随着我国居民生活水平的不断提升，消费结构不断优化和改善，水产品在膳食结构中的比重不断增加，其需求的持续增长推动我国水产品的总产量不断提升。2020 年，全国水产品总产量6 549.02 万吨，比上年增长1.06%，全国水产品人均占有量为46.39 kg[1]。水产品营养价值丰富，是人类重要的动物蛋白来源之一，其富含赖氨酸等人体必需氨基酸[2]，尤其鱼产品内脏蕴含丰富的蛋白质和脂肪。随着人类消费水平和物质生活的提高，水产品腥臭味所带来的限制越来越显著，消费者如果初次购买的水产品有腥臭味，将严重影响其对该水产品的二次购买[3]。
如何去除水产品的腥味成为首要面临和亟须解决的问题。为了更深入地研究腥味物质，其检测前处理技术尤为重要，即腥味物质的提取。目前，水产品腥味物质提取技术包括固相微萃取法、吹扫捕集技术、超临界流体萃取技术、同时蒸馏萃取法、微波和真空蒸馏技术、静态顶空技术等。腥味物质的分析方法主要分为仪器分析和感官分析，仪器分析主要包括气相色谱法、气相色谱-质谱联用法、气相色谱-嗅觉-质谱法和电子鼻测定法；感官分析分为感官评定和气相色谱-嗅觉测量法。现如今所研究的单一提取和分析技术具有一定局限性，因此，研究者将两种或两种以上的提取和分析技术进行联用，使其发挥协同增效作用，以期获得更优的水产品提取和分析技术。本文对提取技术和分析技术进行了优缺点对比，旨在为腥味物质的提取分析和水产品的优质加工提供参考。
1 腥味物质的提取技术
1.1 固相微萃取法
1990 年Arhturhe 和Pawlisyzn 首次发明了固相微萃取技术（soliid phase microextraction extraction，SPME）[4]。固相微萃取技术的萃取方式分为直接萃取、顶空萃取和膜保护萃取，其原理是利用涂有固定相的熔融石英纤维对样品的目标分析物进行选择性吸附，使其与样品基质和干扰组分分离，再通过溶剂将其洗脱，实现对目标物的分离、净化和富集[5]。相比于传统的固相萃取，固相微萃取技术操作简单，不会将待测物质全部提取出来，其原理建立在固定相和水相之间平衡的基础上。影响萃取效率的因素有两方面：一是萃取条件，包括萃取的时间、温度、样品基质pH 值和采用的解析溶液等；二是萃取头设计、涂层的性质、薄厚、体积等因素。为更好地提取检测物质，应对影响因素进行严格把控。
Guillén 等[6]利用固相微萃取技术萃取烟熏剑鱼和钟鱼的挥发性成分，并使用气相色谱-质谱联用技术对挥发性成分进行检测，在这2 种鱼中分别提取出79、71 种挥发性物质。宋恭帅等[7]利用顶空固相微萃取法对甲鱼进行提取并使用顶空固相微萃取-气质联用法（headspace microextraction gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC/MS）进行分析，共鉴定出53种挥发性物质，包括醛类11 种、醇类10 种、酮类11 种、烃类16 种及其他类5 种。Salemi 等[8]将鳕鱼蛋白酶解液及大孔树脂的酶解液分别通过固相微萃取法进行提取，采用气相色谱-质谱法（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）进行分析处理，通过计算各物质的Kovats 指数进一步为物质定性。
1.2 吹扫捕集技术
吹扫捕集法（purge and capture techniqe，PT）集收缩、收集于一体，其理论上是动态的顶空技术，使用流动的氦气、氮气或者其他惰性动态气体将样品中的腥味物质“吹扫”并用捕集器将有机物进行“捕集”。由于气体的吹扫，使密闭容器内的气体与液体间的平衡被打破，使腥味物质不断地从液相进入气相而被吹扫出来，使在液相顶部的任何组分的分压为零，从而使更多的挥发性组分逸出气相。吹扫捕集分析法适用于从液体或固体样品中萃取沸点低于200 ℃、溶解度小于2%的挥发性或半挥发性有机物，具有富集的功能，对痕量组分的分析比较有利。吹扫捕集法对样品的前处理无需使用有机溶剂，对环境不造成二次污染，并且具有取样量少、富集效率高、受基体干扰小及容易实现在线检测等优点。
Salemi 等[8]研究表明，吹扫捕集技术对腥味物质的提取效率高、收集效率高、取样量少且操作自动化程度高，能够保证样品不被污染。张凯[9]优化了吹扫捕集技术，采用微波蒸馏-吹扫捕集-气相色谱-质谱联用方法分析罗非鱼肉中主要的土腥味物质——土臭素（geosmin，GSM）和二甲基异莰醇（2-methylisoborneol，2-MIB），研究结果得出，GSM 和2-MIB 的检测限分别达到2.89 ng/L 和2.28 ng/L，加标回收率分别为81%～112%和85%～96%。
1.3 超临界流体萃取技术
超临界流体是指某种物质在超出其临界温度和临界压力时，气液两相混合成的均一流体状态[10]，同时兼具气体和液体的特性。该技术是利用超临界流体作为萃取剂，对待测物进行溶解及分离的新型技术。超临界流体的高渗透和低黏度特性与气体十分相似，并且其对物质的溶解能力强。超临界流体在超临界温度和临界压力下，与待萃取溶质有异常相平衡行为及传递性能差异[11]，超临界流体与待萃取物质接触后可形成流动相，通过调节萃取体系的压力和温度来控制超临界流体，进而有选择地溶解、萃取所需物质[12]，之后通过改变温度和压力，使超临界流体与被萃取物质分离，超临界流体可以重复循环使用。超临界流体萃取技术（supercritical fluid extraction technology，SFE）的萃取介质是超临界流体，但并不是所有的超临界流体都可以成为萃取介质，目前最常用的超临界流体萃取剂是CO2，且应用广泛。
Aro 等[13]利用超临界萃取技术与气相色谱-质谱联用技术，对不同贮藏时间的青海鱼进行检测，分别在贮藏1、3 d 和8 d 的鱼肉中鉴定出23、28 种和41 种挥发性和半挥发性腥味物质。张微等[14]建立水产品中四环素类（四环素、土霉素、金霉素、多西环素）残留量的超高效液相色谱-串联质谱分析方法。将样品经过含0.2%甲酸的乙腈水溶液提取，超声波萃取，采用固相萃取柱净化，通过C18 色谱柱分离，经5 mmol/L 乙酸铵水溶液-甲醇流动相系统梯度洗脱后，采用超高效液相色谱-串联质谱分析选择电喷雾电离质谱法正离子模式多反应监测模式下分析测定，基质添加标准曲线随试样一并前处理，外标法定量。得出四环素类药物标准曲线相关系数均不小于0.997，检出限为0.201 μg/kg～0.423 μg/kg，方法的回收率为94.1%～103.8%，相对标准偏差为0.7%～4.3%。近几年，国内外学者陆续研究出超临界流体萃取技术与其他技术的在线耦合方法，如超临界流体萃取-气相色谱联用技术、超临界流体萃取-液相色谱联用等，这些联用技术可以使萃取物经萃取后不用转移即可进行直接分析，减少不必要的损失[15]。
1.4 同时蒸馏萃取法
同时蒸馏萃取法（simultaneous distillation extraction，SDE）由Likens 等[16]提出，该方法是同时进行水蒸气蒸馏和溶剂萃取，加热萃取溶剂和待萃取样品至沸腾，少量溶剂就可以萃取大量的样品，然后利用溶剂和水的比重差异分离后浓缩[17-19]，适用于半挥发性与挥发性物质的分离。
同时蒸馏萃取法依据相似相溶原理，使用正确的萃取溶剂能有效地提高萃取效果，腥味挥发物质在萃取溶剂中的溶解度大于在样品中的溶解度，因此可以把挥发物质从样品中萃取到溶剂中，挥发性物质常用的萃取溶剂为二氯甲烷、正戊烷、乙醚、氯仿等[20]。在萃取过程中，水蒸气蒸馏产生的水量对萃取效果有一定影响，水蒸气的量越多，可携带的挥发性腥味物质越多，溶剂和样品的接触量变大，溶剂可以从样品中萃取更多的挥发物质[21]；萃取时间越长，溶剂与挥发性组分接触时间越长，但是待测组分可能会发生氧化等不良反应，降低萃取效果。Selli 等[22]采用同时蒸馏萃取提取海鲤中的挥发性物质，然后利用GC-MS 分析得出46 种挥发性气味物质。
1.5 微波蒸馏和真空蒸馏技术
微波、真空蒸馏技术作为前处理方法与其他方法相比，试验器材和试验条件要求较严格，但是这2 种方法能够提取到一些用常规前处理方法很难得到的物质，如淡水鱼中的土腥味物质土臭素和二甲基异冰片。
Selli 等[23]利用真空蒸馏技术对虹鳟鱼肉的腥味物质进行提取，然后通过分析技术得到虹鳟鱼肉的腥味物质主要是土臭素和二甲基异冰片。Zhu 等[24]和Elhindi等[25]利用微波蒸馏-固相微萃取-气相色谱-质谱方法（microwave distillation-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，MD-SPME-GC-MS）检测出鲶鱼中腥味物质土臭素和二甲基异冰片的含量。
1.6 静态顶空技术
静态顶空法是将待测固体或者液态样品放置于平衡瓶中，在一定温度下加热一段时间，样品的挥发成分逸散出来，最终挥发物质与样品在平衡瓶内达到气-固或者气-液平衡[26]，然后取出气相部分进行分析即可。静态顶空进样技术通常也称为平衡顶空进样或一次气相萃取进样。
刘平等[27]利用顶空气相技术联合气相色谱—质谱联用法建立了呋喃的检测方法，适用于罐头食品和包装饮料中呋喃的检测。Moreno-González 等[28]评估了一种新型的大气柔性微管等离子体软电离子化源，并通过顶空气相色谱-质谱联用法测定橄榄油中的脂肪酸。郑刚等[29]探索顶空气相色谱的前处理方法、顶空条件对鱼肉样品中三甲胺含量的影响，该方法操作简单、灵敏度高，适用于水产品中三甲胺的含量测定。将腥味物质提取技术的优缺点进行比较，结果见表1。
表1 提取技术优缺点比较
Table 1 Comparison of advantages and disadvantages of extraction techniques
提取技术 优点 缺点 参考文献固相微萃取法简单，方便易操作，费用低，无需有机溶剂，集采样、萃取、浓缩、进样于一体不适用于组分极性差异小和结合态的待测物[5-6]吹扫捕集技术前处理无需使用有机溶剂，取样量少，富集高，干扰小容易形成泡沫，给仪器带来负担，易交叉污染[8]超临界流体萃取技术分离效果好，产率高，环保高压下操作，缺乏物性数据，投资费用较高，副产品难以利用[11-12]同时蒸馏萃取法具有良好的重复性和较高的萃取量，操作简单，定性定量效果好，设备简单高沸点组分萃取效果差[18-21]微波和真空蒸馏技术操作性好，可以提取更多的物质试验器材和试验条件要求高[24]静态顶空技术无需使用有机溶剂进行前处理，取样量少，干扰小灵敏度稍低，一次性萃取，萃取不完全[28]
2 腥味物质的分析技术
2.1 仪器分析
2.1.1 气相色谱法
气相色谱法（gas chromatogeaphy，GC）在1952 年由国外学者提出，随着操作与技术的成熟，该方法在众多领域发挥着非常重要的作用。在腥味挥发物质的定量和定性分析中，气相色谱法应用十分广泛，已经成为一种极为重要的测量复杂食品中痕量特征风味物质，分析非极性和极性、非挥发和挥发腥味物质并且不需要考虑化学物质来源的一种方法[30]。
2.1.2 气相色谱-质谱联用法
气相色谱-质谱联用仪是气相色谱-质谱联用法的核心组成部分，气相色谱仪经接口与质谱计结合而构成的气相色谱-质谱法的分析仪器[31]，随着色谱、质谱技术的不断成熟和完善，其在食品中挥发性物质的检测分析中发挥着重要作用。气相色谱法可以高效分离、定量分析待测样品；质谱法的灵敏度高，能对待测组分进行定性分析，因此气相色谱-质谱联用技术可以实现对待测混合样品的定性、定量分析。
Guillén 等[6]利用固相微萃取技术与气相色谱-质谱法结合测定了烟熏鳕鱼和剑鱼中的挥发性成分，得出烟熏剑鱼和鳕鱼分别有79 种和71 种的挥发性成分。何淑娟等[32]采用气相色谱-质谱联用法作为检测技术，然后对试验进行优化，建立了一种适用于肉制品中9 种挥发性N-亚硝胺含量的快速检测方法。姚少芳[33]用气相色谱-质谱串联技术建立了测定整颗鱼油胶囊中7 种邻苯二甲酸酯类（phthalate acid esters，PAEs）的方法，该方法可以有效去除鱼油中二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸的干扰，适用于整颗鱼油胶囊中7 种PAEs 的测定。
2.1.3 气相色谱-嗅觉-质谱法
气相色谱-嗅觉-质谱法（gas chromatography-olfactoriy-mass spectrometry，GC-O-MS）将3 种分析仪器结合在一起，嗅觉辨析仪和质谱检测器平行连接于气相检测器，腥味挥发性化合物组分经气相分析仪中的毛细管柱分离成两路，一路进入质谱检测器进行定性定量分析；另一路进入嗅辨仪完成呈味特征的检测[34]。Selli 等[22]提取出虹鳟鱼肉中的腥味物质成分，然后利用气相色谱-嗅觉-质谱法对腥味物质进行分析，以判断检测物质对鱼肉腥味的贡献。
2.1.4 电子鼻测定法
电子鼻技术是一种新型食品指纹分析技术，利用仪器内部特定的传感器和模式识别系统能快速测出被测样品的整体气味信息，它通常结合主成分分析、线性判别或传感器载荷分析共同完成对气味的检测[35]。葛敏敏等[36]总结得出特定萃取材料对特定极性和难挥发性成分存在歧视效应，不能真实地反映挥发性成分的比例，通常将电子鼻技术和其他色谱技术结合使用。蔡路昀等[37]利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术分析总结了6-姜酚浸泡对花鲈挥发性成分的影响，并利用电子鼻技术有效地区分出不同处理方式下花鲈肉风味的变化。曾诗雨等[38]采用电子鼻、电子舌技术对新鲜鲟鱼、腌制鲟鱼和发酵鲟鱼的气味和滋味进行检测分析，并结合感官评定，分析在加工过程中发酵鲟鱼气味和滋味的差异。陈嘉钰等[39]研制海参肽饮品的加工工艺配方并进行饮品品质分析，利用电子鼻和电子舌对饮品的挥发性成分和滋味进行分析，得出海参肽饮品含有丰富的营养物质和香气成分。
2.2 感官分析
2.2.1 感官评定
感官评定法是最早用于各种气味评定的食品风味鉴定方法，是人们用于唤起、测量、分析和解释食品及原料中可通过视觉、嗅觉、触觉、味觉和听觉而感知到的特征反应的科学方法。水产品腥味物质评定方法中感官评定的应用非常广泛，其被评为最直接、最方便的方法，但是感官评定的结果容易受到环境、样品制备、评定过程和评定员的影响。
王伯华等[40]探讨了醉鱼醉制过程中真空入味的方法，并采用正交试验和感官评定的方法对醉鱼醉制的配方进行优化，将醉鱼的生产周期缩短至3 d 左右，为其工业化提供了依据。李颖畅等[41]研究ε-聚赖氨酸盐酸盐和百里香酚及其复合物对阿根廷鱿鱼中主要生物胺的抑制效果，通过感官评定发现复合保鲜剂（0.025%ε-聚赖氨酸盐酸盐+0.025%百里香酚）可以使生物胺降低40%～60%，同时也能有效降低硫代巴比妥酸、菌落总数，减缓鱿鱼肌肉颜色的变化、感官品质的下降和pH 值的上升，使鱿鱼的货架期得以延长。朱琳等[42]以甲鱼为原料，设置不同的熬制时间、加水量、宰杀后放置时间，对甲鱼汤中的各种营养成分含量进行测定，采用感官评定中的评分法对外观色泽、口感、风味、综合进行打分，得出最优制备工艺。
2.2.2 气相色谱-嗅觉测量法
气相色谱-嗅觉测量法（gas chromatogeaphy olfactory，GC-O）是近年来新兴的一种感官分析技术，该方法将气相色谱的强分离能力和动物嗅觉的灵敏性相结合，将腥味物质与样品分离后通过嗅觉进行定量、定性分析，使研究人员能确定特定风味成分在某一浓度范围下是否具有风味活性。梁中永[43]采用顶空-固相微萃取法提取了沙蟹汁中挥发性风味物质，通过GC-MS和GC-O 进行系统分析，利用检测频率法和香气提取物稀释分析法与气味活性值并结合沙蟹汁风味剖面分析，明确了沙蟹汁中的主要挥发性不良风味物质，得出沙蟹汁的主要风味是海腥味，其次是氨味、蟹肉味、炙烤味和奶酪味，同时还有微弱的酸臭味。王锡昌等[44]采用固相微萃取技术提取澄阳大闸蟹的挥发性物质，然后用气相色谱-质谱联用技术对挥发物质进行分析，得出9 大类的76 种挥发性物质，同时采用GC-O并运用直接强度法对挥发物进行分析，共嗅闻到17 种气味特征。最后将腥味物质分析技术的优缺点进行比较，如表2 所示。
表2 分析技术优缺点比较
Table 2 Analyze the advantages and disadvantages of technologies
分析技术 优点 缺点 参考文献仪器分析气相色谱 提纯效率较快，操作简单定性分析水平较差，存在一定的局限性[30]气相色谱-质谱联用法可以快速分离待测组分，能定性、定量分析无法确定单个的水产品风味物质对整个鱼腥味的作用[24]气相色谱-嗅觉-质谱法高效对待测组分进行定量、定性分析，可以确定单个的水产品风味物质对整个鱼腥味的作用成本较高 [33-35]感官分析感官评价 实用性强、灵敏度高、结果可靠受外界的环境、人为因素影响较大[42-44]气相色谱-嗅觉测量法灵敏性强，检测更全面操作要求高，需要专业的评价员[45]
3 结语
本文对水产品腥味物质的提取和分析技术进行了简单介绍，并根据各种方法的原理进行了优缺点比较。为了更好地去除水产品腥味物质，前处理提取技术是必不可少的一部分，近几年发展迅速，其中主要分为萃取、蒸馏两大技术，由于待测样品的物质质量和形态，更多精确、简便的方法被提出。近年来发明的分析提取技术大多是对传统技术的优化，而提取、分析方法的联用能更简便、更准确地分析腥味物质。
随着我国社会不断进步，水产品养殖行业的不断发展，水产品的种类与数量逐年增加，而消费者对于食品风味的要求也在不断提高，腥臭味问题成为水产品加工与销售的一大限制性因素。虽然腥味物质传统的分析提取技术种类较多，但是均具有一定的局限性，需要对腥味物质自身的组分和结构进行分析，从而获得高效方便、绿色安全、经济科学的提取分析方法。
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