三種香辛料水提物腌制對烤鴨腿脂質氧化和揮發性風味物質的影響

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(1.寧波大學浙江省動物蛋白食品精深加工技術重點實驗室,浙江寧波 315800; 2.南京師范大學食品科學與營養系,江蘇南京 210097)

鴨肉滋味鮮美,適于滋補,是多種美味名菜的主要原料,其蛋白質含量與畜肉相比較高,脂肪含量適中且分布均勻。烤鴨腿因制作工藝簡單、口味獨特、食用方便而深受消費者青睞,但其在加工過程中易出現因脂質過度氧化引起的變味、營養價值降低等情況[1]。在肉類工業中,通常使用合成抗氧化劑來控制肉制品中氧化反應的進程,但由于其在肉品中的殘留及對人體的潛在危害等安全因素[2-3],越來越多的人開始反對合成抗氧化劑的使用。因此,天然抗氧化劑的研究和開發顯得十分重要。香辛料提取物作為天然抗氧化劑中的一種,其也越來越多地受到國內外眾多學者的重視。

風味是評定肉品品質的重要指標之一,也是影響消費者選購的重要指標之一[4]。目前,國內外對于香辛料提取物在肉制品中應用的研究主要集中在對生鮮肉、調理肉及腌臘肉的抗氧化、抑菌等方面。如陳璐等[5]研究了迷迭香、丁香、桂皮提取物對速凍肉丸脂肪氧化影響,結果表明香辛料提取物可以部分替代合成抗氧化劑,起到延緩脂肪氧化,延長產品貨架期的作用;Weerakkody等[6]研究高良姜和迷迭香提取物處理對即食蝦中的腐敗微生物群落的影響,發現高良姜和迷迭香提取物的組合可用來控制即食蝦中腐敗微生物的生長。

目前有關香辛料提取物對烤制肉制品揮發性風味物質影響的研究鮮有報道。基于此,本文利用頂空固相微萃取-氣質聯用(HS-SPME-GC-MS)并結合感官評價及揮發性風味物質的相對氣味活度值對不同濃度(0%、0.05%、0.1%)的香葉、高良姜、花椒水提物腌制制得的烤鴨腿中脂質氧化和揮發性風味物質進行研究,以期為香葉、高良姜、花椒水提物在烤制肉制品加工中的應用提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

華英鴨腿 購于天貓生鮮超市;食鹽 浙江綠海制鹽有限責任公司;白砂糖 上海甘怡園食品有限公司;蜂蜜 上海冠生園蜂制品有限公司;香葉水提物、高良姜水提物、花椒水提物(規格1∶10) 西安賽奧生物技術有限公司;三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-Na2)、三氯甲烷 均為國產分析純。

Agilent 7890B-7000C氣相色譜-三重四級桿質譜聯用儀(帶自動進樣裝置) 美國Agilent科技有限公司;50 μm PDMS/DVB(聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯)型萃取頭 美國Supelco公司;XFH-D高速分散器(內切式勻漿機) 寧波新芝生物科技股份有限公司;Centrifuge 5804R高速離心機 德國Eppendorf公司;Spectar Max 190微孔板讀數儀 Molecular Devices Inc.,USA;格蘭仕iK2R(TM)上下獨立控溫型電烤箱 廣東格蘭仕集團有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 烤鴨腿制作工藝 新鮮鴨腿洗凈、修整(220 g/條)→腌制(4 ℃,24 h)→掛糖(蜂蜜∶水=1∶1)→風干(20 ℃,2～3 h)→烤制(220 ℃,40 min)→冷卻真空包裝→零下36 ℃保存備用[7]。

1.2.2 實驗設計 本實驗共制作了35條烤鴨腿,分為7組,每組5條,分別為CK組、X0.05組、X0.1組、J0.05組、J0.1組、H0.05組、H0.1組。所有組別除腌制配料組成不同外,其他加工條件均相同。CK組為基礎腌制料(2%食鹽、1%白砂糖[8],所有輔料的添加量均以肉重計)腌制,X0.05組、X0.1組、J0.05組、J0.1組、H0.05組、H0.1組的腌制料分別為向基礎腌制料中添加0.05%的香葉水提物、0.1%的香葉水提物、0.05%的高良姜水提物、0.1%的高良姜水提物、0.05%的花椒水提物、0.1%的花椒水提物。

1.2.3 感官評定 樣品處理:將新鮮烤制的烤鴨腿肉切成形狀均勻的小塊(近似2 mm×2 mm×2 mm),并混勻,平鋪在一次性培養皿(直徑9 cm,高度2 cm)中,各培養皿中的樣品厚度(大約1 cm)保持一致,并將不同組別用三位數隨機進行編碼。

人員組成:感官評定小組由10名食品專業成員組成,包括教師、研究生和本科生,男女比例為1∶1,年齡在18～45周歲之間,且他們均有一年以上的肉制品感官評定經驗。

環境條件:感官評定在食品感官分析實驗室中進行,并設置了10個相同空間的分隔室,室內溫度為22 ℃,相對濕度保持在50%～60%,通風良好。感官評定期間,各感官評定小組成員被隨機分配到各個分隔室內進行評定。

評定標準:對各組烤鴨腿整體氣味(包括香味的濃烈程度和有無異味兩個方面)的強烈程度進行感官評定,具體評價標準見表1。

表1 烤鴨腿感官評價標準Table 1 Sensory evaluation criteria for roast duck legs

1.2.4 揮發性風味成分的萃取及GC-MS條件 萃取條件:準確稱取已攪碎均質的肉樣5.00 g,置于20 mL頂空進樣瓶中,加蓋密封,將萃取頭插入樣品瓶中,60 ℃吸附30 min,210 ℃解析5 min,用于GC-MS分析檢測。

色譜條件:采用Vocol毛細管色譜柱(柱長60 m,內徑0.32 mm,膜厚0.18 μm);載氣He流速為2.25 mL/min;進樣口溫度210 ℃,不分流進樣模式;采用程序升溫,初始溫度為35 ℃,保持3 min,以3 ℃/min上升到40 ℃,保持1 min,再以5 ℃/min上升到200 ℃,保持20 min。

質譜條件:電離方式EI,電子轟擊能量為70 eV,接口溫度220 ℃,離子源溫度230 ℃,四級桿溫度150 ℃,掃描質量范圍40～600 u;采用全掃描模式[9-10]。

定性分析:質譜數據經計算機檢索,與NIST14標準譜庫相匹配,僅報道得分大于80(總分為100)的鑒定結果。

1.2.5 ROAV法確定烤鴨腿主體風味成分 參考劉登勇等[12-13]的方法對各揮發性成分的相對氣味活度值(ROAV)進行計算,ROAV≥1,說明該組分可能對總體風味有直接影響,被確定為烤鴨腿中的主體風味成分。

1.2.6 硫代巴比妥酸含量的測定 參照Wu[14]的方法稍作修改。取2.00 g樣品,加入10 mL 17.5%(W/V)的三氯乙酸(TCA)溶液和4 mL蒸餾水,10000 r/min 勻漿30 s,離心(4500 r/min 10 min,4 ℃)后用中速濾紙過濾2次。準確移取上述濾液2 mL置于10 mL試管中,加入2 mL 0.02 mol/L的2-硫代巴比妥酸(TBA)溶液,沸水浴保溫40 min,取出冷卻后,532 nm測定吸光度。用 1,1,3,3-四乙氧基丙烷做標準曲線,TBARS值表示為 mg MDA/kg肉樣。標準曲線方程:Y=0.0412X-0.002,R2=0.9984。

式中:A表示試樣中丙二醛的相應含量,μg;m表示試樣質量,g。

1.3 數據處理

采用SPSS Statistics 21.0進行數據處理。實驗結果用平均值±標準差來表示,基于單因素方差分析(One-way ANOVA)中的Duncan檢驗法分析不同數據間是否存在顯著性差異。P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 香葉、高良姜、花椒水提物腌制對烤鴨腿感官評分的影響

香葉、高良姜、花椒水提物腌制對烤鴨腿感官評分的影響結果如表2所示,各香辛料水提物腌制組的感官得分與對照組相比,均無顯著性差異(P>0.05)。各香辛料水提物組之間也無顯著性差異(P>0.05)。

表2 香葉、高良姜、花椒水提物對烤鴨腿感官評分的影響Table 2 Effect of bay leaf,galangal and pepper water extract on sensory score of roast duck leg

2.2 香葉、高良姜、花椒水提物腌制的烤鴨腿中揮發性風味成分分析

采用頂空固相微萃取-氣質聯用技術檢測7組烤鴨腿中的揮發性風味成分,結果如表3所示。對照組中共鑒定出51種揮發性化合物,酯類、醛類、醇類揮發性化合相對含量較高,與對照組相比,除X0.1組(42種)中揮發性化合物種類數明顯減少外,其他組揮發性化合物種類數均變化較小。

表3 不同處理的烤鴨腿揮發性成分相對含量(%)Table 3 Relative content of volatile components in different processed roast duck legs(%)

續表

醛類一般是脂質的熱降解產物,Strecker降解也能產生揮發性醛,其閾值較低,是肉制品中重要的風味物質[15]。對照組中共鑒定出9種醛類化合物,與對照組相比,除X0.1組減少2種,H0.1組減少1種外,其它組與對照組保持一致。另外,各香辛料水提物組中醛類揮發性化合物的相對含量發生了不同程度的變化,具體表現為X0.05組、H0.05組無顯著性變化(P>0.05),其它組均顯著性降低(P<0.05)。

醇類可能由脂質氧化酶對脂肪酸的作用、脂肪的氧化分解、羰基化合物還原生成[16]。飽和醇一般閾值較高,對風味貢獻較小,不飽和醇的閾值較低,對風味貢獻較大。對照組中共鑒定出4種醇類化合物,與對照組相比,X0.1組減少了2種,J0.05組、J0.1組、H0.05組、H0.1組增加了1種。其它組無變化。另外,各香辛料水提物組中醇類化合物的相對含量與對照組相比,除X0.1組顯著性降低外(P<0.05),其他組均無顯著性差異(P>0.05)。

酯類是由醇和酸經酯化作用而成,一般具有水果香味,對風味貢獻較大[17]。與對照組相比,其它組中酯類化合物的種類并沒有發生變化。但相對含量卻發生了不同程度的變化。X0.1組和H0.1組較對照組顯著性降低(P<0.05),X0.05組較對照組無顯著性變化(P>0.05),其他組均顯著性升高(P<0.05)。

此外,對照組中還檢測出了一定含量的烴類、酮類、含氮含硫類、雜環類化合物。烴類、酮類化合物含量相對較低,閾值較高,對風味貢獻較小。雜環類化合物閾值通常較低,對烤鴨腿的風味有一定的貢獻。對照組中共鑒定出6種雜環類化合物,與對照組相比,X0.1組減少了3種,H0.1組減少了1種,其它組均無變化。另外,各香辛料水提物組種雜環類化合物的相對含量較對照組發生了不同程度的變化。其中,X0.05組、X0.1組顯著性升高(P<0.05),H0.1組顯著性降低(P<0.05),其他組無顯著性變化(P>0.05)。

2.3 揮發性風味化合物的ROAV分析

根據各揮發性成分的相對含量和嗅覺閾值,經計算可知,7組烤鴨腿中對整體風味貢獻最大的均為1-辛烯-3-醇,因此我們定義1-辛烯-3-醇的ROAV為100,根據公式計算出其它揮發性成分的ROAV,并選取ROAV大于等于1的揮發性成分進行分析。由表4可知,對照組烤鴨腿中共篩選出11種主體揮發性成分(ROAV≥1),分別為1-辛烯-3-醇、己酸乙烯酯、壬醛、己醛、癸醛、辛醛、E-2-壬烯醛、2-甲基丁酸甲酯、2-戊基呋喃、庚醛、E-2-辛烯醛。為進一步篩選出對烤鴨腿整體風味貢獻較大的揮發性成分,定義各組中ROAV之和占所有主體揮發性成分總ROAV 90%以上的幾種揮發性成分為關鍵揮發性成分,經計算可知,對照組、X0.05組、J0.05組、H0.05組中關鍵揮發性成分均為1-辛烯-3-醇、己酸乙烯酯、壬醛、己醛、癸醛、辛醛;X0.1組中關鍵揮發性成分為1-辛烯-3-醇、壬醛、2-甲基丁酸甲酯、己酸乙烯酯、辛醛;J0.1組、H0.1組中關鍵揮發性成分為1-辛烯-3-醇、己酸乙烯酯、壬醛、己醛、癸醛、2-甲基丁酸甲酯。從關鍵揮發性成分的種類分析,與對照組相比,X0.05組、J0.05組、H0.05組中關鍵揮發性成分的種類均與對照組保持一致。J0.1組和H0.1組中關鍵揮發性成分的種類減少了辛醛,增加了2-甲基丁酸甲酯。X0.1組中關鍵揮發性成分的種類減少了己醛、癸醛,增加了2-甲基丁酸甲酯。從各關鍵揮發性成分ROAV變化的角度分析,與對照組相比,X0.05組、H0.05組中各關鍵性揮發性成分的ROAV均無顯著性差異(P>0.05);J0.05組中己醛、癸醛、辛醛的ROAV均顯著性降低(P<0.05),其它關鍵揮發性成分的ROAV均無顯著性變化(P>0.05);X0.1組中己酸乙烯酯、己醛的ROAV均顯著性降低(P<0.05),2-甲基丁酸甲酯的ROAV顯著性增加(P<0.05),1-辛烯-3-醇、壬醛、辛醛的ROAV均無顯著性變化(P>0.05);J0.1組中己醛、癸醛、辛醛的ROAV均顯著性降低(P<0.05),2-甲基丁酸甲酯的ROAV顯著性增加(P>0.05),1-辛烯-3-醇、己酸乙烯酯、壬醛的ROAV均無顯著性變化(P>0.05);H0.1組中己酸乙烯酯、壬醛、己醛、癸醛、辛醛均顯著性降低(P<0.05),2-甲基丁酸甲酯的ROAV顯著性增加(P<0.05),1-辛烯-3-醇無顯著性變化(P>0.05)。

表4 不同處理的烤鴨腿揮發性成分的相對氣味活度值(ROAV)Table 4 Relative odor activity value(ROAV)of volatile components in different processed roast duck legs

2.4 香葉、高良姜、花椒水提物腌制對烤鴨腿TBARS值的影響

香葉、高良姜、花椒水提物腌制對烤鴨腿TBRAS值的影響結果如圖1所示,與對照組相比,各香辛料水提物組烤鴨腿的TBARS值均顯著性降低(P<0.05)。另外,同種香辛料水提物腌制組相比,僅X0.05組與X0.1組之間存在顯著性差異(P<0.05);同種濃度不同香辛料水提物組相比,H0.05組顯著性低于X0.05、J0.05組(P<0.05),但X0.05組和J0.05組之間并無顯著性差異(P>0.05);X0.1組、H0.1組均顯著性低于J0.1組(P<0.05),X0.1組和H0.1組之間無顯著性差異(P>0.05)。

圖1 香葉、高良姜、花椒水提物對烤鴨腿TBARS值的影響Fig.1 Effects of water extracts of bay leaf,galangal and pepper on TBARS value of roast duck legs注:不同小寫字母代表差異顯著(P<0.05)。

3 討論

揮發性風味物質的含量與風味特征沒有直接關系,對總體風味的貢獻由揮發性化合物組分在風味體系中的濃度和感覺閾值共同決定[20]。7組烤鴨腿中揮發性風味物質的ROAV分析結果表明,對照組中關鍵揮發性成分為1-辛烯-3-醇、己酸乙烯酯、壬醛、己醛、癸醛、辛醛。與對照組相比,X0.05組、J0.05組、H0.05組中關鍵揮發性成分的種類均無變化,X0.05組、H0.05組中各關鍵性揮發性成分的ROAV也均無顯著性差異(P>0.05),雖然J0.05組中己醛、癸醛、辛醛的ROAV均顯著性降低(P<0.05),但其它關鍵揮發性成分的ROAV均無顯著性變化(P>0.05)。結合感官評分結果可知,0.05%的香葉、高良姜、花椒水提物腌制能夠較好地保持烤鴨腿的整體香味。另外,X0.1組中關鍵揮發性成分的種類僅有兩種發生變化,J0.1組、H0.1組中關鍵揮發性成分的種類均僅有一種發生變化。與對照組相比,X0.1組、J0.1組、H0.1組中己醛的ROAV均顯著性下降(P<0.05)。X0.1組中癸醛消失,J0.1組、H0.1組中癸醛的ROAV均顯著性下降(P<0.05)。Mottram[21]等認為己醛等飽和直鏈醛會產生令人不愉快的、刺激性的、辛辣的氣味。謝凡[22]認為己醛在高濃度時會散發出令人作嘔的氣味。癸醛被認為具有土腥味[23]。由此可知,0.1%的香葉、高良姜、花椒水提物腌制能夠降低烤鴨腿中令人不愉快的氣味。此外,與對照組相比X0.1組中己酸乙烯酯的ROAV顯著性降低(P<0.05),J0.1組中辛醛的ROAV顯著性降低(P<0.05),H0.1組中己酸乙烯酯、壬醛、辛醛的ROAV均顯著性降低(P<0.05)。己酸乙烯酯具有果香,辛醛具有硫味和肉香味,壬醛具有甜味、焦味和肉香味[18,24]。它們相對氣味活度值的減小可能會降低烤鴨腿的肉香味和果香味。另外,值得注意的是,2-甲基丁酸甲酯為X0.1組、J0.1組、H0.1組新增的關鍵揮發性成分且其ROAV較對照組均顯著性增加(P<0.05),被認為具有甜味、蘋果香味[18]。感官分析結果表明,X0.1組、J0.1組、H0.1組的感官評分較對照組并無顯著性差異(P>0.05)。這可能是2-甲基丁酸甲酯ROAV的顯著性增加與壬醛、辛醛的ROAV顯著性降低共同作用的結果(P<0.05)。綜上可知,香葉、高良姜、花椒水提物腌制對烤鴨腿的整體氣味并無明顯影響。劉文營[25]等利用電子鼻、熱脫附-氣相色譜-質譜(TDS-GC-MS)聯用技術對茶多酚、甘草提取物及二者復合物處理對廣式臘腸揮發性風味物質的影響進行了研究,結果表明,除二者復合物處理組的主體風味與對照組有微小差異外,其它組產品間主體風味較對照組差異不明顯。本實驗的研究結果與之較為相似。

脂質氧化是由自由基的自動催化引起的,主要包括鏈的引發、傳遞和終止3 個反應階段[26]。有研究表明,天然香辛料中的酚類、黃酮類等抗氧化物質的分子結構中含有活性氫,能夠與活潑的過氧自由基結合,清除自由基,同時自身轉變成穩定半醌式結構的酸基自由基,螯合金屬離子,減緩自動氧化鏈反應的傳遞速度,阻斷鏈反應,從而抑制脂質氧化[27-28]。TBARS值能反映脂質氧化分解所產生的次級產物(如丙二醛)含量的高低,能夠較為準確地評價脂質氧化程度[29]。圖1結果表明,各香辛料水提物組的TBARS值均顯著低于對照組(P<0.05)。這與趙鉅陽[30]等的研究結果相似。說明香葉、高良姜、花椒水提物腌制均能有效的抑制烤鴨腿中的脂質氧化。香葉、高良姜、花椒水提物抑制烤鴨腿中脂肪氧化的原因可能與三者中的多酚、黃酮類物質能夠清除烤鴨腿加工過程中產生的過氧化物自由基、抑制與脂質氧化相關酶的酶活有關[31]。

4 結論

利用頂空固相微萃取-氣質聯用技術結合感官評價,并以TBARS值表示脂質氧化狀態對香葉、高良姜、花椒水提物腌制對烤鴨腿揮發性風味物質和脂質氧化的影響進行研究,結果表明0.05%的香葉、高良姜、花椒水提物腌制能夠較好地保持烤鴨腿的整體香味。0.1%的香葉、高良姜、花椒水提物腌制能夠顯著降低己醛、癸醛的ROAV(P<0.05),顯著增加2-甲基丁酸甲酯的ROAV(P<0.05),但對烤鴨腿的整體氣味并不會造成明顯影響。此外,香葉、高良姜、花椒水提物腌制均能有效的抑制烤鴨腿中的脂質氧化。因此,香葉、高良姜、花椒水提物腌制既能有效的抑制烤鴨腿中的脂質氧化,又不會對烤鴨腿的整體香味產生明顯影響。