復(fù)煮工藝對(duì)醬牛肉揮發(fā)性成分的影響

馬 超，于宗辰，周 楠，鞠云龍，劉 敏，孫承鋒，趙玉平

（1.煙臺(tái)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東煙臺(tái)264005；2.煙臺(tái)藍(lán)白餐飲有限公司，山東煙臺(tái)264001）

復(fù)煮工藝對(duì)醬牛肉揮發(fā)性成分的影響

馬 超1，2，于宗辰1，周 楠1，鞠云龍1，劉 敏1，*孫承鋒1，趙玉平1

（1.煙臺(tái)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東煙臺(tái)264005；2.煙臺(tái)藍(lán)白餐飲有限公司，山東煙臺(tái)264001）

為探討不同復(fù)煮工藝對(duì)醬牛肉揮發(fā)性成分的影響，從而優(yōu)選出適宜的復(fù)煮工藝。采用頂空固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，對(duì)不同復(fù)煮工藝的醬牛肉中揮發(fā)性成分進(jìn)行測(cè)定；利用SPSS軟件對(duì)不同復(fù)煮工藝處理的樣品和其揮發(fā)性物質(zhì)的種類(lèi)進(jìn)行主成分分析及聚類(lèi)分析。結(jié)果表明，共檢出揮發(fā)性成分60種，不同復(fù)煮工藝對(duì)醬牛肉的揮發(fā)性成分有較大影響。主成分分析顯示，90℃復(fù)煮組和85℃復(fù)煮組綜合得分較高，萜烯類(lèi)、醛類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)和酸類(lèi)是與其最為相關(guān)的揮發(fā)性物質(zhì)；70℃復(fù)煮組和80℃復(fù)煮組綜合得分較低，芳香族類(lèi)化合物是與其最為相關(guān)的一類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)；酯類(lèi)和雜環(huán)類(lèi)化合物是與95℃復(fù)煮組最為相關(guān)的揮發(fā)性物質(zhì)。聚類(lèi)分析結(jié)果與主成分分析結(jié)果一致。

醬牛肉；復(fù)煮工藝；老湯；揮發(fā)性成分

醬牛肉是以牛肉為原料，經(jīng)預(yù)煮、恒溫復(fù)煮等工藝制作而成的肉制品，也是我國(guó)傳統(tǒng)的熟肉制品，具有酥軟可口、風(fēng)味濃郁、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高等諸多優(yōu)點(diǎn)，深受廣大消費(fèi)者喜愛(ài)[1]。肉制品揮發(fā)性成分是衡量肉制品品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，在很大程度上影響著肉制品的品質(zhì)，進(jìn)而影響消費(fèi)者的消費(fèi)傾向[2]。肉制品中的揮發(fā)性成分多達(dá)幾千種，主要有醇類(lèi)、酯類(lèi)、酚類(lèi)、醛類(lèi)、醚類(lèi)、酮類(lèi)、雜環(huán)類(lèi)化合物等[3]，其主要產(chǎn)生于肉類(lèi)加熱過(guò)程中，這些揮發(fā)性成分的組成和含量決定著不同食品的特有風(fēng)味[4]。

目前，對(duì)于醬牛肉風(fēng)味的研究主要集中在分析檢測(cè)方法[5-8]、成品風(fēng)味的比較分析[9-12]、加工過(guò)程中風(fēng)味成分變化分析[1，13-14]上，關(guān)于加工工藝對(duì)風(fēng)味影響的研究較少[15]。研究加工工藝對(duì)醬牛肉風(fēng)味物質(zhì)的影響，可以為工藝的優(yōu)化和風(fēng)味的調(diào)配提供理論依據(jù)。試驗(yàn)利用頂空固相微萃取結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用對(duì)樣品的揮發(fā)性成分進(jìn)行測(cè)定，分析了5種復(fù)煮工藝對(duì)樣品中揮發(fā)性成分組成和含量變化的影響，為優(yōu)化醬牛肉加工工藝提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品與處理

冷鮮牛肉，市售。

處理方法：老湯加熱煮沸后放入牛肉塊，老湯再次沸騰后開(kāi)始計(jì)時(shí)，預(yù)煮60 min后轉(zhuǎn)入恒溫蒸煮鍋中進(jìn)行恒溫復(fù)煮。

復(fù)煮工藝：70℃復(fù)煮組，70℃復(fù)煮180 min；80℃復(fù)煮組，80℃復(fù)煮120 min；85℃復(fù)煮組，85℃復(fù)煮90 min；90℃復(fù)煮組，90℃復(fù)煮60 min；95℃復(fù)煮組，95℃復(fù)煮45 min。將處理好的樣品冷凍，保存于-18℃的冰箱中。

1.2 試劑與儀器

氯化鈉（分析純），煙臺(tái)三和試劑有限公司提供。

GCMS-QP2010型氣相質(zhì)譜儀，日本島津公司產(chǎn)品；57300-U型手動(dòng)SPME進(jìn)樣手柄、CARTMPDMS型萃取頭（75 μm），美國(guó)Supelco公司產(chǎn)品；DS-1型高速組織搗碎機(jī)，金壇萬(wàn)華儀器公司產(chǎn)品。

1.3 HS-SPME萃取條件

將醬牛肉樣品用高速組織搗碎機(jī)搗碎，精確稱(chēng)取4 g（精確至0.001 g）置于15 mL頂空萃取瓶中，加入2 mL飽和食鹽水，攪拌均勻，密封。于50℃下預(yù)平衡10 min后進(jìn)行萃取，萃取時(shí)間為40 min，之后進(jìn)行GC-MS分析。

1.4 GC-MS分析條件

色譜條件：色譜柱為DB-Wax型（30m×0.25mm，0.25 μm），載氣為氦氣。流速1.0 mL/min，采用恒壓35 kPa，不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣口溫度250℃。起始溫度40℃，以4℃/min升溫至50℃；繼續(xù)以8℃/min升溫至120℃；再以6℃/min升溫至230℃，并保持7 min。

質(zhì)譜條件：離子源溫度200℃，電離方式EI，電子能量70 eV，燈絲電流150 μA，掃描質(zhì)譜范圍33～450 aum。

1.5 定性與定量方法

定性：化合物經(jīng)計(jì)算機(jī)檢索同時(shí)與NIST147和NIST27數(shù)據(jù)庫(kù)相匹配，僅報(bào)道匹配度和純度大于800（最大值1 000）的物質(zhì)，并對(duì)機(jī)檢結(jié)果進(jìn)行核對(duì)和確認(rèn)。

定量：按峰面積對(duì)其進(jìn)行定量。

1.6 統(tǒng)計(jì)方法

采用SPSS 19.0軟件對(duì)不同殺菌方式中各類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行主成分分析及聚類(lèi)分析，具體步驟參照顧賽麒等人[16]的方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同復(fù)煮工藝醬牛肉的揮發(fā)性成分分析

樣品揮發(fā)性成分的總離子流色譜見(jiàn)圖1，不同復(fù)煮工藝醬牛肉揮發(fā)性成分變化見(jiàn)表1。

圖1 樣品揮發(fā)性成分的總離子流色譜

表1 不同復(fù)煮工藝醬牛肉揮發(fā)性成分變化

由表1可知，不同復(fù)煮工藝醬牛肉樣品共檢出

揮發(fā)性成分60種，其中包括醇類(lèi)5種、醛類(lèi)16種、酮類(lèi)4種、酯類(lèi)8種、芳香族13種、萜烯類(lèi)4種、酸類(lèi)2種，以及雜環(huán)類(lèi)8種。經(jīng)過(guò)復(fù)煮之后，各類(lèi)別的揮發(fā)性成分含量都有變化。

（續(xù)表1）

不同復(fù)煮樣品中揮發(fā)性成分種類(lèi)及占總量的百分比見(jiàn)表2。

表2 不同復(fù)煮樣品中揮發(fā)性成分種類(lèi)及占總量的百分比

由表2可知，不同復(fù)煮工藝醬牛肉的揮發(fā)性成分組成和含量存在差異，在各個(gè)類(lèi)別中所占百分比最大的為醛類(lèi)物質(zhì)與芳香族物質(zhì)，5組復(fù)煮工藝中，這2種物質(zhì)所占百分比之和均超過(guò)50%。以90℃，60 min復(fù)煮后醬牛肉的醛類(lèi)物質(zhì)含量所占百分比最高為33.38%，以95℃，45 min復(fù)煮后醬牛肉的醛類(lèi)物質(zhì)含量所占百分比最低為25.34%；而以70℃，180 min復(fù)煮后醬牛肉的芳香族物質(zhì)含量所占百分比最高為52.79%，以90℃，60 min復(fù)煮后醬牛肉的芳香族物質(zhì)含量所占百分比最低為34.88%。

2.2 主成分分析

對(duì)表2中不同復(fù)煮工藝樣品的各類(lèi)揮發(fā)性成分進(jìn)行主成分分析。

主成分特征值及方差貢獻(xiàn)率見(jiàn)表3，主成分載荷矩陣及特征向量見(jiàn)表4。

表3 主成分特征值及方差貢獻(xiàn)率

表4 主成分載荷矩陣及特征向量

由表3和表4可知，第1主成分和第2主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到86.217%，基本可以解釋原有8個(gè)變量的絕大部分信息。第1主成分貢獻(xiàn)率占總變異信息的53.014%，主要反映醇類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)、芳香族類(lèi)及酸類(lèi)的變異信息，且與芳香族類(lèi)呈負(fù)相關(guān)，與醇類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)及酸類(lèi)呈正相關(guān)；第2主成分貢獻(xiàn)率占總變異信息的33.203%，主要反映雜環(huán)類(lèi)、萜烯類(lèi)、酯類(lèi)及酸類(lèi)的變異信息，且與萜烯類(lèi)呈負(fù)相關(guān)，與雜環(huán)類(lèi)、酯類(lèi)及酸類(lèi)呈正相關(guān)。

前2個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到86.217%，建立前2個(gè)主成分PC1，PC2的線性回歸方程：

式中X1～X8對(duì)應(yīng)各類(lèi)香氣物質(zhì)的峰面積經(jīng)Z-Score標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值。

將第1主成分和第2主成分的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)重系數(shù)α1，α2建立醬牛肉綜合評(píng)價(jià)模型S=α1× PC1+α2×PC2計(jì)算不同復(fù)煮工藝的醬牛肉綜合得分，其中綜合得分較高的為90℃復(fù)煮組和85℃復(fù)煮組，萜烯類(lèi)、醛類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)和酸類(lèi)是與其最為相關(guān)的揮發(fā)性物質(zhì)。萜烯類(lèi)呈味閾值[17]較低，氣味強(qiáng)烈；醛類(lèi)主要來(lái)源于脂肪氧化、降解以及氨基酸的Strecker降解反應(yīng)，閾值大多較低，是肉類(lèi)風(fēng)味的主要揮發(fā)性風(fēng)味成分之一；醇類(lèi)主要來(lái)源于香辛料；酮類(lèi)的來(lái)源多為不飽和脂肪酸的氧化降解，閾值較高，對(duì)風(fēng)味特征的貢獻(xiàn)不大。70℃復(fù)煮組和80℃復(fù)煮組綜合得分較低且相似，芳香族化合物是與其最為相關(guān)的一類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)。芳香族化合物閾值大多較低，多來(lái)自于香辛料中。酯類(lèi)和雜環(huán)類(lèi)化合物是與95℃復(fù)煮組最為相關(guān)的揮發(fā)性物質(zhì)。

不同復(fù)煮工藝處理的樣品綜合得分及排名見(jiàn)表5，主成分載荷圖見(jiàn)圖2。

表5 不同復(fù)煮工藝處理的樣品綜合得分及排名

由表5和圖2可知，評(píng)分較高的90℃復(fù)煮組和85℃復(fù)煮組位于圖2右側(cè)，其中萜烯類(lèi)、醛類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)和酸類(lèi)是與其最為相關(guān)的揮發(fā)性物質(zhì)；排名最差的70℃復(fù)煮組和80℃復(fù)煮組位于左下方的象限內(nèi)，芳香族類(lèi)化合物是與其最為相關(guān)的一類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)。由此可得，不同復(fù)煮工藝對(duì)醬牛肉揮發(fā)性組分有顯著影響，選擇復(fù)煮工藝時(shí)，可以考慮采用90℃復(fù)煮或者85℃復(fù)煮，盡量減小復(fù)煮過(guò)程對(duì)樣品揮發(fā)性香氣物質(zhì)的影響。

2.3 聚類(lèi)分析

利用SPSS 19.0軟件，以最近鄰元素法為聚類(lèi)方法，以平方歐氏距離和夾角余弦值作為5組不同復(fù)煮工藝及8類(lèi)揮發(fā)性成分變量的評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行聚類(lèi)分析。

不同復(fù)煮工藝樣品及其揮發(fā)性成分聚類(lèi)分析見(jiàn)圖3。

圖2 主成分載荷圖

圖3 不同復(fù)煮工藝樣品及其揮發(fā)性成分聚類(lèi)分析

由圖3可知，當(dāng)標(biāo)度為7～10時(shí)，可將5組不同復(fù)煮工藝的醬牛肉分為3類(lèi)：70℃復(fù)煮組和80℃復(fù)煮組聚為一類(lèi)，85℃復(fù)煮組和90℃復(fù)煮組聚為一類(lèi)，95℃復(fù)煮組自為一類(lèi)。當(dāng)標(biāo)度為11～15時(shí)，可將8類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)分為3類(lèi)，酮類(lèi)、醇類(lèi)、酸類(lèi)、醛類(lèi)、萜烯類(lèi)聚為一類(lèi)，其均位于圖2中右半?yún)^(qū)域；雜環(huán)類(lèi)、酯類(lèi)聚為一類(lèi)，位于圖2左上區(qū)域；芳香族聚為一類(lèi)，位于圖2左下區(qū)域。對(duì)照?qǐng)D2和圖3可知，主成分分析及聚類(lèi)分析的結(jié)果較為一致，二者可以互為補(bǔ)充。

3 結(jié)論

（1）采用頂空固相微萃取結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用對(duì)不同復(fù)煮工藝醬牛肉中揮發(fā)性成分進(jìn)行了萃取及檢測(cè)分析，共檢出揮發(fā)性成分60種，其中包括醇類(lèi)5種、醛類(lèi)16種、酮類(lèi)4種、酯類(lèi)8種、芳香族13種、萜烯類(lèi)4種、酸類(lèi)2種，以及雜環(huán)類(lèi)8種。不同復(fù)煮工藝，各個(gè)類(lèi)別的揮發(fā)性成分組成和含量都有差異。

（2）對(duì)不同復(fù)煮工藝醬牛肉中揮發(fā)性成分種類(lèi)進(jìn)行主成分分析，可在主成分分析圖上對(duì)不同復(fù)煮工藝醬牛肉樣品進(jìn)行區(qū)分，90℃復(fù)煮組和85℃復(fù)煮組評(píng)分較高，位于圖右側(cè)，其中萜烯類(lèi)、醛類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)和酸類(lèi)是與其最為相關(guān)的揮發(fā)性物質(zhì)；70℃復(fù)煮組和80℃復(fù)煮組評(píng)分較差，位于左下方的象限內(nèi)，芳香族類(lèi)化合物是與其最為相關(guān)的一類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)。

通過(guò)聚類(lèi)分析可將8類(lèi)揮發(fā)性成分分為3類(lèi)，酮類(lèi)、醇類(lèi)、酸類(lèi)、醛類(lèi)、萜烯類(lèi)聚為一類(lèi)，其均位于圖右側(cè)；雜環(huán)類(lèi)、酯類(lèi)聚為一類(lèi)，位于圖左上區(qū)域；芳香族聚為一類(lèi)，位于圖左下區(qū)域?？砂凑論]發(fā)性成分將不同復(fù)煮工藝醬牛肉分為3類(lèi)：70℃復(fù)煮組和80℃復(fù)煮組聚為一類(lèi)，85℃復(fù)煮組和90℃復(fù)煮組聚為一類(lèi)，95℃復(fù)煮組自為一類(lèi)。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，建議采用85℃復(fù)煮或90℃復(fù)煮，盡量減小復(fù)煮過(guò)程對(duì)樣品揮發(fā)性香氣物質(zhì)的影響。

[1]臧明伍，張凱華，王守偉，等.基于SPME-GC-O-MS的清真醬牛肉加工過(guò)程中揮發(fā)性風(fēng)味成分變化分析[J].食品科學(xué)，2016（12）：117-121.

[2]汪秋安.食品香氣成分的分析方法[J].食品工業(yè)科技，1992（5）：53-56，52.

[3]孫承鋒，喻倩倩，宋長(zhǎng)坤，等.醬牛肉加工過(guò)程中揮發(fā)性成分的含量變化分析[J].現(xiàn)代食品科技，2014（3）：130-136.

[4]鐘旭東.食品關(guān)鍵香氣成分分析新技術(shù)[J].中國(guó)食品添加劑，2007（5）：50-54.

[5]張純，張智勇，平田孝.動(dòng)態(tài)頂空進(jìn)樣法分析月盛齋醬牛肉的揮發(fā)性風(fēng)味組分[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，1992（4）：47-53.

[6]宋永青，喬曉玲，王宇，等.固相微萃取和氣相色譜-質(zhì)譜法測(cè)定北京醬牛肉中的揮發(fā)性成分[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器，2009（5）：63-66，76.

[7]綦艷梅，孫寶國(guó)，黃明泉，等.同時(shí)蒸餾萃取-氣質(zhì)聯(lián)用分析月盛齋醬牛肉的揮發(fā)性風(fēng)味成分[J].食品科學(xué)，2010（18）：370-374.

[8]陳海濤，張寧，孫寶國(guó).SPME或SDE結(jié)合GC-MS分析賈永信十香醬牛肉的揮發(fā)性風(fēng)味成分[J].食品科學(xué)，2012（18）：171-176.

[9]魏文平，梁成云，金春香.中國(guó)、韓國(guó)、日本醬牛肉風(fēng)味的比較與分析[J].肉類(lèi)研究，2008（11）：56-61.

[10]姜國(guó)哲，李官浩，崔康德，等.中國(guó)、韓國(guó)、日本飲食文化及醬牛肉風(fēng)味的比較分析[J].食品科技，2008（5）：78-80.

[11]段艷，鄭福平，王楠，等.MAE-SAFE/GC-MS分析醬牛肉揮發(fā)性成分[J].食品科學(xué)，2013（14）：250-254.

[12]臧明伍，王宇，韓凱，等.北京清真醬牛肉揮發(fā)性風(fēng)味化合物的研究[J].食品工業(yè)科技，2010（8）：70-73，357.

[13]白一凡，貢慧，張睿梅，等.電子鼻對(duì)醬牛肉煮制過(guò)程中老湯風(fēng)味的檢測(cè)[J].肉類(lèi)研究，2014（11）：27-29.

[14]貢慧，史智佳，楊震，等.電子鼻快速檢測(cè)不同煮制時(shí)間的醬牛肉風(fēng)味[J].肉類(lèi)研究，2014（11）：34-37.

[15]劉倩，申明月，聶少平，等.頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定即食醬牛肉的揮發(fā)性香氣成分[J].食品科學(xué)，2015（22）：102-106.

[16]顧賽麒，王錫昌，陶寧萍，等.基于主成分分析和聚類(lèi)分析評(píng)價(jià)中華絨螯蟹蟹肉香氣品質(zhì)的研究[J].食品工業(yè)科技，2012（24）：120-125.

[17]里奧·范海默特，范海默特，劉強(qiáng)，等.化合物香味閾值匯編[M].北京：科學(xué)出版社，2015：53-76.◇

Effect of Re-boiled Processing Technology on the Volatile Compounds in Spiced Beef

MA Chao1，2，YU Zongchen1，ZHOU Nan1，JU Yunlong1，LIU Min1，*SUN Chengfeng1，ZHAO Yuping1
（1.College of Life Sciences，Yantai University，Yantai，Shandong 264005，China；2.Yantai Lanbai Dining Co.，Ltd.，Yantai，Shandong 264001，China）

In order to investigate the effect of re-boiled processing technology on the volatile compounds inspiced beef，the volatile components are extracted by headspace-solid phase micro-extraction（HS-SPME）and identified by gas chromatography mass spectrometry（GC-MS）.The samples treat with different re-boiled processing technology and the types of volatile compounds in these samples are further analyzed by principal component analysis（PCA）and cluster analysis（CA）using SPSS software.There are 60 kinds of volatile compounds are identified from spiced beef samples and the effect of re-boiled processing technology on the volatile compounds inspiced beef is significant.The PCA results show that the higher comprehensive scores are in the 90℃and 85℃re-boiled groups，terpenes，aldehydes，alcohols，ketones and acids are the most related volatile compounds；the lower comprehensive scores are in the 70℃and 80℃re-boiled groups，and the aromatic compounds is the mostrelated volatile compounds；esters and heterocyclic compounds are the most related volatile compounds with the 95℃re-boiled group.The results of cluster analysis are consistent with principal component analysis.

spiced beef；re-boiled processing technology；broth；volatile compounds

TS251.52

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.05.040

1671-9646（2017）05b-0044-05

2017-04-25

“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2014BAD04B11）；山東省高等學(xué)?？萍加?jì)劃項(xiàng)目（CJ13LF01）；煙臺(tái)大學(xué)研究生科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目（YJSY201519）；山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（ZR2014CL036）。

馬超（1989—），男，碩士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程。

*通訊作者：孫承鋒（1971—），男，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程。