李 巖， 曾祥權(quán)， 杜文斌， 李學(xué)杰， 趙勁靈， 李 健

(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)

隨著世界人口的持續(xù)增長(zhǎng)，肉類食品消費(fèi)量驟增，導(dǎo)致資源環(huán)境壓力過大，同時(shí)由于動(dòng)物福利等多方面原因，人們逐漸意識(shí)到向低肉類消費(fèi)轉(zhuǎn)變的重要性，植物基蛋白正迅速成為動(dòng)物蛋白的合適替代品[1]。食用植物基蛋白食品有助于降低體重、膽固醇和血壓水平，從而降低中風(fēng)、心臟病和癌癥的風(fēng)險(xiǎn)[2]，因此，植物肉是一種很有前景的健康食品[3]。植物肉主要是利用分離出的植物蛋白，通過擠壓技術(shù)、3D打印技術(shù)、靜電紡絲技術(shù)對(duì)其進(jìn)一步加工，以生產(chǎn)出類似肉類的質(zhì)構(gòu)并模仿肉類的味道和顏色的產(chǎn)品[4-5]。由于現(xiàn)有植物肉的口味距離肉類還有一定的差距，優(yōu)化現(xiàn)有產(chǎn)品的感官屬性以提高其適口性是吸引消費(fèi)者選擇的關(guān)鍵[6]。

探究肉香味產(chǎn)生的主要來源是提升現(xiàn)有植物肉風(fēng)味特性的重要因素。烹飪?nèi)庵械娘L(fēng)味化合物是通過極其復(fù)雜的分解、氧化、還原和其他化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的，主要反應(yīng)包括氨基酸與還原糖的美拉德反應(yīng)、脂肪酸氧化與硫胺素降解等[7]。在烹飪過程中，脂質(zhì)的氧化能夠形成幾百種揮發(fā)性物質(zhì),其中包括烴類、醛類、酮類、醇類、羧酸和酯，特別是烴類以及氧化的雜環(huán)化合物如吡嗪和烷基呋喃。不同的脂肪酸氧化產(chǎn)生的風(fēng)味化合物不同，這些風(fēng)味化合物都會(huì)對(duì)食品的整體風(fēng)味起關(guān)鍵作用。已有研究發(fā)現(xiàn)，脂質(zhì)和美拉德反應(yīng)間的相互作用可以生成一些揮發(fā)性化合物，但是美拉德反應(yīng)對(duì)肉香味貢獻(xiàn)有限，因此脂質(zhì)氧化與美拉德反應(yīng)產(chǎn)物之間的相互作用已經(jīng)成為了熟肉中許多揮發(fā)性化合物的重要來源[8]。目前，關(guān)于植物肉的研究主要集中在加工方式、原料特性等對(duì)植物肉風(fēng)味與質(zhì)構(gòu)的影響。Guo等[9]通過調(diào)節(jié)小麥面筋和水分含量，對(duì)植物肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的保留進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)面筋含量越高、水分含量越低的肉制品中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的滯留率越高。Pietsch等[10]研究發(fā)現(xiàn)，在不同工藝條件的高水分?jǐn)D壓過程中，大豆?jié)饪s蛋白的非蛋白組分如不溶性和可溶性多糖的結(jié)構(gòu)變化，對(duì)其流變學(xué)性質(zhì)和各向異性產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的形成有重要影響，這些具備各向異性的材料可作為植物肉的生產(chǎn)原料。

脂肪可以修飾食物的風(fēng)味，不同的脂肪酸對(duì)食品口感也存在影響，用植物油代替植物肉中的部分飽和脂肪，是提高植物肉風(fēng)味和口感的有效途徑[11]，但目前關(guān)于不同種類特性的植物油對(duì)植物肉風(fēng)味與感官品質(zhì)方面的研究尚未見報(bào)道。本研究擬選用脂肪酸種類、含量各不同的5組植物油(菜籽油、大豆油、花生油、葵花籽油、棕櫚油)應(yīng)用于植物肉的生產(chǎn)制備過程中，采用頂空固相微萃取(headspace-solid-phase microextraction, HS- SPME)結(jié)合氣相色譜- 嗅聞- 質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(gas chromatography-olfactometry mass spectrometry, GC- O- MS)，探究添加不同植物油的植物肉產(chǎn)品中風(fēng)味成分組成，并結(jié)合感官評(píng)價(jià)、質(zhì)構(gòu)分析及色差檢測(cè)，對(duì)其感官屬性進(jìn)行分析，以期為植物肉的品質(zhì)提升提供可借鑒的思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

菜籽油、大豆油、花生油、葵花籽油、棕櫚油(5組植物油中棕櫚酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為13.38%、11.07%、20.60%、5.75%、42.86%，硬脂酸含量分別為4.05%、4.54%、4.14%、5.31%、4.47%，油酸含量分別為27.62%、21.45%、32.16%、23.30%、39.41%，亞油酸含量分別為43.54%、53.26%、36.93%、63.94%、9.61%[12])，嘉吉亞太食品系統(tǒng)(北京)有限公司；葡萄糖、核糖、木糖、蛋氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、I+G(呈味核苷酸二鈉)、水解植物蛋白、酵母抽提物、硫胺素、大豆分離蛋白(食品級(jí))，上海源葉生物科技有限公司；酵母抽提物，安琪酵母股份有限公司；食用色素，丹尼斯克(中國(guó))有限公司；老抽，廣東省鶴山市東古調(diào)味食品有限公司；味精，梅花生物科技集團(tuán)股份有限公司；食用鹽，中國(guó)鹽業(yè)總公司；C7～C30正構(gòu)烷烴、正己烷、2-甲基-3-庚酮，均為色譜純，美國(guó)Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

7890B/5977A型氣相色譜- 質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)、DB- WAX型毛細(xì)管柱(60 m×0.25 mm, 0.25 μm)，美國(guó)Agilent公司；Sniffer 9000型嗅聞儀，瑞士 Brechbuler公司；SPME萃取頭(50/30 μm DVB-CAR-PDMS)，美國(guó)Supelco公司 ；PS20C1型烤箱，美的集團(tuán)股份有限公司；TMS- Touch型物性分析儀，美國(guó) FTC公司；TMS6 mm Steel型探頭，美國(guó)FTC公司；CM- 5型分光測(cè)色計(jì)，柯尼達(dá)美能達(dá)(中國(guó))投資有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1植物肉的制備

本研究的植物肉是在前期實(shí)驗(yàn)優(yōu)化得到的條件下制得的[13]。將大豆組織蛋白和拉絲蛋白按照質(zhì)量比為8∶2的比例泡水2 h(共100 g)。將1.2 g半胱氨酸、0.8 g甘氨酸、0.8 g蛋氨酸、1.2 g葡萄糖、1.2 g木糖、1.2 g核糖、0.8g(I+G)、2 g植物水解蛋白、0.8 g酵母抽提物、0.3 g硫胺素等風(fēng)味前體物在室溫條件下溶解于水中配成溶液，用此溶液在0～4 ℃條件下，將脫水后的組織蛋白和拉絲蛋白浸泡12 h，加入3 g大豆分離蛋白并均勻攪拌。5組樣品中分別加入15 g的菜籽油(樣品A)、大豆油(樣品B)、花生油(樣品C)、葵花籽油(樣品D)、棕櫚油(樣品E)，分別與浸泡12 h的植物蛋白原料攪拌混勻，最終置于模具中成型。

1.3.2樣品前處理

將5組植物肉制成直徑為10 cm，厚度為1.5 cm的肉餅，180 ℃條件下烤制10 min，5 min時(shí)將其翻面繼續(xù)烤制，保證肉餅烤制均勻?？局平Y(jié)束后將樣品切成大小均一的碎肉塊，混合后取樣，以消除個(gè)體差異，保證樣品均一性。

1.3.3感官實(shí)驗(yàn)

感官評(píng)價(jià)小組由12人組成，(6名男生，6名女生，年齡21～26周歲)，均為長(zhǎng)期從事風(fēng)味方向研究的實(shí)驗(yàn)人員，確保小組成員能夠準(zhǔn)確識(shí)別烤牛肉的香氣。在小組成員討論之后，描述了樣品風(fēng)味概況，包括肉香、烤香、油脂味、泥土味、咖啡味、焦糖味。使用0～5分的評(píng)估量表，步距為1(氣味特征由0～5分依次從無逐級(jí)增強(qiáng))。感官評(píng)價(jià)員不知道測(cè)試樣品的性質(zhì)，在評(píng)估各樣品時(shí)提供咖啡豆并休息1 min以恢復(fù)嗅覺。下列風(fēng)味物質(zhì)作為香氣描述物的參考：2-甲基-3-呋喃硫醇(肉香)、2-乙基-3,5-二甲基吡嗪(烘烤)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(脂肪)、2-甲氧基-3,5-二甲基吡嗪(泥土味)、5-甲基-2-呋喃甲硫醇(咖啡味)、乙基麥芽酚(焦糖味)。

1.3.4風(fēng)味化合物的提取

參考文獻(xiàn)[14-15]的萃取方法稍作修改。準(zhǔn)確稱量3.0 g樣品，放在20 mL的頂空瓶中，以1 μL 0.816 μg/μL的2-甲基-3-庚酮(溶于正己烷)為內(nèi)標(biāo)，加入到樣品中密封。55 ℃平衡15 min，使用SPME萃取頭在55 ℃萃取30 min。

1.3.5GC-O-MS分析

氣相條件：萃取纖維插入GC進(jìn)樣口，250 ℃條件下解析3 min。升溫程序?yàn)槠鹗紲囟?0 ℃，保持5 min后，以8 ℃/min的速率升溫至100 ℃，以1 ℃/min的速率升溫至125 ℃，再以3 ℃/min的速率升溫至200 ℃。后運(yùn)行溫度為230 ℃，時(shí)間為3 min。

質(zhì)譜條件：采用EI離子源和70 eV的電子能量，傳輸線溫度280 ℃，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，溶劑延遲6 min，全掃描模式，質(zhì)量掃描范圍m/z為50～350 amu。

嗅聞儀條件：氣味輸出通道為無涂層填充的色譜柱，色譜柱溫度設(shè)定為200 ℃。3名經(jīng)過培訓(xùn)的感官評(píng)價(jià)員對(duì)輸出的氣味進(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。嗅聞時(shí)評(píng)價(jià)員對(duì)相應(yīng)物質(zhì)的感官特征進(jìn)行描述，與文獻(xiàn)報(bào)道的化合物香氣特征進(jìn)行對(duì)比，并記錄保留時(shí)間嗅聞強(qiáng)度，嗅聞強(qiáng)度由1～5分逐級(jí)增強(qiáng)。

1.3.6揮發(fā)性風(fēng)味化合物的定性分析

進(jìn)樣完成檢測(cè)后，化合物在GC-O-MS上的采集信息通過Masshunter Workstation B.03.01軟件處理。利用NIST譜庫(kù)檢索，應(yīng)用保留指數(shù)(retention index，RI)對(duì)樣品中檢出的風(fēng)味化合物進(jìn)行定性，并通過嗅聞共同定性揮發(fā)性香氣成分。

C7～C30正構(gòu)烷烴在相同的GC-O-MS條件下進(jìn)樣，保留指數(shù)根據(jù)式(1)計(jì)算。

(1)

式(1)中，n表示系列烷烴的碳原子個(gè)數(shù)，Ta、Tn和Tn+1分別為揮發(fā)性組分a、系列烷烴Cn和Cn+1的保留時(shí)間，3種物質(zhì)的保留時(shí)間為Tn

1.3.7揮發(fā)性風(fēng)味化合物的定量分析

參照楊帆等[16]的方法稍作修改，采用內(nèi)標(biāo)法定量，以2-甲基-3-庚酮作內(nèi)標(biāo)物, 按式(2)計(jì)算揮發(fā)性物質(zhì)含量。

(2)

式(2)中，f表示響應(yīng)因子，A1、Ax分別代表內(nèi)標(biāo)物峰面積和未知物峰面積，ρ1和ρx分別代表內(nèi)標(biāo)物質(zhì)量濃度和未知物質(zhì)量濃度。

1.3.8質(zhì)構(gòu)分析

參考羅登林等[17]的方法稍作修改，將植物肉餅切成20 mm×20 mm×20 mm的方塊，對(duì)其進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)試。參數(shù)設(shè)置：探頭型號(hào)為TMS 6 mm Steel，觸發(fā)力5 g，下壓距離5 mm，測(cè)試速率1.0 mm/s，測(cè)定植物肉餅的硬度、咀嚼性、內(nèi)聚性以及彈性。

1.3.9植物肉色差的測(cè)定

使用分光測(cè)色計(jì)，經(jīng)儀器自檢及零點(diǎn)、白板校正，將植物肉餅放置于載樣臺(tái)上，肉餅緊扣鏡面(不漏光)，隨機(jī)在每個(gè)樣品5個(gè)不同的位置測(cè)定數(shù)據(jù),記錄樣品的L*值、a*值和b*值[18]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)均進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn)，表格采用Microsoft Office 2019軟件進(jìn)行制作，采用Origin 2019軟件繪圖，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 5組植物肉的感官評(píng)價(jià)結(jié)果

食品風(fēng)味的分析是儀器分析與感官分析相結(jié)合的綜合結(jié)果，感官評(píng)價(jià)在食品風(fēng)味分析中極為重要。采用風(fēng)味輪描述產(chǎn)品的特性可直觀地比較各樣品之間的差異。感官小組對(duì)5組添加了不同植物油生產(chǎn)的植物肉6個(gè)指標(biāo)(烤香、肉香、油脂味、泥土味、咖啡味、焦糖味)進(jìn)行評(píng)定，將5個(gè)樣品的感官得分計(jì)算平均值并繪制感官風(fēng)味輪，結(jié)果如圖1。圖1顯示，各組植物肉的整體風(fēng)味強(qiáng)度存在較為明顯的差異。樣品A(菜籽油)的各指標(biāo)得分較高，尤其是和其他4組相比具有較強(qiáng)烈的肉香味，這可能是由于樣品A中含硫化合物的濃度較高所導(dǎo)致的；C組(花生油)表現(xiàn)出較高的烤香、油脂味，這是由于花生油中含有較多的吡嗪、呋喃類化合物；樣品B(大豆油)與樣品D(葵花籽油)的整體風(fēng)味輪廓差異不大；樣品E(棕櫚油)的整體香氣強(qiáng)度較弱。

圖1 5組植物肉的風(fēng)味特征Fig.1 Flavor profiles of 5 groups of plant-based meat

2.2 植物肉中揮發(fā)性化合物組成分析

對(duì)比5組植物肉中揮發(fā)性化合物的種類和質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)果如圖2。由圖2(a)可知，5組植物肉樣品中共鑒定出79種揮發(fā)性化合物，主要是呋喃、吡嗪、含氧雜環(huán)化合物。A組植物肉中所鑒定出的化合物種類共54種，B組55種，C組鑒定出的化合物種類最多，共58種，D組53種，E組揮發(fā)性風(fēng)味化合物種類最少，共49種。由圖2(b)可見，5組樣品中檢測(cè)出的揮發(fā)性風(fēng)味化合物的含量具有顯著性差異(P<0.05)，如2,3,5-三甲基吡嗪、3-甲硫基丙醛、2-乙?；秽?。這些風(fēng)味化合物可以通過不同的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生，包括氨基酸/多肽熱降解、硫胺素降解、脂質(zhì)氧化、美拉德反應(yīng)以及美拉德反應(yīng)與脂質(zhì)氧化之間的相互作用等[9]。

5組植物肉中揮發(fā)性風(fēng)味化合物檢測(cè)結(jié)果見表1。吡嗪、呋喃類是5組樣品中相對(duì)含量最高的物質(zhì)，能夠賦予植物肉豐富的烤香[19]。吡嗪類化合物是美拉德反應(yīng)的衍生產(chǎn)物，其來自氨基酸、二羰基化合物的Strecker降解以及氨基羰基化合物的縮合，具有典型的烘烤香、堅(jiān)果香[20]。由表1可見，樣品C中吡嗪、呋喃類化合物共同的種類及總含量顯著高于其他樣品(P<0.05)，主要包括2-戊基呋喃、2,5-二甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪、2-乙基-3,6-二甲基吡嗪等，因此樣品C烤香與油脂味較大，這與感官評(píng)價(jià)的結(jié)果一致。研究表明，不同的脂肪酸如ω-3脂肪酸、ω-6脂肪酸氧化會(huì)生成不同的醛類，這些醛類物質(zhì)在肉類熱加工的前期和后期均可參與美拉德反應(yīng)，進(jìn)一步生成吡嗪、呋喃等雜環(huán)化合物[21]，因此，推測(cè)其可能是由于花生油中的脂肪酸種類多于其他4種植物油所導(dǎo)致，如花生酸、二十三烷酸等[22-23]。Negroni等[24]發(fā)現(xiàn)在木糖- 賴氨酸和葡萄糖- 賴氨酸模型中，吡嗪的產(chǎn)生對(duì)油脂的不飽和程度特別敏感，如2,5-二甲吡嗪、2,3-二甲吡嗪等，本實(shí)驗(yàn)中，E組添加的棕櫚油中不飽和脂肪酸含量相對(duì)最低，因此在E組中檢測(cè)出的這兩種化合物濃度較其他實(shí)驗(yàn)組更低。呋喃類化合物是肉類風(fēng)味的重要呈香成分，多數(shù)具有焦糖香氣[25]。2-戊基呋喃在5組樣品中的含量較高，D組含量最高，這是由于葵花籽油中的亞油酸含量在5組植物油里最高[18]，而2-戊基呋喃是亞油酸分解后得到的產(chǎn)物，具有甜香[26]。

表1 5組植物肉的揮發(fā)性組分Tab.1 Volatile components identified from 5 groups of plant-based meat

續(xù)表1

續(xù)表1

醛類化合物是熟肉中揮發(fā)性風(fēng)味化合物的主要貢獻(xiàn)者之一[11]。脂質(zhì)氧化會(huì)產(chǎn)生一些醛類物質(zhì)，包括含有6～10個(gè)碳的飽和醛和不飽和醛，是熟肉的重要揮發(fā)性成分[27-28]。由表1可看出，各組植物肉中醛類化合物的種類及含量豐富，B組主要醛類化合物與A組類似，其中壬醛僅在B組植物肉中檢測(cè)到；C組植物肉中總?cè)╊惢衔锏姆N類和質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，共1 415.4 ng/g，這可能是由于花生油中不飽和脂肪酸含量較高所導(dǎo)致的，如山崳酸、二十三碳烯酸等[22]；D組樣品中主要醛類化合物己醛、苯甲醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛濃度較高，其中己醛濃度最高，這可能是由于葵花籽油中的亞油酸含量在5組植物油中最高[12]，這與Cao等[21]研究結(jié)果一致；E組植物肉中醛類化合物最低，可能是由于棕櫚油中不飽和脂肪酸含量低所導(dǎo)致的。

醇類化合物一般來源于脂肪氧化[29]，對(duì)美拉德反應(yīng)的總體氣味有協(xié)同效應(yīng)。醇類閾值較高，對(duì)肉香的形成不如醛類，但對(duì)風(fēng)味的形成也起到關(guān)鍵作用。由表1可見，5組樣品中共檢出飽和醇12種、不飽和醇3種，其中1-辛烯-3-醇在5組樣品中含量最高，是亞油酸氫過氧化物的降解產(chǎn)物，具有蘑菇香味[30]。

酮類化合物主要來自脂肪氧化和美拉德反應(yīng)，但閾值遠(yuǎn)高于其同分異構(gòu)體的醛類，對(duì)整體風(fēng)味貢獻(xiàn)不大[31]。5組樣品中共檢測(cè)出10種酮類化合物，由于棕櫚油中不飽和脂肪酸含量在5組植物油中含量最低，且酮類化合物主要是由亞油酸氧化降解生成氫過氧化物而產(chǎn)生[19]，所以樣品E中的酮類化合物總含量最低，其中2-庚酮只在樣品A、B、C中檢測(cè)到。

圖3 5組植物肉的嗅聞結(jié)果及揮發(fā)性風(fēng)味化合物分析結(jié)果Fig.3 Results of sniff and volatile flavor compounds in 5 groups of plant-based meat

含硫化合物來源于含硫化合物參與的美拉德反應(yīng)和硫胺素降解等，可以賦予樣品肉香味，且其閾值較低，對(duì)肉制品的整體風(fēng)味貢獻(xiàn)較大[32]。由表1可見，5組樣品中僅檢測(cè)到二甲基二硫醚、二甲基三硫、3-甲硫基丙醛3種含硫化合物，其中二甲基三硫僅在樣品A、B、C中檢測(cè)到。3-甲硫基丙醛在5組植物肉中含量普遍較高，3-甲硫基丙醛主要由蛋氨酸參與的美拉德反應(yīng)產(chǎn)生，閾值極低，具有土豆香氣，可以使肉感厚實(shí)，提升整體風(fēng)味[33]。

2.3 5組植物肉的感官風(fēng)味特征分析

為探究添加不同植物油對(duì)植物肉感官風(fēng)味輪廓的差異，基于HS-SPME-GC-O-MS方法對(duì)5組樣品的香氣活性物質(zhì)進(jìn)行分析，結(jié)果如圖3。由圖3(a)可見，5組植物肉樣品通過GC-O-MS嗅聞出的香氣活性成分的嗅聞強(qiáng)度差異較大。由圖3(b)可見，5組樣品的揮發(fā)性風(fēng)味成分總離子流圖存在差別。對(duì)比5組植物肉的嗅聞強(qiáng)度結(jié)果如表2。由表2可見，5組植物肉中嗅聞到的香氣活性成分共30種。A組嗅聞出17種香氣活性成分，強(qiáng)度在3分以上的有6種；B組嗅聞出14種香氣活性成分，強(qiáng)度在3分以上的有4種；C組嗅聞出的香氣成分共14種，其中強(qiáng)度在3分以上的有5組；D組嗅聞到的香氣成分共15種，強(qiáng)度在3分以上的有6種；E組嗅聞到的化合物共15種，強(qiáng)度在3分以上的有5種。(E，E)-2,4-癸二烯醛、3-甲硫基丙醛、2,3-二甲基吡嗪、糠醛、2-乙?；秽?組樣品中均被嗅聞到，這些物質(zhì)賦予了植物肉的油脂香、烤香等，其中糠醛在5組樣品中的嗅聞強(qiáng)度較高，在A、C、E組中的嗅聞強(qiáng)度均達(dá)到了5，糠醛呈現(xiàn)出明顯的杏仁味，可以豐富植物肉的氣味輪廓。

2.4 5組植物肉揮發(fā)性成分的主成分分析

以每個(gè)樣品中嗅聞到的醇類、醛類、酮類、酯類、雜環(huán)類、含硫類、含苯環(huán)類化合物的濃度為自變量，進(jìn)行主成分分析(PCA)，結(jié)果如圖 4。由圖4可知，主成分1與主成分2的方差貢獻(xiàn)率分別為55.6%、19.6%，總方差貢獻(xiàn)率為75.2%(>75%)，表明主成分1與主成分2的方差總貢獻(xiàn)率包含了樣品較多的信息，能夠反映5組植物肉樣品中所嗅聞到的揮發(fā)性組分的總體特征。由圖4可知，利用PCA使5組植物肉樣品均能被區(qū)分開，說明不同植物油對(duì)于植物肉香氣活性成分組成有一定的影響。樣品B、E在PCA分析結(jié)果圖中距離較近，表明這兩個(gè)樣品的揮發(fā)性組分相似度較高，且與其他樣品有明顯區(qū)分。C、D兩組在PC1上得分更高，且醇類、醛類、雜環(huán)類化合物在PC1上的載荷為正，因此這幾種化合物在C、D兩組中含量更高。含苯環(huán)、含硫、含酮類化合物在PC1上載荷為負(fù)，但也可以將A、B、E三組區(qū)分開。酯類化合物與主成分2呈正相關(guān)，A組的PC2最小，因此A組中嗅聞到的酯類化合物濃度最低。

表2 5組植物肉中香氣活性物質(zhì)嗅聞強(qiáng)度Tab.2 Odor intensity of aroma active substances in 5 groups of plant-based meat

圖4 5組植物肉的PCA結(jié)果Fig.4 PCA results in 5 groups of plant-based meat

本研究表明，脂肪酸組成不同的植物油生產(chǎn)出的植物肉與揮發(fā)性組分之間存在著一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不同實(shí)驗(yàn)組植物肉的揮發(fā)性組分不同。

2.5 5組植物肉的質(zhì)構(gòu)特性分析

不同小寫字母表示不同樣品之間同一指標(biāo)差異顯著(P<0.05)。圖5 5組植物肉的質(zhì)構(gòu)分析結(jié)果Fig.5 Results of texture analysis in 5 groups of plant-based meat

圖5是添加不同植物油生產(chǎn)的植物肉質(zhì)構(gòu)測(cè)定結(jié)果。硬度、彈性、膠黏性與咀嚼度是評(píng)定植物肉質(zhì)構(gòu)好壞的4個(gè)重要指標(biāo)。李學(xué)杰等[13]研究發(fā)現(xiàn)，常見市售植物肉的硬度低于烤牛肉餅53.17%～81.10%，咀嚼性低于烤牛肉餅78.94%～81.01%。本實(shí)驗(yàn)制備的植物肉餅與烤牛肉餅的咀嚼性(22.17 mJ)相近，品質(zhì)好的肉類替代品,其咀嚼度在一定范圍內(nèi)越大越好，過大或過小都會(huì)導(dǎo)致其口感變差。由圖5可知，A、B兩組的硬度、彈性、膠黏性與咀嚼度相差不大，樣品C的硬度與膠黏性分別為46.08、17.61 N，顯著低于其他幾組植物肉(P<0.05)，這可能是由于不同來源的植物油所含的脂肪酸組成與含量不同，在凝膠中與蛋白質(zhì)的乳化效果也不同；花生油富含油酸等單不飽和脂肪酸，與蛋白質(zhì)乳化的效果較差，油滴易聚集形成大的油滴顆粒，進(jìn)一步形成疏松的凝膠三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致植物肉樣品的硬度下降。樣品D、E的硬度較大，為54.4～54.57 N，顯著高于樣品A、B、C，并且樣品D的彈性與咀嚼性較高；但樣品E的膠黏性為23.27 N，顯著高于其他4組樣品，這是由于樣品E中的棕櫚油含有豐富的棕櫚酸，棕櫚硬脂酸的結(jié)晶特性與液體油不同，因?yàn)樽貦坝仓嵩谑覝叵率枪腆w，可以穩(wěn)定乳液[34], 增加黏度。Xin等[35]研究了熱處理大豆分離蛋白乳液在pH中性條件下的乳液性能、蛋白質(zhì)吸附性能和黏彈性，發(fā)現(xiàn)棕櫚硬脂酸乳狀液的穩(wěn)定性高于葵花籽油和大豆油乳液，并具有更高的蛋白質(zhì)吸附、乳化活性指數(shù)和黏彈性，這與本研究結(jié)果一致。

2.6 5組植物肉的色度分析

顏色是消費(fèi)者對(duì)肉類消費(fèi)食品的第一印象，其中L*值表示明亮度；a*值表示紅與綠，a*值高，表示較紅；b*值表示黃與藍(lán)，b*值高，表示較黃。除了風(fēng)味，美拉德反應(yīng)(即非酶褐變)形成的褐色，是熱加工食品(如烤肉和咖啡)整體可接受性的關(guān)鍵因素[11]。對(duì)5組植物肉進(jìn)行色差分析，結(jié)果見表3。由表3可知，5組植物肉的色澤差異顯著(P<0.05)，5組樣品的亮度從大到小依次為：B組、C組、A組、E組、D組。由表3可看出，E組的a*值與b*值顯著低于其他4組，只有6.90與8.47。 這是由于E組添加的棕櫚油中不飽和脂肪酸含量顯著低于其他4組，有研究表明，不飽和脂肪酸產(chǎn)生的羰基化合物很容易與無蛋白氨基縮合生成亞胺席夫堿，席夫堿通過醛醇縮合反應(yīng)生成二聚體和復(fù)雜的高分子量棕色大分子[36]，這與本研究的結(jié)果一致。

表3 5組植物肉的色差分析Tab.2 Chromatic aberration analysis in 5 groups of plant-based meat

3 結(jié) 論

通過HS-SPME-GC-O-MS技術(shù)對(duì)5組添加不同植物油生產(chǎn)的植物肉中的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析。結(jié)果表明，5組植物肉樣品中共鑒定出79種揮發(fā)性風(fēng)味化合物，包括醇類、醛類、酮類、酯類、酸類、吡嗪類、呋喃類、含氧雜環(huán)、含硫類以及含苯環(huán)化合物，其中30種揮發(fā)性化合物可被嗅聞到。添加脂肪酸種類、含量各不相同的植物油對(duì)植物肉的風(fēng)味影響較大，尤其是添加花生油的樣品C中，由于花生油中含有的脂肪酸種類豐富，其含有的吡嗪、呋喃類化合物總含量與種類為5組樣品中最多，且樣品中的油脂味得分顯著高于其他4組，PCA分析的結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)。質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示：A、B兩組的質(zhì)構(gòu)特性相差不大，樣品C的硬度顯著低于其他組，樣品D、E的硬度與咀嚼度較大，但E組膠黏性顯著高于其他4組。在色差的測(cè)定結(jié)果中，不飽和脂肪酸含量較低的E組紅色值與黃色值顯著低于其他組。通過對(duì)5組樣品的揮發(fā)性組分檢測(cè)以及質(zhì)構(gòu)、感官評(píng)價(jià)與色差等感官屬性分析，發(fā)現(xiàn)添加菜籽油的A組樣品香氣評(píng)價(jià)中烤香與肉香得分較高，盡管樣品C的整體香氣評(píng)價(jià)最高，但其主要香氣成分為油脂味，并不適合生產(chǎn)植物肉類產(chǎn)品。本研究表明，在植物肉的生產(chǎn)過程中添加菜籽油更可能對(duì)植物肉的感官品質(zhì)提升起積極作用。

在肉類食品加工過程中，脂質(zhì)氧化和美拉德反應(yīng)是兩個(gè)最重要的反應(yīng)，這兩種反應(yīng)是相互關(guān)聯(lián)的，反應(yīng)中存在共同的中間體和聚合機(jī)制，兩種反應(yīng)可互相影響產(chǎn)生不同的風(fēng)味化合物。本研究從植物肉揮發(fā)性成分的種類、含量分析以及感官評(píng)價(jià)、質(zhì)構(gòu)分析等研究中發(fā)現(xiàn)，脂肪酸種類與含量不同的植物油對(duì)植物肉的風(fēng)味成分組成與感官屬性存在一定的影響。未來可以對(duì)不同脂肪酸作用于美拉德反應(yīng)的機(jī)制進(jìn)行深入研究，為進(jìn)一步提升肉類加工食品及植物肉的感官品質(zhì)奠定基礎(chǔ)。