烹制時間對獅子頭營養(yǎng)品質(zhì)和揮發(fā)性風味物質(zhì)的影響

朱文政，徐艷，劉薇，王秋玉，沙文軒，周曉燕*，楊章平

1(揚州大學 旅游烹飪學院，江蘇 揚州，225127)2(江蘇省淮揚菜產(chǎn)業(yè)化工程中心，江蘇 揚州，225127)3(揚州大學 動物科學與技術(shù)學院，江蘇 揚州，225009)

獅子頭是中華傳統(tǒng)名菜，因其形態(tài)飽滿，猶如雄獅之首，故名“獅子頭”。獅子頭選擇豬五花肋條肉，肥瘦相間比例在1∶1，其纖維細、含水量大[1-2]。獅子頭營養(yǎng)豐富，口感滑嫩、肥而不膩、入口即化，尤其風味芳香誘人。風味是評價獅子頭感官品質(zhì)重要的指標之一，風味的優(yōu)劣程度直接影響消費者對產(chǎn)品的選擇，良好的風味將對獅子頭產(chǎn)品品質(zhì)有著積極影響。獅子頭風味的形成，與烹飪制作過程中的原料選擇、加工方式、烹制時間以及輔料添加等因素有著密切關(guān)系。

目前關(guān)于獅子頭的研究主要集中在感官與品質(zhì)參數(shù)、工藝優(yōu)化、營養(yǎng)成分分析以及風味對比等研究。周曉燕等[2]研究了獅子頭制作過程中輔料和加熱時間對獅子頭口感和工藝參數(shù)的影響。唐建華等[3]對清燉獅子頭采用正交試驗優(yōu)化其最佳工藝，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加熱時間對獅子頭的口感顯著。鮑會梅等[4]通過感官評價法研究獅子頭制作過程中肥瘦肉比和燉制時間對其品質(zhì)的影響。張志剛等[5]研究了獅子頭在低溫貯藏過程中的質(zhì)構(gòu)、硫代巴比妥酸值、羰基含量和總揮發(fā)性鹽基氮等指標的變化。孟舒雨等[6]運用感官評分和電子鼻技術(shù)對獅子頭風味特征進行研究，發(fā)現(xiàn)香辛料等輔料是造成產(chǎn)品風味差異的主要因素。然而，目前烹制時間因素對獅子頭揮發(fā)性風味物質(zhì)的影響研究還未見報道。

本文以獅子頭為研究對象，研究了獅子頭在烹制過程中基礎(chǔ)營養(yǎng)成分、卡路里熱量、色澤、質(zhì)構(gòu)和嫩度指標，運用固相微萃取(solidphase microextraction， SPME)結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)聯(lián)用技術(shù)[7]，采用內(nèi)標法，研究不同烹制時間獅子頭揮發(fā)性風味物質(zhì)的含量，為獅子頭的工業(yè)化生產(chǎn)和風味評價提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬五花肉(三元豬)、雞蛋、馬鈴薯淀粉(風車牌)、料酒(古越龍山品牌)、食鹽，揚州麥德龍超市。

石油醚、氫氧化鈉、硫酸銅、硫酸鉀、鹽酸、硼酸、濃硫酸，均為分析純，揚州市廣寧器化玻有限公司；辛酸甲酯標準品，美國Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BS2SS電子分析天平，北京賽多利斯計量儀器有限公司；C21S-C2170九陽電子爐，九陽股份有限公司；NH310高品質(zhì)便攜式電腦色差儀，深圳市三恩時科技有限公司；C-LM2肌肉嫩度儀，北京朋利馳科技有限公司；SE-A6全自動脂肪測定儀，濟南阿爾瓦儀器有限公司；KDN-20C消化爐、KDN-1000自動凱氏定氮儀，上海昕瑞儀器儀表有限公司；HH-4A恒溫水浴鍋，國華電器有限公司；TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀，美國FTC公司；CA-HM卡路里分析儀，日本JWP公司；CarboxenTM/聚二甲基硅氧烷萃取頭(75 μm)、57330-U手動固相微萃取進樣器，美國Supelco公司；Trace DSQ Ⅱ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Thermo公司。

1.3 樣品制備

獅子頭加工工藝[8]：將1.0 kg豬五花肉洗凈瀝干，放入冰箱(-20 ℃)冷凍2 h，取出切成石榴米狀，然后加入雞蛋2個、蔥末10 g、姜末10 g、淀粉15 g、食鹽2 g、蔥姜料酒水120 g，按順時針方向攪拌均勻，使其上勁形成凝膠，放入冷藏冰箱(4 ℃)靜置1 h，稱取規(guī)格為90 g/個，使用雙手前手掌心摜摔成圓形，然后入沸水鍋中加熱，待其固定成型時轉(zhuǎn)置入燉鍋內(nèi)；先用1 000 W將燉鍋中湯汁燒沸騰，然后將功率調(diào)節(jié)為200 W繼續(xù)加熱至120 min。根據(jù)獅子頭關(guān)鍵步驟，設(shè)置采樣點：原料肉、定型階段、放入砂鍋后燉煮過程中每30 min采樣。每次取3個平行樣，用吸水紙去除樣品獅子頭表面湯汁等，冷卻置于-80 ℃保存，待測。

1.4 營養(yǎng)成分測定

1.4.1 水分含量的測定

參考GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》，采用干燥法。

1.4.2 蛋白質(zhì)含量的測定

參考GB 5009.05—2010《食品中蛋白質(zhì)的測定》，采用凱氏定氮法。

1.4.3 脂肪含量的測定

參考GB 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》，采用全自動脂肪測定法。

1.5 食用品質(zhì)測定

1.5.1 顏色測定

在獅子頭加工的各個階段取樣，對肥肉、瘦肉、肥瘦相間3個部位分別進行切割和測定。采用便攜式色差儀測定獅子頭表面肥、瘦和肥瘦相間部位的L*、a*和b*值，色差儀經(jīng)標準白板校正后，將色差儀測試鏡頭垂直置于待測樣品表面，鏡口緊扣樣品表面，樣品測定重復3次。

1.5.2 質(zhì)構(gòu)測定

將獅子頭各個階段的樣品，切割成4 cm×1.5 cm×3.5 cm規(guī)格的塊狀，在質(zhì)地多面剖析(texture profile analysis，TPA)模式下，使用P36R探頭，TPA測試參數(shù)設(shè)定為：測前速率2.0 mm/s，測試速率1.5 mm/s，測試后速率5.0 mm/s，壓縮程度40%，停留時間5 s，每個樣品測試3次。

1.5.3 嫩度測定

采用C-LM2肌肉嫩度儀對獅子頭樣品進行測定。用直徑1.27 cm的圓形取樣器沿獅子頭中間部位方向鉆取肉樣，樣品長度不少于2.5 cm，取樣位置應(yīng)距離樣品邊緣不少于5 mm，兩個取樣的邊緣間距不少于5 mm，每組測試樣品3個。

1.6 揮發(fā)性風味物質(zhì)測定

參考周惠健等[9]測定方法：將獅子頭樣品解凍后，迅速切碎成肉末，準確稱取10.0 g樣品置于200 mL萃取瓶中，并加入辛酸甲酯內(nèi)標，以封口膜立即密封瓶口。將經(jīng)250 ℃老化40 min后的萃取頭穿過頂空瓶口的橡膠密封塞、插入到萃取瓶中，然后在60 ℃水浴加熱條件下頂空萃取40 min，萃取結(jié)束后迅速拔出萃取頭插入氣質(zhì)聯(lián)用儀進樣口，啟動氣質(zhì)聯(lián)用儀采集數(shù)據(jù)并進行分析、鑒定。色譜條件：色譜柱為TG-WAXMS石英石毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；升溫程序：起始溫度40 ℃，保持1 min，以5 ℃/min升到100 ℃，再以8 ℃/min升到240 ℃，保持5 min；載氣(He)、流量1 mL/min；進樣口在不分流進樣1 μL模式操作；質(zhì)譜條件：離子源溫度250 ℃；電離方式EI；電子能量70eV；質(zhì)量掃描范圍：30～500 u。

根據(jù)檢索庫(NIST 2011)進行化合物的質(zhì)譜分析鑒定，在檢測出的揮發(fā)性風味成分中篩選出正匹配度和逆匹配度均大于800的化合物。定量方法：在頂空微萃取之前添加60 μL 0.012 66 mg/mL的辛酸甲酯內(nèi)標，待測樣品中揮發(fā)性風味物質(zhì)含量根據(jù)峰面積之比進行計算，計算如公式(1)所示：

(1)

1.7 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)采用Origin 8.0和SPSS 17.0軟件進行數(shù)據(jù)分析，實驗結(jié)果數(shù)據(jù)以平均值±標準差表示，以P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 獅子頭烹制過程中主要營養(yǎng)指標變化

由表1可知，隨著烹制時間的延長，獅子頭水分含量呈顯著增長趨勢(P<0.05)。烹制時間對獅子頭中脂肪含量影響較小，與原料肉相比，烹至120 min時獅子頭中脂肪含量降低了17.97%，這與脂肪在長時間燉煮過程中容易降解為揮發(fā)性風味物質(zhì)有關(guān)[10]。在烹制過程中獅子頭蛋白質(zhì)含量變化較小且不顯著。在卡路里熱量值分析方面，經(jīng)過烹制的獅子頭比原料肉中的卡路里熱量值降低了41.04%。

表1 獅子頭烹制過程中主要營養(yǎng)與熱量指標變化Table 1 Changes in nutrition and calories of Shizitou (meat ball) during cooking

2.2 獅子頭加工過程中主要食用品質(zhì)變化

2.2.1 獅子頭烹制過程中顏色變化

色澤是影響消費者選擇與評價食物的重要指標之一。由表2可以看出，獅子頭烹制后肥、瘦和肥瘦相間部位的L*值變化顯著(P<0.05)。獅子頭肥肉部位L*值變化呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，瘦肉部位L*值呈現(xiàn)先升高再降低，烹至90 min時呈增加趨勢。由于高溫作用，豬五花肉中蛋白質(zhì)受熱導致焦糖化反應(yīng)和美拉德反應(yīng)，產(chǎn)生一定程度的褐變反應(yīng)[11]。隨著烹制時間和溫度的變化，豬肉因氧化反應(yīng)產(chǎn)生自由基從而促進高鐵肌紅蛋白的積累，肌紅蛋白的自動氧化從而發(fā)生褐變[12]。

表2 獅子頭烹制過程中L*、a*、b*值的變化Table 2 Changes of L*, a* and b* values of Shizitou (meat ball) during processing

代表紅色度的a*值更具有表征肉品色澤的價值。獅子頭在烹制過程中，肥肉部位a*值總體呈現(xiàn)緩慢降低趨勢，而瘦肉部位呈現(xiàn)增加趨勢(P<0.05)。隨著溫度的升高，瘦肉部分纖維結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，蛋白質(zhì)發(fā)生變性和凝集，亞鐵血紅素被取代，導致影響a*值的高鐵肌紅蛋白色素等的明顯增加[13]。此外，獅子頭顏色的變化與五花肉原色、輔料、調(diào)料以及烹飪熱處理對五花肉營養(yǎng)物質(zhì)的影響有關(guān)。

2.2.2 獅子頭烹制過程中質(zhì)構(gòu)與嫩度變化

由表3和圖1得知，烹制時間對獅子頭的硬度、彈性、膠黏性、咀嚼性和嫩度影響顯著(P<0.05)，尤其咀嚼性變化明顯。獅子頭的硬度、膠黏性和咀嚼性等指標顯著降低，而彈性呈增加趨勢。豬肉的彈性和黏聚性一般由肉的水分、彈性蛋白、膠原蛋白和肌纖維的本身屬性及相互作用決定。長時間熱處理會使肉中的膠原蛋白溶解，降低膠原蛋白分子間的交聯(lián)作用，導致肌原纖維蛋白的流失、剪切力下降[14-15]。烹飪加熱過程對肉品的嫩度影響很大，特別是燉煮過程中采用一段低溫長時加熱有利于其嫩度的保持[16]。肉的嫩度可以通過剪切力的大小來表征。獅子頭的硬度受烹制工藝的影響較大，同時也與其肌肉自身組分含量相關(guān)。烹制時間對獅子頭的食用品質(zhì)產(chǎn)生了顯著影響(P<0.05)，這與VASANTHI等[17]研究烹制時間可以增加水煮牛肉的嫩度試驗結(jié)果相一致。

表3 獅子頭烹制過程中質(zhì)構(gòu)變化Table 3 Changes in texture of Shizitou (meat ball) during cooking

圖1 獅子頭烹制過程中嫩度的變化Fig.1 Changes in tenderness of Shizitou(meat ball) during cooking注：不同字母表示差異顯著(P<0.05)

2.3 獅子頭烹制過程中揮發(fā)性風味物質(zhì)變化

獅子頭經(jīng)不同烹制時間后其揮發(fā)性風味化合物的含量見表4。烹制過程中不同種類揮發(fā)性風味化合物數(shù)量變化見圖2。SPME-GC-MS分析結(jié)果表明，烹制120 min時獅子頭檢出的揮發(fā)性風味物質(zhì)種類最多，共分離鑒定出揮發(fā)性風味物質(zhì)76種，其中醛類物質(zhì)9種，酯類物質(zhì)14種，烴類物質(zhì)22種，醇類物質(zhì)8種，醚類物質(zhì)3種，酮類物質(zhì)4種，酸類物質(zhì)9種，其他類物質(zhì)7種。烹飪過程中，豬肉中的瘦肉組織和脂肪組織發(fā)生一系列復雜的熱誘導反應(yīng)[18]。隨著烹制溫度的升高，脂質(zhì)氧化發(fā)生的同時，揮發(fā)性化合物也伴隨產(chǎn)生，這說明脂肪氧化產(chǎn)生的化合物對熟肉的風味有很大的影響[19]。

圖2 獅子頭烹制過程中風味物質(zhì)數(shù)量Fig.2 The amount of flavor substances during the cooking process of Shizitou(meat ball)

表4 獅子頭烹制過程中的揮發(fā)性風味物質(zhì)組成 單位：mg/kgTable 4 Composition of volatile flavor substances in Shizitou (meat ball) processing

續(xù)表4

醛類物質(zhì)主要來源于豬肉脂肪組織的氧化分解[20]，具有較強的揮發(fā)性，是構(gòu)成加熱后肉制品主要的風味物質(zhì)之一[21]。壬醛和己醛是獅子頭中最要的揮發(fā)性風味物質(zhì)。烹制120 min時，壬醛含量達到3.58 mg/kg、己醛達到3.10 mg/kg，己醛具有清香的青草香，且該類醛類物質(zhì)的閾值也相對較低，己醛主要由亞油酸和花生四烯酸氧化產(chǎn)生[22]。從醛類物質(zhì)含量變化趨勢來看，醛類物質(zhì)的含量隨烹制時間延長呈上升趨勢。獅子頭在烹制過程中得到的烴類物質(zhì)，主要包括烷烴和烯烴大類。烷烴類物質(zhì)中，以癸烷、正己烷、十一烷含量較高。烴類物質(zhì)對風味貢獻不大，但烷烴及烯烴的協(xié)同作用可能對肉的風味有整體貢獻[23]。

醇類物質(zhì)也主要來源于脂肪的氧化分解[24]。采用SPME-GC-MS從獅子頭中共分離鑒定出8 種醇類物質(zhì)，其中含量較高的有3-丁炔-1-醇、5-氨基-1-戊醇、1-辛烯-3-醇物質(zhì)。烹制120 min時，3-丁炔-1-醇含量達到了5.44 mg/kg，5-氨基-1-戊醇達到10.85 mg/kg，1-辛烯-3-醇達到1.43 mg/kg，具有較強的油脂香味[25]。酮類物質(zhì)主要通過不飽和脂肪酸受熱氧化后降解產(chǎn)生[26]。在烹制過程中獅子頭共鑒定出4種酮類物質(zhì)。酸類物質(zhì)中，以蝶呤-6-羧酸、L-胱氨酸含量較高。烹制120 min時，其含量相對較低，分別為(6.67±7.59) mg/kg和(7.26±35.50) mg/kg，對獅子頭風味影響不顯著。酯類物質(zhì)主要由肌肉組織中脂質(zhì)氧化和游離脂肪酸之間的交互作用而產(chǎn)生[27]。從獅子頭中鑒定得到的酯類物質(zhì)來看，酯類物質(zhì)的種類少且含量占比較小。此外，獅子頭中分離鑒定出一定量的甲苯、呋喃類等風味物質(zhì)，其閾值相對較低，但對獅子頭主體風味影響較大。呋喃類物質(zhì)主要由脂質(zhì)氧化產(chǎn)生，獅子頭中檢測出的2-戊基呋喃，具有一定的甜香[28]，主要對獅子頭風味起到協(xié)調(diào)均衡的作用。獅子頭在烹制過程中，因其工藝條件和時間因素對獅子頭過程性的揮發(fā)性風味物質(zhì)的檢出產(chǎn)生了一定影響。

3 結(jié)論

本文研究了烹制時間(0、30、60、90和120 min)對獅子頭的基礎(chǔ)營養(yǎng)成分、色澤、質(zhì)構(gòu)特性、嫩度和揮發(fā)性風味成分的影響。烹制過程顯著增加了獅子頭中的水分含量(P<0.05)，與原料肉相比，烹至120 min時獅子頭中脂肪含量降低了17.97%，而蛋白質(zhì)含量變化較小且不顯著，獅子頭的卡路里熱量比原料肉中的熱量值降低了41.04%；獅子頭肥瘦部位L*值呈現(xiàn)先降低再升高趨勢，而瘦肉部位L*值呈現(xiàn)先升高再降低趨勢，而a*值總體呈現(xiàn)緩慢降低趨勢，瘦肉部位a*值呈顯著增加趨勢(P<0.05)。烹制時間有效地降低了獅子頭硬度值、嫩度值(P<0.05)。烹制120 min時，獅子頭達到口感嫩滑、入口即化的口腔狀態(tài)。實驗進一步利用SPME-GC-MS對獅子頭的揮發(fā)性風味物質(zhì)進行提取和分析檢測，共得到76種揮發(fā)性風味物質(zhì)，根據(jù)對不同類別的揮發(fā)性風味物質(zhì)進行定量分析，醛類、醇類是獅子頭主要揮發(fā)性物質(zhì)。本本主要探討了烹制時間對獅子頭營養(yǎng)品質(zhì)和揮發(fā)性風味物質(zhì)的影響，以期對獅子頭工業(yè)化產(chǎn)品的品質(zhì)調(diào)控和產(chǎn)品研發(fā)提供參考。