基于SPME-GC-O-MS 及質(zhì)構(gòu)分析對(duì)烤牛肉和植物蛋白肉的感官品質(zhì)探究

李學(xué)杰，宋煥祿，王中江，李 健,

（1.北京工商大學(xué)，北京市食品添加劑工程技術(shù)研究中心，北京 100048；2.北京工商大學(xué)，北京食品營(yíng)養(yǎng)與人類健康高精尖創(chuàng)新中心，北京 100048；3.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150038）

肉類被認(rèn)為是最優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)來(lái)源之一，它具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，并且在烹飪過(guò)程中可以散發(fā)出獨(dú)特的香氣，自古以來(lái)就是人們?nèi)粘ｏ嬍持胁豢苫蛉钡囊徊糠?。然而，近年?lái)受到資源、氣候、環(huán)境、倫理等問(wèn)題的制約，以及消費(fèi)者對(duì)于營(yíng)養(yǎng)、經(jīng)濟(jì)、健康食品的追求，食物供給系統(tǒng)正在向低肉類消費(fèi)轉(zhuǎn)變[1]。隨著食品科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的改變，出現(xiàn)了一些新型的肉類替代品[2]，它們被稱為人造肉、肉類似物、植物肉或仿制肉[3?4]。以大豆、豌豆、小麥等植物蛋白為基礎(chǔ)的植物蛋白肉，由于具有良好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和感官屬性，受到越來(lái)越多消費(fèi)者的青睞[5]。

植物蛋白肉經(jīng)過(guò)擠壓、剪切、紡絲等技術(shù)進(jìn)行組織化處理，產(chǎn)生類似肌肉的組織結(jié)構(gòu)，從而具有很多肉的特點(diǎn)（如可見(jiàn)纖維、咀嚼性、彈性、嫩度和多汁性等），食用時(shí)具有肉的口感[6]。風(fēng)味是食品的一種重要感官屬性，不僅可以反映食品的整體香氣和質(zhì)量特性，也是影響消費(fèi)者接受程度的重要因素[7]。為了獲得與動(dòng)物肉類似的風(fēng)味，植物蛋白肉生產(chǎn)過(guò)程中往往會(huì)添加一些肉味香精來(lái)提升其感官屬性；除此之外，一些植物來(lái)源的風(fēng)味成分，如植物水解蛋白（HVP）、酵母抽提物（YE）、天然香辛料等被添加到植物蛋白肉中以獲得與動(dòng)物肉類相似的風(fēng)味[8]。

近幾年，越來(lái)越多的公司致力于植物基肉類替代品的研發(fā)，其中最為著名的是美國(guó)的Beyond Meat 公司和Impossible Foods 公司。Beyond Meat作為世界上第一家上市的植物肉公司，他們以植物蛋白（主要是豌豆蛋白）為原料，添加氨基酸、脂類以及甜菜汁等，模仿肉類的外觀、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)、口感，推出的The Beyond Burger 是全球首款在肉食區(qū)域售賣的素食漢堡，外觀、口感、味道都與真正牛肉相似。美國(guó)的Impossible Foods 公司首次向植物組織蛋白中加入由畢赤酵母合成的植物血紅素來(lái)制作植物肉產(chǎn)品[9]，血紅素的添加不僅使植物肉的外觀更加逼真，而且風(fēng)味也有很大的改善[10]。他們研發(fā)的Impossible Burger 于2017 年開(kāi)始生產(chǎn)，并在2019 年和全球連鎖快餐品牌漢堡王合作推出了一款零牛肉的新產(chǎn)品“不可能皇堡（Impossible Whopper）”，這款新產(chǎn)品漢堡外觀上面看上去與普通漢堡并無(wú)二樣，但這是用植物蛋白肉生產(chǎn)的一款漢堡，與普通漢堡相比，可以減少15%的脂肪以及90%的膽固醇，受到廣大消費(fèi)者尤其是素食主義者的歡迎。

目前，關(guān)于植物蛋白肉的研究主要集中在原料[5]、加工方式[11?12]對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響，以及產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)性[13]等方面。除營(yíng)養(yǎng)健康以外，風(fēng)味也是消費(fèi)者在選購(gòu)產(chǎn)品時(shí)考慮的一個(gè)重要因素，因此植物蛋白肉產(chǎn)品的感官屬性就顯得尤為重要。通過(guò)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，對(duì)于植物蛋白肉和牛肉在風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)等感官屬性差異對(duì)比的相關(guān)文章較少，本研究采用固相微萃?。╯olid-phase microextraction,SPME）結(jié)合氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（gas chromatography-olfactometrymass spectrometry,GC-O-MS），對(duì)3 種市售植物蛋白肉樣品（樣品I、樣品B、樣品O），一種自制植物蛋白肉樣品（樣品C）以及一種牛肉樣品中的揮發(fā)性組分進(jìn)行鑒定，同時(shí)結(jié)合質(zhì)構(gòu)分析和感官評(píng)價(jià)分析感官屬性，對(duì)比其差異，為植物蛋白肉生產(chǎn)工藝的改進(jìn)奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

樣品I、樣品B、樣品O 來(lái)自國(guó)外3 家知名植物肉公司，主要配料有大豆、小麥、豌豆等植物蛋白，椰子油，葵花油，膳食纖維，香辛料，以及牛肉風(fēng)味前體物等；安格斯牛肉（前肩肉） 北京某商場(chǎng)；木糖、核糖、半胱氨酸、甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸、蛋氨酸、I+G、水解植物蛋白、酵母抽提物、硫胺素、變性淀粉、蛋白粉 食品級(jí)，上海源葉生物科技有限公司；食用色素 丹尼斯克（中國(guó)）有限公司；葵花油、椰子油 北京某商場(chǎng)；C7～C30系列烷烴 美國(guó)Sigma 公司；2-甲基-3-庚酮 色譜級(jí)，美國(guó)Sigma 公司。

7890B/5977A 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS） 美國(guó)Agilent 公司；Sniffer 9000 型嗅聞儀 瑞士Brechbuler 公司；DB-WAX 型毛細(xì)管柱（60 m×0.25 mm,0.25 μm） 美國(guó)J&W 公司；50/30 μm SPME萃取頭（DVB/CAR/PDMS） 美國(guó)Supelco 公司；TMS-Touch 物性分析儀 美國(guó)FTC 公司

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 植物蛋白肉樣品C 的制備 此產(chǎn)品根據(jù)本實(shí)驗(yàn)室反復(fù)優(yōu)化的配方制得。將大豆組織蛋白和拉絲蛋白按照8:2 的比例泡水2 h。將1.2 份半胱氨酸、0.8 份甘氨酸、0.8 份丙氨酸、0.8 份絲氨酸、0.8 份蛋氨酸、1.2 份木糖、1.2 份核糖、0.8 份I+G、2 份植物水解蛋白、0.8 份酵母抽提物、0.3 份硫胺素等風(fēng)味前體物在室溫條件下溶解在水中配成溶液，用此溶液在0～4 ℃條件下浸泡脫水后的組織/拉絲蛋白12 h，并均勻攪拌。將一定比例的變性淀粉、蛋白粉、葵花油、椰子油加入水中，與浸泡12 h 的植物蛋白原料攪拌混勻，并加入一定比例的TG 酶，最終置于模具中成型。

1.2.2 樣品的前處理 將4 種植物蛋白肉和1 種牛肉制成直徑為10 cm，高度為1.5 cm 的肉餅，為模擬漢堡中牛肉餅的烤制溫度，進(jìn)行100～300 ℃的單因素優(yōu)化，結(jié)果表明200 ℃條件下烤制10 min 效果最佳，烤制結(jié)束后切成大小均一的碎肉塊。

1.2.3 揮發(fā)性風(fēng)味成分的提取 采取SPME 的方法對(duì)肉餅中的揮發(fā)性組分進(jìn)行提取。準(zhǔn)確稱量2.0 g樣品，放在20 mL 的頂空瓶中，用10 μL 微量進(jìn)樣器量取1 μL 2-甲基-3-庚酮（0.816 μg/μL）作為內(nèi)標(biāo)加入到樣品中。將裝有樣品的頂空瓶密封后置于55 ℃的水浴鍋中平衡10 min，然后插入SPME 萃取頭在相同溫度下吸附45 min，待萃取結(jié)束后將萃取頭拔出立即轉(zhuǎn)移至GC 進(jìn)樣口，在250 ℃條件下解析5 min。5 個(gè)樣品均重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)3 次。

1.2.4 GC-O-MS 參數(shù)設(shè)置 氣相色譜條件[14]：不分流模式，載氣為氦氣，柱流量為1.0 mL/min，前進(jìn)樣口溫度設(shè)為250 ℃。升溫程序?yàn)槌跏紲囟?0 ℃，保持3 min 后，以2 ℃/min 升至70 ℃，以3 ℃/min 升至130 ℃，再以10 ℃/min 升至230 ℃，保持10 min，后運(yùn)行時(shí)間為3 min。

質(zhì)譜條件：電子轟擊（Electron impact，EI）離子源，電子能量為70 ev，離子源溫度為230 ℃，四極桿溫度為150 ℃，溶劑延遲4 min，質(zhì)量掃描范圍m/z為50～350。

嗅聞儀條件：氣味輸出通道為無(wú)涂層填充的色譜柱，溫度為200 ℃，3 名經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的感官評(píng)價(jià)員對(duì)氣味進(jìn)行嗅聞，依次記錄下每種氣味出現(xiàn)的時(shí)間、特征及強(qiáng)度。

1.2.5 揮發(fā)性組分的定性分析 5 種肉樣中的揮發(fā)性組分采用質(zhì)譜庫(kù)檢索（MS）、保留指數(shù)（RI）、氣味特征（O）3 種方法結(jié)合的方式進(jìn)行定性分析[15]。質(zhì)譜庫(kù)檢索（MS）：進(jìn)入質(zhì)譜檢測(cè)器的組分通過(guò)與Nist 2.0 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比，選取正反匹配度大于800 的物質(zhì)為鑒定組分；保留指數(shù)（RI）：以C7～C30的系列烷烴為外標(biāo)，根據(jù)目標(biāo)物的出峰時(shí)間及相同升溫條件下系列烷烴的出峰時(shí)間計(jì)算每種組分的實(shí)際保留指數(shù)，與文獻(xiàn)中報(bào)道的理論保留指數(shù)對(duì)比分析。保留指數(shù)計(jì)算公式為：

其中，Ta、Tn和Tn+1分別為揮發(fā)性組分a、系列烷烴Cn和Cn+1的出峰時(shí)間，3 種物質(zhì)的出峰時(shí)間為Tn

嗅聞特征（O）：感官評(píng)價(jià)員對(duì)通過(guò)GC-O-MS 分離出的揮發(fā)性組分進(jìn)行記錄，將嗅聞結(jié)果與該物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品的風(fēng)味特征進(jìn)行對(duì)比分析。

1.2.6 揮發(fā)性組分的定量分析 根據(jù)劉歡等[16]的方法稍作修改，樣品采取內(nèi)標(biāo)半定量的方法進(jìn)行定量分析。將1 μL 2-甲基-3-庚酮（0.816 μg/μL）標(biāo)準(zhǔn)品加入到待測(cè)肉樣品，按照1.2.4 中樣品的升溫程序在GC-MS 模式下進(jìn)行全掃描檢測(cè)，通過(guò)內(nèi)標(biāo)物的濃度和峰面積與待測(cè)物的峰面積計(jì)算，計(jì)算公式為：

其中，ρx和Ax表示待測(cè)物的濃度和峰面積，ρ1和A1表示內(nèi)標(biāo)物的濃度和峰面積。

1.2.7 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定 參考馬曉麗等[17]的方法稍作修改，將測(cè)定肉樣切成長(zhǎng)×寬×高為1 cm×1 cm×1.5 cm的肉塊，對(duì)其進(jìn)行硬度、粘附性、彈性、回復(fù)性、膠粘性和咀嚼性的測(cè)試，測(cè)定條件為：選擇TMS 6 mm Steel 探頭，測(cè)試速度為20 mm/min，形變百分量為30%，起始力為1 N。

1.2.8 感官評(píng)價(jià) 5 種肉樣的感官評(píng)價(jià)由10 名（5 名男生，5 名女生，23～26 歲）長(zhǎng)期從事風(fēng)味方向研究的實(shí)驗(yàn)人員在溫度為25±2 ℃，相對(duì)濕度50%～60%，空氣新鮮，無(wú)風(fēng)的品評(píng)室內(nèi)進(jìn)行，依次對(duì)5 種肉樣的肉香氣、肉滋味、嫩度、多汁性、其它香氣、異味以及總體可接受度7 個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估，評(píng)定結(jié)果采取5 分制（1 分代表最弱，5 分代表最強(qiáng)），每次品嘗樣品后用清水漱口，且兩個(gè)樣評(píng)定間隔1 min，防止嗅覺(jué)疲勞引起的實(shí)驗(yàn)誤差。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Office 2019 軟件進(jìn)行表格制作，采用SPSS 18.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析和顯著性分析，顯著性分析采用Duncan 檢驗(yàn)，利用SIMCA 14.1 進(jìn)行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 揮發(fā)性組分的定性定量結(jié)果分析

2.1.1 5 種樣品的整體風(fēng)味分析 5 種樣品經(jīng)過(guò)GCMS 分析后的總離子流圖如圖1 所示，揮發(fā)性組分的鑒定結(jié)果如表1 和表2 所示。由表1 和表2 可以看出，5 種樣品中共鑒定出154 種化合物，主要包括醛類、醇類、酮類、酸類、酯類、雜環(huán)類、含硫類、烯烴類、含苯環(huán)類、以及其它類，其中40 種化合物可以被嗅聞到，為氣味活性化合物。牛肉中共鑒定出69 種化合物，其中有46 種可以在植物肉中鑒定出來(lái)；共有17 種化合物在5 種樣品中均被鑒定出來(lái)，其中大部分為醛類化合物（9 種）；5 種化合物在4 種植物肉產(chǎn)品種都被檢測(cè)出，而牛肉中未被檢測(cè)出。樣品B 中鑒定出73 種揮發(fā)性組分，總含量為5966.81 ng/g，種類和含量均為所有樣品中最高，牛肉中的揮發(fā)性組分總濃度為5339.92 ng/g，僅次于樣品B，但是種類較少，僅有58 種。從表2 中可以看出，無(wú)論是植物肉還是牛肉，它們的醛類、醇類、酮類、酯類、含硫類以及雜環(huán)類化合物的種類及含量都十分豐富，這些化合物主要通過(guò)脂肪降解以及美拉德反應(yīng)產(chǎn)生，對(duì)牛肉特征風(fēng)味的形成具有突出貢獻(xiàn)[18]。

續(xù)表 1

續(xù)表 1

續(xù)表 1

表2 5 種肉樣中的化合物含量和數(shù)量匯總Table 2 Summary of compounds content and variety 5 meat samples

圖1 5 種樣品經(jīng)過(guò)GC-MS 分析的總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram of 5 samples analyzed by GC-MS

2.1.2 醛類化合物 醛類物質(zhì)主要來(lái)源于不飽和脂肪酸的熱氧化，具有脂肪、黃油和綠植等香味[19]。由表2 可知，植物肉樣品I、B、O、C 中的醛類化合物含量分別為1711.54、2070.74、915.57、946.01 ng/g，而牛肉中醛類化合物量為2811.03 ng/g，顯著高于植物肉樣品（P<0.05），并且植物肉樣品I 和樣品B 中的醛類化合物含量要高于樣品O 和樣品C。由表1 可以看出，牛肉中的己醛（532.53 ng/g）、庚醛（458.6 ng/g）、辛醛（548.22 ng/g）、壬醛（751.37 ng/g）等飽和醛類含量豐富，這是導(dǎo)致其醛類化合物含量高于植物肉的主要原因；（E,E）-2,4-己二烯醛、（E）-2-丁烯醛、（E）-2-戊烯醛、（E）-2-已烯醛、（E）-2-庚烯醛、（E）-2-癸烯醛、（E,E）-2,4-壬二烯醛、（E）-2-十一醛、2,4-癸二烯醛、（E,E）-2,4-癸二烯醛等不飽和醛只在植物肉樣品中檢出，而牛肉中未檢出，因此牛肉中只檢測(cè)出12 種醛類化合物，遠(yuǎn)低于植物肉樣品I（21 種）和樣品O（20 種）。有研究表明，烯醛、二烯醛等不飽和醛是某些動(dòng)物脂肪加熱過(guò)程中產(chǎn)生的特征香氣化合物[20]，其可以進(jìn)一步氧化形成呋喃類、醇類以及碳?；衔颷21]，提升牛肉的整體香氣。不同植物肉樣品之間的醛類化合物差異也十分明顯，樣品I 和樣品B 中的醛類化合物尤其是不飽和醛的種類和含量相對(duì)較高，因此植物肉樣品I 和B 的脂肪香氣更濃。

2.1.3 雜環(huán)化合物 如表2 所示，植物肉樣品I、B、O、C 以及牛肉中雜環(huán)類化合物的含量分別為285.96、1577.71、349.33、1619.96、302.41 ng/g，種類分別為11、9、14、15、6 種，植物肉樣品B 和C 中雜環(huán)化合物的含量和種類均顯著高于其他樣品（P<0.05）。5 種樣品中檢測(cè)出來(lái)的雜環(huán)化合物主要包括呋喃、吡嗪、噻唑等，這些化合物是烤肉制品中十分關(guān)鍵的香氣成分，主要通過(guò)糖和氨基酸之間的美拉德反應(yīng)，硫胺素和氨基酸的降解等反應(yīng)產(chǎn)生，大多數(shù)的雜環(huán)類化合物具有典型的烤肉香[22]。通過(guò)表1可以看出，樣品C 中吡嗪、甲基吡嗪、乙基吡嗪、5-甲基-2-乙基-吡嗪、2,5-二甲基-3-乙基吡嗪的含量分別為56.01、106.28、32.72、63.65、115.86 ng/g，均顯著高于其他樣品（P<0.05），吡嗪類化合物是美拉德反應(yīng)的衍生產(chǎn)物，其來(lái)自于氨基酸、二羰基化合物的Strecker 降解以及氨基羰基化合物的縮合，具有典型的肉香、烘烤香、堅(jiān)果香[23]，廣泛存在于烤土豆、烤花生等烘烤食品中[24]。樣品B 中的2-呋喃甲醇、呋喃酮的含量分別為61.88、24.55 ng/g，為5 種樣品中含量最高，呋喃類化合物具有典型的肉香、烘烤香、焦香[25]，并且閾值一般較低，對(duì)牛肉的整體香氣貢獻(xiàn)較大。本研究所選取的5 種肉樣中未檢出噻唑類化合物，這可能是噻唑類化合物含量低于儀器的檢測(cè)限導(dǎo)致的。

2.1.4 含硫化合物 如表2 所示，植物肉樣品I、B、O、C 中的含硫化合物含量分別為92.32、6.30、4.59、55.83 ng/g，種類分別為4、1、2、1 種，而牛肉樣品中未檢測(cè)到含硫化合物。含硫化合物是影響牛肉風(fēng)味的主要化合物，這類化合物的閾值較低且具有肉香味，對(duì)肉制品的整體風(fēng)味十分重要[26]。5 種肉樣中僅檢測(cè)到二甲基二硫醚、二烯丙基硫醚、烯丙基甲基二硫醚、3-甲硫基丙醛、二烯丙基二硫醚、己二烯二硫醚這6 種含硫化合物，4 種硫醚類化合物均在植物肉樣品I 中被檢測(cè)到。植物肉樣品C 中雖然僅檢測(cè)到3-甲硫基丙醛這一種含硫化合物，但是其濃度較高，為55.83 ng/g，3-甲硫基丙醛主要由半胱氨酸等含硫氨基酸的熱降解產(chǎn)生，閾值極低（水中閾值為1.4?4.5 ng/g）[27]，具有洋蔥、硫磺和肉香，可以使肉感厚實(shí)，提升整體風(fēng)味[28]。

2.1.5 醇類化合物 如表2 所示，植物肉樣品I、B、O、C 以及牛肉中醇類化合物的含量分別為376.20、486.20、152.28、192.18、1281.31 ng/g，種類分別為9、14、9、8、14 種，牛肉中的醇類化合物含量遠(yuǎn)高于植物肉樣品。牛肉中較高的醇類化合物含量主要是由2-甲基-1-丙醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、苯乙醇等化合物引起的，它們?cè)谂Ｈ庵械暮繛?2.17、82.36、360.26、195.86 ng/g，除苯乙醇外，其余化合物在植物肉樣品中均未被檢出。醇類化合物一般由肌肉組織中的脂肪氧化產(chǎn)生，可以賦予牛肉香甜味，但是它們的閾值一般較高，因此對(duì)風(fēng)味的整體貢獻(xiàn)相對(duì)較小[18]。

2.1.6 酮類化合物 如表2 所示，植物肉樣品I、B、O、C 以及牛肉中酮類化合物的含量分別為207.08、560.62、140.78、447.26、266.03 ng/g，種類分別為7、14、10、8、10 種，樣品B 中的酮類化合物含量和種類均高于其他樣品。酮類化合物由熱降解和美拉德反應(yīng)產(chǎn)生，具有焦燃味、桉葉味以及脂肪味等特殊香氣，對(duì)于肉類的血腥味道具有明顯的增強(qiáng)作用[29]。Machiel 等[30]發(fā)現(xiàn)烹飪條件下影響牛肉風(fēng)味的主要化合物是2-丁酮、2-辛酮以及3-羥基-2-丁酮等，這些化合物在本研究中均被檢測(cè)到，其中2-丁酮在樣品I 中含量最高，為33.49 ng/g，2-辛酮和3-羥基-2-丁酮在樣品B 中含量最高，分別為55.79 和61.31 ng/g。

2.1.7 酯類化合物 如表2 所示，植物肉樣品I、B、O、C 以及牛肉中酮類化合物的含量分別為19.74、459.55、69.28、29.60、229.29 ng/g，種類分別為2、4、5、2、5 種，樣品B 中的酯類化合物含量最豐富。通過(guò)表1 可以看出，樣品B 中酯類含量最高是由1,2-乙二醇二乙酸酯引起的，其含量為414.29 ng/g，其余樣品中均未檢出此化合物。酯類化合物也是構(gòu)成牛肉香氣的主要成分之一，主要由醇類和酸類化合物之間的酯化反應(yīng)生成，一般具有清香、酒香，以及微弱的果香[18]。根據(jù)文獻(xiàn)[31]報(bào)道，對(duì)牛肉風(fēng)味貢獻(xiàn)較大的酯類化合物主要為乙酸乙酯，乙酸乙酯僅在樣品O 中檢出，含量為4.81 ng/g。

2.2 主成分分析（principal component analysis,PCA）結(jié)果

以每種肉樣中醛類、醇類、酮類、酸類、酯類、雜環(huán)類、含硫類、烯烴類、含苯環(huán)類、其它類化合物的濃度為自變量，進(jìn)行主成分分析。結(jié)果如圖2 所示。其中，主成分1 和主成分2 的貢獻(xiàn)率分別為42.5%和36.2%，總貢獻(xiàn)率達(dá)到了78.7%（>75%），表明這2 個(gè)主成分能夠反映5 種肉樣中所含揮發(fā)性組分的實(shí)際情況。從載荷圖（圖2b）中可以看出，醇類、醛類等化合物含量與主成分2 正相關(guān)，從得分圖（圖2a）可以看出，牛肉樣品的主成分2 最大，因此其醇類、醛類化合物的含量較高；雜環(huán)類化合物的含量與主成分1 正相關(guān)，與主成分2 負(fù)相關(guān)，從得分圖（圖2a）中可以看出，樣品B 的主成分1 最大，樣品C 的主成分2 最小，因此這兩者的雜環(huán)類化合物濃度較高。

圖2 5 種樣品經(jīng)過(guò)PCA 分析的得分圖（a）和載荷圖（b）Fig.2 Score scatter plot (a) and loading scatter plot (b) of 5 samples after PCA analysis

2.3 質(zhì)構(gòu)結(jié)果分析

本研究從硬度、粘附性、彈性、回復(fù)性、膠粘性和咀嚼性6 個(gè)方面對(duì)5 種肉樣的質(zhì)構(gòu)特征進(jìn)行評(píng)價(jià)，由表3 可知，牛肉和各植物肉之間的質(zhì)構(gòu)差距顯著（P<0.05），除粘附性和膠粘性外，牛肉的其它質(zhì)構(gòu)指標(biāo)均高于植物蛋白肉。4 種植物肉樣品中，樣品I、O、C 的質(zhì)構(gòu)差異不大，要明顯好于樣品B。

表3 植物蛋白肉和牛肉之間的質(zhì)構(gòu)分析Table 3 Texture analysis between plant-based meat analogues and beef

硬度與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化密切相關(guān)，蛋白質(zhì)分子的伸展及聚集，導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，從而在一定程度上影響產(chǎn)品質(zhì)地[32]，牛肉的硬度為9.31 N，是植物肉樣品（1.76～4.36 N）的1～5 倍，因?yàn)橹参锏鞍兹庵饕ㄟ^(guò)組織化的植物蛋白組成，與肌肉蛋白相比其結(jié)構(gòu)相對(duì)松散，因此硬度較低；牛肉的彈性為3.58 mm，植物肉樣品I、O、C 的彈性接近，分別為2.20、2.40、2.31 mm，顯著高于樣品B（1.07 mm），牛肉的彈性更大是動(dòng)物蛋白的凝膠性能優(yōu)于植物蛋白導(dǎo)致的；牛肉的膠粘性為6.19 N，植物肉I、O、C 的膠粘性差距不大，在1.89～1.41 N 之間，著高于樣品B（0.64 N），牛肉的膠粘性較高是酶和微生物的共同作用導(dǎo)致的[33]；牛肉的咀嚼性為22.17 mj，植物肉樣品I、O、C 的彈性相差不大，在4.21～4.47 mj 之間，顯著高于樣品B（0.8 mj），肉制品的咀嚼性與硬度、彈性和膠粘性有關(guān)，硬度、彈性和膠粘性越高，咀嚼越細(xì)膩，咀嚼性越好[34]。

2.4 感官評(píng)價(jià)結(jié)果分析

對(duì)于5 種肉樣烤制前后的外觀如圖3 所示，烤制后的感官評(píng)價(jià)結(jié)果如表4 所示。從圖3 中可以看出，與牛肉相比，植物蛋白肉在烤制之前呈灰色，而牛肉顏色偏紅；烤制之后，樣品I 與牛肉的顏色最為接近，可能與樣品I 中添加了植物血紅素有關(guān)。

圖3 5 種肉樣烤制之前（a）和烤制之后（b）的外觀變化Fig.3 The appearance changes of 5 kinds of meat samples before cooking (a) and after cooking (b)

表4 不同植物肉和牛肉之間的感官評(píng)價(jià)得分對(duì)比Table 4 Comparison of sensory evaluation scores between different plant-based meat analogues and beef

從表4 可以看出，樣品C 在肉香氣和肉滋味方面的感官得分與牛肉最為接近，高于3 種市售植物肉產(chǎn)品，這與2.1 中的GC-O-MS 鑒定結(jié)果相匹配，樣品C 中的雜環(huán)類化合物含量最高，這類化合物可以提供典型的烘烤香以及肉香，因此在肉香味和肉滋味方面得分更高。值得注意的是，牛肉樣品的異味得分較高，甚至超過(guò)了某些植物肉樣品，這可能與牛肉的膻味有關(guān)，而植物蛋白肉的異味主要來(lái)自于大豆、豌豆等植物蛋白的豆腥味；植物蛋白肉的嫩度得分要高于牛肉，這說(shuō)明植物蛋白肉的肉質(zhì)過(guò)于松散，咀嚼性較差，這一點(diǎn)與2.3 質(zhì)構(gòu)分析中牛肉的質(zhì)構(gòu)性能顯著高于植物肉這一結(jié)果相匹配。

在感官方面，與牛肉相比，植物肉烹飪前后的顏色變化不明顯，部分產(chǎn)品存在豆腥味，質(zhì)構(gòu)特性較差，咀嚼性不好，這些感官屬性需要在今后加工過(guò)程中進(jìn)一步改進(jìn)。

3 結(jié)論

通過(guò)GC-O-MS 分析，牛肉中共鑒定出58 種揮發(fā)性化合物，其濃度為5339.98 ng/g，植物肉樣品中鑒定出的揮發(fā)性組分與牛肉相似，種類在51～73 種之間，含量在1959.23～5966.81 ng/g 之間。尤其是自制植物肉樣品C，其含有的吡嗪、呋喃等與肉香味高度相關(guān)的雜環(huán)類化合物種類和含量豐富（15 種，1619.96 ng/g），為所有植物肉樣品中最高，甚至超過(guò)牛肉（6 種，302.41 ng/g），感官評(píng)價(jià)結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)，樣品C 的肉香氣和肉滋味得分為3.2 和3.4，顯著高于3 種市售植物肉（P<0.05），與牛肉（3.3 和4.0）得分相近；牛肉的咀嚼性為22.17 mJ，植物肉咀嚼性在0.8～4.67 mJ 之間，與牛肉差距較大，這是硬度、彈性、膠粘性等質(zhì)構(gòu)指標(biāo)相互作用的結(jié)果。

目前的植物蛋白肉產(chǎn)品在肉香氣和肉滋味等方面與牛肉相似度較高，但是，產(chǎn)品的外觀以及質(zhì)構(gòu)特性與牛肉相比差距較大，因此，在今后的植物肉生產(chǎn)過(guò)程中，需要著重優(yōu)化植物蛋白組織化處理工藝，尋找合適的植物色素以及粘合劑，進(jìn)一步提升產(chǎn)品的感官品質(zhì)。