毛氏紅燒肉特征風(fēng)味成分分析

薛雁，周芳伊，黃峰，2，3，張良，2，3，張春江，2，3，*，張泓，2，3，*

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點實驗室，北京 100193；2.合肥中農(nóng)科泓智營養(yǎng)健康有限公司，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院合肥食品營養(yǎng)與健康創(chuàng)新研究院，安徽 合肥 238000；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 主食加工技術(shù)研究院，黑龍江 哈爾濱 151900）

通過對毛氏紅燒肉的特征揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行鑒定、性質(zhì)分析以及生成途徑的探索，可以對紅燒肉生產(chǎn)以及儲存過程進(jìn)行控制，使毛氏紅燒肉在保持原汁原味的基礎(chǔ)上實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、現(xiàn)代化生產(chǎn)，同時也為其品質(zhì)評價提供重要依據(jù)。關(guān)于紅燒肉的研究報道甚少，主要集中在烹飪技藝和理化指標(biāo)分析方面，顧偉鋼等[1]研究了紅燒肉烹飪過程中基本物理化學(xué)指標(biāo)、脂肪氧化和脂肪酸組成的變化；劉登勇等[2]通過構(gòu)建感官評價小組得出48個描述詞并進(jìn)行主成分分析最終得到了可以有效區(qū)分紅燒肉樣品間的感官描述詞；紀(jì)有華等[3]通過對紅燒肉烹飪過程中工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得出了家常紅燒肉的最佳配方；朱小玲[4]對通過東坡肉的風(fēng)味進(jìn)行優(yōu)化得到了杭州東坡肉的最佳工藝制作方法。之前對不同類型紅燒肉風(fēng)味物質(zhì)差異性研究較少，目前報道的大多數(shù)為風(fēng)味物質(zhì)的簡單檢測或者生產(chǎn)工藝過程中風(fēng)味的變化，對適合紅燒肉的風(fēng)味研究方法還沒有深入研究，對紅燒肉中各風(fēng)味化合物對整體風(fēng)味輪廓的貢獻(xiàn)大小也未有研究。本部分試驗應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜-嗅聞聯(lián)用（gas chromatographyolfactometry-mass spectrometer，GC-O-MS）技術(shù)，結(jié)合頂空固相微萃?。╤eadspace-solid phase micro-extraction，HS-SPME）與溶劑輔助蒸發(fā)萃?。╯olvent-assisted flavor evaporation，SAFE）兩種前處理方法綜合鑒定毛氏紅燒肉中關(guān)鍵風(fēng)味化合物，以期為今后深入了解紅燒肉風(fēng)味化學(xué)本質(zhì)，及紅燒肉工業(yè)化生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)和理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬五花肉：幸福超市（北京廂黃旗店）。五花肉經(jīng)清水洗后加入沸水鍋中去血沫5 min，洗去血沫并切成2.5 cm2見方小塊，油炸30 s 后，炒鍋炒制并加入蔥、姜、八角、醬油、南乳汁、焦糖等調(diào)味料調(diào)色調(diào)味，加水燉煮一段時間后大火收汁出鍋。

色譜純的己醛、庚醛、辛醛、己醇、壬醛、E，E-2，4-庚-二烯醛、E-2-癸烯醛、E，E-2，4-癸二烯醛、十二醇、土味素、2-甲基-異莰醇：美國Sigma 公司；無水硫酸鈉、乙醚：分析純，上海國藥試劑公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

7890A 氣相色譜、7000B 三重四級桿質(zhì)譜：美國Agilent 公司；固相微萃?。⊿PME）手動進(jìn)樣器、萃取頭（50/30 μm CAR/DVB/PDMS）：美國 Supelco 公司；固相微萃取頂空瓶（40mL）：美國 QEC 公司；DB-5 毛細(xì)管色譜柱：美國J&W 公司；JA2003 型數(shù)字電子天平：上海天平儀器廠；HH-1S 數(shù)顯電子恒溫水浴鍋：金壇市至翔科教儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 SPME 法萃取毛氏紅燒肉揮發(fā)性香氣成分

應(yīng)用SPME 最佳條件：萃取頭涂層為50/30 μm DVB/CAR/PDMS（灰色），樣品量 8 g，平衡 20 min，頂空吸附時間40 min；吸附溫度為60℃。

1.3.2 SAFE 法萃取毛氏紅燒肉揮發(fā)性香氣成分

有機溶劑選擇乙醚正戊烷按體積比2∶1 混合[5]，利用SAFE 裝置收集到的液體加入活化后的無水硫酸鈉干燥，過濾，收集濾液，并在18℃，0.1 MPa 下用氮氣吹掃至1 mL，以備氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）進(jìn)樣。

1.3.3 氣相色譜-質(zhì)譜條件

程序升溫：初始溫度40℃，保持3 min，以5℃/min升溫到200℃，保持0 min，再以10℃/min 升溫到230℃，保持5 min，后運行5 min。載氣為氦氣，恒定流速為 1.2 mL/min，進(jìn)樣口溫度為250℃，分流比為3∶1。

質(zhì)譜條件：電子轟擊（electron impact，EI）離子源，電子能量70 eV，離子源溫度230℃，質(zhì)量掃描范圍m/z 40～250，溶劑延遲 5 min，傳輸線溫度 280℃，四級桿溫度150℃。

1.3.4 關(guān)鍵芳香化合物的測定

采用芳香萃取物稀釋分析方法[6]（aroma extra dilution analysis，AEDA）與頂空稀釋分析法[7]（headspace dilution analysis，HDA）來判定各香味化合物的稀釋因子（dilution factor，F(xiàn)D），并結(jié)合檢測頻率，以此來評價毛氏紅燒肉的關(guān)鍵芳香化合物。HDA 采用SPME 前處理方法，系列稀釋時SPME 萃取頭每次吸附時間減少為前一次的1/5，直到風(fēng)味感官評價員在嗅聞儀末端不再感受到氣味則停止，記錄各種化合物的最高稀釋倍數(shù)為其FD 因子。AEDA 采用SAFE 前處理方法，系列稀釋的濃縮液為無水乙醚按體積比1∶3 進(jìn)行稀釋。然后按GC-MS 方法操作，進(jìn)行GC-O-MS 分析，直到風(fēng)味感官評價員在嗅聞儀末端不再感受到氣味則停止，記錄每種化合物的最高稀釋倍數(shù)為其FD 因子。FD因子越高，說明該化合物對毛氏紅燒肉風(fēng)味貢獻(xiàn)越大。由8 名專業(yè)評審人員對GC 分離物進(jìn)行嗅聞。每位評審人員的檢測頻率為1/8，檢測頻率越高，該物質(zhì)對整體風(fēng)味貢獻(xiàn)較大。

2 結(jié)果與分析

2.1 SPME結(jié)果

毛氏紅燒肉SPME中揮發(fā)性香氣成分見表1。

表1 毛氏紅燒肉SPME中揮發(fā)性香氣成分Table 1 Volatile aroma components in SPME of Mao's braised meat

如表1所示，8 名感官評價員從SPME 方法已鑒定出的35種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中，經(jīng)GC-O 分析，共嗅聞出29種化合物有明顯風(fēng)味。其中包含醇類5種、酸類 1種、酮類 3種、醛類 12種、呋喃、嘧啶、吡嗪等化合物4種、酯類4種。若某一香氣成分其檢測頻率〉50%，并且FD 因子〉2 的物質(zhì)則會對毛氏紅燒肉風(fēng)味貢獻(xiàn)較大[8]。由此推斷出毛氏紅燒肉的主體香氣成分是辛醇、糠醇、2-甲基-正葵醇、3-羰基-2 丁酮、羰基丙酮、3-甲基丁醛、葵烯醛、庚醛、苯乙醛、肉桂醛、己醛、3-糠酸甲酯、乙酸乙酯、δ-十一內(nèi)酯。當(dāng)化合物的FD 因子值≥3 時，即稀釋25 倍后仍可被嗅聞到[9]，它們是：癸烯醛（脂肪味、蘑菇味）、苯乙醛（花香味、果香）、肉桂醛（甜香味、辛香味）、乙酸乙酯（果香味、酸奶味）、糠醇（焦糖味、芝麻香味），這5種化合物被認(rèn)定為毛紅燒肉的關(guān)鍵風(fēng)味化合物。

2.2 SAFE結(jié)果

毛氏紅燒肉SAFE中揮發(fā)性香氣成分見表2。

由表2可以看出，SAFE 方法已檢測出的26種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中，經(jīng)GC-O 分析，共嗅聞出21種化合物有明顯風(fēng)味。其中包括醇類7種、酸類1種、酮類2種、醛類6種、酯類4種、未知化合物1種。通過稀釋分析，辛醇、2-呋喃甲醇、6，10，14-三甲基-2-五葵醇、2-甲基-正葵醇、甲基庚烯酮、3-羥基-2-丁酮、癸烯醛、己醛、δ-十一內(nèi)酯、二甲基丁酸乙酯、壬醛他，、苯乙醛、苯甲醛、乙酸乙酯以及一種未知物，該未知物的最高稀釋因子≥2，即稀釋9 倍后仍可以嗅聞到[10]，因此，這13種化合物被選定為毛氏紅燒肉的關(guān)鍵風(fēng)味化合物。有一種未知物在GC-O 檢測可以被發(fā)現(xiàn)，該化合物的濃度極低但閾值也較低，表現(xiàn)出強烈的咸香味，但無法對其進(jìn)行定性定量分析，有待于進(jìn)一步研究。當(dāng)化合物的FD 因子≥3 時，即稀釋25 倍后仍可被嗅聞到[11]，它們是：壬醛（腐?。?、苯乙醛（花香、果香）、苯甲醛（杏仁味）、乙酸乙酯（果香、酸奶），這4種化合物被認(rèn)定對毛氏紅燒肉整體香味起決定性作用。

表2 毛氏紅燒肉SAFE中揮發(fā)性香氣成分Table 2 Volatile aroma components in SAFE of Mao's braised meat

醇類物質(zhì)中，直鏈飽和醇閾值較高，對風(fēng)味貢獻(xiàn)較小[12]。醇類物質(zhì)中只有糠醇FD 因子較大，其余4種醇類物質(zhì)對毛氏紅燒肉風(fēng)味整體香氣貢獻(xiàn)不大。

肉的特征風(fēng)味來自脂肪[13]，由于五花肉的不飽和脂肪脂肪酸含量較高，且毛氏紅燒肉制作過程中經(jīng)過高溫油炸，因此五花肉中的脂肪氧化降解產(chǎn)物如醛、醇、呋喃等對最終毛氏紅燒肉風(fēng)味產(chǎn)生的影響較大。

醛類閾值較低，對風(fēng)味影響較大[14]。醛類物質(zhì)是紅燒肉主要的揮發(fā)物質(zhì)之一。SPME 法共檢測到12種醛類物質(zhì)，總含量高達(dá)106.79 μg/kg（相對含量33.41%），物質(zhì)含量由高到低依次是己醛、肉桂醛、苯乙醛、3-甲基丁醛、庚醛、壬醛、葵烯醛、戊醛、辛醛、2，4-壬二烯醛、2-辛烯醛、檸檬醛。SAFE 方法共檢測出6種醛類物質(zhì)，總含量為10.32 μg/g（相對含量27.67%）。己醛可能來源于ω-6 不飽和脂肪酸降解[15]，易產(chǎn)生刺激的、腐敗和辛辣味；壬醛是油酸氧化的產(chǎn)物，含有水果香氣[16]。含甲基支鏈的醛如苯甲醛、苯乙醛可能來源于氨基酸的降解反應(yīng)[17]。

酮類物質(zhì)可能來自不飽和脂肪酸氧化[18]，也可能是醇的氧化產(chǎn)物，一般具有天然的花香和果香，有一定增香作用[19]。有些酮類物質(zhì)是雜環(huán)化合物形成的前體物質(zhì)，對食品風(fēng)味的形成起著至關(guān)重要的作用。SPME 方法共檢測到3種酮類物質(zhì)，SAFE 方法只檢測到2種酮類物質(zhì)，但含量均較低。其中，3-羰基-2-丁酮、甲基庚烯酮、羥基丙酮閾值較高，對肉風(fēng)味的影響程度不大。

酯類物質(zhì)是具有芳香型氣味的揮發(fā)性化合物，通常來源于脂質(zhì)代謝生成的羧酸和醇的酯化作用，對肉制品風(fēng)味特征具有重要的貢獻(xiàn)[20]。毛氏紅燒肉中的酯類物質(zhì)可能來源于紅燒肉燉煮過程中加入大量料酒，有助于酯化反應(yīng)的發(fā)生。SPME 方法共檢測到4種酯類化合物，含量由高到低依次是乙酸乙酯（奶酪香）、3-糠酸甲酯（奶香、甜香）、1，2-二甲基酯（甜味）、δ-十一內(nèi)酯（椰香、烤香）。SAFE 方法檢測到的4種酯類化合物含量由高到低依次是乙酸乙酯（奶酪味）、δ-十一內(nèi)酯（椰香味、烤香味）、二甲基丁酸乙酯（水果味、花香味）、3-糠酸甲酯（奶香味、甜香味）。

呋喃類物質(zhì)是由美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的，賦予肉制品良好的風(fēng)味[21]，SPME 檢測到兩種呋喃類物質(zhì)，分別為2-正戊基呋喃和2-乙?；秽@兩種物質(zhì)被認(rèn)為具有水果香味和青香味[22]，可能是由于毛氏紅燒肉經(jīng)過油炸，美拉德反應(yīng)較劇烈。

SPME 方法還檢測出了含氮雜環(huán)化合物，包括4-甲基嘧啶、2，6-二甲基吡嗪。含氮雜環(huán)化合物多產(chǎn)生在高溫低水分烹飪條件下，如烤制、油炸等，毛氏紅燒肉長時間燉煮，因而產(chǎn)生的含氮雜環(huán)化合物種類較少、含量也較低。

綜合兩種處理方法，癸烯醛、苯乙醛、肉桂醛、乙酸乙酯、糠醇、苯甲醛這7種物質(zhì)對毛氏紅燒肉整體風(fēng)味輪廓起到關(guān)鍵作用。由GC-O 分析出毛氏紅燒肉的香味化合物特征風(fēng)味有脂肪味、蘑菇味、花香味、果香味、甜香味、辛香味、酸奶味、焦糖香味、芝麻香味、咸香味、杏仁味以及腐敗味。

3 討論

氣味嗅聞（Sniffer）是由 Fuller 等在 1964年提出，并在1976年由Acree 等[23]第一次將其與氣相色譜聯(lián)用組成現(xiàn)在的氣相-嗅聞儀（gas chromatography-olfactrometry，GC-O）。食品中檢測到的多種揮發(fā)性化合物中僅有較少量的物質(zhì)對整體風(fēng)味有較大的影響，有些化合物雖然含量較低但對產(chǎn)品風(fēng)味影響很大，僅僅運用GC-MS 不能準(zhǔn)確鑒定各種風(fēng)味化合物對總體風(fēng)味影響的程度。GC-O 技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各類食品風(fēng)味物質(zhì)的研究，并且通過香氣提取物稀釋分析、頂空稀釋分析等技術(shù)確定食品中關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)，香氣提取物稀釋分析（aroma extract dilution analysis，AEDA），是將GC 與感官分析結(jié)合，通過溶劑提取到的風(fēng)味化合物稀釋至無法嗅聞出化合物氣味，記錄其保留時間等結(jié)果，將有香氣的化合物區(qū)分出來，頂空稀釋分析（headspace dilution analysis，HDA）是根據(jù)依次減少固相微萃取的萃取頭吸附時間，確定化合物的稀釋因子。Gasser 等[24]采用AEDA 法與GC-O 相結(jié)合確定了煮雞肉過程產(chǎn)生重要風(fēng)味化合物。郝寶瑞等[25]采用同時蒸餾萃取方法提取清醬肉的香氣成分，確定每個物質(zhì)對清醬肉整體風(fēng)味的影響程度。

本試驗在確定的優(yōu)化條件下，對兩種方法所富集風(fēng)味物質(zhì)經(jīng)GC-O-MS 檢測，SPME 方法最終確定35種風(fēng)味化合物中，共嗅聞出29種化合物物有明顯的風(fēng)味。SAFE 方法富集到的26種揮發(fā)性成分中有21種化合物有明顯香味特征。通過嗅聞檢測頻率結(jié)合芳香萃取物稀釋分析法（AEDA）以及頂空稀釋分析（HDA）分析，嗅聞頻率〉50%且稀釋因子（FD）〉3 的化合物為毛氏紅燒肉的關(guān)鍵香味活性化合物：癸烯醛、苯乙醛、肉桂醛、乙酸乙酯、糠醇。

4 結(jié)論

本文采用SPME 與SAFE 兩種方法鑒定了毛氏紅燒肉中關(guān)鍵風(fēng)味化合物。通過SPME 最終確定29種化合物有明顯風(fēng)味，SAFE 最終確定21種化合物有明顯風(fēng)味。運用AEDA 和HDA 及篩選出毛氏紅燒肉香味成分的關(guān)鍵香味化合物。由兩種方法得到的具有最高FD 因子的化合物為癸烯醛（脂肪味、蘑菇味）、苯乙醛（花香味、果香味）、肉桂醛（甜香味、辛香味）、乙酸乙酯（果香味、酸奶味）、糠醇（焦糖味、芝麻香味）、壬醛（腐敗味）、苯甲醛（杏仁味）。在所有物質(zhì)中，醛類物質(zhì)對毛氏紅燒肉整體風(fēng)味影響最大，其次是酯類物質(zhì)，最后是醇類物質(zhì)。