復煮工藝對醬牛肉揮發(fā)性成分的影響

馬 超，于宗辰，周 楠，鞠云龍，劉 敏，孫承鋒，趙玉平

（1.煙臺大學生命科學學院，山東煙臺264005；2.煙臺藍白餐飲有限公司，山東煙臺264001）

復煮工藝對醬牛肉揮發(fā)性成分的影響

馬 超1，2，于宗辰1，周 楠1，鞠云龍1，劉 敏1，*孫承鋒1，趙玉平1

（1.煙臺大學生命科學學院，山東煙臺264005；2.煙臺藍白餐飲有限公司，山東煙臺264001）

為探討不同復煮工藝對醬牛肉揮發(fā)性成分的影響，從而優(yōu)選出適宜的復煮工藝。采用頂空固相微萃取-氣相色譜質譜聯(lián)用技術，對不同復煮工藝的醬牛肉中揮發(fā)性成分進行測定；利用SPSS軟件對不同復煮工藝處理的樣品和其揮發(fā)性物質的種類進行主成分分析及聚類分析。結果表明，共檢出揮發(fā)性成分60種，不同復煮工藝對醬牛肉的揮發(fā)性成分有較大影響。主成分分析顯示，90℃復煮組和85℃復煮組綜合得分較高，萜烯類、醛類、醇類、酮類和酸類是與其最為相關的揮發(fā)性物質；70℃復煮組和80℃復煮組綜合得分較低，芳香族類化合物是與其最為相關的一類揮發(fā)性物質；酯類和雜環(huán)類化合物是與95℃復煮組最為相關的揮發(fā)性物質。聚類分析結果與主成分分析結果一致。

醬牛肉；復煮工藝；老湯；揮發(fā)性成分

醬牛肉是以牛肉為原料，經預煮、恒溫復煮等工藝制作而成的肉制品，也是我國傳統(tǒng)的熟肉制品，具有酥軟可口、風味濃郁、營養(yǎng)價值高等諸多優(yōu)點，深受廣大消費者喜愛[1]。肉制品揮發(fā)性成分是衡量肉制品品質的重要指標之一，在很大程度上影響著肉制品的品質，進而影響消費者的消費傾向[2]。肉制品中的揮發(fā)性成分多達幾千種，主要有醇類、酯類、酚類、醛類、醚類、酮類、雜環(huán)類化合物等[3]，其主要產生于肉類加熱過程中，這些揮發(fā)性成分的組成和含量決定著不同食品的特有風味[4]。

目前，對于醬牛肉風味的研究主要集中在分析檢測方法[5-8]、成品風味的比較分析[9-12]、加工過程中風味成分變化分析[1，13-14]上，關于加工工藝對風味影響的研究較少[15]。研究加工工藝對醬牛肉風味物質的影響，可以為工藝的優(yōu)化和風味的調配提供理論依據(jù)。試驗利用頂空固相微萃取結合氣相色譜質譜聯(lián)用對樣品的揮發(fā)性成分進行測定，分析了5種復煮工藝對樣品中揮發(fā)性成分組成和含量變化的影響，為優(yōu)化醬牛肉加工工藝提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品與處理

冷鮮牛肉，市售。

處理方法：老湯加熱煮沸后放入牛肉塊，老湯再次沸騰后開始計時，預煮60 min后轉入恒溫蒸煮鍋中進行恒溫復煮。

復煮工藝：70℃復煮組，70℃復煮180 min；80℃復煮組，80℃復煮120 min；85℃復煮組，85℃復煮90 min；90℃復煮組，90℃復煮60 min；95℃復煮組，95℃復煮45 min。將處理好的樣品冷凍，保存于-18℃的冰箱中。

1.2 試劑與儀器

氯化鈉（分析純），煙臺三和試劑有限公司提供。

GCMS-QP2010型氣相質譜儀，日本島津公司產品；57300-U型手動SPME進樣手柄、CARTMPDMS型萃取頭（75 μm），美國Supelco公司產品；DS-1型高速組織搗碎機，金壇萬華儀器公司產品。

1.3 HS-SPME萃取條件

將醬牛肉樣品用高速組織搗碎機搗碎，精確稱取4 g（精確至0.001 g）置于15 mL頂空萃取瓶中，加入2 mL飽和食鹽水，攪拌均勻，密封。于50℃下預平衡10 min后進行萃取，萃取時間為40 min，之后進行GC-MS分析。

1.4 GC-MS分析條件

色譜條件：色譜柱為DB-Wax型（30m×0.25mm，0.25 μm），載氣為氦氣。流速1.0 mL/min，采用恒壓35 kPa，不分流進樣，進樣口溫度250℃。起始溫度40℃，以4℃/min升溫至50℃；繼續(xù)以8℃/min升溫至120℃；再以6℃/min升溫至230℃，并保持7 min。

質譜條件：離子源溫度200℃，電離方式EI，電子能量70 eV，燈絲電流150 μA，掃描質譜范圍33～450 aum。

1.5 定性與定量方法

定性：化合物經計算機檢索同時與NIST147和NIST27數(shù)據(jù)庫相匹配，僅報道匹配度和純度大于800（最大值1 000）的物質，并對機檢結果進行核對和確認。

定量：按峰面積對其進行定量。

1.6 統(tǒng)計方法

采用SPSS 19.0軟件對不同殺菌方式中各類物質進行主成分分析及聚類分析，具體步驟參照顧賽麒等人[16]的方法。

2 結果與分析

2.1 不同復煮工藝醬牛肉的揮發(fā)性成分分析

樣品揮發(fā)性成分的總離子流色譜見圖1，不同復煮工藝醬牛肉揮發(fā)性成分變化見表1。

圖1 樣品揮發(fā)性成分的總離子流色譜

表1 不同復煮工藝醬牛肉揮發(fā)性成分變化

由表1可知，不同復煮工藝醬牛肉樣品共檢出

揮發(fā)性成分60種，其中包括醇類5種、醛類16種、酮類4種、酯類8種、芳香族13種、萜烯類4種、酸類2種，以及雜環(huán)類8種。經過復煮之后，各類別的揮發(fā)性成分含量都有變化。

（續(xù)表1）

不同復煮樣品中揮發(fā)性成分種類及占總量的百分比見表2。

表2 不同復煮樣品中揮發(fā)性成分種類及占總量的百分比

由表2可知，不同復煮工藝醬牛肉的揮發(fā)性成分組成和含量存在差異，在各個類別中所占百分比最大的為醛類物質與芳香族物質，5組復煮工藝中，這2種物質所占百分比之和均超過50%。以90℃，60 min復煮后醬牛肉的醛類物質含量所占百分比最高為33.38%，以95℃，45 min復煮后醬牛肉的醛類物質含量所占百分比最低為25.34%；而以70℃，180 min復煮后醬牛肉的芳香族物質含量所占百分比最高為52.79%，以90℃，60 min復煮后醬牛肉的芳香族物質含量所占百分比最低為34.88%。

2.2 主成分分析

對表2中不同復煮工藝樣品的各類揮發(fā)性成分進行主成分分析。

主成分特征值及方差貢獻率見表3，主成分載荷矩陣及特征向量見表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1主成分和第2主成分的累計貢獻率達到86.217%，基本可以解釋原有8個變量的絕大部分信息。第1主成分貢獻率占總變異信息的53.014%，主要反映醇類、醛類、酮類、芳香族類及酸類的變異信息，且與芳香族類呈負相關，與醇類、醛類、酮類及酸類呈正相關；第2主成分貢獻率占總變異信息的33.203%，主要反映雜環(huán)類、萜烯類、酯類及酸類的變異信息，且與萜烯類呈負相關，與雜環(huán)類、酯類及酸類呈正相關。

前2個主成分的累計貢獻率達到86.217%，建立前2個主成分PC1，PC2的線性回歸方程：

式中X1～X8對應各類香氣物質的峰面積經Z-Score標準化后的數(shù)值。

將第1主成分和第2主成分的方差貢獻率作為權重系數(shù)α1，α2建立醬牛肉綜合評價模型S=α1× PC1+α2×PC2計算不同復煮工藝的醬牛肉綜合得分，其中綜合得分較高的為90℃復煮組和85℃復煮組，萜烯類、醛類、醇類、酮類和酸類是與其最為相關的揮發(fā)性物質。萜烯類呈味閾值[17]較低，氣味強烈；醛類主要來源于脂肪氧化、降解以及氨基酸的Strecker降解反應，閾值大多較低，是肉類風味的主要揮發(fā)性風味成分之一；醇類主要來源于香辛料；酮類的來源多為不飽和脂肪酸的氧化降解，閾值較高，對風味特征的貢獻不大。70℃復煮組和80℃復煮組綜合得分較低且相似，芳香族化合物是與其最為相關的一類揮發(fā)性物質。芳香族化合物閾值大多較低，多來自于香辛料中。酯類和雜環(huán)類化合物是與95℃復煮組最為相關的揮發(fā)性物質。

不同復煮工藝處理的樣品綜合得分及排名見表5，主成分載荷圖見圖2。

表5 不同復煮工藝處理的樣品綜合得分及排名

由表5和圖2可知，評分較高的90℃復煮組和85℃復煮組位于圖2右側，其中萜烯類、醛類、醇類、酮類和酸類是與其最為相關的揮發(fā)性物質；排名最差的70℃復煮組和80℃復煮組位于左下方的象限內，芳香族類化合物是與其最為相關的一類揮發(fā)性物質。由此可得，不同復煮工藝對醬牛肉揮發(fā)性組分有顯著影響，選擇復煮工藝時，可以考慮采用90℃復煮或者85℃復煮，盡量減小復煮過程對樣品揮發(fā)性香氣物質的影響。

2.3 聚類分析

利用SPSS 19.0軟件，以最近鄰元素法為聚類方法，以平方歐氏距離和夾角余弦值作為5組不同復煮工藝及8類揮發(fā)性成分變量的評價指標，對其進行聚類分析。

不同復煮工藝樣品及其揮發(fā)性成分聚類分析見圖3。

圖2 主成分載荷圖

圖3 不同復煮工藝樣品及其揮發(fā)性成分聚類分析

由圖3可知，當標度為7～10時，可將5組不同復煮工藝的醬牛肉分為3類：70℃復煮組和80℃復煮組聚為一類，85℃復煮組和90℃復煮組聚為一類，95℃復煮組自為一類。當標度為11～15時，可將8類揮發(fā)性物質分為3類，酮類、醇類、酸類、醛類、萜烯類聚為一類，其均位于圖2中右半區(qū)域；雜環(huán)類、酯類聚為一類，位于圖2左上區(qū)域；芳香族聚為一類，位于圖2左下區(qū)域。對照圖2和圖3可知，主成分分析及聚類分析的結果較為一致，二者可以互為補充。

3 結論

（1）采用頂空固相微萃取結合氣相色譜質譜聯(lián)用對不同復煮工藝醬牛肉中揮發(fā)性成分進行了萃取及檢測分析，共檢出揮發(fā)性成分60種，其中包括醇類5種、醛類16種、酮類4種、酯類8種、芳香族13種、萜烯類4種、酸類2種，以及雜環(huán)類8種。不同復煮工藝，各個類別的揮發(fā)性成分組成和含量都有差異。

（2）對不同復煮工藝醬牛肉中揮發(fā)性成分種類進行主成分分析，可在主成分分析圖上對不同復煮工藝醬牛肉樣品進行區(qū)分，90℃復煮組和85℃復煮組評分較高，位于圖右側，其中萜烯類、醛類、醇類、酮類和酸類是與其最為相關的揮發(fā)性物質；70℃復煮組和80℃復煮組評分較差，位于左下方的象限內，芳香族類化合物是與其最為相關的一類揮發(fā)性物質。

通過聚類分析可將8類揮發(fā)性成分分為3類，酮類、醇類、酸類、醛類、萜烯類聚為一類，其均位于圖右側；雜環(huán)類、酯類聚為一類，位于圖左上區(qū)域；芳香族聚為一類，位于圖左下區(qū)域。可按照揮發(fā)性成分將不同復煮工藝醬牛肉分為3類：70℃復煮組和80℃復煮組聚為一類，85℃復煮組和90℃復煮組聚為一類，95℃復煮組自為一類。因此，在實際生產過程中，建議采用85℃復煮或90℃復煮，盡量減小復煮過程對樣品揮發(fā)性香氣物質的影響。

[1]臧明伍，張凱華，王守偉，等.基于SPME-GC-O-MS的清真醬牛肉加工過程中揮發(fā)性風味成分變化分析[J].食品科學，2016（12）：117-121.

[2]汪秋安.食品香氣成分的分析方法[J].食品工業(yè)科技，1992（5）：53-56，52.

[3]孫承鋒，喻倩倩，宋長坤，等.醬牛肉加工過程中揮發(fā)性成分的含量變化分析[J].現(xiàn)代食品科技，2014（3）：130-136.

[4]鐘旭東.食品關鍵香氣成分分析新技術[J].中國食品添加劑，2007（5）：50-54.

[5]張純，張智勇，平田孝.動態(tài)頂空進樣法分析月盛齋醬牛肉的揮發(fā)性風味組分[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，1992（4）：47-53.

[6]宋永青，喬曉玲，王宇，等.固相微萃取和氣相色譜-質譜法測定北京醬牛肉中的揮發(fā)性成分[J].現(xiàn)代科學儀器，2009（5）：63-66，76.

[7]綦艷梅，孫寶國，黃明泉，等.同時蒸餾萃取-氣質聯(lián)用分析月盛齋醬牛肉的揮發(fā)性風味成分[J].食品科學，2010（18）：370-374.

[8]陳海濤，張寧，孫寶國.SPME或SDE結合GC-MS分析賈永信十香醬牛肉的揮發(fā)性風味成分[J].食品科學，2012（18）：171-176.

[9]魏文平，梁成云，金春香.中國、韓國、日本醬牛肉風味的比較與分析[J].肉類研究，2008（11）：56-61.

[10]姜國哲，李官浩，崔康德，等.中國、韓國、日本飲食文化及醬牛肉風味的比較分析[J].食品科技，2008（5）：78-80.

[11]段艷，鄭福平，王楠，等.MAE-SAFE/GC-MS分析醬牛肉揮發(fā)性成分[J].食品科學，2013（14）：250-254.

[12]臧明伍，王宇，韓凱，等.北京清真醬牛肉揮發(fā)性風味化合物的研究[J].食品工業(yè)科技，2010（8）：70-73，357.

[13]白一凡，貢慧，張睿梅，等.電子鼻對醬牛肉煮制過程中老湯風味的檢測[J].肉類研究，2014（11）：27-29.

[14]貢慧，史智佳，楊震，等.電子鼻快速檢測不同煮制時間的醬牛肉風味[J].肉類研究，2014（11）：34-37.

[15]劉倩，申明月，聶少平，等.頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯(lián)用法測定即食醬牛肉的揮發(fā)性香氣成分[J].食品科學，2015（22）：102-106.

[16]顧賽麒，王錫昌，陶寧萍，等.基于主成分分析和聚類分析評價中華絨螯蟹蟹肉香氣品質的研究[J].食品工業(yè)科技，2012（24）：120-125.

[17]里奧·范海默特，范海默特，劉強，等.化合物香味閾值匯編[M].北京：科學出版社，2015：53-76.◇

Effect of Re-boiled Processing Technology on the Volatile Compounds in Spiced Beef

MA Chao1，2，YU Zongchen1，ZHOU Nan1，JU Yunlong1，LIU Min1，*SUN Chengfeng1，ZHAO Yuping1
（1.College of Life Sciences，Yantai University，Yantai，Shandong 264005，China；2.Yantai Lanbai Dining Co.，Ltd.，Yantai，Shandong 264001，China）

In order to investigate the effect of re-boiled processing technology on the volatile compounds inspiced beef，the volatile components are extracted by headspace-solid phase micro-extraction（HS-SPME）and identified by gas chromatography mass spectrometry（GC-MS）.The samples treat with different re-boiled processing technology and the types of volatile compounds in these samples are further analyzed by principal component analysis（PCA）and cluster analysis（CA）using SPSS software.There are 60 kinds of volatile compounds are identified from spiced beef samples and the effect of re-boiled processing technology on the volatile compounds inspiced beef is significant.The PCA results show that the higher comprehensive scores are in the 90℃and 85℃re-boiled groups，terpenes，aldehydes，alcohols，ketones and acids are the most related volatile compounds；the lower comprehensive scores are in the 70℃and 80℃re-boiled groups，and the aromatic compounds is the mostrelated volatile compounds；esters and heterocyclic compounds are the most related volatile compounds with the 95℃re-boiled group.The results of cluster analysis are consistent with principal component analysis.

spiced beef；re-boiled processing technology；broth；volatile compounds

TS251.52

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.05.040

1671-9646（2017）05b-0044-05

2017-04-25

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2014BAD04B11）；山東省高等學校科技計劃項目（CJ13LF01）；煙臺大學研究生科技創(chuàng)新基金項目（YJSY201519）；山東省自然科學基金項目（ZR2014CL036）。

馬超（1989—），男，碩士，研究方向為農產品加工及貯藏工程。

*通訊作者：孫承鋒（1971—），男，博士，副教授，碩士生導師，研究方向為農產品加工及貯藏工程。