毛氏紅燒肉特征風味成分分析

薛雁，周芳伊，黃峰，2，3，張良，2，3，張春江，2，3，*，張泓，2，3，*

（1.中國農業科學院農產品加工研究所/農業部農產品加工綜合性重點實驗室，北京 100193；2.合肥中農科泓智營養健康有限公司，中國農業科學院合肥食品營養與健康創新研究院，安徽 合肥 238000；3.中國農業科學院農產品加工研究所 主食加工技術研究院，黑龍江 哈爾濱 151900）

通過對毛氏紅燒肉的特征揮發性風味物質進行鑒定、性質分析以及生成途徑的探索，可以對紅燒肉生產以及儲存過程進行控制，使毛氏紅燒肉在保持原汁原味的基礎上實現標準化、現代化生產，同時也為其品質評價提供重要依據。關于紅燒肉的研究報道甚少，主要集中在烹飪技藝和理化指標分析方面，顧偉鋼等[1]研究了紅燒肉烹飪過程中基本物理化學指標、脂肪氧化和脂肪酸組成的變化；劉登勇等[2]通過構建感官評價小組得出48個描述詞并進行主成分分析最終得到了可以有效區分紅燒肉樣品間的感官描述詞；紀有華等[3]通過對紅燒肉烹飪過程中工藝參數進行優化，得出了家常紅燒肉的最佳配方；朱小玲[4]對通過東坡肉的風味進行優化得到了杭州東坡肉的最佳工藝制作方法。之前對不同類型紅燒肉風味物質差異性研究較少，目前報道的大多數為風味物質的簡單檢測或者生產工藝過程中風味的變化，對適合紅燒肉的風味研究方法還沒有深入研究，對紅燒肉中各風味化合物對整體風味輪廓的貢獻大小也未有研究。本部分試驗應用氣相色譜-質譜-嗅聞聯用（gas chromatographyolfactometry-mass spectrometer，GC-O-MS）技術，結合頂空固相微萃取（headspace-solid phase micro-extraction，HS-SPME）與溶劑輔助蒸發萃取（solvent-assisted flavor evaporation，SAFE）兩種前處理方法綜合鑒定毛氏紅燒肉中關鍵風味化合物，以期為今后深入了解紅燒肉風味化學本質，及紅燒肉工業化生產提供科學依據和理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬五花肉：幸福超市（北京廂黃旗店）。五花肉經清水洗后加入沸水鍋中去血沫5 min，洗去血沫并切成2.5 cm2見方小塊，油炸30 s 后，炒鍋炒制并加入蔥、姜、八角、醬油、南乳汁、焦糖等調味料調色調味，加水燉煮一段時間后大火收汁出鍋。

色譜純的己醛、庚醛、辛醛、己醇、壬醛、E，E-2，4-庚-二烯醛、E-2-癸烯醛、E，E-2，4-癸二烯醛、十二醇、土味素、2-甲基-異莰醇：美國Sigma 公司；無水硫酸鈉、乙醚：分析純，上海國藥試劑公司。

1.2 主要儀器設備

7890A 氣相色譜、7000B 三重四級桿質譜：美國Agilent 公司；固相微萃取（SPME）手動進樣器、萃取頭（50/30 μm CAR/DVB/PDMS）：美國 Supelco 公司；固相微萃取頂空瓶（40mL）：美國 QEC 公司；DB-5 毛細管色譜柱：美國J&W 公司；JA2003 型數字電子天平：上海天平儀器廠；HH-1S 數顯電子恒溫水浴鍋：金壇市至翔科教儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 SPME 法萃取毛氏紅燒肉揮發性香氣成分

應用SPME 最佳條件：萃取頭涂層為50/30 μm DVB/CAR/PDMS（灰色），樣品量 8 g，平衡 20 min，頂空吸附時間40 min；吸附溫度為60℃。

1.3.2 SAFE 法萃取毛氏紅燒肉揮發性香氣成分

有機溶劑選擇乙醚正戊烷按體積比2∶1 混合[5]，利用SAFE 裝置收集到的液體加入活化后的無水硫酸鈉干燥，過濾，收集濾液，并在18℃，0.1 MPa 下用氮氣吹掃至1 mL，以備氣相色譜-質譜（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）進樣。

1.3.3 氣相色譜-質譜條件

程序升溫：初始溫度40℃，保持3 min，以5℃/min升溫到200℃，保持0 min，再以10℃/min 升溫到230℃，保持5 min，后運行5 min。載氣為氦氣，恒定流速為 1.2 mL/min，進樣口溫度為250℃，分流比為3∶1。

質譜條件：電子轟擊（electron impact，EI）離子源，電子能量70 eV，離子源溫度230℃，質量掃描范圍m/z 40～250，溶劑延遲 5 min，傳輸線溫度 280℃，四級桿溫度150℃。

1.3.4 關鍵芳香化合物的測定

采用芳香萃取物稀釋分析方法[6]（aroma extra dilution analysis，AEDA）與頂空稀釋分析法[7]（headspace dilution analysis，HDA）來判定各香味化合物的稀釋因子（dilution factor，FD），并結合檢測頻率，以此來評價毛氏紅燒肉的關鍵芳香化合物。HDA 采用SPME 前處理方法，系列稀釋時SPME 萃取頭每次吸附時間減少為前一次的1/5，直到風味感官評價員在嗅聞儀末端不再感受到氣味則停止，記錄各種化合物的最高稀釋倍數為其FD 因子。AEDA 采用SAFE 前處理方法，系列稀釋的濃縮液為無水乙醚按體積比1∶3 進行稀釋。然后按GC-MS 方法操作，進行GC-O-MS 分析，直到風味感官評價員在嗅聞儀末端不再感受到氣味則停止，記錄每種化合物的最高稀釋倍數為其FD 因子。FD因子越高，說明該化合物對毛氏紅燒肉風味貢獻越大。由8 名專業評審人員對GC 分離物進行嗅聞。每位評審人員的檢測頻率為1/8，檢測頻率越高，該物質對整體風味貢獻較大。

2 結果與分析

2.1 SPME結果

毛氏紅燒肉SPME中揮發性香氣成分見表1。

表1 毛氏紅燒肉SPME中揮發性香氣成分Table 1 Volatile aroma components in SPME of Mao's braised meat

如表1所示，8 名感官評價員從SPME 方法已鑒定出的35種揮發性風味物質中，經GC-O 分析，共嗅聞出29種化合物有明顯風味。其中包含醇類5種、酸類 1種、酮類 3種、醛類 12種、呋喃、嘧啶、吡嗪等化合物4種、酯類4種。若某一香氣成分其檢測頻率〉50%，并且FD 因子〉2 的物質則會對毛氏紅燒肉風味貢獻較大[8]。由此推斷出毛氏紅燒肉的主體香氣成分是辛醇、糠醇、2-甲基-正葵醇、3-羰基-2 丁酮、羰基丙酮、3-甲基丁醛、葵烯醛、庚醛、苯乙醛、肉桂醛、己醛、3-糠酸甲酯、乙酸乙酯、δ-十一內酯。當化合物的FD 因子值≥3 時，即稀釋25 倍后仍可被嗅聞到[9]，它們是：癸烯醛（脂肪味、蘑菇味）、苯乙醛（花香味、果香）、肉桂醛（甜香味、辛香味）、乙酸乙酯（果香味、酸奶味）、糠醇（焦糖味、芝麻香味），這5種化合物被認定為毛紅燒肉的關鍵風味化合物。

2.2 SAFE結果

毛氏紅燒肉SAFE中揮發性香氣成分見表2。

由表2可以看出，SAFE 方法已檢測出的26種揮發性風味物質中，經GC-O 分析，共嗅聞出21種化合物有明顯風味。其中包括醇類7種、酸類1種、酮類2種、醛類6種、酯類4種、未知化合物1種。通過稀釋分析，辛醇、2-呋喃甲醇、6，10，14-三甲基-2-五葵醇、2-甲基-正葵醇、甲基庚烯酮、3-羥基-2-丁酮、癸烯醛、己醛、δ-十一內酯、二甲基丁酸乙酯、壬醛他，、苯乙醛、苯甲醛、乙酸乙酯以及一種未知物，該未知物的最高稀釋因子≥2，即稀釋9 倍后仍可以嗅聞到[10]，因此，這13種化合物被選定為毛氏紅燒肉的關鍵風味化合物。有一種未知物在GC-O 檢測可以被發現，該化合物的濃度極低但閾值也較低，表現出強烈的咸香味，但無法對其進行定性定量分析，有待于進一步研究。當化合物的FD 因子≥3 時，即稀釋25 倍后仍可被嗅聞到[11]，它們是：壬醛（腐敗）、苯乙醛（花香、果香）、苯甲醛（杏仁味）、乙酸乙酯（果香、酸奶），這4種化合物被認定對毛氏紅燒肉整體香味起決定性作用。

表2 毛氏紅燒肉SAFE中揮發性香氣成分Table 2 Volatile aroma components in SAFE of Mao's braised meat

醇類物質中，直鏈飽和醇閾值較高，對風味貢獻較小[12]。醇類物質中只有糠醇FD 因子較大，其余4種醇類物質對毛氏紅燒肉風味整體香氣貢獻不大。

肉的特征風味來自脂肪[13]，由于五花肉的不飽和脂肪脂肪酸含量較高，且毛氏紅燒肉制作過程中經過高溫油炸，因此五花肉中的脂肪氧化降解產物如醛、醇、呋喃等對最終毛氏紅燒肉風味產生的影響較大。

醛類閾值較低，對風味影響較大[14]。醛類物質是紅燒肉主要的揮發物質之一。SPME 法共檢測到12種醛類物質，總含量高達106.79 μg/kg（相對含量33.41%），物質含量由高到低依次是己醛、肉桂醛、苯乙醛、3-甲基丁醛、庚醛、壬醛、葵烯醛、戊醛、辛醛、2，4-壬二烯醛、2-辛烯醛、檸檬醛。SAFE 方法共檢測出6種醛類物質，總含量為10.32 μg/g（相對含量27.67%）。己醛可能來源于ω-6 不飽和脂肪酸降解[15]，易產生刺激的、腐敗和辛辣味；壬醛是油酸氧化的產物，含有水果香氣[16]。含甲基支鏈的醛如苯甲醛、苯乙醛可能來源于氨基酸的降解反應[17]。

酮類物質可能來自不飽和脂肪酸氧化[18]，也可能是醇的氧化產物，一般具有天然的花香和果香，有一定增香作用[19]。有些酮類物質是雜環化合物形成的前體物質，對食品風味的形成起著至關重要的作用。SPME 方法共檢測到3種酮類物質，SAFE 方法只檢測到2種酮類物質，但含量均較低。其中，3-羰基-2-丁酮、甲基庚烯酮、羥基丙酮閾值較高，對肉風味的影響程度不大。

酯類物質是具有芳香型氣味的揮發性化合物，通常來源于脂質代謝生成的羧酸和醇的酯化作用，對肉制品風味特征具有重要的貢獻[20]。毛氏紅燒肉中的酯類物質可能來源于紅燒肉燉煮過程中加入大量料酒，有助于酯化反應的發生。SPME 方法共檢測到4種酯類化合物，含量由高到低依次是乙酸乙酯（奶酪香）、3-糠酸甲酯（奶香、甜香）、1，2-二甲基酯（甜味）、δ-十一內酯（椰香、烤香）。SAFE 方法檢測到的4種酯類化合物含量由高到低依次是乙酸乙酯（奶酪味）、δ-十一內酯（椰香味、烤香味）、二甲基丁酸乙酯（水果味、花香味）、3-糠酸甲酯（奶香味、甜香味）。

呋喃類物質是由美拉德反應產生的，賦予肉制品良好的風味[21]，SPME 檢測到兩種呋喃類物質，分別為2-正戊基呋喃和2-乙酰基呋喃，這兩種物質被認為具有水果香味和青香味[22]，可能是由于毛氏紅燒肉經過油炸，美拉德反應較劇烈。

SPME 方法還檢測出了含氮雜環化合物，包括4-甲基嘧啶、2，6-二甲基吡嗪。含氮雜環化合物多產生在高溫低水分烹飪條件下，如烤制、油炸等，毛氏紅燒肉長時間燉煮，因而產生的含氮雜環化合物種類較少、含量也較低。

綜合兩種處理方法，癸烯醛、苯乙醛、肉桂醛、乙酸乙酯、糠醇、苯甲醛這7種物質對毛氏紅燒肉整體風味輪廓起到關鍵作用。由GC-O 分析出毛氏紅燒肉的香味化合物特征風味有脂肪味、蘑菇味、花香味、果香味、甜香味、辛香味、酸奶味、焦糖香味、芝麻香味、咸香味、杏仁味以及腐敗味。

3 討論

氣味嗅聞（Sniffer）是由 Fuller 等在 1964年提出，并在1976年由Acree 等[23]第一次將其與氣相色譜聯用組成現在的氣相-嗅聞儀（gas chromatography-olfactrometry，GC-O）。食品中檢測到的多種揮發性化合物中僅有較少量的物質對整體風味有較大的影響，有些化合物雖然含量較低但對產品風味影響很大，僅僅運用GC-MS 不能準確鑒定各種風味化合物對總體風味影響的程度。GC-O 技術被廣泛應用于各類食品風味物質的研究，并且通過香氣提取物稀釋分析、頂空稀釋分析等技術確定食品中關鍵風味物質，香氣提取物稀釋分析（aroma extract dilution analysis，AEDA），是將GC 與感官分析結合，通過溶劑提取到的風味化合物稀釋至無法嗅聞出化合物氣味，記錄其保留時間等結果，將有香氣的化合物區分出來，頂空稀釋分析（headspace dilution analysis，HDA）是根據依次減少固相微萃取的萃取頭吸附時間，確定化合物的稀釋因子。Gasser 等[24]采用AEDA 法與GC-O 相結合確定了煮雞肉過程產生重要風味化合物。郝寶瑞等[25]采用同時蒸餾萃取方法提取清醬肉的香氣成分，確定每個物質對清醬肉整體風味的影響程度。

本試驗在確定的優化條件下，對兩種方法所富集風味物質經GC-O-MS 檢測，SPME 方法最終確定35種風味化合物中，共嗅聞出29種化合物物有明顯的風味。SAFE 方法富集到的26種揮發性成分中有21種化合物有明顯香味特征。通過嗅聞檢測頻率結合芳香萃取物稀釋分析法（AEDA）以及頂空稀釋分析（HDA）分析，嗅聞頻率〉50%且稀釋因子（FD）〉3 的化合物為毛氏紅燒肉的關鍵香味活性化合物：癸烯醛、苯乙醛、肉桂醛、乙酸乙酯、糠醇。

4 結論

本文采用SPME 與SAFE 兩種方法鑒定了毛氏紅燒肉中關鍵風味化合物。通過SPME 最終確定29種化合物有明顯風味，SAFE 最終確定21種化合物有明顯風味。運用AEDA 和HDA 及篩選出毛氏紅燒肉香味成分的關鍵香味化合物。由兩種方法得到的具有最高FD 因子的化合物為癸烯醛（脂肪味、蘑菇味）、苯乙醛（花香味、果香味）、肉桂醛（甜香味、辛香味）、乙酸乙酯（果香味、酸奶味）、糠醇（焦糖味、芝麻香味）、壬醛（腐敗味）、苯甲醛（杏仁味）。在所有物質中，醛類物質對毛氏紅燒肉整體風味影響最大，其次是酯類物質，最后是醇類物質。