HS-SPME-GC-MS結合OAV分析醬油雞特征風味活性物質的研究

王軍喜，葉俊杰，趙文紅*，錢敏，劉曉艷，白衛(wèi)東

(1.廣東粵師傅調味食品有限公司，廣東 開平 529341；2.仲愷農業(yè)工程學院 輕工食品學院，廣州 510225)

醬油雞，又稱為豉油雞，是廣東知名的傳統(tǒng)特色菜肴。它以雞肉為原料，醬油為鹵料，輔以香辛料，將濃厚的醬油風味與雞肉風味相結合，風味獨特，深受大眾喜愛。醬油雞鮮嫩可口，色澤鮮艷，風味鮮美，做法簡單，可制備成即食食品，具有很大的發(fā)展前景。目前對于雞肉風味的研究已有很多，但主要集中于烤雞[1]、燒雞、扒雞、鹽焗雞等[2-4]，針對醬油雞的研究還未見報道。

本實驗通過HS-SPME-GC-MS對揮發(fā)性風味物質進行檢測分析，并結合香氣活性值分析(OAV)對其進行進一步篩選，旨在找出對醬油雞的特征風味具有重要貢獻的風味活性物質，為其生產加工、風味評價、品質控制、產業(yè)應用等方面提供科學依據和理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

醬油雞：市售；C6～C30正構烷烴(色譜純)：美國Sigma-Aldrich公司；2-甲基-3-庚酮(分析純)：德國Dr.Ehrenstorfer GmbH公司。

1.2 儀器與設備

7890A-5975C氣質聯(lián)用儀、5190-1483氣相手動微量進樣針 美國Agilent公司；75 μm CAR/PDMS萃取頭 美國Supelco公司；85-2A數(shù)顯恒溫磁力攪拌器 江蘇金壇市金城國勝實驗儀器廠。

1.3 實驗方法

1.3.1 HS-SPME法提取揮發(fā)性風味物質

取適量雞肉放入切碎機切碎均勻后，準確稱量4 g裝入20 mL頂空進樣瓶中，加入1 μL內標物二甲基三庚酮(濃度為0.812 μg/μL，溶劑為乙醇)，置于60 ℃的磁力恒溫水浴鍋中攪拌平衡10 min，插入SPME手動進樣(裝有75 μm CAR/PDMS萃取頭)進行靜態(tài)吸附萃取30 min后拔出，將萃取頭迅速插入GC-MS的進樣口，在250 ℃下解吸5 min。

1.3.2 GC-MS條件

1.3.2.1 GC條件

色譜柱為DB-WAXUI毛細管色譜柱(30 m×250 μm，0.25 μm)，載氣為氦氣，流速1.0 mL/min，進樣口溫度250 ℃，不分流。升溫程序：初始柱溫為40 ℃，保持4 min，然后以4 ℃/min升至100 ℃，保持5 min，再以4 ℃/min升至200 ℃，保持2 min。

1.3.2.2 MS條件

電離方式EI，電子能量70 eV，燈絲發(fā)射電流0.25 mA，檢測器溫度230 ℃，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，質量掃描范圍45～550 u，掃描方式：全掃描；調諧文件為標準調諧。

1.3.3 揮發(fā)性香氣成分定性與定量分析

1.3.3.1 定性分析

根據計算機NIST 08譜庫對化合物進行檢索鑒定，檢測出揮發(fā)性成分匹配度大于80的化合物，并以保留指數(shù)(retention index，RI)定性對檢測結果進行分析[5]，結合相關文獻進行人工譜圖解析。RI是在分析樣品中添加了C6～C30正構烷烴內標物后按公式(1)計算：

(1)

式中：Rt(x)為待測組分的校正保留時間Rt(n)

1.3.3.2 定量分析

對雞肉中揮發(fā)性風味物質進行分離鑒定時添加1 μL二甲基三庚酮(質量濃度為0.812 μg/μL，溶劑為乙醇)為內標物。根據二甲基三庚酮的質量濃度與體積、揮發(fā)性風味物質的色譜峰面積與二甲基三庚酮的色譜峰面積進行比較，按公式(2)計算揮發(fā)性風味物質相對于二甲基三庚酮的含量，認定內標的因子為1[6]。

(2)

式中：Ci為化合物濃度(μg/g)；Cis為內標濃度(μg/μL)；Vis為內標濃度(μg/μL)；Aj為化合物的色譜峰面積；Ais為內標物的色譜峰面積；Ms為樣品質量(g)。

1.3.4 OAV計算

(3)

式中：Ci為化合物的含量(μg/g)；OTi為該化合物 在水中的嗅覺閾值(mg/kg)。

2 結果與分析

2.1 醬油雞揮發(fā)性風味物質的GC-MS結果分析

表1 醬油雞中揮發(fā)性物質定性定量結果Table 1 Qualitative and quantitative analysis results of volatile compounds in soy sauce marinated chicken

續(xù) 表

續(xù) 表

采用HS-SPME和GC-MS聯(lián)用技術對醬油雞中的揮發(fā)性風味物質進行分離，利用標準譜庫匹配和RI值定性，內標法定量，結果見表1，共鑒定出77種揮發(fā)性物質，其中烴類18種、醛類19種、醇類13種、酮類7種、酚類5種、酯類5種、酸類4種、醚類2種、雜環(huán)類4種。其中含量最高的為醛類(0.643 μg/g)，其次為烷烴類(0.361 μg/g)、醇類(0.286 μg/g)、雜環(huán)類(0.107 μg/g)、酯類(0.092 μg/g) 醚類(0.067 μg/g)、酮類(0.067 μg/g)、酸類(0.026 μg/g)、酚類(0.02 μg/g)。

2.1.1 烴類化合物

烷烴類物質主要來源于脂肪酸烷氧自由基的均裂，香氣閾值較高，對雞肉風味的貢獻一般不大。萘和甲苯等取代苯類化合物在很多食品都存在[10]。4-異丙基甲苯、α-蒎烯、D-檸檬烯、(+)-長葉環(huán)烯、石竹烯、異石竹烯、去氫白菖烯等烯烴類化合物來源于丁香、肉桂、八角茴香等香辛料[11-14]。

2.1.2 醛類化合物

醛類是脂肪降解的主要產物，由于其含量一般較高而閾值卻很低，對雞肉風味的形成有顯著貢獻作用[15]。鑒定出的飽和醛包括己醛、庚醛、辛醛、壬醛，烯醛包括2-己烯醛、2-庚烯醛、反-2-辛烯醛、反-2- 壬烯醛、反，反-2,4-壬二烯醛和反，反-2,4-癸二烯醛，均為雞肉中常見的醛類，是雞肉脂肪加熱后特有的風味，對雞肉的揮發(fā)性風味起重要作用[16]。

苯甲醛、苯乙醛在雞肉和香料中均有檢出，香茅醛、茴香醛、肉桂醛等物質則來自加工過程中香料的固有成分引入[17]。糠醛、5-甲基糠醛主要表現(xiàn)為焦香味，常見于熏烤肉制品中[18]，在扒雞中也曾檢出[19]。

2.1.3 醇類化合物

醇類主要來自于雞肉中的脂肪氧化，不飽和脂肪酸在加工過程中會氧化裂解生成醇和醛的混合物，飽和醇對肉類風味的貢獻較小，但不飽和醇的閾值較低，OAV較大，對風味的形成有一定貢獻。戊醇、己醇、庚醇是醬油雞中檢出的含量較高的飽和醇類，閾值較高，對肉類風味的貢獻較小。GC-MS檢測出的不飽和醇共10種，反-2-辛烯醇具有青香、蔬菜樣香氣，天然存在于烤火雞、黃燜雞中[20]；苯甲醇、苯乙醇、苯丙醇、糠醇、甲硫酸基丙醇、芳樟醇在雞肉風味中未曾發(fā)現(xiàn)，但在醬油中被檢測出，是發(fā)酵醬油的主要氣味活性物質，相信是加工過程中的醬油所賦予的[21，22]。芳樟醇還有可能來自于加工過程中陳皮、丁香、肉桂、八角、茴香等香料的固有成分引入，同樣來自香料成分引入的還有4-萜烯醇、α-萜品醇、香茅醇[23]。

2.1.4 酮類化合物

酮類物質是不飽和脂肪酸受熱氧化后降解和美拉德反應的產物，閾值一般較高，對雞肉特征風味的貢獻較小，但有些是形成雜環(huán)化合物的重要中間體，對肉香形成起到不可忽視的作用[24]。在雞肉中曾檢測出2,3-辛二酮，但對雞肉的風味形成貢獻不大[25]。酮類物質是醬油香氣成分的重要物質，1-辛烯-3-酮、甲基環(huán)戊烯醇酮等酮類物質在醬油中檢出過[26]。麥芽酚，又稱2-甲基-3-羥基-4-吡喃酮，是醬油中的重要香氣成分，可由還原性二糖降解產生[27]。

2.1.5 酸類、酯類化合物

脂肪酸甘油酯和磷脂加熱氧化會產生酸類化合物，由于閾值較高，一般認為對雞肉的風味貢獻不大。酯類化合物通常由游離脂肪酸和脂質氧化所產生的醇的反應生成，短鏈脂肪酸生成的酯呈典型的果香味，長鏈脂肪酸生成的酯具有油脂味。GC-MS檢測出的酯類物質共5種，其中己酸乙酯和己酸己酯為短鏈酯，具有果香并使醬油呈濃郁的酯香。內酯是由羥基脂肪酸酯水解為羥基酸，經過加熱脫水、環(huán)化生成的內酯化合物。γ-丁內酯具有牛奶和奶油的氣味，屬于雞肉原本的風味物質。香豆素具有干草香和香豆香，與加工過程中添加的肉桂有關。

2.1.6 酚類化合物

酚類物質主要有丁香酚、異丁香酚和反式異丁香酚等，是丁香的特征風味物質，醚類物質有草蒿腦和茴香腦，來源于八角茴香[28]。

2.1.7 雜環(huán)化合物

雜環(huán)類化合物具有較低的氣味閾值, 常存在于燒制或烤制肉類中，一般被認為是肉類烘烤香的來源，是熟肉香味的重要貢獻因素, 主要來源于高溫下氨基酸和還原糖之間的美拉德反應、氨基酸的熱解和硫胺素的降解[29]。本實驗鑒定出的雜環(huán)類化合物有2-正戊基呋喃、2-乙基-6-甲基吡嗪、2-乙酰基呋喃、2-乙酰基吡咯。

2.2 醬油雞特征風味物質的OAV分析

表2 OAV確定醬油雞中的風味活性物質Table 2 Flavor active compounds in soy sauce marinated chicken identified by OAV

由表2可知，在檢測出的77種揮發(fā)性風味物質中，有15種風味物質的OAV>1，包括9種醛類物質，烷烴類、酮類、酯類、酚類、醇類、雜環(huán)類各1種。其中1-辛烯-3-酮、辛醛、反,反-2,4-癸二烯醛、反-2-壬烯醛、反,反-2,4-壬二烯醛、丁香酚的OAV>10，對醬油雞的風味有顯著貢獻。

1-辛烯-3-酮在醬油雞中的貢獻度高達2258.549，是醬油雞最主要的特征風味物質。具有壤香、蘑菇香氣、魚及雞肉香氣，由加工過程中醬油引入，為廣式醬油中所特有的酮類物質。

庚醛、辛醛、壬醛、己醛和反,反-2,4-壬二烯醛主要是由加工過程中雞肉的油酸、亞油酸、亞麻酸及花生四烯酸等不飽和脂肪酸的氧化生成的，表現(xiàn)為油脂香，是雞肉的主體香味成分。反，反-2,4-癸二烯醛也是亞油酸的氧化降解產物，呈強烈的雞香和雞油味[30，31]，是雞肉最主要的風味物質之一，在雞肉制品中普遍存在[32-34]。Zhang等[35]研究發(fā)現(xiàn)反-2-壬烯醛是由雞肉中不飽和脂肪酸熱氧化分解形成的醛類化合物，是產生烤肉香氣的主要原因。糠醛一般是由還原糖經1,2-烯醇化或 2,3-烯醇化及脫水、脫氨等受熱降解過程形成，具有面包香、焦糖香、烘烤香，在牛肉[36]、雞肉中都有發(fā)現(xiàn)。

丁香酚具有辛香、煙熏香、熏肉香，芳樟醇具有花香、木香，屬于丁香的固有成分引入。香茅醛具有檸檬香、油脂香，是香茅的主要風味物質[37]。對傘花烴主要表現(xiàn)為柑橘香，是陳皮的主要風味物質，屬于陳皮的固有成分直接引入。肉桂酸乙酯可能是由肉桂帶入的肉桂酸與乙醇相互作用生成的，也可能由苯甲醛和乙酸乙酯相互作用生成[38]，具有甜果香、梅子、櫻桃樣的香味。肉桂酸乙酯作為食用香料也已經廣泛應用于食品行業(yè)，也有可能是外添加的結果。2-正戊基呋喃主要來源于亞油酸及2-癸二烯醛氧化熱解生成，具有豆香、果香、黃油氣味和蔬菜香韻，是雞肉的重要風味物質[39]。

3 結論

采用HS-SPME-GC-MS法對醬油雞的揮發(fā)性化合物進行了檢測分析，依據質譜和RI值定性，內標法定量，共鑒定出烴類18種、醛類19種、醇類13種、酮類7種、酚類5種、酯類5種、酸類4種、醚類2種、雜環(huán)類4種，共9大類總計77種化合物。

利用OAV法對醬油雞揮發(fā)性風味物質進一步篩選得到1-辛烯-3-酮、辛醛、反,反-2,4-癸二烯醛、反-2-壬烯醛、反,反-2,4-壬二烯醛、丁香酚、肉桂酸乙酯、壬醛、庚醛、糠醛、芳樟醇、己醛、對傘花烴、2-正戊基呋喃、香茅醛這15種“關鍵風味活性物質”(OAV≥1)，其中1-辛烯-3-酮、辛醛、反,反-2,4-癸二烯醛、反-2-壬烯醛、反,反-2,4-壬二烯醛、丁香酚等物質的OAV>10，對醬油雞的風味有顯著貢獻，可進一步定義為“主要關鍵風味活性物質”。