基于脂質(zhì)熱氧化降解解析中華絨螯蟹關(guān)鍵香氣物質(zhì)的形成機(jī)制.pdf

1、中華絨螯蟹（Eriocheir sinensis）香氣獨特、味道鮮美，深受消費者青睞，初步研究發(fā)現(xiàn)蒸制后由脂質(zhì)降解生成的醛類、酮類等為其主要香氣物質(zhì)，但有關(guān)其香氣物質(zhì)的形成機(jī)制尚未明晰。本研究以此為出發(fā)點，通過研究中華絨螯蟹蒸制前后可食部位中脂質(zhì)及脂肪酸的含量變化，探討蒸制過程中關(guān)鍵香氣物質(zhì)形成與脂質(zhì)組成變化間的關(guān)系，初步確定中華絨螯蟹關(guān)鍵香氣物質(zhì)的主要來源部位和脂質(zhì)；在此基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建以溫度-時間為主的脂質(zhì)熱氧化體系，系統(tǒng)研究中華絨

2、螯蟹各可食部位中分離純化的脂質(zhì)成分、人工合成的特定脂質(zhì)成分及脂肪酸純品在加熱過程中的氧化降解特性，確定其關(guān)鍵香氣物質(zhì)的來源脂質(zhì)成分及脂肪酸，以解析和驗證中華絨螯蟹脂質(zhì)來源關(guān)鍵香氣物質(zhì)的形成機(jī)制，主要研究結(jié)果如下：
　　1.中華絨螯蟹重要可食部位中關(guān)鍵香氣物質(zhì)的確定。（1）雌、雄蟹性腺、肝胰腺得率約占總可食部位的35~50％，且性腺具“高蛋白”，肝胰腺具有“高脂肪”的特征，是中華絨螯蟹中香氣物質(zhì)的主要來源；（2）采用感官分析和電子鼻

3、技術(shù)對性腺、肝胰腺及蟹黃/蟹膏整體香氣輪廓進(jìn)行區(qū)分，雌蟹性腺和肝胰腺對蟹黃香氣輪廓的形成均有較大作用，而雄蟹僅肝胰腺對蟹膏香氣輪廓的形成有較為顯著的影響，因此在今后的研究中雄蟹性腺將不作為主要研究對象；（3）蒸制雌蟹性腺中關(guān)鍵香氣物質(zhì)為：三甲胺、3-甲基丁醛、庚醛和苯甲醛，雌蟹肝胰腺：三甲胺、3-甲基丁醛、戊醛、己醛、庚醛、壬醛、糠醛、1-辛烯-3-酮和2-戊基呋喃，雄蟹肝胰腺：三甲胺、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、己醛、庚醛、壬醛、(E

4、,E)-2,4-庚二烯醛、苯甲醛、2-壬酮和2-戊基呋喃；（4）中華絨螯蟹性腺/肝胰腺中關(guān)鍵香氣物質(zhì)主要包括醛類、酮類，它們主要來自于脂類/脂肪酸的熱氧化降解，因此中華絨螯蟹體內(nèi)的脂質(zhì)和脂肪酸組成對其香氣形成可能具有極其重要的作用。總之，對蟹黃、蟹膏香氣輪廓貢獻(xiàn)顯著的重要可食部位為雌蟹性腺、肝胰腺和雄蟹肝胰腺，但基于對不同可食部位中香氣物質(zhì)氣味強(qiáng)度的檢測，本研究今后將以總體氣味強(qiáng)度最高的雄蟹肝胰腺作為主要研究對象，對其關(guān)鍵香氣物質(zhì)研究機(jī)

5、制進(jìn)行深入探討。
　　2.中華絨螯蟹重要可食部位中關(guān)鍵脂質(zhì)及脂肪酸的確定。（1）蒸制前后雌、雄中華絨螯蟹性腺、肝胰腺中總脂含量均顯著性下降，其中雌蟹性腺在蒸制過程脂質(zhì)含量下降是以甘油三酯（triacylglycerol, TG）、甘油二酯（diacylglycerol, DG）和游離脂肪酸（free fatty acids,FFA）的變化為主，而雌、雄蟹肝胰腺以腦磷脂（phosphatidylethanolamine, PE）和F

6、FA的變化為主；（2）蒸制過程中，對雌蟹性腺關(guān)鍵香氣物質(zhì)形成有重要作用的關(guān)鍵脂肪酸為：TG型C18:1n-9c、C18:2n-6c、C18:3n-3、C20:5n-3和C22:6n-3，DG型C14:1、C16:1、C17:1n-7、C18:1n-9t、C18:1n-9c、C24:1n-9、C18:3n-6和C20:3n-6，F(xiàn)FA型C14:1、C16:1、C18:1n-9t、C18:1n-9c和C18:2n-6c；（3）對雌蟹肝胰腺關(guān)

7、鍵香氣物質(zhì)形成有重要作用的關(guān)鍵脂肪酸為：PE型C16:1、C18:1n-9t、C18:2n-6c、C20:2n-6、C18:3n-6、C20:3n-6、C20:4n-6、C20:5n-3和C22:6n-3，F(xiàn)FA型C14:1、C16:1、C18:1n-9t、C18:1n-9c、C18:2n-6c、C18:3n-3、C20:3n-6和 C20:5n-3；（4）對雄蟹肝胰腺中關(guān)鍵香氣物質(zhì)形成有重要作用的關(guān)鍵脂肪酸為：PE型C16:1、C22

8、:1n-9、C18:2n-6c、C20:4n-6、C20:5n-3和C22:6n-3， FFA型C17:1n-7、C18:1n-9c、C22:1n-9和C18:2n-6c。
　　3.基于雄蟹肝胰腺中分離純化得到的PE和FFA脂質(zhì)熱氧化體系的構(gòu)建。（1）以雄蟹肝胰腺樣品中的關(guān)鍵香氣物質(zhì)含量為指標(biāo)，確定 PE優(yōu)化的熱氧化條件為175℃加熱60min，F(xiàn)FA優(yōu)化的熱氧化條件為175℃加熱90min；（2）在優(yōu)化的熱氧化條件下，PE中共檢

9、測到香氣物質(zhì)22種，其中包括關(guān)鍵香氣物質(zhì)己醛、庚醛、壬醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛、苯甲醛、2-壬酮和2-戊基呋喃；FFA中共檢測到19種，其中包括關(guān)鍵香氣物質(zhì)己醛、庚醛、壬醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛、苯甲醛和2-戊基呋喃；（3）無論是PE還是FFA，在優(yōu)化條件下獲得的氧化脂質(zhì)中香氣物質(zhì)含量均顯著升高，其中醛類和呋喃類香氣物質(zhì)變化最為明顯，主要是由于脂肪在氧化過程中，不飽和脂肪酸氧化降解產(chǎn)生較多小分子醛、酮類等羰基基化合物，從

10、而使得優(yōu)化條件下氧化脂質(zhì)中醛類和呋喃類物質(zhì)的含量明顯升高。
　　4.優(yōu)化的脂質(zhì)熱氧化體系下，雄蟹肝胰腺中PE和FFA關(guān)鍵脂質(zhì)分子種的鑒定。（1）無論是PE還是FFA，在優(yōu)化的熱氧化條件下加熱前后，脂肪酸含量顯著下降，且下降趨勢與雄蟹肝胰腺樣品蒸制條件下PE、FFA變化趨勢一致，進(jìn)一步說明PE和FFA組分對雄蟹肝胰腺中小分子揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)形成的顯著貢獻(xiàn)；（2）在優(yōu)化的熱氧化條件下加熱前后，PE組分中含量顯著下降的PE分子種為：PE(

11、18:2/20:4)、PE(18:0/22:6)、PE(16:0/20:5)、PE(18:0/20:4)、PE(16:0/22:6)、PE(16:0/20:4)、PE(16:0/18:2)、PE(20:5/18:2)、PE(18:0/18:2)，其變化顯著的PE分子種的酰基不飽和脂肪酸鏈分別是C18:2、C20:4、C20:5和C22:6，與前期研究結(jié)果一致，這9種分子種可作為對雄蟹肝胰腺樣品中關(guān)鍵香氣物質(zhì)形成貢獻(xiàn)顯著的前體物質(zhì)；（3）

12、在優(yōu)化的熱氧化條件下加熱前后，F(xiàn)FA組分中含量顯著下降的脂肪酸為：C17:1n-7、C18:1n9-c、C22:1n-9和C18:2n-6c，可作為對雄蟹肝胰腺樣品中關(guān)鍵香氣物質(zhì)形成貢獻(xiàn)顯著的前體物質(zhì)。
　　5.優(yōu)化的脂質(zhì)熱氧化體系中，人工合成關(guān)鍵脂質(zhì)分子種中關(guān)鍵香氣物質(zhì)的鑒定。優(yōu)化的脂質(zhì)熱氧化條件下，雄蟹肝胰腺中關(guān)鍵香氣物質(zhì)己醛的產(chǎn)生來源為：PE(16:0/18:2)、PE(18:0/18:2)、PE(18:0/20:4)、PE

13、(16:0/22:6)、PE(18:0/22:6)、FFA(C17:1)、FFA(C18:1)和FFA(C18:2)；庚醛為：PE(16:0/18:2)、PE(18:0/18:2)、PE(18:0/20:4)、PE(16:0/22:6)、FFA(C17:1)、FFA(C18:1)、FFA(22:1)和FFA(C18:2)；壬醛為PE(16:0/18:2)、PE(18:0/18:2)、PE(18:0/20:4)、PE(16:0/22:6)

14、、PE(18:0/22:6)和FFA(22:1)；(E,E)-2,4-庚二烯醛為：PE(16:0/22:6)和PE(18:0/22:6)；苯甲醛為：PE(16:0/18:2)、PE(18:0/18:2)、PE(18:0/20:4)、PE(16:0/22:6)和PE(18:0/22:6)；2-壬酮為：PE(16:0/18:2)和PE(18:0/18:2)；2-戊基呋喃為：PE(16:0/18:2)、PE(18:0/18:2)、PE(18:

15、0/20:4)、FFA(22:1)和FFA(18:2)。
　　6.蒸制條件下，添加人工合成關(guān)鍵脂質(zhì)分子種對雄蟹肝胰腺中關(guān)鍵香氣物質(zhì)形成作用的驗證。（1）添加5種PE分子種能顯著提高雄蟹肝胰腺樣品熱反應(yīng)體系中己醛、庚醛、壬醛、苯甲醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛、2-壬酮和2-戊基呋喃這7種關(guān)鍵香氣物質(zhì)的含量，尤其是添加PE(18:0/18:2)和PE(18:0/22:6)這2種PE分子種，其次是添加PE(16:0/18:2)和PE

16、(18:0/20:4)。添加4種FFA分子種能顯著提高蟹樣熱反應(yīng)體系中除苯甲醛和2-壬酮外的5種關(guān)鍵香氣物質(zhì)的含量；（2）不同F(xiàn)FA分子種標(biāo)準(zhǔn)品產(chǎn)生的醛、酮類香氣物質(zhì)的含量高于 PE分子種。這可能是由于 PE分子種在加熱過程中，一部分PE分子種的脂肪酸直接降解為香氣物質(zhì)，而另一部分PE分子種上的脂肪酸先斷裂為 FFA后，F(xiàn)FA再進(jìn)一步降解生成香氣物質(zhì)，因此FFA比PE等其他脂質(zhì)組分更易發(fā)生氧化降解產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)；（3）PE分子種結(jié)構(gòu)中S