鲐鱼（Pneumatophorus japonicus）又名白腹鲭、日本鲭，属鲭科、鲈形目、鲐属，属青皮红肉多脂鱼，是一种主要活动在近海沿岸中上层的洄游鱼类。鲐鱼在我国主要分布在南海、东海及黄海等海域，在我国的中上层经济鱼类中，属于较为重要的一类。鲐鱼富含多种营养物质，如对人体有益的不饱和脂肪酸二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸等以及其他必需的营养素，具有很高的营养价值，在预防心脑血管硬化、神经衰弱、肠道疾病等方面具有良好的功效[1]，因此深受消费者喜爱。然而由于鲐鱼肉组氨酸含量较高，容易发生品质劣变，捕捞出水后，若不及时进行低温保鲜，将会影响鱼肉的食用安全性[2]。
低温冻藏可以抑制微生物及相关酶类的活性，被广泛应用于鱼类贮藏技术中，能够有效维持鱼的鲜度、营养和风味[3]。但是在贮藏过程中，鱼肉中的水分转化为冰晶，导致鱼体的部分结构组织被破坏，且鱼死亡后线粒体缺氧，能量减少，细胞凋亡后引起蛋白质降解，使肉质结构软化，鱼肉品质下降[4]。郑平安等[5]研究不同贮藏温度下鲐鱼品质的变化，证明在低温冻藏条件下鲐鱼鲜度的降低速率能够有效被减缓。王标[6]研究发现，随着贮藏时间的延长，鲶鱼鱼糜的丙二醛含量呈现上升趋势，且贮藏温度越高，丙二醛含量上升速率越快。侯温甫等[7]研究发现，无论是-20 ℃直接冻结还是-80 ℃低温速冻，鲻鱼的肌动球蛋白盐溶性、巯基含量及Ca2+-ATPase活性均会随着贮藏时间的延长而下降。吴琼静等[8]利用高通量测序技术对不同冻藏时期鲐鱼表面微生物群落变化进行研究，结果显示，不同冻藏时期鲐鱼的菌群组成存在较大差异，且随着冻藏时间的延长，微生物种类、菌群丰度与多样性均降低。陈晓楠等[9]研究低温冻藏过程中鲐鱼肌肉蛋白质品质变化，结果显示，贮藏前期蛋白质品质会出现轻微劣变，后期其品质会出现大幅度下降。目前针对鱼类在冻藏过程中的蛋白质品质变化已有大量研究，且鲐鱼贮藏过程中的蛋白质氧化特性和微生物变化也有涉及[10]，但对鲐鱼贮藏过程中脂肪氧化特性的研究报道较少。
本研究以鲐鱼为研究对象，针对低温冻藏环境，分别测定挥发性风味物质、过氧化值、酸价、硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substance，TBARs）值及脂肪酸成分，综合评价鲐鱼低温冻藏过程中的脂肪氧化特性，以期为冻藏时间对鲐鱼脂肪氧化程度及其品质的影响提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
冷冻鲐鱼，长（20±2） cm，质量（250±20 ）g，采购于舟山市定海区丰茂菜场。
乙酸乙酯、甘氨酸、乙二胺四乙酸、十二烷基硫酸钠、二硝基苯甲酸钠、氯化钠、乙醇、溴酚蓝、磷酸缓冲液、三羟甲基氨基甲烷（Tris）、无水乙醚、酚酞、氢氧化钾、邻苯二甲酸氢钾、碘化钾、硫代硫酸钠、三氯甲烷、冰乙酸 国药集团化学试剂有限公司；考马斯亮蓝R250染色液 武汉谷歌生物有限公司；TBARs检测试剂盒 南京建成生物工程研究所。
1.2 仪器与设备
MDF-U53V超低温冰箱 日本Sanyo公司；Direct-Q3U超纯水制备机 法国Millipore公司；751UVGD紫外-可见分光光度计 上海第三分析仪器厂；DHP-9052电热恒温培养箱 上海一恒科学仪器有限公司；SoxtecTM2045脂肪测定仪 瑞典Foss公司；TG16-WS台式高速离心机 湖南湘仪聚能仪器企业店；VORTEX-5漩涡混合器 厦门市宝能科技有限公司；HH420、HH600数显恒温水浴箱 绍兴市上虞道墟余诺仪器商行；GC112A/112N气相色谱仪 上海仪电科学仪器股份有限公司。
1.3 方法
1.3.1 实验样本处理
鲐鱼采购后立即冰鲜贮存运回实验室进行后续处理。除内脏后去掉鳞、鳃及鱼头、鱼尾。无菌条件下剖去鱼骨后切成均匀鱼肉块，蒸馏水快速冲洗后用纱布擦干表面水分，装入封口袋编号，保证每袋质量均匀。于超低温冰箱（-80 ℃）中冻藏3 h后放入另-18 ℃冰箱贮存100 d，分别于冻藏0、10、20、40、60、80、100 d取出鲐鱼样品流水解冻后进行后续指标测定。
1.3.2 挥发性风味分析
参照Huang Lin[11]、Sharmilan[12]等的方法，根据肌肉中挥发性风味物质的特征，采用电子鼻的形式进行取样分析。取充分搅碎后的鱼肉4～6 g密封于采样瓶中，清洗时间80 s、进样时间10 s、校零时间10 s、测定时间80 s、气体流速300 mL/min、采样间隔时间1.0 s。测定过程中将针头插入瓶中，在每个样品上取10～15 个点的数据，采样完成后利用软件WinMuster进行数据处理。
电子鼻技术通过一定数量的气体传感器来模拟人类嗅觉，每个传感器都有自身对于不同气体的敏感度（表1），通过传感器所得到的曲线来表征样品的挥发性风味成分。
表 1 PEN3便携式电子鼻传感器性能
Table 1 Performance descriptions of PEN3 portable electronic nose sensors
列阵序号 传感器名称 性能描述 检测气体成分 检测限/（mL/m3）1 W1C 对芳香和苯类成分敏感 甲苯 10 2 W5S 对氮氧化合物极其敏感 二氧化氮 1 3 W3C 对芳香成分敏感 苯 10 4 W6S 对氢化物灵敏 氢气 100 5 W5C 烷烃芳香成分灵敏 丙烷 1 6 W1S 对甲烷灵敏 甲烷 100 7 W1W 对无机硫化物灵敏 硫化氢 1 8 W2S 对乙醇灵敏 一氧化碳 100 9 W2W 对有机硫化物灵敏 硫化氢 1 10 W3S 对长链烷烃灵敏 甲烷 10
1.3.3 酸价测定
参照赵东豪等[13]的容量分析法。
1.3.4 过氧化值测定
参照GB/T 5009.37—2003《食用植物油卫生标准的分析方法》。
1.3.5 TBARs值测定
参照TBARs检测试剂盒说明书中方法。
1.3.6 脂肪酸成分分析
色谱条件：GC112A/112N气相色谱仪、DB-Wax毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）、柱温220 ℃、进样器温度250 ℃、检测器温度280 ℃、进样量1 μL、分流比1∶50、氢火焰离子化检测器[14]。
1.4 数据处理
数据使用SPSS 19.0软件进行处理，结果以平均值±标准差表示。并通过Origin 8.5软件对结果数据进行制图并分析。
2 结果与分析
2.1 鲐鱼冻藏过程中挥发性风味的变化
冻藏过程中，氨、三甲胺、硫化氢、醛和酮等挥发性物质的产生使鱼肉质量发生变化。不同预冷和贮藏时间都会对冷冻贮藏期间的鱼肉质量产生影响[15]。由图1可知，在冻藏0～40 d的4 个阶段，以2号传感器的氮氧化合物感应信号为主。以冻藏10 d为起点，其余9 组传感器信号也出现增强的趋势，到冻藏80 d及冻藏100 d，2号传感器的氮氧化合物感应信号有明显降低，且4、5号传感器（氢化物、烷烃芳香成分）感应信号上升。6号传感器的甲烷类物质感应信号无明显波动，而7～10号传感器感应信号波动较大，增强明显。对比钟赛意等[16]发现的导致鱼类气味产生变化的主要物质是无机及有机硫化物，对应7、9号传感器的感应信号可知，本研究结果与其发现一致。总体看来，鲐鱼中各种挥发性风味物质的强度与冻藏时间呈正相关。
图 1 冻藏时间对鲐鱼电子鼻风味感应信号的影响
Fig .1 Effect of frozen storage time on flavor signal of electronic nose for mackerel
图 2 冻藏时间对鲐鱼风味影响线性判别分析
Fig. 2 Linear discriminant analysis of the effect of frozen storage time on the flavor of mackerel
图 3 冻藏时间对鲐鱼风味影响主成分分析
Fig. 3 Principal component analysis of the effect of frozen storage time on the flavor of mackerel
由图2～3可知，线性判别分析图和主成分分析图中主成分1的贡献率分别为87.66%和98.17%，均超过85%，因此本研究数据合理可信[17]。从线性判别分析图可看出，冻藏0～60 d样品基本集中于右半区，冻藏80～100 d的样品位于左半区且出现重叠。从主成分分析图可看出，冻藏20、40、60 d样本较接近，而冻藏0、100 d的样本相距较远，冻藏前中期阶段，样品基本集中在右半区，冻藏80 d开始的后期阶段，样品集中在左半区，呈现区域式分布。研究表明，初始冻藏阶段，微生物含量较低，底物分解与脂肪氧化程度较低，挥发性物质产生较少[18]；后期阶段，部分嗜冷菌及其他耐低温微生物滋生，脂肪氧化程度加剧，使得挥发性物质含量也随之增加。而冻藏10 d样本分布于图的左侧，可能是鱼体经历了解僵期，此时冷冻作用较弱，有部分微生物和酶发挥作用，具体原因还有待后续实验进一步考证。综上所述，通过2 类分析图所展现的鲐鱼中各种挥发性风味物质与冻藏时间的关系特征，在冻藏的最后阶段，鲐鱼发生品质劣变。
2.2 鲐鱼冻藏过程中酸价的变化
脂肪酸价用来代表脂肪酸中游离羧酸基团含量。在保藏时，受到微生物、酶等作用，脂肪水解成为游离脂肪酸。脂肪酸含量和脂肪质量有很大的相关性，在一般条件下，脂肪含量越高，精炼程度越高，对应的酸价越低。
图 4 冻藏时间对鲐鱼酸价的影响
Fig. 4 Effect of frozen storage time on acid value in mackerel
由图4可知，酸价与冻藏时间呈正相关。除了冻藏40 d鲐鱼肌肉酸价略微降低，其余冻藏时间的酸价都随着冻藏时间的延长而增加。冻藏40 d酸价降低的原因可能是不饱和脂肪酸在氧的作用下，双键打开形成过氧化物，再继续分解成低分子脂肪酸及醛、酮、醇等物质。酸价上升的原因可能是微生物和酶对不饱和脂肪酸的水解反应，使得脂肪酸分解产生甘油和游离脂肪酸。此外，酸价上升曲线的中部有相对上升缓慢迹象，可能是因为低温导致酶活性降低，使得水解反应的程度变缓[19]。
2.3 鲐鱼冻藏过程中过氧化值的变化
过氧化值与食品质量紧密相关，代表了某些含油脂、脂肪食品中油脂的酸败程度[20]。过氧化值越高，油脂的酸败程度越厉害，酸败所产生的自由基等对人体有不良影响[21]。
图 5 冻藏时间对鲐鱼过氧化值的影响
Fig. 5 Effect of frozen storage time on peroxide value in mackerel
由图5可知，冻藏20 d和冻藏80 d，鲐鱼的过氧化值出现了2 个峰值，此时氧化反应较为剧烈。冻藏20 d的峰值可能是由于冻藏初期，微生物和酶等尚未完全失去活性，导致氧化反应仍在快速进行；冻藏80 d的峰值可能是由于随着冻藏时间的延长，样品的氧化程度逐渐加深。冻藏40 d过氧化值有下降的趋势，与酸价相对应，低温导致酶、微生物活性降低，水解程度变缓，且有部分氧化产物再分解为二级氧化产物[22]。冻藏100 d鲐鱼的过氧化值显著下降，有可能是分解成醛、酮等物质的速率在长时间低温贮藏环境下有所减缓[23]。
2.4 鲐鱼冻藏过程中TBARs值的变化
鲐鱼的脂肪含量丰富，在冻藏期间脂肪部分发生氧化，生成丙二醛等物质，随后丙二醛会与硫代巴比妥酸发生显色反应，最终生成TBARs，可以有效地反映脂肪氧化程度[24]。在评价肉制品品质时，TBARs值在0.20～0.66 mg/kg为品质良好，大于1 mg/kg时则表明发生品质劣变[25]。
图 6 冻藏时间对鲐鱼TBARs值的影响
Fig. 6 Effect of frozen storage time on TBARs value in mackerel
由图6可知，鲐鱼的TBARs值和增加速率都随着贮藏时间延长而改变，并且随着贮藏时间的延长而不断升高，与李玉昕等[26]的实验结论相同。在冻藏初期，鲐鱼的TBARs值小于0.66 mg/kg，即此时鲐鱼品质未受到脂肪氧化作用的影响，主要原因可能是低温抑制了脂肪氧化作用。冻藏60 d后，鲐鱼的TBARs值超过1 mg/kg，即此时鲐鱼脂肪氧化严重，品质严重降低，与张建友等[27]结论相同。陈慧斌等[28]研究认为，处于长时间冻藏过程中的牡蛎体内脂肪酸会由于冰晶压力的作用，从内部转至外部，进而与氧气直接接触，导致牡蛎脂肪酸败[29]。也有研究表明，在长时间冻藏过程中，鲐鱼肌肉中形成的冰晶在长时间冻藏后体积膨胀，使得细胞结构产生形变直至破裂，细胞中氧化酶等物质流出，促进脂肪氧化[30]。
2.5 鲐鱼冻藏过程中脂肪酸成分的变化
表 2 冻藏时间对鲐鱼脂肪酸成分影响
Table 2 Effect of frozen storage time on fatty acid composition in mackerel mg/kg
脂肪酸类别 脂肪酸名称 冻藏时间/d 0 40 100饱和脂肪酸C8:0 1.2 0.9 0.4 C10:0 0.7 2.0 6.9 C11:0 0.2 0.7 1.8 C12:0 10.7 32.3 111.1 C13:0 10.6 28.7 110.3 C14:0 758.8 2 150.0 3 004.0 C15:0 210.0 469.3 1 303.8 C16:0 5 867.5 9 948.4 54 920.6 C17:0 223.1 519.9 1 143.5 C18:0 1 171.9 2 612.6 3 526.4 C20:0 81.1 317.0 663.5 C21:0 26.1 73.2 139.4 C22:0 60.9 191.8 333.1 C23:0 15.8 69.4 84.4 C24:0 28.0 170.5 172.3在总脂肪酸中相对含量/% 41.62 39.66 54.95单不饱和脂肪酸C14:1 9.1 27.2 79.2 C15:1 0.8 6.2 未检出C16:1 939.4 2 666.8 3 269.3 C17:1 121.7 280.4 705.1 C18:1 n-9 1 068.8 1 473.0 1 7213.0 C20:1 639.2 1 642.3 2 644.9 C22:1 n-9 未检出 2 433.0 8 067.0 C24:1 292.7 1 554.9 981.5在总脂肪酸中相对含量/% 15.10 24.11 27.64多不饱和脂肪酸C18:3 n-3 489.0 1 117.6 未检出C18:3 n-6 20.6 55.6 293.4 C22:2 70.0 2.4 271.2 C22:6 n-3 5 673.7 985.0 12 068.2 C20:2 81.1 226.1 409.5 C20:3 n-3 15.3 49.1 140.3 C20:3 n-6 125.8 374.6 182.8 C20:4 n-6 291.8 1 230.8 1 518.9 C20:5 n-3 2 034.8 11 114.5 5 872.1在总脂肪酸中相对含量/% 43.27 36.23 17.40
水产品中脂肪酸的饱和程度对于脂肪氧化的难易程度起决定性作用[31]。由表2可知，鲐鱼主要含有32 种脂肪酸，其中C20:1、C20:4 n-6、C20:5 n-3、C22:1 n-9、C22:6 n-3、C24:1为甘油酯。对冻藏0、40、100 d鲐鱼所含有的32 种脂肪酸成分进行分析比较，其中含有饱和脂肪酸15 种，分别占总脂肪酸含量的41.62%、39.66%、54.95%；单不饱和脂肪酸8 种，分别占总脂肪酸含量的15.10%、24.11%、27.64%；多不饱和脂肪酸9 种，分别占总脂肪酸含量的43.27%、36.23%、17.40%。
将冻藏鲐鱼体内所含的多不饱和脂肪酸含量与新鲜鲐鱼相比较，冻藏100 d后鲐鱼脂肪氧化程度显著升高，与Liu Chengyue等[32]的实验结论相同，C18:1 n-9含量从冻藏0 d的1 068.8 mg/kg上升至冻藏100 d的17 213.0 mg/kg，C16:0含量从5 867.5 mg/kg上升至54 920.6 mg/kg，说明随着冻藏时间的延长，氧化程度越发明显。
3 结 论
随着冻藏时间的延长，电子鼻传感器对于鲐鱼中各种挥发性风味物质的响应持续增强，且挥发性风味物质在冻藏前期和后期呈现不同区域分布，品质发生劣变。鲐鱼的酸价和过氧化值在冻藏20 d和80 d急剧上升，氧化反应较为剧烈，在冻藏40 d有下降趋势，此时可能是由于低温环境抑制了微生物和酶的活性。鲐鱼的TBARs值随着贮藏时间的延长显著上升，且随着冻藏时间的延长，其增加速率变快，表明鲐鱼的脂肪氧化程度较高。鲐鱼的饱和脂肪酸含量在冻藏后期显著增加，而多不饱和脂肪酸含量降低，脂肪酸成分发生改变。
综上所述，鲐鱼脂肪在低温冻藏过程中被不断氧化，品质也在不断降低，在冻藏40 d内氧化程度较小，更适用于食用和加工。本研究揭示了鲐鱼低温冻藏过程中脂肪的氧化特性，可为鲐鱼及其他鱼类的贮藏运输和流通等环节提供新思路，并为今后新技术的开发提供一定的科学指导。
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