a表示:三个平行样平均值±标准偏差,氢过氧化物单位为mmol/kg,共轭二烯单位为
绝对吸收度/mg脂质,TBARS为mg丙二醛/kg干燥鱼肉,挥发成分用顶空气相色谱的面积表示,每列的值与后面的字母无差异(P<0.01)。
SHS-GC分析金枪鱼肉在40℃氧化时挥发性物质的测定显示了乙醛、丙醛、庚烷、2-乙基呋喃、戊醛和己醛(见图2、表2)的形成,除了2-乙基呋喃,这些挥发性组分被报道是起因于不同的氧化油脂所含有的n-3不饱和脂肪酸[15,17]。丙醛来源于亚麻酸盐氢过氧化物的腐败变质,己醛和戊醛来源于亚油酸盐氢过氧化物的腐败变质[10],庚烷也在罐头鲑鱼中被大量发现[20],低含量的2-乙基呋喃也被发现存在干燥和烟熏的鱼粉里[35],最近2-乙基呋喃也被报道存在热加工的鱼油中[36]。
图2 鱼肉样品在40℃培养4天氧化过程中挥发性物质的静态顶空气相色谱图
确认峰点如下:1-乙醛,2-丙醛,3-庚烷,4-2-乙基呋喃,5-戊醛,6-己醛
研究发现丙醛含量比戊醛和己醛要高得多,正如样品鱼的n-3PFUA(35.7%)比n-6PFUA(3.3%)含量高一样(见表1),丙醛的形成表明无诱导期或者停滞期为在40℃可以维持4天(见表2),这一结果与之前所报道的鲱鱼和沙丁鱼在
50℃无诱导期条件下油脂氧化形成高含量的丙醛的一样[15],n-3PFUA热分解形成丙醛比n-6PFUA分解形成己醛要容易得多,这之前所显示的丙醛的活化能比己醛的要低有关[15]。丙醛和乙醛在40℃和60℃氧化的前两天表现出显著性增加,在后两天达到平衡(见表2)。2-乙基呋喃、戊醛和己醛在40℃和60℃氧化表明在大约一天左右存在缓慢的诱导期,但在氧化时显著增加(见表2)。观察鱼肉在60℃氧化时挥发性物质的形成趋势与40℃很相似,然而,庚烷在60℃的形成表明无诱导期,在第一天氧化后达到平衡值直到第四天都没有显著性增加(见表2)。这些挥发性物质形成的区别有可能表明不同的氢过氧化物的分解随氧化温度的不同而变化。
研究了金枪鱼肉在100℃的氧化稳定性,因为在罐头加工中经常用这一温度(比如,临界杀伤力、时间需在250℉、温度为121℃杀灭肉毒杆菌,1012杀菌4~6min)。鱼肉的过氧化值和共轭二烯在氧化过程中需在100℃加热90~120分钟,增加达到最大值(见表2)。TBARS值在100℃30min后显著增加,在30~150min之间明显下降(见表2)。在高温下,氢过氧化物将产生大量的复杂二次产物[9],观察100℃时主要挥发性物质的形成方法与40、60℃相同,也就是测定乙醛、丙醛、庚烷、2-乙基呋喃、戊醛和己醛(见表2)。鱼肉在100℃氧化时乙醛和丙醛迅速形成没有诱导期出现,在前60min时它们的值有显著差异(见表2),之后就没有差异。庚烷的形成从0min到150min都增加,2-乙基呋喃、戊醛和己醛在每个不同时间段增加速度比其它挥发性物质都要慢,鱼肉在100℃氧化时2-乙基呋喃的形成速度最快。
SHS-GC程序的验证:SHS-GC测定鱼肉挥发性物质有着良好的精密度,正如同一鱼的一组四个不同样在40℃培养4天的标准偏差相对较低(见表3),各组间的方差系数与同组平行的样品方差系数相近。 表3
鱼肉挥发性物质的分析
挥发性物质 乙醛 丙醛 庚烷 平均值 5125.00 4378.00 2041.50 S.D 500.29 466.21 219.44 C.V 9.8 10.6 10.6 2-乙基呋喃 戊醛 己醛 201.25 873.25 149.25 7.36 52.87 14.12 3.7 6.1 9.5 a表示:每种挥发性物质所占总峰面积,同一鱼的一组四个不同样在40℃培养4天后的平均值、标准偏差(S.D.)和变异系数(C.V.)。
由40、60和100℃所测值可得到乙醛和丙醛生产时在热加工初期存在明显差异,戊醛、2-乙基呋喃和己醛则在加工末期形成。结果表明,醛类物质的分析,如乙醛和丙醛能被用来测定鱼肉在热加工处理早期中的氧化,2-乙基呋喃、庚烷、戊醛和己醛可用在鱼肉热氧化后期,乙醛的使用有局限性,由于它在氧化过程中很难与戊醛及一些早期峰分离出来。
为了测定挥发性组分在热加工过程中怎样形成能被用来测定鱼肉氧化的稳定性,回归分析在每种挥发成分和过氧化值、共轭二烯和TBARS值中进行,数据为三个不同的处理方式处理的鱼肉在40℃和100℃的值,测定过氧化值和挥发性组分之间没有明显的关系,由于氢过氧化物的降解,挥发性组分开始增加时过氧化值则减少(见表2)。
计算BETA值确定共轭二烯和TBARS及被选定的挥发性物质之间的多元线性回归关系,体现了每种挥发性组分在这模型中的单独作用。在线性回归中鱼肉样品在40℃氧化时共轭二烯、2-乙基呋喃和戊醛有良好的相关性,且R2均为0.724(见表4)。2-乙基呋喃的数目在多变量回归中的独立作用最大(BETA为1.44526),TBARS和丙醛、己醛是多变量回归的重要参数(R2为0.995),丙醛的单独作用很强,其BETA为1.39031。多元回归分析表明40℃的热加工时间和2-乙基呋喃、己醛、丙醛有高度的相关性(R2为0.934)。再者,2-乙基呋喃对加热时间有最好的预测效果(BETA为0.51550)。
表4 分析三种不同方法处理的鱼肉的挥发性物质,因变量的回归总结a:共轭二烯、TBRAS值、40℃和100℃的热处理时间
40℃ 挥发性物质 共轭二烯(R2=0.724)b TBARS(R2=0.995)b BETA 2-乙基呋喃 1.44526 P-水平 0.00005 BETA P-水平 时间(R2=0.934)b BETA 0.51550 P-水平 0.00085 戊醛 丙醛 己醛 庚烷 -1.54012 0.00040 100℃ 1.39031 0.00278 0.30758 0.46652 0.00384 0.00002 -0.72465 0.00936 乙醛 (2-乙基呋喃) (2-乙基呋喃)4 (2-乙基呋喃)1/2 (2-乙基呋喃)3 共轭二烯(R2=0.969)b TBARS(R2=0.993)c 2.10183 -1.65339 0.00253 0.00508 时间(R2=0.934)c 1.16024 0.20117 0.00045 0.00941 -1.91540 0.00443 1.11464 0.00993 a表示:所采用的数据为每种挥发性物质所占总峰面积
b表示:多元回归系数,BETA:每种挥发性物质对回归模型的作用
c表示:非线性回归系数,BETA:每种挥发性物质对回归模型的作用,数值上标表示功能,其显著性是在P<0.01,为缩写见表2
100℃氧化150min,加热时间和挥发性组分的形成可用单、多变量回归计算(见表4),非线性回归可以计算2-乙基呋喃100℃培养的时间(R2为0.999),通过多元回归可知共轭二烯值与乙醛数高度相关(R2为0.969)。得到TBARS值的最好方法是使用2-乙基呋喃形成数目的非线性函数(R2为0.993)。 2-乙基呋喃对在40℃培养4天和100℃放置150min的鱼肉氧化稳定性的预测的单独作用最强,鱼肉中n-3PUFA氧化形成2-乙基呋喃能被认为在相同的机制条件下由n-6PUFA氧化生成[10](见图3)。12-亚麻酸氢过氧化物(18:3n-3)、14-二十碳五烯酸氢过氧化物(20:5n-3)和16-二十六碳六烯酸氢过氧化物(22::6n-3)能经受β分解产生一个共轭二烯自由基,这个自由基可以和氧气生成一个氢过氧化乙烯基,氢过氧化乙烯基失去羟基形成烷氧基自由基经过环化作用生成2-乙基呋喃。
图3 2-乙基呋喃的形成机理
SHS-GC分析为乙醛、丙醛、庚烷、2-乙基呋喃、戊醛和己醛提供了一个快速、无损、简易的监测鱼肉热氧化的方法,此方法可以研究不同变量在鱼肉加工中使用热处理对挥发性物质的影响。由40℃和100℃回归模型可知,2-乙基呋喃对鱼肉热加工过程中的挥发性物质的测定有很大的帮助,挥发性物质的可能性利用在评价过热食品质量是可以被考虑的,丙醛的测定可能对鱼肉热氧化的早期阶段有用。 致谢
我们感谢西班牙地方政府(Xunta de Galicia)(对即时通信)和西班牙教育和文化部门(对海龟专家)财政上的支持, 真诚地感谢Vigo and Dr Manolo Marcos大学的科学技术研究中心为我们提供质谱分析的技术资源。 参考文献
[1]Cheftel,J.,and H.Cheftel,Agentes y Mecanismos de Deterioración de los Alimentos,in Introducción a la Biología y Tecnología de Alimentos,edited by J.Cheftel and H.Cheftel, Acribia, Zaragoza, 1976, pp.239–318.
[2]Pearson, A.,J.Love,and F.Shorland,Warmed-Over Flavour in Meat,Poultry and