烤制時(shí)間對(duì)中式烤五花肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響

劉薇，陳敏，徐雅倩，周虔，喬興，周曉燕,2,3，朱文政,2,3*

(1.揚(yáng)州大學(xué) 旅游烹飪學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127；2.江蘇省淮揚(yáng)菜產(chǎn)業(yè)化工程中心，江蘇 揚(yáng)州 225127；3.中餐非遺技藝傳承文化和旅游部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 揚(yáng)州 225127；4四川旅游學(xué)院 烹飪學(xué)院，成都 610100)

烤是中式烹飪中傳統(tǒng)而歷史悠久的制熟方式之一。隨著食品工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，烤制烹飪方式也發(fā)生了變化，木烤、碳烤逐漸被電熱、氣熱、微波等方式所取代，然后不同的烤制方式賦予烤肉制品新的風(fēng)味。中式烤肉是中國(guó)傳統(tǒng)的特色菜肴，原料肉經(jīng)預(yù)處理、腌制、烤制工序加工，使肉制品的表面干爽，色澤誘人，皮脆肉嫩，香味濃郁[1]。豬肉是中國(guó)居民餐桌上最常見的一種肉類食材，尤其是五花肉，因其肥瘦相間，肥肉遇熱容易化，瘦肉久煮也不柴，是制作烤肉的較好食材。經(jīng)文獻(xiàn)查證梳理發(fā)現(xiàn)，關(guān)于烤肉風(fēng)味的研究主要集中在豬的品種、豬肉脂肪含量和烹飪方法等因素對(duì)烤肉揮發(fā)性風(fēng)味的影響。烹制方式和加熱時(shí)間的差異賦予了烤肉獨(dú)特的風(fēng)味特征。秦剛等[2]研究榮昌豬肉在不同烤制溫度條件下的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化，通過SPME法共鑒定出約130種風(fēng)味物質(zhì)。顧小紅等[3]研究烤肉的香氣成分，針對(duì)烤豬肉共鑒定出11種香氣物質(zhì)。陳麗蘭等[4]研究烤肉醬中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，共鑒定出化合物54種。固相微萃取(solid-phase microextraction, SPME)與其他常用的風(fēng)味獲取技術(shù)相比, 簡(jiǎn)便、快速、經(jīng)濟(jì)安全、無溶劑、選擇性好且靈敏度高, 集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體，結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜(gas chromatography-mass spectrometry， GC-MS)聯(lián)用儀技術(shù)是研究食品中揮發(fā)性成分的主要方法。實(shí)驗(yàn)以不同烤制時(shí)間下的五花肉為研究對(duì)象，通過SPME-GC-MS聯(lián)用技術(shù)，分離鑒定烤制五花肉的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，采用內(nèi)標(biāo)法計(jì)算不同烤制時(shí)間段五花肉的主體風(fēng)味物質(zhì)含量，為倡導(dǎo)科學(xué)、營(yíng)養(yǎng)而健康的中式烤肉烹飪模式提供了理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬五花肉、蔥、生姜：購(gòu)于揚(yáng)州麥德龍超市；紹興花雕酒：浙江古越龍山紹興酒股份有限公司；食鹽：大連鹽化集團(tuán)有限公司；辛酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品：美國(guó)Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BS210S(1/10000)分析天平 賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；SCC101 萬能蒸烤箱 德國(guó)Rational股份公司；HH-4A恒溫水浴鍋 國(guó)華電器有限公司；Trace ISQ II氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)熱電公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品的處理

原料初加工：將五花肉洗凈，切成6 cm×1 cm×4 cm規(guī)格的塊狀，備用。

腌漬工藝：肉塊加入鹽、蔥片、姜段，腌漬15 min后，備用。

烤制工藝：在烤盤表面刷一層油，將肉塊放置于烤盤上，放入萬能蒸烤箱，溫度設(shè)置為160 ℃，分別烤制5，10，15，20，25 min后取出。

將不同烤制時(shí)間下的樣品冷卻后真空包裝，并置于-18 ℃貯藏，備用。

1.3.2 萃取方法

將冷凍狀態(tài)的烤制五花肉樣品置于4 ℃條件下緩慢解凍后，稱量10.00 g樣品到20 mL萃取瓶中，加入內(nèi)標(biāo)物辛酸甲酯60 μL，以錫紙和封口膜密封瓶口。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，并在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相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)樣口，啟動(dòng)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析、鑒定。

1.3.3 GC-MS分析條件

色譜條件：色譜柱DB-Wax 毛細(xì)管柱；流速為1.0 m/s，進(jìn)樣口溫度為250 ℃。

升溫程序：起始溫度為40 ℃，保持2 min，以4 ℃/min升溫到120 ℃，再以8 ℃/min升溫到240 ℃，保持7 min。

質(zhì)譜條件：離子源溫度為240 ℃；離子方式為EI源；電子能量為70 eV；燈絲電流為150 μA；質(zhì)量掃描范圍為30～450 m/z。

定性與定量分析：揮發(fā)性物質(zhì)經(jīng)色譜柱分離后，對(duì)化合物進(jìn)行對(duì)比鑒定。根據(jù)已知質(zhì)量濃度的辛酸甲酯的峰面積計(jì)算測(cè)得烤五花肉樣品中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)總量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)3個(gè)平行，采用Excel軟件和SPSS 17.0軟件中的單因素方差分析(ANOVA)法和Duncan多重比較法對(duì)樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，分析結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 烤制五花肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組成

采用SPME結(jié)合GC-MS萃取并檢測(cè)不同烹制時(shí)間段五花肉中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。

由表1可知，中式烤五花肉中共鑒定出40種化合物，包括烴類14種、醇類8種、酯類4種、醛類7種、其他類7種。

表1 不同烤制時(shí)間五花肉揮發(fā)性成分分類比較Table 1 The classification and comparison of volatile components of pork belly with different roasting time

續(xù) 表

續(xù) 表

表2 不同烤制時(shí)間的五花肉揮發(fā)性風(fēng)味化合物數(shù)量匯總Table 2 The number of volatile flavor compounds of pork belly with different roasting time

采用 SPEM 結(jié)合 GC-MS 萃取并檢測(cè)不同烤制時(shí)間段五花肉中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。由表1可知，5種不同烤制時(shí)間段下五花肉中共檢出40種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，其中5，10，15，20，25 min分別檢出24，24，19，20，30種揮發(fā)性物質(zhì)。40種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中醛類化合物7種、酯類化合物4種、醇類化合物8種、烴類化合物14種、其他化合物7種。從總體來看，五花肉在烤制過程中隨著烤制時(shí)間的延長(zhǎng)，其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類和數(shù)量檢出呈遞增趨勢(shì)。表 2 統(tǒng)計(jì)分析了不同烤制時(shí)間過程中鑒定出的不同化合物的種類與數(shù)量。從表2統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，五花肉在烤制5 min時(shí)檢出揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)24種，烤制至10 min時(shí)醛類化合物的含量達(dá)到最高值，烤制至25 min時(shí)檢出揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)30種，其中酯類、烴類、其他類別中的芳香類化合物種類明顯增加。在烤制過程中，五花肉中豐富的油脂發(fā)生脂質(zhì)氧化，賦予了肉制品獨(dú)特的風(fēng)味，其產(chǎn)物可作為反應(yīng)物參與美拉德等反應(yīng)，生成物可增加肉制品風(fēng)味的多樣性[5]。

2.2 五花肉主要揮發(fā)性化合物主成分分析

2.2.1 醛類物質(zhì)及風(fēng)味特征

本實(shí)驗(yàn)中檢出醛類共7種，醛類物質(zhì)含量在主體揮發(fā)性物質(zhì)中占比最高。肉品中的醛類物質(zhì)主要來自于脂肪氧化，主要是直鏈飽和醛。己醛、庚醛、辛醛、壬醛主要來源于油酸、亞油酸、亞麻酸及花生四烯酸不飽和脂肪酸的氧化。2-甲基丁醛是氨基酸降解的產(chǎn)物，是烤五花肉風(fēng)味的主要貢獻(xiàn)者[6]。己醛、庚醛、壬醛、2-甲基丁醛這4種醛在5種不同溫度下均有發(fā)現(xiàn)。此外，在5 min時(shí)產(chǎn)生了(E)-2-庚烯醛，在15 min時(shí)產(chǎn)生了辛醛，在25 min時(shí)產(chǎn)生戊醛。其中己醛含量最高，壬醛含量次之。研究表明C5～C10的醛具有清香、油香和脂香風(fēng)味，其中己醛與壬醛均具有腥味[7]，己醛還可為肉制品帶來辛味，壬醛是油酸氧化的產(chǎn)物, 給人脂肪和植物氣息的生理印象[8]，壬醛具有油炸香、烤焦香和強(qiáng)烈的油脂氣息[9]。2-甲基丁醛具有甜味和果香味[10]，(E)-2-庚烯醛具有脂肪和醛糖風(fēng)味[11]。

實(shí)驗(yàn)表明，烤制10 min的條件下醛類物質(zhì)含量最高，其中以己醛含量最高，為89.37 mg/kg，隨著烤制時(shí)間的增加，醛類化合物的含量呈下降趨勢(shì)，烤制25 min的條件下含量最低。主要是因?yàn)槿╊惢衔镆部勺鳛榉磻?yīng)物質(zhì)參與其他化學(xué)反應(yīng)，生成一些含氮、含硫的雜環(huán)化合物以及呋喃及其衍生物等。此現(xiàn)象與秦剛等研究的榮昌豬肉在不同烤制溫度條件下的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化的結(jié)果相一致。

2.2.2 醇類物質(zhì)及風(fēng)味特征

本實(shí)驗(yàn)中檢出醇類8種，在烤五花肉中，醇類物質(zhì)主要是肉中脂質(zhì)在脂肪氧合酶和過氧化氫酶的作用下通過酶降解亞油酸反應(yīng)產(chǎn)生亞油酸降解酶氧化產(chǎn)生[12]。2-丁基-1-辛醇、叔十六硫醇、鯨蠟醇這3種醇在不同烤制時(shí)間點(diǎn)均有檢出，其中2-丁基-1-辛醇含量最高，其次是叔十六硫醇。2-丁基-1-辛醇貢獻(xiàn)了清香、木香和脂肪香，叔十六硫醇的香氣特征暫時(shí)幾乎沒有報(bào)道，需要進(jìn)一步研究。在5 min和10 min時(shí)均檢測(cè)到戊醇、己醇。戊醇有強(qiáng)烈的雜醇化和發(fā)酵的氣味，己醇具有濃郁的花草香氣。5，10，20，25 min均檢測(cè)到的2-丙基-1-庚醇為烤肉貢獻(xiàn)了鮮味。在20 min和25 min情況下新檢測(cè)出了1-辛烯-3-醇，它的閾值較小，對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味有一定的影響，貢獻(xiàn)了蘑菇、泥土和真菌的氣味。從烤制時(shí)間上來看，烤制時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)醇類化合物的含量沒有太大的影響，從整體上來看，含量只有略微的增加。

2.2.3 酯類物質(zhì)及風(fēng)味特征

酯類化合物是由酸和醇發(fā)生酯化反應(yīng)后形成。有研究表明, 酯類即使在很低的濃度條件下對(duì)食品的香味也能起到非常重要的作用[13]。本實(shí)驗(yàn)檢出的酯類物質(zhì)為4種，且含量相對(duì)較少。大部分酯類能產(chǎn)生令人愉快的香味。酯類化合物來源主要有兩種：一是酸和醇之間的酯化作用，賦予肉品以類似水果的甜味；二是長(zhǎng)鏈脂肪酸酯化而來的酯類化合物。2-氨基苯甲酸-3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇酯具有花椒油的氣味，在5種烤制時(shí)間下均有出現(xiàn)，且在烤制15 min時(shí)含量達(dá)到最高，為0.97 mg/kg?？局?0 min時(shí)產(chǎn)生了α-乙酸松油酯，而α-乙酸松油酯具有芳香氣味?？局?5 min時(shí)產(chǎn)生了己酸-2-苯乙酯、2-丙烯酸十二烷基酯。由于酯類物質(zhì)揮發(fā)性小，對(duì)肉品風(fēng)味貢獻(xiàn)很小。

2.2.4 烴類物質(zhì)及風(fēng)味特征

碳?xì)浠衔锏闹饕獊碓词侵|(zhì)自身氧化，本實(shí)驗(yàn)中檢出烴類14種，其中5種烴類物質(zhì)在不同時(shí)間下均有出現(xiàn)，其中十二烷含量最高，其次為癸烷，分別為5.40，3.29 mg/kg。烴類物質(zhì)含量雖然很高，但其感覺閾值也較高，故其對(duì)肉的直接風(fēng)味貢獻(xiàn)不大，但由于相互作用，有助于提高肉制品的整體風(fēng)味。不同時(shí)間下烴類物質(zhì)含量和種類最多的均是25 min。而隨著烤制時(shí)間的增加，產(chǎn)生的烴類物質(zhì)中八甲基環(huán)四硅氧烷的含量明顯增加，八甲基環(huán)四硅氧烷是化妝品中常見的成分，是有毒物質(zhì)，在動(dòng)物體內(nèi)難以降解且具有積聚特性，所以在食用烤肉過程中需要適當(dāng)控制烤制溫度和時(shí)間，追求風(fēng)味的同時(shí)，也要注意潛在的有毒有害物質(zhì)的生成。

2.2.5 其他類物質(zhì)及風(fēng)味特征

其他類物質(zhì)共有7種，包含5 min時(shí)2種、10 min時(shí)2種、15 min時(shí)2種、20 min時(shí)2種及25 min時(shí)6種，其中酮類物質(zhì)主要來源于不飽和脂肪酸的熱氧化或降解以及氨基酸降解。2,3-辛二酮在烤制5，10，15，20 min條件下均有產(chǎn)生，呈奶油香和水果香氣，與肉味香氣相關(guān)性不大，在肉品整體香氣中起到微妙的作用[14]。醚類物質(zhì)在肉制品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中大多具有強(qiáng)烈而愉快的香氣。

烴類化合物是形成雜環(huán)類化合物的重要中間體，雜環(huán)類物質(zhì)對(duì)肉的風(fēng)味有很大貢獻(xiàn)[15]。雜環(huán)類化合物只在烤制25 min條件下產(chǎn)生，其中吡嗪類物質(zhì)由糖和游離氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)后產(chǎn)生，實(shí)驗(yàn)中生成的2,5-二甲基吡嗪具有明顯的烤堅(jiān)果味。醛和氨基化合物反應(yīng)可以產(chǎn)生吡啶，含硫氨基酸和碳水化合物反應(yīng)則可以產(chǎn)生呋喃，吡啶類、呋喃類物質(zhì)微量而廣泛存在于烤制食品中。