主要的虾腥味成分[25],其在S2、G3、T1和T2中均有检出。此外,苯乙醛仅在G2中检出,2-甲基-2-丁烯醛仅在G1中检出,枯茗醛仅在S1中检出。酮类物质主要是脂质氧化和氨基酸降解的产物,感官阈值较醛类物质高,具有独特的清香和果香,对调味小龙虾腥味消减有一定作用[26]。调味小龙虾中共检出酮类物质14种,其中G3、T2中酮类物质相对占比较高,分别为9.89%和6.65%,显著高于(P<0.05)其他调味小龙虾样品(0.00%~2.61%)。(S)-5-羟甲基二氢呋喃-2-酮含量较高,除S2和G2外,其余样品中均有检出,其中G3中含量最高,高达5.73%,可能来自于脂质氧化产物与美拉德反应产物相互作用产生。

酸类物质主要由脂肪酸经氧化降解形成,通常具刺鼻的不愉快气味,其感官阈值极高[27],对调味小龙虾的风味几乎没有影响。8个调味小龙虾样品中酸类物质相对占比为1.24%~22.47%,样品间差异显著(P<0.05),主要为肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸,在所有调味小龙虾样品中均有检出。酯类物质由醇和羧酸的酯化反应形成,呈清淡的水果香和花香,可以减弱脂肪酸的辛辣味和氨基的苦味[28]。调味小龙虾中酯类物质种数及含量均较少,共检出6种酯类物质,T2中酯类物质相对占比最高,为6.83%,其次是G2(4.03%),其他调味小龙虾样品中含量均较低(0.00%~2.99%)。

芳香类物质在调味小龙虾中表现较为突出,共检出芳香类物质34种,其可能来源于烃类、类脂等化合物高温时裂解产生,或来源于香辛料中[29]。不同调味小龙虾中芳香类物质含量差异显著(P<0.05),十三香小龙虾含量较高,为8.43%~34.46%,其次分别是蒜蓉小龙虾(11.39%~28.47%)和麻辣小龙虾(7.35%~9.53%),可能是造成不同调味小龙虾风味差异性的一类重要风味物质,这与图1中电子鼻W2W传感器响应值存在较大差异相一致。此外,调味小龙虾中还检测出醚类、吡嗪类、吡咯类等其他类风味物质。醚类化合物感官阈值低,本身具有独特的气味,如二烯丙基硫醚具硫磺味、洋葱味和蒜味。吡嗪、吡咯、噻吩等化合物是美拉德反应和肪质氧化的产物,如2-乙酰基吡嗪、2-乙酰基吡咯等能赋予调味小龙虾烤香、肉香和坚果味[30]

2.4 主体挥发性风味物质差异分析

挥发性风味物质的相对含量与整体风味特征之间无直接关系,其对整体风味的贡献大小由相对含量和感官阈值共同决定[33]。因此,对风味物质进行ROAV分析,该方法认为ROAV≥1的组分为关键风味物质,0.1≤ROAV<1的组分为对整体风味具有重要的修饰作用,且ROAV越大对整体风味贡献越大,本研究只选取ROAV≥0.1的风味物质。

由表4可知,调味小龙虾中共鉴定出15种关键风味物质和10种修饰性风味物质,主要包括萜类、醛类和芳香类等物质。其中麻辣小龙虾关键风味物质主要为芳樟醇、桉叶油醇、丁香酚、D-柠檬烯和壬醛,十三香小龙虾关键风味物质主要为丁香酚、芳樟醇、桉叶油醇、壬醛、β-蒎烯、D-柠檬烯和肉桂酸乙酯,麻辣小龙虾和十三香小龙虾的关键风味物质具较高的相似性,表明这2种调味小龙虾风味存在相似部分,这也验证了图2-A中麻辣小龙虾与十三香小龙虾相距较近的原因。相比于麻辣小龙虾和十三香小龙虾,蒜蓉小龙虾关键风味物质种类和含量差异较大,G1的关键风味物质为2,4-二叔丁基苯酚、2-甲基-2-丁烯醛、棕榈酸和乙基苯,而G2仅2种关键风味物质,分别为L-石竹烯和苯乙醛,G3的关键风味物质为壬醛、芳樟醇、二烯丙基硫醚、丁香酚和2,4-二叔丁基苯酚,因此,可推断蒜蓉小龙虾关键风味物质种数和含量上的差异是其风味特征存在差异的重要原因。沙小梅等[34]对自制麻辣小龙虾和蒜香小龙虾主体挥发性特征风味进行分析,结果表明,麻辣小龙虾主要特征风味物质为萜类和醛类,如β-蒎烯、α-侧柏烯、5-甲基糠醛、正丁醛等,与本文结果类似,而蒜香小龙虾特征风味物质主要以二烯丙基硫醚、二烯丙基二硫醚等硫醚类化合物为主,与本文结果存在一定差异,可能与制作工艺、检测方法等不同有关。此外,桧烯、β-水芹烯、4-萜烯醇、α-松油醇、香叶醇、枯茗醛、2-甲基-3-羟基-4-吡喃酮、肉豆蔻酸、2,6-二叔丁基对甲酚和吲哚ROAV均小于1,具木香、松香、花香、丁香等气味,对调味小龙虾整体风味具有重要的修饰作用。这些重要的关键风味物质以及修饰性风味物质含量与种类上的差异形成了不同调味小龙虾独特的风味。

表4 调味小龙虾的主体风味物质
Table 4 The main flavor substances of seasoned crayfish

编号名称ROAVS1S2S3G1G2G3T1T2气味特征描述C1β-蒎烯0.770.91————4.590.16木香、树脂味、松木香、干草香C2桧烯—0.17————0.010.13木香、萜香、柑橘味、松香C3D-柠檬烯1.783.580.05———2.720.49柑橘味、橙子味、清香、甜味C4桉叶油醇3.132.190.04———7.1716.21桉树味、草药味、樟脑香C5β-水芹烯0.03——————0.16薄荷香、松脂香C6芳樟醇100.00100.00100.00——51.42100.004.37柑橘味、花香、木香、青草香C7L-石竹烯—0.09——100.00—0.060.03甜味、木香、香料味、丁香C84-萜烯醇—0.11————0.120.21辣椒味、木香、泥土气息、霉味C9α-松油醇0.050.04<0.01———0.090.41松香、萜香、木香、花香C10枯茗醛0.14———————辛辣味、孜然味、青草香、药香C11香叶醇0.04—————0.13—甜味、花香、果香、玫瑰花香C122-甲基-2-丁烯醛———48.74————辛辣味、青草香、轻微的坚果香C13苯乙醛————41.24———青草香、甜味、花香、蜂蜜味C14壬醛—1.82———100.001.521.31腊香、醛香、玫瑰花香、清香C152-甲基-3-羟基-4-吡喃酮<0.01——0.26————甜味、黄油香、果香、烤面包香C16肉豆蔻酸<0.01<0.01<0.010.920.360.05<0.01<0.01腊香、油脂味、椰肉香C17棕榈酸<0.01<0.01<0.015.130.720.26<0.01—轻微的腊味、脂香C18硬脂酸<0.01<0.01<0.011.160.160.09<0.01<0.01淡淡的油脂味、腊香C19肉桂酸乙酯——————0.163.86甜味、凤仙花香、果香、辛辣味C20乙基苯<0.01<0.01<0.015.320.960.18<0.01<0.01花香、草药味、青草香C212,6-二叔丁基对甲酚<0.01————0.15——淡淡的酚香、樟脑香C22丁香酚7.407.190.23——15.6013.72100.00甜味、辛辣味、丁香、木香C232,4-二叔丁基苯酚—0.030.01100.00—6.640.060.10酚香C24二烯丙基硫醚—————17.81——硫磺味、洋葱味、蒜味C25吲哚0.020.030.01———0.18—动物气息、花香、樟脑香

注:—为未检出该物质无法计算ROAV;气味特征描述来源于http://www.perflavory.com/index.html。

2.5 主体风味物质PCA分析

为进一步反映不同调味小龙虾挥发性风味的差异,对调味小龙虾中ROAV≥0.1的风味物质进行PCA分析,结果如表5和图4所示。3个主成分的方差贡献率分别为73.90%、21.20%和2.80%,累计方差贡献率为97.90%,说明3个主成分能较好反映样品的整体信息,可有效用于风味数据分析。芳樟醇在PC1上具较大载荷,为0.98;丁香酚、桉叶油醇、α-松油醇在PC2上具较大载荷,分别为0.88、0.30和0.20;棕榈酸、硬脂酸、丁香酚在PC3上具较大载荷,分别为0.74、0.50和0.24。说明芳樟醇、丁香酚、桉叶油醇、α-松油醇、棕榈酸、硬脂酸对不同调味小龙虾风味差异区分有重要作用。由图4可知,8个调味小龙虾样品以风味不同区分开,在PC1与PC2上,G1、G2、G3相距集中;T1、T2相对集中;S1、S2、S3相距集中。其中,G1~G3与S1~S3在PC1上相距较远,即在芳樟醇上存在差异,S1~S3中芳樟醇相对含量为40.49%~46.06%,且ROAV均为100,而G1~G3中仅G3含量为1.45%,ROAV为51.43。G1~G3与T1~T2在PC2上相距较远,即在丁香酚、桉叶油醇、α-松油醇上存在差异,T1~T2中丁香酚含量为4.87%~32.07%,ROAV为13.72~100,而G1~G3中丁香酚含量较低,为1.39%~3.31%,ROAV为0.23~7.40;T1~T2中桉叶油醇含量为5.09%~10.40%,ROAV为7.71~16.21,G1~G3中桉叶油醇含量(0.47%~2.77%)和ROAV(0.04~3.11)均较低。此外,在PC3上G3与G1~G2相距较远,即在棕榈酸、硬脂酸、丁香酚上存在差异,G3中棕榈酸、硬脂酸含量分别为12.15%和8.05%,显著高于G1与G2,且G3中含少量丁香酚,而G1与G2中未检出。由此可见,通过对主体风味物质的PCA分析,可以从这3个主成分对不同调味小龙虾样品进行区分。

图4 调味小龙虾主体风味物质PCA图

Fig.4 PCA diagram of the main flavor substances of the seasoned crayfish

表5 主成分特征向量矩阵
Table 5 Principal component eigenvectors matrix

风味物质第一主成分第二主成分第三主成分C10.010.01-0.04C20.010.00-0.01C30.040.02-0.03C40.000.00-0.01C5-0.01-0.01-0.09C6-0.020.30-0.02C70.980.120.10C80.020.07-0.07C9-0.020.200.05C100.000.00-0.01C11-0.01-0.01-0.03C120.000.000.00C130.000.000.03C140.000.000.00C150.010.00-0.01C160.00-0.030.11C17-0.03-0.190.74C18-0.05-0.090.50C19-0.020.090.03C20-0.01-0.030.09C210.00-0.010.05C22-0.150.880.24C23-0.08-0.130.22C24-0.01-0.030.18C250.010.00-0.01方差贡献率/%73.90%21.20%2.80%累计方差贡献率/%97.90%

3 结论

受原料、生产工艺等因素的影响,我国调味小龙虾产品风味存在着较大的差异性,本研究采用电子鼻结合SAFE-GC-MS技术对调味小龙虾挥发性风味差异进行分析。结果表明,电子鼻能够较好地区分不同调味小龙虾样品的风味,W1W、W1S和W2W传感器是其特征传感器。SAFE-GC-MS可以较全面分析不同调味小龙虾的风味差异,调味小龙虾样品中共检出127种挥发性风味物质,其在不同调味小龙虾中挥发性风味物质组成和相对占比差异显著,这使得不同调味小龙虾形成独特的风味。进一步采用ROAV分析,确定了15种关键风味物质和10种修饰性风味物质,其中麻辣小龙虾关键风味物质主要为芳樟醇、桉叶油醇、丁香酚、D-柠檬烯和壬醛,十三香小龙虾关键风味物质主要为丁香酚、芳樟醇、桉叶油醇、壬醛、β-蒎烯、D-柠檬烯和肉桂酸乙酯,而蒜蓉小龙虾关键风味物质种类差异较大,主要为2-甲基-2-丁烯醛、L-石竹烯、壬醛、苯乙醛、二烯丙基硫醚和2,4-二叔丁基苯酚等,并对这25种主体风味物质进行PCA分析,可以较好地对不同调味小龙虾样品进行区分。后续将进一步通过风味重组与缺失试验等手段对不同调味小龙虾主体关键风味物质进行验证分析,以期为标准统一、风味可控的调味小龙虾产品生产提供一定理论参考。

参考文献

[1] QIU L, ZHAO Y C, MA H, et al.The quality and bacterial community changes in freshwater crawfish stored at 4 ℃ in vacuum packaging[J].Molecules, 2022, 27(23):8618.

[2] 于秀娟, 郝向举, 党子乔, 等.中国小龙虾产业发展报告(2022)[J].中国水产, 2022(6):47-54. YU X J, HE X J, DANG Z Q, et al.China crayfish industry development report (2022)[J].China Fisheries, 2022(6):47-54.

[3] 中国小龙虾产业发展报告(2022)发布[J].农产品市场, 2022(12):30-37. China crayfish industry development report (2022)[J].Agricultural Products Market, 2022(12):30-37.

[4] PERIS M, ESCUDER-GILABERT L.Electronic noses and tongues to assess food authenticity and adulteration[J].Trends in Food Science &Technology, 2016, 58:40-54.

[5] ENGEL W, BAHR W, SCHIEBERLE P.Solvent assisted flavour evaporation-a new and versatile technique for the careful and direct isolation of aroma compounds from complex food matrices[J].European Food Research and Technology, 1999, 209(3):237-241.

[6] OKABE Y, INOUE Y, KANDA Y, et al.Odor-active compounds contributing to the characteristic aroma of shrimp cooked whole, including shells and viscera[J].European Food Research and Technology, 2019, 245(1):233-241.

[7] 随新平, 王姝苇, 李萌, 等.油炸对黑虎虾关键性风味物质的影响[J].中国食品添加剂, 2019, 30(3):106-119. SUI X P, WANG S W, LI M, et al.The effect of frying on key flavor substances of black tiger shrimp[J].China Food Additives, 2019, 30(3):106-119.

[8] 李肖婵. 即食风味小龙虾的复合保鲜工艺研究[D].合肥:合肥工业大学, 2020. LI X C.Study on the compound preservative technology of ready-to-eat flavored crayfish[D].Hefei:Hefei University of Technology, 2020.

[9] 吴晨燕, 王晓艳, 王洋, 等.熟制麻辣小龙虾冷藏和冻藏条件下的品质变化[J].肉类研究, 2018, 32(5):52-56. WU C Y, WANG X Y, WANG Y, et al.Quality change of cooked spicy crayfish during refrigerated and frozen storage[J].Meat Research, 2018, 32(5):52-56.

[10] 瞿桂香, 钱文霞, 董志俭, 等.响应面优化即食椒盐小龙虾的加工工艺[J].保鲜与加工, 2020, 20(6):131-136. QU G X, QIAN W X, DONG Z J, et al.Response surface optimization of ready-to-eat crayfish with spiced salt processing[J].Storage and Process, 2020, 20(6):131-136.

[11] FAN Y, YIN L A, XUE Y, et al.Analyzing the flavor compounds in Chinese traditional fermented shrimp pastes by HS-SPME-GC/MS and electronic nose[J].Journal of Ocean University of China, 2017, 16(2):311-318.

[12] LIU X L, DU X P, YANG Y F, et al.Study on the aroma formation of baked sea bass (Lateolabrax japonicus) via solvent-assisted flavor evaporation coupled with gas chromatography-mass spectrometry (SAFE-GC-MS) analysis[J].LWT, 2022, 171(2):114152.

[13] 李金林, 涂宗财, 张露, 等.SPME-GC-MS法分析草鱼汤烹制过程中挥发性成分变化[J].食品科学, 2016, 37(22):149-154. LI J L, TU Z C, ZHANG L, et al.SPME-GC-MS Analysis of changes in volatile compounds during preparation of grass carp soup[J].Food Science, 2016, 37(22):149-154.

[14] 刘登勇, 周光宏, 徐幸莲.确定食品关键风味化合物的一种新方法:“ROAV”法[J].食品科学, 2008,29(7):370-374. LIU D Y, ZHOU G H, XU X L, et al.“ROAV”method:A new method for determining key odor compounds of rugao ham[J].Food Science, 2008,29(7):370-374.

[15] LI Y, YUAN L, LIU H J, et al.Analysis of the changes of volatile flavor compounds in a traditional Chinese shrimp paste during fermentation based on electronic nose, SPME-GC-MS and HS-GC-IMS[J].Food Science and Human Wellness, 2023, 12(1):173-182.

[16] 罗静, 李敏, 张莹, 等.电子鼻结合GC-MS分析不同干燥方式对罗非鱼片挥发性风味成分的影响[J].南方水产科学, 2022, 18(1):135-143. LUO J, LI M, ZHANG Y, et al.Effect of different drying methods on volatile components of tilapia fillets analyzed by electronic nose combined with GC-MS[J].South China Fisheries Science, 2022, 18(1):135-143.

[17] 周明珠, 熊光权, 乔宇, 等.克氏原螯虾不同可食部位风味成分分析[J].肉类研究, 2020, 34(9):52-58. ZHOU M Z, XIONG G Q, QIAO Y, et al.Analysis on flavor components of different edible parts of Procambarus clarkii[J].Meat Research, 2020, 34(9):52-58.

[18] LI J Y, DADMOHAMMADI Y, ABBASPOURRAD A.Flavor components, precursors, formation mechanisms, production and characterization methods garlic, onion, and chili pepper flavors[J].Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2022, 62(30):8265-8287.

[19] ZHOU C C, FAN J J, TAN R N, et al.Prediction of linalool content in Osmanthus fragrans using E-nose technology[J].Journal of Sensors, 2022(22):7349030.

[20] MORALES-SORIANO E, KEBEDE B, UGS R, et al.Flavor characterization of native Peruvian chili peppers through integrated aroma fingerprinting and pungency profiling[J].Food Research International, 2018, 109:250-259.

[21] 孙灵霞, 李苗云, 靳春杰, 等.基于电子鼻和气质联用技术分析不同品牌道口烧鸡的香气差异性[J].食品与发酵工业, 2020, 46(6):238-243. SUN L X, LI M Y, JIN C J, et al.Analysis of the aroma of different brands Daokou stewed chicken by electronic nose and GC-MS[J].Food and Fermentation Industries, 2020, 46(6):238-243.

[22] HU M Y, WANG S Y, LIU Q, et al.Flavor profile of dried shrimp at different processing stages[J].LWT, 2021, 146(38):111403.

[23] 吕经秀, 刘裕, 王灵娟, 等.脂质水解对肉品品质及风味影响的研究进展[J].肉类研究, 2022, 36(12):43-48. LYU J X, LIU Y, WANG L J, et al.Progress in research on the effects of lipid hydrolysis on meat quality and flavor[J].Meat Research, 2022, 36(12):43-48.

[24] 解万翠, 卢宽, 于靖, 等.水产品香气研究进展[J].食品科学技术学报, 2022, 40(1):11-21. XIE W C, LU K, YU J, et al.Research progress on aroma of aquatic products[J].Journal of Food Science and Technology, 2022, 40(1):11-21.

[25] 赵洪雷, 尹一鸣, 陈义莹, 等.不同产地虾酱风味特征及差异分析[J].食品与发酵工业, 2019, 45(10):194-200. ZHAO H L, YIN Y M, CHEN Y Y, et al.Flavor characteristics of shrimp pastes form different regions and variance analysis[J].Food and Fermentation Industries, 2019, 45(10):194-200.

[26] ZHU W, LUAN H, BU Y, et al.Flavor characteristics of shrimp sauces with different fermentation and storge time[J].LWT, 2019, 110:142-151.

[27] SUN Y W, ZHANG Y, SONG H L.Variation of aroma components during frozen storage of cooked beef balls by SPME and SAFE coupled with GC-O-MS[J].Journal of Food Processing and Preservation, 2020, 45(1):e15036.

[28] KEENAN D F, BRUNTON N P, MITCHELL M, et al.Flavour profiling of fresh and processed fruit smoothies by instrumental and sensory analysis[J].Food Research International, 2012, 45(1):17-25.

[29] 胡静, 李峰, 程侠, 等.香料成分的结构与高温裂解产生芳香物质含量的关系研究[J].分析测试学报, 2014, 33(4):409-415. HU J, LI F, CHENG X, et al.Relationship between structures of perfume compositions and amounts of aromatic compounds pyrolysized by perfumes[J].Journal of Instrumental Analysis, 2014, 33(4):409-415.

[30] LIU H, WANG Z Y, ZHANG D Q, et al.Generation of key aroma compounds in Beijing roasted duck induced via Maillard reaction and lipid pyrolysis reaction[J].Food Research International, 2020, 136(2):109328.

[31] 孙宝国, 陈海涛.食用调香术[M].3版.北京:化学工业出版社, 2017:32-40. SUN B G, CHEN H T.The Technology of Food Flavouring[M].3th ed.Beijing:Chemical Industry Press, 2017:32-40.

[32] 里奥·范海默特.化合物香味阈值汇编[M].北京:科学出版社, 2015. L.J.VAN.GEMERT.Compilation of Flavour Threshold Values in Water and Other Media[M].Beijing:Science Press, 2015.

[33] ZHU Y F, CHEN J, CHEN X J, et al.Use of relative odor activity value (ROAV) to link aroma profiles to volatile compounds:Application to fresh and dried eel (Muraenesox cinereus)[J].International Journal of Food Properties, 2020, 23(1):2257-2270.

[34] 沙小梅, 蒋文丽, 李鑫, 等.不同烹饪方式小龙虾的风味特征分析[J].食品与发酵工业, 2023, 49(13):288-296. SHA X M, JIANG W L, LI X, et al.Analysis of flavor characteristics of Procambarus clarkia in different cooking methods[J].Food and Fermentation Industries, 2023, 49(13):288-296.

Analysis of volatile flavor characteristics of seasoned crayfish based on electronic nose and solvent-assisted flavor evaporation-gas chromatography-mass spectrometry

ZHANG Quan1, LI Jinlin1,2*, HU Mingming2, PENG Bin2, ZHONG Bizhen2, TU Zongcai1, 2,3*

1(College of Life Science, Jiangxi Normal University, Nanchang 330022, China)

2(National R&D Center for Freshwater Fish Processing, College of Life Science, Jiangxi Normal University, Nanchang 330022, China)

3(State Key Laboratory of Food Science and Resources, Nanchang University, Nanchang 330047, China)

ABSTRACT To investigate the differences in flavor characteristics of seasoned crayfish, the volatile flavor components of commercially available seasoned crayfish were analyzed by using electronic nose and solvent-assisted flavor evaporation-gas chromatography-mass spectrometry (SAFE-GC-MS).Results showed that the electronic nose could better distinguish the flavor of the seasoned crayfish samples, and W1W (sensitive to inorganic sulfides), W1S (sensitive to methane), and W2W (sensitive to aromatic components and organic sulfides) were the main sensors to distinguish the seasoned crayfish flavor.A total of 127 volatile flavor substances were identified in 8 seasoned crayfish samples, 15 key flavor substances, and 10 modified flavor substances were identified by the relative odor activity value (ROAV).The main key flavor substances of spicy crayfish were linalool, cineole, eugenol, and D-limonene, the main key flavor substances of thirteen-fragrant crayfish were eugenol, linalool, cineole, nonanal, and β-pinene, and the main key flavor substances of garlic crayfish were 2,4-di-tert-butylphenol, L-caryophyllene, nonanal, phenylacetaldehyde, tiglic aldehyde, and diallyl sulfide.The results of this study can provide a theoretical reference for flavor unification, product development, and production of seasoned crayfish.

Key words crayfish; electronic nose; solvent-assisted flavor evaporation-gas chromatography-mass spectrometry; volatile flavor substances; relative odor activity values

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036446

引用格式:张权,李金林,胡明明,等.基于电子鼻和溶剂辅助风味蒸发-气相色谱-质谱联用技术分析调味小龙虾挥发性风味特征差异[J].食品与发酵工业,2024,50(8):242-252.ZHANG Quan,LI Jinlin,HU Mingming, et al.Analysis of volatile flavor characteristics of seasoned crayfish based on electronic nose and solvent-assisted flavor evaporation-gas chromatography-mass spectrometry[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(8):242-252.

第一作者:硕士研究生(李金林教授与涂宗财教授为共同通信作者,E-mail:lijinlin405@126.com;Tuzc_mail@aliyun.com)

基金项目:国家自然科学基金项目(32260604,32060557);江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ210305,GJJ210337)

收稿日期:2023-06-12,改回日期:2023-08-08