烤制時間對中式烤五花肉揮發性風味物質的影響

劉薇，陳敏，徐雅倩，周虔，喬興，周曉燕,2,3，朱文政,2,3*

(1.揚州大學 旅游烹飪學院，江蘇 揚州 225127；2.江蘇省淮揚菜產業化工程中心，江蘇 揚州 225127；3.中餐非遺技藝傳承文化和旅游部重點實驗室，江蘇 揚州 225127；4四川旅游學院 烹飪學院，成都 610100)

烤是中式烹飪中傳統而歷史悠久的制熟方式之一。隨著食品工業現代化發展，烤制烹飪方式也發生了變化，木烤、碳烤逐漸被電熱、氣熱、微波等方式所取代，然后不同的烤制方式賦予烤肉制品新的風味。中式烤肉是中國傳統的特色菜肴，原料肉經預處理、腌制、烤制工序加工，使肉制品的表面干爽，色澤誘人，皮脆肉嫩，香味濃郁[1]。豬肉是中國居民餐桌上最常見的一種肉類食材，尤其是五花肉，因其肥瘦相間，肥肉遇熱容易化，瘦肉久煮也不柴，是制作烤肉的較好食材。經文獻查證梳理發現，關于烤肉風味的研究主要集中在豬的品種、豬肉脂肪含量和烹飪方法等因素對烤肉揮發性風味的影響。烹制方式和加熱時間的差異賦予了烤肉獨特的風味特征。秦剛等[2]研究榮昌豬肉在不同烤制溫度條件下的揮發性風味物質變化，通過SPME法共鑒定出約130種風味物質。顧小紅等[3]研究烤肉的香氣成分，針對烤豬肉共鑒定出11種香氣物質。陳麗蘭等[4]研究烤肉醬中揮發性風味物質，共鑒定出化合物54種。固相微萃取(solid-phase microextraction, SPME)與其他常用的風味獲取技術相比, 簡便、快速、經濟安全、無溶劑、選擇性好且靈敏度高, 集采樣、萃取、濃縮、進樣于一體，結合氣相色譜-質譜(gas chromatography-mass spectrometry， GC-MS)聯用儀技術是研究食品中揮發性成分的主要方法。實驗以不同烤制時間下的五花肉為研究對象，通過SPME-GC-MS聯用技術，分離鑒定烤制五花肉的揮發性風味物質，采用內標法計算不同烤制時間段五花肉的主體風味物質含量，為倡導科學、營養而健康的中式烤肉烹飪模式提供了理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬五花肉、蔥、生姜：購于揚州麥德龍超市；紹興花雕酒：浙江古越龍山紹興酒股份有限公司；食鹽：大連鹽化集團有限公司；辛酸甲酯標準品：美國Sigma公司。

1.2 儀器與設備

BS210S(1/10000)分析天平 賽多利斯儀器系統有限公司；SCC101 萬能蒸烤箱 德國Rational股份公司；HH-4A恒溫水浴鍋 國華電器有限公司；Trace ISQ II氣相色譜-質譜聯用儀 美國熱電公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品的處理

原料初加工：將五花肉洗凈，切成6 cm×1 cm×4 cm規格的塊狀，備用。

腌漬工藝：肉塊加入鹽、蔥片、姜段，腌漬15 min后，備用。

烤制工藝：在烤盤表面刷一層油，將肉塊放置于烤盤上，放入萬能蒸烤箱，溫度設置為160 ℃，分別烤制5，10，15，20，25 min后取出。

將不同烤制時間下的樣品冷卻后真空包裝，并置于-18 ℃貯藏，備用。

1.3.2 萃取方法

將冷凍狀態的烤制五花肉樣品置于4 ℃條件下緩慢解凍后，稱量10.00 g樣品到20 mL萃取瓶中，加入內標物辛酸甲酯60 μL，以錫紙和封口膜密封瓶口。將經250 ℃老化40 min后的萃取頭穿過頂空瓶口的橡膠密封塞插入到萃取瓶中，并在60 ℃水浴加熱條件下頂空萃取40 min，萃取結束后迅速拔出萃取頭插入氣相色譜-質譜聯用儀進樣口，啟動氣相色譜-質譜聯用儀采集數據并進行分析、鑒定。

1.3.3 GC-MS分析條件

色譜條件：色譜柱DB-Wax 毛細管柱；流速為1.0 m/s，進樣口溫度為250 ℃。

升溫程序：起始溫度為40 ℃，保持2 min，以4 ℃/min升溫到120 ℃，再以8 ℃/min升溫到240 ℃，保持7 min。

質譜條件：離子源溫度為240 ℃；離子方式為EI源；電子能量為70 eV；燈絲電流為150 μA；質量掃描范圍為30～450 m/z。

定性與定量分析：揮發性物質經色譜柱分離后，對化合物進行對比鑒定。根據已知質量濃度的辛酸甲酯的峰面積計算測得烤五花肉樣品中揮發性風味物質總量。

1.4 數據處理

每個實驗設3個平行，采用Excel軟件和SPSS 17.0軟件中的單因素方差分析(ANOVA)法和Duncan多重比較法對樣品數據進行處理與分析，分析結果以平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 烤制五花肉揮發性風味物質組成

采用SPME結合GC-MS萃取并檢測不同烹制時間段五花肉中的揮發性風味物質。

由表1可知，中式烤五花肉中共鑒定出40種化合物，包括烴類14種、醇類8種、酯類4種、醛類7種、其他類7種。

表1 不同烤制時間五花肉揮發性成分分類比較Table 1 The classification and comparison of volatile components of pork belly with different roasting time

續 表

續 表

表2 不同烤制時間的五花肉揮發性風味化合物數量匯總Table 2 The number of volatile flavor compounds of pork belly with different roasting time

采用 SPEM 結合 GC-MS 萃取并檢測不同烤制時間段五花肉中的揮發性風味物質。由表1可知，5種不同烤制時間段下五花肉中共檢出40種揮發性風味物質，其中5，10，15，20，25 min分別檢出24，24，19，20，30種揮發性物質。40種揮發性風味物質中醛類化合物7種、酯類化合物4種、醇類化合物8種、烴類化合物14種、其他化合物7種。從總體來看，五花肉在烤制過程中隨著烤制時間的延長，其揮發性風味物質的種類和數量檢出呈遞增趨勢。表 2 統計分析了不同烤制時間過程中鑒定出的不同化合物的種類與數量。從表2統計結果來看，五花肉在烤制5 min時檢出揮發性風味物質24種，烤制至10 min時醛類化合物的含量達到最高值，烤制至25 min時檢出揮發性風味物質30種，其中酯類、烴類、其他類別中的芳香類化合物種類明顯增加。在烤制過程中，五花肉中豐富的油脂發生脂質氧化，賦予了肉制品獨特的風味，其產物可作為反應物參與美拉德等反應，生成物可增加肉制品風味的多樣性[5]。

2.2 五花肉主要揮發性化合物主成分分析

2.2.1 醛類物質及風味特征

本實驗中檢出醛類共7種，醛類物質含量在主體揮發性物質中占比最高。肉品中的醛類物質主要來自于脂肪氧化，主要是直鏈飽和醛。己醛、庚醛、辛醛、壬醛主要來源于油酸、亞油酸、亞麻酸及花生四烯酸不飽和脂肪酸的氧化。2-甲基丁醛是氨基酸降解的產物，是烤五花肉風味的主要貢獻者[6]。己醛、庚醛、壬醛、2-甲基丁醛這4種醛在5種不同溫度下均有發現。此外，在5 min時產生了(E)-2-庚烯醛，在15 min時產生了辛醛，在25 min時產生戊醛。其中己醛含量最高，壬醛含量次之。研究表明C5～C10的醛具有清香、油香和脂香風味，其中己醛與壬醛均具有腥味[7]，己醛還可為肉制品帶來辛味，壬醛是油酸氧化的產物, 給人脂肪和植物氣息的生理印象[8]，壬醛具有油炸香、烤焦香和強烈的油脂氣息[9]。2-甲基丁醛具有甜味和果香味[10]，(E)-2-庚烯醛具有脂肪和醛糖風味[11]。

實驗表明，烤制10 min的條件下醛類物質含量最高，其中以己醛含量最高，為89.37 mg/kg，隨著烤制時間的增加，醛類化合物的含量呈下降趨勢，烤制25 min的條件下含量最低。主要是因為醛類化合物也可作為反應物質參與其他化學反應，生成一些含氮、含硫的雜環化合物以及呋喃及其衍生物等。此現象與秦剛等研究的榮昌豬肉在不同烤制溫度條件下的揮發性風味物質變化的結果相一致。

2.2.2 醇類物質及風味特征

本實驗中檢出醇類8種，在烤五花肉中，醇類物質主要是肉中脂質在脂肪氧合酶和過氧化氫酶的作用下通過酶降解亞油酸反應產生亞油酸降解酶氧化產生[12]。2-丁基-1-辛醇、叔十六硫醇、鯨蠟醇這3種醇在不同烤制時間點均有檢出，其中2-丁基-1-辛醇含量最高，其次是叔十六硫醇。2-丁基-1-辛醇貢獻了清香、木香和脂肪香，叔十六硫醇的香氣特征暫時幾乎沒有報道，需要進一步研究。在5 min和10 min時均檢測到戊醇、己醇。戊醇有強烈的雜醇化和發酵的氣味，己醇具有濃郁的花草香氣。5，10，20，25 min均檢測到的2-丙基-1-庚醇為烤肉貢獻了鮮味。在20 min和25 min情況下新檢測出了1-辛烯-3-醇，它的閾值較小，對揮發性風味有一定的影響，貢獻了蘑菇、泥土和真菌的氣味。從烤制時間上來看，烤制時間的延長對醇類化合物的含量沒有太大的影響，從整體上來看，含量只有略微的增加。

2.2.3 酯類物質及風味特征

酯類化合物是由酸和醇發生酯化反應后形成。有研究表明, 酯類即使在很低的濃度條件下對食品的香味也能起到非常重要的作用[13]。本實驗檢出的酯類物質為4種，且含量相對較少。大部分酯類能產生令人愉快的香味。酯類化合物來源主要有兩種：一是酸和醇之間的酯化作用，賦予肉品以類似水果的甜味；二是長鏈脂肪酸酯化而來的酯類化合物。2-氨基苯甲酸-3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇酯具有花椒油的氣味，在5種烤制時間下均有出現，且在烤制15 min時含量達到最高，為0.97 mg/kg。烤制10 min時產生了α-乙酸松油酯，而α-乙酸松油酯具有芳香氣味。烤制25 min時產生了己酸-2-苯乙酯、2-丙烯酸十二烷基酯。由于酯類物質揮發性小，對肉品風味貢獻很小。

2.2.4 烴類物質及風味特征

碳氫化合物的主要來源是脂質自身氧化，本實驗中檢出烴類14種，其中5種烴類物質在不同時間下均有出現，其中十二烷含量最高，其次為癸烷，分別為5.40，3.29 mg/kg。烴類物質含量雖然很高，但其感覺閾值也較高，故其對肉的直接風味貢獻不大，但由于相互作用，有助于提高肉制品的整體風味。不同時間下烴類物質含量和種類最多的均是25 min。而隨著烤制時間的增加，產生的烴類物質中八甲基環四硅氧烷的含量明顯增加，八甲基環四硅氧烷是化妝品中常見的成分，是有毒物質，在動物體內難以降解且具有積聚特性，所以在食用烤肉過程中需要適當控制烤制溫度和時間，追求風味的同時，也要注意潛在的有毒有害物質的生成。

2.2.5 其他類物質及風味特征

其他類物質共有7種，包含5 min時2種、10 min時2種、15 min時2種、20 min時2種及25 min時6種，其中酮類物質主要來源于不飽和脂肪酸的熱氧化或降解以及氨基酸降解。2,3-辛二酮在烤制5，10，15，20 min條件下均有產生，呈奶油香和水果香氣，與肉味香氣相關性不大，在肉品整體香氣中起到微妙的作用[14]。醚類物質在肉制品揮發性風味物質中大多具有強烈而愉快的香氣。

烴類化合物是形成雜環類化合物的重要中間體，雜環類物質對肉的風味有很大貢獻[15]。雜環類化合物只在烤制25 min條件下產生，其中吡嗪類物質由糖和游離氨基酸發生美拉德反應后產生，實驗中生成的2,5-二甲基吡嗪具有明顯的烤堅果味。醛和氨基化合物反應可以產生吡啶，含硫氨基酸和碳水化合物反應則可以產生呋喃，吡啶類、呋喃類物質微量而廣泛存在于烤制食品中。