清醬肉中關(guān)鍵香氣活性化合物的分析

張順亮，郝寶瑞,2，王守偉,*，成曉瑜，趙 冰，潘曉倩，郭愛菊

（1.中國肉類食品綜合研究中心，北京 100068；2.天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津 300134）

清醬肉中關(guān)鍵香氣活性化合物的分析

張順亮1，郝寶瑞1,2，王守偉1,*，成曉瑜1，趙 冰1，潘曉倩1，郭愛菊1

（1.中國肉類食品綜合研究中心，北京 100068；2.天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津 300134）

采用固相微萃取法提取和富集清醬肉樣品中的揮發(fā)性化合物，借助氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)香味活性化合物進(jìn)行分析和鑒定，確定清醬肉主體香氣成分。結(jié)果表明：共有28種香氣化合物被檢測到，其中包括醇類物質(zhì)3種、醛類物質(zhì)9種、酯類物質(zhì)9種、酸類物質(zhì)3種、酮類物質(zhì)1種和萜烯類物質(zhì)1種，還有2種聞到但不能鑒定的揮發(fā)性化合物；醛類物質(zhì)和酯類物質(zhì)是主要的香氣成分，2-甲基丁酸乙酯（橘子味）、3-甲基丁酸乙酯（水果味、花香味）、3-甲硫基丙醛（燒烤味、土豆味）、辛酸乙酯（花香味、水果味）、乙酸（酸味）、糠醛（堅(jiān)果味、爆米花味）和2,4-己二烯酸乙酯（醬香味、臘味）等對(duì)清醬肉風(fēng)味的貢獻(xiàn)比較大，為清醬肉的關(guān)鍵香味活性化合物。

清醬肉；固相微萃?。粴庀嗌V-嗅聞-質(zhì)譜聯(lián)用；關(guān)鍵香氣活性化合物

風(fēng)味是食品重要的感官品質(zhì)之一，19世紀(jì)50年代起人們開始發(fā)現(xiàn)食品風(fēng)味的重要性并進(jìn)行最初的研究[1]。在肉制品中，目前已鑒定出的香味活性化合物質(zhì)有1 000多種，主要包括：醛類、醇類、酮類、羧酸類、酯類、含硫化合物、芳香烴類、含氮化合物和其他雜環(huán)化合物等。要確定清醬肉中的主體香氣成分，需先提取和富集揮發(fā)性香氣物質(zhì)，然后利用分析技術(shù)進(jìn)行識(shí)別。目前，香味物質(zhì)提取技術(shù)常用的有溶劑輔助風(fēng)味蒸發(fā)、同時(shí)蒸餾提取、固相微萃取和動(dòng)態(tài)頂空制樣[2-5]等，在肉制品香氣物質(zhì)提取中常用的是固相微萃取法[6-9]。固相微萃取技術(shù)是在固相萃取的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，具有操作時(shí)間短、操作簡單快速、樣品需要量小、萃取時(shí)無需溶劑和重現(xiàn)性好的特點(diǎn)。它通過涂有不同吸附劑的熔融纖維萃取頭從待分析基質(zhì)中萃取揮發(fā)性化合物，待達(dá)到平衡后，萃取頭被取出在氣相色譜進(jìn)樣口進(jìn)行高溫?zé)峤馕?，揮發(fā)性化合物進(jìn)入氣相色譜進(jìn)行分離，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各類食品風(fēng)味的測定中[10-12]。

在風(fēng)味物質(zhì)分析鑒別方面常用的技術(shù)有：氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(gas chromatography-mass spectrometry，GCMS)、氣相色譜-嗅聞(GC-olfactometry，GC-O)和電子鼻分析等。GC-MS具有高分離能力、高選擇性、高靈敏度的特點(diǎn)，同時(shí)能夠分析物質(zhì)的分子質(zhì)量與結(jié)構(gòu)信息。但是，食品中的某些香味化合物因?yàn)闈舛葮O低，無法用GC-MS進(jìn)行鑒定，但這些物質(zhì)具有低的香氣閾值，很容易被嗅聞到。GC-O將氣相色譜與人的嗅覺結(jié)合，是一種有效的鑒別風(fēng)味化合物的手段，可彌補(bǔ)GC-MS無法鑒別低濃度香味化合物的缺陷[13-14]。

清醬肉屬于我國的傳統(tǒng)腌臘肉制品，因產(chǎn)品色澤醬紅、利口不膩、清香鮮美、風(fēng)味獨(dú)特深受人們的喜愛。其制作工藝獨(dú)特，同時(shí)加上特有的配方，在腌制和成熟過程中有特殊的香味活性化合物生成，但目前還沒有相關(guān)的清醬肉風(fēng)味研究。通過分析清醬肉的香味活性化合物并確定主體風(fēng)味成分，有助于優(yōu)化工藝參數(shù)，提高產(chǎn)品風(fēng)味，同時(shí)為品質(zhì)評(píng)價(jià)提供重要的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

精品五花豬肉 市購；清醬肉加工用輔料 中國肉類食品綜合研究中心香辛料部；2-甲基-3-庚酮（純度大于99%） 美國Sigma-Aldrich公司；C8～C25系列烷烴（色譜純） 北京化學(xué)試劑公司。

HH-1型數(shù)顯電子恒溫水浴鍋 上海至翔科教儀器廠；75 μm CAR/PDMS固相微萃取針 美國Supelco公司；7890A-7000B氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（配電子電離（electron ionization，EI）源和NIST 08數(shù)據(jù)庫） 美國安捷倫科技有限公司；ODP2嗅聞檢測器 德國Gerstel公司；DB-Wax氣相色譜毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm） 美國J & W公司。

1.2 方法

1.2.1 清醬肉加工工藝流程

原料→解凍→休整→腌制→醬腌→干燥→成熟→包裝→貯存

1.2.2 揮發(fā)性化合物的固相微萃取提取方法

稱取3 g左右的清醬肉樣品裝入固相微萃取小瓶中，同時(shí)加入1 μL 1.632 μg/μL的2-甲基-3-庚酮作為內(nèi)標(biāo)化合物，旋緊蓋子，將固相微萃取瓶放入50 ℃水浴鍋中平衡20 min，然后將固相微萃取針頭插入瓶中，纖維頭處于頂空狀態(tài)吸附香氣化合物40 min。

1.2.3 測定揮發(fā)性化合物的GC-MS方法

色譜條件：使用DB-Wax極性柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）進(jìn)行氣相色譜分析；高純氦氣（純度＞99.99%）作為載氣；流速1.2 mL/min(恒定)；分流比5∶1。氣相色譜所采用的程序升溫：進(jìn)樣口溫度250 ℃，柱溫起始40 ℃保持3 min，以5 ℃/min升溫到200 ℃，保持0 min，再以10 ℃/min升到230 ℃保持5 min。

質(zhì)譜條件：電子電離方式；接口溫度280 ℃；電子能量70 eV；四極桿溫度150 ℃；離子源溫度230 ℃；溶劑延遲時(shí)間3 min；質(zhì)譜質(zhì)量掃描范圍設(shè)定為40～600 u。

1.2.4 嗅聞方法

ODP嗅聞檢測器的接口溫度200 ℃，由3位評(píng)價(jià)員在嗅覺檢測口處記錄聞到香氣的時(shí)間、香味特性和香氣強(qiáng)度，每種化合物的香氣及時(shí)間至少有其中2名評(píng)價(jià)員的一致才確定，通過嗅聞檢測器聞到的香氣與標(biāo)準(zhǔn)化合物的芳香特性對(duì)比[15]（表1中標(biāo)記為O）。

1.2.5 香氣活性化合物定性鑒定方法

通過軟件檢索與NIST譜庫提供的譜圖鑒定化合物，同時(shí)借助系列正構(gòu)烷烴計(jì)算出香氣活性化合物的保留指數(shù)（RI）值，與標(biāo)準(zhǔn)化合物進(jìn)行比對(duì)（表1中標(biāo)記為RI）[15]，RI值按公式（1）計(jì)算：

式中：RI值為樣品a的保留指數(shù)值；ta為樣品a的保留時(shí)間/min（在正構(gòu)烷烴Cn和Cn+1之間）；tn為正構(gòu)烷烴Cn的保留時(shí)間/min；tn+1為正構(gòu)烷烴Cn+1的保留時(shí)間/min。

1.2.6 香氣化合物定量鑒定方法

借助對(duì)清醬肉樣品中揮發(fā)性香氣活性化合物進(jìn)行鑒別時(shí)添加的內(nèi)標(biāo)化合物的量，對(duì)內(nèi)標(biāo)化合物的峰面積與香氣化合物的峰面積比較，計(jì)算出每一種香氣化合物相對(duì)于內(nèi)標(biāo)化合物的質(zhì)量濃度，如公式（2）所示：

式中：CX為未知香氣化合物的質(zhì)量濃度/（μg/μL）；CA為內(nèi)標(biāo)化合物的質(zhì)量濃度/（μg/μL）；SX為未知香氣化合物的峰面積；SA為內(nèi)標(biāo)化合物的峰面積。

2 結(jié)果與分析

清醬肉樣品經(jīng)固相微萃取法提取和富集揮發(fā)性化合物，用DB-WAX毛細(xì)管柱分離，最終由質(zhì)譜檢測到67種揮發(fā)性成分，但大部分揮發(fā)性化合物沒有香氣特征，僅有28種香氣化合物由嗅聞檢測器檢測到，其中包括醇類物質(zhì)3種、醛類物質(zhì)9種、酯類物質(zhì)9種、酸類物質(zhì)3種、酮類物質(zhì)1種、萜烯類物質(zhì)1種，醛類物質(zhì)和酯類物質(zhì)占的比重最大。由表1可以看出，清醬肉的香氣化合物的香味特征主要包括花香味、清香味、水果味、甜味、蘑菇味、燒烤味、醬香味、臘味等。其中香味特征較強(qiáng)的化合物有：2-甲基丁酸乙酯（橘子味）、3-甲基丁酸乙酯（水果味、花香味）、3-甲硫基丙醛（燒烤味、土豆味）、辛酸乙酯（花香味、水果味）、乙酸（酸味）、糠醛（堅(jiān)果味、爆米花味）、2,4-己二烯酸乙酯（醬香味、臘味）、癸酸乙酯（蜂蜜味、甜味、玫瑰味）和2-甲基己酸（油膩味）。這些化合物對(duì)清醬肉的風(fēng)味貢獻(xiàn)大，可以推斷出它們是清醬肉中起主要作用的風(fēng)味物質(zhì)。由表1可以看出，各種香氣化合物的質(zhì)量濃度在0.01～13 μg/μL之間，含量較高（大于0.5 μg/μL）的香氣化合物有乙醇、乙酸、2,4-己二烯酸乙酯、乙酸乙酯、糠醛、辛酸乙酯、己酸乙酯和丁酸乙酯。3-甲基丁酸乙酯、3-甲硫基丙醛、2-甲基丁醛、1-辛烯-3-醇等含量很低，但由于這幾種物質(zhì)的閾值較低，其香味仍能聞到。

肉的風(fēng)味是多種香氣活性化合物在一定量的基礎(chǔ)上達(dá)到平衡產(chǎn)生的[16]，研究者對(duì)于其中的一些主要反應(yīng)機(jī)理已進(jìn)行了深入研究，涉及的反應(yīng)有脂肪氧化降解、氨基酸降解、美拉德反應(yīng)、Stricken降解等[17]。由于清醬肉具有豐富的香味前體物質(zhì)（如氨基酸、脂類、維生素和糖類等），以上關(guān)鍵香味活性化合物很可能來源于醬腌、烘干和成熟過程發(fā)生的反應(yīng)，以上反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生特殊香氣屬性的化合物（如醇類、醛類、酮類和含硫化合物），共同作用形成了清醬肉的整體香味。

表1 清醬肉經(jīng)GC-O-MS分析鑒定的香氣化合物Table 1 Aroma-active compounds of pickled sauced meat identified by GC--OO--MMSS

檢測到的香氣化合物中有9種酯類物質(zhì)，而且大多數(shù)是某酸乙酯，這可能與清醬肉的配方中加入了料酒（含有大量乙醇）有關(guān)。由表1可知，香氣化合物中有3種醇類物質(zhì)，醇的產(chǎn)生可能來自于脂肪的氧化過程中的烷氧基自由基[18]，由于醇的閾值較高，它們?cè)谌庵破分械娘L(fēng)味貢獻(xiàn)不大[19]。

脂肪在腌臘肉制品風(fēng)味的形成中起著重要的作用，由于清醬肉中脂肪的含量高，加上其加工周期較長、成熟過程水分含量低等因素，脂肪會(huì)發(fā)生不同程度的氧化和降解。由檢測結(jié)果可知，香氣化合物中共有9種醛，醛的產(chǎn)生來自于脂肪氧化產(chǎn)生的烷氧基自由基[18]，由于醛類物質(zhì)的閾值低，且在脂肪氧化中形成的速度很快，因此它們對(duì)清醬肉風(fēng)味形成的貢獻(xiàn)很大。研究表明，5～9個(gè)碳原子的醛具有清香、油香、脂香風(fēng)味，分子質(zhì)量較高的醛具有類似橘子皮的風(fēng)味[20]。在鑒定的香氣活性化合物中，正己醛可能來源于ω-6不飽和脂肪酸降解，反式-2-辛烯醛可能來源于亞油酸的降解，反式-2-己烯醛、1-辛烯-3-醇也可能來源于脂肪的氧化降解[21]。正己醛（青草味）、2-甲基丁醛（巧克力味）、3-甲硫基丙醛（土豆味）等被鑒定出說明氨基酸的降解反應(yīng)與清醬肉的風(fēng)味形成有直接關(guān)系[22]?？啡┑漠a(chǎn)生可能與美拉德反應(yīng)、Strecker降解有關(guān)[23]。

本實(shí)驗(yàn)在GC-O-MS分析過程中還發(fā)現(xiàn)有2種無法鑒定的揮發(fā)性化合物，在表1中標(biāo)記的序號(hào)為2、28，這兩種物質(zhì)僅僅能聞到氣味，但是無法對(duì)其進(jìn)行定性分析。

3 結(jié) 論

清醬肉樣品經(jīng)GC-O-MS技術(shù)鑒定香氣活性化合物，共有28種香氣活性化合物被檢測到，其中包括醇類物質(zhì)3種、醛類物質(zhì)9種、酯類物質(zhì)9種、酸類物質(zhì)3種、酮類物質(zhì)1種、萜烯類物質(zhì)1種及2種聞到但不能鑒定的揮發(fā)性化合物，醛類物質(zhì)和酯類物質(zhì)是主要的香氣成分。2-甲基丁酸乙酯（橘子味）、3-甲基丁酸乙酯（水果味、花香味）、3-甲硫基丙醛（燒烤味、土豆味）、辛酸乙酯（花香味、水果味）、乙酸（酸味）、糠醛（堅(jiān)果味、爆米花味）、2,4-己二烯酸乙酯（醬香味、臘味）、癸酸乙酯（蜂蜜味、甜味、玫瑰味）和2-甲基己酸（油膩味）這9種物質(zhì)對(duì)清醬肉風(fēng)味的貢獻(xiàn)比較大，為清醬肉的關(guān)鍵香氣活性化合物，它們通過彼此間的相互作用產(chǎn)生獨(dú)特宜人的清醬肉風(fēng)味。實(shí)驗(yàn)測定清醬肉中對(duì)整體風(fēng)味有重要影響的關(guān)鍵香氣活性化合物，為建立清醬肉的指紋圖譜提供了重要的理論基礎(chǔ)，同時(shí)為控制清醬肉的品質(zhì)和優(yōu)化風(fēng)味提供了科學(xué)依據(jù)。

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Analysis of the Key Aroma-Active Compounds of Pickled Sauced Meat

ZHANG Shun-liang1, HAO Bao-rui1,2, WANG Shou-wei1,*, CHENG Xiao-yu1, ZHAO Bing1, PAN Xiao-qian1, GUO Ai-ju1
(1. China Meat Research Center, Beijing 100068, China; 2. College of Biotechnology and Food Science, Tianjin University of Commerce, Tianjin 300134, China)

The volatile compounds of pickled sauced meat were extracted by solid phase micro-extraction (SPME). The aroma-active compounds were analyzed and identif ed by gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry (GC-O-MS). The results showed that a total of 28 aroma-active compounds, consisting of 9 aldehydes, 9 esters, 3 acids, 1 ketone and 1 terpene, were detected by olfactometer. Among them, aldehydes and esters were the key aroma-active components of pickled sauced meat, including 2-methyl ethyl butyrate (orange f avor), 3-methyl ethyl butyrate (fruity, f oral), 3-methylthiopropanal (barbecue flavor, potato flavor), ethyl caprylate (floral, fruity), acetic acid (soured), furfural (nutty, popcorn flavor), 2,4-hexadienoic acid ethyl ester (sauced, preserved meat f avor), etc.

pickled sauced meat; solid phase micro-extraction (SPME); gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry (GC-O-MS); key aroma-active compounds

TS251.5

A

1002-6630（2014）04-0127-04

10.7506/spkx1002-6630-201404026

2013-11-29

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201303082）

張順亮（1985—），男，工程師，碩士，研究方向?yàn)樾螽a(chǎn)品加工。E-mail：270157988@qq.com

*通信作者：王守偉（1961—），男，教授級(jí)高級(jí)工程師，碩士，研究方向?yàn)樾螽a(chǎn)品加工及食品安全。E-mail：cmrcen@163.com