北京清真醬牛肉揮發(fā)性風(fēng)味化合物的研究

臧明伍，王 宇，韓 凱，喬曉玲

(中國肉類食品綜合研究中心，北京100068)

北京清真醬牛肉揮發(fā)性風(fēng)味化合物的研究

臧明伍，王 宇，韓 凱，喬曉玲*

(中國肉類食品綜合研究中心，北京100068)

采用頂空固相微萃取氣相色譜－質(zhì)譜法(HS－SPME－GC－MS)，分析檢測了北京清真醬牛肉的揮發(fā)性風(fēng)味成分，共鑒定出78種風(fēng)味化合物，包括醛類(13種)、酮類(6種)、烴類(22種)、酯類(7種)、醚類(4種)、醇類(8種)、含氮含硫及雜環(huán)化合物(18種)。所鑒定的化合物主要是脂肪氧化降解產(chǎn)物和香辛料揮發(fā)成分，醛類、萜烯類、醚類、含氮含硫及雜環(huán)化合物可能是構(gòu)成北京清真醬牛肉風(fēng)味的重要揮發(fā)性物質(zhì)。

清真，醬牛肉，香味，固相微萃取，氣相色譜－質(zhì)譜法

Abstract:Volatile flavor compounds of traditional Chinese Beijing moslemic braised beef with soy sauce were analyzed by headspace solid phase microextraction(HS－SPME)combined with GC－MS.Results indicated that total 78 volatile flavor compounds were identified including aldehydes(13kinds)，ketones(6kinds)，hydrocarbons(22kinds)，esters(7kinds)，ethers(4kinds)，alcohols(8kinds)，nitrogenous compounds，sulfurated compounds and heterocyclic compounds(18kinds).The major volatiles identified were degradation products of fatty acids and volatile compounds from spice.Results showed that the important flavor compounds contributed to Beijing moslemic braised beef with soy sauce were possibly some aldehydes，terpenes，ethers，nitrogenous compounds，sulfurated compounds and heterocyclic compounds.

Key words:moslemic;braised beef with soy sauce;volatile flavor;SPME;GC－MS

醬牛肉是我國具有代表性的傳統(tǒng)肉制品，其特色是重用黃醬和香辛料，原料肉經(jīng)預(yù)煮后再用香辛料和調(diào)味料加水煮制。醬牛肉產(chǎn)品酥軟，風(fēng)味濃郁，長久以來深受消費(fèi)者的喜愛。根據(jù)不同的風(fēng)味可分成幾個(gè)分支，文獻(xiàn)記載的具有代表性的醬牛肉產(chǎn)品主要有:北京醬牛肉、北京清真醬牛肉、香港醬牛肉、天津醬牛肉、天津南味醬牛肉、上海醬牛肉和赤峰醬牛肉［1］。其中北京清真醬牛肉風(fēng)味獨(dú)特，產(chǎn)品相對穩(wěn)定，自清代以來，經(jīng)久不衰。固相微萃取(Solid Phase Microextraction，SPME)集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于肉制品揮發(fā)性風(fēng)味化合物的分析檢測，在國內(nèi)外的研究中都有大量報(bào)道［2－7］。劉源等采用固相微萃取對南京醬牛肉風(fēng)味進(jìn)行了初步研究［2］，其他有關(guān)頂空固相微萃取法研究醬牛肉風(fēng)味鮮有報(bào)道。本文采用頂空固相微萃取(HS－SPME)技術(shù)和氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(GC－MS)提取檢測北京清真醬牛肉的揮發(fā)性風(fēng)味成分，分析鑒定了揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，為確定主體香味成分以及穩(wěn)定產(chǎn)品風(fēng)味、改進(jìn)生產(chǎn)工藝提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

原料肉 市售牛肩肉，五豐福成食品有限公司;輔料 食鹽、白糖、醬油、白酒、味精、干黃醬、冰糖、黃酒(以上均為市售優(yōu)質(zhì)品)、香辛料、水等。

手動(dòng) SPME進(jìn)樣器、75μm CAR/PDMS萃取頭 美國Supelco公司;GC－MS氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀 QP2010型，日本島津公司;電子天平，夾層鍋，低溫冷藏柜，真空包裝機(jī)等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 北京清真醬牛肉制備工藝 原料解凍→修整→分割→浸泡→預(yù)煮→煮制→冷卻→包裝→二次殺菌→冷藏

操作要點(diǎn):原料采用水解凍，解凍至中心溫度－2～4℃后進(jìn)入下道工序;100℃預(yù)煮30min;95℃煮制3h;自然冷卻;85℃水浴加熱20min，進(jìn)行二次殺菌。檢查包裝無漏氣，入庫冷藏。

1.2.2 樣品制備 樣品制備采用頂空－固相微萃取法，將醬牛肉切碎，取樣品10g置于20mL密封頂空樣品瓶，60℃ 下恒溫 1h。將經(jīng)老化的 50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭插入到樣品瓶中，推出纖維頭，注意不要使萃取頭碰到肉樣。在60℃吸附60min［8－9］，隨后抽回纖維頭，從樣品瓶上拔出萃取頭，將萃取頭插入氣相色譜儀，推出萃取頭，于250℃解吸10min，抽回纖維頭后拔出萃取頭，同時(shí)啟動(dòng)儀器采集數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)設(shè)3個(gè)重復(fù)。

1.2.3 色譜條件 色譜柱:DB－5MS石英毛細(xì)管柱(30m ×0.25mm ×0.25μm);進(jìn)樣口溫度:250℃;進(jìn)樣方式:無分流(保持1min)進(jìn)樣;升溫程序:起始柱溫40℃，保持3min，以5℃/min升至150℃，保留1min;再以 15℃/min升至 270℃，保留 1min，檢測溫度270℃。載 氣 (He)純 度 ≥ 99.999%，流 速1.50mL/min。

1.2.4 質(zhì)譜條件 電子轟擊(EI)離子源;電子能量70eV;接口溫度250℃;離子源溫度230℃;溶劑延遲:1.5min;檢測器電壓:1.2kV;掃描質(zhì)量范圍:30～400m/z。

1.2.5 定性定量方法 定性:化合物經(jīng)計(jì)算機(jī)檢索同時(shí)與NIST27和NIST147數(shù)據(jù)庫相匹配，僅報(bào)道匹配度和純度大于800(最大值1000)的化合物。定量:相對百分含量按峰面積歸一化法計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

用HS－SPME－GC－MS法分析檢測北京清真醬牛肉揮發(fā)性化合物的總離子流(見圖1)，揮發(fā)性風(fēng)味組分及其相對含量見表1和圖2。由表1和圖2可知，在本研究中北京清真醬牛肉中共檢出78種揮發(fā)性化合物，占總峰面積的95.03%。其中醛類13種，占總峰面積的13.19%;酮類6種，占總峰面積的3.07%;烴類22種，占總峰面積的37.68%;酯類7種，占總峰面積的1.86%;醚類4種，占總峰面積的12.32%;醇類8種，占總峰面積的9.62%;含氮含硫及雜環(huán)化合物18種，占總峰面積的4.57%。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在北京清真醬牛肉揮發(fā)性化合物中鑒定出來的主要是脂質(zhì)氧化和降解產(chǎn)物如醛類、酮類、烴類、酯類、醇類和呋喃類化合物，以及香辛料的揮發(fā)成分如萜烯類香料和醚類化合物。

圖1 北京清真醬牛肉揮發(fā)性化合物總離子流圖

圖2 北京清真醬牛肉揮發(fā)性化合物種類及相對含量

3 討論

肉類風(fēng)味的主要前體物質(zhì)主要可以分為兩大類:水溶性成分(氨基酸、肽類、碳水化合物、核苷酸、硫胺素等)和脂質(zhì)。產(chǎn)生揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的主要反應(yīng)是氨基酸和還原糖之間的美拉德反應(yīng)和脂質(zhì)的熱降解［10］。

表1 北京清真醬牛肉揮發(fā)性化合物HS－SPME－GC－MS分析

續(xù)表

續(xù)表

肉類風(fēng)味中的醛主要來源于脂質(zhì)氧化和降解，斯特雷克爾氨基酸反應(yīng)也是其重要來源之一。醛的閾值一般很低，具有脂肪香味，是肉品香味的主要構(gòu)成部分［11］。幾種斯特雷克爾氨基酸反應(yīng)醛是已知的熟牛肉的香味成分，如乙醛(來自丙氨酸)、甲基丙醛(來自纈氨酸)、2－甲基丁醛(來自異亮氨酸)、3－甲基丁醛(來自亮氨酸)、苯乙醛(來自苯丙氨酸)和甲硫醛，它們很容易分解為甲基硫醇、二甲基硫、二甲基二硫和丙烯醛(來自蛋氨酸)。高含量的低分子量醛類物質(zhì)與牛肉的風(fēng)味強(qiáng)度有關(guān)，特別是帶支鏈的醛類。本研究中共檢測出13種醛類物質(zhì)，這些醛在國外同類研究中已有報(bào)道，其中值得注意的是3－甲基丁醛、正己醛和癸醛。具有支鏈的3－甲基丁醛來自亮氨酸的斯特雷克爾氨基酸反應(yīng)［10］;正己醛具有清香青草氣味，來自 ω－6 不飽和脂肪酸［12－13］;癸醛具有甜橙和橘子香氣［14］。

脂質(zhì)氧化和降解的另一主要產(chǎn)物是酮。羰基化合物對形成肉風(fēng)味也極為重要，許多學(xué)者指出不同風(fēng)味間的差異主要來自羰基化合物的定性定量差異［15］。本研究中共檢測出6種酮類物質(zhì)，其中羥基丙酮和3－羥基－2－丁酮含量較多。這兩種化合物也有可能是美拉德反應(yīng)第二階段中二羰基和羥基羰基碎裂作用的產(chǎn)物［10］。

烴類(除萜烯類化合物)來源于脂肪酸烷氧自由基的均裂，如辛烷、乙苯和鄰二甲苯等。醇類來源于脂肪的氧化降解，醇和脂肪酸縮合形成酯。一般認(rèn)為，除內(nèi)酯和硫酯以外的酯閾值較高，酯類以油香氣息占主導(dǎo)。本研究中檢測出較多的烴類、醇類以及酯類，但烴類(除萜烯類化合物)、醇類和酯類等香味閾值較高，對牛肉香氣貢獻(xiàn)不大。但部分化合物是形成雜環(huán)化合物的重要中間體，對形成肉香具有不可忽視的基底作用［15］。

本研究檢出10種萜烯類化合物，這與醬牛肉煮制過程中添加的多種香辛料有密切關(guān)系。這些萜烯類化合物氣味強(qiáng)烈，呈味閾值較低［16］，可能對北京清真醬牛肉的風(fēng)味有重要貢獻(xiàn)。α－水芹烯、α－蒎烯、莰烯、β－蒎烯、β－月桂烯、α－水芹烯、4－蒈烯、D－苧烯、水化梨松烯、石竹烯等是醬牛肉加工過程中添加的輔料如肉豆蔻、生姜、大料、肉桂、花椒、丁香和砂仁等的揮發(fā)性成分。肉豆蔻揮發(fā)性成分含有α－蒎烯、莰烯和4－蒈烯等;生姜揮發(fā)性成分中含莰烯;大料揮發(fā)性成分含α－蒎烯、β－蒎烯、α－水芹烯、D－苧烯等，大料是醬牛肉的主要香辛料;肉桂揮發(fā)性成分含α－蒎烯、莰烯、β－蒎烯、D－苧烯等;花椒揮發(fā)性成分含α－水芹烯、D－苧烯;白芷揮發(fā)性成分含石竹烯;砂仁揮發(fā)性成分含α－蒎烯、莰烯、β－蒎烯、4－蒈烯、D－苧烯等［17］。

本研究中檢出4種醚類，其中茴香腦是八角茴香、大茴香、小茴香的主要成分，具有茴香氣，并帶甜味，也是產(chǎn)生醬香的主要物質(zhì)，而濃郁豐富的香辛料風(fēng)味正是醬牛肉特色之一。可以判斷，它對北京清真醬牛肉特征風(fēng)味作用很大，具有相當(dāng)?shù)拇硇裕?8］。

含氮含硫及雜環(huán)化合物閾值較低，是肉品最重要的風(fēng)味呈味物［19］。它們來源于氨基酸和還原糖之間的美拉德反應(yīng)、氨基酸(如脯氨酸)的熱解及硫胺素的熱解，多數(shù)具有肉香味。本研究在北京清真醬牛肉中檢出的含氮含硫及雜環(huán)化合物共18種。其中二甲基二硫化合物、2－戊基呋喃、二甲基三硫化合物為主要成分。含硫化合物是含硫氨基酸熱降解產(chǎn)生的，如二甲基二硫化合物是由半胱氨酸降解產(chǎn)生的，二甲基三硫化合物是由蛋氨酸降解產(chǎn)生的，這些含硫直鏈化合物是蔥屬植物的特征嗅感物。2－戊基呋喃是亞油酸氧化產(chǎn)物［16］，閾值相對較低(大約為4ppb)，具有蔬菜芳香，作為肉品脂質(zhì)氧化的指標(biāo)物可能對肉品的整體風(fēng)味作用巨大。

4 結(jié)論

4.1 采用HS－SPME－GC－MS在北京清真醬牛肉中共鑒定出78種風(fēng)味化合物，其中醛類13種、酮類6種、烴類22種、酯類7種、醚類4種、醇類8種、含氮含硫及雜環(huán)化合物18種。

4.2 脂肪氧化降解產(chǎn)物醛類和香辛料揮發(fā)成分萜烯類、醚類以及含硫含氮化合物及雜環(huán)化合物是北京清真醬牛肉中鑒定出的主要揮發(fā)性風(fēng)味化合物，可能對其特征風(fēng)味貢獻(xiàn)巨大。其中茴香腦是北京清真醬牛肉具有代表性的特征風(fēng)味。北京清真醬牛肉中揮發(fā)性化合物對成品風(fēng)味特征的貢獻(xiàn)，有待于進(jìn)一步全面細(xì)致的研究。

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Study on volatile flavor compounds of Beijing moslemic braised beef with soy sauce

ZANG Ming－wu，WANG Yu，HAN Kai，QIAO Xiao－ling*
(China Meat Research Center，Beijing 100068，China)

TS251.1

A

1002－0306(2010)08－0070－05

2009－07－02 *通訊聯(lián)系人

臧明伍(1981－)，男，碩士，工程師，研究方向:肉品科學(xué)和加工技術(shù)。

國家科技部“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2008BAD91B01)。