真空低溫蒸煮鴨胸肉的水分遷移及風味物質變化規律

DOI：10.19913/j.cnki.2095-8730msyj.2024.02.07

收稿日期：2024-02-26

基金項目：浙江省哲學社會科學重大項目（23WH28-4Z）

作者簡介：

金曉陽，男，浙江旅游職業學院廚藝學院副教授，浙江省文化和旅游發展研究院研究員，主要從事食品烹飪工藝與研發研究，E-mail：zjt-cooking@tourzj.edu.cn;

唐振興，男，浙江旅游職業學院廚藝學院副教授，浙江省文化和旅游發展研究院研究員，博士，主要從事烹飪科學與營養研究，E-mail：tangzhenxing@tourzj.edu.cn。

摘" 要：

為探究鴨胸肉在真空低溫蒸煮過程中水分遷移及揮發性風味物質的變化規律，分別將鴨胸肉的中心溫度加熱至60、65、70、75、80 ℃，并以100 ℃加熱的鴨胸肉為空白對照，測定不同中心溫度下鴨胸肉的水分自由度及揮發性風味物質。結果表明：真空低溫蒸煮鴨胸肉烹飪失水率較低，不易流動水占比和感官評分較高。從鴨胸肉中共檢出59種揮發性風味物質，低溫組中的揮發性風味成分的種類及含量均遠高于對照組。利用氣味活性值篩選出20種特征揮發性風味物質，對20種特征風味物質進行主成分分析，得到真空低溫蒸煮鴨胸肉風味強度評價模型為：F=0.49F1+0.24F2+0.13F3，模型特征性風味強度評價結果與感官評分相關系數為0.89（P lt; 0.05），該模型可應用于真空低溫蒸煮鴨胸肉的風味評價。

關鍵詞： 鴨胸肉;真空低溫蒸煮;水分遷移;風味品質;評價模型

中圖分類號： TS 972.125.2""" 文獻標志碼： A""" 文章編號：

2095-8730（2024）02-0049-07

鴨肉是我國重要的肉類消費品之一，通常采用油炸、烘烤、高溫蒸煮等傳統烹飪方式加工，不僅造成鴨肉制品口感及營養成分的損失，還伴有雜環胺、多環芳烴等有害物質的產生［1］。因此，采用更為健康的烹飪方式加工鴨肉顯得尤為重要。據報道，真空低溫烹飪（sous-vide cooking，SVC）與傳統烹飪方式相比，能改善肉制品的質地，并可以有效減少肉類的汁液流失以及保留揮發性風味物質［2］。康曉風等［2］對真空低溫蒸煮鯉魚的工藝和品質進行了分析，結果表明真空低溫蒸煮鯉魚的感官評分、理化品質和安全性均符合規定并優于常規蒸煮鯉魚;DOMINGUEZ-HERNANDEZ等［3］發現真空低溫蒸煮肉制品在嫩度及色澤上顯著優于高溫蒸煮方式。值得注意的是，真空低溫蒸煮肉制品的研究現多集中于嫩度方面，而肉的嫩度通常與其水分含量及自由度高度相關［4］，但鮮有關于真空低溫蒸煮技術對肉類水分自由度影響的報道。此外，風味也是消費者評判肉制品的關鍵因素，而風味的評判多根據主觀性較強的感官指標。主成分分析法可以根據各指標的相關性和變異程度來確定權重，是一種可以減少主觀評價弊端的評價方法，已廣泛應用于肉制品的風味評價［5］。國內外有關鴨肉風味的研究多集中于加工過程中揮發性風味物質的變化，而關于真空低溫蒸煮鴨肉風味評價模型建立的研究尚未見報道。

因此，本研究以傳統煮制溫度100 ℃加熱的鴨胸肉為對照，采用低場核磁共振技術和固相微萃取結合氣相色譜-質譜聯用技術測定鴨胸肉在真空低溫烹飪（60～80 ℃）下水分自由度及揮發性風味成分的動態變化，并建立真空低溫蒸煮鴨胸肉風味評價模型，旨為真空低溫鴨胸肉制品嫩度和風味品質的控制提供理論依據。

1" 材料與方法

1.1" 主要材料與試劑

鴨胸肉：蘇果超市;NaCl、己烷：國藥集團化學試劑有限公司，均為分析純。

1.2" 主要儀器與設備

TraceISQII型氣質聯用儀：賽博飛世爾科技（中國）有限公司;HH-6型電熱恒溫水浴鍋：青島聚創環保集團有限公司;AccuFat-1050型低場核磁共振分析儀：江蘇麥格邁醫學科技有限公司;ZH型真空包裝機：上海鑄衡電子科技有限公司;UT321型接觸式熱電偶測溫器：深圳市卓越儀器儀表有限公司。

1.3" 試驗條件

1.3.1" 樣品處理

根據王君翠［6］的方法并適當修改。剔除鴨胸肉表面脂肪，將鴨胸肉切割成4 cm×4 cm×1 cm規格，約（16±1）g，用3％NaCl溶液靜置腌制15 min，料液質量比為2∶1。腌制后，將肉樣分為6組，每組6塊，隨機分布并真空包裝，真空包裝的樣品分低溫組（中心溫度為60～80 ℃）與高溫組（中心溫度為100 ℃）進行處理，達到對應中心溫度維持60 min后，取出肉樣在（25±1）℃環境下冷卻備用。

1.3.2" 烹飪失水率

鴨胸肉經低溫真空蒸煮后的失水率按下列公式計算［7］。

烹飪失水率／％=（W1-W2）÷W1×100（1）

式中：W1為蒸煮前樣品質量，單位g;W2為蒸煮后樣品質量，單位g。

1.3.3" 水分遷移

去皮鴨胸肉經真空蒸煮后，用保鮮膜均勻包裹后置于專用核磁管中測定樣品的弛豫時間。利用One Pulse和CPMG脈沖序列測定樣品的自旋-自旋弛豫時間T1［8］。按照回波間隔300 μs、接收增益250、掃描次數32、采樣點數3 000、間隔時間1 000 ms等參數下采集樣品數據。

1.3.4" 揮發性風味成分

參考周慧敏等［9］的方法，準確稱取肉樣2 g，置于頂空瓶（20 mL）中，加入3 mL飽和鹽水。將萃取頭插入頂空瓶中并在60 ℃水浴條件下萃取40 min，隨后將萃取頭插入GC-MS進樣孔解析。

GC-MS檢測色譜條件：DB-WAX型色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），載氣：氦氣（He）;進樣方式：不分流進樣;流速：1.0 mL／min;進樣口溫度：250 ℃;升溫程序：起始溫度40 ℃（保持2 min），以5 ℃／min升溫到160 ℃（保持1 min），再以10 ℃／min升溫到250 ℃（保持4 min）;質譜條件：燈絲電流150 μA;離子源溫度250 ℃;電子能量70 eV;電離方式EI+;掃描范圍30～450 m／z。

1.3.5" 風味評價

參照劉登勇等［10］的方法，利用相對氣味活性值（relative odour activity value，ROAV）評價各揮發性風味物質的貢獻。ROAV計算公式如下：

ROAVi≈（Ci/Ti）×M×100（2）

式中：Ci和Ti是相應揮發性物質的百分比含量（%）和感官閾值（μg／L），M為各處理組中風味貢獻最大組分（Ci／Ti）的倒數。

1.3.6" 香味強度感官評價

由品評員對樣品進行評分，每個樣品由10名品評員（5男5女）進行盲評，依據評分標準，采用評分法對每個樣品單獨評分。在評估前，評估人員用凈水漱口。在評估過程中，每個成員獨立進行品嘗并嗅聞氣味，避免溝通。

評分標準：具強烈鴨胸肉風味［85，100］分;鴨胸肉風味明顯［70，85）分;中等強度鴨胸肉風味［55，70）分;輕微鴨胸肉風味［40，55）分;幾乎沒有鴨胸肉香味［0，40）分。

1.4" 數據處理

所有樣品進行3次平行測定，利用Origin 2021、SPSS 22.0、Excel 2016等軟件對結果進行統計分析。試驗結果以平均值±標準差表示，σ=0.05為差異顯著水平。

2" 結果與分析

2.1" 不同中心溫度下鴨胸肉烹飪失水率的變化

烹飪失水率與蒸煮過程中的水分流失密切相關［11］。原料烹飪失水率小，表明其持水能力越強，相反亦然［12］。由圖1可知，烹飪失水率隨著加熱溫度上升而增加，中心溫度為60 ℃的鴨胸肉烹飪失水率最低，僅為16.76％。鴨胸肉中心溫度升至65～75 ℃時，烹飪失水率逐漸上升，這可能是因為加熱過程中熱誘導致使肌肉中肌球蛋白和肌動蛋白發生變性，肌肉漿液從肌纖維中擠出，導致鴨胸肉持續失水［13］。當鴨胸肉中心溫度在75～80 ℃時，失水率雖然仍在上升，但上升速度有所下降，主要是鴨胸肉內部蛋白質變性已基本完成，蛋白質高分子網狀立體結構初步達到穩定［14］，鴨胸肉水分流失趨于平穩。鴨胸肉的中心溫度為100 ℃時，蛋白質的變性已經完成，水分損失主要是由肌肉纖維收縮引起。綜上，低溫烹飪可以提高鴨胸肉的持水性，減少其在加熱過程中的汁液流失。

注：不同小寫字母表示數值間差異顯著（Plt;0.05）。

2.2" 不同中心溫度下鴨胸肉的水分分布

弛豫時間反映了樣品中氫質子的化學環境，它與氫質子的結合力和自由度有關，弛豫時間越短，譜峰位置越左，說明氫質子的鍵合程度較高或自由度較小，反之弛豫時間越長，在圖譜上峰位置越靠右氫質子受束縛越小或自由度越大［15-16］。

由表1可知，T2b（1～10 ms）、T21（10～1 000 ms）、T22（100～1 000 ms）的弛豫時間整體呈下降趨勢。當加熱溫度從60 ℃上升至80 ℃時，鴨胸肉中T2b的弛豫時間并無顯著變化（Pgt; 0.05），說明T2b的遷移率較低，水與底物保持緊密結合的狀態，不同的加熱溫度對結合水的流動性影響較小［17］。當鴨胸肉的中心溫度為65 ℃時，相較于中心溫度為60 ℃的鴨胸肉T21和T22的弛豫時間顯著減少（P lt; 0.05），表明鴨胸肉肌肉組織與水分的結合力增強，水分的流動性隨加熱時間的延長而減弱，水分子的束縛力變得更大。當鴨胸肉中心溫度升至70～80 ℃時，T21的弛豫時間無顯著變化（Pgt;0.05），T22的弛豫時間呈波動下降趨勢。其中，中心溫度為75 ℃的鴨胸肉自由水的弛豫時間最短，僅為394.19 ms。說明此時鴨胸肉中自由水的移動性減弱，汁液流失隨之減少。其原因可能為隨著加熱時間的延長，鴨胸肉肌原纖維蛋白凝膠結構更加緊密，會導致凝膠中水質子遷移性變差，從而表現出不易流動水弛豫時間變短的現象［18］。

由表2可知，不同弛豫時間（T2b、T21、T22）相對應峰面積比（K2b、K21、K22）為3種不同狀態的水分相對含量。三種水的狀態中，不易流動水（K21）占比最大，自由水和結合水比例較少，證明鴨胸肉中的水分主要以不易流動水的形式存在。其中，加熱至60 ℃的鴨胸肉K21占比最高，達96.47％。當鴨胸肉中心溫度為65 ℃時，K21的含量有所下降，K22的含量有所上升，推測可能是在鴨胸肉的加熱前期，不易流動水開始向自由水遷移，不易流動水的遷移速率大于自由水的流失速率，從而自由水含量增加。當鴨胸肉加熱至70 ℃時，不易流動水的占比升高，自由水的占比僅為5.84％，可能是因為此時蛋白質的空間結構趨于穩定，氫質子受到了束縛，

致使水分被保留在肌原纖維內部［16］。當鴨胸肉中心溫度在75～80 ℃時，鴨胸肉中K21占比逐漸減少，K22占比逐漸增加。這是因為較高的溫度破壞了鴨胸肉樣品中水與蛋白質間的氫鍵，增加了肌纖維外部空間，從而導致自由水增加［17-18］。當鴨胸肉加熱至100 ℃時，鴨胸肉中的不易流動水占比最低，自由水占比最高，這與烹飪失水率的結果相互印證。

2.3" 不同中心溫度下鴨胸肉的揮發性風味成分測定

由附表1可知，共檢出59種揮發性風味物質，主要包括酯、醇、酸、烴、醛及雜環類。低溫組中鴨胸肉的揮發性風味成分的種類及總含量遠高于對照組，且大量存在水溶性風味物質，說明在低溫條件下更有利于鴨胸肉中水溶性風味成分的保持。所有樣品組中醛類含量最高，且均含有的醛類為壬醛、己醛、庚醛、苯甲醛及辛醛，主要貢獻堅果香、清香和脂香［19-20］;烴類在各處理組中揮發性風味物質種類最多，達18種;酯類和醇類種類較少，其他類物質主要為3種酰胺;未在對照組中檢測出酸類，原因可能為高溫致使酸類物質揮發并產生乙酸乙酯，從而導致其含量低，未達到儀器檢出限。

真空低溫蒸煮鴨胸肉的風味不僅取決于揮發性風味成分的種類和數量，還與風味的檢測閾值有關［21］，為了更加全面的評價風味物質對鴨胸肉風味的影響，通常采用ROAV評價風味的貢獻。如果ROAV≥1，通常認為該物質為樣品的特征風味物質;當0.10≤ROAVlt;1.00時，說明該物質對樣品整體風味有較強的改善作用［21］。由附表1可知，5個低溫樣品組風味物質有8種物質（壬醛、己醛、辛醛、庚醛、乙酸乙酯、苯甲醛、對二甲苯、蒎烯）均被檢測出且含量較高，ROAV均大于1，為鴨胸肉的關鍵揮發性風味物質，大多為水溶性風味前體物降解形成的主要氣味物質。與其他風味物質相比，醛類物質通常具有較低的閾值，低級醛具有獨特的風味，可能是由羰氨反應和氨基酸的熱降解反應生成，對肉制品整體風味具有較大影響［22-23］。當鴨胸肉中心溫度為60～75 ℃時，會產生大量醛類物質，比如壬醛、己醛、辛醛、庚醛、苯甲醛等，主要是由于不飽和脂肪酸（油酸、亞油酸和亞麻酸等）的氧化導致［22］;雖然酯類對肉香氣的貢獻不及醛類，但其在樣品整體風味的形成過程中也發揮關鍵作用，這主要是由游離脂肪酸和樣品中脂質氧化之間的交互作用導致的［23］，當中心溫度在80～100 ℃時，樣品中的乙酸乙酯含量顯著下降，這可能與其高溫揮發性有關［24-25］，同樣，加熱也導致酸類中乙酸含量持續降低。主要的烯烴類物質為蒎烯與對二甲苯，一般呈松節油味與檸檬味，香味閾值較低，這對改善肉制品的整體風味起到一定的作用。

2.3.1" 鴨胸肉特征性風味物質的主成分分析

將6組鴨胸肉樣品中檢出的20種特征風味物質（ROAV≥0.10）構成5×20的矩陣，對其進行主成分分析，得到相關矩陣的特征值與累計貢獻率。根據累計方差貢獻率大于85％，特征值大于1的原則，確定主成分的個數［26-27］。由圖2、表3可知，前三個主成分方差貢獻率分別為49.30％、23.73％及12.51％，累計方差貢獻率達到85.54％，且特征值均大于1，這表明鴨胸肉大部分揮發性風味物質的信息均存在于前三個主成分中。為此，可用前三個主成分表征鴨胸肉特征性風味物質的基本信息。

由表3、表4和圖2.B可知，第一主成分的貢獻率占總累計貢獻率的49.30％，其中X9（反-2-辛烯醛）為貢獻最大的物質，其相應特征值為0.10，主要反映X1、X2、X3、X4、X7、X19、X34、X39、X40、X50、X51、X54的變異信息;第二主成分的貢獻率占總累計貢獻率的23.73％，其中貢獻率最大的是X12（2，5-二甲基苯甲醛），其對應特征值為0.86，主要反映X2、X3、X4、X5、X7、X9、X21、X34、X39、X48、X49、X51的變異信息;第三主成分的貢獻率占總累計貢獻率的12.51％，其X40（蒎烯）為貢獻最大的物質，其相應特征值為0.856，主要反映X1、X2、X12、X30、X39、X45、X48、X49、X50的變異信息。各個主成分的方程分別為：

F1=0.63X1+0.76X2+0.78X3+…+0.92X50+0.93X51+0.16X54，

F2=-0.57X1+0.62X2+0.27X3+…-0.13X50+0.11X51-0.05X54，

F3=0.09X1+0.12X2-0.32X3+…+0.36X50+0.15X51-0.79X54。

以不同特征值的方差貢獻率βi（i=1，2，…，k）為加權系數，利用綜合評價函數F=β1F1+β2F2+β3F3+…+βKFK［22］，構建鴨胸肉特征性風味評價模型：

F=0.49F1+0.24F2+0.13F3。

依據上述模型，首先計算各鴨胸肉樣品特征風味評價分值，隨后評定樣品特征性風味強度。由表5可知，100 ℃中心溫度的鴨胸肉F值最小，為-0.12，60 ℃中心溫度的鴨胸肉F值最大，為1.43。

以第一主成分值為橫坐標，第二主成分值為縱坐標，繪制鴨胸肉風味評分圖（圖3）。評分圖可以反映樣本的差異［22］。由圖3可知，低溫組（T60、T65、T70、T75、T80）與對照組（T100）均距離原點較遠，且T60、T65、T70與T75處于第二主成分兩極，T80與T100處于第一主成分兩極，表明T60、T65、T70與T75醛類較多，但T80與T100中醛類相應較少。說明各處理組風味物質分布并不均衡，溫度和失水率影響鴨胸肉風味物質的保持和生成，這也印證了附表1中的結果。

2.3.2" 鴨胸肉特征性風味強度評分與感官的相關性分析

由表5可知，加熱溫度對鴨胸肉特征性風味強度有較大影響。依據F值由大到小排序為：60 ℃、 70 ℃、75 ℃、65 ℃、80 ℃、100 ℃中心溫度的肉樣。風味強度評分由大到小排序為：60 ℃、 70 ℃、65 ℃、75 ℃、80 ℃、100 ℃中心溫度的肉樣。60 ℃中心溫度的鴨胸肉感官評分最高，第一主成分得分較高的原因可能是鴨胸肉保水性較高，水溶性風味物質較多;中心溫度為80 ℃的鴨胸肉在第二主成分得分較高可能是各物質中酯類物質含量相對較高，脂肪味較濃。鴨胸肉風味物質的綜合指數評分和感官評分除65 ℃和70 ℃排序有輕微差異外，其余均無顯著差異。此外，主成分分析法建立的真空低溫蒸煮鴨胸肉F值與感官評價相關性系數高達0.89，具有顯著相關性（Plt;0.05），且二者排序一致，表明該模型可用于鴨胸肉風味強度的評價。

3" 結論

本研究分別利用低場核磁和SPME-GC-MS對真空低溫蒸煮鴨胸肉進行水分自由度和揮發性風味物質的測定。結果顯示：真空低溫蒸煮鴨胸肉烹飪失水率較低，K21占比較高。低溫組鴨胸肉中的揮發性風味成分的種類及含量均遠高于對照組。對通過ROAV篩選出20種特征風味物質（ROAV≥0.10）進行主成分分析，得到真空低溫蒸煮鴨胸肉風味強度評價模型為：F=0.49F1+0.24F2+0.13F3，結果與感官評定一致。利用主成分分析建立的真空低溫蒸煮鴨胸肉風味評價模型具有一定的適用性，為鴨胸肉風味強度的客觀評價提供了理論依據。

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Changes of water migration and flavor compounds of duck breast with sous-vide cooking

JIN Xiaoyang1，2， TANG Zhenxing1，2

（1. School of Culinary Arts， Tourism College of Zhejiang， Hangzhou， Zhejiang 311231， China;

2. Zhejiang Institute of Culture and Tourism Development， Hangzhou， Zhejiang 311231， China）

Abstract：

In order to investigate the changes of water migration and flavor compounds of duck breast during the of sous-vide cooking process， the core temperature of the duck breast was heated to 60， 65， 70， 75， and 80 ℃， respectively， with duck breast heated to 100 ℃ as the control group， then the freedom degree of water and volatile compounds at different center temperatures were determined. The results showed that duck breast with sous-vide cooking had a lower water loss rate and higher percentage of proportion of non-flowing water and sensory scores. A total of 59 flavor compounds were detected in duck breast， and the types and contents of flavor compounds in the low-temperature group were much higher than those in the control group. Twenty characteristic flavor compounds were screened using the relative odor activity value. The principal component analysis based on 20 characteristic flavor compounds yielded a flavor intensity evaluation model for duck breast with sous-vide cooking as F=0.49F1+0.24F2+0.13F3， and the correlation coefficient between the model characteristic flavor intensity evaluation results and sensory scores was 0.89 （Plt;0.05）. The model can be applied to the flavor evaluation of duck breast with sous-vide cooking.

Key words：

duck breast; sous-vide cooking; water migration; flavor quality; evaluation model

（責任編輯：趙" 勇）