安福火腿游離脂肪酸、風味物質及氨基酸分析

王 麗，劉光憲, ，張德權，李 雪，程文龍，袁林峰

（1.江西省農業科學院農產品加工研究所，江西南昌 330200；2.中國農業科學院農產品加工研究所，北京 100081）

火腿是我國傳統肉制品的典型代表，在肉制品的發展中有著舉足輕重的作用[1]。目前市場上以浙江金華、江蘇如皋、云南宣威和江西安福生產的火腿最為有名，被稱為“中國四大名腿”。安福火腿的產地為江西省安福縣，其氣候濕潤溫和、干濕明顯，四季分明，與其它產地存在較大差異；另外，安福火腿一直沿用傳統工藝，經腌制、翻缸、洗曬、發酵等在自然條件下生產加工而成[2]。因此其風味特征與其它產地的火腿存在特殊性，所以被稱為“西腿”。

研究表明各產地的火腿風味受原料、產地氣候條件、加工工藝、儲藏方式、脂肪酸含量和組成及其水解氧化程度、蛋白質酶解后的肽類與游離氨基酸所發生的美拉德和Strecker降解反應等因素的影響[3?7]。李玲等[8]發現兩年金華火腿肌內脂肪、皮下脂肪中總游離脂肪酸的含量分別比兩年宣威火腿高34.58%、29.09%；Wang等[9]采用全二維氣相色譜法從金華、宣威和如皋火腿中共鑒定出165種揮發性物質，發現不同產地的火腿間香氣成分及組成存在一定的差異性；磷脂是脂類物質中最重要的風味前提物質，約66.67%的磷脂在金華火腿生產過程中發生水解，且其含量與游離脂肪酸含量的相關性為0.91[10]；Liu等[11]對五種不同產地的云南火腿游離氨基酸含量與組成進行分析，認為游離氨基酸是火腿的重要代謝產物，其含量占總水溶性低分子量化合物的53.45%～59.71%；梁定年等[12]研究表明火腿中氨基酸的含量變化規律與發酵、腌制過程中蛋白質的水解有關，且谷氨酸、丙氨酸、組氨酸、甲硫氨酸和天冬氨酸等對火腿的風味有著重要的影響[12]。

綜上可知，目前火腿研究主要以金華、宣威、如皋等為主，對江西安福火腿的研究報道較少。為此，本論文以安福火腿為研究對象，采用氣相色譜-質譜聯用（gas chromatography mass spectroetry，GC-MS）、固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用（solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，SPME-GC-MS）對安福火腿的肌內脂肪和皮下脂肪中游離脂肪酸組分含量和揮發性風味物質進行對比分析；通過氣味活動值（odor activity value，OAV）對安福火腿肌內脂肪和皮下脂肪的主體揮發性風味物質進行分析與評價；并對肌肉中氨基酸的組分含量進行定量檢測。通過分析研究首次揭示安福火腿的品質特性和主體揮發性風味物質，為豐富我國火腿加工技術研究提供理論基礎，為不同產地的火腿進行分類評價提供數據支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

安福火腿 購自南昌市華潤萬家澄湖店；甲醇、正己烷、甲醇 色譜純，國藥集團化學試劑有限公司；37種脂肪酸混合標準品、十九烷酸甲酯、癸酸甲酯 色譜純，Sigma公司。

Trace1310 ISQ氣相色譜-質譜聯用儀 美國ThermoFisher公司；7890A-5975C固相微萃-氣相色譜-質譜聯用儀 美國Agilent公司；L-8900高速氨基酸分析儀 日本日立公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 游離脂肪酸測定

1.2.1.1 樣品處理與脂肪酸提取 分別取安福火腿股二頭肌部位的肌內脂肪、皮下脂肪作為樣品，放入液氮中速凍后，研磨成粉，置于?80℃備用。分別取1 g樣品加入到15 mL離心管中，繼續加入2 mL 5%鹽酸甲醇溶液，3 mL氯仿甲醇溶液（體積比1:1），100μL 500 mg/L十九烷酸甲酯內標。于85℃水浴鍋中水浴1 h后，在離心管中加入1 mL正己烷，振蕩萃取2 min，靜置1 h。取上層清液100μL，用正己烷定容到1 mL，用0.45μm濾膜過膜后上機測試。

1.2.1.2 GC-MS條件 GC條件：色譜柱為TG-5MS（30 m×0.25 mm×0.25μm）。升溫程序，80℃保持1 min，以10℃/min 的速率升溫至200℃，繼續以5℃/min 的速率升溫至250℃，最后以2℃/min 的速率升到270℃，保持3 min。進樣口溫度290℃，載氣流速1.2 mL/min。MS質譜條件：離子源溫度280℃；傳輸線溫度280℃；溶劑延遲時間5 min；掃描范圍30～400 amu；EI源70 eV。

1.2.1.3 定性定量方法 參考李玲等[8]的方法進行定性定量檢測，并略作改動。以十九烷酸甲酯為內標物，采用內標法對樣品中的游離脂肪酸進行定量分析。

1.2.2 揮發性風味物質分析

1.2.2.1 SPME條件 參考羅玉龍等[13]的方法測定，并略作改動。萃取針使用前，在氣質進樣口于250℃活化20 min。樣品置于20 mL萃取瓶中，加入1μL 0.5 mg/mL的癸酸甲酯內標物，密封，置于60℃水浴20 min后，插入活化后的萃取針萃取30 min，在250℃解吸5 min后進行數據采集與檢測。

1.2.2.2 GC-MS條件 GC條件：進樣口溫度250℃，氣質接口溫度250℃，載氣流速1.5 mL/min。升溫程序：初始50℃，保持1 min，以5℃/min 升溫到100℃保持2 min；4℃/min升溫到180℃保持3 min；5℃/min升溫到250℃保持5 min。MS質譜條件：離子源溫度230℃，四級桿溫度150℃，EI電離70 eV，全掃描35～550 amu。

1.2.2.3 定性定量方法 結合NIST2014和WILEY 8.0中的譜庫進行對比分析，僅保留正反匹配度大于80%的物質。以癸酸甲酯為內標物對樣品中揮發性風味物質進行定量分析，計算公式如下：

式中：Cx為待測揮發性化合物的濃度，μg/kg；Ax為待測揮發性化合物的峰面積；m1為加入內標物的質量，μg；A1為加入內標物的峰面積；m2為樣品的質量，kg。

1.2.2.4 主體揮發性風味物質的評價 通過OAV對安福火腿的肌內脂肪、皮下脂肪中主體揮發性風味物質進行分析與評價，計算公式如下：

式中：Ci為某種揮發性風味化合物的含量，μg/kg；OTi為該化合物的嗅覺閾值，μg/kg。

1.2.3 氨基酸組成測定 參考梁定年等[12]的方法測定，并略作改動。取2 g樣品于20 mL的水解管中，加入16 mL 6 mol/L的鹽酸溶液，真空脫氣30 min，充氮封管，在110℃下水解23 h，取出冷卻后，用去離子水無損轉移到50 mL容量瓶中定容。取1 mL水解液于瓶中，真空下脫酸抽干，加1 mL水再抽干，再加1 mL水再抽干備用。上機前加入1 mL 0.02 mol/L的鹽酸溶液，用0.22μm的水相膜濾膜過濾上機分析。色譜柱條件：柱溫57℃；衍生反應溫度135℃；緩沖液流速0.4 mL/min；進樣量20μm。

1.3 數據分析與處理

試驗數據采用SPSS 18.0軟件進行統計分析，OriginPro 2017和Excel 2010軟件進行圖表處理與制作。

2 結果與分析

2.1 游離脂肪酸的分析

游離脂肪酸是火腿加工過程中脂肪降解產生的，是火腿風味的前體物質，其組成和含量與火腿特殊風味的形成有直接相關性。本論文以37種混合標準樣品游離脂肪酸作為參照，總離子流圖見圖1。通過GC-MS對安福火腿中肌內脂肪與皮下脂肪的游離脂肪酸進行測定，總離子流圖分別為圖2、圖3所示。結果顯示，安福火腿的皮下脂肪中檢出29種游離脂肪酸，肌內脂肪中只檢出19種，其中癸酸、肉豆蔻油酸、十五碳酸、反式亞油酸、γ-亞麻酸、山萮酸、芥酸、順-13,16-二十二碳二烯酸、二十三碳酸、順-15-二十四碳烯酸10種游離脂肪酸則未檢出。詳見表1。

圖1 37種游離脂肪酸總離子流圖Fig.1 Total ion flow diagram of 37 free fatty acids

圖2 安福火腿肌內脂肪中游離脂肪酸總離子流圖Fig.2 Total ion flow diagram of freefatty acidsin intramuscular fat in Anfu ham

圖3 安福火腿皮下脂肪中游離脂肪酸總離子流圖Fig.3 Total ion flow diagram of free fatty acidsin subcutaneousfat in Anfu ham

由表1可知，順-9-油酸、棕櫚酸、硬脂酸、亞油酸是肌內脂肪和皮下脂肪中主要的4種游離脂肪酸，與李玲等[8]報道宣威與金華火腿的結果一致。其中皮下脂肪中的順-9-油酸（25.815%）、棕櫚酸（15.275%）、硬脂酸（10.871%）和亞油酸（7.395%）分別是肌內脂肪（2.609%、1.586%、0.950%、2.406%）的9.895、9.631、11.443和3.074倍。肌內脂肪和皮下脂肪中游離脂肪酸的含量能反映出火腿在加工過程中脂肪的水解程度及風味形成。結果顯示，安福火腿肌內脂肪與皮下脂肪游離脂肪酸的含量存在一定的差異性。從總游離脂肪酸含量分析可知，火腿皮下脂肪（66.263%）是肌內脂肪（8.291%）的7.992倍。其中，單不飽和脂肪酸（∑MUFA）含量在肌內脂肪與皮下脂肪總含量中所占比例最大，分別為36.075%、44.838%。皮下脂肪的多不飽和脂肪酸（∑PUFA）含量最少，為8.482%，是肌內脂肪的3.237倍，但肌內脂肪的PUFA/SFA（0.979）比值高于皮下脂肪（0.302）。通過比較宣威火腿和金華火腿，安福火腿中肌內脂肪的PUFA/SFA比值高于宣威、金華火腿，但皮下脂肪的比值低于它們[8]，這可能與不同產地火腿原料來源及加工環境等不同，而出現游離脂肪酸含量的差異性。皮下脂肪的必需脂肪酸（∑EFA）的含量與肌內脂肪相比較為豐富，這與皮下脂肪含量較高及水解程度有關。

表1 安福火腿中肌內脂肪和皮下脂肪游離脂肪酸的含量與組成（%）Table 1 Free fatty acid content and composition in intramuscular fat and subcutaneousfat of Anfu ham (%)

2.2 揮發性風味物質的分析

2.2.1 揮發性風味物質種類和數量 采用SPMEGC-MS方法對安福火腿中揮發性風味物質進行分析，結果顯示，肌內脂肪與皮下脂肪中揮發性風味物質種類和數量存在一定的差異，皮下脂肪風味物質的種類和數量均多于肌內脂肪。其中，肌內脂肪中檢測出29種揮發性風味物質，包括10種醛類、10種烴類、3種酯類、1種酮類、1種醇類、1種酸類和3種其它類；皮下脂肪中檢測出31種揮發性風味物質，包括13種醛類、8種烴類、2種酮類、2種醇類、1種酯類、1種酸類、呋喃類1種和3種其它類。

2.2.2 揮發性風味物質含量 為進一步揭示安福火腿中各種揮發性風味物質的具體差異，本研究對揮發性風味物質進行了定量分析，結果如表2所示。

表2 安福火腿中肌內脂肪和皮下脂肪揮發性風味物質的含量與組成Table 2 Content and composition of volatile flavor substances in intramuscular fat and subcutaneous fat of Anfu ham

結果表明，安福火腿皮下脂肪中揮發性風味物質的總含量高于肌內脂肪，皮下脂肪的揮發性風味物質是干腌火腿風味的主體部分，可能與皮下脂肪中的游離脂肪酸含量高，并發生不同程度的氧化與水解，產生醛類、醇類、烴類等化合物有關，它對火腿風味形成具有一定的影響[22?23]。

結果顯示，安福火腿揮發性風味物質中醛類和烴類含量最高，種類也最為豐富，肌內脂肪和皮下脂肪中主要的醛類分別為：己醛、壬醛和庚醛；己醛、（E）-2-庚烯醛和（E）-2-辛烯醛；肌內脂肪和皮下脂肪主要的烴類分別為：苯乙烯和對二甲苯；環辛四烯和對二甲苯。其中皮下脂肪中烯烴類化合物含量高于肌內脂肪，但種類卻少于肌內脂肪，且在肌內脂肪和皮下脂肪中均檢測出雙戊烯；皮下脂肪中醇類化合物（26.93μg/kg）含量高于肌內脂肪，其中1-辛烯-3-醇（24.86μg/kg）含量最高，肌內脂肪中醇類化合物含量（0.43μg/kg）最低，只檢測出芳樟醇，芳樟醇具有檸檬果香味，天然存在于肉桂等香辛料中，可能與安福火腿在制作過程中添加的香辛料有關[18]。

2.2.3 主體揮發性風味物質分析 食品主體的風味與各揮發性風味物質的濃度及其閾值密切相關[24]。為進一步了解安福火腿中主體揮發性風味物質成分，本論文采用OAV法，篩選出主體揮發性風味物質。OAV值大于1的化合物，則表示該化合物對食品的風味有影響，且OAV值越大，則該化合物的對食品風味的影響就越大[25]。

由表3可知，安福火腿中有16種主體揮發性風味物質的OAV值大于1。其中，肌內脂肪中檢測出7種，包括6種醛類、1種烯烴類；皮下脂肪中檢測出14種，包括11種醛類、1種醇類、1種烯烴類、1種呋喃類。己醛、辛醛、壬醛、（E,E）-2,4-癸二烯醛、雙戊烯是肌內脂肪和皮下脂肪中共同呈現的主體揮發性風味物質。

表3 安福火腿肌內脂肪和皮下脂肪中揮發性風味物質OAV分析Table 3 OAV of volatile compounds in intramuscular fat and subcutaneous fat from Anfu ham

與其它火腿類似，安福火腿中醛類化合物的含量和種類在火腿中最為豐富[1]，主要來源于脂肪酸的氧化降解和Strecker降解產物[26?27]，其風味閾值較低，有著脂香、清香等風味，是其它揮發性風味物質的中間體，其對火腿總體風味的形成有著舉足輕重的作用[23,28]。對肌內脂肪和皮下脂肪影響較大的醛類主要是己醛、辛醛和壬醛，這與金華火腿研究結果一致[28]；己醛在肌內脂肪和皮下脂肪中均是含量最高的醛類化合物，這與譚椰子等[29]、母雨等[30]研究的結果一致。在皮下脂肪中，對風味貢獻大（OAV>15）的醛類化合物有6種，主要為不飽和烯醛，不飽和烯醛是肉制品中常見的風味物質，有脂香、青草味等，主要是不飽和脂肪酸的氧化降解產物[13,21,29]。其中（E,E）-2,4-庚二烯醛貢獻最大，OAV值為120.88。在肌內脂肪中，OAV總體值較小，對風味貢獻大（OAV>2）的醛類化合物有3-甲硫基丙醛、壬醛、癸醛、辛醛和己醛，其中，3-甲硫基丙醛、癸醛是肌內脂肪區分與皮下脂肪的關鍵風味化合物。安福火腿中含硫化合物含量不高，閾值較低，對火腿總體風味有著重要的作用[28]，其中3-甲硫基丙醛的OAV值（4.05）最大，具有肉香、洋蔥等風味，可能是通過參與美拉德反應的含硫氨基酸發生Strecker降解產生的[28]。

烷烴類化合物的閾值高，對火腿風味影響不大[31]。但烯烴類化合物的閾值相對較低，具有果香味，對提升火腿的風味具有一定的作用[32]。雙戊烯是肌內脂肪和皮下脂肪中關鍵的烯烴類揮發性風味化合物，具有令人愉快的檸檬果香味，在五香驢肉[18]和復合精油涂層的干腌火腿[32]中也發現該化合物。

不飽和醇類化合物主要來源于不飽和脂肪酸的氧化降解，其閾值較低，對食品的總體風味品質有著重要的影響。1-辛烯-3-醇主要是脂肪酸β-氧化水解而產生的，具有蘑菇香和青草味，普遍存在于干腌火腿中，因閾值較低，是火腿中典型的香氣成分[33]。在皮下脂肪中1-辛烯-3-醇的OAV值為24.86，對火腿風味貢獻較大，這與羅玉龍等[13]研究結果一致。

含氧雜環化合物普遍存在于肉制品中，主要是脂肪酸氧化、氨基酸降解及美拉德反應等的產物，具有果香味、碳烤味、肉香味等[1]。在皮下脂肪中，2-正戊基呋喃的OAV值大于1，多數是硫胺素降解產物[34]，具有可可豆和燒烤味，這可能與安福火腿傳統的制作工藝有關。同時2-正戊基呋喃對金華、宣威、如皋火腿及碳烤羊腿的風味品質具有一定的貢獻[29,34]。

2.3 肌肉中氨基酸的分析

氨基酸的種類和含量對火腿風味具有一定的影響，本論文分析了安福火腿肌肉中氨基酸組成，結果見表4，從安福火腿肌肉中，共檢測出17種氨基酸，總量為33.68 g/100 g，高于三川焐灰火腿和風干火腿[12]；且必需氨基酸的含量豐富，占總氨基酸含量的41.98%。天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸6種呈味氨基酸的含量對提升火腿的風味品質有著重要作用，占比為43.73%；其中，谷氨酸和天冬氨酸的含量最高，分別為5.29和3.25 g/100 g，這對安福火腿的鮮美度有著重要的貢獻。胱氨酸和蛋氨酸的含量分別為0.31和1.18 g/100 g，這兩種含硫氨基酸可能是產生含硫揮發性風味物質的主要來源[28]。

表4 安福火腿肌肉中氨基酸組成（g/100 g）Table 4 Amino acid composition in the muscles of Anfu ham (g/100 g)

3 結論

本文首次對江西安福火腿營養、風味特征開展研究，從肌內脂肪和皮下脂肪中分別檢測出19、29種游離脂肪酸，其中順-9-油酸、棕櫚酸、硬脂酸和亞油酸是主要的游離脂肪酸。從總游離脂肪酸含量來看，皮下脂肪是肌內脂肪的7.992倍。皮下脂肪中揮發性風味物質的種類與含量均高于肌內脂肪，且兩者的醛類和烴類含量最高，種類也最為豐富。從OAV值來看，肌內脂肪的總體值較小，己醛、辛醛、壬醛、（E,E）-2,4-癸二烯醛和雙戊烯是肌內脂肪和皮下脂肪中共同呈現的關鍵揮發性風味物質；3-甲硫基丙醛和癸醛僅存在于肌內脂肪中，是肌內脂肪區別與皮下脂肪的關鍵風味化合物。肌肉中檢測出17種氨基酸，且必需氨基酸的含量豐富，占氨基酸總量的41.98%，谷氨酸和天冬氨酸兩種鮮味氨基酸的含量最高，它們對安福火腿的鮮美度有著重要的貢獻。

安福火腿中肌內脂肪和皮下脂肪的游離脂肪酸組成與含量的差異性決定了它們的揮發性風味物質及主體揮發性風味物質組成與含量的差異性。通過對比發現，安福火腿在游離脂肪酸、主體揮發性風味物質和氨基酸的組成與含量上，與其它產地火腿均存在一定的差異性，這可能與各產地火腿的原料、發酵環境（如：溫度、濕度和微生物種群組成等）、加工工藝與儲藏方式等有著顯著相關性。后期可從安福火腿的生產工藝出發，詳細研究其與不同產地火腿風味品質的差異性。本研究一方面將為地方區域火腿品牌建設提供理論依據，另一方面為后期研究火腿加工工藝對風味品質影響的機制提供參考。