加工工藝對芷江鴨揮發(fā)性風(fēng)味成分的影響

龔姚謙 劉紅梅 羅鳳蓮 劉 焱

(1. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410128；2. 湖南省發(fā)酵食品工程技術(shù)研究中心，湖南 長沙 410128；3. 芷江侗族自治縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，湖南 芷江 419100)

芷江鴨是湖南省芷江縣的一道傳統(tǒng)名菜[1]。為了將芷江炒鴨的獨(dú)特風(fēng)味更加方便地提供給消費(fèi)者，“芷江鴨”袋裝熟食產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，但在生產(chǎn)中經(jīng)過殺菌處理的“芷江鴨”風(fēng)味與即炒即食的有較大差別。揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)是影響肉制品風(fēng)味的重要因素，主要包括醛類、酮類、酯類、醇類、酸類、含硫化合物等物質(zhì)，其中醛類、酮類羧基化合物是重要香氣成分[2]。目前，關(guān)于芷江鴨風(fēng)味及其在加工過程變化的研究還未見報(bào)道。試驗(yàn)擬以芷江鴨袋裝熟食產(chǎn)品為研究對象，采用固相微萃取(SPME)結(jié)合GC-MS技術(shù)對芷江鴨加工過程中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化進(jìn)行研究，并分析加工工藝對芷江鴨風(fēng)味的影響。以期為芷江鴨風(fēng)味品質(zhì)評(píng)價(jià)、風(fēng)味品質(zhì)控制與改進(jìn)等提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

芷江麻鴨：芷民豐農(nóng)牧科技有限公司；

精制碘鹽、味精、糖、植物油、螺絲椒、老姜、米酒、生抽、甜面醬：市售；

氣質(zhì)聯(lián)用儀：GCMS-QP2010型，島津企業(yè)管理(中國)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 芷江鴨的加工 將新鮮芷江鴨切成小塊，加入1.5%鹽、1%糖、0.5%味精于室溫腌制3 h，瀝干血水。放入160 ℃菜籽油中油炸20 min，加入10%青椒、10%姜、3%米酒、3%生抽、1.5%甜面醬，翻炒3 min。將炒制后的鴨肉真空包裝，121 ℃滅菌20 min。

1.2.2 取樣 分別在油炸后、炒制后、滅菌后取樣。準(zhǔn)確稱量1 g樣品于15 mL頂空萃取瓶中，用聚四氟乙烯墊密封，供HS-SPME使用。

1.2.3 氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS) 色譜柱為DB-WAX毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；載氣為He；流速1 mL/min；進(jìn)樣量1 μL；不分流方式進(jìn)樣；進(jìn)樣口溫度250 ℃。升溫程序：起始溫度40 ℃，保持5 min，以5 ℃/min上升至70 ℃，保持5 min；然后以2 ℃/min上升至90 ℃，保持3 min，再以3 ℃/min上升至180 ℃，保持3 min；最后以5 ℃/min上升至240 ℃，保持10 min。離子源溫度200 ℃；電離方式：EI；電子能量70 eV；掃描質(zhì)量范圍40～400。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析 質(zhì)譜圖采用NIST 08和Wiley 09數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，人工譜圖解析，確定化合物成分，僅保留相似度>80的結(jié)果，相對含量按峰面積歸一化計(jì)算。采用Origin PRO 2019軟件對樣品進(jìn)行主成分分析并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 加工工藝對揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響

由表1可知，不同加工階段的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主要有烴類、醇類、醛類、酯類、酮類5種。生肉、油炸后、炒制后、滅菌后4階段的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分別為44，19，39，39種，其種類和相對含量都發(fā)生了變化。生肉的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中烴類最多，為22種，相對含量最高的是醛類，為41.97%。油炸后揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類變少，烴類和醇類的相對含量急劇降低，從29.03%和26.59%降低至2.88%和4.71%，醛類的相對含量從41.97%升至83.88%，酯類相對含量略有升高。炒制后揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類又開始增加，烴類增加至14種，相對含量升至18.33%，醇類和酮類的相對含量略有升高，醛類的相對含量則降低至65.29%。滅菌后，烴類、醇類和酮類的相對含量再次上升，而醛類的相對含量降低至23.51%。

表1 加工過程中芷江鴨揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類及相對含量

2.2 不同種類的風(fēng)味物質(zhì)的變化

2.2.1 烴類 如表2所示，加工過程中芷江鴨烴類呈先減少后增加的趨勢，甲苯在4個(gè)階段均有檢出，一般認(rèn)為甲苯對風(fēng)味沒有顯著貢獻(xiàn)[3]。生肉中檢出的烴類多為長鏈烷烴，其風(fēng)味閾值較高，對食品風(fēng)味的貢獻(xiàn)較小[4]。油炸后，烴類物質(zhì)種類和相對含量大量減少，只有少量正辛烷、3,7-二甲基壬烷、甲苯和2，2-二甲基戊烷檢出，可能是因?yàn)橛驼▽N類會(huì)產(chǎn)生破壞作用[5]。炒制后檢出的烴類種類和相對含量有所增加，包括4種烷烴和10種烯烴，其中溴代環(huán)戊烷具有類似樟腦的香氣；月桂烯具有令人愉快的甜香脂氣味[6]；β-倍半水芹烯、姜烯、水芹烯、α-姜黃烯等倍半萜類化合物具有濃烈的芳香氣味，是姜味的主要活性成分[7]；蒎烯有干木香、樹脂香、松香，似松脂的味道[8]；莰烯有樟腦香氣[9]，直鏈烷烴主要來自于原料肉中脂肪酸烷氧自由基的斷裂[10]，烯烴和萜烯類物質(zhì)則主要來源于炒制過程中加入的老姜、青椒等香辛料，對芷江鴨風(fēng)味有一定的貢獻(xiàn)。滅菌后烴類的相對含量進(jìn)一步增加，直鏈烷烴增加了兩種，可能是因?yàn)楦邷馗邏旱臈l件導(dǎo)致脂肪酸烷氧自由基的進(jìn)一步斷裂。β-倍半水芹烯、姜烯、α-姜黃烯和蒎烯的相對含量降低，莰烯和水芹烯的相對含量升高，(-)-β-蒎烯、4,7,7-三甲基雙環(huán)[4.1.0]庚-2-烯、α-法呢烯和3-亞甲基-6-(1-甲基乙基)環(huán)己烯4種萜烯為新檢出，可能是由于萜烯的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，易受高溫高壓的外在條件脅迫作用，刺激和誘導(dǎo)不同萜烯類代謝產(chǎn)生香氣代謝產(chǎn)物。同時(shí)，羅玉龍等[11]研究表明，不同的烷烴和烯烴之間會(huì)產(chǎn)生協(xié)同作用，對肉制品風(fēng)味有一定的貢獻(xiàn)。

表2 加工過程中芷江鴨烴類物質(zhì)的相對含量?

2.2.2 醇類 如表3所示，加工過程中芷江鴨醇類物質(zhì)呈先減少后增加的趨勢，正己醇和1-辛烯-3-醇在4個(gè)階段均有檢出，正己醇具有水果香和椰香[12]，1-辛烯-3-醇具有蘑菇和泥土香味[13]，其風(fēng)味閾值較低，對鴨肉風(fēng)味的形成有重要作用。生肉中檢出9種醇類。油炸后，所有醇類物質(zhì)含量均大幅下降，1-壬醇、3-甲基-1,5-戊二醇、十三碳-1-炔-4-醇和4-甲基-1-己醇含量降為零，可能是由于醇類物質(zhì)屬于極易揮發(fā)的組分，高溫油炸條件下，一部分醇類物質(zhì)被氧化成醛類，另一部分則揮發(fā)了，正己醇和1-辛烯-3-醇含量雖有降低，但仍是油炸后的主要風(fēng)味物質(zhì)。炒制后，醇類的種類和含量均增加，正庚醇、正戊醇和D-氨基丙醇未檢出，正辛醇和1-辛烯-3-醇含量持續(xù)降低，正己醇含量升高，同時(shí)還新檢出4種醇類，其可能來自于炒制過程中加入的香辛料，對芷江鴨的風(fēng)味有關(guān)鍵貢獻(xiàn)。其中2-茨醇具有類似樟腦的氣味；桉葉油醇有樟腦和清涼的草藥氣息；芳樟醇有君影草香[14]；異丙醇有似乙醇和丙酮混合物的氣味，氣味強(qiáng)烈[15]，滅菌后，醇類的種類和含量進(jìn)一步增加，2-乙基己醇、橙花醇、薄荷醇、2-庚醇和α-松油醇5種醇類為新檢出，其中，2-乙基己醇具有特殊刺激性異味，對芷江鴨風(fēng)味有不良影響[16]，可能是高溫滅菌條件下由乙醛縮合而產(chǎn)生；橙花醇具有玫瑰、橙花、微帶檸檬樣的果香[17]；薄荷醇有清涼的薄荷香氣[18]；2-庚醇具有檸檬樣的香氣[19]；α-松油醇具有紫丁香味。2-茨醇、桉葉油醇、芳樟醇含量均升高，正己醇和1-辛烯-3-醇含量略有降低，正辛醇和異丙醇未檢出，可能是因?yàn)楦邷馗邏簵l件下這些醇類轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)。正己醇、正辛醇、2-庚醇等飽和醇的風(fēng)味閾值較高，對風(fēng)味貢獻(xiàn)較小，1-辛烯-3-醇、2-茨醇、桉葉油醇、薄荷醇等不飽和醇的風(fēng)味閾值較低，對風(fēng)味有一定的貢獻(xiàn)[20]。

表3 加工過程中芷江鴨醇類物質(zhì)的相對含量?

2.2.3 醛類 如表4所示，加工過程中芷江鴨醛類物質(zhì)含量呈先增加后減少的趨勢。生肉中檢出5種醛類，其中正庚醛有水果香氣味；癸醛具有甜香、柑橘香、蠟香、花香；壬醛具有油炸香、烤焦香和強(qiáng)烈的油脂氣息[21]；正己醛具有果香味、葉香味、清草香味[22]。油炸后，正庚醛未檢出，癸醛含量降低，壬醛和正己醛含量升高，庚醛和正辛醛新檢出，可能是因?yàn)殚L時(shí)間的高溫油炸使得脂肪進(jìn)一步氧化降解，醛類物質(zhì)自身也發(fā)生了變化。庚醛有甜杏和堅(jiān)果香氣[23]，正辛醛高濃度時(shí)具有粗油脂氣息，低濃度時(shí)具有似甜橙、輕微油脂、蜂蜜樣香氣，味道甜，似杏子[24]。炒制后，醛類物質(zhì)含量進(jìn)一步減少，有具有檸檬香氣的檸檬醛檢出[25]。滅菌后，醛類物質(zhì)含量繼續(xù)減少，十六醛、十八醛和苯甲醛為新檢出，十六醛有花和蠟的弱香氣，十八醛高濃度時(shí)有椰子香味，稀釋時(shí)有杏仁味或桃花香，苯甲醛具有令人愉快的杏仁香并略帶水果香，主要來源于香辛料，但其風(fēng)味閥值較高，對芷江鴨風(fēng)味的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)低于其他醛類。醛類物質(zhì)含量不斷降低會(huì)造成產(chǎn)品的油脂香味和清香減弱。總體而言，芷江鴨中醛類物質(zhì)對整體風(fēng)味貢獻(xiàn)較大，且主要來源于不飽和脂肪酸氧化和香辛料。

表4 加工過程中芷江鴨醛類物質(zhì)的相對含量?

2.2.4 酯類 一般而言，除了內(nèi)酯和硫酯以外的酯，其風(fēng)味閥值均較高，C1～C10的酯類會(huì)賦予肉類一種甘甜的果香[26]。由表5可知，生肉中有3種酯類，含量為0.87%。油炸后只有正己酸乙烯酯，含量為4.52%。炒制后檢出的3種酯類中，己酸乙酯和乳酸乙酯都有酒香味，是濃香型白酒的主要香氣成分[27]，其來自于炒制時(shí)加入的白酒。滅菌后只有L-乳酸乙酯檢出，具有乳汁、水果等香氣[28]。高溫滅菌使己酸乙酯和乳酸乙酯消失，說明產(chǎn)品酒香減弱。

表5 加工過程中芷江鴨酯類物質(zhì)的相對含量?

2.2.5 酮類 酮類一般源于脂肪氧化、酯類降解和氨基酸的Strecker降解[29]，作為羧基化合物的一種，酮類對風(fēng)味的貢獻(xiàn)小于醛類，由于其在芷江鴨風(fēng)味物質(zhì)中的相對含量低于醛類，風(fēng)味閾值高于同分異構(gòu)體的醛類[30]，但對芷江鴨的風(fēng)味可以起到增強(qiáng)作用。由表6可知，生肉中檢出3種酮類，含量為1.24%。油炸后檢出兩種酮類，含量為2.6%，其中仲辛酮具有典型的酮香、牛奶和蘑菇的氣味[31]。炒制后檢出4種酮類，含量為5.67%，其中甲基庚烯酮具有檸檬草和柑橘香氣；2，3-辛二酮，2，5-辛二酮具有強(qiáng)烈的奶油香和宜人的香味[32]。滅菌后檢出4種酮類，含量為18.42%，其中2-甲基四氫呋喃-3-酮具有老姆酒及面包香味[33]；2-茨酮具有樟腦氣味。酮類的相對含量在芷江鴨加工過程中持續(xù)升高，可能是加工過程中，特別是高溫滅菌條件下，脂肪持續(xù)氧化，醛類進(jìn)一步氧化生成酮類。

表6 加工過程中芷江鴨酮類物質(zhì)的相對含量?

2.2.6 其他物質(zhì) 由表7可知，生肉中有1-丙烷磺酰基乙腈(0.17%)和4,8-二乙酰基-二(1,2,5-惡二唑)[3,4-b：3,4-E]吡嗪(0.12%)檢出，油炸后和滅菌后均有2-正戊基呋喃檢出，2-正戊基呋喃是亞油酸的一種氧化產(chǎn)物，具有類火腿香味[34]。炒制后有氰乙酰胺、丙酸酐和甲基丙烯酸酐檢出，是由氨基酸降解所產(chǎn)生的[35]。

表7 加工過程中芷江鴨其他物質(zhì)的相對含量?

2.3 主成分分析

由圖1可知，PC1和PC2的方差貢獻(xiàn)率分別為36.7%，22.7%，累計(jì)為59.4%，可以反映各樣品的大部分信息，故選取PC1、PC2進(jìn)行PCA分析。4個(gè)樣品間各有距離，滅菌后的樣品離其他3個(gè)工藝相距較遠(yuǎn)，說明風(fēng)味物質(zhì)在加工過程中逐步發(fā)生變化，滅菌后發(fā)生的變化較大。

圖1 不同工藝階段的主成分分析散點(diǎn)圖

由表8可知，影響第一主成分的物質(zhì)是在炒制和滅菌過程中產(chǎn)生的甲基庚烯酮、芳樟醇、苯甲醛、2-庚醇、桉葉油醇和萜烯類等。影響第二主成分的物質(zhì)主要是油炸和炒制過程中產(chǎn)生的正辛醛、壬醛、溴代環(huán)戊烷、月桂烯、1-壬醇等。

續(xù)表8

結(jié)合表1～7可知，油炸后主要的風(fēng)味成分是醛類、烴類和醇類，如正辛醛、正辛烷、正戊醇等。炒制后主要的風(fēng)味成分是酮類、醇類、醛類、萜烯類和酯類，如芳樟醇、正己醛、莰烯、乙酸乙酯等，其主要來自炒制前加入的調(diào)料。滅菌后主要的風(fēng)味成分是酮類、醇類、醛類和萜烯類，但其成分與炒制后發(fā)生了較大變化。其中醛類物質(zhì)含量減少，可能是因?yàn)楦邷馗邏簵l件下醛類分解，從而導(dǎo)致滅菌后芷江鴨特有的芳香味道減弱。此外，炒制前加入的生姜等調(diào)料帶來的萜烯類風(fēng)味物質(zhì)經(jīng)高溫滅菌后發(fā)生了降解，說明產(chǎn)品姜香味減弱與萜烯類的變化有關(guān)。

3 結(jié)論

在芷江鴨加工工藝基礎(chǔ)上，采用頂空固相微萃取結(jié)合GC-MS技術(shù)檢測芷江鴨加工過程中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化，并進(jìn)行主成分分析。結(jié)果表明，生肉、油炸后、炒制后、滅菌后的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分別為44，19，39，39種。其中醛類、萜烯類、醇類和酮類是主要的風(fēng)味物質(zhì)，酯類、烷烴類和其他雜環(huán)化合物次之。不同加工過程中，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類及其相對含量均發(fā)生變化，其中滅菌對芷江鴨風(fēng)味影響最大，醛類、酯類和萜烯類物質(zhì)減少，使得芷江鴨風(fēng)味減弱。為減小滅菌對產(chǎn)品風(fēng)味的影響，后續(xù)可考慮降低高溫高壓滅菌的時(shí)間和溫度，或者更換滅菌方式，例如輻照滅菌等。有關(guān)芷江鴨加工過程中揮發(fā)性風(fēng)味變化對其總體風(fēng)味的影響還有待進(jìn)一步研究。