一种采用GC-IMS可视化技术分析湖北风味发酵鳜鱼特征风味的方法

本发明属于水产品风味检测，更具体地说涉及一种采用gc-ims技术分析湖北风味发酵鳜鱼特征风味的方法。

背景技术：

1、鳜鱼是我国特有的淡水名贵鱼类，2022年，全国鳜鱼养殖总产量为40.1万吨，经济价值超过240亿元。湖北省鳜鱼养殖产业近几年发展迅猛，养殖总产量已从2013年的全国第四名跃升至全国第二名，约占全国鳜鱼养殖总产量的五分之一。发酵鳜鱼是我国传统风味发酵鱼制品之一，具有200多年的历史，因其肉质细嫩，刺少而肉多，肉呈瓣状，味道鲜美，风味独特而深受消费者青睐。鳜鱼肉经微生物发酵后，其中的蛋白质和脂肪被分解为氨基酸和脂肪酸，不仅大大提高了消化性，而且增加了人体必需的氨基酸，同时氨基酸和脂肪酸等小分子进一步降解形成发酵鳜鱼的主体风味成分。

2、发酵鳜鱼产品主要分布于安徽省、湖南省和湖北省等省份，因发酵工艺和地域特色不同，形成“徽派”、“湘派”和“鄂派”等具有地域特色的发酵鳜鱼产品。目前关于发酵鳜鱼的研究主要集中在安徽传统发酵鳜鱼的挥发性风味物质的解析，李春萍等采用固相微萃取结合气相质谱(gc-ms)分析了徽州发酵鳜鱼的挥发性有机化合物(vocs)，通过气味活性值(oav)分析，共鉴定出13种风味活性物质，其中丁酸、三甲胺、芳樟醇对整体风味品质具有重要贡献。yang等采用gc-ms分析了14个品牌发酵鳜鱼的vocs，研究发现2-乙基-1-己醇、桉叶油醇、1-辛烯-3-醇、壬醛和吲哚等5种vocs为重要的风味活性物质。该研究的样品虽然涉及到安徽地区、湖北地区和湖南地区，但是安徽样品占78.6％，湖北和湖南地区仅占21.4％。根据目前已公开的技术资料来看，系统研究湖北风味发酵鳜鱼的风味特征的技术资料较少。雷跃磊等(专利名称为一种湖北风味发酵鳜鱼的生产方法，中国专利公开号为cn106261964 b)公开了一种湖北风味发酵鳜鱼的生产方法，此外，雷跃磊等发表了关于湖北风味发酵鳜鱼工艺优化的技术文章，关于湖北风味发酵鳜鱼技术文件的报道都未明确湖北风味发酵鳜鱼的特征风味，这严重制约了湖北风味发酵鳜鱼的产地溯源和风味调控。

3、气相色谱-离子迁移谱(gc-ims)联用技术是基于气相中不同的气相离子在电场中迁移速率的差异对离子进行标识的一项分析技术，是一种快速便捷且低成本的分析手段,gc-ims技术很好地解决了ims分辨率偏低的问题,极大地拓宽了传统ims的应用范围。gc-ims可视化技术已广泛运用到水产品风味的解析。因此，本发明将提出一种利用gc-ims可视化技术分析湖北风味发酵鳜鱼的特征风味的方法，以期为湖北风味发酵鳜鱼的产地鉴别与风味调控提供参考依据。

技术实现思路

1、本发明提出了一种利用gc-ims可视化技术分析湖北风味发酵鳜鱼的特征风味的方法，该方法也适用于其他食品风味特征分析。

2、本发明具体是通过以下技术方案来实现的：

3、一种采用gc-ims技术分析湖北风味发酵鳜鱼特征风味的方法，其特征在于，具体步骤为：

4、s1：发酵鳜鱼样品制备：将湖北风味发酵鳜鱼沿着脊椎骨中部将鱼剖成两片，然后去掉鱼皮，采集背部肌肉，并将肌肉采用调理机搅拌均匀；

5、s2：发酵鳜鱼样品上机测试：称取5g样品，置于20ml顶空瓶中，采用flavourspec风味分析仪进行分析，下机得到原始数据；

6、s3：发酵鳜鱼风味数据分析：将原始数据采用flavourspec风味分析仪配套的分析软件进行分析，得到定性和峰体积数据、风味指纹图谱等，然后采用主成分分析、偏最小二乘判别分析、相对气味活性值计算，筛选差异风味物质和关键风味物质。

7、优选的：步骤s2中，气相离子迁移谱单元中，分析时间为20min.色谱柱为mxt-5毛细管色谱柱15m×0.53mm×1μm，柱温为45℃，ims温度为45℃，载气为99.999％高纯n2；自动顶空进样单元：进样体积为500μl，孵育时间为15min，孵育温度为60℃，进样温度为85℃，孵化转速为500rpm，载气按照程序流动：2ml/min运行2min，100ml/min运行20min，漂移气流量为150ml/min。

8、优选的：步骤s3中，利用flavourspec风味仪的gallery plot插件构建风味指纹图谱，比较湖北风味发酵鳜鱼的共性和差异风味物质。

9、优选的：步骤s3中，通过flavourspec风味仪内置的gc×ims library searchnist数据库和ims数据库对样品挥发性成分进行定性分析和峰体积计算。

10、优选的：步骤s3中，根据定性和峰体积数据，利用metaboanalyst在线平台进行主成分分析、偏最小二乘判别分析。

11、优选的：步骤s3中，利用metaboanalyst在线平台进行分析时，首先数据以10为对数进行标准化处理，并进行数据缩放选择，通过输出结果察看数据和样品是否满足正态分布，如果满足正态分布，则进行后续分析。

12、优选的：利用偏最小二乘判别分析时，vip≥1的风味组分视为差异风味物质。

13、优选的：步骤s3中，利用gc-ims定性和峰体积数据，将峰体积进行归一法转化成相对百分含量，根据气味相对活性值公式进行roav计算，计算时选取芳樟醇为roav芳樟醇＝100，其他待测组分的roavi则按照下式计算：

14、roavi＝ci×0.22×100/(ti×c芳樟醇)

15、其中，ci为待测组分挥发性化合物的相对含量，％；c芳樟醇为芳樟醇相对含量含量，％；ti为待测组分i在水中的气味阈值，μg/kg；0.22为芳樟醇在水中的气味阈值，μg/kg；通过上述公式计算得到的roav≥1的组分视为关键风味物质。

16、与现有技术相比，本发明产生的有益效果为：

17、1)本发明提出的利用gc-ims可视化技术分析湖北风味发酵鳜鱼特征风味的分析方法，简单方便、易操作，整套分析操作流程也适合其他食品风味分析。

18、2)通过本发明提出的方法从不同湖北风味发酵鳜鱼中筛选出9种差异风味物质，它们分别为3-羟基-2-丁酮、丁酸、1-辛烯-3-醇、丙酸乙酯、2-甲基-1-戊醇、3-甲基丁醛、3-甲基-1-丁醇、(e)-罗勒烯和茨醇，并筛选出7种具有重要贡献的关键风味物质，它们分别为3-甲基丁醛、芳樟醇、乙酸乙酯、异丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、对伞花烃、丁酸乙酯。这些风味物质为湖北风味发酵鳜鱼的产地溯源和风味调控提供了参考依据。

技术特征：

1.一种采用gc-ims技术分析湖北风味发酵鳜鱼特征风味的方法，其特征在于，具体步骤为：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤s2中，气相离子迁移谱单元中，分析时间为20min.色谱柱为mxt-5毛细管色谱柱15m×0.53mm×1μm，柱温为45℃，ims温度为45℃，载气为99.999％高纯n2；自动顶空进样单元：进样体积为500μl，孵育时间为15min，孵育温度为60℃，进样温度为85℃，孵化转速为500rpm，载气按照程序流动：2ml/min运行2min，100ml/min运行20min，漂移气流量为150ml/min。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤s3中，利用flavourspec风味仪的gallery plot插件构建风味指纹图谱，比较湖北风味发酵鳜鱼的共性和差异风味物质。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤s3中，通过flavourspec风味仪内置的gc×ims library search nist数据库和ims数据库对样品挥发性成分进行定性分析和峰体积计算。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤s3中，根据定性和峰体积数据，利用metaboanalyst在线平台进行主成分分析、偏最小二乘判别分析。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤s3中，利用metaboanalyst在线平台进行分析时，首先数据以10为对数进行标准化处理，并进行数据缩放选择，通过输出结果察看数据和样品是否满足正态分布，如果满足正态分布，则进行后续分析。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤s3中，利用偏最小二乘判别分析时，vip≥1的风味组分视为差异风味物质。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤s3中，利用gc-ims定性和峰体积数据，将峰体积进行归一法转化成相对百分含量，根据气味相对活性值公式进行roav计算，计算时选取芳樟醇为roav芳樟醇＝100，其他待测组分的roavi则按照下式计算：

技术总结
本发明公开了一种基于GC‑IMS可视化技术快速分析湖北风味发酵鳜鱼特征的方法，属于水产品风味分析检测技术领域，本发明采用顶空气相色谱‑离子迁移谱(HS‑GC‑IMS)对不同湖北风味发酵鳜鱼进行检测，得到GC‑IMS挥发性风味物质数据和GC‑IMS指纹图谱，并通过主成分分析以及PLS‑DA分析，得到不同湖北风味发酵差异风味物质，最后采用相对气味活性值进行分析，得到湖北风味发酵鳜鱼的关键风味物质。本发明应用GC‑IMS可视化技术，具有无需样品前处理、操作简单、灵敏度高且排除技术人员主观性的优势。本发明可实现不同湖北风味发酵鳜鱼的快速鉴别和检测，为湖北风味发酵鳜鱼的风味评价提供一种新的技术手段。

技术研发人员：雷跃磊,卢素芳,艾明艳,田明威
受保护的技术使用者：武汉市农业科学院
技术研发日：
技术公布日：2025/4/10