豬后腿醬肉揮發(fā)性風味物質(zhì)成分分析研究

王東杰

（鄭州輕工業(yè)大學食品與生物工程學院，河南鄭州450001）

醬肉制品是我國特有的一類傳統(tǒng)熟肉類制品，其風味濃郁、口感酥軟，受到廣大消費者的喜愛[1]。肉制品中風味成分種類繁多，且受原料、加工工藝等多種因素的影響。目前，關于雞肉、發(fā)酵肉、生熟火雞肉、火腿和罐裝肝腸、煙熏香腸、煮牛肉、鵝肉等風味成分多有報道[2-4]，而有關豬后腿醬肉的風味成分鮮有報道。揮發(fā)性風味物質(zhì)的分析關鍵是風味物質(zhì)的提取，目前常用的提取食品揮發(fā)性風味物質(zhì)的方法有靜態(tài)頂空萃取法、動態(tài)頂空萃取法、固相萃取法（SPE）、超臨界流體萃取法（SFE）、同時蒸餾萃取法（SDE）和固相微萃取法（SPME）等。與傳統(tǒng)的風味物質(zhì)抽提技術相比，固相微萃取簡便、快速、經(jīng)濟安全、無溶劑、選擇性好且靈敏度高，可直接與氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）、高效液相色譜（HPLC）、毛細管電泳儀（CE）等聯(lián)用，集采樣、萃取、濃縮、進樣于一體，大大加快了分析檢測的速度[5-6]。黨亞麗等人[7]研究認為SDE法由于長時間高溫蒸煮，沸點低、容易發(fā)生變化的化合物（低分子質(zhì)量的醇、酸等）檢出較少，產(chǎn)生了一些后生物,如長鏈的醛、酸等；而SPME法則對低分子質(zhì)量的醛、酸和醇等化合物檢出效果良好，香氣成分沒有發(fā)生變化。采用頂空固相微萃取方法處理豬后腿醬肉樣品，采用GC-MS對萃取物進行分離鑒定。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

豬后腿肉、食鹽、甜面醬和香辛料，購買于當?shù)厥袌觯换瘜W分析試劑，均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 醬肉制作工藝

選料→原料肉修整→腌制→上醬→干制→成品。

在醬肉加工過程中，選擇豬后腿肉，將豬肉切成長度為20 cm，寬度為5 cm的肉條，用食鹽和辛香料（大茴香200 g/50 kg，花椒100 g/50 kg，山奈50 g/50 kg，草果100 g/50 kg，良姜100 g/50 kg，桂皮100 g/50 kg，丁香50 g/50 kg，肉豆蔻100 g/50 kg，陳皮100 g/50 kg）腌制。腌制完成之后在肉表面涂上甜面醬進行上醬操作，再對其進行干制，最終獲得醬肉產(chǎn)品。

為了獲得品質(zhì)更佳的醬肉制品，對醬肉加工腌制食鹽質(zhì)量分數(shù)、腌制時間和干制條件3個因素采用單因素試驗和正交試驗設計進行優(yōu)化。以感官評分標準為判定指標，獲得最佳醬肉制作工藝。

醬肉加工工藝正交試驗優(yōu)化設計方案L9（34）見表1，醬肉感官評分標準見表2。

表1 醬肉加工工藝正交試驗優(yōu)化設計方案L9（34）

表2 醬肉感官評分標準

1.2.2 揮發(fā)性風味物質(zhì)的SPME-GC-MS測定

（1）揮發(fā)性風味物質(zhì)的固相微萃取。稱取樣品10.0 g切成2 mm的醬肉顆粒并加入固相微萃取瓶中，將蓋子擰緊之后放入50℃恒溫水浴鍋中進行20 min平衡，然后將75μm CAR/PDMS固相微萃取纖維針插入到瓶中，纖維頭處于頂空狀態(tài)進行風味化合物吸附50 min[4-5]。

（2）揮發(fā)性風味物質(zhì)的測定。采用氣相質(zhì)譜聯(lián)用分析儀對樣品中的揮發(fā)性風味物質(zhì)進行測定。

①色譜條件：氣相色譜分析采用DB-Wax型極性柱（30 m×0.25 mm，0.25μm）進行；載氣為高純氦氣（純度＞99.99%）；流速為1.2 mL/min（恒定）；分流比為5∶1。氣相色譜所采用的升溫程序：250℃進樣口溫度，40℃柱溫起始，保持3 min，以5℃/min升溫到200℃，保持10 min，再以10℃/min升到230℃保持5 min。②質(zhì)譜條件：電子電離方式，280℃接口溫度，70 eV電子能量，150℃四極桿溫度，230℃離子源溫度，3 min溶劑延遲時間，設定40～600 u質(zhì)譜質(zhì)量掃描范圍。

（3）揮發(fā)性風味化合物鑒定。根據(jù)GC-MS檢測獲得的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，通過計算機在NIST標準譜庫中進行檢索，再查找相關的質(zhì)譜資料，對基峰、相對豐度和質(zhì)荷比等方面進行分析，按照各物質(zhì)組分的峰面積占總峰的面積之比值計算組分的相對含量。

2 結果與分析

2.1 醬肉加工工藝

正交試驗9個處理中醬肉感官評價結果見表3，醬肉加工各因素間方差分析見表4。

表3 正交試驗9個處理中醬肉感官評價結果

表4 醬肉加工各因素間方差分析

由表3和表4可知，腌制食鹽質(zhì)量分數(shù)對醬肉感官品質(zhì)影響最大，其次為干制條件，腌制時間對醬肉感官品質(zhì)影響較小，同時各因素間差異均為極其顯著（p＜0.01），因此可以在每個因素內(nèi)進行比較分析獲得最佳的醬肉加工條件。為了獲得最佳的感官品質(zhì)，所用醬肉的最佳加工工藝為以食鹽質(zhì)量分數(shù)4%，腌制時間3 d，上醬之后50℃下再干制10 h。

2.2 醬肉中揮發(fā)性風味物質(zhì)分析

醬肉中揮發(fā)性風味成分GC-MS分析結果見表5。

由表5可知，分析檢測并確認醬肉樣品中揮發(fā)性風味物質(zhì)有醇類16種、醛類13種、酸類8種、酮類2種、烴類10種、酯類8種、含氧、氮、硫類6種及其他2種，共計8類65種化合物。由表5可知，醬肉揮發(fā)性風味物質(zhì)中醇類化合物的相對含量為33.52%，醛類化合物的相對含量為25.06%，烴類化合物的相對含量為19.99%，酯類化合物的相對含量為8.6%，酸類化合物的相對含量為7.47%，酮類化合物的相對含量為1.91%，含氧、氮、硫類化合物的相對含量為2.32%，其他化合物的相對含量為1.1%。醬肉中的主要風味化合物是醇、醛和烴類，這一研究結果與周芳[8]研究結果相似。

表5 醬肉中揮發(fā)性風味成分GC-MS分析結果

由表5可知，研究表明醬肉中揮發(fā)性風味物質(zhì)中醇類化合物相對含量為33.52%，其中主要的醇類化合物是2,3-丁二醇（14.55%）、沉香醇（8.96%）和乙基乙烯基甲醇（2.28%）。從醇的種類分析研究所檢測到的揮發(fā)性醇類物質(zhì)中含有11種不飽和醇且相對含量為15.3%。陳怡穎等人[9]研究認為揮發(fā)性風味成分中的醇類主要來源于肉中脂肪的氧化，由于飽和醇的風味閾值（5 000～20 000μg/kg）較高，對產(chǎn)品整體風味影響不大，而不飽和醇風味閾值較低對風味的形成具有一定的作用。劉登勇等人[10]研究表明，飽和脂肪醇的閾值較高，對整體風味貢獻相對較少；不飽和醇的閾值相對較低，對風味貢獻較大，由此可以推出醬肉風味的主要醇類貢獻化合物是不飽和醇類。孫圳等人[11]研究報道沉香醇的風味閾值為6μg/kg。由表5可知，在醇類風味物質(zhì)中沉香醇對醬肉風味的呈現(xiàn)發(fā)揮重要作用，其次是乙基乙烯基甲醇（相對含量2.28%）、1-辛炔-3-醇（相對含量0.93%）和2-辛烯-1-醇（相對含量0.76%）。

醬肉揮發(fā)性風味物質(zhì)中醛類化合物的相對含量為25.06%，主要的醛類是2-甲基丁醛、己醛、3-甲基丁醛、2-辛烯醛、5-甲基-2呋喃甲醛和苯甲醛，其相對含量分別為8.79%，4.89%，2.47%，2.11%，2.01%，1.79%。周芳[8]研究報道豬肉中2-甲基丁醛、己醛、3-甲基丁醛、2-辛烯醛的相對含量分別為0，13.2%，0.195%，0，而用此原料制成的傳統(tǒng)醬肉中2-甲基丁醛、己醛、3-甲基丁醛、2-辛烯醛的相對含量分別為4.17%，40.52%，13.5%，1.14%，據(jù)此可表明揮發(fā)性風味物質(zhì)中醛類化合物主要來源于原料肉或者酯類的氧化分解。Noleau I等人[12]研究認為，醛類物質(zhì)是雞肉受熱發(fā)生脂肪氧化反應的特征香味呈味物質(zhì)。有文獻研究報道，2-甲基丁醛、己醛、3-甲基丁醛、2-辛烯醛、5-甲基-2呋喃甲醛和苯甲醛的風味閾值分別為1.0，4.5，0.3，3.0，20.0，350μg/kg[13]。徐曉蘭等人[14]研究認為醛類物質(zhì)一般閾值較低，具有脂肪香味和較強的揮發(fā)性，對雞肉制品的風味貢獻較大。Buscailhon S等人[15]報道干腌火腿中的醛類化合物可能與火腿及腌制肉制品的特征香味有關。有文獻表明，脂類的低溫氧化過程會有大量的己醛產(chǎn)生，己醛、庚醛、辛醛及壬醛等直鏈脂肪醛來自于脂肪的氧化降解；而2-甲基丙醛、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛等支鏈脂肪醛可能來自纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸和苯丙氨酸的Strecker降解產(chǎn)物[16]。

低濃度2-甲基丁醛具有果香、霉香、堅果香和青香；3-甲基丁醛具有愉快的水果香氣、咸味；己醛呈酸敗、生的油脂和青草及蘋果香味；2-辛烯醛具有青香和脂肪的氣息；苯甲醛具有苦杏仁、櫻桃及堅果香氣；5-甲基-2呋喃甲醛具有甜香、辛香及咖啡焦糖的氣息。由試驗數(shù)據(jù)可以推斷，2-甲基丁醛、己醛、3-甲基丁醛、2-辛烯醛、5-甲基-2呋喃甲醛和苯甲醛對醬肉的香氣貢獻較大，這一結果與田懷香[5]報道的金華火腿的研究類似。

由表5可知，醬肉中鑒定出10種烴類物質(zhì)（相對含量19.99%），檢測到的烴類以烯烴和炔烴為主（相對含量為18.45%）。在所檢測到的烴類物質(zhì)中2,4-己二炔的含量最高（相對含量14.34%），這可能與原料肉具有較高含量的2,4-己二炔有關，有待進一步研究。周芳[8]研究表明，鮮肉中2,4-己二炔含量達揮發(fā)性風味物質(zhì)總含量的64.36%。碳氫化合物在肉類制品中種類很多，因其閾值較高對肉類風味的貢獻不明顯[17]。陳怡穎等人[9]研究也表明，揮發(fā)性風味成分中的烴類物質(zhì)主要來源于脂肪酸烷氧基自由基的均裂，一般被認為對雞肉香氣無特殊貢獻。劉登勇等人[10]研究認為，無論飽和烴還是不飽和烴，在食品風味形成過程中發(fā)揮的作用均較小。盡管醬肉中的烴類物質(zhì)對風味的形成貢獻不明顯，但有些烴類物質(zhì)可能是形成雜環(huán)化合物的重要中間體，有助于提高整體風味。在所檢測到的烴類化合物中β-月桂烯具有甜橘味和香脂氣，由表5可知其相對含量為1.11%，其風味閾值為1.2μg/kg[11]，是對醬肉風味的形成具有一定貢獻的烴類化合物。

孫圳等人[11]研究認為除內(nèi)酯和硫酯以外，其他酯類物質(zhì)因閾值都較高且在肉中含量有限，對肉的風味貢獻不大。由表5可知，試驗共檢測到8種酯類物質(zhì)，相對含量較高的3種酯類物質(zhì)分別是丁酸乙酯、己酸乙酯和乙酸乙酯，其相對含量分別為3.11%，1.89%，1.09%。丁酸乙酯具有強烈的菠蘿香、香蕉、鳳梨、蘋果的水果香，并有談談的玫瑰香；己酸乙酯具有強烈的果香、菠蘿、香蕉的香氣，香氣持久力一般；乙酸乙酯具有醚香、葡萄和櫻桃果香，香氣不持久。黨亞麗等人[7]曾報道碳鏈長為1～10的酸生成的酯往往會賦予豬肉一種果香甜味的特征。文獻報道丁酸乙酯、己酸乙酯和乙酸乙酯的風味閾值分別為66，1.0，5μg/kg[13]，由此可以推斷出，對醬肉風味具有影響的酯類化合物為丁酸乙酯、己酸乙酯和乙酸乙酯。

在醬肉檢測到一些揮發(fā)性酸類化合物，這些酸類化合物可以是來自于中性脂肪和磷脂的降解，也可能是脂肪氧化過程中生成的小分子脂肪酸，或者是由于微生物作用產(chǎn)生。試驗檢測到的酸類化合物中乙酸的相對含量最高（相對含量3.96%），由于乙酸的風味閾值為22 000μg/kg，且可以與醇類反應生成酯類化合物，對產(chǎn)品整體風味貢獻不明顯[10]。李林等人[18]研究表明，酸類化合物對臘肉風味基本無貢獻，但有利于抑制酸價延長貯藏期。

肉中除含有一定不飽和脂肪之外，含有較大比例的蛋白質(zhì)，提供生成支鏈酸所需的氨基酸，而Strecker醛又可進一步反應生成各種短鏈酮。酮類嗅覺閾值較高，對扣肉風味貢獻較小[19]。孫圳等人[11]認為肉中的酮類物質(zhì)主要來自于脂肪氧化和美拉德反應，因其閾值遠高于其同分異構體的醛類，一般認為對風味貢獻不大，但對肉中其他風味物質(zhì)起輔助作用，可以使肉制品的風味更加圓潤，具有層次感。徐曉蘭等人[14]研究認為肉制品中酮類化合物可能來源于醇的氧化產(chǎn)物，也可能是酯類分解的產(chǎn)物。陳建良等人[20]對不同雞種雞肉中揮發(fā)性風味物質(zhì)進行了研究，認為由于酮類物質(zhì)的閾值遠遠高于其同分異構體的醛，對雞肉香味的貢獻相對較小。美拉德反應產(chǎn)生的發(fā)性產(chǎn)物中含有豐富的呋喃類物，只有含硫的呋喃類才具有肉香特征[14]，由表5可知，試驗檢測到的2-乙?；秽?-呋喃基甲基酮）不含有硫，對醬肉風味的呈現(xiàn)貢獻不明顯，只是協(xié)調(diào)和平衡其風味。

3 結論

分析檢測到8類65種揮發(fā)性風味物質(zhì)，主要風味化合物是醇、醛和烴類，其相對含量分別為33.52%，25.06%，19.99%。所檢測到揮發(fā)性化合物中沉香醇、乙基乙烯基甲醇、1-辛炔-3-醇、2-辛烯-1-醇、2-甲基丁醛、己醛、3-甲基丁醛、2-辛烯醛、5-甲基-2呋喃甲醛、苯甲醛和β-月桂烯對醬肉風味的形成起主要作用。丁酸乙酯、己酸乙酯和乙酸乙酯和2-乙?；秽珜︶u肉風味呈現(xiàn)起協(xié)調(diào)平衡的作用。

（1）通過單因素試驗和正交試驗確定醬肉制品加工工藝，將后腿豬肉切成長度為20 cm，寬度為5 cm，以食鹽質(zhì)量分數(shù)4%，腌制時間3 d，上醬之后40℃下干制10 h進行制作。

（2）比較了同時蒸餾萃取法和固相微萃取法2種方法提取醬肉中揮發(fā)性物質(zhì)，采用同時蒸餾萃取法鑒別出61種風味揮發(fā)性物質(zhì)，而采用固相微萃取法鑒別出65種風味揮發(fā)性物質(zhì)。

對這2種方法提取醬肉揮發(fā)性物質(zhì)進行比較可以發(fā)現(xiàn)：①同時蒸餾微萃取法的萃取條件溫度較高，為100℃；萃取到的除了沸點較低的醇類和醛類物質(zhì)之外，還萃取到一些高沸點的呋喃化合物和含苯化合物等揮發(fā)性物質(zhì)。固相微萃取法萃取溫度較低，為50℃。因此，收集到的主要是一些低沸點的醇類化合物和醛類化合物。但是，在利用較高溫度加熱萃取過程中可能會對醬肉中存在的熱敏感風味揮發(fā)性物質(zhì)產(chǎn)生不同程度的破壞和影響，給醬肉中風味揮發(fā)性物質(zhì)組成成分的提取和分析造成干擾[7]。②同時蒸餾萃取法常常需要無水乙醚、二氯甲烷等有毒的有機溶劑，容易造成環(huán)境破壞和污染，而在檢測時溶劑可能作為背景會在總離子流的圖譜產(chǎn)生雜質(zhì)峰，干擾分析結果，導致數(shù)據(jù)偏差。采用固相微萃取法則無需有機溶劑，不會造成環(huán)境的破壞和污染，也不會干擾檢測結果。

一般醬肉的腌制過程溫度降低，產(chǎn)生的主要為一些低沸點的風味揮發(fā)性物質(zhì)。因此，采用固相微萃取法比用同時蒸餾法萃取法能更加客觀、真實地反映出醬肉中的風味揮發(fā)性物質(zhì)。