蒸制時間對粉蒸肉揮發(fā)性風味成分的影響

張哲奇，臧明伍*，張凱華，李 丹，王守偉，李笑曼

（中國肉類食品綜合研究中心，北京食品科學研究院，肉類加工技術北京市重點實驗室，北京 100068）

粉蒸肉作為我國南方傳統(tǒng)菜肴，在全國范圍內享有盛譽。豬五花肉由于脂肪含量較高，食用時略顯油膩，而粉蒸肉用糯米、香米等制成米粉包裹其外，并輔以土豆、南瓜等配菜，產品在蒸制后其肉質“糯而清香，酥而爽口，嫩而不糜”，形成了獨特的風味和口感[1]。目前與腌臘、醬鹵類肉制品相比，對粉蒸肉品質的相關研究依然較少，產品獨特風味的形成機理機制尚不明確。一般來說肉類風味的來源主要有脂肪酸的裂解與氧化[2]、Strecker降解反應[3]、Maillard反應[4]與硫胺素降解[5]幾個主要途徑，但是由于粉蒸肉在制作過程中米粉中的淀粉可能參與了風味的形成[6]，同時淀粉顆粒還會與蛋白質共同影響風味物質的吸附與釋放[7]，所以對粉蒸肉產品的風味形成與其他肉制品相比具有一定的特殊性。近年來中華傳統(tǒng)肉制品成為預制肉制品工業(yè)化生產的重要研究對象，市面上涌現了大量粉蒸肉包裝產品，但普遍失去產品原有的特征風味，市場接受度不高。加熱是肉制品風味形成的重要影響因素，所以本研究對加熱時間與粉蒸肉風味物質的影響進行了研究，為粉蒸肉產品品質的改良提供依據。

吹掃/捕集-熱脫附（purge and trap thermal desorption system，P&T-TDS）法基于動態(tài)頂空原理，除具有固相微萃取不需要有機溶劑、操作簡便、耗時較短、靈敏度高的優(yōu)點外，還能夠更好地富集樣品中痕量揮發(fā)性物質，并且更完整、更真實地反映樣品中揮發(fā)性物質的構成[8]。氣相色譜-質譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯用檢測法是食品檢測領域常用的檢測方法，被廣泛應用于農殘、獸殘、風味物質等痕量物質含量的測定。此外由于食品中某些揮發(fā)性物質并不呈味且不同物質的嗅覺閾值存在較大差異，故采用嗅聞儀（olfactometry，O）來利用人類的嗅覺更好地鑒定、判別粉蒸肉中的風味物質，并幫助分析各種呈味物質對于產品總體風味的貢獻。

氣味活性值（odor activity value，OAV）是以揮發(fā)性風味物質的定量分析為基礎，參考各種揮發(fā)性風味物質在水中的風味閾值，計算得到的可以表征揮發(fā)性風味物質貢獻大小的指標，值越大，該組分對總體風味貢獻越大[9]。主成分分析（principal component analysis，PCA）通過降維的思想將多個指標簡化為幾個綜合指標也就是主成分，利用主成分反映大部分原始變量的信息并互不重復，其能夠簡化數據、揭示變量相互之間的關系[10]，所以也被廣泛用于對產品風味物質進行分析，判斷其主要影響因素。本實驗采用P&T-TDS-GC-MS-O法對粉蒸肉不同蒸制時間風味物質的變化進行定性及定量，并結合OAV以及PCA對數據進行分析，將數據進行篩選和簡化，選出粉蒸肉制作的最佳加熱時間，為產品工藝的改進和優(yōu)化提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

糯米、香米、蔥、姜、蒜 市售；冷鮮五花肉千喜鶴股份有限公司；粉蒸肉加工用香辛料、調味料中國肉類食品綜合研究中心香辛料部；2-甲基-3-庚酮、C5～C20正構烷烴 美國Sigma-Aldrich公司。

1.2 儀器與設備

吹掃捕集器 自制；TDS半自動熱脫附進樣器、Tenax TA石英玻璃吸附管、TC-20型Tenax-TA吸附管自動凈化儀 德國Gerstel公司；ODP2嗅聞檢測儀、TSQ8000 GC-MS儀、TG-Wax MS極性柱 美國賽默飛世爾科技（中國）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 蒸肉米粉和腌料的制作

米粉采用100 g糯米和100 g稻米混合均勻后上鍋炒至金黃且有米香，待冷卻后用粉碎機打成米粉（粒徑約1 mm），與花椒粉1 g、大料粉1 g、桂皮粉2 g、辣椒粉2 g、五香粉2 g、姜粉2 g混合均勻備用。

腌料采用10 g蠔油、生抽7 g、老抽3 g、腐乳汁10 g、甜面醬4 g、料酒15 g、糖8 g、鹽4 g混合配制而成（300 g肉用量）。

1.3.2 粉蒸肉產品的制作

工藝流程：五花肉洗凈→去皮→切片→腌制→上粉→大火蒸制→冷卻→包裝→成品[11-12]。

操作要點：肉片厚度約4～6 mm，肉片長寬分別以不大于50 mm和30 mm為宜；將切好的肉品置于腌料中腌制40 min；腌制結束后將肉片撈出并迅速與米粉拌勻，米粉用量為肉質量的1/3；肉片上粉后置于碗中，待蒸鍋中水沸騰后放入蒸屜中蒸制90 min。樣品冷卻后采用鋁箔袋真空包裝，于-18 ℃冷凍。

1.3.3 取樣

蒸制過程中每0.5 h取樣1 次，取樣量100 g。每個階段取樣重復3 次，置于鋁箔袋中抽真空冷藏備用。

1.3.4 粉蒸肉樣品的P&T-TDS前處理

將各階段肉樣于室溫條件下切碎混勻后準確取10.00 g裝入樣品瓶中，旋緊瓶蓋，加入1 μL 1.632 μg/μL的2-甲基-3庚酮作為內標物，樣品瓶的一端通氮氣，氮氣流速為50 mL/min，另一端接老化至無色譜雜峰的TA吸附管，在55 ℃恒溫條件下富集30 min，之后取出吸附管并插入TDS進樣口進樣。

TDS條件：采用標準加熱模式；氦氣流速20 mL/min；不分流；初始溫度40 ℃，延遲0.1 min，保持0.1 min，然后以40 ℃/min上升到210 ℃，保持5 min；傳輸線溫度215 ℃。

冷進樣條件：采用標準加熱模式；液氮冷卻，初始溫度-100 ℃，平衡0.1 min，之后以10 ℃/min升到

215 ℃，保持5 min；分流比為20∶1。

1.3.5 色譜條件

GC條件：TG-Wax MS極性柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣為高純氦氣（純度＞99.99%）；流速1.0 mL/min；采用不分流模式，保持2 min；升溫程序：進樣口溫度250 ℃，柱溫起始溫度40 ℃，保持3 min，之后以5 ℃/min速率升溫到200 ℃，保持1 min，再以8 ℃/min的速率升溫到220 ℃，保持3 min。MS條件：電子電離源；傳輸線溫度230 ℃；電子能量70 eV；離子源溫度280 ℃；質量掃描范圍設定為40～600 u；采用全掃描模式。

1.3.6 嗅聞儀

嗅聞儀的接口溫度200 ℃。檢測時為了防止評價員鼻腔干燥，通入濕潤氮氣。用預處理后的樣品及標準香氣化合物對每位評價員反復培訓后再進行樣品實驗，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，每種化合物的香氣描述及時間至少由其中2 名評價員一致才確定。

1.3.7 風味化合物定性分析

譜庫檢索鑒定：采用美國國家標準與技術研究所（National Institute of Standards and Technology，NIST）和Willey譜庫檢索，選取正反匹配度均大于800的化合物實現定性鑒定。

保留指數（retention index，RI）：計算各揮發(fā)物的RI并與文獻中的RI進行比對，按公式（1）計算：

式中：Rt（x）、Rt（n）及Rt（n+1）分別為待測揮發(fā)性成分、含n 個碳原子正構烷烴及（n+1）個碳原子正構烷烴的保留時間/min。

1.3.8 風味化合物定量分析

根據已知內標2-甲基-3庚酮的含量對揮發(fā)性組分進行定量分析，并依據化合物的峰面積比值與含量成正比的原理，計算出每一種風味化合物相對于內標化合物的含量，按公式（2）計算未知揮發(fā)性化合物含量：

式中：CX為未知揮發(fā)性化合物含量/（μg/kg）；C0為內標化合物質量濃度/（μg/μL）；V0為內標化合物進樣體積/μL；SX為未知揮發(fā)性化合物的峰面積/（AU·min）；S0為添加的內標化合物峰面積/（AU·min）；m為試樣的質量/kg。

1.3.9 風味成分評價

采用OAV評價各化合物對樣品總體風味的貢獻；0.1＜OAV＜1，說明該物質對總體風味有修飾作用；OAV大于1，說明該物質可能對總體風味有直接影響；在一定范圍內，OAV越大說明該物質對總體風味貢獻越大[13]。按公式（3）計算OAV：

式中：C為物質含量/（μg/kg）；T為感覺閾值/（μg/kg）。

1.4 數據處理

數據用S P S S 1 9.0軟件進行方差檢驗，采用UnscrambX10.1進行PCA。

2 結果與分析

2.1 不同蒸制時間粉蒸肉樣品揮發(fā)性物質與含量分析

如表1所示，在粉蒸肉整個加工過程中，共鑒定出77 種揮發(fā)性物質，其中烴類最多為26 種，其次是酯類19 種、醛類11 種、醇類10 種、酸類3 種、雜環(huán)化合物3 種、酮類1 種、醚類1 種、酚類1 種、其他類2 種。其中在各階段均有檢測到的揮發(fā)性物質33 種。不同加工階段肉中揮發(fā)性物質的構成存在較大差異，隨著加工的進行揮發(fā)性物質的種類更加豐富，在4 個加工階段揮發(fā)性物質種類數分別為69、43、50、56 種，總量分別為1 646.39、1 767.07、2 525.62 μg/kg和2 657.10 μg/kg，可見隨著加熱時間的延長，粉蒸肉中揮發(fā)性物質的含量呈上升趨勢。從揮發(fā)性物質的構成上來看，烴類物質在所有階段樣品中含量均最高，均占到各階段總量的55%以上，隨著加熱時間的延長其所占比重也逐漸增加。醛類、醇類、酯類含量較高，3 類物質共占到各階段揮發(fā)性物質總量的30%以上。

表1 加工各階段粉蒸肉揮發(fā)性化合物含量Table1 Identif i cation and quantif i cation of volatile compounds in steamed pork with rice at different steaming times

續(xù)表1

續(xù)表1

表2 加工各階段粉蒸肉中揮發(fā)性化合物種類及其含量Table2 Types and contents of volatile compounds in steamed pork with rice at different steaming times

2.2 粉蒸肉加工過程中主要揮發(fā)性物質變化分析

2.2.1 加熱對烴類物質變化分析

粉蒸肉加熱各階段中檢出的烴類物質含量及種類數均最高，其中以飽和烴為主，共鑒定出17 種，其中12 種為正構烷烴，主要來源于脂肪酸烷氧基的均裂[14]。由于飽和烴類的嗅覺閾值較高且其含量相對較低，所以對粉蒸肉總體風味影響較小。由于某些飽和烴是雜環(huán)化合物形成的重要中間體[15]，所以部分飽和烴類的含量隨著加熱時間的延長呈現先增加后降低的變化趨勢，部分飽和烴類在加熱60 min時未檢出可能是由于部分參與雜環(huán)化合物的生成導致其含量降至檢出限以下。不飽和烴主要以芳香烴為主，其中萜品烯和苯乙烯含量較高且具有較低的嗅覺閾值，對總體風味貢獻較大。萜品烯具有柑橘和檸檬香氣，苯乙烯具有較強芳香氣味，均主要存在于香辛料中[16-17]，其含量隨加熱時間的延長持續(xù)增加，推測其主要原因可能是加熱時間導致其釋放量增加。苯及烷基苯具有特殊芳香氣味，主要來源于脂肪降解，故總的來看含量隨著加熱時間延長、脂肪降解的加劇而增加，苯及甲苯含量在加熱中后期的下降可能由于苯環(huán)上的氫原子被取代生成了烷基苯[18]。

2.2.2 醛類物質變化分析

醛類物質具有較低的嗅覺閾，通常認為其在肉制品風味的呈現中起到較大的作用。粉蒸肉加熱過程中醛類物質共檢出11 種，并且多數在4 個樣品中均有存在，提示加熱時間對于醛類物質種類的影響較小，與貢慧等[19]的研究結果相一致。其總體含量呈現出先升高后降低的變化趨勢，在加熱60 min時含量達到最大。己醛、庚醛、壬醛、癸醛主要來自油酸、亞油酸、亞麻酸及花生四烯酸的氧化，具有清香、果香、花香、脂肪香氣，對于粉蒸肉樣品風味的形成具有較大的貢獻[20-22]。此外產品中苯甲醛、對甲氧基苯甲醛2 種芳香族醛含量也較多，可能來自苯丙氨酸的Strecker降解反應[23]，肉桂醛主要來源于香辛料。

2.2.3 酯類物質變化分析

粉蒸肉樣品中酯類物質檢出的數量較多，且未加熱樣品中數量最多，其中11 種在后續(xù)加熱過程中均未檢出，推測其可能由料酒中帶入。其他酯類物質則可能主要來源于醛類物質氧化形成的酸與醇類物質經酯化反應形成[24]，所以料酒的添加對于酯類物質含量的提升具有一定作用[25]。粉蒸肉加工過程中酯類物質含量總體變化不大，在終產品中其含量有較大提升。風味貢獻較大的酯類物質，主要是肉桂酸甲酯、辛酸乙酯、丁酸乙酯。肉桂酸甲酯具有可可香味，可能來源于香辛料中存在的肉桂醛氧化成肉桂酸后與甲醇反應形成；辛酸乙醇具有白蘭地酒香，丁酸乙酯具有香蕉、菠蘿香在不同階段樣品中含量變化不大，可能主要是來源于料酒或腐乳汁。

2.2.4 醇類物質變化分析

醇類物質中，對風味貢獻較大的主要是1-辛烯-3-醇和苯乙醇。1-辛烯-3-醇又稱蘑菇醇，在肉制品中較為常見，具有蘑菇香、泥土香氣，OAV較高，對風味貢獻明顯，主要來源于脂肪氧化[26]。苯乙醇則主要來源于香辛料。

2.2.5 酸類、雜環(huán)類、酮類、醚類、酚類及其他物質變化分析

粉蒸肉中還檢出了一定量的酸類、雜環(huán)類、酮類、醚類、酚類物質，但種類較少且含量均較低，其中苯酚、桉葉油醇具有較高的OAV，對總體風味貢獻較大，其他物質對風味的貢獻均較低。苯酚在較低濃度條件下具有甜香氣味；桉葉油醇具有樟腦樣香氣和清涼味道，2 種物質均來源于香辛料。

2.3 不同加熱時間粉蒸肉活性物質分析

表3 不同加熱時間粉蒸肉風味物質OAVTable3 OAV values of volatile compounds in steamed pork with rice at different steaming times

計算揮發(fā)性物質的OAV，并選取OAV大于0.1的揮發(fā)性物質，結合文獻中對各物質的風味描述，對粉蒸肉不同加熱時間各揮發(fā)性物質對風味形成的貢獻進行分析。由表3可以看出，腌制階段對總體氣味貢獻較大的主要是壬醛、癸醛、（Z）-癸-2-烯醛、2,4-癸二烯醛、異戊酸乙酯、辛酸乙酯、苯酚，OAV均在30以上。加熱后粉蒸肉中主要風味活性物質則主要是壬醛、癸醛和肉桂酸甲酯，并且這3 種物質隨著加熱時間的延長其OAV呈現先增加后降低的變化趨勢，均在加熱60 min時具有最高的OAV。這3 種物質具有油脂香氣、果香、可可香氣，構成了粉蒸肉產品的主體風味。此外加熱60 min的粉蒸肉樣品中桉葉油醇和辛酸乙酯也對總體風味貢獻較大。值得注意的是2,4-癸二烯醛作為一種肉類香精，具有強烈的油脂氣息，在未加熱和加熱90 min樣品中具有較高的OAV，但其在加熱30 min及60 min樣品中并未檢出，其對加熱過程中粉蒸肉風味的影響有待進一步研究?？傮w來看，加熱60 min時粉蒸肉中對風味起主要影響的物質（OAV＞1）的種類數、風味物質活度值及OAV總和在3 個加熱時間段中均最高，提示加熱時間過長或過短對于產品的風味形成均有不良影響[27-36]。

2.4 粉蒸肉不同加熱時間PCA

從表3中篩選出主要風味物質（OAV＞1）進行PCA，得到不同加熱時間粉蒸肉中主體風味成分的載荷圖。由圖1可知，PC1的貢獻率為83%，PC2的貢獻率為13%，總的貢獻率為96%，表明PC1和PC2能夠較好地反映樣品特征。圖1中4 個樣品分布在第1象限和第4象限，其中未加熱樣品在PC1和PC2構建的平面上與加熱樣品的區(qū)分度較好，加熱60 min樣品和其他2 組樣品也具有較高的區(qū)分度。加熱60 min樣品在PC1上貢獻最大，而加熱30 min與加熱90 min樣品差異不大，貢獻度相對較低，此外加熱60 min樣品在PC2上也具有較好的貢獻度，說明加熱60 min樣品中的風味物質在主成分空間中風味貢獻較為明顯。

圖1 主成分載荷圖Fig.1 Biplot of principal component analysis (PCA)

3 結 論

本實驗采用P&T-TD-GC-MS-O聯用法對粉蒸肉加工過程中腌制后、加熱30、60、90 min 4 個時間段揮發(fā)性風味化合物進行了分析。共鑒定出了77 種揮發(fā)性物質。包括烴類物質26 種、酯類物質19 種、醛類物質11 種、醇類10 種、雜環(huán)化合物3 種、酮類1 種、酸類物質3 種、醚類1 種、酚類1 種、其他類2 種，其中各階段均存在的物質33 種。

采用OAV對揮發(fā)性物質對風味的貢獻進行分析顯示，對風味有貢獻的物質（OAV＞0.1）共26 種。其中壬醛、癸醛、（Z）-癸-2-烯醛、2,4-癸二烯醛、異戊酸乙酯、辛酸乙酯、苯酚OAV均在30 以上對風味貢獻較大。己醛、庚醛、丁酸乙酯、L（-）-乳酸乙酯、正己醇、1-辛烯-3-醇OAV大于1也對風味具有一定貢獻，其他物質（1＞OAV＞0.1）對風味起修飾作用。

在加熱過程中隨著加熱時間的延長樣品揮發(fā)性物質含量呈現上升趨勢，但是對風味具有較大影響的揮發(fā)性風味物質其含量則呈現先上升后下降的趨勢，并在加熱60 min時含量達到最高。PCA顯示加熱和未加熱樣品區(qū)分明顯，加熱60 min時樣品在PC1和PC2上均具有較高貢獻度，加熱30 min樣品和加熱90 min樣品貢獻較低且區(qū)分較不明顯，說明過長或過短的加熱時間都不利于粉蒸肉產品特征風味的形成，60 min的加熱時間較為適宜。

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