紫菜是一种重要的栽培海藻，我国人工养殖开始于19世纪70年代，大规模人工养殖的物种是条斑紫菜和坛紫菜。坛紫菜(Pyropia haitanensis)为典型的暖温带种类，是我国的特有品种(施之新等, 2006)。坛紫菜味道鲜美、营养丰富，不仅含有丰富的宏量营养素，还富含人体必需的微量元素，是当今研究开发健康食品的首选(穆凯峰等, 2011)。

除营养成分外，风味也是评定食品感官质量的重要内容，是食品能否为消费者接受的主要因素之一(姚兴存等, 2015)。目前，对于紫菜特征挥发性物质已经有了一定的研究(胡传明等, 2011)，但是，栽培在不同水域、不同品种及不同收获期紫菜挥发性组分的差异性，对于紫菜栽培品种、养殖区域、采收期的选择及产品质量的控制有着重要的意义，但目前除了关于不同采收期紫菜风味物质变化的研究外(应苗苗等, 2010)，还未见报道。

本研究选择申福2号和浙东1号2个坛紫菜品种，对在浙江洞头和浙江象山2个养殖区域的紫菜分不同时期进行收获，利用固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(SPME-GC-MS)对紫菜样品的挥发性组分进行测定，并利用多变量数据分析软件对不同品种、不同养殖区域、不同收获期的坛紫菜挥发性成分的差异进行详细研究，可为我国紫菜养殖业的健康发展提供参考数据。

1 材料与方法 1.1 样品采集

在2012年10–12月间，在我国南方紫菜主要养殖区域的浙江洞头和浙江象山海域，选取坛紫菜2个代表性品种(浙东1号和申福2号)作为采集对象，分4–5次进行采集(表 1)，淡水洗净后冷冻干燥备测。

1.2 仪器和试剂

选用日本SHIMADZU公司QP2010气相色谱–质谱(GC-MS)联用仪进行坛紫菜挥发性成分分析，选择美国Supelco公司60 m×0.32 mm×0.18 mm vocol色谱柱分离，选择美国Supelco公司75 mm DVB/ CAR/PDMC萃取头吸附坛紫菜挥发性成分。

1.3 方法 1.3.1 样品预处理

在15 ml固相微萃取顶空样品瓶中，加入0.2 g坛紫菜样品，30℃下进行顶空吸附后进行GC/MS分析(胡传明等, 2011)，所有样品经3次平行测定，结果取均值。

1.3.2 色谱质谱条件和数据处理

根据陈姣等(2014)的色谱质谱分析方法，GC条件：采用不分流进样模式，进样口温度210℃，载气为高纯氦气，柱流速1.99 ml/min，柱前压83.5 kPa，柱起始温度35℃，保持3.5 min，以3℃/min升至40℃，保持1 min，再以5℃/min升至100℃后以10℃/min升至210℃，保持25 min。

MS条件：用电子轰击(Electron Impact, EI)源分析，电子能量为70 eV，离子源温度200℃，接口温度210℃，选取全程离子碎片扫描(SCAN)模式，质量扫描范围为45–1000，溶剂延迟0.6 min。

进行挥发性成分检测后，利用NIST库和WILEY库检索，结合相关文献(孙静等, 2011; 吴薇等, 2013)进行挥发性成分定性分析，并依据面积归一法求得各成分百分组成后，导入瑞典Umetrics AB公司生产的SIMCA-P+12.0分析软件进行主成分分析(PCA)和最小二乘法判别分析(OPLS-DA)，从而得到各样品间的差异信息和造成这种差异的挥发性组成标志物信息。

2 结果

通过GC-MS分析，从坛紫菜中共分离出115种挥发性成分，主要包括烃类、醇类和醛酮类物质。除以上三大类化合物外，还检测到百分含量相对较高的二氯甲烷、乙酸乙酯、三氯甲烷、壬酸、吡嗪类物质等。

2.1 烃类物质

2个品种的坛紫菜中共检测出29种烃类物质，占88%左右，除了含量最高的8-十七碳烯外，己烷、苯乙烯、十一到十六烷烃、1-十五碳烯和1-十七碳烯等均为2个坛紫菜品种的共有成分，其他含量均甚少(表 2)。

2.2 醇类物质

在坛紫菜样品中共检测出醇类物质23种，占2%左右，在2种坛紫菜中均检测出乙醇、1-戊烯-3-醇、异戊醇、1-己醇、1-辛烯-3-醇、(5Z)-1, 5-辛二烯-3-醇、2-辛烯-1-醇、1-辛醇、苯甲醇、2, 6-二甲基环己醇、反式-2-十一烯-1-醇、雪松醇等(表 3)。

2.3 醛类物质

醛酮类物质共鉴定出39种，占7%左右，其中，庚醛、辛醛、壬醛、癸醛、十二醛等饱和直链醛含量相对较高，而不饱和羰类化合物主要有2, 4-戊二烯醛、2, 4-庚二烯醛、2-辛烯醛、3, 5-辛二烯-2-酮、苯甲醛、苯乙酮、2-壬烯醛、(E, Z)-2, 6-壬二烯醛、6, 10-二甲基-5, 9-十一碳二烯-2-酮等(表 4)。

2.4 坛紫菜风味物质的差异

为了更清晰地分析2种坛紫菜在不同栽培海域、不同采收期风味物质的差异，在SIMCA-P软件中对坛紫菜各样品和对应挥发性物质相对含量进行主成分分析，得到各样品在第一主成分和第二主成分构成的平面上的投影得分图(图 1)，图 1中的标注点代表不同收获期、不同品种的坛紫菜样品。通过分析在二维空间上物质聚类分布的PCA得分图，可以明确观察到样品间的异同(黄梅丽等, 2008)。由图 1可见，在第一主成分和第二主成分构成的PCA得分图上，同样在浙江洞头栽培的“浙东1号”(zddt)和“申福2号”(sfdt)紫菜样品明显分开，而同样是“浙东1号”紫菜，浙江洞头的坛紫菜样品(zddt)与浙江象山的样品(zdxs)之间也有着明显的距离，说明样品的挥发性组分有着明显的品种和地区性差别。

3 讨论 3.1 坛紫菜的挥发性组分

与其他水产动物的挥发性成分主要由醛酮类物质和醇类物质的组成不同(蔺佳良等, 2014; 冯倩倩等, 2012)，坛紫菜中烃类和醛酮类化合物占绝大多数，其中比例最大的是8-十七碳烯，相对百分含量高达65.57%–83.69%(表 2)，而其他关于大型海藻风味物质的研究表明，8-十七碳烯也是其他大型海藻共有的特征风味物质(伊纪峰等, 2009; 宋绍华等, 2012)。坛紫菜醛酮类中壬醛等占很大比例，占0.78%–5.74%。

烃类主要来源于脂肪酸烷氧自由基的均裂(Drumm et al, 1991)，有些烷烯烃类是在一定条件下裂解之后产生腥味的潜在物质(谢笔钧, 2011)。甲壳类和鱼类等海产品的挥发物中都含有丰富的烷烯烃类物质，由于具有较高的阈值，因此，此类物质对于整体风味贡献小(陈姣等, 2014)，但8-十七碳烯在坛紫菜中相对含量高达65%以上，对坛紫菜的整体气味影响值得进一步研究。据报道，8-十七碳烯是一种化学感应物质，由生物体内的酶促反应生成，在生物体愈伤过程中，可以作为生物信息素起一定作用(Pohnert et al, 2002)。

一般而言，挥发性醇类表现出的气味品质较为柔和(陈婉珠等, 2006)。醇类的阈值稍高，只有高含量的醇类才会对气味产生较大的影响(Wuraenberger et al, 1984)，因此，紫菜样品中醇类含量较少，对紫菜气味的贡献值不大。

本研究中检测到大量饱和及不饱和的醛酮类物质。饱和直链醛一般带有辛辣刺激性气味，而气味随链长的增加逐渐减弱(Refsgaard et al, 1997)，这些饱和直链醛的感觉阈值很低，对紫菜特定风味的产生起着重要作用。检测到的壬醛在这些饱和直链醛中变化较大，且相对百分含量较高，会产生辛辣的刺激性气味(Widjaja et al, 1996)，因此，壬醛在醛酮类成分中对紫菜特定风味有着较大贡献。而不饱和醛大多有愉快的香气(Jive et al, 2005)，如2-己烯醛具有青草香味(阚建全, 2002)，苯甲醛具有令人愉快的坚果香、水果香和杏仁香，是烤花生中含有的主要单羰基化合物(曾绍东等, 2010)，在气味中有加和作用，而2, 4-庚二烯醛被认为具有鱼腥味和金属味(宋绍华等, 2012)。酮类物质阈值一般要高于其同分异构体的醛，可呈现出焦燃味、脂肪味和桉叶味(李淑荣等, 2010)。另外，在2种坛紫菜中都有检出的3, 5-辛二烯-2-酮，对腥味有一定的增强作用(Seik et al, 1971)。

酯类化合物是由羧酸和醇经酯化而成，大多给予食品一种果香或花香味(龙斌等, 2013)，所以酯类对坛紫菜整体风味也做出了贡献。吡嗪类化合物是含氮的杂环化合物，是美拉德反应的中间产物(周永妍等, 2015)，具有强烈的香气，而且其香气散透性好，极限浓度极低，呈烤香味。此外，样品中还检测出噻唑类物质(苯并噻唑)，这些物质含量虽低但在采收的样品中普遍存在，由于其气味极强，会呈现出鲜菜、烤肉或坚果等香气特征(吴薇等, 2013)，故也会影响紫菜的整体风味。已有研究指出，海藻是目前最丰富的卤素代谢产物的来源，很多红藻中存在挥发性卤化物(陈姣等, 2014)，而在本研究中，挥发性卤化物如二氯甲烷、三氯甲烷等在坛紫菜中均检测到。

3.2 不同样品坛紫菜挥发性成分比较 3.2.1 不同坛紫菜挥发性成分比较

对同样在浙江洞头海域栽培的申福2号和浙东1号坛紫菜挥发性成分相对含量进行同期差异比较，对烃类物质，申福2号中烃类相对含量均高于浙东1号，其中二者烃类含量最高的均为第1批次采收的坛紫菜，申福2号高达92.25%，而浙东1号的第1批次采收的坛紫菜中烃类为86.32%。对醛酮类物质，浙东1号第3批次的坛紫菜达15.32%，第2批次为13.27%，而申福2号第3批次采收的坛紫菜中醛酮类含量为6.50%，第2批次只有4.86%，明显低于浙东1号。醇类成分2个海域差异不大。除这三大类的其他物质，浙东1号的其他挥发性组成总量均稍高于申福2号。

为了更明确这2个品种挥发性具体组成差异，对这2组组分进行OPLS-DA分析，可得到造成这2个品种坛紫菜明显区别开来的权重前20的挥发性组分(表 5)，浙东1号中8-十七碳烯、1-十七碳烯、十五烷和雪松醇明显高于申福2号，而申福2号中壬醛、2-乙烯基-6-甲基吡嗪、辛醛、2，4-戊二烯醛、癸醛、十四烷、乙酸乙酯、十三烷、苯甲醛、苯甲酸甲酯、反式β紫罗兰酮、三甲基吡嗪、十二烷、1-十六碳烯和3，5-辛二烯-2-酮等明显高于浙东1号。由此可以看出，相对含量最高的烃类在浙东1号坛紫菜中要明显高于申福2号，而申福2号坛紫菜中的醛酮类物质也要高于浙东1号，其中8-十七碳烯和壬醛对于浙东1号与申福2号坛紫菜的风味差异起着明显的作用。

3.2.2 不同海域坛紫菜挥发性组成比较

为比较不同栽培海域同一品种坛紫菜挥发性成分组成情况，对采自浙江洞头和浙江象山的浙东1号坛紫菜进行挥发性物质总类含量分析，对于挥发性含量最高的烃类物质，浙江象山坛紫菜明显高于浙江洞头，其中浙江象山第4批次采收的坛紫菜烃类总百分含量最高达94.03%，浙江洞头坛紫菜的烃类含量相对较少，第1批次采收的烃类含量为86.32%。而醛酮类含量则相反，浙江洞头醛酮类物质相对含量较高，第3批次采收的紫菜达15.32%，浙江象山海域最高只有6.73%。醇类物质二者差异不大，其他类物质相对含量象山海域要比洞头海域多。

对这2组组分进行OPLS-DA分析以更明确讨论这2个海域挥发性具体组成差异，可得到造成不同海域的浙东1号坛紫菜明显区别开来的权重前20的挥发性组分(表 6)，浙江洞头坛紫菜中的壬醛、2-乙烯基-6-甲基吡嗪、辛醛、十四烷、十三烷、2, 5-二甲基吡嗪、三甲基吡嗪、苯甲醛、2, 6-二甲基环己醇、癸醛、反式β紫罗兰酮、2, 3-丁二酮、十二烷和6, 10-二甲基-5, 9-十一碳二烯-2-酮等明显高于浙江象山，而浙江象山中8-十七碳烯、1-十七碳烯、苯乙烯、十五烷、1-辛醇和十六烷明显高于浙江洞头。而由此可以看出，象山海域的坛紫菜烃类物质总量高于洞头海域，醛酮类物质和其他物质要低于洞头海域，其中8-十七碳烯和壬醛占据重要位置，对于2个海域的坛紫菜风味差异产生重要影响。

3.2.3 坛紫菜不同收获期挥发性成分比较

对浙江洞头海域的申福2号和浙东1号以及浙江象山海域的浙东1号不同采收期挥发性成分种类变化进行比较，洞头海域的申福2号中，总醇相对百分含量随着时间的变化，先呈上升趋势，在第3次采收时达到最高(3.4%)；醛酮类含量在前3批次缓慢增加，第3批次时达到最高为6.5%；而相对的3批次中总烃类含量则有一定程度减少。洞头海域的浙东1号样品中，占绝大部分烃也呈减少趋势，在第4批次部分又有回升，相对百分含量比洞头海域的申福2号低，一水时期最大为86.32%；而醛酮类在前3批次含量增加，第3批次最大达15.32%；醇类变化跟醛酮类变化类似。象山海域的浙东1号样品中，总烃的相对百分含量总体而言略有减少，醛酮类物质则在第4批次达最低值3.35%，其他采收期逐渐增加，第5批次达6.73%；而醇类和其他类的物质由于相对百分含量较少，其变化趋势较不明显。

由此可见，浙江洞头海域的2种坛紫菜样品，其挥发性成分随采收时间的变化基本一致，烃类相对含量从第1批次到第3批次逐渐减少，第4批次稍有回升，醛酮类则在第1批次到第3批次逐渐增加，第4批次含量减少。而浙江象山海域坛紫菜与前二者不同，烃类在第1批次到第4批次逐渐增加，三水、五水有减少。可见，不同收获期坛紫菜挥发性成分的变化跟养殖海域有着密切的关系，由于紫菜本身对环境物质有着较大的吸附能力，紫菜挥发性组分的变化就可能会跟养殖海区本底物质的变化有关。所以紫菜养殖海区的选择就显得尤为重要。本研究结果表明，浙江洞头海域养殖的申福2号和浙东1号2类品种的坛紫菜醇酮类物质等感觉阈值较低的物质比象山海域养殖的坛紫菜含量更丰富，对坛紫菜的风味产生更大影响，而且随着收割期的变化，坛紫菜中的挥发性成分变化大，气味不稳定。因此，偏南海域养殖的头水坛紫菜制成的产品，风味稳定性好，更适合人们购买和食用。