鱼糜是一种稳定的肌原纤维蛋白浓缩物，通过漂洗、精滤、脱水、细切、斩拌等加工工序形成了高蛋白、低脂肪的深加工水产品，且其味道鲜美，营养物质丰富，食用方便，备受国内外广大消费者的青睐[1-2]。据2020 中国渔业年鉴统计，我国鱼糜制品的加工量为139.4 万t，比2009 年增长了64.4%，具有巨大的经济效益和发展空间[3]。鱼糜在漂洗过程中去除了大量的水溶性蛋白、脂质、氨基酸等风味物质，以浓缩肌原纤维蛋白和减少脂质氧化，延长了冷冻鱼糜的保质期[4-5]。油脂能够赋予鱼糜及其制品独特的风味，并在营养方面发挥着巨大的作用[6]。然而，油脂缺乏的鱼糜制品具有极其粗糙的口感和令人不快的风味[7]，严重限制了鱼糜及其制品的推广与利用。
为改善鱼糜制品的风味，在鱼糜制品加工过程中，常添加外源添加物作为风味改良剂和加工助剂。如添加四川泡椒能明显提高鲢鱼鱼糜凝胶的醇类和酯类风味物质的相对含量，降低醛类风味物质的相对含量，且泡二荆条改善凝胶的香味最明显[8]。酵母抽提物能够明显改善鲢鱼鱼糜制品的滋味，使其滋味醇厚，鲜味明显提升，并伴有浓郁的肉香味，同时抑制鱼糜制品的土腥味，提高大众对鱼糜制品的接受度[9]。蟹肉能明显提高鲢鱼鱼糜中脂肪和矿物质含量，并改善鱼糜制品的风味[10]。葡萄酒酵母细胞液能明显抑制鱼肉中脂肪氧化，降低鱼腥味物质的浓度，并对白鲢鱼鱼糜凝胶的鱼腥味起到良好的抑制作用[11]。这些外源添加物能抑制鱼糜制品的鱼腥味，改善鱼糜制品的风味，然而也会影响凝胶的营养与品质，且这些外源添加物的获取工艺繁多，价格相对昂贵。此外，植物油富含不饱和脂肪酸，获取工艺简便，营养价值高，同时在光热等条件下，易发生油脂氧化、美拉德反应等内在反应而产生油脂特有的风味，因此也常作为鱼糜及其制品的风味和质地改良剂、增色剂和加工助剂[12-13]。椰子油可改善黄鱼鱼糜凝胶的白度和风味，提高凝胶的感官特性，并可作为中链脂肪酸的补充剂[14]。山茶油能有效提高白姑鱼鱼糜凝胶的白度、质构和持水性，同时改善凝胶的口感和风味[15]。虽然植物油能改善鱼糜凝胶的口感与风味，但是目前的研究主要侧重于凝胶特性方面，且对风味的研究也仅限于感官方面[16-18]。为此，本研究以加工产量大，凝胶性质强的金线鱼鱼糜为原料，通过电子鼻检测比较6 种植物油对凝胶气味的影响，结合顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用分析其挥发性化合物，确定不同植物油对凝胶中关键气味成分的影响，筛选出改善凝胶风味的最佳油脂，为开发风味俱佳的鱼糜制品提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
冷冻金线鱼鱼糜（AAA 级），北海丰华食品有限公司；花生油、大豆油和玉米油，益海嘉里食品营销有限公司；椰子油，上海磐臣贸易有限公司；橄榄油，品渥食品股份有限公司；红花籽油，中粮塔原红花（新疆）有限公司；甲醇、正己烷均为色谱纯，西陇科学股份有限公司；2-甲基-3-庚酮（色谱纯），上海麦克林生化科技有限公司；正构烷烃混合物（色谱纯），坛墨科技股份有限公司；其余试剂均为国产分析纯级，广州化学试剂厂。
1.2 仪器与设备
UMC5 斩拌机，德国Stephan 公司；PEN3 电子鼻，德国AIRSENSE 公司；50/30 μmdvb/Carbowxen 固相微萃取头，美国Supelco 公司；GCMSTQ8050NX 三重四极杆气相色谱质谱联用仪，日本岛津仪器有限公司；TU-20H 恒温水浴锅，英国Bibby Scientific 公司；JYL-co12 绞肉机，九阳股份有限公司。
1.3 方法
1.3.1 鱼糜凝胶的制备 金线鱼鱼糜凝胶的制备参考Zhou 等[15]的方法。将冷冻鱼糜置于4 ℃冰箱中解冻，随后将解冻的鱼糜置于斩拌机中斩碎，添加质量分数2.5%的NaCl 斩拌2 min，再添加2 mL/100 g 的植物油（花生油、大豆油、玉米油、椰子油、橄榄油和红花籽油）并调节水分含量至80%，将混合鱼糜斩拌3 min 后，抽真空、灌肠、密封，经二段加热（40 ℃，30 min，90 ℃，20 min）后，由冰水冷却至室温，在4 ℃冰箱中保存备用。整个斩拌过程的温度均维持在10 ℃以下，以不添加植物油的鱼糜凝胶为对照组。
1.3.2 鱼糜凝胶气味的测定 将鱼糜凝胶切成小块，称取10.0 g 样品置于20 mL 顶空瓶中同时加盖密封。室温下平衡30 min，随后将电子鼻的探头插入顶空瓶吸取样品的气味，电子鼻的检测时间为100 s，清洗时间为120 s，进样流速为300 mL/min，载气流速300 mL/min。同时以经活性炭吸附的干燥空气为载气，并采用Win Muster 软件对样品的气味进行分析[19-20]。
1.3.3 鱼糜凝胶挥发性化合物的测定 参考Wang 等[21]和杨君萍等[22]的方法并略作修改，测定凝胶的挥发性化合物。
1）顶空固相微萃取 将10.0 g 凝胶搅碎并装入20 mL 顶空瓶。样品在60 ℃水浴平衡10 min，将萃取头SPME 暴露并萃取30 min 以吸附挥发性化合物，随后将萃取针插入气相色谱-质谱中解吸3 min，同时进行热脱附检测，其中解吸温度为250 ℃。
2）气相色谱条件 色谱柱型号是Rtx-5ms；初始温度50 ℃，保温5 min，以5 ℃/min 的速率升温至100 ℃，保温2 min，随后以4 ℃/min 的速率升温至140 ℃，保温1 min，再以相同的速率升温至180 ℃，保温2 min，最后以5 ℃/min 的速率升温至250 ℃，保持5 min。其中进样模式是不分流模式，氦气流量为1.5 mL/min。
3）质谱条件 离子源温度为230 ℃，电子能量（EI）为70 eV，四极杆温度为150 ℃，采用全扫描采集模式，扫描范围m/z 35～550 u。
4）定性、定量方法 通过NIST 14 数据库检索挥发性化合物并匹配，筛选出匹配度大于80（最大值100）的挥发性化合物。在相同色谱条件下，利用正构烷烃混合物计算挥发性化合物的保留指数RI。结合MS 和RI 鉴定结果，以2-甲基-3-庚酮作为内标物，根据2-甲基-3-庚酮的质量浓度，及各挥发性化合物的峰面积与内标物峰面积的比值，对凝胶中挥发性化合物进行定量分析（设定挥发性化合物的绝对校准因子均为1.00），其中RI 的计算如公式（1）。
式中，n——被测挥发性化合物的碳原子数；tχ——被测挥发性化合物的保留时间（min）；tn——与被测挥发性化合物碳原子数相同的正构烷烃的保留时间（min）；tn+1——比被测挥发性化合物多1个碳原子的正构烷烃的保留时间（min）。
1.3.4 鱼糜凝胶中挥发性化合物的气味活度值的测定 参考张凯华等[23]的方法计算凝胶中挥发性化合物的气味活度值（Odor activity value，OAV），且定义OAV≥1 的挥发性化合物是关键的风味化合物，对鱼糜凝胶的风味具有重要贡献，而0.1≤OAV<1 的挥发性化合物对鱼糜凝胶的风味起到修饰作用。
式中，Ci 和Ti——挥发性化合物的质量浓度（μg/kg）及其对应的水中察觉阈值（μg/kg）[24]。
1.3.5 凝胶的感官评定 将凝胶切成一样厚的薄片置于瓷盘中，并随机用3 位数编码。在室温下平衡30 min，组织20 位经培训的食品专业的学生（年龄在20～30 岁之间），且熟悉鱼糜及其制品，要求他们对凝胶的色泽、弹性、质地和气味进行感官评定并打分，具体评分标准见表2，所有样本均在相同条件下进行评估[8，25]。
表1 添加不同植物油的金线鱼鱼糜凝胶的感官评分标准
Table 1 The sensory evaluation criteria for the Nemipterus virgatus surimi gel with different vegetable oils
注：总体可接受性=0.2×色泽+0.2×弹性+0.3×质地+0.3×气味。
1.4 数据统计与分析
所有的样品检测重复3 次，用SPSS 17.0 软件对数据进行分析，显著性差异检验使用Duncan多重检验（P＜0.05 表示差异显著），图形均采用Origin 9.0 软件绘制，结果以“
”的形式表示。
2 结果与分析
2.1 不同植物油对金线鱼鱼糜凝胶气味的影响
根据金线鱼鱼糜凝胶气味的响应值，利用电子鼻自带的Win Muster 软件进行负荷加载分析（Loading analysis，LA）和线性判别分析（Linear discriminant analysis，LDA），得到气味的二维散点图和LDA 分析图。其中LA 分析是基于电子鼻的不同传感器对样品气味的敏感程度，分析计算样品中不同挥发性化合物的组成和浓度[26]，而LDA分析是基于电子鼻所收集的挥发性化合物数据及其分布的距离，反映不同样品之间气味的差异[19]。据图1a 可知，判别式LA1 和LA2 贡献率分别为81.92%和11.71%，累计贡献率达93.63%，能满足判别金线鱼鱼糜凝胶中气味变化的要求，且LA1贡献率在LA 分析中起决定性作用。此外，W2S 和W3S 传感器对凝胶样品的气味最敏感，结合PEN3电子鼻传感器检测的特点，推测在金线鱼鱼糜凝胶制品中挥发性化合物的类型主要是醇类、芳香族化合物和烷烃类。此外，在LDA 分析中，添加了不同植物油的凝胶样品LDA1 和LDA2 差异很明显，且各组信号均无重叠现象，表明6 种植物油均能改变金线鱼鱼糜凝胶的气味，进而影响凝胶的风味。其中，添加了花生油和橄榄油的凝胶气味的线性距离相近，添加了玉米油、大豆油和红花籽油的凝胶气味的线性距离相近，表明添加了花生油和橄榄油的凝胶可能具有相似的气味，而添加了玉米油、大豆油和红花籽油的的凝胶可能具有相似的气味。
图1 添加不同植物油对金线鱼鱼糜凝胶LA（a）和LDA（b）的影响
Fig.1 Effects of different vegetable oils on the LA（a）and LDA（b）of the N.virgatus surimi gel
注：根据PEN3 电子鼻传感器检测的特点，W2W 对芳香族化合物和有机硫化物敏感，而W3S 对烷烃敏感；A～G 分别为对照组、添加2 mL/100 g 花生油、大豆油、玉米油、椰子油、橄榄油和红花籽油的凝胶组。
2.2 不同植物油对金线鱼鱼糜凝胶挥发性化合的影响
采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用分析了金线鱼鱼糜凝胶的挥发性化合物。由图2c 可知，对照组和添加了2 mL/100 g 的花生油、大豆油、玉米油、椰子油、橄榄油和红花籽油的凝胶组分别被检测出42，53，51，51，66，54，54 种挥发性化合物，其中特有的挥发性化合物分别为6，4，5，5，17，4，5 种，而共同含有的挥发性化合物仅有19 种，表明6 种植物油的添加均能明显丰富并改变金线鱼鱼糜凝胶的挥发性化合物，且添加椰子油对凝胶挥发性化合物的影响最显著。椰子油的脂肪酸组成主要是中链饱和脂肪酸，而其它植物油的脂肪酸组成主要是不饱和的油酸和亚油酸。在加热过程中，中链饱和脂肪酸易挥发，而不饱和油酸和亚油酸易被氧化并分解形成小分子化合物，因此6种植物油的添加均能明显增加凝胶中挥发性化合物的种类。由图2a 和2b 可知，醛类、醇类、酮类、烃类和酯类的种类和含量在凝胶挥发性化合物中占优势，它们共同作用形成了含植物油的凝胶独特的风味。
图2 不同植物油对金线鱼鱼糜凝胶挥发性化合物浓度（a）、含量（b）和动态韦恩图（c）的影响
Fig.2 Effects of different vegetable oils on the concentration of volatile compound（a），content（b）and dynamic venn（c）on the N.virgatus surimi gel
醛类是金线鱼鱼糜凝胶挥发性化合物中浓度最高的化合物。对照组中醛类化合物的浓度为14.59 μg/kg，占比高达34.25%。添加了椰子油后，凝胶中醛类的种类与含量占比减少，而酯类的种类与含量占比增大（P＜0.05）。而添加了其它植物油的凝胶中，醛类的种类与含量占比变化幅度最大（P＜0.05），且不同的植物油对凝胶中挥发性化合物的影响不同。其中己醛、辛醛、壬醛、葵醛、正十一醛和正十二醛的检出浓度高，且其阈值低，具有浓郁的气味，然而随碳原子数的增加，这些醛类化合物的气味逐步减弱并呈现愉快气味，它们是典型的不饱和脂肪酸的氧化产物，同时也是构成鱼肉风味的关键组成化合物[27]。
醇类具有轻快、柔和的气味，是构成金线鱼鱼糜凝胶风味的重要组成部分。在对照组中被检测出正己醇、1-辛烯-3-醇、4-乙基-1-辛酸-3-醇、3-环己烯-1-乙醇、苯乙醇等8 种醇类化合物，它们的总浓度为11.37 μg/kg，总占比为26.70%。
烃类是金线鱼鱼糜凝胶中被检出种类最多的化合物，高达42 种。烃类化合物无味且阈值高，因此对凝胶的风味贡献率小，且主要来源于脂肪酸的氧化或类胡萝卜素的分解[28]。然而烃类化合物，尤其是不饱和烃类化合物易被氧化，形成醇类、醛类、酮类等阈值低的化合物。
酯类具有水果的香味，酯类的分子质量越大，挥发性越小，阈值变大，对样品的风味贡献越小[29]。椰子油的脂肪酸组成主要是月桂酸和棕榈酸，在加热过程中，这些中链饱和的脂肪酸易挥发，并与醇类化合物发生酯化反应形成酯类化合物[30-31]。因此与其它植物油相比，添加了椰子油的凝胶中酯类的种类和含量占比增加，而醇类的种类和含量占比减少（P＜0.05），表明椰子油能明显改善金线鱼鱼糜凝胶的风味。在对照组和添加其它植物油的凝胶中，酯类被检出种类和含量占比均较低，且以大分子质量的酯类为主，因此酯类对其风味改善效果一般。
酮类是碳基化合物，阈值较低，可以产生原生的、浓郁的香味，主要来源于不饱和脂肪酸的氧化降解，以及醇类化合物的氧化或酯类化合物的降解[32]。对照组中酮类化合物的浓度为8.42 μg/kg，占比高达19.79%。添加了2 mL/100 g 的植物油，凝胶中酮类化合物的比例增大（P＜0.05），对凝胶的风味贡献率也增大。
其它类化合物主要是含氮类、含卤素的化合物。其中含氮类化合物主要是氨基酸、蛋白质等分解产生的小分子化合物，其阈值低，然而在凝胶中被检出的种类少、浓度低，因此其对凝胶的风味贡献率小。显然，添加了2 mL/100 g 的植物油，金线鱼鱼糜凝胶中的醛类、醇类、烃类、酮类和酯类化合物的种类和含量明显增加，且醛类、醇类、酮类和酯类是构成凝胶风味主要组成化合物，不饱和的烃类又是形成这些风味物质的重要前体化合物。因此，6 种植物油均能有效改变金线鱼鱼糜凝胶的挥发性化合物，进而改善凝胶风味。
2.3 金线鱼鱼糜凝胶的关键气味成分的确定
挥发性化合物的气味活度值是其质量浓度与香气察觉阈值的比值，可评估挥发性化合物对样品风味贡献的情况[19]。当挥发性化合物的质量浓度大于香气察觉阈值时，其OAV≥1，才能被感觉器官感知，且OAV 越大，表明挥发性化合物对样品风味的贡献越大[19]。据表2 可知，对照组和添加了植物油的凝胶中的关键气味成分主要是阈值低、检出浓度高的醛类、醇类、酮类和酯类。对照组中OAV≥1 的挥发性化合物有6 种，分别为己醛、1-辛烯-3-醇、辛醛、反-2-壬烯醛、癸醛和正十二醛，其中癸醛主要呈蜡质、柑橘的香味，且其OAV高达40.70（P＜0.05），因此癸醛对凝胶风味的贡献最大。添加了植物油后，凝胶中己醛、辛醛、壬醛和正十一醛的OAV 增大（P＜0.05），其中添加了红花籽油的凝胶中己醛浓度增大最明显（P＜0.05），且其OAV 高达8.41（P＜0.05），对凝胶的风味贡献增大（P＜0.05），这些直链醛类的阈值低、检出浓度高，呈青草、油脂等香味，是典型的植物油中不饱和脂肪酸的氧化产物[23]。与添加其它植物油相比，在凝胶中添加椰子油，其OAV≥1 的挥发性化合物高达10 种，并且酯类的检出浓度和种类明显增加，其中辛酸乙酯和丁位癸内酯的OAV分别为18.60 和2.19，它们呈奶油、椰子、果香等香味，对添加了椰子油的凝胶风味起到积极的作用。在热加工过程中，椰子油中的游离脂肪酸可以与不饱和脂肪酸氧化产生的醇类化合物发生酯化反应生成酯类物质，使添加了椰子油的凝胶风味更加浓郁[31]。此外，酯类化合物也可与氨基酸等发生美拉德反应生成其它风味物质，丰富了凝胶的风味[31]。因此，6 种植物油均能明显丰富金线鱼鱼糜凝胶的关键气味成分，改善其风味，且椰子油改善的效果最佳。
2.4 金线鱼鱼糜凝胶的关键气味成分的相关性分析
将对照组和添加了6 种植物油的凝胶样品与关键气味成分进行PCA 主成分分析。结果如图3a所示，第一主成分贡献率为59.8%，第二主成分贡献率为29%，累计贡献率高达88.8%，表明PCA主成分能包含鱼糜凝胶中关键气味成分的绝大部分信息。对照组与添加植物油的凝胶组中关键气味成分差异很明显，在整个PCA 象限内均未出现重叠，表明通过PCA 主成分分析能够判别对照组与添加了植物油的凝胶组中关键气味成分的差异，进一步表明6 种植物油均能改善金线鱼鱼糜凝胶的风味。然而，花生油、大豆油、玉米油、橄榄油和红花籽油的脂肪酸组成主要是不饱和的油酸和亚油酸。在热加工过程中，不饱和脂肪酸被氧化分解产生的挥发性化合物比较相近。因此，添加了这些植物油的凝胶中关键气味成分均分布在PCA第一象限内且比较接近，添加了大豆油和红花籽油的凝胶之间出现重叠现象，表明添加这些植物油的凝胶之间的关键气味成分比较接近，对凝胶风味的改善作用也是相近的。然而与其它植物油相比，椰子油的脂肪酸组成主要是中链饱和的月桂酸和棕榈酸，这些中链饱和脂肪酸在加热过程中易挥发而不易被氧化[14]，并且挥发的脂肪酸可与醇类的化合物发生酯化反应产生具有浓郁香味的酯类化合物[30-31]，构成凝胶独特的风味。因此添加了椰子油的凝胶中关键气味成分分布在PCA第四象限内，且其与添加了其它植物油的凝胶之间在PC2 上差异明显，而在PC1 上相似。这与金线鱼鱼糜凝胶的关键气味成分分析结果（表2）一致，再次验证了PCA 主成分分析法的可行性。
图3 含不同植物油的金线鱼鱼糜凝胶中关键气味成分的PCA 图（a）和动态热图（b）分析
Fig.3 The PCA（a）and dynamic heatmap（b）analysis of the key odor components on the N.virgatus surimi gel with different vegetable oils
为进一步探讨6 种植物油对金线鱼鱼糜凝胶的关键气味成分的影响，将其关键气味成分进行聚类动态热图分析。图中红色越深表示关键气味成分的浓度越高，蓝色越深表示关键气味成分的浓度越低。据图3b 所示，根据对照组和添加了植物油的凝胶中关键气味成分的差异，将凝胶样品分四大类，分别为I 类（对照组）、II 类（添加了花生油和橄榄油的凝胶组）、III 类（添加了玉米油、大豆油和红花籽油的凝胶组）和Ⅳ类（添加了椰子油的凝胶组）。结果表明，I 类的气味成分主要以正己醇、反-2-壬烯醛和癸醛为主；II 类的气味成分主要以壬醛和辛醛为主；III 类的气味成分主要以己醛、1-壬醇、1-辛烯-3-醇和正十一醛为主；Ⅳ类的气味成分主要以2-庚酮、辛酸乙酯、2-十一酮、癸酸乙酯和丁位癸内酯为主。综合分析，在添加了椰子油的凝胶中挥发性酯类和酮类化合物的浓度高，使凝胶样品呈现椰子油特有的风味，因此推测椰子油改善金线鱼鱼糜凝胶的风味潜力最大，更适合用于开发风味俱佳的鱼糜凝胶制品。
2.5 不同植物油对金线鱼鱼糜凝胶相对感官特性的影响
由图4 可知，6 种植物油的添加均会导致金线鱼鱼糜凝胶的感官评分发生改变。与对照组比较，添加了2 mL/100 g 的植物油的鱼糜凝胶的色泽、气味、弹性和质地的感官评分值均明显变化（P＜0.05）。添加了植物油后，虽然降低了质地的感官评分，但植物油在鱼糜凝胶基质中发生适度的氧化以及产生光散效应，抑制了凝胶的鱼腥味，使其鱼腥味适中，并产生植物油特有的风味，改善凝胶的色泽和风味[33]，导致鱼糜凝胶的色泽、气味和总体可接受性等感官指标的评分均明显高于对照组（P＜0.05）。综合分析各指标的得分情况，植物油的添加可有效改善鱼糜凝胶的色泽，使凝胶制品具有植物油特有的香气，提高鱼糜凝胶的总体可接受性。因此，6 种植物油的添加均能有效改善鱼糜凝胶的风味，由此改善鱼糜凝胶的感官特性，提高产品的总体可接受性。
图4 不同植物油对金线鱼鱼糜凝胶感官特性的影响
Fig.4 Effects of different vegetable oils on sensory characteristics of the N.virgatus surimi gel
3 结论
采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用分析了金线鱼鱼糜凝胶的挥发性化合物，发现对照组和添加了2 mL/100 g 的花生油、大豆油、玉米油、椰子油、橄榄油和红花籽油的凝胶分别被检测出42，53，51，51，66，54，54 种挥发性化合物。添加了植物油的凝胶中醛类、酮类和烃类的浓度明显增大，且添加了椰子油的凝胶中酯类的浓度增大最明显，因此椰子油对凝胶风味改善效果最佳，其它植物油改善效果一般。此外，通过OVA、PCA 主成分和聚类热图分析确定了金线鱼鱼糜凝胶的关键气味成分，主要包括醛类、醇类、酮类、酯类，同时根据关键气味成分的差异性，将凝胶样品分为I类（对照组）、II 类（添加了花生油和橄榄油的凝胶组）、III 类（添加了玉米油、大豆油和红花籽油的凝胶组）和Ⅳ类（添加了椰子油的凝胶组）四大类，且I、II 和III 类的气味成分主要以醛类和醇类为主。而Ⅳ类的气味成分主要以具有椰子、果香等香味的2-庚酮、辛酸乙酯、2-十一酮、癸酸乙酯和丁位癸内酯为主，它们共同作用形成了凝胶独特的风味。综合分析，椰子油使金线鱼鱼糜凝胶的关键气味成分的浓度明显增大，种类明显增多，呈现椰子油特有的香味，提高了凝胶的总体可接受性，可用于开发风味俱佳的鱼糜凝胶制品，然而其对凝胶质构和持水性等的影响还需进一步研究。
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