黃名正，李鑫

(貴州理工學(xué)院，貴陽(yáng) 550003)

牛肉、豬肉、魚(yú)肉是生活中最常食用的幾種肉類，不同的肉類具有各自獨(dú)特的口感和風(fēng)味，配以恰當(dāng)?shù)呐腼兎椒?，受到食客的喜?ài)。煸炒、鹵制和燉煮是最常見(jiàn)的肉類烹飪方式，煸炒的過(guò)程由于油的溫度在120～200 ℃之間，高溫使得肉原本的風(fēng)味物質(zhì)發(fā)生了改變；鹵制肉類的過(guò)程加入了多種香辛料，香辛料賦予肉類豐富的萜類，使得鹵制肉的風(fēng)味更加豐富和美味；而燉煮肉類是最能保持肉類原有風(fēng)味的一種加工方式，長(zhǎng)時(shí)間的燉煮使肉質(zhì)變得酥爛軟糯，而且賦予肉類更為誘人和柔和的風(fēng)味[1-3]。牛肉、豬肉和魚(yú)肉因其具有各自獨(dú)特的揮發(fā)性風(fēng)味，在燉煮的過(guò)程中，普通食客僅憑鼻子嗅聞，就能區(qū)分不同肉湯的味道，其原因是牛肉湯比豬肉湯膻味更重，豬肉湯較為油膩，而魚(yú)湯的風(fēng)味較為清淡和單一，同時(shí)還具有獨(dú)特的魚(yú)腥味[4-7]。

同時(shí)蒸餾萃取(simultaneous distillation-extraction，SDE)是通過(guò)同時(shí)加熱樣品水相和有機(jī)相溶劑至沸騰狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，樣品蒸汽和有機(jī)溶劑蒸汽在儀器上端混合，遇到外接的冷凝水后，混合蒸汽被冷凝，并在U形管中分開(kāi)，分別流向兩側(cè)的燒瓶中。裝置的優(yōu)點(diǎn)在于蒸餾和萃取同時(shí)進(jìn)行，只需少量的溶劑就可提取大量的樣品，香氣成分得到濃縮。相比于固相微萃取(solid-phase microextraction，SPME)，同時(shí)蒸餾萃取能實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的定性和定量操作。氣相色譜-質(zhì)譜(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)聯(lián)用是應(yīng)用最廣泛的揮發(fā)性成分鑒定方法。本實(shí)驗(yàn)分別以牛肉、豬肉和魚(yú)肉為研究對(duì)象，以蒸餾2 h的過(guò)程模擬燉煮肉類的過(guò)程，用GC-MS進(jìn)行揮發(fā)性成分的鑒定，通過(guò)比較不同肉類揮發(fā)性風(fēng)味成分的差異來(lái)解釋感官現(xiàn)象，為肉類風(fēng)味化學(xué)的研究提供科學(xué)的理論依據(jù)[8]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛肉后腿純瘦肉、豬肉后腿純瘦肉、魚(yú)肉取魚(yú)身肌肉部分。

二氯甲烷(色譜純)：天津大茂化學(xué)試劑廠；無(wú)水硫酸鈉(分析純)：廣東西隴化工有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

同時(shí)蒸餾萃取裝置、韋氏分餾裝置。

1.3 揮發(fā)性成分的萃取

參照付湘晉的方法，以二氯甲烷作為萃取劑，采用同時(shí)蒸餾萃取裝置(SDE)進(jìn)行風(fēng)味物質(zhì)萃取，裝置一側(cè)取肉糜100 g放入1000 mL圓底燒瓶中并加入500 mL H2O，另一側(cè)取200 mL二氯甲烷放入500 mL圓底燒瓶中，接入同時(shí)萃取裝置，其中水相(含樣品的圓底燒瓶)接入高端，有機(jī)相接入低端，水相采用可控溫電爐加熱，使水相保持微沸狀態(tài)，有機(jī)相采用水浴鍋加熱，溫度維持在58 ℃，萃取時(shí)間為2 h，收集有機(jī)相，加入25 g無(wú)水硫酸鈉放置于冰箱冷藏過(guò)夜，備用[9]。

1.4 風(fēng)味萃取液的濃縮

肉糜經(jīng)SDE法萃取后，采用韋氏分餾柱進(jìn)行分餾，初始溫度30 ℃，逐步提高溫度，使溶劑蒸發(fā)速度控制在2～3滴/s，濃縮至接近2 mL，用注射器轉(zhuǎn)移至樣品瓶并定容至2 mL。

定容后，樣品瓶經(jīng)封口膜密封，放置冰箱冷凍層，備用。進(jìn)行定量分析時(shí)，將萃取液與已知濃度的二氯苯(作為內(nèi)標(biāo)物)按比例配制，然后進(jìn)行GC-MS分析。

1.5 GC-MS條件

GC條件：HP-5GC毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，進(jìn)樣口溫度250 ℃，載氣He，流速1.0 mL/min，采用不分流模式，升溫程序：起始溫度50 ℃，保持2 min，以3 ℃/min的速率升至160 ℃，再以5 ℃/min的速率升至220 ℃。

MS條件：電子電離源，電子能量70 eV，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，掃描范圍35～450 amu。

1.6 揮發(fā)性成分的鑒定與含量計(jì)算

將提取的各組分質(zhì)譜信息與NIST 08質(zhì)譜庫(kù)進(jìn)行對(duì)照，以正向和反向都大于800的為最終確定物質(zhì)。以一定濃度的1,2-二氯苯為內(nèi)標(biāo)，通過(guò)計(jì)算峰面積的比值，得到目標(biāo)物的濃度。

2 結(jié)果與分析

2.1 牛肉、豬肉和魚(yú)肉中揮發(fā)性成分的鑒定[10-18]

肉類揮發(fā)性成分經(jīng)SDE萃取后，通過(guò)GC-MS進(jìn)行分析，牛肉揮發(fā)性成分GC-MS總離子流圖見(jiàn)圖1，豬肉揮發(fā)性成分GC-MS總離子流圖見(jiàn)圖2，魚(yú)肉揮發(fā)性成分GC-MS總離子流圖見(jiàn)圖3。

圖1 牛肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)總離子流色譜圖Fig.1 GC-MS total ion chromatogram of beef volatile compounds

圖2 豬肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)總離子流色譜圖Fig.2 GC-MS total ion chromatogram of pork volatile compounds

圖3 魚(yú)肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)總離子流色譜圖Fig.3 GC-MS total ion chromatogram of fish volatile compounds

不同肉類揮發(fā)性成分的差異見(jiàn)表1。

表1 不同肉類揮發(fā)性成分的差異Table 1 Differences in volatile compounds of different meats μg/kg

圖4 牛肉、豬肉、魚(yú)肉各組分揮發(fā)性成分的數(shù)量Fig.4 The amount of volatile compouds of beef, pork and fish

根據(jù)圖1～圖3的總離子流色譜圖初步判斷，牛肉、豬肉、魚(yú)肉主體揮發(fā)性成分的種類和含量相似。由圖4可知，牛肉一共鑒定出45種揮發(fā)性成分，揮發(fā)性成分總量為79413 μg/kg；其中烷烴12種，含量為6877 μg/kg；烯烴4種，含量為831 μg/kg；醇類9種，含量為26096 μg/kg；醛類5種，含量12816 μg/kg；酸類6種，含量為19993 μg/kg；酯類7種，含量為10403 μg/kg；芳香族1種，含量為133 μg/kg，酚類1種，含量為2262 μg/kg。豬肉一共鑒定出47種揮發(fā)性成分，揮發(fā)性成分總量為92281 μg/kg；其中烷烴12種，含量為2680 μg/kg；烯烴7種，含量為5579 μg/kg；醇類6種，含量28531 μg/kg；醛類6種，含量為6722 μg/kg；酸類4種，含量為29171 μg/kg；酯類8種，含量為16812 μg/kg；芳香族3種，含量為725 μg/kg；酚類1種，含量為2058 μg/kg。魚(yú)肉一共鑒定出39種揮發(fā)性成分，揮發(fā)性成分總量為85553 μg/kg；其中烷烴10種，含量為6897 μg/kg；烯烴3種，含量為437 μg/kg；醇類4種，含量為26527 μg/kg；醛類9種，含量為4825 μg/kg；酸類3種，含量為22377 μg/kg；酯類7種，含量為15653 μg/kg；芳香族1種，含量為108 μg/kg；酚類2種，含量為8726 μg/kg。

2.2 牛肉、豬肉和魚(yú)肉產(chǎn)生不同風(fēng)味的原因初探[19-25]

牛肉、豬肉、魚(yú)肉的揮發(fā)性風(fēng)味成分見(jiàn)表2。

表2 牛肉、豬肉、魚(yú)肉的揮發(fā)性風(fēng)味成分Table 2 The volatile compounds of beef, pork and fish

續(xù) 表

續(xù) 表

注：“*”氣味描述來(lái)源于http://www.flavornet.org/flavornet.html, http://www.perflavory.com/index.html。

烷烴中有7種成分：十一烷、十二烷、十四烷、十六烷、十七烷、5-亞甲基十三烷、3-亞甲基十三烷，是牛肉、豬肉和魚(yú)肉的共有成分；其中十四烷是具有輕微蠟味的物質(zhì)，十四烷在牛肉、豬肉和魚(yú)肉中含量差異不大。

烯烴中只有1種成分：5-甲基-5-十一烯，是3種肉類中的共有成分。

醇類中有4種成分：十五醇、十六醇、十九醇、二十四醇是3種肉類的共有成分，其中十六醇具有花香和蠟香，十六醇在牛肉、豬肉和魚(yú)肉中的含量差異不大。

醛類物質(zhì)具有獨(dú)特的氣味，不同肉類含有醛類的種類和含量的差異，是造成肉類風(fēng)味物質(zhì)差異的主要原因。醛類中有2種成分：壬醛和十六醛是3種肉類的共有成分。壬醛的含量由高到低是魚(yú)肉795 μg/kg>牛肉577 μg/kg>豬肉261 μg/kg，壬醛具有鳶尾草香氣、玫瑰香氣、柑橘味等較為清淡的香味；十六醛的含量由高到低是牛肉9944 μg/kg>豬肉4953 μg/kg>魚(yú)肉1961 μg/kg，牛肉中十六醛的含量是豬肉的2倍，是魚(yú)肉的5倍，十六醛具有紙板味，這也許是牛肉和豬肉聞起來(lái)較為厚重，魚(yú)肉氣味較為清淡的主要原因。十二醛具有脂肪味，十八醛具有油味，十二醛和十八醛只存在于牛肉和豬肉中，且均是牛肉中含量高于豬肉中含量。十四醛具有水果味、可可味，十四醛只存在于豬肉和魚(yú)肉中，且含量為魚(yú)肉143 μg/kg>豬肉118 μg/kg。特別值得注意的是，(E)-2-辛烯醛，具有鮮黃瓜味、柑橘味、草藥味；(E,E)-2,4-癸二烯醛，具有魚(yú)腥味、甜瓜味、脂肪味；2-十一烯醛，具有水果味、柑橘皮味、輕微肥皂味。這3種醛類只存在于魚(yú)肉中，在牛肉和豬肉中均未檢測(cè)到，這些醛類物質(zhì)普遍具有清淡的果香，這也許是魚(yú)湯為什么“鮮”的原因。結(jié)合李金林、付湘晉對(duì)魚(yú)肉風(fēng)味物質(zhì)的研究，推測(cè)(E)-2-辛烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、2-十一烯醛3種物質(zhì)為魚(yú)肉獨(dú)有的特征物質(zhì)，能體現(xiàn)魚(yú)腥味和魚(yú)鮮味[26-30]。

酸類物質(zhì)中的肉豆蔻酸、棕櫚酸和硬脂酸是牛肉、豬肉和魚(yú)肉揮發(fā)性成分的共有物質(zhì)，肉豆蔻酸含量由高到低依次是：豬肉974 μg/kg>魚(yú)肉723 μg/kg>牛肉434 μg/kg，肉豆蔻酸具有奶油味、脂肪味、肥皂味，肉豆蔻酸的存在解釋了3種肉類油膩感之間的差異。棕櫚酸含量由高到低是豬肉5049 μg/kg>牛肉4947 μg/kg>魚(yú)肉4893 μg/kg，總體上差異不是很大；硬脂酸含量由高到低依次為豬肉11221 μg/kg>魚(yú)肉11014 μg/kg>牛肉8609 μg/kg，差異也不顯著。棕櫚酸和硬脂酸表現(xiàn)為輕微的脂肪味，從客觀上解釋了3種肉湯油膩感的來(lái)源，說(shuō)明3種肉類油膩感依次是豬肉>魚(yú)肉>牛肉。

酯類物質(zhì)中，肉豆蔻酸甲酯、棕櫚酸甲酯、鄰苯二甲酸二丁酯是牛肉、豬肉和魚(yú)肉中的共有成分，但每種成分在3種肉類中含量的差異不是很大。肉豆蔻酸甲酯表現(xiàn)為脂肪味、花香味、蠟香味，棕櫚酸甲酯表現(xiàn)為油脂味鳶尾草香、油脂味，鄰苯二甲酸二丁酯表現(xiàn)為微弱臭味。

酚類物質(zhì)中，2,4-二叔丁基苯酚是牛肉、豬肉和魚(yú)肉中的共有成分，表現(xiàn)為酚味，在3種肉類中的含量差異不大。丁香酚只存在于魚(yú)肉中，含量高達(dá)6700 μg/kg，丁香酚表現(xiàn)為香辛料味，丁香酚的存在進(jìn)一步豐富了魚(yú)肉的風(fēng)味成分。

3 結(jié)論

同時(shí)蒸餾萃取是一種較為準(zhǔn)確的對(duì)揮發(fā)性成分進(jìn)行定性定量鑒定的方法，定量分析能橫向比較同一種物質(zhì)在不同樣品中的含量，進(jìn)而能解釋風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生差異的原因；并且以蒸餾2 h的過(guò)程，模擬肉湯的燉煮過(guò)程，進(jìn)一步了解3種肉湯在燉煮過(guò)程中的風(fēng)味輪廓。牛肉、豬肉和魚(yú)肉的主體揮發(fā)性成分的種類和含量相似，而帶有風(fēng)味的揮發(fā)性成分之間的差異，主要指醛類、酯類等物質(zhì)間的差異，是造成3種肉類各自獨(dú)特風(fēng)味的原因。牛肉較為突出的氣味呈現(xiàn)出一種厚重感，是因?yàn)槭┑暮枯^高，十六醛具有紙板味；同時(shí)，牛肉中的壬醛會(huì)使牛肉具有復(fù)合花香氣味，但牛肉中壬醛含量較低，所以花香氣并不突出。豬肉較為突出的氣味呈現(xiàn)出油膩感，是因?yàn)槿舛罐⑺帷⒆貦八?、硬脂酸的含量較高；豬肉中的十六醛含量介于牛肉和魚(yú)肉之間，所以豬肉的氣味沒(méi)有牛肉厚重，卻又不如魚(yú)肉清淡。而魚(yú)肉的氣味較為清淡，是因?yàn)槭┖枯^低；魚(yú)鮮味應(yīng)該是壬醛、(E)-2-辛烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、2-十一烯醛等多種物質(zhì)共同呈現(xiàn)出的風(fēng)味，這些物質(zhì)帶有復(fù)合花香、復(fù)合果香，賦予魚(yú)肉鮮美的氣味；而魚(yú)腥味，可能是因?yàn)?E)-2-辛烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、2-十一烯醛這3種特征性物質(zhì)的存在。食物的風(fēng)味是由多種物質(zhì)共同作用而呈現(xiàn)出復(fù)合氣味，本實(shí)驗(yàn)的目的是化繁為簡(jiǎn)，從幾種帶有風(fēng)味的揮發(fā)性物質(zhì)出發(fā)，去解釋生活中的感官現(xiàn)象，為肉類風(fēng)味化學(xué)提供初步的科學(xué)依據(jù)[31-33]。

參考文獻(xiàn)：

[1]貢慧,楊震,史智佳,等.不同熬煮時(shí)間對(duì)北京醬牛肉揮發(fā)性風(fēng)味成分的影響[J].食品科學(xué),2017,38(10):183-190.

[2]段艷,鄭福平,王楠,等.MAE-SAFE/GC-MS分析醬牛肉揮發(fā)性成分[J].食品科學(xué),2013,34(14):250-254.

[3]周蓓蓓,楊松,尤逢惠,等.醬牛肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2014(23):47-49.

[4]王瑞花,姜萬(wàn)舟,汪倩,等.烹制方法對(duì)豬肉脂質(zhì)氧化和揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的作用研究[J].現(xiàn)代食品科技,2016(1):175-182.

[5]王瑞花,姜萬(wàn)舟,汪倩,等.紅燒豬肉工藝優(yōu)化及其揮發(fā)性風(fēng)味成分的分離與鑒定[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào),2017(5):208-216.

[6]郭貝貝,張興,李萌,等.SPME-GC-MS和SDE-GC-MS分析無(wú)錫醬排骨的揮發(fā)性風(fēng)味成分[J].精細(xì)化工,2014,31(6):733-738.

[7]付湘晉.白鰱魚(yú)脫腥及其低鹽魚(yú)糜制備的研究[D].無(wú)錫：江南大學(xué),2009:19-37.

[8]李金林,涂宗財(cái),張露.SPME-GC-MS法分析草魚(yú)湯烹制過(guò)程中揮發(fā)性成分變化[J].食品科學(xué),2016,37(22):149-154.

[9]Li J L,Tu Z C,Zhang L,et a1.Characterization of volatile compounds in grass carp (Ctenopharyngodonidellus) soup cooked using a traditional Chinese method by GC-MS[J].Journal of Food Processing and Preservation,2017,41(4):53-56.

[10]Montanari C,Bargossie,Gardini A,et al.Correlation between volatile profiles of Italian fermented sausages and their size and starter culture[J].Food Chemistry，2016,192(1):736-744.

[11]Ozyurt G,Kafkas E,Etyemez M.Effect of the type of frying oil on volatile compounds of goatfish (Upeneuspori) during cold storage[J].International Journal of Food Science and Technology,2011,46(12):2598-2602.

[12]Wettasinghe M,Vasanthan T,Temelli F,et al.Volatile flavour composition of cooked by-product blends of chicken,beef and pork:a quantitative GC-MS[J].Investigation Food Research International,2001,34(2):149-158.

[13]Anthoula A,Mallouchos A,Efstathios Z P,et al.The dynamics of the HS/SPME-GC/MS as a tool to assess the spoilage of minced beef stored under different packaging and temperature conditions[J].International Journal of Food Microbiology,2015,193(16):51-58.

[14]Zhang J Y,Yang Z Y,Yang Y Y,et al.Development of a flavor fingerprint by GC-MS with chemometric method for volatile compounds of yak and yellow cattle bone soup[J].Food Analytical Methods,2017,10(4):943-954.

[15]Ma Q L,Hamid N,Bekhit A E D,et al.Optimization of headspace solid phase microextraction (HS-SPME) for gas chromatography mass spectrometry (GC-MS) analysis of aroma compounds in cooked beef using response surface methodology[J].Microchemical Journal,2013,111:16-24.

[16]Gong H,Shi Z J,Yang Z.Time-dependent categorization of volatile aroma compound formation in stewed Chinese spicy beef using electron nose profile coupled with thermal desorption GC-MS detection[J].Food Science and Human Wellness,2017,6(3):137-146.

[17]Sannino A,Bolzoni L.GC/CI-MS/MS method for the identification and quantification of volatile N-nitrosamines in meat products [J].Food Chemistry,2013,141(4):3925-3930.

[18]Vidal N P,Manzanos M J,Goicoechea E,et al.Farmed and wild sea bass (Dicentrarchuslabrax) volatile metabolites:a comparative study by SPME-GC/MS[J].Journal of the Science of Food and Agriculture,2016,96(15):1181-1193.

[19]Ruben D,Maria G,Sonia F,et al.Effect of different cooking methods on lipid oxidation and formation of volatile compounds in foal meat[J].Meat Science,2014,97(2):223-230.

[20]Ansorena D,Gimeno O,Astiasaran I,et al.Analysis of volatile compounds by GC-MS of a dry fermented sausage:chorizo de Pamplona[J].Food Research International,2011,34(1):67-75.

[21]Lorenzo J M,Bedia M,Banón S.Relationship between flavor deterioration and the volatile compound profile of semi-ripened sausage[J].Meat Science,2013,93:614-620.

[22]Ma Q L,Hamid N,Bekhit A E D,et al.Evaluation of prerigor injection of beef with proteases on cooked meat volatile profile after 1 day and 21 days post-mortem storage[J].Meat Science,2012,92(4):430-439.

[23]Soncin S,Chiesa L M,Cantoni C,et al.Preliminary study of the volatile fraction in the raw meat of pork,duck and goose[J].Journal of Food Composition and Analysis,2007,20(5):436-439.

[24]Cross C K,Ziegler P.A comparison of the volatile fractions from cured and uncured meat[J].Journal of Food Science,1965,30(4):610-614.

[25]Madruga M S,Elmore J S,Dodson A T,et al.Volatile flavour profile of goat meat extracted by three widely used techniques[J].Food Chemistry,2009,115(3):1081-1087.

[26]Du M,Ahn D U,Sell J L,et al.Influence of dietary conjugated linoleic acid on volatile profiles,color and lipid oxidation of irradiated raw chicken meat[J].Meat Science,2000,56(4):387-395.

[27]Charlotte P,Brennand J,Kim H,et al.Aroma properties and thresholds of some branched-chain and other minor volatile fatty acids occurring in milkfat and meat lipids[J].Journal of Sensory Studies,1989,4(2):105-120.

[28]Meynier A,Mottram D S.The effect of pH on the formation of volatile compounds in meat-related model systems[J].Food Chemistry,1995,52(4):361-366.

[29]Vasta V,Ratel J,Engel E.Mass spectrometry analysis of volatile compounds in raw meat for the authentication of the feeding background of farm animals[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2007,55(12):4630-4639.

[30]Vejaphan W,Thomas C,Hsieh Y,et al.Volatile flavor components from boiled crayfish (Procambarusclarkii) tail meat[J].Journal of Food Science,1988,53(6):1666-1670.

[31]Dorothy D,Bootheh,Arnold J W.Electronic nose analysis of volatile compounds from poultry meat samples,fresh and after refrigerated storage[J].Journal of the Science of Food and Agriculture,2002,82(3):315-322.

[32]Sheldon B W,Curtis P A,Dawson P L,et al.Electronic nose analysis of volatile compounds from poultry meat samples,fresh and after refrigerated storage[J].Poultry Science,1997,76(4):634-641.

[33]Du M,Ahn D,Nam K C,et al.Volatile profiles and lipid oxidation of irradiated cooked chicken meat from laying hens fed diets containing conjugated linoleic acid[J].Poultry Science,2001,80(2):235-241.