紅燒肉制備過(guò)程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)的風(fēng)味化合物分析

姚 敏 謝國(guó)芳 楊 蓉 周 迪 龍清孟 張春江

(1. 貴州省種畜禽種質(zhì)測(cè)定中心，貴州 貴陽(yáng) 550018；2. 貴州大學(xué)，貴州 貴陽(yáng) 550025；3. 貴陽(yáng)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550005；4. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，北京 100193)

紅燒肉具有瘦而不柴，肥而不膩，香氣濃郁，風(fēng)味獨(dú)特的特點(diǎn)。其風(fēng)味與脂質(zhì)有關(guān)，如豬脂肪組織中含脂肪(86.07%)、蛋白質(zhì)(3.27%)、水(10.35%)和微量糖等，并且水溶性成分(氨基酸及肽類(lèi)、維生素如硫胺素等)及其脂質(zhì)成分決定了產(chǎn)品的特征性風(fēng)味，對(duì)五花肉的風(fēng)味有重要影響[1]。加工過(guò)程中紅燒肉的水分、蛋白質(zhì)、脂肪和總糖等發(fā)生了顯著變化[2]。潘見(jiàn)等[3]采用不同涂層SPME與GC-MS聯(lián)用比較分析了定遠(yuǎn)黑豬肉與瘦肉型豬肉兩種豬肉的揮發(fā)性風(fēng)味成分；劉莉丹等[4]對(duì)比了蘇式、毛式、東坡肉3種紅燒肉的揮發(fā)性風(fēng)味成分；朱文政等[5]采用SPME-氣質(zhì)聯(lián)用分析了不同烹制時(shí)間紅燒肉的揮發(fā)性風(fēng)味成分；王瑞花等[6]對(duì)紅燒豬肉工藝進(jìn)行了優(yōu)化，并分離鑒定了其揮發(fā)性風(fēng)味成分；史笑娜等[7-8]重點(diǎn)分析了紅燒肉加工過(guò)程中脂肪酸變化以及由此引起的揮發(fā)性風(fēng)味物的變化；范麗等[9]研究了自制調(diào)味汁烹飪紅燒肉中的關(guān)鍵香氣活性化合物；薛雁等[10]分析了毛氏紅燒肉的特征風(fēng)味；趙越等[11]研究了紅燒肉在加工和貯藏過(guò)程中的品質(zhì)變化。文章擬通過(guò)電子鼻和氣相質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)紅燒肉制備過(guò)程中漂燙、油炸、燉煮與添加調(diào)味料燉煮等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的揮發(fā)物及其變化進(jìn)行研究，進(jìn)一步探討紅燒肉風(fēng)味物質(zhì)形成機(jī)理，以期為紅燒肉風(fēng)味理論研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮五花肉：白條豬，市售；

電子鼻：PEN3.5型，德國(guó)Airsense公司；

GC-MS聯(lián)用儀：QP2010型，日本島津公司；

SPME自動(dòng)進(jìn)樣器、萃取頭(50/30 μm DVB/CAR/PDMS)：上海安譜實(shí)驗(yàn)公司；

電子分析天平：BS110s型，德國(guó)Sartorius公司；

電磁爐：WT2218T01型，中國(guó)美的公司。

1.2 方法

1.2.1 原料處理 參照文獻(xiàn)[12]。

紅燒肉的制備流程：

1.2.2 揮發(fā)性物質(zhì)測(cè)定

(1) 取樣：A、B、C、D、E、F經(jīng)切碎并混合均勻制得樣品，取1.0 g放入10 mL密閉取樣瓶中，采用頂空抽樣測(cè)定。

(2) 電子鼻檢測(cè)：電子鼻探頭共10個(gè)，其中W1C對(duì)(甲苯類(lèi))芳香成分靈敏，W5S對(duì)氮氧類(lèi)化合物靈敏，W3C對(duì)(苯類(lèi))芳香性成分靈敏，W6S具有氫氣選擇性，W5C對(duì)(烷烴類(lèi))芳香成分靈敏，W1S具有甲烷選擇性，W1W對(duì)硫化物靈敏，W2S對(duì)醇類(lèi)靈敏，W2W對(duì)(有機(jī)硫化物)芳香成分靈敏，W3S對(duì)烷烴靈敏。檢測(cè)條件：載氣采用干燥空氣(流速 300 mL/min)；探頭經(jīng)過(guò)濾空氣清洗180 s，并在10 s內(nèi)進(jìn)樣，檢測(cè)時(shí)間60 s(取48～52 s的結(jié)果)；每個(gè)樣品重復(fù) 3 次取平均值。

(3) GC-MS聯(lián)用儀檢測(cè)：采用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭，270 ℃老化1 h。樣品A、B、C、D、E、F分別放入SPME裝置，60 ℃平衡15 min后進(jìn)行萃取；萃取溫度60 ℃，萃取時(shí)間30 min，其后立即進(jìn)行GC-MS聯(lián)用儀分析；解析溫度260 ℃，解析時(shí)間5 min。

(4) 氣相色譜：采用HP-5MS毛細(xì)管柱(60 m×0.32 mm×1.8 μm)色譜柱；先升至40 ℃，保持10 min，5 ℃/min 升溫至200 ℃，20 ℃/min升溫至250 ℃，保持5 min；載氣為氦氣，流速1.0 mL/min，不分流進(jìn)樣。

(5) 質(zhì)譜條件：采用電子轟擊(EI)源的電離方式，電子能量70 eV，電子倍增電壓1 753 V；質(zhì)量掃描范圍30～550 amu。

(6) 化合物定性及定量：色譜檢測(cè)結(jié)果經(jīng)質(zhì)譜計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)檢索并在Wiley710 和 NISTDEMO 標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)中匹配確定(相似度>80)；采用峰面積歸一法進(jìn)行定量計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 電子鼻分析紅燒肉制備關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的揮發(fā)物質(zhì)

由圖1可知，各樣品中醛酮、呋喃、吡喃等氮氧類(lèi)化合物含量最高且差別明顯，其次是醇類(lèi)物質(zhì)。由圖2可知，A、F樣品的揮發(fā)物最多，B、C、D、E樣品的揮發(fā)物含量接近且F>A>E>D>B>C。這可能是在熱加工條件下，A、F樣品的風(fēng)味物質(zhì)容易轉(zhuǎn)化或者散失，而C樣品由于在高溫條件下?lián)]發(fā)性小分子散失量大，而D樣品在燉煮過(guò)程中生成了部分風(fēng)味物，說(shuō)明燉煮條件與紅燒肉風(fēng)味形成有著更為密切的關(guān)系，E樣品比D樣品的含量又增多，說(shuō)明添加調(diào)味汁對(duì)紅燒肉風(fēng)味具有重要影響。在烴類(lèi)方面(W1S)，各樣品間差別不大；在硫化物上(W1W和W2W)，E>D>C，說(shuō)明添加調(diào)味汁燉煮肉階段有利于硫化物類(lèi)風(fēng)味物的生成，此外醇類(lèi)化合物(W2S)的變化與硫化物相似。

圖1 紅燒肉制備過(guò)程中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)

圖2 紅燒肉制備過(guò)程中的化合物變化

2.2 氣相質(zhì)譜聯(lián)用儀分析結(jié)果

2.2.1 GC-MS分析揮發(fā)性物質(zhì)種類(lèi)與含量 由表1可知，A樣品共檢出39種化合物，酮類(lèi)物質(zhì)含量最高為37.39%，其次雜環(huán)、酯類(lèi)分別為19.96%，16.10%，醇類(lèi)和酯類(lèi)的種類(lèi)豐富，分別為16，8種。B樣品共檢出32種化合物，其中酮類(lèi)含量最高為33.28%，雜環(huán)和醇類(lèi)含量增加為32.36%，16.21%，種類(lèi)均減少，此時(shí)酸類(lèi)含量增加且種類(lèi)較A樣品豐富得多，但醇類(lèi)和酸類(lèi)的閾值相對(duì)較高[3]。C樣品共檢出23種化合物，種類(lèi)少于A、B樣品，但3種酮類(lèi)含量達(dá)43.64%，其次醇類(lèi)20.81%，種類(lèi)和B樣品的變化不大，雜環(huán)類(lèi)油炸過(guò)程減少為20.22%，而醛類(lèi)含量進(jìn)一步增加。醛類(lèi)在D樣品中達(dá)最大值52.05%，是肉加熱過(guò)程中主要的風(fēng)味物質(zhì)，主要來(lái)源于脂肪降解等[13]，其閾值低，是影響肉風(fēng)味的重要化合物[14]；酮類(lèi)在D樣品中大部分轉(zhuǎn)化為醛類(lèi)，含量?jī)H1.4%，大大低于C樣品，酮類(lèi)物質(zhì)對(duì)肉的整體風(fēng)味有一定影響[5]；醇類(lèi)和酸類(lèi)生成酯類(lèi)，雜環(huán)如呋喃、吡喃類(lèi)等有一定減少。酯類(lèi)閾值相對(duì)高，對(duì)風(fēng)味影響不大，而雜環(huán)如呋喃等閾值低，對(duì)風(fēng)味影響大[5]。五花肉制備過(guò)程中，醛酮類(lèi)是主要的風(fēng)味物質(zhì)，酯類(lèi)在燉煮條件下生成，雜環(huán)類(lèi)在漂燙、油炸過(guò)程中增加，燉煮過(guò)程中減少，而烷類(lèi)與烯類(lèi)及其衍生化合物在熱加工過(guò)程中不斷損失，特別到了D階段均未檢出。在肉的熱加工關(guān)鍵環(huán)節(jié)漂燙、油炸和燉煮環(huán)節(jié)檢出的化合物種類(lèi)分別是32，23，20種，種類(lèi)不增卻形成了獨(dú)特的肉類(lèi)風(fēng)味，是因?yàn)樯闪司哂刑卣黠L(fēng)味的化合物。

表1 紅燒肉制備關(guān)鍵環(huán)節(jié)不同揮發(fā)性物質(zhì)的種類(lèi)數(shù)和含量

F樣品中，烯類(lèi)及其衍生物和醇類(lèi)含量分別為53.27% 和27.78%，占總體風(fēng)味物的81.05%，但在E樣品中含量不高，說(shuō)明易損失。此外E樣品在調(diào)味汁的作用下醛類(lèi)比D樣品的相對(duì)少，但種類(lèi)豐富。雜環(huán)化合物在紅燒肉中含量遠(yuǎn)高于調(diào)味汁與燉煮肉，是因?yàn)榧t燒肉的調(diào)味汁添加了焦糖等，焦糖反應(yīng)能產(chǎn)生大量呋喃類(lèi)化合物[14]，以及吡嗪、吡咯、呋喃酮等風(fēng)味物質(zhì)[15]，添加調(diào)味汁F使雜環(huán)類(lèi)種類(lèi)與含量都更豐富，賦予了紅燒肉獨(dú)特的風(fēng)味。醇類(lèi)和酯類(lèi)在E樣品中種類(lèi)、含量均低于D和F樣品，而酸類(lèi)增加，可能是D和F樣品中的醇類(lèi)和酯類(lèi)在加熱條件下易揮發(fā)散失，而酸類(lèi)經(jīng)裂解氧化轉(zhuǎn)換等反應(yīng)生成。F樣品中的烷類(lèi)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在熱加工過(guò)程中損失小。F、E和D樣品的揮發(fā)性風(fēng)味物種類(lèi)分別為64，38，20種，說(shuō)明紅燒肉調(diào)味汁的添加大大豐富了紅燒肉的風(fēng)味物質(zhì)，改變了產(chǎn)品風(fēng)味。

2.2.2 紅燒肉制備關(guān)鍵環(huán)節(jié)的風(fēng)味物質(zhì)

(1) 醛類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)：由表2可知，從A到E過(guò)程中，C6～C10的揮發(fā)性醛類(lèi)化合物主要由脂肪氧化降解生成，含量較高，有較強(qiáng)揮發(fā)性且閾值低，是熟肉的重要風(fēng)味物質(zhì)[16-17]，主要有己醛、苯甲醛、苯乙醛、羥基香茅醛、2-甲基丁醛、2-乙基丁醛、壬醛等，提供了熟肉的脂肪味，高濃度時(shí)呈青草、油脂味道。己醛在E樣品中含量3.28%，具有青草香，是油酸、亞油酸和花生四烯酸等的氧化產(chǎn)物[18]，在各階段不斷生成，燉煮階段由乙偶姻轉(zhuǎn)化成己醛。乙偶姻是重要的中間物質(zhì)。苯甲醛在E樣品中含量8.98%，具苦杏仁的堅(jiān)果香，是亞油酸或苯丙氨酸的降解產(chǎn)物[6]，在燉煮階段后才出現(xiàn)，是重要的風(fēng)味物質(zhì)。苯乙醛、2-甲基丁醛、2-乙基丁醛和羥基香茅醛來(lái)自調(diào)味汁或經(jīng)轉(zhuǎn)化反應(yīng)后生成，由纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸等氨基酸的Strecker降解產(chǎn)生[9]。其中苯乙醛具水果甜香，羥基香茅醛具青草香。壬醛和反-2壬烯醛是過(guò)程產(chǎn)物，被轉(zhuǎn)化為2-戊基呋喃等，壬醛主要由油酸氧化產(chǎn)生[19]?？傮w來(lái)說(shuō)，醛類(lèi)主要在紅燒肉加工后期產(chǎn)生，集中在調(diào)味汁和燉煮階段，對(duì)紅燒肉的風(fēng)味產(chǎn)生了重要影響。

表2 紅燒肉制備過(guò)程中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)

續(xù)表2

續(xù)表2

續(xù)表2

(2) 酮類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)：酮類(lèi)由不飽和脂肪酸氧化降解、美拉德反應(yīng)、氨基酸降解等產(chǎn)生[20]，主要有乙偶姻(又名3-羥基-2-丁酮)、羥基丙酮、2-庚酮、2-甲基-3-辛酮、5-羥基-2，7-二甲基-4-辛酮、2-十五酮等，其閾值不高，清香，影響紅燒肉的整體風(fēng)味。乙偶姻是一種令人愉快的風(fēng)味物，有強(qiáng)烈奶油、脂肪等香氣。除了乙偶姻，E樣品中主要成分羥基丙酮和2-庚酮是由己醛等轉(zhuǎn)化生成，2-庚酮有類(lèi)似梨的水果香味。2-甲基-3-辛酮和5-羥基-2，7-二甲基-4-辛酮僅在漂燙和油炸階段檢出，甲基酮類(lèi)是脂肪降解產(chǎn)生的游離酮酸自氧化形成，是酮類(lèi)中對(duì)肉類(lèi)風(fēng)味有貢獻(xiàn)的主要物質(zhì)[19]，2-十五酮僅在A樣品中檢出，醛酮在加工過(guò)程中可相互轉(zhuǎn)化，部分酮類(lèi)化合物也是雜環(huán)化合物的前體物質(zhì)，對(duì)風(fēng)味的形成有重要作用。

(3) 醇類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)：醇類(lèi)主要來(lái)自脂質(zhì)氧化和Strecker降解反應(yīng)[11]，是醇還原酶將醛或酮還原為相應(yīng)的醇[21]，常有蘑菇味和金屬味，對(duì)肉制品風(fēng)味有一定的影響作用。紅燒肉加工過(guò)程中醇類(lèi)物質(zhì)含量豐富，漂燙、油炸使其含量不斷增加達(dá)20.81%，但種類(lèi)減少，燉煮過(guò)程略微下降，加入調(diào)味汁后可能揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)增多，相對(duì)含量減少。F樣品由于有料酒等成分，醇類(lèi)總量27.78%，其中乙醇26.39%，對(duì)酯類(lèi)形成有重要作用。E樣品中僅檢出己醇、戊醇、苯甲醇和苯乙醇，而己醇、2-甲基-2-戊烯-1-醇、戊醇、1-辛烯-3-醇(蘑菇醇)在各階段均有檢出，其中1-辛烯-3-醇是熟肉重要的風(fēng)味特征化合物，具較強(qiáng)蘑菇香氣，可能是二十四碳烯酸的氫過(guò)氧化物的降解物[7]，在燉煮后增加。A樣品檢出的壬醇、2，3-丁二醇、二甘醇等10余種化合物在后期加工中不再檢出，可能是通過(guò)酯化反應(yīng)等生成了其他物質(zhì)。

(4) 酸、酯類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)： E樣品中酯類(lèi)僅有4-羥基丁酸乙酰酯和鄰苯二甲酸二甲酯且含量少，可能來(lái)自調(diào)味汁或豬肉加工過(guò)程。甲酸異戊酯、乙酸乙酯、3-甲硫基-s-丁酸丙酯等僅在生肉A樣品中，加工后未檢出，2，4二甲基戊酸乙酯僅在B樣品中檢出，而鄰苯二甲酸二異丁酯和甲酸辛酯僅在C樣品中檢出，D樣品中主要是己酸己烯酯。F樣品中檢出多種相對(duì)含量不高的酯類(lèi)，但大多并不在紅燒肉中出現(xiàn)。

(5) 烷烴類(lèi)及芳香族風(fēng)味物質(zhì)：紅燒肉中烷烴類(lèi)主要來(lái)自烷氧自由基斷裂[22]，閾值高，但部分烴類(lèi)是形成雜環(huán)化合物的前體，且多種烴對(duì)紅燒肉的風(fēng)味有整體提升作用[23-24]。紅燒肉中芳香族化合物大多來(lái)自調(diào)味汁，共檢出27種，總量達(dá)53.27%，如桂皮醛具有強(qiáng)烈的桂皮油和肉桂油的香氣。豬肉在加工過(guò)程中主要檢出茴香腦、甘菊藍(lán)，且含量較少。說(shuō)明調(diào)味汁的芳香化合物對(duì)紅燒肉風(fēng)味有較為重要的作用。

(6) 雜環(huán)風(fēng)味物質(zhì)：共檢出10余種雜環(huán)化合物，含量42.45%，其中呋喃環(huán)類(lèi)如2-戊基呋喃源于油酸氧化的辛醛、壬醛[9]，具有甜香，賦予肉制品良好風(fēng)味。5-羥甲基糠醛，又名5-羥基甲基呋喃甲醛，由葡萄糖或果糖脫水生成，呈甘菊味。3-呋喃甲醇由糠醛經(jīng)加氫還原，有苦辣氣味，對(duì)人體有害。吡喃環(huán)類(lèi)如2H-皮蘭-2-甲醇，2，3-二氫-3，5-二羥基-6-甲基-4氫-吡喃-4-酮，后者是美拉德反應(yīng)或糖裂解產(chǎn)物，具有甜潤(rùn)香氣。含氮雜環(huán)化合物主要有甲氧基苯肟、4,6-二甲基嘧啶、2-乙酰基吡咯、2，6-二乙基-吡嗪，其中2-乙酰基吡咯是比較重要的風(fēng)味物質(zhì)，香氣宜人，來(lái)自美拉德反應(yīng)，多產(chǎn)生于高溫低水分烹飪條件[10]。其他物質(zhì)如4,5-二甲基-1,3-二氧雜環(huán)戊烯-2-酮和對(duì)甲氧基苯基丙酮，后者由茴香腦反應(yīng)而來(lái)。甲氧基苯肟和2H-皮蘭-2-甲醇在加工過(guò)程中均有檢出，燉煮階段檢出的2,3-二甲基-5-乙基吡嗪屬于吡嗪類(lèi)化合物，由氨基酸Strecker降解生成，所有的吡嗪類(lèi)化合物都可以提供烘烤香[25]，僅生肉中檢出5-庚基-2-呋喃酮和5苯基-2-呋喃酮，是香味增效劑類(lèi)。在調(diào)味汁中亦檢出10余種，但含量不高。同時(shí)由于調(diào)味汁中焦糖、料酒、醬油以及其他物質(zhì)相互作用，經(jīng)熱降解、焦糖化、美拉德反應(yīng)等[26]生成了獨(dú)特的紅燒肉風(fēng)味。

3 結(jié)論

試驗(yàn)表明，電子鼻測(cè)定與氣質(zhì)聯(lián)用分析的結(jié)果一致：① 五花肉和調(diào)味汁中含有大量風(fēng)味物質(zhì)，在熱加工條件下的漂燙、油炸、燉煮環(huán)節(jié)損失了一部分，但特征風(fēng)味物質(zhì)不斷形成。主要的風(fēng)味物質(zhì)是氮氧類(lèi)化合物，如醛酮、呋喃和吡喃類(lèi)等含量高且變化大，其次醇類(lèi)和硫化物。烴類(lèi)變化不大，基本不參與反應(yīng)。② 紅燒肉制備過(guò)程中共檢出148種物質(zhì)，主要來(lái)源于兩個(gè)方面：五花肉本身的風(fēng)味前體物質(zhì)在熱加工條件下產(chǎn)生，以及調(diào)味汁中存在大量風(fēng)味物與五花豬肉中的風(fēng)味物融合、反應(yīng)，其中不飽和脂肪酸氧化降解生成的醛類(lèi)、呋喃類(lèi)等是紅燒肉烹制過(guò)程中的主要風(fēng)味物質(zhì)。調(diào)味汁對(duì)紅燒肉風(fēng)味的貢獻(xiàn)主要是芳香烴類(lèi)化合物，焦糖化反應(yīng)產(chǎn)生的呋喃以及類(lèi)吡嗪、吡咯、呋喃酮等雜環(huán)化合物。但是調(diào)味汁風(fēng)味的大部分物質(zhì)未在紅燒肉中得以保留。③ 紅燒肉的主要風(fēng)味物質(zhì)有己醛、苯甲醛、1-辛烯-3-醇、桂皮醛、2-戊基呋喃、2-乙?；量┖?,3-二甲基-5-乙基吡嗪等。紅燒肉加工過(guò)程中甲氧基苯肟含量較高，而乙偶姻在加工前期含量高。后續(xù)擬采用電子舌、氨基酸分析儀和高效液相色譜等分析紅燒肉的滋味特征及其滋味物質(zhì)如氨基酸、脂肪酸、肌苷酸等，探討紅燒肉的滋味形成理論。