不同類型新疆風(fēng)干牛肉揮發(fā)性風(fēng)味成分差異分析

沙坤 張澤俊 張松山 孫寶忠 雷元華 李紅波 宋煥祿 張楊

摘 要：為比較分析2 種不同類型的新疆風(fēng)干牛肉中揮發(fā)性風(fēng)味成分的差異及來源，采用固相微萃取/氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜法進行測定。結(jié)果表明：2 組樣品中共鑒定出78 種揮發(fā)性風(fēng)味化合物，傳統(tǒng)原味和改進風(fēng)味樣品中分別鑒定出26 種和71 種，其中，經(jīng)感官嗅聞鑒定出的活性香氣成分共有41 種，包括烴類7 種、醛類9 種、酮類5 種、醇類4 種、呋喃類3 種、含氮化合物2 種、酯類1 種、酚類10 種；t-檢驗分析結(jié)果表明，除醛類以外（P>0.05），2 組樣品的烴類、醇類、酮類和呋喃類化合物含量均存在極顯著差異（P<0.01），而含氮化合物、酯類、醚類和酚類化合物僅存在于改進風(fēng)味樣品中；主成分分析結(jié)果表明，2 組樣品在揮發(fā)性風(fēng)味成分組成上存在較大差異，與第1主成分高度相關(guān)的化合物主要來源于煙熏加工過程，與第2主成分相關(guān)性較高的化合物主要來源于香辛料的添加。

關(guān)鍵詞：新疆風(fēng)干牛肉；氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜；揮發(fā)性風(fēng)味成分

Abstract： The objective of this study was to compare and analyze the differences and sources of volatile flavor components in different types of Xinjiang dried beef. A total of 78 compounds were identified by solid-phase microextraction combined with gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry （SPME-GC-O-MS）. A total of 26 and 71 volatile compounds were detected in the samples prepared by the traditional and improved process， respectively. Among these compounds， 41

aroma-active compounds were identified by GC-O， including hydrocarbons （7）， aldehydes （9）， ketones （5）， alcohols （4）， furans （3）， nitrogen compounds （2）， esters （1）， and phenols （10）. The results of t-test showed that there was a significant difference

（P < 0.01） in the contents of hydrocarbons， alcohols， ketones and furans between the two samples except aldehydes

（P > 0.05）. Nitrogen compounds， esters， ethers and phenolic compounds were only detected in the improved processing sample. Principal component analysis showed that there were large differences in volatile flavor composition between the two samples. The compounds highly related to the first principal component （PC1） were mainly derived from the smok process， while those highly related to the second principal component （PC2） from the addition of spices.

Keywords： Xinjiang dried beef； gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry； volatile flavor components

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201804006

中圖分類號：TS207.3 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8123（2018）04-0033-06

新疆風(fēng)干牛肉是新疆地區(qū)的特色傳統(tǒng)腌臘肉制品，因其獨特的風(fēng)味和質(zhì)地深受消費者喜愛?？蒲腥藛T和食品加工企業(yè)已經(jīng)開始關(guān)注對新疆風(fēng)干牛肉的質(zhì)量特征、品質(zhì)形成規(guī)律及產(chǎn)品開發(fā)的研究[1-3]，目標(biāo)是將傳統(tǒng)手工制品逐漸開發(fā)成適合工廠生產(chǎn)的商品形態(tài)，不斷滿足消費者日益增長的消費需求。目前，市場上商品形式的新疆風(fēng)干牛肉主要有2 種類型，一種是采用傳統(tǒng)加工方法制作的原味風(fēng)干牛肉，僅在腌制階段加入食鹽，依靠自然條件風(fēng)干制作而成；另一種是在腌制過程中加入較多種類的香辛料，引入煙熏工藝制作而成的改進風(fēng)味的風(fēng)干牛肉，以滿足消費者對新穎、多樣的口味的需求。

揮發(fā)性香氣成分的存在賦予腌臘肉制品重要的風(fēng)味品質(zhì)，其組成成分非常復(fù)雜，對肉制品風(fēng)味的貢獻不僅取決于各成分的含量，還受香氣閾值的影響。原材料組成（原料肉、輔料）和加工方法（不同工藝及工藝條件）是影響腌臘肉制品風(fēng)味形成的最重要因素[4-7]。本課題組前期已經(jīng)對傳統(tǒng)新疆風(fēng)干牛肉加工過程中的風(fēng)味形成規(guī)律[8]、飼養(yǎng)方式和肌肉部位對新疆風(fēng)干牛肉風(fēng)味成分的影響[9]等進行了研究，發(fā)現(xiàn)脂肪氧化是傳統(tǒng)新疆風(fēng)干牛肉風(fēng)味形成的重要途徑，而動物的飼養(yǎng)方式和制作風(fēng)干牛肉使用的肌肉部位均會引起產(chǎn)品的風(fēng)味差異。但還未對不同類型產(chǎn)品的風(fēng)味差異及引起風(fēng)味差異的原因進行研究。

本研究以傳統(tǒng)原味和改進風(fēng)味2 種不同類型的新疆風(fēng)干牛肉為研究對象，采用固相微萃?。╯olid phase micro extraction，SPME）/氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜（gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry，GC-O-MS）法檢測其揮發(fā)性風(fēng)味成分，并應(yīng)用主成分分析（principal component analysis，PCA）法區(qū)分不同類型產(chǎn)品的揮發(fā)性風(fēng)味成分差異，為深入了解新疆風(fēng)干牛肉風(fēng)味成分的來源提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實驗所用18 個新疆風(fēng)干牛肉樣品均購買于新疆伊犁地區(qū)，采自6 個不同生產(chǎn)廠家，每個廠家取3 個樣品。采樣時對產(chǎn)品的制作工藝進行調(diào)查和了解，根據(jù)制作工藝將樣品分為2 類：9 個傳統(tǒng)原味樣品和9 個加入香辛料、采用煙熏工藝生產(chǎn)的改進風(fēng)味樣品。

1.2 儀器與設(shè)備

7890A-7000 GC-MS儀 美國安捷倫科技有限公司；DB-WAX色譜柱（30 m×250 μm，0.25 μm） 美國J&W; Scientific公司；SPME裝置、50/30 μm碳分子篩/二乙烯苯/聚二甲基硅烷（carboxen/divinylbenzene/polydimethylsiloxane，CAR/DVB/PDMS）萃取頭 美國Supelco公司；HH-1超級恒溫水浴鍋 金壇市至翔科教儀器廠；XS105電子天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 揮發(fā)性風(fēng)味成分測定

參照文獻[10]，稱取6 g肉糜，置于20 mL萃取瓶中，密封，50 ℃條件下平衡20 min；將固相萃取進樣器插入萃取瓶的頂空部分，萃取40 min；將萃取器轉(zhuǎn)移至GC-MS儀，250 ℃解吸7 min，同時啟動儀器采集數(shù)據(jù)。

GC條件：DB-WAX毛細管柱（30 m×250 μm，0.25 μm）；程序升溫：起始溫度40 ℃，保持3 min；然后以5 ℃/min的速率升溫至200 ℃，再以10 ℃/min的速率升溫至230 ℃，保持3 min；氣化室溫度250 ℃；載氣為He，流速6 mL/min，分流比5∶1。

MS條件：采用電子轟擊電離方式，電子能量70 eV，接口溫度250 ℃，傳輸線溫度280 ℃，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，掃描范圍55～500 m/z。

1.3.2 揮發(fā)性風(fēng)味成分的定性與定量

化合物的定性：通過將化合物的保留時間與NIST 2.0質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫比對進行化合物鑒定，相似指數(shù)和反相似指數(shù)均大于800的為鑒定化合物。還可以通過在相同測定條件下對系列烷烴標(biāo)準(zhǔn)品（C7～C22）進行分析，測定化合物的保留時間，并計算保留指數(shù)（retention index，RI）[11]，并與文獻中的RI值進行比較來鑒定化合物。同時，通過3 位經(jīng)過訓(xùn)練的感官分析人員嗅聞鑒定活性香氣成分。

化合物的定量：采用內(nèi)標(biāo)法，以質(zhì)量濃度0.41 mg/mL的2-甲基-3-庚酮為內(nèi)標(biāo)物，在頂空SPME前加入到樣品中，通過計算各目標(biāo)化合物與內(nèi)標(biāo)物的峰面積之比求得其含量?；衔锏暮堪凑障率接嬎悖Y(jié)果表示為ng（2-甲基-3-庚酮）/g（樣品，干基）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 19.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，2 組數(shù)據(jù)間的差異比較采用t檢驗分析，采用因子分析進行主成分的確定。數(shù)據(jù)均表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類型新疆風(fēng)干牛肉中的揮發(fā)性風(fēng)味成分分析

2 種不同類型新疆風(fēng)干牛肉中揮發(fā)性風(fēng)味成分的GS-MS總離子流圖如圖1所示。

由表1可知，2 組樣品中共鑒定出九大類、78 種揮發(fā)性風(fēng)味化合物，包括烴類20 種、醛類9 種、醇類12 種、酮類12 種、含氮化合物5 種、呋喃類4 種、酯類2 種、醚類2 種、酚類12 種。傳統(tǒng)原味樣品中檢測出26 種揮發(fā)性風(fēng)味化合物，改進風(fēng)味樣品中檢測出71 種，其中，有19 種化合物為2 組樣品的共有成分，包括烴類9 種、醛類5 種、醇類4 種、呋喃類1 種；有7 種化合物僅在傳統(tǒng)原味樣品中檢出，包括烴類1 種、醛類2 種、酮類1 種、醇類3 種；有52 種化合物僅在改進風(fēng)味樣品中檢出，包括烴類10 種、醛類2 種、酮類11 種、醇類5 種、呋喃類3 種、含氮化合物5 種、酯類2 種、醚類2 種、酚類12 種。2 組樣品經(jīng)感官嗅聞鑒定出的活性香氣成分共有41 種，包括烴類7 種、醛類9 種、酮類5 種、醇類4 種、呋喃類3 種、含氮化合物2 種、酯類1 種、酚類10 種。

2 組樣品間揮發(fā)性風(fēng)味成分的剖面組成有很大差異。傳統(tǒng)原味樣品中，醛類化合物含量（204.20 ng/g）最高，其次是烴類（197.52 ng/g）和醇類（61.63 ng/g），另外還含有少量酮類（8.39 ng/g）和呋喃類（6.96 ng/g）。

其中，主要的揮發(fā)性成分為己烷、甲苯、壬醛、庚醛、己醛和1-辛烯-3-醇等。改進風(fēng)味樣品中，烴類化合物含量（940.81 ng/g）最高，其次是酚類（774.92 ng/g）和醇類（412.58 ng/g），再次是醛類（279.53 ng/g）和酮類（204.51 ng/g），最后是呋喃類化合物（122.06 ng/g）、含氮類化合物（104.65 ng/g）、醚類（97.97 ng/g）及酯類（19.04 ng/g）。其中，主要的揮發(fā)性成分為桉油精、右旋檸檬烯、壬醛、芳樟醇、苯酚和愈創(chuàng)木酚等。

烴類是檢測出的化合物中種類最多的一類化合物，其中多數(shù)芳香烴（如甲苯、乙苯、鄰二甲苯、對二甲苯、苯乙烯、苯乙炔）及長鏈脂肪烴（碳原子數(shù)>10）（如十一烷、十二烷、十三烷）被認為主要來自動物的飼草或飼料[12]，它們在其他很多干腌肉制品中也有檢出[13-15]。萘作為一種芳香烴僅在改進風(fēng)味樣品中檢出，它被鑒定為在煙熏過程中產(chǎn)生[12]，具有清涼、薄荷香氣。對于萜烯類，如α-蒎烯、α-水芹烯、β-蒎烯、

β-水芹烯、3-蒈烯、羅勒烯、右旋檸檬烯、石竹烯和桉油精等也僅在改進風(fēng)味產(chǎn)品中檢出，它們主要來自腌制時添加的香辛料，如胡椒、辣椒等[16-17]。經(jīng)嗅聞鑒定，α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯均具有松香，β-水芹烯具有薄荷香，右旋檸檬烯和苯乙烯分別呈柑橘香和香油味。由于香辛料的添加，導(dǎo)致改進風(fēng)味樣品產(chǎn)生較高含量的萜烯類化合物，使其烴類物質(zhì)含量極顯著高于傳統(tǒng)原味樣品（P<0.01）。

醛類是干腌肉制品中很常見但對其風(fēng)味有重要貢獻的一類化合物，其中，直鏈脂肪醛種類較多，如己醛、庚醛、辛醛、壬醛、反-2-辛烯醛、癸醛和反-2-壬烯醛等，它們是典型的脂肪氧化產(chǎn)物[17-18]，分別具有青草香、植物清香、薄荷香、青草香、甜香、植物清香和清涼味。而帶支鏈醛類只有2 種，分別為3-甲基丁醛和4-異丙基苯甲醛，且僅在改進風(fēng)味樣品中檢出，二者分別具有巧克力香和薄荷香，它們可能來源于煙熏加熱過程中氨基酸的Strecker降解[12]。改進風(fēng)味樣品的醛類化合物總含量高于傳統(tǒng)原味樣品，但差異不顯著（P>0.05）。

共檢測到酮類化合物12 種，但2 組樣品的種類和含量存在較大差異。傳統(tǒng)原味樣品中僅檢出2，3-辛二酮，它亦是脂肪氧化的產(chǎn)物[12]，其余11 種酮類化合物僅在改進風(fēng)味樣品中檢出，包括8 種2-環(huán)戊烯1-酮的衍生物（2-甲基-2-環(huán)戊烯1-酮、2，3-二甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮、3，4-二甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮、2，3，4-三甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮、3-甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮、3，4，4-三甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮、3，5，5-3-甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮、3-乙基-2-環(huán)戊烯-1-酮）、苯乙酮、4-甲基-4-庚烯-3-酮和1-茚酮。在另外一些煙熏肉制品中也檢出2-環(huán)戊烯-1-酮的衍生物，如2-甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮、2，3-二甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮、3，4-二甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮、3-甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮和3，5，5-三甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮，它們可能來源于煙熏工藝[19-22]。經(jīng)嗅聞鑒定，3-甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮、3，4，4-三甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮、3，5，5-3-甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮、3-乙基-2-環(huán)戊烯-1-酮和苯乙酮均呈現(xiàn)苦味。改進風(fēng)味樣品中的酮類物質(zhì)總含量極顯著高于傳統(tǒng)原味樣品（P<0.01）。

關(guān)于醇類化合物，一些直鏈醇類，如1-戊醇、1-己醇、1-庚醇、1-辛醇、1-辛烯-3-醇、反-2-癸烯醇和反-2-辛烯醇主要來源于不飽和脂肪酸的氧化[23]，乙醇、芳樟醇、4-甲基-1-（1-甲基乙基）-3-環(huán)己烯-1-醇、2-糠醇和苯乙醇僅在改進風(fēng)味樣品中檢出，它們最可能來源于煙熏過程或香辛料的添加。乙醇、1-戊醇、1-辛烯-3-醇和芳樟醇是重要的活性香氣成分，分別具有酒精味、烤肉味、生蘑菇味和茉莉花香。改進風(fēng)味樣品的醇類物質(zhì)總含量也極顯著高于傳統(tǒng)原味樣品（P<0.01）。

所檢出的5 種含氮類化合物（4-甲基吡啶、3-甲基吡啶、2，4-二甲基吡啶、3，5-二甲基吡啶及甲氧基苯基肟）僅在改進風(fēng)味樣品中檢出，它們來源于煙熏過程中含氮蛋白質(zhì)或氨基酸的水解或美拉德反應(yīng)[22]。3-甲基吡啶和2，4-二甲基吡啶被鑒定出具有生蘑菇味和爆米花香。

所檢出的4 種呋喃類化合物中，2-戊基-呋喃為2 組樣品共有，也是典型的脂肪氧化產(chǎn)物，是非常重要的香氣成分，呈米香味，在其他的干腌肉制品中亦有檢出[18，24]。而糠醛、2-乙?；秽?-甲基呋喃醛僅在改進風(fēng)味樣品中檢出，它們來源于煙熏過程[25]?？啡┖?-甲基呋喃醛分別被鑒定出咖啡味和清香味。改進風(fēng)味樣品的呋喃類物質(zhì)總含量亦極顯著高于傳統(tǒng)原味樣品（P<0.01）。

酯類在各類化合物中含量最低，乙酸乙酯和己酸乙酯均僅在改進風(fēng)味樣品中檢出，它們由乙醇和相應(yīng)羧酸的酯化反應(yīng)生成[26]。酯類是成熟肉制品的重要香氣物質(zhì)[27]，本研究中乙酸乙酯被鑒定為甜香。由于新疆風(fēng)干牛肉的加工時間一般較短，不經(jīng)歷成熟階段，因此其酯類物質(zhì)含量相對較低。

本研究中僅檢測到2 種醚類化合物（草蒿腦和茴香腦），且均僅在改進風(fēng)味樣品中檢出，它們在其他干腌牛肉中也有檢出[10]，可能來源于添加的植物香辛料。

酚類是煙熏肉制品的典型風(fēng)味成分，來源于果木中纖維素、半纖維素及木質(zhì)素?zé)熝^程中的熱解[24]。本研究共檢測出12 種酚類化合物，其中，苯酚和愈創(chuàng)木酚的含量較高，是主要的煙熏香氣來源[21]。經(jīng)嗅聞鑒定，愈創(chuàng)木酚和4-乙基愈創(chuàng)木酚均呈煙熏味，而苯酚及其同系物（4-甲氧基-3-甲基-苯酚、2，6-二甲基苯酚、2，5-二甲基苯酚、4-甲基苯酚、3-甲基苯酚、3-乙基苯酚和2，6-二甲氧基苯酚）均呈藥香。

2.2 不同類型新疆風(fēng)干牛肉中揮發(fā)性風(fēng)味成分的PCA

由圖2可知，主成分1和主成分2分別解釋了總方差的12.33%和45.26%，累積方差貢獻率為57.59%。傳統(tǒng)原味樣品分布比較集中，表明其揮發(fā)性風(fēng)味成分的組成比較相似；改進風(fēng)味樣品分布相對分散，表明其揮發(fā)性風(fēng)味成分的組成存在一定差異，這可能與改進風(fēng)味樣品腌制時添加香料混合不均、煙熏時肉表面與熏煙接觸不均有關(guān)。從2 組樣品的整體分布來看，2 組樣品分居X軸兩側(cè)，且完全被X軸分開，表明2 組樣品在揮發(fā)性風(fēng)味成分組成上存在較大差異。

由圖3可知；與主成分1高度相關(guān)的化合物主要有12 種酚類化合物、2-環(huán)戊烯-1酮的衍生物、苯乙酮、4-甲基-4-庚烯-3-酮、1-茚酮、2-糠醇、3-甲基吡啶、甲氧基苯基肟和2-乙?；秽?，它們主要來源于煙熏加工過程；與主成分2相關(guān)性較高的化合物有α-水芹烯、β-水芹烯、3-蒈烯、桉油精和苯乙醇等，它們主要來源于香辛料。

3 結(jié) 論

采用SPME/GC-O-MS法從2 種不同類型的新疆風(fēng)干牛肉樣品中共檢測出9大類78 種化合物，傳統(tǒng)原味和改進風(fēng)味樣品分別檢測出26 種和71 種，其中，經(jīng)嗅聞鑒定的活氣香氣成分有41 種。t-檢驗分析結(jié)果表明，除醛類以外（P>0.05），2 組樣品在烴類、醇類、酮類、呋喃類化合物的含量上都存在極顯著差異（P<0.01），而含氮類化合物、酯類、醚類、酚類化合物僅存在于改進風(fēng)味樣品中。

主成分分析結(jié)果表明，2 組樣品在揮發(fā)性風(fēng)味成分組成上存在較大差異，煙熏處理和香辛料的添加是引起2 組產(chǎn)品揮發(fā)性風(fēng)味成分差異的主要原因。

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