不同加水量腌制醬牛肉中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化

李 素，周慧敏，張順亮,*，劉嘉文，趙 冰，潘曉倩，許 典，郭 雅，劉博文

（1.中國肉類食品綜合研究中心，肉類加工技術(shù)北京市重點實驗室，北京 100068；2.北京城市學(xué)院，北京 100083）

肉制品是人類飲食文化中不可或缺的組分，而肉制品風(fēng)味是影響人們消費選擇的重要指標。醬牛肉是我國典型傳統(tǒng)肉制品，但因其肌肉纖維較粗，致使其咀嚼性及消化性較差，故加工過程中多采用鹽水滾揉腌制方式進行嫰化處理。國內(nèi)外學(xué)者對改善牛肉產(chǎn)品食用特性的研究較多。Legako等[1-2]研究不同種類牛肉原料及加工條件對牛肉食用品質(zhì)及風(fēng)味等特性影響，主要進行以脂肪氧化及酶的特性對風(fēng)味、滋味及質(zhì)構(gòu)特性品質(zhì)的機理性研究，提出極性脂的氧化通常存在于細胞膜上，在牛肉風(fēng)味的形成中起著很大的作用。Corbin[3]及Emerson[4]等研究牛肉不同大理石花紋分布狀況對牛排的食用口感及特征性風(fēng)味有顯著差異性影響。也有學(xué)者[5-6]研究牛型、肥育飼料、宰后方法等對牛排嫩度等食用感官品質(zhì)的影響，研究不同樣品的脂肪酸變化及其對風(fēng)味物質(zhì)的影響。此外國內(nèi)外也均開展多項肉制品過熱風(fēng)味的研究[7-9]，如肉塊大小、原料肉類型及加熱方式等對產(chǎn)品過熱風(fēng)味的影響等。國內(nèi)學(xué)者對醬牛肉品質(zhì)保持技術(shù)研究較多[10-11]，如賈娜等[12]研究不同鹽水注射對醬牛肉品質(zhì)的影響，也有人對燉煮時間、復(fù)煮工藝等對醬牛肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)影響進行研究[13-14]，但鮮見有關(guān)不同水量滾揉腌制對醬牛肉風(fēng)味品質(zhì)的影響研究，牛肉經(jīng)不同水量滾揉后其質(zhì)構(gòu)狀態(tài)等均會發(fā)生不同程度變化，使得產(chǎn)品經(jīng)熟制加工后結(jié)構(gòu)質(zhì)地相對軟嫩，鑒于水分對食品的多種品質(zhì)有重要影響，不同水量滾揉腌制可能會對醬牛肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)也有重要影響。

研究者已經(jīng)從食品、水等介質(zhì)中鑒定出許多揮發(fā)性化合物，通過這些物質(zhì)含量和嗅覺閾值可評價該物質(zhì)對產(chǎn)品的重要性及貢獻率，氣味活度值（odor activity value，OAV）是風(fēng)味物質(zhì)濃度與其閾值的比值，多用來評價各化合物對樣品總體風(fēng)味的貢獻[15]。氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用技術(shù)是揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)檢測的重要手段，結(jié)合OAV分析可精確判斷對肉制品有主要貢獻的風(fēng)味物質(zhì)。本實驗借助吹掃/捕集-熱脫附技術(shù)，采用GC-MS及OAV測定分析手段測定不同加水量進行滾揉腌制時對醬牛肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響，為提升醬牛肉感官品質(zhì)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛肉（牛霖） 河北福成五豐食品股份有限公司；八角、草果、桂皮、肉豆蔻及香葉 北京金美添技術(shù)發(fā)展有限公司；食鹽、白砂糖等配料 市售；2-甲基-3-庚酮、C6～C30系列正構(gòu)烷烴 美國Sigma-Aldrich公司；鋁箔包裝袋 青島海德包裝有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TRACE 1310 GC-TSQ 8000 MS聯(lián)用儀、TG-Wax MS極性毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm） 美國Thermo公司；Tenax TA石英玻璃吸附管、TC-20 Tenax-TA吸附管自動凈化儀、Gerstel TDS半自動熱脫附進樣器、ODP2嗅聞檢測儀 德國Gerstel公司。

1.3 方法

1.3.1 醬牛肉加工

鮮牛肉修整→分割為形狀大小規(guī)則的肉塊（（200±10）g）→滾揉腌制（4 ℃，工作20 min，休息20 min，有效滾揉時間8 h）→焯制（沸水4 min）→鹵制（約95 ℃，1.5 h）→浸泡1 h→真空包裝→殺菌（121 ℃，15 min）。

腌制配料（按原料肉質(zhì)量計）：食鹽2.2%、白砂糖1.0%、亞硝酸鈉0.005%、三聚磷酸鹽0.35%、異抗壞血酸鈉0.1%、腌制用水添加量分別為0%、5%、10%、15%、20%、25%，根據(jù)加水量不同，將樣品依次命名為N0、N1、N2、N3、N4、N5。

鹵制配料（按原料肉質(zhì)量計）：食鹽2.6%、白砂糖1.2%、老抽1.5%、味精0.25%、蔥1.5%、姜1.5%、水150%、八角0.2%、草果0.15%、桂皮0.15%、肉豆蔻0.15%、香葉0.1%。

1.3.2 水分含量測定

根據(jù)GB 5009.3—2016《食品中水分的測定》[16]方法測定。

1.3.3 樣品GC-MS吹掃/補集及熱脫附處理

取100 g樣品采用均質(zhì)機在相同條件下粉碎后準確稱取10.0 g于吹掃/補集制樣瓶中，參考文獻[8]中方法進行處理，每個樣品平行測定3 次取平均值。

1.3.4 GC-MS分析揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)

1.3.4.1 GC-MS進樣條件

參照周慧敏等[17]進樣條件并適當(dāng)調(diào)整。

G C條件：使用T G-W a x M S極性柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；升溫程序：進樣口溫度250 ℃，初始柱溫40 ℃，維持時間3 min，之后以5 ℃/min升溫至200 ℃，維持1 min，再以8 ℃/min速率升溫至220 ℃，維持10 min。載氣：氦氣（純度＞99.99%）；流速1.0 mL/min，采用不分流模式。

MS條件：接口溫度260 ℃，傳輸線溫度240 ℃，電壓1.2 kV，質(zhì)量掃描范圍m/z 40～600，掃描時間2 s，全掃描模式，離子源溫度260 ℃，電子電離源，電子能量70 eV。

1.3.4.2 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)定性定量分析

定性：采集數(shù)據(jù)對照美國國家標準與技術(shù)研究所及Willey譜庫檢索進行定性分析，保留時間超過40 min的峰為無香氣的高沸點化合物，故被刪除。選取正相似度指數(shù)（similarity index，SI）和反相似度指數(shù)（reverse similarity index，RSI）均大于800的化合物進行分析，并標記為M；通過系類正構(gòu)烷烴標準物計算測定物質(zhì)的保留指數(shù)（retention index，RI），并與文獻對比標記為R，RI計算參照文獻[17]中方法。氣味描述通過嗅聞分析確定，嗅聞檢測器接口溫度200 ℃。用預(yù)處理后的樣品及標準香氣化合物對評價員反復(fù)培訓(xùn)后再進行樣品實驗。

定量：根據(jù)已知內(nèi)標2-甲基-3庚酮含量對揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進行定量分析，并依據(jù)化合物的峰面積比值與含量成正比的原理，計算每一種風(fēng)味化合物相對于內(nèi)標化合物的含量，為排除含水量對風(fēng)味物質(zhì)影響，化合物含量以單位干基物質(zhì)計算，見公式（1）：

式中：C為測定揮發(fā)性化合物含量/（μg/kg）；Ax為測定揮發(fā)性化合物的峰面積/（AU·min）；C0為內(nèi)標物質(zhì)量濃度/（μg/μL）；V為內(nèi)標物進樣體積/μL；A0為添加的內(nèi)標物峰面積/（AU·min）；m為測定樣品質(zhì)量/g；W為樣品水分質(zhì)量分數(shù)/%。

1.3.4.3 OAV計算

OAV計算方法參考文獻[8]中方法，見公式（2）：

式中：C為測定揮發(fā)性化合物含量/（μg/kg）；T為同物質(zhì)在水介質(zhì)中的覺察閾值/（μg/kg）。

1.3.5 丙二醛測定

根據(jù)GB 5009.181—2016《食品中丙二醛的測定》[18]的第二法測定。

1.3.6 感官評價

參照GB/T 22210—2008《肉與肉制品感官評定規(guī)范》[19]制定感官評分標準，選取10 名食品專業(yè)技術(shù)人員，組成感官評價小組，并對小組成員進行風(fēng)味相關(guān)知識和氣味辨別培訓(xùn)，以保證對風(fēng)味特征達成共識。感官評價實行10 分制原則，根據(jù)喜好度逐漸增強采取1～4、5～7、8～10 分的分段式評分規(guī)則，以不同評分項和為標準，取10 位評價員評分平均值，評分標準見表1。

表1 感官評價標準Table 1 Sensory evaluation criteria

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010進行平均值、標準偏差計算及繪圖；利用SPSS Statistics 21.0對數(shù)據(jù)進行Duncan’s multiple range test分析，P＜0.05，差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理醬牛肉樣品中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)鑒定結(jié)果

不同組樣品（N 0～N 5）水分質(zhì)量分數(shù)分別為63.17%、65.80%、66.12%、68.09%、69.68%、69.35%）。從表2可看出，不同處理組樣品中檢測出的風(fēng)味化合物種類分別為52、49、51、51、51、46 種。

2.1.1 烴類物質(zhì)

從表2可以看出，不同處理組樣品中烷烴類物質(zhì)以正己烷含量最高，此類物質(zhì)主要由脂肪酸烷氧自由基均裂產(chǎn)生，其中正構(gòu)烷烴可能由脂肪的自動氧化產(chǎn)生，支鏈烷烴則由支鏈脂肪酸氧化產(chǎn)生[20]；烯烴類以d-檸檬烯及γ-松油烯含量較高。從表2還可以看出，不同加水量樣品組烴類物質(zhì)總含量，N1組樣品中烴類物質(zhì)含量最高，N5組樣品中烴類物質(zhì)含量最低，但烴類物質(zhì)覺察閾值一般較高，對風(fēng)味貢獻不明顯。

2.1.2 芳香族類物質(zhì)分析

不同樣品組中均檢測出4 種同類芳香族化合物，其中N0及N1組含量較高，分別為50.32 μg/kg及45.81 μg/kg，兩者無顯著性差異（P＞0.05），但顯著高于其他樣品組中芳香族類物質(zhì)含量，N5組中芳香族類物質(zhì)總含量最少，為16.55 μg/kg。苯類物質(zhì)同烷烴類一樣具有較高的覺察閾值，對樣品風(fēng)味貢獻不明顯，但同某些烷烴一樣可能是雜環(huán)類化合物形成的中間體，故其對提高肉類產(chǎn)品整體風(fēng)味仍有重要作用。

2.1.3 醛類物質(zhì)

醛類物質(zhì)是肉制品重要風(fēng)味物質(zhì)，從表2可看出，不同組處理樣品中醛類物質(zhì)種類及含量均為最多，隨樣品處理中加水量逐漸增多，醛類物質(zhì)總含量基本呈逐漸下降趨勢，N0和N1組中醛類物質(zhì)含量無顯著性差異，但這2組顯著（P＜0.05）高于其他樣品組，N4組醬牛肉中醛類物質(zhì)總含量為472.64 μg/kg，顯著高于N3及N5樣品組。肉類食品中揮發(fā)性醛類物質(zhì)主要源于脂肪氧化及降解，如壬醛為油酸的氧化產(chǎn)物[21]，此外，斯特雷克爾氨基酸反應(yīng)也會形成某些醛類物質(zhì)，如2-甲基丁醛來源于亮氨酸的斯特雷克爾氨基酸反應(yīng)[22]，苯甲醛則是苯丙氨酸的降解產(chǎn)物，肉豆蔻醛及肉桂醛則可能來源于香辛料。

2.1.4 酮類物質(zhì)

酮類化合物一部分來源于脂肪的氧化，也有來源于醇類物質(zhì)的氧化或酯類化合物的降解[23]。N2組樣品中酮類化合物總含量最高，為422.77 μg/kg，顯著高于其他組別中酮類物質(zhì)（P＜0.05），N5樣品中酮類物質(zhì)含量最低，為211.21 μg/kg，除N2、N5組，其他組別中酮類物質(zhì)含量之間無顯著性差異（P＞0.05）。不同組別中2,3-丁二酮、3-羥基-2-丁酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮及呋喃酮是主要呈味物質(zhì)。

表2 不同醬牛肉樣品中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量Table 2 Concentration of each class of volatile fl avor compounds from different spiced beef samples

續(xù)表2

2.1.5 酯類物質(zhì)及酸類物質(zhì)

不同處理組樣品中均檢測到2 種酯類化合物，部分樣品中檢測出乙酸及丁酸。酸類物質(zhì)可能來源于脂肪氧化降解，但其閾值相對較高故對風(fēng)味貢獻不大，所檢測出2 種酯類物質(zhì)也可能有酸類物質(zhì)與醇類物質(zhì)反應(yīng)生成，6 組樣品中酯類物質(zhì)含量基本呈逐漸降低趨勢。

2.1.6 酚類及醚類物質(zhì)

樣品中鑒定出酚類物質(zhì)僅有苯酚及甲基丁香酚，此類成分多來自于香辛料，從表2可看出，N4組樣品中甲基丁香酚含量顯著高于其他組別[24]。醚類物質(zhì)對肉制品風(fēng)味也具有重要作用，尤其是含有苯環(huán)的醚類化合物，多具有特殊香氣，鑒定出的3 種醚類物質(zhì)，茴香腦含量最高，是主要的風(fēng)味物質(zhì)。

2.1.7 醇類物質(zhì)

不同樣品中桉樹醇、4-萜烯醇及α-松油醇含量相對較高，N4組樣品總含量顯著高于其他組中醇類物質(zhì)含量（P＜0.05），所鑒定出的醇類物質(zhì)可能來源于香辛料。

2.1.8 其他類物質(zhì)

不同樣品中檢測出多種雜環(huán)類化合物，此類物質(zhì)覺察閾值較低，對肉制品風(fēng)味貢獻較大，主要由可溶的或不可溶的蛋白質(zhì)同還原糖之間的美拉德反應(yīng)形成，也有的通過氨基酸的熱解和硫胺素的降解形成，多數(shù)具有肉香[25]。雜環(huán)類化合物雖然含量不是很高，但對肉制品風(fēng)味具有重要作用。

2.2 不同處理醬牛肉樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)類別占比及丙二醛含量分析

從圖1可看出，醛類物質(zhì)及醚類物質(zhì)在樣品總成分中占比相對較高，其次是酮類物質(zhì)、醇類物質(zhì)、烴類物質(zhì)，其余幾種物質(zhì)占比相對較低。從不同樣品中含量可見，N4組中含量最高，N0組與N1組含量相當(dāng)?？赡苁菨L揉過程中帶入水較多，攜帶入氧促進脂肪適度氧化進而致使其風(fēng)味物質(zhì)總含量較高。從圖2也發(fā)現(xiàn)，N4組丙二醛含量顯著高于其他組別（P＜0.05），說明該組樣品脂肪氧化程度較高，眾所周知，脂肪氧化對形成風(fēng)味成分具有重要作用，通過對丙二醛分析可發(fā)現(xiàn)其氧化程度與風(fēng)味物質(zhì)含量變化趨勢一致，說明不同加水量進行滾揉腌制會對產(chǎn)品氧化程度有一定影響，進而可能影響總體揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。

圖1 不同處理組醬牛肉揮發(fā)性物質(zhì)占比Fig. 1 Proportion of each class of volatile fl avor compounds from different spiced beef samples

圖2 不同處理組醬牛肉丙二醛含量Fig. 2 Malondialdehyde contents of different spiced beef samples

2.3 不同處理醬牛肉樣品OAV分析

表3 不同醬牛肉樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)OVATable 3 OAVs of volatile compounds in different spiced beef samples

表3列出了OAV大于1的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，此類物質(zhì)覺察閾值相對較低，對產(chǎn)品風(fēng)味貢獻較大。從表3可看出，N0～N5組中各有15、14、13、12、12、12 種對醬牛肉風(fēng)味貢獻較大的化合物。從數(shù)值上看不同加水量處理對樣品OAV有不同影響，其中，N2樣品中OAV相對較高，其次是N3樣品及N1樣品，所有化合物中糠基硫醇OAV最高，一般認為此物質(zhì)為牛肉的特征風(fēng)味之一，其值越高說明牛肉的肉香味越濃。芳樟醇的OAV也相對較高，說明該物質(zhì)對醬牛肉風(fēng)味也有重要貢獻，2,3-丁二酮也是牛肉的特征風(fēng)味之一，有類似牛肉脂肪香氣，該物質(zhì)在處理樣品中隨加水量增多其貢獻值基本呈逐漸降低趨勢。此外從表3可看出，醛類物質(zhì)種類最多，說明醬牛肉樣品中醛類物質(zhì)是對最終風(fēng)味有重要貢獻的物質(zhì)。

2.4 不同處理醬牛肉樣品感官評價結(jié)果

圖3 不同處理組醬牛肉感官評分Fig. 3 Sensory scores for aroma and off-f l avor of different spiced beef samples

從圖3可以看出，N2樣品中牛肉評分較高，N0及N3樣品組中牛肉香氣接近，N1同N4樣品牛肉香氣接近，香辛料香氣指標中除N5組樣品評分較低外，其他組別評分較為接近，N2及N4組相對略高，異味感評價中N0～N3組樣品評分較高，即說明無明顯異味，N5組樣品異味感評分相對較低，可能是由于產(chǎn)品由于加入水量較多，加工過程中香氣被稀釋，從而香氣成分相對較少，進而某些過熱味成分相對凸顯導(dǎo)致評分較低。將感官評價同OAV分析相結(jié)合發(fā)現(xiàn)N2及N3組樣品相對獲得較好的風(fēng)味。

3 結(jié) 論

通過對不同加水量滾揉腌制的醬牛肉進行揮發(fā)性風(fēng)味成分分析，隨加水量逐漸增多的N0～N5六組樣品中分別檢測出揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)52、49、51、51、51、46 種，其中醛類、醚類、酮類、醇類、烴類物質(zhì)含量較高。隨加工中加水量逐漸增加，總揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量基本呈相對降低趨勢，但N4組中含量最高，可能與其氧化值較高相關(guān)，其次是N0組與N1組，兩種總含量相當(dāng)。6 組樣品中OAV大于1的風(fēng)味物質(zhì)分別有15、14、13、12、12、12 種，醛類物質(zhì)是醬牛肉產(chǎn)品中貢獻種類最多的物質(zhì)，其次是酮類物質(zhì)，其中，糠基硫醇貢獻率最大，為牛肉重要特征風(fēng)味之一。結(jié)合感官評價結(jié)果，說明醬牛肉在加工過程中經(jīng)不同加水量滾揉腌制對產(chǎn)品風(fēng)味有重要影響，加水量10%進行滾揉腌制可獲得最濃郁的香氣。