清醬肉中關鍵香氣活性化合物的分析

張順亮，郝寶瑞,2，王守偉,*，成曉瑜，趙 冰，潘曉倩，郭愛菊

（1.中國肉類食品綜合研究中心，北京 100068；2.天津商業大學生物技術與食品科學學院，天津 300134）

清醬肉中關鍵香氣活性化合物的分析

張順亮1，郝寶瑞1,2，王守偉1,*，成曉瑜1，趙 冰1，潘曉倩1，郭愛菊1

（1.中國肉類食品綜合研究中心，北京 100068；2.天津商業大學生物技術與食品科學學院，天津 300134）

采用固相微萃取法提取和富集清醬肉樣品中的揮發性化合物，借助氣相色譜-嗅聞-質譜聯用法對香味活性化合物進行分析和鑒定，確定清醬肉主體香氣成分。結果表明：共有28種香氣化合物被檢測到，其中包括醇類物質3種、醛類物質9種、酯類物質9種、酸類物質3種、酮類物質1種和萜烯類物質1種，還有2種聞到但不能鑒定的揮發性化合物；醛類物質和酯類物質是主要的香氣成分，2-甲基丁酸乙酯（橘子味）、3-甲基丁酸乙酯（水果味、花香味）、3-甲硫基丙醛（燒烤味、土豆味）、辛酸乙酯（花香味、水果味）、乙酸（酸味）、糠醛（堅果味、爆米花味）和2,4-己二烯酸乙酯（醬香味、臘味）等對清醬肉風味的貢獻比較大，為清醬肉的關鍵香味活性化合物。

清醬肉；固相微萃取；氣相色譜-嗅聞-質譜聯用；關鍵香氣活性化合物

風味是食品重要的感官品質之一，19世紀50年代起人們開始發現食品風味的重要性并進行最初的研究[1]。在肉制品中，目前已鑒定出的香味活性化合物質有1 000多種，主要包括：醛類、醇類、酮類、羧酸類、酯類、含硫化合物、芳香烴類、含氮化合物和其他雜環化合物等。要確定清醬肉中的主體香氣成分，需先提取和富集揮發性香氣物質，然后利用分析技術進行識別。目前，香味物質提取技術常用的有溶劑輔助風味蒸發、同時蒸餾提取、固相微萃取和動態頂空制樣[2-5]等，在肉制品香氣物質提取中常用的是固相微萃取法[6-9]。固相微萃取技術是在固相萃取的基礎上發展起來的，具有操作時間短、操作簡單快速、樣品需要量小、萃取時無需溶劑和重現性好的特點。它通過涂有不同吸附劑的熔融纖維萃取頭從待分析基質中萃取揮發性化合物，待達到平衡后，萃取頭被取出在氣相色譜進樣口進行高溫熱解吸，揮發性化合物進入氣相色譜進行分離，這項技術已經被廣泛應用到各類食品風味的測定中[10-12]。

在風味物質分析鑒別方面常用的技術有：氣相色譜-質譜聯用(gas chromatography-mass spectrometry，GCMS)、氣相色譜-嗅聞(GC-olfactometry，GC-O)和電子鼻分析等。GC-MS具有高分離能力、高選擇性、高靈敏度的特點，同時能夠分析物質的分子質量與結構信息。但是，食品中的某些香味化合物因為濃度極低，無法用GC-MS進行鑒定，但這些物質具有低的香氣閾值，很容易被嗅聞到。GC-O將氣相色譜與人的嗅覺結合，是一種有效的鑒別風味化合物的手段，可彌補GC-MS無法鑒別低濃度香味化合物的缺陷[13-14]。

清醬肉屬于我國的傳統腌臘肉制品，因產品色澤醬紅、利口不膩、清香鮮美、風味獨特深受人們的喜愛。其制作工藝獨特，同時加上特有的配方，在腌制和成熟過程中有特殊的香味活性化合物生成，但目前還沒有相關的清醬肉風味研究。通過分析清醬肉的香味活性化合物并確定主體風味成分，有助于優化工藝參數，提高產品風味，同時為品質評價提供重要的依據。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

精品五花豬肉 市購；清醬肉加工用輔料 中國肉類食品綜合研究中心香辛料部；2-甲基-3-庚酮（純度大于99%） 美國Sigma-Aldrich公司；C8～C25系列烷烴（色譜純） 北京化學試劑公司。

HH-1型數顯電子恒溫水浴鍋 上海至翔科教儀器廠；75 μm CAR/PDMS固相微萃取針 美國Supelco公司；7890A-7000B氣相色譜-質譜聯用儀（配電子電離（electron ionization，EI）源和NIST 08數據庫） 美國安捷倫科技有限公司；ODP2嗅聞檢測器 德國Gerstel公司；DB-Wax氣相色譜毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm） 美國J & W公司。

1.2 方法

1.2.1 清醬肉加工工藝流程

原料→解凍→休整→腌制→醬腌→干燥→成熟→包裝→貯存

1.2.2 揮發性化合物的固相微萃取提取方法

稱取3 g左右的清醬肉樣品裝入固相微萃取小瓶中，同時加入1 μL 1.632 μg/μL的2-甲基-3-庚酮作為內標化合物，旋緊蓋子，將固相微萃取瓶放入50 ℃水浴鍋中平衡20 min，然后將固相微萃取針頭插入瓶中，纖維頭處于頂空狀態吸附香氣化合物40 min。

1.2.3 測定揮發性化合物的GC-MS方法

色譜條件：使用DB-Wax極性柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）進行氣相色譜分析；高純氦氣（純度＞99.99%）作為載氣；流速1.2 mL/min(恒定)；分流比5∶1。氣相色譜所采用的程序升溫：進樣口溫度250 ℃，柱溫起始40 ℃保持3 min，以5 ℃/min升溫到200 ℃，保持0 min，再以10 ℃/min升到230 ℃保持5 min。

質譜條件：電子電離方式；接口溫度280 ℃；電子能量70 eV；四極桿溫度150 ℃；離子源溫度230 ℃；溶劑延遲時間3 min；質譜質量掃描范圍設定為40～600 u。

1.2.4 嗅聞方法

ODP嗅聞檢測器的接口溫度200 ℃，由3位評價員在嗅覺檢測口處記錄聞到香氣的時間、香味特性和香氣強度，每種化合物的香氣及時間至少有其中2名評價員的一致才確定，通過嗅聞檢測器聞到的香氣與標準化合物的芳香特性對比[15]（表1中標記為O）。

1.2.5 香氣活性化合物定性鑒定方法

通過軟件檢索與NIST譜庫提供的譜圖鑒定化合物，同時借助系列正構烷烴計算出香氣活性化合物的保留指數（RI）值，與標準化合物進行比對（表1中標記為RI）[15]，RI值按公式（1）計算：

式中：RI值為樣品a的保留指數值；ta為樣品a的保留時間/min（在正構烷烴Cn和Cn+1之間）；tn為正構烷烴Cn的保留時間/min；tn+1為正構烷烴Cn+1的保留時間/min。

1.2.6 香氣化合物定量鑒定方法

借助對清醬肉樣品中揮發性香氣活性化合物進行鑒別時添加的內標化合物的量，對內標化合物的峰面積與香氣化合物的峰面積比較，計算出每一種香氣化合物相對于內標化合物的質量濃度，如公式（2）所示：

式中：CX為未知香氣化合物的質量濃度/（μg/μL）；CA為內標化合物的質量濃度/（μg/μL）；SX為未知香氣化合物的峰面積；SA為內標化合物的峰面積。

2 結果與分析

清醬肉樣品經固相微萃取法提取和富集揮發性化合物，用DB-WAX毛細管柱分離，最終由質譜檢測到67種揮發性成分，但大部分揮發性化合物沒有香氣特征，僅有28種香氣化合物由嗅聞檢測器檢測到，其中包括醇類物質3種、醛類物質9種、酯類物質9種、酸類物質3種、酮類物質1種、萜烯類物質1種，醛類物質和酯類物質占的比重最大。由表1可以看出，清醬肉的香氣化合物的香味特征主要包括花香味、清香味、水果味、甜味、蘑菇味、燒烤味、醬香味、臘味等。其中香味特征較強的化合物有：2-甲基丁酸乙酯（橘子味）、3-甲基丁酸乙酯（水果味、花香味）、3-甲硫基丙醛（燒烤味、土豆味）、辛酸乙酯（花香味、水果味）、乙酸（酸味）、糠醛（堅果味、爆米花味）、2,4-己二烯酸乙酯（醬香味、臘味）、癸酸乙酯（蜂蜜味、甜味、玫瑰味）和2-甲基己酸（油膩味）。這些化合物對清醬肉的風味貢獻大，可以推斷出它們是清醬肉中起主要作用的風味物質。由表1可以看出，各種香氣化合物的質量濃度在0.01～13 μg/μL之間，含量較高（大于0.5 μg/μL）的香氣化合物有乙醇、乙酸、2,4-己二烯酸乙酯、乙酸乙酯、糠醛、辛酸乙酯、己酸乙酯和丁酸乙酯。3-甲基丁酸乙酯、3-甲硫基丙醛、2-甲基丁醛、1-辛烯-3-醇等含量很低，但由于這幾種物質的閾值較低，其香味仍能聞到。

肉的風味是多種香氣活性化合物在一定量的基礎上達到平衡產生的[16]，研究者對于其中的一些主要反應機理已進行了深入研究，涉及的反應有脂肪氧化降解、氨基酸降解、美拉德反應、Stricken降解等[17]。由于清醬肉具有豐富的香味前體物質（如氨基酸、脂類、維生素和糖類等），以上關鍵香味活性化合物很可能來源于醬腌、烘干和成熟過程發生的反應，以上反應會產生特殊香氣屬性的化合物（如醇類、醛類、酮類和含硫化合物），共同作用形成了清醬肉的整體香味。

表1 清醬肉經GC-O-MS分析鑒定的香氣化合物Table 1 Aroma-active compounds of pickled sauced meat identified by GC--OO--MMSS

檢測到的香氣化合物中有9種酯類物質，而且大多數是某酸乙酯，這可能與清醬肉的配方中加入了料酒（含有大量乙醇）有關。由表1可知，香氣化合物中有3種醇類物質，醇的產生可能來自于脂肪的氧化過程中的烷氧基自由基[18]，由于醇的閾值較高，它們在肉制品中的風味貢獻不大[19]。

脂肪在腌臘肉制品風味的形成中起著重要的作用，由于清醬肉中脂肪的含量高，加上其加工周期較長、成熟過程水分含量低等因素，脂肪會發生不同程度的氧化和降解。由檢測結果可知，香氣化合物中共有9種醛，醛的產生來自于脂肪氧化產生的烷氧基自由基[18]，由于醛類物質的閾值低，且在脂肪氧化中形成的速度很快，因此它們對清醬肉風味形成的貢獻很大。研究表明，5～9個碳原子的醛具有清香、油香、脂香風味，分子質量較高的醛具有類似橘子皮的風味[20]。在鑒定的香氣活性化合物中，正己醛可能來源于ω-6不飽和脂肪酸降解，反式-2-辛烯醛可能來源于亞油酸的降解，反式-2-己烯醛、1-辛烯-3-醇也可能來源于脂肪的氧化降解[21]。正己醛（青草味）、2-甲基丁醛（巧克力味）、3-甲硫基丙醛（土豆味）等被鑒定出說明氨基酸的降解反應與清醬肉的風味形成有直接關系[22]。糠醛的產生可能與美拉德反應、Strecker降解有關[23]。

本實驗在GC-O-MS分析過程中還發現有2種無法鑒定的揮發性化合物，在表1中標記的序號為2、28，這兩種物質僅僅能聞到氣味，但是無法對其進行定性分析。

3 結 論

清醬肉樣品經GC-O-MS技術鑒定香氣活性化合物，共有28種香氣活性化合物被檢測到，其中包括醇類物質3種、醛類物質9種、酯類物質9種、酸類物質3種、酮類物質1種、萜烯類物質1種及2種聞到但不能鑒定的揮發性化合物，醛類物質和酯類物質是主要的香氣成分。2-甲基丁酸乙酯（橘子味）、3-甲基丁酸乙酯（水果味、花香味）、3-甲硫基丙醛（燒烤味、土豆味）、辛酸乙酯（花香味、水果味）、乙酸（酸味）、糠醛（堅果味、爆米花味）、2,4-己二烯酸乙酯（醬香味、臘味）、癸酸乙酯（蜂蜜味、甜味、玫瑰味）和2-甲基己酸（油膩味）這9種物質對清醬肉風味的貢獻比較大，為清醬肉的關鍵香氣活性化合物，它們通過彼此間的相互作用產生獨特宜人的清醬肉風味。實驗測定清醬肉中對整體風味有重要影響的關鍵香氣活性化合物，為建立清醬肉的指紋圖譜提供了重要的理論基礎，同時為控制清醬肉的品質和優化風味提供了科學依據。

[1] 魯紅軍, 張燕婉. 食品風味的研究綜述[J]. 肉類研究, 1993, 7(1): 13-16.

[2] 許倩倩, 林美麗, 劉雪妮, 等. 紅燒牛肉罐頭香味活性化合物的分析[J].食品科學, 2012, 33(12): 238-241.

[3] 鄭華, 張弘, 甘瑾, 等. 菠蘿蜜果實揮發物的熱脫附-氣相色譜/質譜(TCT-GC/MS)聯用分析[J]. 食品科學, 2010, 31(6): 141-144.

[4] 苗成林, 孫寶騰, 羅麗萍, 等. 動態頂空進樣-氣質聯用法分析國產沉香化學成分[J]. 食品科學, 2009, 30(6): 215-217.

[5] PARK J S, KIM K Y, BAEK H H. Potent aroma-active compounds of cooked Korean non-aromatic rice[J]. Food Science and Biotechnology, 2010, 19(5): 1403-1407.

[6] LIU Yuan, XU Xinglian, ZHOU Guanghong, et al. Changes in volatile compounds of traditional Chinese Nanjing water-boiled salted duck during processing[J]. Journal of Food Science, 2006, 71(4): 371-377.

[7] CHEN Genjun, SONG Huanlu, MA Changwei. Aroma-active compounds of Beijing roast duck[J]. Flavour and Fragrance Journal, 2009, 24(4): 186-191.

[8] SONG H L, CADWALLADER K R. Aroma components of American Country Ham[J]. Journal of Food Science, 2008, 73(1): 29-35.

[9] SONG Huanlu, XIA Lingjun. Aroma extract dilution analysis of a beef flavouring prepared from flavour precursors and enzymatically hydrolysed beef[J]. Flavour and Fragrance Journal, 2008, 23(3): 185-193.

[10] CALLEJóN R M, GONZ?LEZ A G, TRONCOSO A M, et al. Optimization and validation of headspace sorptive extraction for the analysis of volatile compounds in wine vinegars[J]. Journal of Chromatography A, 2008, 1204(1): 93-103.

[11] 何勝華, 楊鑫, 李海梅, 等. 固相微萃取技術(SPME)分析羊奶中揮發性化合物[J]. 食品工業科技, 2009, 30(12): 133-135.

[12] 袁華根, 賀生中, 臧大存, 等. 同時蒸餾萃取和固相微萃取對雞肉湯揮發性風味物質萃取效果的比較[J]. 江西農業學報, 2009, 21(12): 140-142.

[13] FULLER G H, STELTENKAMP R, TISSERAND G A. The gas chromatograph with human sensor: perfumer model[J]. Academy of Science, 1964, 116(2): 711-724.

[14] ACREE T E, BUTTS R M, NELSON P R, et al. Sniffer to determine the odor of gas chromatographic effluents[J]. Analytical Chemistry, 1976, 48(12): 1821-1822.

[15] LRI & Odour Database[DB/OL]. http://www.odour.org.uk/.

[16] MOTTRAM D S, EDWARDS R A. The role of triglycerides and phospholipids in the aroma of cooked beef[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 1983, 34(5): 517-522.

[17] 陳耿俊. 全聚德烤鴨香味活性化合物分析及其氣相色譜指紋圖譜研究[D]. 北京: 北京工商大學, 2009.

[18] 陸瑞琪. 金華火腿現代工藝中脂質及風味變化[D]. 無錫: 江南大學, 2008.

[19] VESTERGAARD C S, SCHIVAZAPPA C, VIRGILI R. Lipolysis in dry-cured ham maturation[J]. Meat Science, 2000, 55(1): 1-5.

[20] FROSS D A. Odor and f avor compounds from lipids[J]. Progress in the Chemistry of Fats and Other Lipids, 1972, 13: 181-258.

[21] MURIEL E, ANTEQUERA T, PETRóN M J, et al. Volatile compounds in Iberian dry-cured loin[J]. Meat Science, 2004, 68(3): 391-400.

[22] HUANG T C, HO C T, FU H Y. Inhibition of lipid oxidation in pork bundles processing by superheated steam frying[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2004, 52(10): 2924-2928.

[23] WILSON R A, MUSSINAN C J, KATZ I, et al. Isolation and identification of some sulfur chemicals present in pressure cooked beef[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1973, 21(5): 873-876.

Analysis of the Key Aroma-Active Compounds of Pickled Sauced Meat

ZHANG Shun-liang1, HAO Bao-rui1,2, WANG Shou-wei1,*, CHENG Xiao-yu1, ZHAO Bing1, PAN Xiao-qian1, GUO Ai-ju1
(1. China Meat Research Center, Beijing 100068, China; 2. College of Biotechnology and Food Science, Tianjin University of Commerce, Tianjin 300134, China)

The volatile compounds of pickled sauced meat were extracted by solid phase micro-extraction (SPME). The aroma-active compounds were analyzed and identif ed by gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry (GC-O-MS). The results showed that a total of 28 aroma-active compounds, consisting of 9 aldehydes, 9 esters, 3 acids, 1 ketone and 1 terpene, were detected by olfactometer. Among them, aldehydes and esters were the key aroma-active components of pickled sauced meat, including 2-methyl ethyl butyrate (orange f avor), 3-methyl ethyl butyrate (fruity, f oral), 3-methylthiopropanal (barbecue flavor, potato flavor), ethyl caprylate (floral, fruity), acetic acid (soured), furfural (nutty, popcorn flavor), 2,4-hexadienoic acid ethyl ester (sauced, preserved meat f avor), etc.

pickled sauced meat; solid phase micro-extraction (SPME); gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry (GC-O-MS); key aroma-active compounds

TS251.5

A

1002-6630（2014）04-0127-04

10.7506/spkx1002-6630-201404026

2013-11-29

公益性行業（農業）科研專項（201303082）

張順亮（1985—），男，工程師，碩士，研究方向為畜產品加工。E-mail：270157988@qq.com

*通信作者：王守偉（1961—），男，教授級高級工程師，碩士，研究方向為畜產品加工及食品安全。E-mail：cmrcen@163.com