不同食鹽添加量的中式風(fēng)干香腸揮發(fā)性風(fēng)味成分的鑒定和分析

田 星 任佳鑫 穆馨怡 陳絮蒙

1.湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院食品藥品工程系 湖南長(zhǎng)沙 410208 2.湖南省藥食同源功能性食品工程技術(shù)研究中心 湖南長(zhǎng)沙 410208 3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院 湖南長(zhǎng)沙 410128

中國(guó)傳統(tǒng)腌制香腸是指3 000多年以來(lái)，人民為了便于貯藏、改善風(fēng)味、提高適口性、增加品種等目的而世代相傳發(fā)展起來(lái)的肉類(lèi)制品。因其顏色、香氣、味道和造型獨(dú)特而著稱于世。食鹽作為最常用的咸味劑，在肉制品的生產(chǎn)加工中有著不可或缺的作用。在傳統(tǒng)腌制香腸中，食鹽的作用主要體現(xiàn)在抑制微生物增殖、形成特征性風(fēng)味、提高肉制品的粘結(jié)性及持水性、促進(jìn)蛋白質(zhì)的溶解、助色作用等方面，攝入適量食鹽也是維持人體生命活動(dòng)所必需。另外，香腸含有豐富的皮下脂肪或肌間脂肪，這些脂肪入口后經(jīng)牙齒破碎、唾液潤(rùn)滑，產(chǎn)生并釋放風(fēng)味物質(zhì)，給人以獨(dú)特口感(觸覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)等)。其中，咸味是決定這類(lèi)脂肪依賴型食物在口腔中滋味釋放程度的重要參數(shù)之一，也是傳統(tǒng)腌臘肉誘人美味的關(guān)鍵所在。食鹽等非揮發(fā)性風(fēng)味物對(duì)于傳統(tǒng)臘肉制品滋味物質(zhì)釋放起著十分重要作用，對(duì)于肉制品這類(lèi)復(fù)雜食物基質(zhì)而言，食鹽與其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、水活度、水和脂肪含量、口感、風(fēng)味釋放等都有關(guān)[1]。

傳統(tǒng)腌制香腸風(fēng)味獨(dú)特，其風(fēng)味的前體物質(zhì)直到風(fēng)味化合物的形成經(jīng)歷了一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。肉中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主要來(lái)源于碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)等風(fēng)味前提物質(zhì)。脂質(zhì)的降解和氧化可以形成大量的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)；而還原糖與氨基酸或肽可以發(fā)生美拉德反應(yīng)而形成一些風(fēng)味物質(zhì)。其中，許多脂類(lèi)降解產(chǎn)物有其獨(dú)特的風(fēng)味，但它們也同時(shí)可以與美拉德反應(yīng)產(chǎn)物繼續(xù)反應(yīng)，產(chǎn)生一系列的風(fēng)味化合物。這類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)雖然含量很低，但是風(fēng)味的主要來(lái)源。蛋白質(zhì)是腌制香腸的又一主要組分，在加工過(guò)程中其可以降解成大量游離氨基酸等物質(zhì)，這些物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化成許多具有芳香風(fēng)味的化合物。

本研究以風(fēng)干香腸為研究對(duì)象，運(yùn)用SPME-GC-MS檢測(cè)不同食鹽含量(0%、1%、2%、3%)的風(fēng)干香腸中的揮發(fā)性風(fēng)味成分,并進(jìn)行鑒定和分析，分析在不同組中揮發(fā)性風(fēng)味成分的差異，進(jìn)一步了解風(fēng)干香腸中特殊風(fēng)味釋放的原因。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

新鮮豬肉、食鹽、白砂糖、濃香型白酒、白胡椒粉、孜然粉、淀粉、三聚磷酸鈉、腸衣(購(gòu)買(mǎi)于湖南中醫(yī)藥大學(xué)家潤(rùn)多超市)

1.1.2 儀器

GCMS-QP2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：型島津有限公司；11-0127-08型質(zhì)構(gòu)儀：上海賦靈科技有限公司；鼓風(fēng)干燥箱：北京中興偉業(yè)儀器有限公司；E02140型電子分析天平：梅特勒-托利多儀器有限公司；電子天平：湘儀天平儀器設(shè)備有限公司；PHS-3C型精密pH計(jì)：上海雷磁儀器廠；電子恒溫水浴鍋：北京市中興偉業(yè)儀器有限公司；GJB1-25均質(zhì)機(jī)：金壇市榮華儀器設(shè)備有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 中式香腸的制作

1.2.1.1 中式香腸的基本配方

中式香腸的基本配方見(jiàn)表1。

表1 中式香腸的基本配方Table 1 The basic recipe of Chinese sausage

1.2.1.2 中式香腸制作的工藝流程

新鮮豬肉切塊→拌料→腌制→灌腸→烘烤→成品→真空包裝→低溫貯藏。

1.2.1.3 中式香腸制作的操作要點(diǎn)

原料肉去皮、骨及筋腱，將肉切成小塊，放入絞肉機(jī)中，待肉成15mm的肉粒，取出和輔料混合均勻，低溫腌制24h；使用豬腸衣進(jìn)行手工灌制，每節(jié)香腸的長(zhǎng)度約為15cm,牙簽扎小孔排氣，在58℃鼓風(fēng)干燥箱烘烤3d后，蒸煮30min，冷卻至室溫，真空包裝即為成品。

1.2.2 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的測(cè)定

參考龍強(qiáng)[2](2017)等的方法并稍作修改。

揮發(fā)性風(fēng)味成分的萃取。準(zhǔn)確稱取香腸樣品2g,絞碎后裝入10mL頂空樣品瓶中密封嚴(yán)實(shí)，85℃水浴5min后，插入已經(jīng)老化的萃取頭，萃取40min后再進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。

揮發(fā)性風(fēng)味成分的分離和檢測(cè)。

GC條件:色譜柱為Rtx-5MS毛細(xì)管柱(30.0m×0.25mm×0.25μm)。

升溫程序?yàn)?45℃保持3min，10℃/min的速率升到200℃，保持2min，2℃/min的速率升到230℃，保持10min，總計(jì)45min。

進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣。

載氣：He。

MS條件:離子源溫度為230℃。

接口溫度：250℃。

溶劑延遲時(shí)間：3min。

檢測(cè)器溫度：0.85KV。

采用全掃描模式采集信號(hào)，掃描范圍為35～500m/z。

1.2.3 揮發(fā)性風(fēng)味成分的定性與定量

定性:將得到的質(zhì)譜數(shù)據(jù)用NIST08.L標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)進(jìn)行檢索，并結(jié)合文獻(xiàn)資料核對(duì)和確認(rèn)(匹配度≥80%)中式風(fēng)干香腸中的揮發(fā)風(fēng)味成分。

定量:峰面積歸一化法。

2 結(jié)果與分析

2.1 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的色譜圖

用SPME-GC-MS檢測(cè)分析不同食鹽含量(0%、1%、2%、3%)香腸中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，得到以下色譜圖(圖1)，在GC-MS色譜圖中，不同的峰代表著不同的組分，而峰面積則表征了該組分的相對(duì)含量。

圖1 4種不同食鹽添加量的中式豬肉香腸揮發(fā)性風(fēng)味成分GC-MS總離子流圖Fig. 1 volatile flavor components of Chinese pork sausage with four different table salt contents, GC-MS total ion flow diagram

由圖1可以發(fā)現(xiàn)，隨著食鹽含量的增多，香腸中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組分和相對(duì)含量明顯增多。不加食鹽(圖1)的香腸揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組分和相對(duì)含量明顯比食鹽含量1%的多，可能是因?yàn)闆](méi)有加食鹽的香腸在腌制過(guò)程中有許多微生物，在多種微生物的作用下產(chǎn)生其他的風(fēng)味物質(zhì)。

2.2 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的鑒定與分析

由表2可知，4組香腸的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類(lèi)不同，主要的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有醇、醛、酯、烴、酸、酚、酮類(lèi)。其中，在食鹽含量0%的香腸中鑒定出醛類(lèi)13種、酯類(lèi)9種、烴類(lèi)5種、酸類(lèi)2種、醇類(lèi)1種、酚類(lèi)1種、酮類(lèi)1種；在食鹽含量1%的香腸中鑒定出醛類(lèi)6種、酸類(lèi)4種、酯類(lèi)2種、醇類(lèi)1種、酚類(lèi)1種；在食鹽含量2%的香腸中鑒定出醛類(lèi)10種、酯類(lèi)3種、烴類(lèi)3種、醇類(lèi)1種、酸類(lèi)1種、酚類(lèi)1種；在食鹽含量3%的香腸中鑒定出醛類(lèi)13種、酯類(lèi)9種、烴類(lèi)7種、醇類(lèi)3種、酸類(lèi)3種、酚類(lèi)1種。目前已有研究表明，這七類(lèi)化合物在我國(guó)同類(lèi)型產(chǎn)品中均能檢測(cè)出。4組香腸中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)相對(duì)含量最多的是醛類(lèi)，其次分別是酯類(lèi)、烴類(lèi)、酸類(lèi)、醇類(lèi)及其他。

表2 不同食鹽含量的香腸揮發(fā)性風(fēng)味成分GC-MS分析Table 2 volatile flavor components of sausage withdifferent salt content GC-MS analysis

續(xù)表2

序號(hào)保留時(shí)間/min揮發(fā)性組分分子式相對(duì)含量/%食鹽0食鹽1食鹽2食鹽31513.122(E,E)-2,4-十二碳二烯醛C12H20O-5.725.449.421613.259十一醛C11H22O---7.901713.446(E,E)-2,4-癸二烯醛C10H16O0.97-6.126.411814.0672-十一烯醛C11H20O1.7511.0212.586.251914.646十二醛(月桂醛)C12H24O0.675.271.900.912018.335十四醛(肉豆蔻醛)C14H28O0.64---2119.537十七碳醛C17H34O5.94---2222.465(Z)-9-十六碳烯醛C16H30O0.94---2322.914硬脂烷醛C18H36O1.05---酯類(lèi)2411.639辛酸乙酯C10H20O21.82---2514.435癸酸乙酯C12H24O23.22--1.532616.924十二酸乙酯(月桂酸乙酯)C14H28O21.26---2717.87烯丙基正癸酸酯C13H24O2---0.812819.212十四酸乙酯(肉豆蔻酸乙酯)C16H32O23.73-1.330.462921.154十六酸甲酯(棕櫚酸甲酯)C17H34O2---0.433021.9929-十六碳烯酸乙酯C18H34O21.30---3122.355十六酸乙酯(棕櫚酸乙酯)C18H36O223.0610.765.905.033224.61反式-11-十八烯酸甲酯C19H36O2---1.073326.047亞油酸乙酯C20H36O25.00--1.183426.157反油酸乙酯C20H38O2-4.44--3526.174油酸乙酯C20H38O27.41-1.911.653626.81硬脂酸乙酯C20H40O22.42--0.46烴類(lèi)378.5913-蒈烯C10H16---0.86388.918(R)-(+)-檸檬烯C10H161.78---3910.075-十三烯C13H26---0.794011.6584-十四烯C14H28--1.98-

續(xù)表2

序號(hào)保留時(shí)間/min揮發(fā)性組分分子式相對(duì)含量/%食鹽0食鹽1食鹽2食鹽34111.663(E)-4-十二碳烯(月桂烯)C12H24---0.854213.772環(huán)己烯C15H240.97---4314.967β-石竹烯C15H2412.72-3.332.414415.416α-律草烯C15H240.95---4515.748十五烷C15H32--2.37-4615.755十四烷C14H30---0.564715.8394(14),11-桉葉二烯C15H240.61---4817.808(E)-環(huán)十二烯C12H22---0.394918.108十七烷C17H36---0.74酸類(lèi)503.833己酸C6H12O2-3.30--5116.565十二酸C12H24O2---4.045218.841十四酸(肉豆蔻酸)C14H28O20.743.54-1.555321.785十六酸(棕櫚酸)C16H32O21.7412.192.053.205426.031亞油酸C18H32O2-3.72--其他5516.0182,4-二叔丁基苯酚C14H22O0.815.621.562.325618.1562-十五烷酮C15H30O0.62---

注：“-”表示未檢測(cè)出。

醛類(lèi)物質(zhì)的產(chǎn)生主要原因是脂類(lèi)氧化，如表2中的辛醛、壬醛、癸醛、丙醛、2-辛烯醛、棕櫚醛、肉豆蔻醛等飽和直鏈醛和(E，E)-2，4-壬二烯醛、(E,E)-2,4-十二碳二烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛等不飽和直鏈醛主要來(lái)自不飽和脂肪酸一亞麻酸、亞油酸和花生四烯酸的氧化分解，可以給香腸賦予脂香味[3]。醛的形成途徑還有Strecker降解,如苯乙醛是苯丙氨酸降解的產(chǎn)物，有類(lèi)似山楂味，它是氨基酸代謝的標(biāo)志性產(chǎn)物[4]。在醛類(lèi)化合物中，C5～C9醛具有清香、油香、脂香風(fēng)味，C10～C12醛具有檸檬味和桔皮味，支鏈醛具有愉快的甜味或水果特征味[5]。高級(jí)脂肪醛如十三醛、十四醛、十六醛、十七醛等，由于揮發(fā)性低而不能直接賦予產(chǎn)品香氣,作為低分子量烯烴類(lèi)物質(zhì)的前體，間接賦予香腸香氣[6]。如食鹽含量0%的香腸含有較多的高級(jí)脂肪醛，因此其烴類(lèi)物質(zhì)的含量和種類(lèi)相對(duì)較多。

酯類(lèi)的形成多來(lái)自微生物作用下醇類(lèi)和酸類(lèi)的酯化反應(yīng)，酸類(lèi)可能來(lái)自原料肉中的脂質(zhì)水解產(chǎn)生的十二烷酸、十四烷酸、十六烷酸，醇類(lèi)可能來(lái)自于高度白酒中的乙醇。研究表明,酯類(lèi)即使在很低的濃度下也對(duì)食品的香味起著非常重要的作用，C1～C10的短鏈酯具有愉快的水果甜味特征，如辛酸乙酯具有濃郁的酒香氣，而含有長(zhǎng)鏈酸的酯類(lèi)有輕微的油脂味[3]。四組香腸中，酯類(lèi)的含量是所有揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量的第二位，其中棕櫚酸乙酯含量最高，長(zhǎng)鏈酸的酯類(lèi)種類(lèi)和含量相對(duì)較多，因此，四組香腸均有濃郁的脂香味。

烴類(lèi)的形成可能來(lái)自于脂質(zhì)的氧化分解和香辛料的添加。脂質(zhì)的氧化分解可能產(chǎn)生烷烴類(lèi)物質(zhì)，如十四烷、十五烷、十七烷等基本不呈現(xiàn)出明顯香氣或閾值較高[2]。香辛料的添加可能產(chǎn)生烯烴類(lèi)物質(zhì)，如白胡椒會(huì)產(chǎn)生β-石竹烯、3-蒈烯、月桂烯、檸檬烯等特殊的風(fēng)味[7]，孜然粉會(huì)產(chǎn)生月桂烯、桉葉烯等特殊風(fēng)味[8]，β-石竹烯有淡的丁香似的香味3-蒈烯有強(qiáng)烈的松木樣香氣，月桂烯具有草本香、甜香、干香、藥香味等香味[9]。

酸類(lèi)的形成主要來(lái)自于脂肪的水解以及脂肪的氧化反應(yīng)[4]，產(chǎn)生大分子的脂肪酸，如肉豆蔻酸、棕櫚酸、亞油酸等。醇類(lèi)的形成可能來(lái)自化學(xué)降解或部分微生物活動(dòng)，研究證明，直鏈的一級(jí)醇相對(duì)來(lái)說(shuō)是無(wú)風(fēng)味的[3]，如辛醇。酚類(lèi)的產(chǎn)生可能來(lái)自于烘烤過(guò)程中。酮類(lèi)的形成可能來(lái)自于美拉德反應(yīng)，或醛類(lèi)物質(zhì)的進(jìn)一步氧化[10]。

食鹽具有呈味作用，食鹽含量會(huì)影響脂肪氧合酶、蛋白質(zhì)水解酶等酶活性，酶又通過(guò)催化脂肪氧化和蛋白質(zhì)水解進(jìn)一步影響產(chǎn)品的風(fēng)味[10]。表4中可以看出，在食鹽含量1%、2%、3%組中，隨著食鹽含量的增大，各類(lèi)的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類(lèi)也增多，食鹽含量1%有14種風(fēng)味物質(zhì)，食鹽含量2%有19種風(fēng)味物質(zhì)，食鹽含量3%有36種風(fēng)味物質(zhì)。但是食鹽含量0%有32種風(fēng)味物質(zhì)，可能是因?yàn)椴患邮雏}的香腸中富含各種微生物，一些微生物可以促進(jìn)香腸的發(fā)酵，如乳桿菌屬、片球菌屬、鏈球菌屬、微球菌屬和青霉菌屬等[11]。乳桿菌能發(fā)酵果糖、葡萄糖、麥芽糖、蔗糖、乳糖等產(chǎn)生乳酸[12]；片球菌分解可發(fā)酵的碳水化合物產(chǎn)生乳酸[12]；微球菌可以分解蛋白質(zhì)和脂肪以及還原硝酸鹽，從而使香腸形成腌制色澤和特征風(fēng)味[11]；霉菌產(chǎn)生的蛋白酶、脂肪酶作用于肉品，形成特殊風(fēng)味[11]。因此，食鹽含量0%的風(fēng)味物質(zhì)比食鹽含量1%的多。

3 結(jié)論

從四種不同食鹽含量的中式風(fēng)干香腸樣品中共鑒定出6大類(lèi)56種揮發(fā)性風(fēng)味成分，醛類(lèi)19種、酯類(lèi)13種、烴類(lèi)13種、醇類(lèi)5種、其他類(lèi)化合物2種。其中，醛類(lèi)、酯類(lèi)和烴類(lèi)的種類(lèi)及含量最為豐富，且香氣宜人。

目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于中式香腸的風(fēng)味形成及咸味釋放以及降鹽技術(shù)的研究依然存在諸多的問(wèn)題，例如食鹽含量與香腸咸味感知和釋放的相互作用機(jī)制等。因此，要實(shí)現(xiàn)低鈉鹽香腸制品的工業(yè)化生產(chǎn)，尚有許多問(wèn)題亟待解決。