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1 19 13, Vol.3, No. 食品科学 分析检测 草鱼肌肉脂肪酸组成及其在冷藏中的含量变化 刘冬敏, 王建辉, 刘永乐 *, 王发祥, 李向红, 俞健, 成媛媛, 刘小芳 ( 长沙理工大学化学与生物工程学院食品与生物工程系, 湖南长沙 111) 摘要 : 采用气相色谱 - 质谱法研究草鱼肌肉脂肪酸组成及其在 ~ 冷藏条件下的变化 结果表明, 草鱼肌肉脂肪中不饱和脂肪酸含量较高 ; 饱和脂肪酸 (SFA): 单不饱和脂肪酸 (MUFA): 多不饱和脂肪酸 (PUFA) 的比值为 1.:.19:1,ω-/ω-3 PUFA 的比值为 5.5:1, 符合中国营养学会推荐的脂肪酸摄入标准 ; 冷藏过程中, 草鱼肌肉总脂肪含量逐渐下降,MUFA 和 PUFA 的相对含量逐渐减少,SFA 的相对含量逐渐增多, 脂肪酸的降解速率及程度与脂肪酸的不饱和程度呈正相关 ; 脂肪酸的降解与其结构类型有关,ω-3 型 PUFA 降解比 ω- 型 PUFA 更早, 但 ω- 型 PUFA 的降解速率更快 ; 部分长链多不饱和脂肪酸 (LPUFA) 随冷藏时间的延长相对含量略微增加 因此, 控制草鱼肌肉脂肪酸在冷藏过程中的降解有利于维持鱼肉制品的营养价值, 延长其货架期 关键词 : 冷藏 ; 草鱼肌肉 ; 脂肪酸 ; 气相色谱 - 质谱法 Changes in Fatty Acid Composition during Cold Storage of Fresh Grass Carp Muscle LIU Dong-min,WANG Jian-hui,LIU Yong-le*,WANG Fa-xiang,LI Xiang-hong,YU Jian,CHENG Yuan-yuan,LIU Xiao-fang (Department of Food and Bioengineering, School of Chemistry and Bioengineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha 111, China) Abstract:The fatty acid composition of fresh grass and its changes during cold storage at were analyzed by GC-MS. Fresh grass was found to be rich in unsaturated fatty acids and its ratio of short chain fatty acids (SFA) to mono-unsaturated fatty acids (MUFA) to poly-unsaturated fatty acids (PUFA) and ratio of ω- PUFA to ω-3 PUFA were 1.:.19:1 and 5.5:1, respectively, meeting the fatty acid intake requirements recommended by Chinese Nutrition Society. Total fatty acid content of grass and the relative contents of MUFAs and PUFAs gradually declined during cold storage, whereas relative SFA content gradually increased. In addition, there was a positive correlation between the rate and extent of fatty acid degradation and their extent of unsaturation. The degradation of fatty acids in grass was associated with their structures. ω-3 PUFAs were degraded earlier but more slowly than ω- PUFAs. The relative contents of some long chain unsaturated fatty acids (LPUFA) slightly increased with increasing storage time. These results indicate that the nutritive value of fish products can be maintained and their shelf life can be prolonged by suppressing the degradation of fatty acids in grass during cold storage. Key words:cold storage;grass ;fatty acids;gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) 中图分类号 :TS1.;TS7. 文献标志码 :A 文章编号 :1-3(13)-19-5 草鱼是我国的 四大家鱼 之一, 也是我国重要的淡水经济鱼类 其肉质鲜嫩 营养丰富, 是一种优质的动物蛋白质资源 [1] 然草鱼肌肉组织脆弱, 含水分和不饱和脂肪酸较多, 在加工 储运过程中容易腐败变质, 影响其营养价值及加工品质 [-3] 对于冷藏鱼类, 脂肪的降解是造成其质量下降的主要原因之一 [] 脂肪氧化产生的醛 酮等有机化合物不仅会使草鱼产生刺激性气味 苦 涩味, 降低鱼肉的食用品质和营养价值, 还会诱发鱼肉蛋白质的变性, 从而给相关加工业造成损失 [5-] 氧化严重时, 一些次级氧化产物与鱼体内氨基酸 糖类等起作用, 产生有毒物质, 危及人体健康 [7-] 研究表明, 脂肪酸组成及含量是影响脂类降解的主要原因之一 [9] 本实验在研究草鱼肌肉脂肪酸组成及冷藏期间肌肉脂肪酸的变化, 为淡水鱼加工业的发展提供理论依据和技术支持 收稿日期 :1-3-7 基金项目 : 科技部科技人员服务企业项目 (9GJD3); 湖南省科技重大专项 (1FJ17) 作者简介 : 刘冬敏 (197 ), 女, 硕士研究生, 研究方向为食品生物技术 dongminkl@1.com * 通信作者 : 刘永乐 (19 ), 男, 教授, 博士, 研究方向为食品生物技术与农副产品加工 lyle19@13.com - 分析检测 -.indd :1:1

2 分析检测食品科学 13, Vol.3, No 材料与方法 1.1 材料与试剂草鱼肌肉长沙市购 石油醚 (3~ 沸程 ) 正己烷 甲醇天津市光复科技发展有限公司 ; 氢氧化钾 无水硫酸钠国药集团化学试剂有限公司 1. 仪器与设备 GCMS-QP1 Plus 气质联用仪日本岛津公司 ; BS1S 电子天平德国赛多利斯公司 ;FD-1 冷冻干燥机 RE-5A 旋转蒸发器 HH-Z1 多孔数显水浴锅西安予辉仪器有限公司 ;DS-1 高速组织捣碎机无锡沃信仪器有限公司 ;DELTA 3 ph 计上海诚铭科技有限公司 ;JYL-C1 料理机九阳股份有限公司 1.3 方法 原料预处理选取质量约 1kg, 体长约 cm 的新鲜草鱼数条, 经冰水预冷 3min 后去鳞 头 内脏 尾, 剔除脊骨及主刺, 将鱼肉切成长 宽 厚分别为 3cm 5cm cm 的小块, 混匀后随机分成 5 份, 用透明塑料袋封装后置于玻璃门冰箱, 于 ~ 冷藏 实验期间按期取样, 去皮, 绞碎备用 1.3. 鱼油的提取每 d 取冷鲜鱼块肉样 1kg, 去皮, 绞碎 冻干后, 添加 倍于干肉质量的石油醚 (1:(g/mL)), 混匀后密封, 于 ~ 冷藏室中浸提 h, 抽滤, 滤液于 5 条件下减压浓缩, 挥干溶剂, 即得澄清透明的鱼油样 脂肪总含量的测定按 GB/T 肉与肉制品: 总脂肪含量测定 测定 1.3. 脂肪酸的衍生准确称取鱼油.g, 用正己烷定容至 1mL, 移取稀释油样品 ml 置于衍生管, 加入 mol/l 氢氧化钾 - 甲醇溶液 ml, 混匀, 水浴甲酯化 1min, 取出, 充分振荡 min, 加入适量无水 Na SO 颗粒, 振荡 5min, 静置, 取上清液用于气相色谱 - 质谱联用 (gas chromatography mass spectrometry,gc-ms) 分析 GC-MS 分析 G C 条件 : 色谱柱 :HP-( 1 m. 5 m m,.µm); 载气 He, 流速 1.mL/min, 分流比 :1, 进样口温度 5, 离子源温度 3, 程序升温 :1 保持 1min, 然后以 1. /min 升至 175, 维持 1min,5 /min 升至 1, 保持 5min,5 /min 升至 3, 保持 min MS 条件 : 离子源温度 : ;GC-MS 接口温度 : ; 电子电离源 (electron ionization,ei); 电离电压 :7eV [1] 采集方式: 全扫描, 质核比扫描范围 :m/z 5~ 1. 脂肪酸相对含量的计算对全部峰面积积分后利用面积归一化法得到各主要脂肪酸的相对含量 结果与分析.1 新鲜草鱼肌肉脂肪中脂肪酸分析根据 GC-MS 分析结果, 从新鲜草鱼肌肉鱼油中共鉴定出 51 种脂肪酸, 其 TIC 图见图 1 其中相对含量超过.1% 的脂肪酸有 3 种, 占总脂肪酸的 9.9%, 用面积归一法求得这 3 种脂肪酸占总脂肪酸的相对含量, 结果如表 1 所示 在检出的 3 种主要脂肪酸中, 单不饱和脂肪酸 (MUFA) 占总脂肪酸 (TFA) 的含量超过了 5%, 饱和脂肪酸 (SFA) 和多不饱和脂肪酸 (PUFA) 分别占 TFA 的 5.1% 和 3.1%,SFA:MUFA:PUFA 的比值为 1.:.19:1 其中 MUFA 主要为 C 1:l C 17:l C 1:l C :l C :l, 其中 C 1:l 和 C 1:l 分别占 MUFA 的 11.1% 和 5.3%;PUFA 主要为 C 1: C 1:3 C : C :3 C : C :5 C :5 C :, 其中 C 1: 和 C 1:3 分别占 PUFA 的 7.% 和 1.%,EPA DPA 和 DHA 分别占 TFA 的.1%.1% 和.%,ω- 型与 ω-3 型 PUFA 的比值为 5.5:1 Fig.1 图 /min 新鲜草鱼肌肉脂肪酸甲酯的总离子流色谱图 Total ion chromatogram of fatty acid methyl esters from fresh grass 由表 1 可见, 草鱼肌肉脂肪含有丰富的 MUFA 和 PUFA, 这两类脂肪酸占 TFA 的 7.13% 研究表明, MUFA 能降低血清总胆固醇 低密度脂蛋白 甘油三脂 和血浆胆固醇脂转移蛋白浓度, 具有降低血脂 预防动脉粥样硬化和心血管疾病的作用 ;PUFA 是细胞和有机体生物膜的重要组成部分, 可调节细胞构型和细胞膜的通透性, 并可以转化为具有重要生理功能的代谢产物, 如前列腺素 凝血黄素 白三烯素 消炎素和保护素等, 从而发挥生理调节作用 [11-1] 中国营养学会在 中国居民膳食营养素参考摄入量 中提出 ω- 型和 ω-3 型 PUFA 的适宜比值为 (~):1 [13-1] 可见, 草鱼肌肉脂肪酸组成及含量都赋予草鱼肌肉良好的营养价值, 日常摄入草鱼肌肉有利于人们脂肪酸膳食平衡 - 分析检测 -.indd :1:1

3 19 13, Vol.3, No. 食品科学 分析检测 Table 1 表 1 新鲜草鱼肌肉脂肪酸的组成 ( 占总脂肪酸的百分含量 ) Fatty acid composition of fresh grass (% of the total fatty acids) 脂肪酸甲酯系统命名含量 /% C 1: 十二烷酸甲脂. C 1: 十四烷酸甲脂 1.5 C : 十五烷酸甲脂.17 C 1:1 - 十八碳一烯酸甲脂. C 1: 十六烷酸甲脂 C 19:1 9- 十九碳一烯酸甲脂 5.3 C 17: 十七烷酸甲脂.1 C 17:1 十七碳一烯酸甲脂.1 C 1: 十八烷酸甲脂 3. C 1:1 - 十八碳一烯酸甲脂.31 C 1:1 n-9 9- 十八碳一烯酸甲脂 3.9 C 1:1 11- 十八碳一烯酸甲脂.5 C 1:1 13- 十八碳一烯酸甲脂.5 C 19: 十九烷酸甲脂.1 C 1: n- 9,1- 十八碳二烯酸甲脂 1.39 C : 二十烷酸甲脂.1 C 1:3 n-,9,1- 十八碳三烯酸甲脂.1 C 1:3 n-3 9,1,- 十八碳三烯酸甲脂. C :1 11- 二十碳一烯酸甲脂 1.71 C :,11- 二十碳二烯酸甲脂.9 C : 11,13- 二十碳二烯酸甲脂.5 C :3 n-9 5,,11- 二十碳三烯酸甲脂.5 C :3,11,1- 二十碳三烯酸甲脂 /7,1,13- 二十碳三烯酸甲脂. C :3 1,13,1- 二十碳三烯酸甲脂.17 C :1 13- 二十二碳一烯酸甲脂. C : n- 5,,11,1- 二十碳四烯酸甲脂.91 C : n-3,11,1,17- 二十碳四烯酸甲脂.11 C :5 n-3 5,,11,1,17- 二十碳五烯酸甲脂.1 C : n- 7,1,13,1- 二十二碳四烯酸甲脂.9 C :5 n-3,7,1,13,1- 二十二碳五烯酸甲脂.3 C :5 n-3 7,1,13,1,19- 二十二碳五烯酸甲脂.1 C : n-3,7,1,13,1,19- 二十二碳六烯酸甲脂. SFA 5.1 MUFA 5.9 PUFA 3.1. 冷藏过程中草鱼肌肉总脂肪含量的变化 Table 表 冷藏条件下草鱼肌肉总脂肪含量的变化 (~ ) Changes in total fatty acid content during cold storage of fresh grass 冷藏时间 /d 1 总脂肪含量 /% 3.3±.5.9±.5.±..±.7.7±.1.±.1 由表 可知,~ 冷藏过程中草鱼肌肉总脂肪含量 随着贮藏时间的延长而逐渐减少, 冷藏 1d 后草鱼肌肉总 脂肪含量下降了.75%, 这主要是由草鱼肌肉在冷藏过 程中脂肪不断水解和氧化造成的 脂肪水解和氧化不仅会减少肌肉中必须脂肪酸及脂溶性维生素的含量, 还会因一些挥发性氧化产物, 如醛类和酮类, 致使肌肉产生不良风味 ; 另外, 脂肪氧化过程中不断产生的自由基与人体细胞的老化 突变和癌变息息相关, 从而对食用者的健康造 成潜在危害 [1] 因此, 预防冷藏期间草鱼肌肉脂肪的降解对产品的营养价值 货架期及食用者健康具有实际意义.3 冷藏过程中草鱼肌肉脂肪酸组成的变化 图 Fig. /% SFA MUFA PUFA /d 冷藏过程中草鱼肌肉 SFA MUFA PUFA 相对含量的变化 (~ ) Changes in SFA, MUFA and PUFA contents during cold storage of fresh grass 图 是草鱼肌肉在冷藏条件下 SFA MUFA PUFA 相对含量的变化 可见, 在 ~ 冷藏条件下,PUFA 和 M U F A 在 T F A 中的相对含量随着冷藏时间的延长 而逐渐减少, 而 SFA 的相对含量逐渐增大 冷藏 1d 后,SFA:MUFA:PUFA 由新鲜鱼肉的 1.:.19:1 变为 [] 1.3:.35:1 这与 Saldanha 等研究沙丁鱼在冷藏中脂肪 酸组成的结果近似 此种变化可能是由于冷藏条件下草鱼肌肉脂肪仍然不断水解, 产生的游离脂肪酸 (FFA) 中, PUFA 和 MUFA 比 SFA 更容易氧化, 导致脂肪酸中不饱和脂肪酸 (UFA) 的比例下降 ; 同时, 油脂氧化过程中自由基连锁攻击 UFA, 使 UFA 逐渐趋于饱和, 一部分 UFA 转变成 SFA MUFA 和 PUFA 分别在冷藏 ~d 和 ~d 明显减少, 分别下降了 1.1% 和 5.%; 冷藏 1d 后,MUFA 和 PUFA 分别下降了.3% 和 1.% 油酸是主要的 MUFA, 亚油酸和亚麻酸是主要的 PUFA, 它们的含量在冷藏期间的变化如图 3~5 所示 这 3 种脂肪酸碳原子数相同, 不饱和程度越大的脂肪酸越早发生降解 亚麻酸 亚油酸以及油酸的含量分别在冷藏 ~d ~d 和 ~d 开始明显减少, 分别减少了.17% 7.71% 和.7% 冷藏 1d 后, 亚麻酸 亚油酸以及油酸分别比新鲜鱼肉的对应脂肪酸含量减少了 5.5%.37% 和 9.5% 这说明,~ 冷藏条件下, 草鱼肌肉脂肪酸仍然发生降解, 且其降解速率及程度均与脂肪酸的不饱和程度呈一定正相关 脂肪酸的降解不仅导致草鱼肌肉必需脂肪酸的损失, 其氧化产物还会影响鱼肉的风味, 且氧化产生的醛类物质还会与蛋白质发生复杂反应, 加剧蛋白质的变性, 从而影响鱼肉的质构特性 [1] - 分析检测 -.indd :1:11

4 别从冷藏的第天和第天开始迅速降解 冷藏1d后 二 3 者的相对含量分别下降了1.9%和17.9% 由此看来 37 冷藏条件下 草鱼肌肉脂肪酸的降解与其结构类 3 型有关 ω-3型pufa早于ω-型pufa降解 但随着冷藏 35 时间的延长 ω-型pufa的降解程度深于ω-3型pufa 1 1 冷藏过程中草鱼肌肉油酸相对含量的变化( ) Fig.3 Change in oleic acid content during cold storage of fresh grass 图7 1 表3 1 冷藏条件下草鱼肌肉LPUFA相对含量的变化( ) Change in LPUFAs content during cold storage of fresh grass.5.3 保藏时间/d 1,7,1,13,1-二十二碳五烯酸甲脂 7,1,13,1,19-二十二碳五烯酸甲脂,7,1,13,1,19-二十二碳六烯酸甲脂.3±.1.1±..±.1.±.5.±..3±. 由表3冷藏前后部分长链多不饱和脂肪酸(LPUFA).1 的变化可以看出 冷藏1d后 部分LPUFA 如EPA 1.9 DPA以及DHA等的含量有随冷藏时间的延长而增加的趋 势 这些LPUFA多位于磷脂分子中 动物细胞中各种复 1 冷藏过程中草鱼肌肉亚麻酸相对含量的变化( ) Change in linolenic acid content during cold storage of fresh grass 冷藏过程中草鱼肌肉脂肪PUFA含量的变化 杂酶系统通过脂肪酸的去饱和化 碳链延长及脂肪酸在 磷脂中的酯化作用等方式严格调控磷脂中LPUFA的相对 含量 以维持生物膜的相对稳定 [1-17] 这与Memon等 [1] 提出的人工养殖淡水鱼肌肉在冷鲜保藏期间存在的ω-或 ω-3型lpufa的链延长和去饱和现象相吻合 然由于这些 脂肪酸占总PUFA的比例小 PUFA总量在草鱼肌肉冷藏 过程中仍然因氧化而出现逐渐减少的趋势 结 论 经GC-MS分析 草鱼肌肉脂肪富含不饱和脂肪.5.75 图 冷藏过程中草鱼肌肉亚油酸相对含量的变化( ) 图5 冷藏过程中草鱼肌肉ω-型PUFA相对含量的变化( ) Change in linoleic acid content during cold storage of fresh grass. Change in ω- PUFAs content during cold storage of fresh grass Fig.7 Table 3 Fig.5 Fig 图 Fig 图3 13, Vol.3, No. 食品科学 分析检测 酸 其中MUFA和PUFA分别占到脂肪酸总量的5.9% 1 和3.1% 脂肪酸中SFA:MUFA:PUFA的比值为 1.:.19:1 PUFA中ω-型PUFA与ω-3型PUFA的比值为 冷藏过程中草鱼肌肉ω-3型PUFA相对含量的变化( ) 5.5:1 符合中国营养学会推荐的脂肪酸摄入标准 冷 Change in ω-3 PUFAs content during cold storage of fresh grass 藏过程中 草鱼肌肉的总脂肪含量逐渐减少 MUFA和 PUFA的相对含量逐渐减少 SFA的相对含量逐渐增多 通过比较冷鲜保藏条件下ω-3型PUFA和ω-型PUFA 脂肪酸中 MUFA和PUFA分别在冷藏 d和 d明显 的变化情况(图 7)表明 ω-3型pufa和ω-型pufa分 减少 冷藏1d后 MUFA和PUFA分别下降了.3%和 -分析检测-.indd :1:11

5 19 13, Vol.3, No. 食品科学 分析检测 1.%,SFA:MUFA:PUFA 变为 1.3:.35:1 亚麻酸 亚油酸以及油酸的含量分别在冷藏 ~d ~d 和 ~d 开始明显减少, 冷藏 1d 后, 三者的相对含量分别比新鲜鱼肉的对应脂肪酸减少了 5.5%.37% 和 9.5% 因此,~ 冷藏条件下, 草鱼肌肉脂肪酸的降解速率及程度均与脂肪酸的不饱和程度呈一定正相关 草鱼肌肉脂肪酸的降解与其结构类型有关,ω-3 型 PUFA 早于 ω- 型 PUFA 降解, 但随着冷藏时间的延长,ω- 型 PUFA 的降解程度深于 ω-3 型 PUFA 部分 LPUFA 的相对含量有随冷藏时间的延长而增加的趋势, 然而此条件下脂肪酸的降解机理还需进一步研究 参考文献 : [1] 林洪, 江洁. 水产品营养与安全 [M]. 北京 : 化学工业出版社, 7: [] 吴涛. 草鱼加工关键技术的研究与开发 [D]. 杭州 : 浙江大学,. [3] NANTON D A, VEGUSDAL A, RØRÅ A M B, et al. Muscle lipid storage pattern, composition, and adipocyte distributionin different parts of Atlantic salmon (Salmo salar) fed fish oil and vegetable oil[j]. Aquaculture, 7, 5(1/): 3-3. [] 刘红英, 齐凤生, 张辉. 水产品加工与储藏 [M]. 北京 : 化学工业出版社, : 1-3 [5] FU XiangJin, XU Shiying, WANG Zhang. Kinetics of lipid oxidation and off-odor formation in silver carp mince: the effect of lipoxygenase and hemoglobin[j]. Food Research International, 9, (1): 5-9. [] WANG Hua, LIU Fang, YANG Lei, et al. Oxidative stability of fish oil supplemented with carnosic acid compared with synthetic antioxidants during long-term storage[j]. Food Chemistry, 11, 1(1): [7] TONGNUANCHAN P, BENJAKUL S, PRODPRAN T. Roles of lipid oxidation and ph on properties and yellow discolouration during storage of film from red tilapia (Oreochromis niloticus) muscle protein[j]. Food Hydrocolloids, 11, 5(3): -33. [] 李学英, 许钟, 郭全友, 等. 大黄鱼冷藏过程中的鲜度变化 [J]. 中国水产科学, 9, 1(3): -. [9] CRUZ-ROMERO M C, KERRY J P, KELLY A L. Fatty acids, volatile compounds and colour changes in high-pressure-treated oysters (Crassostrea gigas)[j]. Innovative Food Science and Emerging Technologies,, 9(1): 5-1. [1] TEHRANY E A, JACQUOT M, GAIANI C, et al. Beneficial effects and oxidative stability of omega-3 long-chain polyunsaturated fatty acids[j]. Food Science and Technology, 11, (1): [11] 傅惠萍. 鱼油不饱和脂肪酸的自由基氧化规律 [J]. 宁波化工, 9(): -. [1] HWANG K T, KIM J E, KANG S G, et al. Fatty acid composition and oxidation of lipids in Korean catfish[j]. Journal of the American Oil Chemists Society,, 1(): [13] 唐大寒. 不饱和脂肪酸与健康 [J]. 糖尿病新世界, (): [1] 蔡妙颜, 李冰, 袁向华. 膳食中的脂肪酸平衡 [J]. 粮油食品科技, 3, 11(): [] SALDANHA T, BENASSI M T, BRAGAGNOLO N. Fatty acid contents evolution and cholesterol oxides formation in Brazilian sardines (Sardinella brasiliensis) as a result of frozen storage followed by grilling[j]. Food Science and Technology,, 1(7): [1] 杨红菊, 乔发东, 马长伟, 等. 肌内脂肪及其在加工过程中的水解变化 [J]. 肉类研究,, 19(): [17] 熊善柏. 水产品保鲜储运与检验 [M]. 北京 : 化学工业出版社, 7: 1-. [1] MEMON N, TALPUR N, BHANGER M I, et al. Changes in fatty acid composition in muscle of three farmed carp fish species (Labeo rohita, Cirrhinus mrigala, Catla catla) raised under the same conditions[j]. Food Chem, 11, 1(): 分析检测 -.indd :1:1

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