付光中，章超桦，吉宏武，解万翠，高加龙，卢虹玉

（1.广东海洋大学食品科技学院，广东湛江524025；2.广东省高等学校水产品深加工重点实验室，广东湛江524088）

虾头酶解产物混合发酵前后挥发性成分分析

付光中1，章超桦2，*，吉宏武2，解万翠1，高加龙2，卢虹玉2

（1.广东海洋大学食品科技学院，广东湛江524025；2.广东省高等学校水产品深加工重点实验室，广东湛江524088）

为了考察混合液体发酵对虾头酶解产物挥发性成分的影响，本研究采用固相微萃取技术提取发酵前后酶解物的挥发性成分，运用气相色谱-质谱进行分析，结果表明，虾头酶解产物经混合发酵以后，挥发性风味物质种类增加了2种，醛类、酮类、酯类三类物质总量占整个挥发性组分的87%，和发酵前的85%相当，香味物质在原有的虾风味组分较好保留的基础上更加丰富，具有刺激性气味的饱和直链醛减少。

虾头酶解物，混合发酵，挥发性成分，气相色谱-质谱

虾头是生产去头虾、虾仁等产品的加工副产物，数量大，营养成分丰富，具有重大的开发与利用价值［1］。利用虾头内源酶和外源酶协同作用获得的虾头酶解产物粗蛋白含量高，富含氨基酸、短肽，易于被人体吸收，溶解度也好，具有广阔的应用前景［2-3］，但其强烈的刺激性气味严重影响消费者的接受性。为了改良虾头酶解物风味，作者接种肉制品混合发酵剂对其发酵，采用气相色谱与质谱联用技术分析了发酵前后的挥发性成分变化。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

凡纳滨对虾虾头 广东省湛江国联水产开发有限公司提供；诺维信风味蛋白酶（1.2万U/g） 广州明远工贸公司；戊糖片球菌（Pediococcus pentosaceus）、木糖葡萄球菌（Staphylococcus xylosus） 中国科学院微生物研究所菌种保藏中心。

气相色谱-质谱联用仪 Trace MS美国Finnigan质谱公司；SPME手动进样手柄及50μm碳分子筛/聚二甲基硅氧烷（CAR/PDMS）萃取头（纤维头） 美国Supelco公司。

1.2 实验方法

1.2.1 虾头酶解产物混合发酵 虾头打浆后调节底物浓度为25g/100mL，添加144U/g风味蛋白酶协同虾头内源酶50℃水解3h，100℃灭酶10min，6000r/min离心得到酶解液。接种戊糖片球菌、木糖葡萄球菌（菌种浓度为108cfu/mL，菌种比例1∶1，接种量2%），30℃发酵14h后灭菌得到样品。

1.2.2 挥发性风味物质的测定

1.2.2.1 顶空固相微萃取条件 萃取头的老化：第一次使用时，需要在气相色谱进样口（氮气保护下）于270℃老化2h以上；以后使用时需于270℃下处理30min，以确保脱去其可能吸附的挥发性成分。在20mL的样品瓶中装入样品5mL于60℃下顶空吸附40min，于250℃下解吸2min。

1.2.2.2 气相色谱-质谱条件 气相色谱条件：毛细管柱：DB-5柱（60m×0.32mm；液膜厚度1μm）；柱温升温程序：起始温度40℃，保持1min，然后以5℃/min的升温速率升温到130℃，再以8℃/min的升温速率升温到 200℃，最后以 12℃/min的速度升温到250℃，保持7min；汽化室温度：250℃；载气为He，流速0.8mL/min；进样方式：起始2min不分流进样，随后按分流比12∶1进样。

质谱条件：电子轰击离子源（EI），电子能量70eV，灯丝发射电流200μA，离子源温度200℃，接口温度250℃；扫描质量范围33～450u。

1.2.2.3 定性、定量方法 把分离的化合物的质谱数据与经计算机检索同时与NISTDEMO、MAINLIB与Wiley标准谱图库相匹配，只有当正反匹配度均大于800（最大值为1000）的鉴定结果才予以确认，谱图中最后出现棕榈酸等物质为柱残留，处理数据时予以去除。以3-辛醇为标准物，采用内标法计算挥发性风味物质含量。

2 结果与讨论

2.1 发酵型虾风味料在发酵前后的挥发性成分检测

采用顶空固相微萃取-气相色谱和质谱联用对发酵型虾风味料在发酵前后的挥发性成分进行检测，除去内标物外，共检测到39种物质，通过数据库检索确认了它们的化学结构，通过内标法计算得出各组分在所在样品中的含量，总离子流色谱图见图1、图2，分析结果见表1。

图1 虾头酶解产物发酵前挥发性化合物的GC总离子流色谱图

从表1可以看出，发酵前后共检测出醛类、酮类、含氮化合物、含硫化合物、碳氢化合物、酸类、酚类、酯类8类物质共39种。

发酵前的虾头酶解产物中，共检出25种挥发性组分，其中，醛类含量最高，占总的挥发性组分的68.4%，酮类、酯类次之，分别为8.7%、8.3%，碳氢化合物含量为7.9%，此外还检出少量的酚类、酸类组分，以及含氮、含硫化合物。醛类化合物阈值较低，能给予清香、果香和坚果香的芳香特质［4］。酮类贡献甲壳纲鱼肉甜的花香和果香风味［5］，酯类常带有水果香，各种烷烃具有高芳香阈值，对整体风味的贡献很小［6］。由此可以推断，醛类、酮类、酯类为发酵前虾头酶解产物的主要挥发性风味物质。

图2 虾头酶解产物发酵后挥发性化合物的GC总离子流色谱图

发酵后的虾头酶解产物中，共检出27种挥发性组分，醛类、酮类和酯类依然是含量较高的挥发性风味物质，分别为60.6%、15.7%和10.9%。碳氢化合物占挥发性组分的4.3%，含氮化合物为1.2%，含硫化合物为2.7%。含氮、含硫化合物阈值较低，是海洋甲壳类鱼肉的重要挥发性成分，它们和醛类、酮类、酯类共同组成混合发酵后虾头酶解产物的主要挥发性风味成分。

2.2 虾头酶解产物发酵前后挥发性组分比较分析

首先从总体上看，虾头酶解产物混合发酵后，挥发性组分的种类比发酵前多2种，风味更加丰富；在发酵前占整个挥发性组分约85%的醛类、酮类、酯类三种主要组分在发酵后达到了约87%，说明虾头酶解产物经发酵以后，虾风味依然是挥发性风味的主体。

其次从贡献香味的物质来看，醛类里的苯甲醛在发酵前后都有较高的检出量，占挥发性组分45%以上，苯甲醛是小龙虾的重要风味成分［7］，呈坚果味、水果味，其在发酵前后的高含量说明发酵保留了虾头酶解产物优良的虾风味；2-甲基丁醛和3-甲基丁醛有绿色植物的风味［8］，虾头酶解产物发酵后2-甲基丁醛、3-甲基丁醛比发酵前含量分别增加了77%和86%；酯类常带有水果香，在发酵前检出5种，而发酵后检出了6种，含量上，发酵液中亦比酶解液中要多约29%，其中2-甲基丁酸甲酯、邻苯二甲酸二异丁酯为发酵后新增酯类化合物；碳氢化合物具有高芳香阈值，但支链烷烃例外，酶解产物发酵前检测的支链烷烃只有2，3-二氢-1，1，3-三甲基-3-苯基-1H-茚一种，而在发酵后，检测到的支链烷烃，除该物质外，还有2，4联苯-4-甲基-2（反）戊烯，且含量较高；含硫化合物是肉香味的主要成分，也是海洋甲壳类鱼肉的重要挥发性成分，在发酵前，只检测到硫代硫酸这一种含硫化合物，而在发酵后，检测出2 -甲基苯丙噻唑和含量较高的二甲基二硫两种物质，二甲基二硫具有白菜、似洋葱的香气［9］，该物质阈值很低，对风味贡献较大。综合香味物质比较可以得出，混合发酵使虾头酶解产物在不失原有虾味的同时，香味更加丰富饱满。

表1 虾头酶解产物发酵前、发酵后挥发性化合物的GC鉴定结果和含量

从贡献不良风味的物质来看：饱和直链醛常有令人不愉快、尖刺和刺激性味道［10］。酶解产物发酵前检测出了己醛和十四烷醛，发酵后只检测到少量的庚醛，没有检测到己醛，而十四烷醛含量减少，这使得酶解产物的刺激性气味减弱。

虾头酶解产物中接种的微生物能够在代谢过程中分泌脂肪酶和蛋白酶，脂肪酸氧化和降解可产生醛类、酮类等物质，这是酶解产物发酵前后挥发性成分变化的原因。

3 结论

虾头酶解产物接种肉制品发酵剂混合发酵以后，其挥发性风味在较好地保留了原有虾风味的同时，使得香味更加丰富饱满，而原有的不良风味如刺激性气味减弱。通过本研究说明采用肉制品发酵剂混合发酵可以改良虾头酶解产物风味。

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［5］Vejaphan，W Hsieh.Volatile flavor components from boiled crayfish tail meat［J］.Food Science，1988，53：1666-1670.

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Analysis of volatile constituents of enzymatic hydrolysate from shrimp head before and after mixed fermentation

FU Guang-zhong1，ZHANG Chao-hua2，*，JI Hong-wu2，XIE Wan-cui1，GAO Jia-long2，LU Hong-yu2
（1.College of Food Science and Technology，Guangdong Ocean University，Zhanjiang 524025，China；2.Key Laboratory of Guangdong Higher Education Institutions for Advanced Processing of Aquatic Product，Zhanjiang 524088，China）

ln order to investigate the effect of volatile constituents of enzymatic hydrolysate from shrimp head after mixed liquid fermentation，head space solid phase microextraction（SPME）technique was employed to extract volatile flavor compounds from enzymatic hydrolysate before and after mixed fermentation.Volatile flavor components were isolated and identified by capillary gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）.The results indicated that the varieties of volatile flavor compounds from enzymatic hydrolysate increased by two，and totals of aldehydes，diketones and esters were 87%of volatile flavor components，corresponded with 85%of enzymatic hydrolysate before mixed fermentation.Fragrant components were richer when original shrimp flavor was better retained，and saturated linear chain aldehydes which supplied pungency decreased，after mixed fermentation.

enzymatic hydrolysate from shrimp head；mixed fermentation；volatile constituents；capillary gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）

TS254.1

A

1002-0306（2010）11-0065-04

2009-11-12 *通讯联系人

付光中（1984-），男，硕士研究生，研究方向：海洋生物资源利用。

国家科技支撑计划项目（2007BAD29B09）；国家科技支撑计划和政策引导类计划项目（2008BAD94B08）；广东省科技计划项目（2008A020100002）。