馬氏珠母貝肉烘烤條件及其產(chǎn)品風(fēng)味成分的研究

姜秋煥，安靜波，龔文彩，宋文東，* ，葉盛權(quán)

(1.廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院，廣東湛江524088;2.廣東海洋大學(xué)理學(xué)院，廣東湛江524088)

馬氏珠母貝(Pinctada martensii)又名合浦珠母貝，是我國南方珍珠養(yǎng)殖的主要品種，主要產(chǎn)地為廣東、廣西、海南［1］。近幾年隨著珍珠養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，每年這三省采珠后的貝肉約有4000t，產(chǎn)量相當(dāng)可觀。馬氏珠母貝肉營養(yǎng)豐富，是一種高蛋白、低脂肪、低糖、營養(yǎng)價(jià)值高的海產(chǎn)品，富含?；撬?、多不飽和脂肪酸(EPA、DHA)、多種礦物質(zhì)、微量元素和維生素。但目前除了一小部分貝肉鮮銷供食用外，其余貝肉被作為飼料、餌料，開發(fā)利用率很低。因此研究馬氏珠母貝肉的營養(yǎng)價(jià)值，提高其附加值，促進(jìn)海水珍珠養(yǎng)殖業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，顯得尤為重要。目前對于馬氏珠母貝肉風(fēng)味成分研究比較少，大部分研究都是關(guān)于貝肉水解液或經(jīng)發(fā)酵或經(jīng)美拉德反應(yīng)產(chǎn)生了呈味物質(zhì)，馬氏珠母貝肉酶法抽提物美拉德增香工藝研究及其抗氧化肽的性質(zhì)及應(yīng)用研究。陳美花［2］等利用GC-MS 研究馬氏珠母貝肉酶解水解液的風(fēng)味物質(zhì)，并利用美拉德反應(yīng)改良其風(fēng)味。貝肉烘烤過程也是一種美拉德反應(yīng)過程，其香味成份主要也是酯類、醛類、酮類、雜環(huán)類等。胡俊輝［3］研究風(fēng)味酶酶解馬氏珠母貝肉的工藝，張政委［4］利用酶解馬氏珠母貝肉方法，制備出了降血壓肽。本文以馬氏珠母貝肉為原料，對其烘烤，并對烘烤工藝進(jìn)行了優(yōu)化。利用SPME-GC-MS［5］對烘烤貝肉進(jìn)行風(fēng)味成分的分析。通過研究，掌握貝肉的烘烤條件及產(chǎn)品的風(fēng)味成分，增加其綜合利用途徑，提供了理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

馬氏珠母貝 廣東省湛江市徐聞?wù)渲轲B(yǎng)殖基地;葡萄糖 廣東光華科技股份有限公司;食鹽 購于湛江市霞山沃爾瑪購物廣場。

GZX-9070MBE 數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱 上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;AOC5000 GCMS-QP2010 Plus 頂空-固相微萃取-氣相-質(zhì)譜聯(lián)用 日本島津。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 貝肉預(yù)處理 取數(shù)只活貝置于托盤上，用小刀小心地割斷貝殼的閉殼肌，開殼后取出貝肉，去除足絲等雜質(zhì)，用蒸餾水清洗干凈，瀝干，備用。

1.2.2 單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.2.1 烘烤溫度實(shí)驗(yàn) 稱取適量潔凈的馬氏珠母貝肉，分成7 份置于已編號的潔凈培養(yǎng)皿中，每份重約50g。設(shè)定烘烤溫度分別為65、85、105、125、150、180、200℃，烘烤時(shí)間為60min，放在烘箱中烘烤。評定小組的10 名成員對烘烤的貝肉進(jìn)行感官評分(十分制)，評定指標(biāo)為色澤、香氣、肉質(zhì)，選出感官評定得分最高的溫度［6］。

1.2.2.2 烘烤時(shí)間實(shí)驗(yàn) 稱取適量貝肉，分成7 份，每份重約50g，置于編號的培養(yǎng)皿中。按照1.2.2.1 得出的最佳溫度，設(shè)定烘烤時(shí)間分別為45、60、75、90、105、120、135min 進(jìn)行烘烤。按照上述指標(biāo)進(jìn)行感官評定，優(yōu)選最佳烘烤時(shí)間［7］。

1.2.2.3 加入不同添加劑實(shí)驗(yàn) 稱取適量貝肉，分成11 份，每份重約50g，置于編號的培養(yǎng)皿中。分別進(jìn)行如下三組處理:不添加任何物質(zhì)、添加1、2.5、4、6、7.5g 葡萄糖、添加1、2.5、4、6、7.5g 的食鹽，腌漬10min，去除多余水分。按照前兩步得出的最優(yōu)溫度、最佳時(shí)間［8］，進(jìn)行烘烤。對烘烤貝肉進(jìn)行感官評定，并選出感官評定結(jié)果最好的添加劑及其添加比例。

1.2.3 正交實(shí)驗(yàn) 根據(jù)1.2.2 單因素實(shí)驗(yàn)篩選出的因素水平進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，對結(jié)果進(jìn)行綜合評定尋找最優(yōu)組合。選定影響烘烤貝肉風(fēng)味的三個(gè)因素:溫度(A)、時(shí)間(B)、葡萄糖添加比例(C)，設(shè)計(jì)了L9(33)正交實(shí)驗(yàn)表(見表1)。

表1 正交實(shí)驗(yàn)水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.2.4 感官評分標(biāo)準(zhǔn) 烘烤貝肉的評分以十分制為標(biāo)準(zhǔn)，評分如下:貝肉淡黃(1～3 分)，焦黑(3～5 分)，棕黃(5～10 分);香氣評定時(shí)，腥味(1 ～3 分)，腥香(3～5 分)，焦香(4～6 分)，香(6～10 分);肉質(zhì)軟(1～5分)，硬而脆(3～7 分)，軟硬適中(6～10 分)［9］。

1.2.5 風(fēng)味成分的測定

1.2.5.1 貝肉預(yù)處理 稱取一定量的潔凈貝肉，根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)得出的最佳條件，進(jìn)行烘烤。將烤好的貝肉用剪刀剪成一定體積的小塊，質(zhì)量為0.2g，放入萃取瓶中備用［10］。

1.2.5.2 固相微萃取 利用萃取頭為75μm 碳分子篩/聚二甲基硅氧烷(Carboxen/PDMS)的萃取針，將萃取針插入萃取瓶中萃取。萃取溫度為100℃，吸附時(shí)間5min。

1.2.5.3 GC/MS 條件 色譜條件:色譜毛細(xì)管柱Rtx-5ms柱(30m ×0.25mm，0.25μm)，以高純氮做載氣，柱內(nèi)載氣總流量為50mL/min。程序升溫條件為:柱箱初始柱溫40℃，保持0min;以5℃/min 升溫至150℃，保持0min;然后以10℃/min 升溫至280℃，保持1min。進(jìn)樣模式為不分流，進(jìn)樣口溫度為280℃。

質(zhì)譜條件:EI 離子源，電子能量為70eV，離子源溫度為200℃，接口溫度200℃，分子質(zhì)量(m/z)掃描范圍為35 ～400，掃描速度為1428。程序總時(shí)間為36min［11］。

2 結(jié)果與分析

2.1 烘烤溫度實(shí)驗(yàn)

圖1 表示烘烤時(shí)間為60min 時(shí)，馬氏珠母貝肉在不同烘烤溫度下的感官評定結(jié)果。從圖上可以看出，烘烤溫度為150℃時(shí)，感官評分最高為24，貝肉深棕色，具有很濃的貝肉香，軟硬適中，結(jié)果最好。這是由于貝肉在烘烤過程中，發(fā)生了Maillard 反應(yīng)。其反應(yīng)包含很多的反應(yīng)步驟，每個(gè)反應(yīng)對溫度的敏感性是不同的，因此其反應(yīng)路線在很大程度上取決于反應(yīng)的溫度。而且溫度還影響反應(yīng)物的活性，活性開鏈?zhǔn)降奶堑臐舛入S著溫度的增加而增加。溫度過低，反應(yīng)進(jìn)行不充分，影響風(fēng)味成分的形成［12］。在煮沸與輕度燒烤的肉品中，揮發(fā)性提取物主要是脂類降解產(chǎn)物，對風(fēng)味有直接貢獻(xiàn)的化合物主要是那些具有足夠低的風(fēng)味閾值的化合物如:醛類、不飽和醇、酮和內(nèi)酯。溫度過高，甲基環(huán)戊烯酮醇與硫化氫在加熱條件下形成一些非芳香性的環(huán)狀硫化物，造成不良風(fēng)味。故而選擇較優(yōu)烘烤溫度為150℃。

圖1 不同溫度下烘烤貝肉風(fēng)味的感官評定Fig.1 Sensory evaluation of flavor of baked shellfish flesh at different temperatures

2.2 烘烤時(shí)間實(shí)驗(yàn)

將貝肉在150℃下烘烤不同的時(shí)間，得到的貝肉感官評定結(jié)果見圖2。從圖2 可以看出，烘烤時(shí)間過短，Maillard 反應(yīng)不完全，風(fēng)味物質(zhì)形成不足，香氣不夠;時(shí)間過長，貝肉表面焦化嚴(yán)重，也會(huì)造成貝肉中不飽和脂肪酸等物質(zhì)的過分氧化，產(chǎn)生令人不悅的氣味。當(dāng)烘烤時(shí)間為90min 時(shí)，綜合評分最高，具有貝肉特有的香氣，肉質(zhì)鮮美。故選烘烤時(shí)間為90min。

2.3 加入不同添加劑實(shí)驗(yàn)

圖2 不同時(shí)間下烘烤貝肉風(fēng)味的感官評定Fig.2 Sensory evaluation of flavor of baked shellfish flesh at different times

圖3 表示為以不同比例添加不同的添加劑，烘烤馬氏珠母貝肉風(fēng)味的感官評定結(jié)果?？瞻讓φ战M中未添加任何外源性成分，依然有淡淡的貝肉香，這是因?yàn)?，貝肉中富含蛋白質(zhì)、氨基酸等成分，也含有比較多的糖類物質(zhì)，但都是多糖類，所以自身在烘烤時(shí)因部分發(fā)生美拉德反應(yīng)也會(huì)有貝肉特有的香氣散發(fā)出來，只是需要的時(shí)間更長，且香味不會(huì)那么濃郁。因此，為了在較短時(shí)間內(nèi)獲得比較濃郁的貝肉香氣，還是應(yīng)該向貝肉中加入一些還原性糖類，比如葡萄糖、果糖等。由圖3 可看出，在150℃，90min 的條件下烘烤，添加食鹽組，總體香味不如加糖的處理組，可能是那種咸腥味道掩蓋了貝肉香味。而添加葡萄糖組貝肉，香味更明顯且更令人愉悅?？瞻捉M感官評分值為19.7，小于當(dāng)葡萄糖的添加比例為5%時(shí)，綜合感官評分24.7，此時(shí)分值最高，即50g 貝肉中添加2.5g 葡萄糖。

圖3 加入不同添加劑的烘烤貝肉風(fēng)味的感官評定Fig.3 Sensory evaluation of flavor of baked shellfish flesh added different additives

2.4 正交實(shí)驗(yàn)

向貝肉中加入了葡萄糖后，外部濃度大，貝肉細(xì)胞失水，所以在烘烤過程，有很多汁液滲出來。若加熱時(shí)間不夠長，比如80min，水分未烘干，不僅影響外觀，且美拉德反應(yīng)可能不夠完全，影響測定結(jié)果;若加熱時(shí)間過長，比如120min 則貝肉表面會(huì)出現(xiàn)過多黑色物質(zhì)，炭化程度加大，產(chǎn)生有害物質(zhì)的可能性增加。

由表2 直觀分析可知，實(shí)驗(yàn)號9(A3B3C2)，即溫度155℃、時(shí)間100min、葡萄糖添加比例為5%，烘烤貝肉的感官評分最高為24.9;根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)極差分析得出，各因素對烘烤貝肉感官影響的主次順序?yàn)锳＞B ＞C，即溫度＞時(shí)間＞葡萄糖添加比例。綜合上述可知，烘烤貝肉的最佳溫度為155℃，時(shí)間100min，葡萄糖添加比例為5%。

表2 L9(34)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析表Table 2 Results of the orthogonal experiment about waxy maize beverage

為驗(yàn)證正交實(shí)驗(yàn)法所得結(jié)果的可靠性，根據(jù)上述優(yōu)化條件烘烤馬氏珠母貝肉，平行重復(fù)三次。以溫度155℃，時(shí)間100min，葡萄糖添加比例為5%時(shí)，烘烤貝肉的感官評分為24.88，與正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果24.9相差不大，也與在單因素最優(yōu)條件得出的評分24.7相近。這說明正交實(shí)驗(yàn)得出的最優(yōu)條件具有可靠性。

2.5 GC/MS 譜圖分析

烘烤馬氏珠母貝肉風(fēng)味成分的總離子圖如圖4所示。同時(shí)與NIST 譜庫(107 kcompounds)和Wiley譜庫(320 k compounds，ver-sion 6.0)相匹配，匹配度均大于85%，及參考前人的文獻(xiàn)［11-12］，得到的結(jié)果如表3。在烘烤貝肉中共在烘烤貝肉中共測定出40 種風(fēng)味物質(zhì)，主要是醛類、酯類、酮類、烷烴類、雜環(huán)類、芳香烴及其衍生物類等。其中，醛類物質(zhì)有11 種，含量最高，約占34.26%;其次為烷烴類，有6 種物質(zhì)，約占28.74%;含雜原子的有8 種物質(zhì)，含量達(dá)6.7%;酮類物質(zhì)有2 種，含量0.89%;酯類物質(zhì)有3 種，約占0.81%;酚類有3 種，含量0.6%;醇類有2 種，含量較少，只占0.53%;測定出的烯烴類有3 種物質(zhì)，但含量較少，只有0.51%;酸類2 種，含量最少，只占0.44%。

圖4 烘烤貝肉風(fēng)味成分總離子圖Fig.4 Total ion chromatogram(TIC)of volatile compounds in baked shellfish flesh

烘烤貝肉的風(fēng)味成分十分復(fù)雜，存在大量的同分異構(gòu)體，質(zhì)譜圖很相似，僅用檢索質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)庫定性較為困難。保留指數(shù)是氣相色譜定性指標(biāo)的一種參數(shù)。將正構(gòu)烷烴的保留指數(shù)定為它的碳數(shù)的100倍。待測物質(zhì)的保留指數(shù)是與待測物質(zhì)具有相同調(diào)整保留值的假想的正構(gòu)烷烴的碳數(shù)的100 倍。而保留指數(shù)由于僅與固定相的性質(zhì)、柱溫有關(guān)，因此具有很好的準(zhǔn)確性和重復(fù)性［13］。例如表3 中編號40 即峰68 經(jīng)質(zhì)譜檢索得到其與十七烷基環(huán)氧乙烷、十八烷醛的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖匹配度皆為96%，質(zhì)譜圖很相似。而經(jīng)查閱文獻(xiàn)［14-16］后，兩者保留指數(shù)相差很大，分別為1701、1999。經(jīng)計(jì)算此峰的保留指數(shù)為1701，與十七烷基環(huán)氧乙烷相符，故此物質(zhì)為十七烷基環(huán)氧乙烷。

表3 烘烤貝肉風(fēng)味成分Table 3 Flavor components in baked Pinctada martensii meat

醛類物質(zhì)主要是貝肉中脂肪氧化，烷氧基自由基分解為而產(chǎn)生，由于感覺閾值較低，并且能在脂質(zhì)氧化中快速形成，對貝肉風(fēng)味的形成貢獻(xiàn)很大。尤以十八烷醛最多，十八烷醛又名椰子醛，化學(xué)名稱G-戊基丁內(nèi)酯、γ-壬內(nèi)酯、二氫-5-戊基-2(3H)-呋喃酮等，呈強(qiáng)烈的椰子香氣，主要用于日化和食用香精。

烴類物質(zhì)主要來源于脂肪酸烷氧自由基的均裂。其中十七碳烷含量最多，主要存在于烤煙煙葉、香料煙煙葉、煙氣中。但由于烴類物質(zhì)的感覺閾值較高，對風(fēng)味的貢獻(xiàn)不大。

雜環(huán)類物質(zhì)含量雖不高，但由于其感覺閾值較低，對貝肉風(fēng)味的貢獻(xiàn)比較多。

3 結(jié)論

本研究通過單因素實(shí)驗(yàn)，分別確定了與烘烤相關(guān)的三個(gè)主要因素——烘烤溫度、時(shí)間以及添加劑，并經(jīng)過正交實(shí)驗(yàn)，確定了較優(yōu)的組合，即烘烤溫度為155℃，烘烤時(shí)間為100min，葡萄糖添加比例為5%時(shí)，烘烤中美拉德反應(yīng)比較完全，貝肉感官評分最高，其中的風(fēng)味物質(zhì)最多。通過SPME-GC-MS 檢測分析出40 種風(fēng)味成分，為充分利用馬氏珠母貝肉，提高其附加值，提供了理論依據(jù)。

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