李阿敏 王勇

（杭州老板電器股份有限公司，浙江杭州 311000）

電烤箱在高溫烘烤肉類等食材時(shí)，由于脂肪氧化及美拉德等化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，會(huì)產(chǎn)生大量的具有刺激性、不愉悅氣味的揮發(fā)性成分。這些成分會(huì)無(wú)組織擴(kuò)散到腔體外，在環(huán)境中積累到一定濃度時(shí)，會(huì)影響整個(gè)烤制環(huán)境的氣味，對(duì)烹調(diào)者的眼部和呼吸道產(chǎn)生刺激，引起使用者的不適，甚至對(duì)烹飪的反感。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有電烤箱異味凈化相關(guān)的產(chǎn)品和專利，但是對(duì)電烤箱異味凈化評(píng)價(jià)方面的相關(guān)文獻(xiàn)研究較少，缺少電烤箱烤肉異味凈化效果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及評(píng)價(jià)方法。

查閱文獻(xiàn)及網(wǎng)站（http://www.flavornet.org/flavornet.html）可以看出醛類物質(zhì)中異味較多，同時(shí)，調(diào)研大量文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，醛類是烤肉過程中產(chǎn)生的主要揮發(fā)性物質(zhì)。羅佳峰等[1]研究發(fā)現(xiàn)醛類為烤制鴨腿過程中的主要物質(zhì)，隨烤制時(shí)間增加（15 min～30 min）庚醛含量增加近3 倍，且原料中未檢出；彭小麗等[2]研究發(fā)現(xiàn)不同肉類共有的揮發(fā)性組分中庚醛為第一主成分，不同溫度下羊肉中均可檢測(cè)出庚醛；孫圳[3]研究發(fā)現(xiàn)烤雞過程中庚醛含量相較于原料肉明顯上升；雷乙[4]分析魚肉加工過程發(fā)現(xiàn)庚醛為魚肉中主要腥味成分；蔡路昀[5]研究發(fā)現(xiàn)庚醛在烤制沙丁魚過程中有明顯上升；楊文昇[6]研究發(fā)現(xiàn)豬肉烤制過程中醛類在各揮發(fā)性物質(zhì)中含量占比最大，其中庚醛為第3 位，且隨著烤制時(shí)間（20 min～40 min）的延長(zhǎng)，庚醛含量增加近2 倍。

綜合以上分析，多種肉類食材在烤制時(shí)均會(huì)產(chǎn)生大量的醛類物質(zhì)，其中，庚醛在烤肉過程中普遍存在、含量較高，且常表現(xiàn)為不愉悅的脂肪酸敗味，因此可選擇庚醛作為電烤箱烤肉過程中的特征異味成分。

目前，對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)的提取方法主要有固相微萃取法[7]、溶劑解吸法[8]、熱解析法[9]等。國(guó)內(nèi)外對(duì)于空氣中揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定分析需要以下幾個(gè)步驟：樣品的采集、樣品的預(yù)處理、樣品分析。固相微萃取技術(shù)（Solid-phase Microextraction，SPME）是一種集萃取、分離、濃縮、進(jìn)樣于一體的樣品預(yù)處理方法[7]，并在環(huán)境、食物等領(lǐng)域的分析過程中廣泛使用[10-14]。SPME 技術(shù)的檢測(cè)效果會(huì)受樣品量、萃取時(shí)間、萃取溫度等因素的影響[15-16]。

本研究以庚醛作為電烤箱異味特征物質(zhì)，參考冰箱[17]及空氣凈化器[18]異味凈化效果評(píng)價(jià)方法，為提高凈化效果評(píng)價(jià)方法的穩(wěn)定性，選擇庚醛標(biāo)準(zhǔn)品模擬烤肉過程中異味物質(zhì)，基于SPME-GC 聯(lián)用方法，初步建立電烤箱異味凈化效果評(píng)價(jià)方法。

本研究中SPME-GC 聯(lián)用技術(shù)檢測(cè)中的樣品量受庚醛添加量及采樣時(shí)間的影響。因此，為了提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，有必要對(duì)庚醛添加量、采樣時(shí)間、萃取時(shí)間和萃取溫度等條件進(jìn)行優(yōu)化，為后期具有異味凈化功能電烤箱建立異味凈化功能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)提供理論和數(shù)據(jù)支持。

1 材料與設(shè)備

1.1 材料

庚醛（標(biāo)準(zhǔn)品），上海阿拉丁生化科技股份有限公司；

Tedlar 采樣袋，上海會(huì)彬儀器有限公司；

1.5 L/min 采樣泵，上海會(huì)彬儀器有限公司；

氮?dú)?、氦氣（純度?9.999%），海寧浙氣氣體有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

7820A 氣相色譜儀（GC），安捷倫科技有限公司；

75 μm Car/PDMS SPME 萃取纖維頭，美國(guó)supelco；

Rtx-WAX 色譜柱（30 m×250 μm×0.25 μm），安捷倫科技有限公司；

電烤箱（可實(shí)現(xiàn)異味凈化和不凈化設(shè)置），ROBAM。

2 試驗(yàn)方法

2.1 電烤箱異味凈化效果評(píng)價(jià)方法

2.1.1 樣品采集及萃取

樣品采集：采集樣品前將采樣袋中的氣體排凈，用氮?dú)馇逑匆淮?。將一定量的庚醛加入到預(yù)熱好的電烤箱中，烤制一定時(shí)間，利用采樣泵進(jìn)行樣品采集。

樣品萃?。豪霉滔辔⑤腿》椒▽?duì)采樣袋中樣品進(jìn)行萃取吸附，萃取結(jié)束后取下萃取頭插入GC 的進(jìn)樣口中，完成進(jìn)樣。

2.1.2 庚醛測(cè)定方法

GC 分析：參考徐梓焓[16]的研究并做改進(jìn)。進(jìn)樣口溫度250℃，載氣為氦氣，流量為0.8 mL/min，不分流。升溫程序?yàn)椋撼跏紲囟?0℃保持3 min，以5℃/min 速度升至100℃，再以10℃/min 升至245℃。

利用庚醛標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行庚醛定性，確定GC 條件下庚醛出峰時(shí)間為11.0 min～11.5 min。

2.1.3 電烤箱異味凈化效果評(píng)價(jià)方法

設(shè)置普通電烤箱為對(duì)照組，具有異味凈化功能的電烤箱為試驗(yàn)組。通過添加庚醛標(biāo)準(zhǔn)品模擬電烤箱烤肉過程中產(chǎn)生的異味氣體，在烹飪規(guī)定時(shí)間后，對(duì)收集到的氣體中的庚醛峰面積進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)以下公式計(jì)算具有異味凈化功能電烤箱對(duì)異味的凈化率[12]，以凈化率評(píng)價(jià)具有異味凈化功能電烤箱凈化效果。

式中：

K—凈化率；

S'—對(duì)照組（無(wú)凈化功能）庚醛峰面積；

S—試驗(yàn)組（有凈化功能）庚醛峰面積。

2.2 電烤箱異味凈化效果評(píng)價(jià)方法優(yōu)化

2.2.1 庚醛添加量對(duì)庚醛峰面積的影響

分別加入0.2 mL、0.5 mL、1.0 mL、5.0 mL 的庚醛，烹飪20 min 后進(jìn)行采樣，室溫條件下萃取90 min，對(duì)比不同庚醛添加量之間的庚醛峰面積，確定合適的庚醛添加量。

2.2.2 采樣時(shí)間對(duì)庚醛峰面積的影響

通過調(diào)查市場(chǎng)上家用電烤箱中烤肉的推薦時(shí)間，烤肉的時(shí)間大多在25 min 左右。在采樣過程中電烤箱需保持工作狀態(tài)，因此采樣時(shí)間控制在25 min 以內(nèi)完成。加入0.5 mL 庚醛，分別在烹飪5 min、10 min、20 min 時(shí)進(jìn)行采樣，室溫條件下萃取90 min，對(duì)比不同采樣時(shí)間的庚醛峰面積，確定合適的采樣時(shí)間。

2.2.3 萃取時(shí)間對(duì)庚醛峰面積的影響

加入0.5 mL 庚醛，烹飪20 min 后進(jìn)行采樣，室溫條件下將采集到的樣品分別萃取30 min、60 min、90 min 和120 min，對(duì)比不同萃取時(shí)間之間的庚醛峰面積，確定合適的萃取時(shí)間。

2.2.4 萃取溫度對(duì)庚醛峰面積的影響

加入0.5 mL 庚醛，烹飪20 min 后進(jìn)行采樣，分別在室溫25℃、40℃和65℃ 條件下萃取90 min，對(duì)比不同萃取溫度下的庚醛峰面積，確定合適的萃取溫度。

2.3 電烤箱異味凈化效果評(píng)價(jià)方法的穩(wěn)定性評(píng)估

在同樣的采樣條件及測(cè)試條件下，通過8 次分批采樣進(jìn)行凈化率測(cè)試，采用舒沃特（Shewhart）控制圖評(píng)價(jià)此方法的穩(wěn)定性。

3 結(jié)果與討論

3.1 電烤箱異味凈化效果評(píng)價(jià)方法優(yōu)化

3.1.1 庚醛添加量對(duì)庚醛峰面積的影響

圖1 不同庚醛添加量條件下庚醛峰面積

圖2 庚醛GC 色譜圖

由圖1 和圖2a 可知，當(dāng)庚醛添加量≥0.2 mL 時(shí)，庚醛峰面積逐漸變大，且在GC 分析中出現(xiàn)明顯的色譜峰。結(jié)合圖2a、2b，凈化后庚醛峰峰面積明顯降低，在庚醛添加量為0.5 mL 時(shí)仍可以明顯進(jìn)行區(qū)分，但0.2 mL 時(shí)已較難區(qū)分。電烤箱為非密閉性容器，腔體內(nèi)氣體物質(zhì)易擴(kuò)散到環(huán)境中，環(huán)境中庚醛濃度較大時(shí)，會(huì)對(duì)眼睛產(chǎn)生刺激，考慮到環(huán)境安全及實(shí)際烹飪過程中的庚醛含量差異，選擇0.5 mL 為最終添加量。在庚醛添加量為0.5 mL 時(shí)，凈化與未凈化條件下均可出現(xiàn)明顯的庚醛峰，且環(huán)境中逃逸較少，更貼近實(shí)際烹飪過程。

3.1.2 采樣時(shí)間對(duì)庚醛峰面積的影響

由圖3 可見，烤制5 min 和10 min 后采樣的庚醛峰面積的標(biāo)準(zhǔn)偏差遠(yuǎn)大于20 min，這可能是前10 min 采樣時(shí)腔體內(nèi)庚醛在腔體內(nèi)分布不均勻?qū)е碌摹Ｔ? min～20 min 采樣的庚醛峰面積呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，這可能是5 min 時(shí)，腔體處于升溫過程導(dǎo)致庚醛溶液揮發(fā)不完全，在10 min 時(shí)，庚醛在腔體內(nèi)完全揮發(fā)均勻，引起庚醛面積上升；隨著烤制時(shí)間的延長(zhǎng)，庚醛自然衰減及逸散作用引起庚醛面積減小。由圖3 可以看出20 min 時(shí)的庚醛面積減小但仍顯著高于5 min 時(shí)的面積，結(jié)合庚醛峰面積測(cè)試的平行性，選擇采樣時(shí)間為20 min。

圖3 采樣時(shí)間對(duì)異味凈化效果的影響

3.1.3 萃取時(shí)間對(duì)庚醛峰面積的影響

不同萃取時(shí)間之間庚醛峰面積結(jié)果如圖4 所示，可以看出，隨著萃取時(shí)間的延長(zhǎng)，庚醛峰面積逐漸增大，在90 min 后增長(zhǎng)趨勢(shì)變緩，且90 min 與120 min 之間的差異不顯著，表明萃取90 min 后萃取纖維的吸附達(dá)到基本的穩(wěn)定，因此，可選擇90 min 為樣品萃取時(shí)間。

3.1.4 萃取溫度對(duì)庚醛峰面積的影響

圖4 不同萃取時(shí)間下庚醛峰面積

徐梓焓[16]在使用相同萃取頭進(jìn)行豬肉風(fēng)味物質(zhì)檢測(cè)優(yōu)化試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，40℃萃取時(shí)峰總面積較低，且隨著萃取溫度越高呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，60℃時(shí)達(dá)到較高水平。因此選擇25℃、40℃以及65℃萃取溫度條件進(jìn)行優(yōu)化，庚醛峰面積進(jìn)行測(cè)定結(jié)果如圖5 所示。三組萃取溫度下的庚醛峰面積差異均不顯著，表明萃取溫度的變化對(duì)庚醛峰面積無(wú)顯著影響。因此，選擇25℃為固相微萃取的萃取溫度。

圖5 不同萃取溫度下庚醛峰面積

3.2 電烤箱異味凈化效果評(píng)價(jià)方法的穩(wěn)定性評(píng)估

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量控制圖大多采用舒沃特（Shewhart）控制圖進(jìn)行評(píng)估。在組數(shù)≤8 時(shí)，繪制內(nèi)部質(zhì)量控制圖時(shí)使用平均值和極差R 兩種控制圖即可?？刂茍D檢驗(yàn)測(cè)量過程的系統(tǒng)影響量是否增大，控制成果的集中程度，在受控狀態(tài)下的控制圖說明其過程大體是處于相同水平；R 控制圖檢驗(yàn)測(cè)量過程的隨機(jī)影響是否增大，控制過程差異程度，可說明過程穩(wěn)定和一致程度。6 次平行測(cè)試結(jié)果如表1 所示。運(yùn)用Minitab 對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行Xbar-R 控制圖分析，結(jié)果如圖6 所示。6 次測(cè)試平均值和極差均處在控制極限之內(nèi)，表明電烤箱異味凈化率測(cè)試穩(wěn)定性和一致性好，用此方法試驗(yàn)所得到的凈化率結(jié)果處于正常的受控狀態(tài)。

表1 異味凈化率8 次測(cè)試結(jié)果

圖6 Xbar-R 控制圖

4 結(jié)論

經(jīng)過對(duì)烤肉揮發(fā)性成分相關(guān)研究論文進(jìn)行分析，確定庚醛為烤肉過程中的特征異味成分。采用SPME-GC 聯(lián)用方法測(cè)定庚醛峰面積，以庚醛凈化率為基礎(chǔ)建立初步的電烤箱異味凈化效果評(píng)價(jià)方法。經(jīng)優(yōu)化條件后，在庚醛添加量為0.5 mL、烤制20 min 采樣以及25℃萃取90 min 的條件下，異味凈化效果評(píng)價(jià)方法的重復(fù)性及穩(wěn)定性良好，經(jīng)舒沃特控制圖分析達(dá)到受控狀態(tài)。

本文對(duì)電烤箱異味凈化效果評(píng)價(jià)方法的優(yōu)化研究，為后期建立具有異味凈化功能的電烤箱的異味凈化功能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)提供理論和數(shù)據(jù)支持。