不同殺菌方式對手抓羊肉揮發性風味物質的影響

楊文婷,柏霜,牛佳,羅瑞明

(寧夏大學 農學院，銀川 750021)

不同殺菌方式對手抓羊肉揮發性風味物質的影響

楊文婷,柏霜,牛佳,羅瑞明*

(寧夏大學 農學院，銀川 750021)

以寧夏特色小吃手抓羊肉為對象，采用頂空固相微萃取(SPME)和氣相色譜-質譜法(GC-MS)檢測手抓羊肉中揮發性風味物質的種類和含量，并進行主成分分析和聚類分析。結果表明：未殺菌、常壓低溫殺菌和高溫高壓殺菌處理的手抓羊肉制品分別檢測出48，47，51種揮發性風味物質；主成分分析可得常壓低溫殺菌組得分最高，其中酸類、醇類、雜環類是相關性最高的3類特征性揮發性物質，高溫高壓組得分最低。聚類分析可將對照組和常壓低溫殺菌組聚為一類，高溫高壓殺菌組自為一類；當標度為5時，可將8類揮發性成分聚為兩類，即酸類、酮類、醚類、醇類、醛類、酯類、雜環類聚為一類，烴類自為一類。

手抓羊肉；常壓低溫殺菌；高溫高壓殺菌；揮發性風味物質；氣相色譜-質譜法(GC-MS)

手抓羊肉是寧夏當地回族特色的小吃，過去都是在街道上以小攤形式售賣， 顧客都是手抓來品嘗，因此命名為“手抓羊肉”[1]。手抓羊肉因其風味獨特，肉質地柔嫩，營養豐富，受到廣大購買者的追捧，許多到訪寧夏的阿拉伯國家和穆斯林地區客人對手抓羊肉贊不絕口。

目前，大多肉品企業在生產肉制品的過程中，為了延長肉制品的貨架期，通常會選擇高溫高壓的殺菌方式進行殺菌，同時會添加許多防腐劑來延長貨架期。但是這種做法雖然達到了延長保質期的目的，但破壞了肉制品的組織結構以及風味物質，失去了其原有的口感與風味；同時，化學防腐劑原本對人體會帶來不利的影響，也會影響肉制品的風味。王明等[2]以熟肉制品為對象，研究不同殺菌方式對熟肉制品感官質量、質構特性和揮發性風味物質的影響，結果表明：熟肉制品經低溫殺菌處理可獲得較好的感官品質，高溫殺菌顯著降低熟肉制品的質構特性，且對其感官品質造成一定程度的破壞；孫承鋒等[3]探討不同二次熱殺菌方式對燒肉的揮發性風味物質的影響，結果表明：從不同殺菌方式處理的燒肉樣品中共檢出60 種揮發性物質，經過二次熱殺菌之后揮發性物質的總峰面積與對照組相比都明顯降低，主成分分析得出：未殺菌樣品綜合得分最高，酮類、雜環類、烴類對其貢獻顯著，110 ℃殺菌組綜合得分最低。

本實驗以寧夏灘羊肉為原料制成清真手抓羊肉，并采用頂空固相微萃取(SPME)和氣相色譜-質譜法(GC-MS)檢測常壓低溫殺菌、高溫高壓殺菌及未經二次殺菌的手抓羊肉樣品中揮發性風味物質的種類和含量，對其做了比較，并對各種風味物質進行主成分分析和聚類分析，以期為手抓羊肉制品穩定產品風味、改進生產工藝提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

灘羊肉(4月齡)：購置于寧夏鹽池縣大夏牧場清真食品有限公司；食鹽、大蔥、生姜、大料：購置于寧夏回族自治區銀川市新百超市寧陽店。

1.2 儀器

65 μm PDMS/DVB萃取頭，QP2010型氣相色譜-質譜聯用儀 日本島津公司；JJ-2(2003-61)型高速組織搗碎機 江蘇金壇市億通電子有限公司；HH.SY21-Ni6-C型恒溫水浴鍋 北京長源實驗設備廠；HPP.L3-600/2型超高壓設備 天津華泰森淼有限公司；SF-100CZ型超凈工作臺 深圳市云峰凈化技術有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 手抓羊肉加工工藝

對照組：原料肉→分割→預煮(撇沫)→蒸煮→冷卻→減菌真空包裝→成品→0～5 ℃貯藏。

常壓低溫殺菌組：原料肉→分割→預煮→蒸煮→冷卻→減菌真空包裝→常壓低溫殺菌(80 ℃，0.101 MPa,30 min)→成品→0～5 ℃貯藏。

高溫高壓殺菌組：原料肉→分割→預煮→蒸煮→冷卻→減菌真空包裝→高溫高壓殺菌(121 ℃，0.15 MPa，保持30 min)→成品→0～5 ℃貯藏。

1.3.2 揮發性風味物質的提取

樣品預處理：將手抓羊肉樣品放入高速組織搗碎機中制成糜狀，待用。

固相微萃取：采用丁曄等[4]的方法進行上樣。

1.3.3 揮發性風味物質的檢測

氣譜條件：采用丁曄等的方法進行溫度的控制。

質譜條件：色譜-質譜接口溫度250 ℃，譜庫NIST05a.L。質譜質量掃描范圍為20～450 amu。

1.3.4 揮發性風味成分的定性定量

采用GC-MS進行分離分析和定性。通過比較揮發性風味成分的質譜數據與計算機標準譜圖庫NIST 05a.L中的數據，與標準成分的出峰時間以及與以前文獻報道過的成分相對照。采用內標法定量，測定內標物和各成分的峰面積和相對響應值，計算出各組分在樣品中的含量[5]。

1.3.5 揮發性風味物質的主成分分析

將不同殺菌條件處理后的手抓羊肉樣品進行固相微萃取，提取香氣成分，再進行GC-MS分析。 采用SPSS 19.0軟件對不同殺菌條件處理的手抓羊肉的各種成分進行主成分分析，具體步驟參照顧賽麒等的方法。

1.3.6 揮發性風味物質的聚類分析

采用SPSS 19.0 軟件對不同殺菌方式中各類物質進行聚類分析，具體步驟參照顧賽麒等的方法。

1.3.7 數據處理

所有試驗數據用Origin 8.0進行繪圖，數據分析操作在SPSS 19.0軟件中完成。

2 結果與討論

2.1 不同殺菌方式的手抓羊肉揮發性成分分析

采用SPME與GC-MS聯用，分析手抓羊肉中的揮發性風味物質，得到總離子流圖，見圖1～圖3。

圖1 未經二次殺菌處理手抓羊肉揮發性風味成分質譜總離子流圖

由圖1可知，實驗得出未經二次殺菌處理的手抓羊肉的揮發性風味物質成分共48種。其中烴類15種、醇類6種、醛類8種、雜環類化合物1種、酯類7種、酮類6種、酸類3種、醚類2種。從含量分布來看，烷烯烴類含量最高，為34.89%；其次為酯類、醛類、酮類、酸類、醚類、醇類、雜環類化合物的含量，分別為17.77%，11.64%，9.51%，9.14%，7.74%，7.35%，1.01%。

圖2 常壓低溫殺菌處理手抓羊肉揮發性風味成分質譜總離子流圖

由圖2可知，實驗得出常壓低溫殺菌處理手抓羊肉揮發性風味成分共47種。其中烴類14種、醇類7種、醛類7種、雜環類化合物2種、酯類6種、酮類6種、酸類3種、醚類2種。從含量分布來看，烷烯烴類含量最高，為33.78%；其次為酯類、醛類、酮類、酸類、醚類、醇類、雜環類化合物的含量，分別為17.57%，12.64%，9.71%，8.94%，7.64%，7.42%，1.21%。

圖3 高溫高壓殺菌處理手抓羊肉揮發性風味成分質譜總離子流圖

由圖3 可知，實驗得出高溫高壓殺菌處理手抓羊肉揮發性風味成分共51種。其中烴類12種、醇類8種、醛類9種、雜環類化合物5種、酯類7種、酮類5種、酸類3種、醚類2種。從含量分布來看，烷烯烴類、醇類、醛類、酯類物質較多，分別為26.97%，14.32%，14.83%，13.37；其次為酸類、酮類、醚類、雜環類化合物的含量分別為9.55%，8.12%，7.62%，3.69%。

2.2 不同殺菌方式對手抓羊肉風味物質的影響

揮發性風味成分的組成及相對含量見表1和表2。

表1 不同殺菌方式對手抓羊肉風味物質的影響

續 表

注：“-”表示未檢測到該物質。

表2 不同殺菌方式手抓羊肉中揮發性成分種數及占總量的百分比

由表1可知，從不同殺菌方式的手抓羊肉樣品中共檢出56種揮發性物質，分別是醇類8種、酸類3種、酯類7種、醚類2種、酮類6種、醛類9種、烴類16 種及雜環類5種。3種不同處理方式手抓羊肉的揮發性風味物質共有成分為41種，其中，對照組和常壓低溫殺菌處理的種類較少，分別為48，47種，且每種揮發性風味物質的相對含量差異不大；而高溫高壓殺菌處理組的種類明顯增多，達到了51種，且與對照組揮發性風味物質的相對含量有較大的差異。說明常壓低溫殺菌能保證手抓羊肉的原有風味物質不被破壞，從而保證手抓羊肉的“原味”。而高溫高壓殺菌處理組風味物質種類減少，可能是因為高溫高壓使得烴類物質繼續裂解而形成雜環類化合物造成的，但其形成機理還有待進一步研究。

由表2可知，常壓低溫組的各類揮發性成分的相對含量較對照組變化不明顯，而高溫高壓殺菌組的各類揮發性成分的相對含量發生明顯的變化，烴類物質由15種減少為12種，雜環類化合物由2種增加為5種，其中醚類、酸類和酯類物質的種數及相對含量變化不大。由手抓羊肉的加工工藝及主要風味物質分析可得，不同殺菌溫度會造成肉品中美拉德反應的程度不同，溫度越高，反應的程度越大，存在的烴類前提物質裂解程度越大。羊肉中含雙鍵的脂肪酸如亞油酸，氧化生成了手抓羊肉中的醛、酮、酸類等含有C=O鍵的化合物[6，7]，氨基酸和蛋白質在高溫下，通過脫氨、脫羧，降解形成烴類、醛類等化合物[8，9]；而在美拉德反應和斯特雷克爾反應共同作用基礎上，產生雜環類化合物[10]。

2.3 主成分分析

對表2中不同殺菌條件樣品的各類揮發性物質進行主成分分析，結果見表3和表4。

表3 主成分特征值及方差貢獻率

表4 主成分載荷矩陣及特征向量

由表 3和表 4 可知，第一主成分的累積貢獻率達到 90.238%，基本可以解釋原有8 個變量的絕大部分信息。第一主成分主要反映醇類、酸類、酯類、醚類、酮類、醛類及雜環類的變異信息，且與酯類、醚類、酮類呈負相關，與醇類、酸類、醛類、雜環類呈正相關。PC1的主成分的線性回歸方程為：

PC1=0.371X1+0.340X2-0.372X3-0.260X4-0.364X5+0.363X6-0.372X7+0.372X8。

式中：X1，X2……X8對應的數據為8類香氣成分濃度經Z-Score標準化后的數值。

將第一主成分的方差貢獻率(見表3)作為權重系數α1， 建立手抓羊肉香氣成分的綜合評價模型S=α1×PC1，計算綜合評價指標的分值S(見表5)。其中綜合得分最高的為對照組，不同殺菌方式的燒肉樣品綜合得分排名為：對照組>常壓低溫殺菌組>高溫高壓殺菌組。

表5 不同殺菌方式處理的樣品綜合得分及排名

圖4 主成分載荷圖

由表5和圖4可知，評分最高的樣品點都在第一象限(右上方)，其中酸類、醇類、雜環類是相關性最高的3類特征性揮發性物質；評分次高的樣品點在第四象限(右下方)，醛類是與其最為相關的特征揮發性物質；評分最低的樣品位于圖4的左下方區域，其中酯類、 酮類是最為相關的特征揮發性物質。由此可見，不同殺菌方式確實對手抓羊肉的風味物質有所影響，而常壓低溫殺菌能減少殺菌過程對手抓羊肉揮發性風味物質的影響，從而能保證手抓羊肉的風味。

2.4 聚類分析

采用SPSS 19.0軟件，以類間平均距離法(Between groups-linkage)作為測量方法，以“歐氏距離”和“夾角余弦”值作為“3組不同殺菌方式”和“8類揮發性成分變量”的評價指標，對表2數據進行聚類分析，結果見圖5和圖6。

圖5 不同殺菌方式處理樣品的聚類分析圖

由圖5可知，對照組和常壓低溫殺菌組可聚為一類，高溫高壓殺菌組自為一類。

圖6 8類揮發性成分的聚類分析圖

由圖6可知，當標度為5時，可將8類揮發性成分聚為2類，即酸類、酮類、醚類、醇類、醛類、酯類、雜環類聚為一類，烴類自為一類。

3 結論

采用SPME與GC-MS聯用分析手抓羊肉中的揮發性風味物質，從不同殺菌方式的手抓羊肉樣品中共檢出56種揮發性物質，其中包括醇類8種、酸類3種、酯類7種、醚類2種、酮類6種、醛類9種、烴類16 種及雜環類5種。3種不同處理方式手抓羊肉的揮發性風味物質共有成分為41種，其中，對照組和常壓低溫殺菌處理的種類較少，分別為48，47種，且每種揮發性風味物質的相對含量差異不大；而高溫高壓殺菌處理組的種類明顯增多，達到了51種，且與對照組揮發性風味物質的相對含量有較大的差異。

由圖4主成分載荷圖得到：評分最高的樣品點都在第一象限(右上方),其中酸類、醇類、雜環類是相關性最高的3類特征性揮發性物質；評分次高的樣品點在第四象限(右下方)，醛類是與其最為相關的特征揮發性物質；評分最低的樣品位于圖4的左下方區域，其中酯類、 酮類是最為相關的特征揮發性物質。由圖5聚類分析得到：對照組和常壓低溫殺菌組可聚為一類，高溫高壓殺菌組自為一類。由圖6可知，當標度為5時，可將8類揮發性成分聚為兩類，即酸類、酮類、醚類、醇類、醛類、酯類、雜環類聚為一類，烴類自為一類。因此，在實際生產過程中，可以采用常壓低溫殺菌方法，能減少殺菌過程對手抓羊肉揮發性風味物質的影響，從而能保證手抓羊肉原有的風味。

[1]張同剛，劉敦華，周靜.手抓羊肉加工工藝優化及揮發性風味物質檢測[J].食品與機械，2014(2):192-196.

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Effect of Different Sterilization Methods on the Volatile Flavor Compounds of Hand-grabbed Mutton

YANG Wen-ting, BAI Shuang, NIU Jia, LUO Rui-ming*

(College of Agriculture，Ningxia University，Yinchuan 750021，China)

Take Ningxia hand-grabbed mutton as research object and use headspace solid-phase microextraction (SPME) and GC-MS to detect the types and content of volatile flavor compounds, and principal component analysis and cluster analysis are used for detecting the flavor substances. The results show that with unsterilization, atmospheric low-temperature sterilization and high-temperature high-pressure sterilization,mutton products are detected to own 48,47,51 kinds of volatile flavor compounds; the principal component analysis results show that the score of atmospheric low-temperature sterilization group is the highest, acids, alcohols, heterocyclic are of the most relevant features of 3 types of volatile substances, the score of high-temperature high-pressure group is the lowest. Cluster analysis can classify control group and atmospheric low-temperature sterilization group into one group, high-temperature high-pressure sterilization is as a group; when the scale is 5, the volatile components can be grouped into two categories, acids, ketones, ethers, alcohols, aldehydes, esters, heterocyclic are clustered into one group, hydrocarbons are clustered into the other group.

hand-grabbed mutton；atmospheric low-temperature sterilization；high-temperature and high-pressure sterilization；volatile flavor compounds；GC-MS

2016-12-22 *通訊作者

國家科技支撐計劃課題(2015BAD29B05)

楊文婷(1992-)，女，碩士，研究方向：畜產品貯藏與加工。

TS251.53

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.06.023

1000-9973(2017)06-0109-05