呼吸式滾揉腌制對中式醬牛肉揮發性物質的影響

劉丹丹

趙 培1,2

陳金玉1,2

趙文穎3

劉忠敏4

吳子健1,2

(1. 天津商業大學生物技術與食品科學學院，天津 300134；2. 天津市食品生物技術重點實驗室，天津 300134；3. 天津市技術物理研究所，天津 300192；4. 天津至美齋食品有限公司，天津 300393)

醬牛肉是以牛前腱子肉為原料，經一系列加工制作而成的傳統佳肴，其中腌制是醬牛肉加工過程中至為重要的環節，在此過程中牛肉能形成獨特的腌制風味和色澤，并具有提高醬牛肉品質的作用[1]。傳統中式醬牛肉[2]靜態腌制加工制作周期長、產品風味由于腌制液滲透不充分導致不均勻，且煮制過后需要較長時間的燜制，生產效率低，而且醬牛肉的出品率也較低[3]。

滾揉腌制是提高中式醬牛肉生產效率及適度提高出品率的方法[4]。原料肉在滾筒中被摔打、撕裂以及肌肉組織松弛膨脹的過程，縮短了腌制液的滲透，提高了味道的均勻性[5]，因而可有效提高肉制品的質量，使肉品嫩化，風味亦得到相應的改善[6]。與常用的真空滾揉法相比，呼吸式滾揉腌制是一種在滾揉過程中正壓與負壓交替進行的一種滾揉腌制方式，原料肉在此過程中受到正壓時的壓迫作用和負壓時的舒張作用，壓力有規律的變化使得腌制液在組織中呈周期性地吸入和擠出的運動，進而達到縮短腌制時間且提高腌制效果的目的。王兆平等[7]研究發現隨著滾揉里程的增大，兔肉中揮發性風味物質種類整體呈減小的趨勢；黃瀚等[8]研究表明滾揉處理后的腌制兔肉能降低其風味強度，有助于兔肉風味的改善。研究擬探討呼吸式滾揉腌制對中式傳統醬牛肉揮發性成分的影響，以期為呼吸式滾揉腌制在中式醬牛肉生產工藝的改進、產品風味的穩定、規?；a的標準化提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

冷凍去骨牛前腱肉：巴西JBS-Friboi集團；

食鹽、味精、香辛料等：市售。

1.2 儀器與設備

蒸煮桶：BZZT-IV-90型，浙江嘉興艾博實業有限公司；

真空攪拌機：BVBJ-30F型，浙江嘉興艾博實業有限公司；

電自動高壓腌肉注射器：丹東沃隆電子商務有限公司；

氣相色譜—質譜聯用儀：GCMS-QP2010型，日本島津公司；

固相微萃取裝置：包括手柄和65 μm PDMS/DVB固相微萃取裝置，美國Supelco公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 醬牛肉加工工藝流程

冷凍去骨牛前腱肉→低溫高濕解凍→修整分割成0.4 kg 大小的肉塊→滾揉腌制→蒸煮→真空包裝 →4 ℃貯藏

1.3.2 醬牛肉的腌制與蒸煮制備 參照文獻[9]的方法并修改：靜置腌制(CK組)是將剔骨分割好的牛腱子浸入配制好的腌制液，使肉內外腌制液濃度達到一致；呼吸式滾揉組(BR組)將腌制液(注入量為肉重的20%)用鹽水注射器注入到剔骨分割好的牛腱子肉中，原料肉放入真空滾揉機中，設定真空度為-0.06 MPa，正轉5.0 min—靜置2.5 min—反轉5.0 min—靜置2.5 min，然后將真空去除，充氮氣至正壓力為0.06 MPa，正轉5.0 min—靜置2.5 min—反轉5.0 min—靜置2.5 min，間歇30.0 min，重復操作1次，總時間為60.0 min。所有腌制好的原料肉均于0～4 ℃下備用待蒸煮。腌制好的原料按傳統工藝添加相同比例的香辛料和老湯進行煮制。

1.3.3 可揮發性物質含量測定 蒸煮好的醬牛肉置于滅菌托盤上瀝干鹵汁，參照郭昕等[10]的方法并略作修改：將醬牛肉樣品均勻切成0.008 cm3立方體大小的小塊，準確稱取2.00 g加入到20.00 mL頂空樣品瓶中并加蓋密封；參照魏玲[11]的方法將裝有肉樣的頂空樣品瓶垂直于60 ℃水浴15 min，再將PDMS/DVB固相微萃取頭垂直插入頂空瓶內吸附15 min；將萃取頭拔出，立即插入GC-MS進樣口中，進樣口溫度250 ℃，解析5.0 min；GC條件[12]：色譜柱為HP-5MS石英毛細柱(30 m×0.25 mm，0.24 μm)、載氣體為高純氦氣(純度≥99.999%)、柱流量1.0 mL/min(恒溫模式)、分流比5∶1。氣相色譜升溫程序：起始柱溫50 ℃保持5 min，以5 ℃/min升至80 ℃，以2 ℃/min 升至140 ℃，以5 ℃/min升至210 ℃保持5 min；質譜條件：電子電離源、離子源溫度230 ℃、離子化電壓80 eV、四極桿溫度150 ℃、全掃描模式、質量掃描范圍m/z30～500、溶劑延遲時間2 min。

1.4 數據統計與分析

GC-MS數據由日本島津公司GC-MS設備系統自帶軟件GC-MS solution 2.0處理。定量分析采用峰面積歸一法，定性分析是將檢測出的成分與NIST 2011質譜數據庫相匹配，采用Origin 10.0軟件進行繪圖。

2 結果與討論

2.1 腌制工藝對中式醬牛肉中揮發性風味物質的影響

兩種腌制方式加工醬牛肉的總離子流圖見圖1，揮發性風味化合物種類與相對含量見表1。

圖1 兩種腌制方式加工醬牛肉揮發性成分的總離子流圖

由表1可知，從揮發性成分的種類上來說，成品醬牛肉的可揮發性成分主要為8類物質，包括醛類、烴類、醇類、酯類、酮類以及其他類。CK組共檢出58種可揮發性物質，其中烴類種類最多，其次是醛類和醇類，分別為23，11，8種。BR組共檢出44種揮發性物質，主要為烴類(11種)、醛類(9種)和酯類(8種)。從各類揮發性成分的相對含量上來說，醛類(37.48%)、烴類(19.67%)和醇類(16.82%)揮發性物質是CK組中相對含量較多的揮發性物質，BR組中相對含量較多的是依次醛類(34.28%)、酯類(20.68%)和酮類(16.05%)，說明呼吸式滾揉腌制中酯類和酮類揮發性物質相對含量較靜態腌制的多。

表1 醬牛肉的揮發性風味化合物種類與相對含量

2.2 醛類揮發性成分分析

由表2可知，兩種醬牛肉中相對含量最高的均是苯甲醛(不飽和醛類物質，≥10%)，CK組中含有11種醛類化合物，其中9種屬于飽和醛(3-甲基丁醛、2-異丙基丁醛、戊醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、十三醛、十四烷醛)，2種屬于不飽和醛(2-甲基-3-苯基丙醛和苯甲醛)；BR組中含有9種醛類物質，其不飽和醛種類與CK組一致，而飽和醛種類比CK組少2種(3-甲基丁醛和戊醛)；與CK組相比，BR中相對含量差異性變化較大的其他醛類揮發性物質2-異丙基丁醛、十四烷醛和2-甲基-3-苯基丙醛顯著增加。3-甲基丁醛具有蘋果香味，而戊醛具有刺激性氣味。苯甲醛具有蘋果香味、杏仁味，而飽和醛類化合物中己醛、壬醛等的相對含量較高，所代表的風味分別為生油脂、青草氣及脂肪甜香味[13]。

表2 醬牛肉中醛類揮發性風味物質種類與相對含量

2.3 烴類揮發性成分分析

醬牛肉中烴類揮發性成分主要來源于牛肉原料中脂肪酸烷氧基的裂解和脂肪降解，通常飽和烴的閾值較高，對風味影響不大，而不飽和烴閾值較低，對風味影響較大[14]。由表3可知，從種類上來說，CK和BR中共有25種烴類物質，其中飽和烴類12種，不飽和烴類13種；飽和烴類化合物中，BR中僅檢測出3種，且甲苯、1-烯丙基-2-甲苯與1,6-辛二烯-3-醇-1,3,7-二甲基含量增加。

表3 醬牛肉中烴類揮發性風味物質種類與相對含量

2.4 醇類揮發性成分分析

醬牛肉中醇類化合物主要是脂質在脂肪氧合酶和氫過氧化酶作用下，通過降解亞油酸的氧化反應產生[15]。由表4可知，2種醬牛肉中檢出的醇類化合物主要為不飽和醇類，而醇類來源于脂肪的氧化降解，其飽和醇由于閾值高，對醬牛肉風味貢獻較?。欢伙柡痛加捎陂撝档?，對風味貢獻較大[16]。其中，桉樹醇(味辛冷，來源于姜科植物)含量最高，而呼吸式滾揉腌制的醬牛肉使其含量降低。3-甲基-1-丁醇有蘋果白蘭地香氣和辛辣味，是一種不愉快的氣味；1-辛烯-3-醇具有蘑菇、薰衣草、玫瑰和干草香氣，主要存在于薄荷類、百里香及鮮蘑菇中，屬天然等同香料；4-萜烯醇、α-松油醇、3,4-二甲基環己醇等分別具有肉豆蔻、丁香、甜花香等風味，可推測醇類化合物主要來源于香辛調味料。雖然醇類化合物對肉味香氣的形成影響不如揮發性醛類顯著，但在醬牛肉整體風味中也有關鍵的貢獻[17]。

表4 醬牛肉中醇類揮發性風味物質種類與相對含量

2.5 酯類揮發性成分分析

由表5可知，CK中酯類化合物種類和相對含量較低，而BR中酯類化合物含量顯著高于CK，由于酯類物質的閾值一般比較低，即使含量低，也對發酵牛肉整體風味有較大貢獻，且酯類物質多有特殊氣味，能夠起到調味的作用[18]。這可能是導致呼吸式滾揉腌制加工的醬牛肉與傳統靜態腌制加工的醬牛肉風味差異的關鍵。

表5 醬牛肉中酮類揮發性風味物質種類與相對含量

2.6 酮類揮發性成分分析

醬牛肉中酮類化合物是由不飽和脂肪酸受熱氧化或降解以及氨基酸降解而產生的[19]。由表6可知，2種醬牛肉樣品中酮類化合物種類和相對含量差異顯著，其中相對含量較高的丙酮、2-丁酮與3-羥基-2-丁酮分別具有特殊的辛辣氣味、令人愉快的奶油香味。酮類化合物中的2-甲基四氫呋喃-3-酮與2-庚酮在CK中未被檢出，其分別具有甜香、堅果香、奶油香、類似梨的水果香味。雖然2種樣品中酮類化合物差異較大，但酮類化合物閾值較高，對醬牛肉風味差異影響較小。

表6 醬牛肉中酮類揮發性風味物質種類與相對含量

2.7 其他類揮發性成分分析

由表7可知，2種醬牛肉中主要檢出了5種其他類物質，而BR中僅檢出甲氧基苯肟。其中，呋喃類物質是最豐富的美拉德反應產物，主要在焦糖化和糖降解過程中產生，盡管在肉類成分中無太多貢獻，但其能促進肉制品在加工過程中的整體風味[20]。醬牛肉中檢出的2-正戊基呋喃具有肉品的烘烤味和堅果味。而含氮、含硫及雜環化合物閾值較低，主要通過美拉德反應，由氨基酸和硫胺素熱解生成，是肉品中最重要的風味物質，且含硫化合物對產品風味貢獻較大。

表7 醬牛肉中其他類揮發性風味物質種類與相對含量

2.8 醚類和酸類揮發性成分分析

由表8可知，2種醬牛肉中醚類和酸類化合物均僅檢出1種，檢出的4-烯丙基苯甲醚可能來自添加的八角茴香、小茴香、大茴香等物質，其賦予醬牛肉愉快的香氣和醇厚感[21]。酸類物質可能是甘油三酯和磷脂的水解產物，也可能由醇和醛氧化產生。因為酸類化合物揮發性較低，通常作為非揮發性風味物質，對醬牛肉風味影響較小。

3 結論

采用頂空固相微萃取結合氣質聯用的方法，檢測不同腌制處理的醬牛肉中揮發性風味物質的種類。結果表明，呼吸式滾揉腌制加工對醬牛肉中主要揮發性成分影

表8 醬牛肉中醚類與酸類揮發性風味物質種類與相對含量

響較小，主要成分為醛類、烴類、醇類、酯類和酮類物質。醛類物質相對含量較高，且其閾值較低，為醬牛肉的主要揮發性物質，其中具有蘋果香味、杏仁味的苯甲醛相對含量約占10%；烴類物質種類為23種，占總檢出的33%；醬牛肉中醇類物質主要來源于添加的香辛料；呼吸式滾揉腌制的醬牛肉酯類物質種類為8種，占總檢出的20.68%，豐富了醬牛肉的風味；酮類、醚類與酸類物質相對含量較低，對整體風味影響較小。通過呼吸式滾揉腌制加工的醬牛肉在風味物質方面既能保持傳統風味，也能產生一些新揮發物質，增加醬牛肉的風味。