中式烹飪食品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)研究進展

趙鉅陽，陸家慧

(哈爾濱商業(yè)大學(xué) 旅游烹飪學(xué)院，哈爾濱 150030)

中式烹飪食品有著悠久的傳統(tǒng)和歷史，其別具一格的風(fēng)味吸引著各國人民。烹飪過程中風(fēng)味物質(zhì)的組成和形成途徑復(fù)雜，烹飪原料本身性質(zhì)、不同烹飪方法、添加調(diào)味料等都會影響烹飪食品的風(fēng)味，即使是相同烹飪食品在不同儲藏方式和時間下風(fēng)味成分也有極大不同，這使得烹飪食品風(fēng)味物質(zhì)的測定和分析難度較高。如今，科技的進步不僅拓寬了現(xiàn)代烹飪設(shè)備和器具的運用范圍，同時也使深入探索烹飪食品中具體的風(fēng)味成分成為可能，從而有助于研究和改善烹飪食品的烹飪工藝。近年來，烹飪食品中風(fēng)味物質(zhì)的提取及定性定量分析方法也是烹飪科學(xué)的研究熱點之一。基于此，本文對烹飪食品的風(fēng)味物質(zhì)進行研究，以期為烹飪食品的風(fēng)味研究及品質(zhì)提高提供理論依據(jù)。

1 風(fēng)味物質(zhì)概述

風(fēng)味物質(zhì)是指具有改善食品風(fēng)味特征效果的化合物。在烹飪過程中的風(fēng)味成分復(fù)雜，只有少數(shù)幾種味感物質(zhì)濃度較高，絕大部分風(fēng)味物質(zhì)濃度都很低，烹飪食品的風(fēng)味是靠呈味物質(zhì)之間的相互作用而產(chǎn)生的，一般食品的風(fēng)味和其中的風(fēng)味物質(zhì)數(shù)量成正比。食品的化學(xué)組成相當(dāng)復(fù)雜，風(fēng)味物質(zhì)的組成也很復(fù)雜。因此，用科學(xué)的方法對烹飪食品的風(fēng)味物質(zhì)進行研究，對烹飪食品風(fēng)味品質(zhì)的豐富有重要的意義。

2 中式烹飪食品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分提取方法

烹飪食品中風(fēng)味物質(zhì)的提取是所有風(fēng)味研究的基礎(chǔ)，因此選擇適當(dāng)?shù)娘L(fēng)味物質(zhì)提取方法至關(guān)重要。但食品中香氣物質(zhì)具有較高的蒸氣壓，揮發(fā)性較強，相對分子質(zhì)量較小，一般不超過 300 Da[1]，且香氣組成復(fù)雜、含量極少、不穩(wěn)定[2]，這些特點都加大了揮發(fā)性風(fēng)味化合物提取和分析的難度。目前提取食品揮發(fā)性風(fēng)味成分主要是利用香氣物質(zhì)的溶解性或揮發(fā)性[3]，基于這一原理，從食品中獲得揮發(fā)性風(fēng)味化合物的方法大體上可以分為頂空分析法、固相微萃取法、同時蒸餾萃取法、超臨界 CO2流體萃取法等。

2.1 頂空分析技術(shù)

頂空分析(HS)是一種分離、收集和分析揮發(fā)物的技術(shù)，由容器的頂空部分收集樣品的揮發(fā)性氣體，而后將收集到的頂空氣體導(dǎo)入氣相色譜儀中進行分析[4]。該技術(shù)可分為靜態(tài)頂空取樣(SHS)和動態(tài)頂空取樣(DHS)兩種。

2.1.1 靜態(tài)頂空取樣

靜態(tài)頂空取樣(SHS)是將樣品置于容器中，在固定溫度下直至揮發(fā)性分析物與頂空物達(dá)到平衡，進行頂空物取樣，影響其結(jié)果的因素有樣品大小、容器溫度和平衡時間。該方法的操作簡單，不涉及其他試劑。但是其測量范圍較為狹窄，只能用于檢測揮發(fā)性強或組分含量高的樣品[5]。研究者們通過 SHS法成功對干腌鮮魚[6]、罐裝鮭魚[7]的揮發(fā)性成分進行了提取。彭小麗等[8]使用靜態(tài)頂空固相微萃技術(shù)分別提取出了炒、煮、烤新疆羊肉的香氣成分。

2.1.2 動態(tài)頂空取樣

動態(tài)頂空取樣(DHS)利用氣體吹掃系統(tǒng)吹掃樣品，然后富集吸附劑上的揮發(fā)物，并且在通過色譜分析之前需要對揮發(fā)物進行熱解。DHS適合分析一些固體樣品，在檢測便捷方面具有優(yōu)勢[9]。梁華正等[10]用DHS法對發(fā)酵乳生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性代謝產(chǎn)物進行原位實時檢測。田懷香等[11]利用此技術(shù)成功對金華火腿的揮發(fā)性成分進行了提取。張純等[12]利用 DHS法對月盛齋醬牛肉的風(fēng)味成分構(gòu)成進行了分析，發(fā)現(xiàn)煮制過程中加入的多種香辛料和中草藥會給醬牛肉帶來大量烴類物質(zhì)。

2.2 固相微萃取法

固相微萃取技術(shù)(SPME)是一項簡單、快速且無需溶劑的新型吸附技術(shù)。該技術(shù)將采樣、樣品凈化和預(yù)濃縮整合為一個步驟，具有滿足各個研究領(lǐng)域分析應(yīng)用需求的巨大潛力，該技術(shù)同樣在烹飪食品中得到了廣泛應(yīng)用[13]。田夢云等[14]運用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法對扣肉的揮發(fā)性風(fēng)味成分進行鑒定，檢測結(jié)果表明，在按標(biāo)準(zhǔn)烹制扣肉時，預(yù)煮肉中醚類、烴類、含氮化合物含量最高，醛類、醇類、酮類物質(zhì)在油炸肉中含量最高。王瑞花等[15]通過固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的方法發(fā)現(xiàn)在添加黃酒后的燉煮紅燒豬肉中，醛類是主要的揮發(fā)性風(fēng)味化合物，尤以己醛含量多，研究表明，燉煮豬肉時適量添加黃酒能夠增加香氣的感官評分，但若過量添加則會掩蓋住原有菜肴的肉香。

2.3 同時蒸餾萃取法

同時蒸餾萃取法(SDE) 結(jié)合了溶劑萃取和蒸汽蒸餾，是指將樣品和有機溶劑同時加熱直至沸騰，揮發(fā)性物質(zhì)溶于餾出液和溶劑中，可通過些許試劑提取出大量濃縮風(fēng)味物質(zhì)，操作簡便，定性定量效果好[16]。陳紅霞等[17]采用 SDE法提取兔肉中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，鑒定出26種揮發(fā)性組分，李鵬宇等[18]采用SDE-GC-MS法對番茄牛腩的揮發(fā)性成分進行了分析，從番茄牛腩中鑒定出132種化合物，風(fēng)味成分11種，確定了其中對番茄牛腩菜肴整體的風(fēng)味形成起到重要作用的風(fēng)味物質(zhì)。

2.4 超臨界CO2流體萃取法

超臨界CO2流體萃取法(SFE)是通過壓力和溫度相結(jié)合以實現(xiàn)超臨界條件，從而讓超臨界CO2溶解一些特殊的物質(zhì)。相較其他常規(guī)方法有很大優(yōu)勢，使用的二氧化碳是無毒、不易燃的，且易回收、成本低，其臨界條件相對安全而且容易達(dá)到[19]。李雙石[20]發(fā)現(xiàn)超臨界可以按照沸點、極性和分子量的不同將雞腿菇風(fēng)味成分有選擇性地依次萃取出來，這也大大提高了后續(xù)的檢測效率，且相比于常規(guī)的萃取技術(shù)更加容易操作。劉琳琪等[21]采用SFE-CO2法萃取花椒油，并與水蒸氣蒸餾法所得做對比。在確定出合理的工藝參數(shù)基礎(chǔ)上，通過 GC-MS法對其成分進行分析，發(fā)現(xiàn)這種提取方式的得率為比較組的 2.27倍，兩種花椒油組成相似但含量存在較大差異。

3 烹飪食品中風(fēng)味物質(zhì)成分分析方法

烹飪原料及食品產(chǎn)生香味的化合物種類繁多，如在高溫烹制過程中由于美拉德反應(yīng)過程中加熱而產(chǎn)生的揮發(fā)性風(fēng)味成分包括吡嗪、醛、酸、酮、烴、酯、醇、氮和含硫化合物[22]，這些風(fēng)味化合物是食物特征香氣的來源。目前廣泛使用的風(fēng)味分析技術(shù)有氣相、液相色譜法、色譜-質(zhì)譜聯(lián)用測定法、氣相色譜-吸嗅檢測技術(shù)、電子鼻、電子舌檢測技術(shù)等。

3.1 氣相色譜法

氣相色譜法是一種可以分離和定量分析混合物中成分的方法，早期氣相色譜法依賴于填充柱技術(shù)，如今則以毛細(xì)管柱氣相色譜為主，具有分離效率高、分析速度快的優(yōu)點[23]。研究者探究水浴鍋、變頻微波爐、非變頻微波爐和直噴蒸微波爐4種不同烹飪方法對白蘿卜風(fēng)味物質(zhì)的影響，利用氣相法測定風(fēng)味物質(zhì)，結(jié)果表明水浴加熱白蘿卜風(fēng)味物質(zhì)保留較好[24]。

3.2 液相色譜法

液相色譜技術(shù)是在氣相色譜原理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的迄今為止最廣泛使用的分離風(fēng)味物質(zhì)的技術(shù)，它分析速度快、效率高、使用成本低。液相色譜的流動相為液體，可在低溫條件下分離待檢物質(zhì)。基于樣品對光線的作用，可通過紫外、熒光、示差等檢測器進行檢測[25]。但是液相色譜的分辨率和靈敏度較低，不能詳盡檢測烹飪食品中豐富的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，所以，目前在烹飪食品風(fēng)味物質(zhì)檢測時多采用氣-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)。

3.3 氣-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)

氣-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)將分離能力強的氣相色譜和具有高鑒別能力的質(zhì)譜結(jié)合起來，使定性定量分析風(fēng)味物質(zhì)變成了可能。陳怡穎等[26]采用固相微萃取法和蒸餾萃取法結(jié)合GC-MS技術(shù)對新疆大盤雞的揮發(fā)性風(fēng)味成分進行了分離鑒定，共鑒定出 85種揮發(fā)性風(fēng)味成分，醛類和雜環(huán)類化合物為重要的風(fēng)味化合物。榮建華等[27]采用固相微萃取和 GC-MS技術(shù)對脆肉鯇魚肉揮發(fā)性風(fēng)味成分進行了檢測，確定脆肉鯇魚肉揮發(fā)性物質(zhì)主要是己醇、2-乙基己醇、1-辛烯-3-醇、己醇化合物。馬雪平等[28]通過 GC-MS結(jié)合感官分析，對以4種制備方式后熱加工的羊脂揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進行研究，發(fā)現(xiàn)酶解-低溫氧化后加工產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)種類較多，并通過偏最小二乘回歸分析確認(rèn)該法預(yù)處理后的羊脂風(fēng)味體系最適。此技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于烹飪風(fēng)味物質(zhì)的分析鑒定中，隨著該技術(shù)不斷發(fā)展，其在風(fēng)味物質(zhì)研究中將會發(fā)揮越來越重要的作用。

3.4 氣相色譜-吸嗅檢測技術(shù)

氣相色譜-吸聞(GC/O)技術(shù)綜合了氣相色譜和人類嗅覺，其中人的鼻子用于檢測，是一種有效的風(fēng)味化合物檢測技術(shù)。因為 GC/O可以從復(fù)雜的混合物中選擇和評價氣味活性物質(zhì)，蒲丹丹等[29]采用蒸餾萃取法在兩種不同臘肉中鑒定出大量揮發(fā)性物質(zhì)中真正具有氣味活性的成分，區(qū)分了不同濃度下各氣體成分的貢獻大小，并且發(fā)現(xiàn)兩產(chǎn)地臘肉揮發(fā)性成分的主要差異在于酚類、酯類及醛類化合物的種類和含量，其中廣東臘肉中酯類物質(zhì)占比重最多，為 49.20%，湖南臘肉中酚類物質(zhì)占比重最大，為 46.46%。

3.5 電子鼻/舌技術(shù)

電子鼻(E-nose)是一種模仿人類鼻子的儀器，是一種新興的仿生檢測技術(shù)，它很好地解決了人類自身在嗅覺領(lǐng)域的局限。電子鼻系統(tǒng)通常由一個多傳感器陣列、一個信息處理單元組成以及帶有數(shù)字模式識別算法的軟件，具有便攜、快速、精準(zhǔn)的優(yōu)點[30]。崔曉瑩等[31]對德州扒雞的關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進行了分析及鑒定，通過電子鼻和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對德州扒雞的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進行了分析，德州扒雞揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中烯烴類物質(zhì)種類最多，關(guān)鍵風(fēng)味化合物為醛類物質(zhì),肉香味、五香味和藥材香為德州扒雞的關(guān)鍵風(fēng)味。

電子舌用于模仿人類味覺受體的功能，是一種傳感器裝置，能夠確定定量成分和識別(識別、分類、鑒別)不同性質(zhì)的食物味道，它識別速度快并且不會對原料(半成品、成品)造成破壞，在食品分類、食品新鮮度評價和質(zhì)量控制等方面得到了廣泛的應(yīng)用[32]。電子舌通常由4個部分組成：自動采樣器、具有不同選擇性的傳感器、獲取信號的儀器以及使用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法的數(shù)據(jù)庫。電子舌傳感器種類繁多，包括電化學(xué)(電位、伏安、安培、阻抗、電導(dǎo))、光學(xué)、質(zhì)量和酶傳感器等[33]。

韓方凱等[34]利用電子舌對不同儲藏天數(shù)的鯧魚進行檢測并構(gòu)建模型評定鯧魚的新鮮度。結(jié)果表明，電子舌技術(shù)在魚的保鮮檢測上很有潛力。田曉靜[35]利用電子舌對不摻雜羊肉與摻有不同重量雞肉、豬肉的羊肉進行檢測，通過主成分分析得出：電子舌不僅能實現(xiàn)對摻雜羊肉與不摻雜羊肉進行區(qū)分，也能根據(jù)摻雜雞肉、豬肉的含量不同對羊肉進行區(qū)分。

4 中式烹飪食品揮發(fā)性風(fēng)味的影響因素

4.1 不同烹飪方式及條件對烹飪食品風(fēng)味的影響

烹飪食品的風(fēng)味是指烹飪食品含有的呈味成分對舌頭味蕾的刺激所產(chǎn)生的味覺反應(yīng)，包括舌頭對烹飪食品的冷熱程度、軟硬程度和黏度等感受，以及對烹飪食品的化學(xué)成分的感受，如酸、甜、苦、辣、咸、鮮及復(fù)合味。在烹飪過程中味的形成需要一定的反應(yīng)時間和一定的化學(xué)成分濃度，烹飪食品味的形成是一個復(fù)雜的過程，相同原料經(jīng)過不同烹飪方式加工，制作出的烹飪食品的味道有很大差異。目前，已有學(xué)者研究了不同烹制方式(煮制、烤制、油炸等)對豬肉、魚肉、羊肉等脂質(zhì)氧化及風(fēng)味成分的影響。羅章等[36]發(fā)現(xiàn)烹飪加工方式對牦牛肉揮發(fā)性風(fēng)味組分的影響很大，微波加熱制成的牛肉被檢測出的風(fēng)味物質(zhì)最多，為137種，而水煮牛肉僅有128種，結(jié)合感官評價可得出結(jié)論：不同烹飪加工方式對牦牛肉烹飪食品風(fēng)味的影響顯著。肖嵐等[37]采用電子舌和電子鼻檢測研究烹飪對壇子肉風(fēng)味的影響, 發(fā)現(xiàn)烹飪對壇子肉的風(fēng)味產(chǎn)生了顯著影響，生制與熟制、烤制、蒸制壇子肉存在極顯著差異(P<0.01), 烤制烹飪形成的風(fēng)味物質(zhì)種類最多, 達(dá)到101種，蒸制壇子肉的特征風(fēng)味物質(zhì)為異戊醇、乙醛、丁酸丁酯、乙酸乙酯、正己酸乙酯、吡啶、呋喃和丙酮, 烤制壇子肉的特征風(fēng)味物質(zhì)為己醛、丁酸丁酯、正己酸乙酯和4-羥基-4-甲基-2-戊酮。結(jié)合感官分析得出壇子肉的最佳烹飪方式為烤制。曾萍等[38]分別使用微波、空氣炸鍋、烘烤和蒸煮 4種方法研究對中國傳統(tǒng)食材鹽漬魚干烹制后品質(zhì)及其風(fēng)味成分的比較，采用頂空-氣相色譜聯(lián)用的方法分析香味成分。結(jié)果表明，4種烹飪方式均可增加魚干樣品中醛酮類物質(zhì)、烯烴類物質(zhì)、酯類物質(zhì)含量，降低烷烴類物質(zhì)和醇類物質(zhì)含量。研究者使用電子鼻、電子舌分析了工業(yè)加工方式和傳統(tǒng)烹飪方法對黑椒牛柳風(fēng)味的影響，結(jié)果表明二者之間氣味區(qū)別顯著，但在滋味成分上相差不大，且工業(yè)條件下生產(chǎn)的黑椒牛柳具有更加穩(wěn)定的風(fēng)味物質(zhì)組分[39]。由此可以發(fā)現(xiàn)，不同的烹飪工藝對中式烹飪食品的風(fēng)味成分產(chǎn)生有著很大的影響，而具體風(fēng)味物質(zhì)的檢出有利于針對性地開發(fā)新式中式烹飪食品。目前國內(nèi)在這方面的研究熱度居高不下，這對風(fēng)味物質(zhì)研究在烹飪中的開拓和深入具有重要意義。

4.2 添加調(diào)味料對烹飪食品風(fēng)味的影響

調(diào)味料可分為酸味、甜味、咸味、鮮味、麻辣及香味調(diào)味料6種。不同種類的調(diào)味料在烹飪食品中所體現(xiàn)的風(fēng)味是不同的。比如酸味調(diào)味料能賦予烹飪食品酸香味和除異味，可增加烹飪食品適口味；咸味調(diào)味料不僅給烹飪食品提供咸味，還可以提鮮增香；甜調(diào)味料可使烹飪食品甜潤，增加鮮美口味。在調(diào)味中可根據(jù)烹飪食品味型的要求適當(dāng)選擇調(diào)味料。研究不同調(diào)味料對烹飪食品風(fēng)味的影響，從科學(xué)的角度豐富我國烹飪學(xué)的風(fēng)味化學(xué)理論。調(diào)味料是影響烹飪食品風(fēng)味形成的主要因素。目前，有學(xué)者研究了不同熱加工工藝對菜品揮發(fā)性風(fēng)味成分的作用，但是關(guān)于輔料對烹飪食品風(fēng)味的影響鮮有報道。Zhao等[40]在傳統(tǒng)中式醬油中總共檢測到35種重要的香氣化合物。其中，具有芳香環(huán)的芳香化合物(20種化合物)所占比例很大，超過57%，并且確認(rèn)了所有樣品中的典型香氣化合物。王瑞花等[41]利用電子鼻和固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)研究黃酒對豬肉燉煮過程中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化的影響，結(jié)果表明黃酒對燉煮豬肉的風(fēng)味具有顯著影響(P<0.05)，且LDA比PCA的區(qū)分度更清晰，SPME-GC/MS 法從燉煮豬肉中分離鑒定出71 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。黃名正等[42]采用同時蒸餾萃取和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，對2種不同燉煮牛肉方式揮發(fā)性風(fēng)味成分的差異進行分析，從不加NaCl的牛肉蒸餾萃取出44種揮發(fā)性成分，而在加NaCl的牛肉中萃取到46種揮發(fā)性成分，雖然揮發(fā)性成分的總量相近，但烷烴、烯烴、醇類、醛類的種類和數(shù)量差異顯著。楊育才等[43]采用SPME-GC/MS方法探究食鹽添加量對雞湯品質(zhì)和揮發(fā)性化合物的影響，結(jié)果表明，雞湯的風(fēng)味物質(zhì)(主要是醛類和醇類)隨著鹽添加量的增加而呈增多趨勢，且在2%時感官接受度最高。由此可見，調(diào)味料的添加對烹飪食品風(fēng)味的影響具有一定的顯著性，豐富調(diào)味料的研究對探索中式烹飪食品風(fēng)味物質(zhì)有很大作用。