感官評價和GC-MS結(jié)合偏最小二乘回歸法分析酚類化合物對臘肉煙熏風(fēng)味的貢獻(xiàn)

王洪偉，索化夷,張玉，闞建全*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400715) 2(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室(重慶)，重慶，400715)

煙熏作為一種古老的食物保存方法，被廣泛地應(yīng)用在肉類、水產(chǎn)品等食品的生產(chǎn)加工中。煙熏工藝可以使食品脫水，賦予特殊的香味，改善顏色，并且有一定的殺菌防腐和抗氧化作用[1]。煙熏工藝賦予食品的煙熏風(fēng)味是煙味、灰燼味、木味、焦味等綜合風(fēng)味[2]，能影響消費(fèi)者對食品的偏愛程度[3]。例如為玉米粥賦予煙熏風(fēng)味以及具有較強(qiáng)煙熏風(fēng)味特征的干腌火腿更易獲得消費(fèi)者的青睞[4-5]。

煙熏風(fēng)味的形成是因為食品吸附了煙熏材料加熱分解產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)。煙熏材料燃燒過程中產(chǎn)生的化學(xué)成分多達(dá)幾百種，其中木質(zhì)素?zé)峤馍傻闹饕镔|(zhì)為酚類，纖維素主要的熱解產(chǎn)物為糠醛、呋喃酮和糠醇等呋喃類物質(zhì)，半纖維素?zé)峤猱a(chǎn)物中酮類和呋喃類物質(zhì)含量較高[6-8]。酚類化合物通常被認(rèn)為是煙熏風(fēng)味的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)[9-11]，酚類化合物的種類和含量在煙熏之后都會增加[12-14]。通過GC-O分析發(fā)現(xiàn)，臘肉[15]、煙熏鮭魚[16]和煙熏液[17]中的酚類化合物大多具有煙熏風(fēng)味特征。KOSOWSKA等[18]和MAJCHER等[19]分別對波蘭傳統(tǒng)熏肉和波蘭母羊乳酪Oscypek進(jìn)行香氣提取物稀釋分析(aroma extract dilution analysis, AEDA)，結(jié)果表明，酚類化合物的稀釋因子(flavor dilution factor，F(xiàn)D)最大，酚類化合物大多也被描述為具有煙味、焦味、刺鼻、酚味等風(fēng)味特征。WANG等[20]通過感官評價發(fā)現(xiàn)煙熏食品中的酚類化合物大多在低濃度產(chǎn)生煙熏風(fēng)味。葡萄也能吸附野火燃燒產(chǎn)生的酚類化合物，然后轉(zhuǎn)化為糖基化酚類，從而使葡萄酒具有煙熏風(fēng)味[21-23]。

近年來，GC-MS結(jié)合化學(xué)計量學(xué)在風(fēng)味物質(zhì)的研究中得到了廣泛的應(yīng)用。牛云蔚[24]利用PLSR分析了不同發(fā)酵工藝參數(shù)對特征香氣物質(zhì)和特征呈味物質(zhì)形成的貢獻(xiàn)，并優(yōu)化了發(fā)酵工藝，計算出了特征香氣物質(zhì)含量和呈味物質(zhì)含量的預(yù)測方程。XIAO等[25]通過PLSR法建立了不同產(chǎn)地的薰衣草精油樣品、香氣成分和感官屬性之間的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)檸檬烯、芳樟醇、乙酸芳樟酯、樟腦是薰衣草精油的特征香氣物質(zhì)。目前，結(jié)合PLSR來分析煙熏食品中的揮發(fā)性成分對風(fēng)味貢獻(xiàn)的研究還很少。

臘肉是最具代表性的中國傳統(tǒng)肉制品之一，是將原料肉用食鹽、硝酸鹽、糖以及香料腌制后，再經(jīng)烘烤、煙熏、晾曬等工藝加工而成的生肉類制品[26]。臘肉按制作工藝的不同可以分為風(fēng)干臘肉和煙熏臘肉，前者主要是廣東臘肉，后者包括湖南臘肉和四川臘肉等。本試驗選擇煙熏臘肉和風(fēng)干臘肉作為研究對象，分別采用定量描述分析(quantitative descriptive analysis，QDA)法描述了臘肉的氣味特征和SPME-GC-MS法分析了臘肉的揮發(fā)性成分，然后通過PLSR建立臘肉的氣味特征與揮發(fā)性成分之間的聯(lián)系，從而探討酚類化合物對臘肉煙熏風(fēng)味的貢獻(xiàn)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

6種煙熏臘肉，編號為S1～S6，其中S1～ S3產(chǎn)自四川、S4產(chǎn)自重慶，S5和S6產(chǎn)自湖南； 2種風(fēng)干臘肉，編號為NS1和NS2，均產(chǎn)自廣東。

鄰二氯苯，色譜純，阿拉丁試劑公司。

1.2 儀器與設(shè)備

7890A/5750 GC-MS聯(lián)用儀、HP-5MS氣相毛細(xì)管柱，美國Agilent公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭，美國Supelco公司；JJ-2型組織搗碎勻漿機(jī)，江蘇省金壇市金南儀器廠；FA2004分析天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司；HH-S6數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州普天儀器制造有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 感官評價

3位隨機(jī)數(shù)字編碼的臘肉樣品以隨機(jī)的順序呈送給感官評價小組。感官評價小組經(jīng)過120 h的培訓(xùn)，包括感官分析技能、感官記憶、感官描述詞詞義、感官尺度等內(nèi)容。培訓(xùn)合格的感官評價小組曾對蒸蛋糕[27]、怪味胡豆[28]、酸奶[29-30]等多種食品進(jìn)行過定量描述分析。將WANG等[31]建立的臘肉氣味描述詞、參比樣與臘肉樣品一起呈送給感官評價員進(jìn)行評價。每個感官評價員先單獨(dú)使用15點(diǎn)尺度對臘肉的氣味特征進(jìn)行評價，然后通過討論得到一致性評價結(jié)果。評價過程中，感官評價員可以通過嗅聞濕熱的毛巾緩解嗅覺疲勞。評價一個樣品后，感官評價員休息10 min后再評價下一個樣品。

1.3.2 SPME-GC-MS分析

參考XIE等[32]和常海軍等[33]的方法提取臘肉中的揮發(fā)性成分，略作修改。將3 g臘肉樣品加入20 mL頂空進(jìn)樣瓶中，添加20 μL內(nèi)標(biāo)(15 μg/mL鄰二氯苯)，用瓶蓋密封。將頂空進(jìn)樣瓶放入到50 ℃恒溫水浴鍋中平衡20 min后，插入活化好的SPME萃取頭DVB/CAR/PDMS，在50 ℃下萃取30 min，萃取過程中保持振蕩，萃取結(jié)束后在GC進(jìn)樣口解析5 min。萃取頭首次使用時，在280 ℃下老化1 h。連續(xù)做樣過程中，2個樣品之間萃取頭應(yīng)在280 ℃下老化10 min，以防止樣品間相互污染。

氣相色譜-質(zhì)譜條件：HP-5MS毛細(xì)色譜分析柱(30 m×250 μm，0.25 μm)，載氣為高純He(1 mL/min)。采用電子轟擊電離(EI)離子源，電子能量70 eV，離子掃描范圍40～450m/z，掃描速度3.00 scans/s，離子源溫度230 ℃。

程序升溫條件：起始溫度40 ℃，保持2 min，以 2 ℃/min升到 110 ℃，保持 2 min，以2 ℃/min升至140 ℃，保持2 min，以3 ℃/min升至200 ℃，以20 ℃/min升至280 ℃。

參考各種化合物的保留時間，與自帶數(shù)據(jù)庫檢索匹配進(jìn)行定性分析；采用內(nèi)標(biāo)法對臘肉中的揮發(fā)性成分進(jìn)行半定量分析。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用XLSTAT 2016.02對臘肉氣味的定量描述分析數(shù)據(jù)和揮發(fā)性成分含量進(jìn)行PLSR分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評價結(jié)果

感官評價小組按WANG等[31]建立的煙味、木味、灰燼味、刺鼻、甜香、酒味、醬味、肉味、蒸煮味、酸香、腌制味、油味和哈喇味等13個感官描述詞來描述臘肉的氣味特征，感官描述詞的定義和參比樣見表1。臘肉氣味中的煙味、木味、灰燼味、刺鼻等4個感官特征都屬于煙熏風(fēng)味。

表1 臘肉氣味的感官描述詞Table 1 The lexicon for odor attributes of Chinese traditional Bacon

續(xù)表1

感官描述詞定義參比樣酸香一種與酸味物質(zhì)相關(guān)的氣味康師傅老壇酸菜方便面酸菜調(diào)料包=9將半包酸菜調(diào)料放入250 mL白蘭地杯中,蓋上表面皿甜香一種與甜味物質(zhì)相關(guān)的氣味0.2%(質(zhì)量濃度)香蘭素溶液=5.0將30 mL的0.2%香蘭素溶液倒入250 mL白蘭地杯中,蓋上表面皿肉味一種與肉或肉湯相關(guān)的氣味煮豬肉=12將豬五花肉焯水去掉血水后,放入沸水煮30 min,然后切成0.5 cm厚的薄片,將3片肉片放入250 mL白蘭地杯中,蓋上表面皿腌制味肉類經(jīng)過腌制后產(chǎn)生的氣味總稱,包括甜味、咸味、煙味、酒和香辛料味等雨潤勁火腿=10火腿切成0.5 cm厚的薄片,將3片火腿放入250 mL白蘭地杯中,蓋上表面皿蒸煮味肉經(jīng)加熱或蒸煮過程中產(chǎn)生的風(fēng)味煮豬肉=8將豬五花肉焯水去掉血水后,放入沸水煮30 min,然后切成0.5 cm厚的薄片,將3片肉片放入250 mL白蘭地杯中,蓋上表面皿醬味一種與發(fā)酵豆制品如醬油,豆醬等相關(guān)的氣味,往往具有咸、發(fā)酵味、豆味等氣味特征李錦記錦珍生抽醬油=9將50 mL生抽和50 mL水混合后倒入250 mL白蘭地杯中,蓋上表面皿酒味由谷物發(fā)酵而得的酒產(chǎn)生的一種以乙醇為主體的混合氣味特征古藺郎酒(45 °)=12將30 mL酒倒入250 mL白蘭地杯中,蓋上表面皿熱油味油在加熱后產(chǎn)生的一種氣味長壽花玉米油=4油在60 ℃的烘箱中放置4 d。將30 mL油倒入250 mL白蘭地杯中,蓋上表面皿哈喇味一種與脂肪和油氧化相關(guān)的氣味,也稱酸敗味長壽花玉米油=4油在微波爐用高火加熱3 min。將20 mL油倒入一次性30 mL帶蓋塑料杯中

感官評價小組使用15點(diǎn)尺度對臘肉樣品的13個氣味特征進(jìn)行了定量描述分析，得到了臘肉的氣味剖面圖，結(jié)果見圖1。從圖1可以看出，2種廣東臘肉的氣味特征具有相似性，但6個煙熏臘肉的氣味相似度較差。

圖1 臘肉氣味剖面圖Fig.1 Odor profile of Chinese bacon

2.2 臘肉中揮發(fā)性成分組成分析

從6個煙熏臘肉樣品鑒定出苯酚、2-甲基苯酚、4-甲基苯酚、2-乙基苯酚、3-乙基苯酚、2,4-二甲基苯酚等6種烷基酚類，愈創(chuàng)木酚、4-甲氧基苯酚、3-甲基愈創(chuàng)木酚、4-甲基愈創(chuàng)木酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚、4-烯丙基愈創(chuàng)木酚等6種愈創(chuàng)木基型酚類，未鑒定出紫丁香基型酚類，其組成及含量見表2。蒲丹丹等[15，33-35]也未在煙熏臘肉中檢測到紫丁香基型酚類，但李林等[36-38]分別在四川臘肉和湖南臘肉中鑒定出紫丁香基型酚類——2，6-二甲氧基苯酚。

所有的煙熏臘肉中都含有愈創(chuàng)木酚和4-甲基愈創(chuàng)木酚；4個煙熏臘肉中含有苯酚、2-甲基苯酚、4-甲基苯酚和4-乙基愈創(chuàng)木酚；而2-乙基苯酚、2,4-二甲基苯酚和4-烯丙基愈創(chuàng)木酚則只在1個樣品中被鑒別出來。通過對不同濃度的酚類化合物的定量描述結(jié)果進(jìn)行分析，這些酚類化合物大多具有煙熏風(fēng)味特征[20]。2個廣東臘肉中均未檢出酚類化合物，許鵬麗等[39]和郭昕等[40]也沒有在廣東臘肉中檢出酚類化合物。蒲丹丹等[15]用SDE-GC-MS法在熟廣東臘肉中檢測到了愈創(chuàng)木酚，但相對含量僅0.412%。通過對臘肉不同加工階段的揮發(fā)物進(jìn)行分析，酚類化合物一般是在煙熏之后才會出現(xiàn)[35-36]。

2.3 臘肉中揮發(fā)性成分與感官屬性的相關(guān)性分析

以2個及以上臘肉樣品中出現(xiàn)的40種揮發(fā)性成分作為自變量，通過感官定量描述分析得到13個臘肉氣味描述詞的強(qiáng)度作為因變量進(jìn)行PLSR分析，結(jié)果見圖2。煙味、木味、灰燼味和嗆鼻等煙熏風(fēng)味特征都位于第一象限，而且相對距離較近，其他氣味特征則位于第二、三象限。除了4-甲氧基苯酚位于第四象限外，其他酚類化合物都位于第一象限，說明這些酚類化合物對臘肉中的煙熏風(fēng)味特征有較大的貢獻(xiàn)。WANG等[41]發(fā)現(xiàn)將2種具有煙熏風(fēng)味特征的酚

表2 臘肉中的揮發(fā)性酚類化合物Table 2 Volatile phenolic compounds identified in Chinese bacon

注：“-”表示該物質(zhì)在樣品中未檢出。

X-香氣成分;Y-感官屬性;Obs-樣品圖2 臘肉樣品、香氣成分與感官屬性的PLSR圖Fig.2 PLSR plot of Chinese bacon samples, aromacomponents and sensory attributes

類化合物混合，混合物的氣味特征和強(qiáng)度都會發(fā)生不規(guī)則的變化。因此在研究臘肉煙熏風(fēng)味特征時，需要考慮到這些酚類化合物之間的相互作用。

3 結(jié)論

通過HSDE-GC-MS技術(shù)從6個煙熏臘肉樣品中鑒定出了12種酚類化合物，非煙熏的廣東臘肉中未鑒定出酚類化合物。每個煙熏臘肉樣品中分別含有3～10種酚類化合物，種類和含量上都存在較大的差異。通過PLSR分析發(fā)現(xiàn)，苯酚、2-甲基苯酚、愈創(chuàng)木酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚等酚類化合物都與臘肉中的煙味、木味、灰燼味和嗆鼻等煙熏風(fēng)味特征相關(guān)，但4-甲氧基苯酚與臘肉煙熏風(fēng)味的相關(guān)性較小。