鴨脂氧化及其揮發性香氣成分氣相色譜-質譜分析

王淑慧，潘道東,,*，曹錦軒，曾小群，李 樺

（1.寧波大學海洋學院食品科學系，浙江 寧波 315211；2.南京師范大學食品科學與營養系，江 蘇 南京 210097）

鴨脂氧化及其揮發性香氣成分氣相色譜-質譜分析

王淑慧1，潘道東1,2,*，曹錦軒1，曾小群1，李 樺2

（1.寧波大學海洋學院食品科學系，浙江 寧波 315211；2.南京師范大學食品科學與營養系，江 蘇 南京 210097）

以過氧化值、p-茴香胺值、酸值表示鴨脂的氧化狀態，通過單因素試驗和感官鑒定研究氧化溫度和時間對鴨脂氧化的影響，確定以制備鴨肉香精前體物為目標的鴨脂氧化條件為氧化溫度120 ℃、時間4 h。在此條件下，鴨脂的過氧化值為22.30 meq/kg，p-茴香胺值為7.04，酸值為0.93 mg KOH/g，具有強烈的脂肪香氣以及輕微的油炸氣息。通過固相微萃取- 氣相色譜-質譜分析氧化前后鴨脂的揮發性香氣成分，氧化后 鴨脂共檢測出32種化合物，與氧化前相比，種類及含量均有所增加，其中醛類物質11種，含量為42.29%，其中己醛含量高達29.40%。另外還檢測出烴類、呋喃、醇類、羧酸類等多種呈香化合物，為后期以氧化 鴨脂為原料進行Maillard反應制備鴨肉香精的技術開發提供參考。

鴨脂；氧化；揮發性香氣成分；固相微萃取-氣相色譜-質譜

近年來，肉味香精已經發展到第3代，主要是通過定向控制脂肪氧化和Maillard反應來生產肉味香精[1]。有研究表明，不同肉的特征香味主要來自于其脂肪氧化產物[2]。脂肪主要通過脂質降解、脂質和Maillard反應2個途徑產生肉香味[3]。脂質發生氧化反應后可產生脂香味，同時可降解生成多種揮發性成分，包括羧酸類、醛類、酮類、烴類、酯類以及呋喃類等，這些化合物進而與氨基酸、多肽、水解植物蛋白（hydrolyzed vegetable protein，HVP）、水解動物蛋白（hydrolyzed animal protein，HAP）等化合物進行Maillard反應，生成不同種類的特征肉香味。

有研究表明，脂肪氧化后會產生大量的C6～C10的醛類、酮類、羧酸類化合物[4]，可用作生產肉類香精的原料，其特征香味顯著[5]。目前，國內關于動物脂肪氧化-Maillard反應制備肉味香精的系統研究主要有豬脂[6-9]、牛脂[10]、羊脂[11]、雞脂[12-14]，對鴨脂的氧化研究比較少，王永麗等[15]通過高溫風干成熟和低溫風干成熟工藝研究了櫻桃谷鴨加工過程中脂質分解氧化規律及其與工藝溫度、鹽分和時間的相關性；張養東等[16]研究了日糧中不同VA水平對生長蛋鴨脂質過氧化作用及抗氧化機能的影響，結果表明日糧中添加5 500 IU/kg和8 250 IU/kg VA能顯著提高機體的抗氧化能力、降低機體脂質過氧化水平。而目前對于鴨脂氧化-Maillard反應制備肉味香精的系統研究報道幾乎沒有。影響油脂氧化的因素有很多種，包括溫度、脫色、脫臭、時間、空氣濃度、壓榨條件等。測量油脂氧化的指標通常是過氧化值（peroxide value，POV）、p-茴香胺值（p-anisidine，p-AV）、酸值（acid value，AV）。POV是衡量油脂氧化程度的指標，是不飽和脂肪酸中的雙鍵與空氣中的氧結合生成產物的量化指標。POV表征油脂氧化形成的最初產物的含量，即氫過氧化物（ROOH）含量，其本身不能產生香氣，經過分解和熱解可得到肉香味物質或肉香味前體物[8]；p-AV表示油脂中不飽和醛類的多少，即醛、酮、醌等二級產物的多少，這些產物可破壞人體對脂溶性維生素的吸收、具有致癌、促使血壓升高等毒副作用，不利健康；AV表示油脂氧化所形成脂肪酸的含量，用于表示油脂酸敗程度。油脂氧化酸敗后通常會產生具有臭味的低級脂肪酸，AV越大，酸敗程度越深，臭味越嚴重[9]。控制鴨脂氧化是為了獲得肉風味和肉香前體物。因此，其產物應具有適當高的POV、p-AV和較低的AV。

本實驗通過單因素試驗對鴨脂進行定向氧化條件的控制，并對其揮發性產物進行分 析，為 后 期以氧化鴨脂為原料進行Maillard反應制備鴨肉香精的技術開發提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鴨脂取自鴨皮，購于寧波大學附近農貿菜市場。

p-茴香胺、異辛烷、氯仿、冰醋酸、碘化鉀（均為分析純） 國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

LDZX-50KBS立式壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫療器械廠；UV-4802紫外-可見分光光度計 上海尤尼柯儀器有限公司；AL204電子天平 瑞士Mettler Toledo公司；DHG-9108A型數顯電熱恒溫鼓風干燥箱 上海精宏實驗設備有限公司；6890/5973N氣相色譜-質譜聯用儀美國Agilent公司；75 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭、固相微萃取手動進樣手柄 上海安譜科學儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 鴨脂的熬制[6]

將新鮮鴨脂用鐵鍋熬制，過濾去除渣滓，冷卻至50 ℃，密封避光保存。此時的鴨脂無不良氣味。根據參考文獻[17]測其POV、文獻[18]測其p-AV、文獻[19]測其AV。

1.3.2 鴨脂氧化樣品的制備

將熬制好的鴨脂樣品等分成3份，分別倒入培養皿內，于恒溫電熱鼓風干燥箱內分別在110、120、130 ℃條件下加速氧化4 h，每小時取樣。分析其POV、p-AV、AV。

1.3.3 鴨脂氣味鑒定方法[20]

取鴨脂約20 g于燒杯中，水浴加熱至50 ℃，用玻璃棒攪拌，嗅辨其氣味。

1.3.4 香氣成分的提取

萃取頭的老化：將DVB/CAR/PDMS 75 μm萃取頭在氣相色譜進樣口下于300 ℃老化30 min，以確保脫去其可能吸附的揮發性成分。

頂空固相微萃取：取6 mL樣品溶液置于15 mL密封頂空進樣瓶中，加入磁力攪轉子，70 ℃恒溫水浴中平衡10 min；將已老化的萃取頭插入進樣瓶中，用手柄將石英纖維頭推出，暴露于頂空的氣體中，萃取20 min。吸附完畢后，先將石英纖維頭收入鋼針，然后將萃取頭抽出，并立即插入色譜儀進樣口，解吸5 min。

1.3.5 色譜條件

色譜柱：DB-WAX（60 m×0.25 mm，0.25 μm）；進樣口溫度250 ℃；不分流；升溫程序：起始溫度40 ℃，以3 ℃/min升至120 ℃，保持2 min，再以5 ℃/min升至230 ℃，保持10 min；載氣（He）流速1.0 mL/min。1.3.6 質譜條件

電子電離源；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；接口溫度250 ℃；質量掃描范圍m/z 35～350。

1.4 數據處理

采用G1701 MSD Productivity Chem Station增強型數據分析工作站、NIST 05a Libraries標準譜庫自動檢索各個樣品質譜數據，用面積歸一化法進行定量分析，求出各種揮發性香氣成分的相對含量。

2 結果與分析

2.1 不同氧化條件對鴨脂氧化效果的影響

圖1 不同氧化溫度條件下POV隨氧化時間的變化Fig.1 Changes in POV at different oxidation temperatures

圖2 不同氧化溫度條件下p-AV隨氧化時間的變化Fig.2 Changes in p-AV at different oxidation temperatures

圖3 不同氧化溫度條件下AV隨氧化時間的變化Fig.3 Changes in AV at different oxidation temperatures

由圖1～3可以看出，隨著氧化溫度的升高和氧化時間的延長，POV、p-AV、AV都有所增加。未經氧化的鴨脂POV為2.81 meq/kg、p-AV為0.88、AV為0.59 mg KOH/g。在130 ℃條件下，POV和p-AV都呈現增-降-增的趨勢，這是由于最初氧化階段，鴨脂氧化產生的氫過氧化物含量逐漸增加，隨著氧化程度的加深，ROOH分解速率加快，超過其生成速率，出現下降的趨勢。

表1 不同氧化溫度和時間條件下鴨脂的氣味鑒定Table1 Sensory evaluation of duck fat at different conditions of oxidation temperature and time

結合表1及綜合分析，選擇氧化溫度120 ℃，時間4 h，測得其POV為22.30 meq/kg，p-AV為7.04，AV為0.93 mg KOH/g。

2.2 氣相色譜-質譜結果

圖4 新熬制鴨脂香氣成分（a）和經120 ℃氧化4 h后鴨脂香氣成分（b）的氣相色譜--質譜圖Fig.4 GC-MS chromatography of aroma composition of fat in fresh (a) and oxidized duck at 120 ℃ for 4 hours (b)

采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用技術對氧化前后鴨脂揮發性香氣成分進行分析，分析譜圖見圖4，檢測結果見表2。

表2 鴨脂氧化前后揮發性香氣成分Table2 Volatile aroma components in fresh and oxidized duck fat

續表2

由表2可以看出，氧化前的鴨脂共檢測出26種揮發性香氣成分，其含量占總揮發性物質含量的43.55%；氧化后的鴨脂共檢測出32種揮發性香氣成分，其含量占總揮發性物質含量的72.32%，種類及含量均有所增加，其中主要揮發性成分是醛類，共11種，相對含量為42.29%，己醛含量最高，為29.40%。不飽和脂肪酸氧化主要形成直鏈醛，C3～C4的醛類具有強烈的刺激性風味，C6～C10的醛類具有清香、油香、脂香味[21]，如2,4-癸二烯醛、己醛是亞油酸氧化分解產物[22]，具有油脂味、雞脂味、水果香味，對肉味香精的呈味有很大的貢獻。其他的醛類物質如異戊醛、庚醛、（E）-2-己烯醛、（E,E）-2,4-庚二烯醛等也具有多種呈味特征，如果子香、油脂香、水果香味等；此外還檢測出4種醇類（3.04%）、8種烴類（7.15%）、2種呋喃類（0.82%）、4種羧酸類（17.13%）以及酮類、酯類物質。2-戊基呋喃是亞油酸自動氧化的產物，可能是含脂食品中的重要香味物質[23]。醇類、烴類的香氣閥值相對比較高，對風味的貢獻并不十分重要[24]，但有些化合物是形成雜環化合物的重要的中間體，可提高整體風味[25]。

3 結 論

本實驗通過對鴨脂進行控制氧化，得出在氧化溫度120 ℃、氧化時間4 h的條件下，其POV為22.30 meq/kg，p-AV為7.04，AV為0.93 mg KOH/g，風味比較好，具有強烈的脂肪香氣以及輕微的油炸氣息。

通過頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用技術對氧化前后鴨脂產生的揮發性香氣成分進行分析，其含量及種類均有所增加，共檢測出32種呈味化合物，其含量占總揮發性物質含量的72.32%。其中醛類物質11種，其含量占呈味物質總量的42.29%，己醛含量最高，為29.40%。另外還檢測到烴類、呋喃類、醇類、羧酸類等多種呈味化合物。這些都可為以氧化鴨脂為原料進行Maillard反應制備鴨肉香精的技術開發提供參考。

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Optimization of Conditions for Controlled Oxidation of Duck Fat and Gas Chromatography-Mass Spectrometry Analysis of Volatile Aroma Components

WANG Shu-hui1, PAN Dao-dong1,2,*, CAO Jin-xuan1, ZENG Xiao-qun1, LI Hua2
(1. Department of Food Science, School of Marine Science, Ningbo University, Ningbo 315211, China; 2. Department of Food Science and Nutrition, Nanjing Normal University, Nanjing 210097, China)

By means of single-factor experiments and sensory evalu ation, main factors affecting the peroxide value (POV), p-anisidine value (p-AV) and acid value (AV) of oxidized duck fat, including oxidation temperature and duration, were investigated. The optimal controlled oxidation conditions of duck fat were determined as 120 ℃ and 4 h. Under these conditions, the POV of oxidized duck fat was 22.30 meq/kg, p-AV 7.04 and AV 0.93 mg KOH/g. It had a strong fatty aroma and a slight smell of frying fat. In total 32 volatile aroma components were detected in oxidized duck fat by solid phase micro-extraction and gas chromatography-mass spectrometry (SPME-GC-MS), including 11 aldehydes (together accounting for 42.29% of the total amount of volatile compounds) with hexanal accounting for up to 29.40%. Compared with fresh duck fat, oxidized duck fat contained increased kinds and amounts of volatile compounds. In addition, many other aroma components were also detected, including hydrocarbons, furans, alcohols and carboxylic acids. These results will provide references for the preparation of duck meat flavoring by Maillard reaction from oxidized duck fat.

duck fat; oxidation; volatile aroma component; solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry (SPME-GC-MS)

TS209

A

1002-6630（2014）02-0205-04

10.7506/spkx1002-6630-201402039

2012-12-21

國家水禽產業技術體系基金項目（CARS-43-17）；浙江省重大科技攻關項目（2012C22058）；國家農業科技成果轉化資金項目（2013GB2C200191）；寧波市農村科技創新創業基金項目（2013C910017）

王淑慧（1985—），女，碩士研究生，研究方向為食品科學。E-mail：wshzmh@163.com

*通信作者：潘道東（1964—），男，教授，博士，研究方向為畜產品加工。E-mail：daodongpan@163.com