燉煮羊肉香氣物質(zhì)分析鑒定

趙夢瑤,趙 健,侯 莉,梁晶晶,曹長春,王 蒙,謝建春

(北京食品營養(yǎng)與人類健康高精尖創(chuàng)新中心,北京工商大學(xué)食品質(zhì)量與安全北京實(shí)驗(yàn)室,北京 100048)

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燉煮羊肉香氣物質(zhì)分析鑒定

趙夢瑤,趙 健,侯 莉,梁晶晶,曹長春,王 蒙,謝建春*

(北京食品營養(yǎng)與人類健康高精尖創(chuàng)新中心,北京工商大學(xué)食品質(zhì)量與安全北京實(shí)驗(yàn)室,北京 100048)

本文對燉煮羊肉的香氣物質(zhì)進(jìn)行了分析鑒定。采取的方法為先同時(shí)蒸餾萃取,萃取物再氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用及芳香提取物稀釋法氣相色譜-嗅聞分析。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析,通過NIST2014質(zhì)譜庫檢索和保留指數(shù)核對,共鑒定出142種揮發(fā)性成分,包括醛類、酮類、醇類、酯類、酸類、含硫化合物、含氮雜環(huán)、含氧雜環(huán)、烴類等,其中醛類所占比例最大。含量較高的為十六醛(18.82%)、壬醛(11.67%)、十八醛(4.75%)、己醛(2.54%)、辛醛(2.11%)等。芳香提取物稀釋法氣相色譜-嗅聞分析,結(jié)合氣-質(zhì)鑒定結(jié)果,將保留指數(shù)及氣味特征與文獻(xiàn)比對,鑒定出41種香氣活性物質(zhì),其中3-(甲硫基)丙醛、糠硫醇、2-乙基-3,5-二甲基吡嗪、雙(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚、2,3-二甲基吡嗪、(Z)-2-壬烯醛、3-壬烯醛、12-甲基十三醛等14種化合物具有較高的稀釋因子(log2FD≥7),這些化合物被認(rèn)為是關(guān)鍵香氣成分。

同時(shí)蒸餾萃取,芳香提取物稀釋法,燉煮羊肉,香氣活性成分,肉香味

羊肉肉質(zhì)細(xì)嫩,富含各種營養(yǎng)物質(zhì),且在食用方面不存在宗教和文化的禁忌,現(xiàn)已被越來越多的人認(rèn)可[1]。生肉幾乎沒有香味,只存在血腥味。在烹煮過程中,氨基酸與還原糖發(fā)生Maillard反應(yīng)和脂質(zhì)氧化熱降解是產(chǎn)生肉香味的主要反應(yīng),反應(yīng)同時(shí)產(chǎn)生大量的揮發(fā)性化合物,包括脂肪族的烴類、醛類、酮類、醇類、羧酸類、酯類,及含硫化合物、含氮雜環(huán)、含氧雜環(huán)等。同時(shí)蒸餾萃取(SDE,simultaneous distillation and solvent extraction)是一種連續(xù)萃取技術(shù),它將水蒸氣蒸餾和溶劑萃取合二為一,只需要少量溶劑就能處理大量樣品,使香氣成分得以濃縮。郝寶瑞等[2]采用同時(shí)蒸餾萃取和氣-質(zhì)聯(lián)機(jī)(GC-MS,gas chromatography and mass spectrometry)對清醬肉中揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行分析,鑒定出包括脂肪族的醛類、酯類、醇類、酮類、烴類、酸類和雜環(huán)類化合物在內(nèi)的61種化合物。Madruga等[3]同時(shí)蒸餾萃取2 h閹割和未閹割羊的肉,氣-質(zhì)聯(lián)機(jī)分析,共鑒定出4種含硫化合物、53種脂肪烴、9種芳香烴、19種醛、9種醇、2種酯、7種酮、2種萜類化合物。

肉的揮發(fā)性成分中只有一小部分具有香氣活性,對肉風(fēng)味有貢獻(xiàn)。氣相色譜-嗅聞分析(GC-O,gas chromatography and olfactometry)結(jié)合了氣相色譜分離的高效性及人鼻的靈敏性,用來篩選香氣活性物質(zhì)。GC-O檢測方法包括頻率檢測法、強(qiáng)度檢測法、芳香提取物稀釋分析法(AEDA,aroma extract dilution analysis)等。詹萍等[4]對15種不同產(chǎn)地和批次的羊肉樣本進(jìn)行頻率法GC-O分析,篩選出3-甲基丁醛、辛醛、壬醛、(E)-2-癸二烯醛、苯甲醛、2-十一烯醛、1-辛烯-3-醇、壬酸等36種香氣活性物質(zhì)。AEDA檢測法不僅可以檢測出香氣活性物質(zhì),還能進(jìn)一步篩選出起關(guān)鍵作用的香氣活性物質(zhì)[5]。具體操作方法為:按照一定比例逐步稀釋樣品,并進(jìn)行GC-O檢測,直到在嗅聞口感覺不到氣味為止,此時(shí)的稀釋倍數(shù)為該物質(zhì)的稀釋因子(FD,flavor dilution factor),稀釋因子較大的認(rèn)為對香氣貢獻(xiàn)大[6]。Rota等[11]曾采用AEDA法對高壓燉煮過的羊肉風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行過分析,發(fā)現(xiàn)4-乙基辛酸、(Z)-1,5-辛二烯-3-酮、反式-4,5-環(huán)氧(E)-2-癸烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛為燉煮羊肉的重要香氣活性物質(zhì)。Yukiko等[7]人利用AEDA/GC-O法從燉煮的雞肉湯中檢測到了甲基吡嗪,2-乙基-4-甲基噻唑,3-(甲硫基)丙醛,(E,E)-2,4-癸二烯醛等9種香氣活性物質(zhì),為雞肉湯的關(guān)鍵香氣物質(zhì)。

影響肉風(fēng)味的因素包括肉的物質(zhì)組成和加工工藝等。燉煮是中餐常用的一種烹飪方法,目前有關(guān)燉煮豬肉、雞肉等風(fēng)味的研究已有較多報(bào)道,但對于燉煮羊肉風(fēng)味物質(zhì)的研究報(bào)道較少。王蒙等[16]采用AEDA/GC-O對燉煮豬肉的香氣成分進(jìn)行了分析,共鑒定出24種香氣活性物質(zhì)。徐永霞等[8]通過GC-MS和GC-O法分析燉煮豬肉,共鑒定出了己醛、(E,E)-2,4-壬二烯醛、2-十一烯醛、1-辛烯-3-醇、1-辛醇等19種香氣活性成分。梁晶晶等[9]采用同時(shí)蒸餾萃取結(jié)合溶劑輔助蒸發(fā),對燉煮雞胸肉產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)反,反-2,4-癸二烯醛、反,反-2,4-壬二烯醛、2,3-戊二酮、2-乙?；量┻ⅵ?癸內(nèi)酯等對肉香味有重要貢獻(xiàn)。本文采用同時(shí)蒸餾萃取結(jié)合GC-MS分析及AEDA檢測法GC-O分析對燉煮羊肉的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析,研究結(jié)果對于中式菜肴的工業(yè)化發(fā)展及羊肉肉味香精的研制具有一定的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

羊后腿肉(蘇尼特羔羊肉) 北京原生溯源食品有限公司,購于北京永輝超市;二氯甲烷(分析純) 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;無水硫酸鈉(分析純) 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;C5-C29正構(gòu)烷烴(色譜純)北京化學(xué)試劑有限公司。

SDE外加工燒制;N-EVAP-12干浴氮吹儀美國Organomation Associates公司;7890A/5975C,7890B/5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國Agilent公司;7890A氣相色譜儀 美國Agilent公司;HP-5毛細(xì)管柱(30 m×250 μm×0.25 μm),DB-Wax毛細(xì)管柱(30 m×250 μm×0.25 μm) 美國Agilent公司;DATU2000氣味測量儀 美國DATU Inc公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品準(zhǔn)備 羊腿肉去皮及可見脂肪,切成約 0.2 cm3的小塊備用。

1.2.2 同時(shí)蒸餾萃取(SDE) 稱取200 g切好的羊腿肉按照1∶1的肉水比加入1000 mL四口燒瓶中,置于SDE裝置的一端,130 ℃油浴加熱,機(jī)械攪拌。將50 mL二氯甲烷加入100 mL圓底燒瓶中置于SDE裝置另一端,45 ℃水浴加熱,磁力攪拌。連續(xù)提取3 h。萃取液加入2.5 g無水硫酸鈉干燥,Vigrex柱濃縮至5 mL,氮吹至0.5 mL。進(jìn)行兩次平行實(shí)驗(yàn)。

1.2.3 氣相色譜-質(zhì)譜分析(GC-MS) 7890A/5975C,7890B/5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀使用的分別為HP-5毛細(xì)管柱和DB-Wax毛細(xì)管柱。

氣相色譜條件:采用程序升溫模式,起始溫度為40 ℃,以5 ℃/min(DB-Wax為 4 ℃/min)升至180 ℃,再以10 ℃/min(DB-Wax為15 ℃/min)升至300 ℃(DB-Wax為230 ℃);進(jìn)樣口溫度250 ℃;以He氣(99.99%)為載氣,流速是1.0 mL/min;進(jìn)樣量1 μL;不分流。

質(zhì)譜條件:離子源溫度230 ℃,電離方式EI,電離能量為70 eV;四極桿溫度150 ℃,傳輸線溫度分別為280 ℃,溶劑延遲為3 min(DB-Wax為4.2 min),質(zhì)量掃描范圍為50～500 amu。

與樣品相同的氣-質(zhì)條件,進(jìn)樣C5～C29正構(gòu)烷烴,計(jì)算保留指數(shù)(RI)。

式中:tn和t(n+1)分別為碳數(shù)為n、n+1的正構(gòu)烷烴保留時(shí)間;ti是保留時(shí)間在tn和t(n+1)之間的第i個(gè)化合物的保留時(shí)間。

1.2.4 氣相色譜-嗅聞分析(GC-O) Agilent 7890A GC配有FID檢測器,連接DATU2000氣味測量儀。色譜柱HP-5(30 m×250 μm×0.25 μm),進(jìn)樣口溫度:250 ℃;升溫程序:起始溫度40 ℃,保持3 min,以5 ℃/min升至250 ℃;載氣(N2)流速2.24 mL/min;進(jìn)樣1 μL;不分流。

GC-O分析時(shí),加濕后的空氣(溫度60 ℃)攜帶柱后流出物進(jìn)入嗅聞口,樣品用二氯甲烷按1∶2、1∶4、1∶8……進(jìn)行逐級稀釋,直到嗅聞口嗅聞不到氣味時(shí)停止。每種氣味消失時(shí)的稀釋倍數(shù)即為對應(yīng)物質(zhì)的稀釋因子。三名評價(jià)員先對樣品進(jìn)行多次嗅聞,規(guī)范嗅聞氣味特征描述詞,再進(jìn)行稀釋嗅聞實(shí)驗(yàn)。通過操作軟件記錄氣味出現(xiàn)的時(shí)間和嗅聞的氣味特征,取三名評價(jià)員所得時(shí)間和稀釋因子的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣-質(zhì)分析結(jié)果

燉煮羊肉SDE提取物HP-5色譜柱與DB-Wax色譜柱氣-質(zhì)聯(lián)機(jī)分析總離子流色譜圖見圖1。

圖1 燉煮羊肉同時(shí)蒸餾萃取提取物氣-質(zhì)聯(lián)機(jī)分析總離子流色譜圖Fig.1 The total ion chromatograms of GC-MS for the SDE extract of the stewing lamb

氣-質(zhì)聯(lián)機(jī)鑒定出的化合物及其含量見表1。

表1 燉煮羊肉同時(shí)蒸餾萃取/氣-質(zhì)聯(lián)機(jī)分析結(jié)果

Table 1 The analysis results of the stewing lamb by SDE/GC-MS

保留指數(shù)HP-5DB-Wax化合物相對含量(%)HP-5DB-Wax平均定性方法含硫化合物(1種)101915962-乙?；邕?2-Acetylthiazole)030021025MS，RI小計(jì)025含氮雜環(huán)(1種)1116-2-甲基苯并噁唑(2-Methyl-benzoxazole)011000005MS，RI小計(jì)005含氧雜環(huán)(6種)-11342-正丁基呋喃(2-n-Butyl-furan)000003001MS，RI99312312-戊基呋喃(2-Pentyl-furan)053052052MS，RI-15302-辛基呋喃(2-Octyl-furan)000008004MS，RI-2013二氫-5-戊基-2(3H)-呋喃酮(Dihydro-5-pentyl-2(3H)-furanone)000021011MS，RI12622013γ-壬內(nèi)酯(γ-Nonanolactone)027035031MS，RI1665-γ-十二內(nèi)酯(γ-Dodecalactone)034000017MS，RI小計(jì)116醛(27種)8081089己醛(Hexanal)212297254MS，RI8531215(Z)-2-己烯醛((Z)-2-Hexenal)005009007MS，RI

續(xù)表

續(xù)表

續(xù)表

注:MS,質(zhì)譜鑒定,匹配度>80的化合物;RI,保留指數(shù)鑒定,與文獻(xiàn)差值在20以內(nèi)的化合物;-,未檢測到或未鑒定出。

由表1可知,通過SDE/GC-MS分析,HP-5和DB-Wax色譜柱從燉煮羊肉中各鑒定出97種化合物,因?yàn)檫@些化合物并不完全相同,所以兩種色譜柱共鑒定出的化合物為142種。含量由高到低分別為醛類(27種,51.67%,按平均含量,下同)、烴類(55種,19.85%)、酮類(14種,11.43%)、醇類(14種,7.11%)、其他類(6種,3.27%)、酯類(10種,2.78%)、酸類(4種,1.97%)、含氧雜環(huán)(6種,1.16%)含硫化合物(1種,0.25%)、含氮雜環(huán)(1種,0.05%)。其中醛類所占比例最大,共鑒定出了27種。

含量大于1%的物質(zhì)有21種,包括9種醛,其中含量較高的5種為十六醛(18.82%)、壬醛(11.67%)、十八醛(4.75%)、己醛(2.54%)、辛醛(2.11%);6種烴類,分別為4-甲基十二烷(1.33%)、十八烷(1.71%)、十七烷(1.15%)、十六烷(1.13%)、十四烷(1.12%)、3,6-二甲基癸烷(1.05%);2種醇,分別為1-正辛醇(1.63%)和異辛醇(1.33%);酮類、酯類、酸類和酚類各1種,分別為1-羥基1-苯基-2-丙酮(8.31%)、甲酸辛酯(1.03%)、正十六烷酸(1.02%)、2,4-二叔丁基酚(1.87%)。

2.2 GC-O分析鑒定結(jié)果

燉煮羊肉SDE提取物AEDA法GC-O分析所得結(jié)果見表2。

表2 GC-O分析燉煮羊肉鑒定出的氣味活性物質(zhì)

Table 2 The aroma-active compounds identified from the stewing lamb by AEDA GC-O

化合物RI嗅聞的氣味特征log2FD定性方式含硫化合物(6種)甲硫醇464臭雞蛋2RI/Odor2-甲基-3-呋喃硫醇846水煮肉2RI/Odor3-(甲硫基)丙醛908煮土豆味16RI/Odor糠硫醇914水煮肉15RI/Odor2-乙?；邕?019烤花生2RI/Odor/MS雙(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚1537烤肉香13RI/Odor含氮雜環(huán)化合物(3種)2，3-二甲基吡嗪869烤花生味13RI/Odor2，6-二甲基吡嗪922米飯味，麥芽6RI/Odor2-乙基-3，5-二甲基吡嗪1084焦香，焦糊味14RI/Odor含氧雜環(huán)化合物(4種)2-戊基呋喃1002青香，果香7RI/Odor/MS香豆素1039青味，甜味，調(diào)料味6RI/Odor5-甲基-2(3H)-呋喃酮1340藥草香0RI/Odor5-乙基-4-羥基-2-甲基-3(2H)-呋喃酮1365棉花糖，甜香3RI/Odor醛類(12種)2-甲基丁醛676可可味，咖啡味4RI/Odor己醛805青草味5RI/Odor/MS庚醛901酸敗味1RI/Odor/MS辛醛1007油脂味，膻味2RI/Odor/MS苯乙醛1046甜味，蜂蜜味，玫瑰香2RI/Odor/MS3-壬烯醛1101青氣，黃瓜味8RI/Odor(Z)-2-壬烯醛1141青氣，黃瓜味10RI/Odor反，順-2，6-壬二烯醛1154黃瓜味4RI/Odor(Z)-2-癸烯醛1248油脂味，青味2RI/Odor/MS順，順-2，4-癸二烯醛1314油膩味4RI/Odor環(huán)氧-2-癸烯醛1379熱塑料，金屬味5RI/Odor12-甲基十三醛1573肉湯味，清香味8RI/Odor酮類(5種)3-羥基-2-丁酮670酸奶味7RI/Odor/MS8-壬烯-2-酮811焦糊味，燒烤味2RI/Odor1-辛烯-3-酮978蘑菇味3RI/Odor2-壬酮1096膻味，奶腥味7RI/Odor/MS十一烷酮1294柑橘香，清新2RI/Odor/MS酯類(5種)己酸甲酯597甜味1RI/Odor乙酸辛酯1147青甜，果甜4RI/Odor辛酸乙酯1197膻味，青氣7RI/Odor戊酸香茅酯1226藥草香，辛香2RI/Odor月桂酸甲酯1510脂香6RI/Odor萜類(3種)γ-桉葉烯1058潮紙板，木香2RI/Odorβ-丁香醇1160苔蘚味，潮霉味8RI/Odor氧化丁香烯1602辛香，茴香，藥草香8RI/Odor其他(3種)鄰氨基苯乙酮1308膻氣，狐臭2RI/Odor香蘭素1404奶香，花香6RI/Odor4-乙基苯酚1844藥草香，刺激5RI/Odor

續(xù)表

注:MS,質(zhì)譜鑒定,匹配度>80的化合物;RI,保留指數(shù)鑒定,與文獻(xiàn)差值在20以內(nèi)的化合物;Odor,根據(jù)化合物氣味特征鑒定,與www.flavornet.org提供氣味特征一致的化合物。

由表2可知,GC-O共嗅聞到了49個(gè)氣味活性區(qū)域,其香氣類型主要為肉香味、青香味、油脂味、奶香味、藥草味、膻味等。將GC-O的結(jié)果與GC-MS結(jié)果進(jìn)行比對,結(jié)合保留指數(shù),將嗅聞的氣味特征與www.flavornet.org和相關(guān)文獻(xiàn)比對,從49個(gè)氣味活性區(qū)域中鑒定出41種物質(zhì),包括含硫化合物6種,含氮雜環(huán)化合物3種,含氧雜環(huán)化合物4種,醛類12種,酮類5種,酯類5種,萜類3種,其他類3種。

圖2 燉煮羊肉SDE提取物鑒定出的重要?dú)馕痘钚晕镔|(zhì)Fig.2 Key aroma-active substances identified in AEDA of GC-O analysis for the SDE extract from the stewing lamb

化合物稀釋因子的高低代表化合物對香氣貢獻(xiàn)程度的大小,稀釋因子越高,對香氣貢獻(xiàn)越大,反之貢獻(xiàn)越小。圖2列出了稀釋因子較高(log2FD≥7)的14種化合物,氣味特征見表2。其中包含脂肪族醛類化合物、含硫化合物、萜類化合物、酮類化合物,酯類化合物和含氧雜環(huán)?？妨虼肌㈦p(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚呈現(xiàn)肉香味,3-壬烯醛、(Z)-2-壬烯醛呈現(xiàn)青氣、黃瓜味,而12-甲基十三醛為肉湯的清香味,2,3-二甲基吡嗪和2-乙基-3,5-二甲基吡嗪分別為烤花生香和焦香味,2-壬酮和辛酸乙酯都有膻味。

3 討論與結(jié)論

肉中的揮發(fā)性化合物種類很多,但只有一小部分具有氣味活性,一般為含硫化合物、雜環(huán)化合物、脂肪族醛類化合物等[10]。GC-MS共鑒定出143種化合物,而在GC-O檢測時(shí)只嗅聞到49個(gè)氣味活性區(qū),鑒定出41種香氣活性物質(zhì)。

雖然大多數(shù)含硫揮發(fā)性物質(zhì)在高濃度時(shí)的氣味令人討厭,但其存在于肉中時(shí)卻呈現(xiàn)令人愉悅的肉香味。本實(shí)驗(yàn)通過GC-MS鑒定出的含硫化合物有1種,而通過GC-O鑒定出的含硫化合物卻有6種。主要是由于含硫化合物的閾值普遍較小,在肉中含量不高,未能達(dá)到儀器的檢測限,因而GC-MS未能檢測到。3-(甲硫基)丙醛(log2FD=16)是本實(shí)驗(yàn)鑒定出的稀釋因子最高的氣味活性化合物,說明其對羊肉香氣貢獻(xiàn)最大。通過甲硫氨酸的Strecker降解,可以產(chǎn)生甲硫醇,而生成的甲硫醇又可以和脂肪氧化降解產(chǎn)生的丙烯醛反應(yīng)生成3-(甲硫基)丙醛。Rota等[11]通過AEDA法,對高壓燉煮羊肉中關(guān)鍵香氣活性物質(zhì)進(jìn)行分析,得到3-(甲硫基)丙醛的FD值為29,也是重要的香氣活性物質(zhì)。Mottram[12]研究表明3-(甲硫基)丙醛在烤牛肉和煎牛肉的香氣中也起到重要作用?？妨虼?log2FD=15)呈現(xiàn)水煮肉的氣味特征,且稀釋因子較大,對燉煮羊肉風(fēng)味有較大貢獻(xiàn)。含硫氨基酸降解會(huì)釋放出硫化氫,美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的糠醛與硫化氫反應(yīng)可生成糠硫醇。Madruga等[13]通過SDE/GC-MS在山羊肉中也鑒定出了糠硫醇的存在。2-甲基-3-呋喃硫醇(log2FD=2)可由半胱氨酸降解產(chǎn)生的硫化氫與核糖脫水產(chǎn)生的5-甲基-4-羥基-3(2H)呋喃酮反應(yīng)形成[14],其二聚物為雙(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚(log2FD=13),它們具有肉香味,且閾值極低。有研究結(jié)果表明,2-甲基-3-呋喃硫醇的閾值為 5～10 ng/kg,雙(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚的閾值是0.02 ng/kg[15]。

GC-MS僅鑒定出一種含氮雜環(huán),且含量較低。GC-O鑒定出了三種,其中2,3-二甲基吡嗪(log2FD=13)呈現(xiàn)出烤花生的氣味特征,2-乙基-3,5-二甲基吡嗪(log2FD=14)則呈現(xiàn)焦香氣息。吡嗪類主要是通過兩分子α-氨基酮聚合并與其它化合物如脂肪醛反應(yīng)形成。Bueno等[22]人利用GC-O法分析烤羊肉香氣活性物質(zhì)時(shí),也檢測到了2-乙基-3,5-二甲基吡嗪的存在。

GC-MS鑒定出的含氧雜環(huán)主要為呋喃類,既可來源于脂肪氧化降解,也可通過Maillard反應(yīng)中的糖降解得到。GC-MS和GC-O共同鑒定出2-戊基呋喃(log2FD=7),它是亞油酸氧化生成的產(chǎn)物。王蒙等[16]通過AEDA/GC-O對豬肉湯風(fēng)味物質(zhì)以及Ma等[17]采用頂空-固相微萃取/氣質(zhì)-聯(lián)機(jī)對牛肉風(fēng)味進(jìn)行分析時(shí)都鑒定出了2-戊基呋喃。GC-MS分析鑒定出的內(nèi)酯化合物含量較高的有γ-壬內(nèi)酯和γ-十二內(nèi)酯,但并未被嗅聞到。GC-O嗅聞到的內(nèi)酯有香豆素(log2FD=6)、5-甲基-2(3H)-呋喃酮(log2FD=0)。羥基脂肪酸酯水解后生成羥基酸,經(jīng)過加熱脫水、環(huán)化生成內(nèi)酯化合物[18]。Watkins等[24]采用SDE法對羊脂揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行分析時(shí)也鑒定出了γ-十二內(nèi)酯。此外,GC-O還嗅聞到了5-乙基-4-羥基-2-甲基-3(2H)-呋喃酮,來源于美拉德反應(yīng)。

醛類物質(zhì)是本實(shí)驗(yàn)GC-MS鑒定結(jié)果中含量最高的一類化合物,共鑒定出27種。在GC-O分析時(shí)也有12種被嗅聞鑒定出來。醛類物質(zhì)多呈現(xiàn)出青香,油脂香的氣味特征。其最主要的來源是脂肪氧化,對羊肉香氣有重要貢獻(xiàn)。支鏈醛一般具有宜人的甜味或水果味,而5～9個(gè)碳原子的醛具有清香、脂香味。本實(shí)驗(yàn)鑒定出的支鏈醛有2-甲基丁醛(log2FD=4)和12-甲基十三醛(log2FD=8)。Madruga等[13]通過SDE/GC-MS分析羊肉揮發(fā)性風(fēng)味成分時(shí)也檢測到了此兩種物質(zhì)的存在,與本實(shí)驗(yàn)一致。3-甲基丁醛可由亮氨酸經(jīng)過Strecker降解產(chǎn)生。己醛(log2FD=5)具有典型的青草氣味特征,是亞油酸氧化的基本產(chǎn)物。高志英等[19]對不同品種羊肉香氣成分進(jìn)行分析時(shí)也鑒定出了己醛。本實(shí)驗(yàn)檢測到的其他醛類主要有辛醛、苯乙醛、3-壬烯醛、(Z)-2-壬烯醛、反,順-2,6-壬二烯醛、(Z)-2-癸烯醛、順,順-2,4-癸二烯醛、環(huán)氧-2-癸烯醛。其中苯乙醛具有蜂蜜和玫瑰花香氣,由苯丙氨酸的Sterecker降解產(chǎn)生[20]。江新業(yè)等[21]利用SDE/GC-O曾從北京烤鴨中檢測到(E)-2-壬烯醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、(E)-2-癸烯醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛的存在。Bueno等[22]利用GC-O-MS對烤羊肉產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了分析,鑒定出了(Z)-2-庚烯醛,2,5-二甲基吡嗪,(Z)-2-癸烯醛,2-丁基-2-辛烯醛,2-乙?；?2-噻唑啉和(E,E)-2,4-癸二烯醛,它們都具有肉香味。

GC-MS鑒定結(jié)果中酮類含量占到11.43%,共鑒定出14種,而GC-O只鑒定出5種。多數(shù)酮類物質(zhì)閾值較高,對風(fēng)味的貢獻(xiàn)不大。但有些酮是形成雜環(huán)化合物的重要中間體,對肉香的形成起著不可忽視的作用[23]。3-羥基-2-丁酮(log2FD=7)具有奶香味,可由糖降解產(chǎn)生。1-辛烯-3-酮(log2FD=3)具有蘑菇味,Watkins[24]指出1-辛烯-3-酮是對羊肉香氣有重要貢獻(xiàn)的化合物之一。

GC-MS鑒定出了十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸和油酸,而GC-O并未嗅聞到酸類。油酸(C18∶1)是羔羊皮下脂肪、肌肉脂肪中最重要的脂肪酸,占總脂肪酸的34.15%～43.75%,十六烷酸(C16∶0)是一種飽和脂肪酸,為羔羊脂肪組織中第二位的脂肪酸,占總脂肪酸的24%[25]。陳海濤等[26]利用SDE/GC-MS分析賈永信臘羊肉揮發(fā)性風(fēng)味成分時(shí)也鑒定出了十六烷酸。長碳鏈脂肪酸的閾值較大,對羊肉風(fēng)味貢獻(xiàn)較小。但其對羊肉風(fēng)味可起到間接作用,因?yàn)樗梢栽谘蛉獾呐胫萍庸み^程中通過氧化裂解產(chǎn)生短碳鏈的醛酮類物質(zhì)。

有研究指出羊肉脂肪中支鏈脂肪酸(BCFA,branched chain fatty acid)對羊肉膻味起重要作用。Nixon 等[27]指出羊肉與其他肉類的不同是含有較大比例的4-甲基辛酸、4-甲基壬酸等甲基支鏈脂肪酸,在其他動(dòng)物肉中并未檢測到支鏈脂肪酸。羊肉的脂肪酸受到瘤胃微生物代謝的影響,不同年齡,品種及飼養(yǎng)方式都會(huì)使其脂肪酸組成存在差異,這可能是本實(shí)驗(yàn)未檢測到這兩種甲基支鏈脂肪酸的原因,但GC-MS檢測到了大量壬酸的存在。

GC-MS鑒定出了10種酯,但總含量并不高。GC-O結(jié)果中稀釋因子較高的酯類化合物有辛酸乙酯(log2FD=7)、乙酸辛酯(log2FD=4)和月桂酸甲酯(log2FD=6)。通過脂肪氧化降解產(chǎn)生的醇、酸發(fā)生酯化反應(yīng)得到酯,酯主要呈現(xiàn)水果的甜香味。

萜類物質(zhì)中,GC-MS僅鑒定出了α-金合歡烯,但GC-O并未嗅聞到。通過GC-O鑒定出了β-丁香醇(log2FD=8)、氧化丁香烯(log2FD=8),且稀釋因子較大,說明對羊肉風(fēng)味有一定貢獻(xiàn)。植物中的葉綠素在反芻類動(dòng)物的瘤胃中被微生物分解是萜類化合物的一個(gè)主要來源。高志英等[19]對生鮮羊肉進(jìn)行香氣分析時(shí)也鑒定出了氧化丁香烯。

GC-MS檢測到的酚類物質(zhì)為2,4-二叔丁基酚、2,6-二叔丁基對甲苯酚,但GC-O并未檢測到。嗅聞到的酚類化合物為4-乙基苯酚(log2FD=5)。烷基酚類可由二萜類物質(zhì)作為前體產(chǎn)生。酚類化合物對羊肉膻味有貢獻(xiàn),存在于脂肪中的揮發(fā)性烷基苯酚對羊肉風(fēng)味貢獻(xiàn)大于其他物種[28]。Almela等[29]人通過SPME/GC-MS對羊肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析時(shí),也檢測到了烷基酚類的存在。

GC-O分析還鑒定出了鄰氨基苯乙酮(log2FD=2),但GC-MS并未檢測到。雖然稀釋因子并不高,但其具有羊肉特有的膻味,因此可能是羊肉中特有的風(fēng)味物質(zhì)。Rota等[11]曾在生羊肉中檢測到了鄰氨基苯乙酮的存在,并發(fā)現(xiàn)羊肉經(jīng)過烹飪加工后,其稀釋因子顯著增加。

此外,GC-MS檢測到了大量烴類和少量長鏈脂肪酰胺的存在,這些化合物具有較高的氣味閾值,GC-O并未嗅聞到,對肉香味的貢獻(xiàn)很小。

不同種動(dòng)物肉脂肪酸組成不同,導(dǎo)致肉風(fēng)味存在差別。將本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與王蒙等[16]燉煮豬肉香氣的分析結(jié)果進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)燉煮羊肉GC-O中鑒定出的12-甲基十三醛在燉煮豬肉中并未發(fā)現(xiàn)。12-甲基十三醛一般在反芻動(dòng)物瘤胃中產(chǎn)生,并以縮醛磷脂的形式被反芻動(dòng)物吸收。本實(shí)驗(yàn)檢測到該香氣物質(zhì)的FD值較大,對羊肉特征風(fēng)味有較大貢獻(xiàn)。此外,本實(shí)驗(yàn)燉煮羊肉香氣物質(zhì)中包含萜類,而在燉煮豬肉香氣物質(zhì)中沒有,推斷是因?yàn)檠蚴鞘巢菪詣?dòng)物,其植物性飼料中含有較多的萜類化合物造成。

總之,通過SDE提取、GC-MS、AEDA/GC-O分析,共鑒定出142種揮發(fā)性成分,41種香氣活性物質(zhì),其中3-(甲硫基)丙醛,糠硫醇,2-乙基-3,5-二甲基吡嗪,雙(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚,2,3-二甲基吡嗪,(Z)-2-壬烯醛,3-壬烯醛,12-甲基十三醛,β-丁香醇,氧化丁香烯,辛酸乙酯,2-壬酮,3-羥基-2-丁酮,2-戊基呋喃等14種化合物具有較高的稀釋因子(log2FD≥7),認(rèn)為是關(guān)鍵香氣成分。尤其鑒定出的12-甲基十三醛,對燉煮羊肉的特征香氣有較大貢獻(xiàn)。

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Characterization of the aroma compounds from stewing lamb

ZHAO Meng-yao,ZHAO Jian,HOU Li,LIANG Jing-jing,CAO Chang-chun,WANG Meng,XIE Jian-chun*

(Beijing Advanced Innovation Center for Food Nutrition and Human Health,Beijing Laboratory for Food Quality and Safety,Beijing Technology and Business University,Beijing 100048,China)

Thearomacompoundsfromstewinglambwereanalyzed.Simultaneousdistillationandsolventextraction(SDE)wasemployedwhilethelambwasstewing.Theextractswereanalyzedbygaschromatographyandmassspectrometry(GC-MS)aswellasGCandOlfactometry(GC-O)inthedetectionofaromaextractdilutionanalysis(AEDA).Atotalof142volatilecompoundswereidentifiedinGC-MSbysearchofNIST2014massspectralibraryandthecomparisonofretentionindexwiththoseintheliteratures.Theidentificationsincludedaldehydes,ketones,alcohols,esters,carboxylicacids,sulfurcompounds,nitrogenheterocycle,oxygenheterocycleandhydrocarbons,amongwhichtheamountsofaldehydeswerethehighest.Thecompoundsofhighpercentagesofpeakareaswerehexadecanal(18.82%),nonanal(11.67%),octadecanal(4.75%),hexanal(2.54%),octanal(2.11%),etc. 41aroma-activecompoundswereidentifiedinGC-OanalysisbythecomparisonwithresultsofGC-MS,andtheirretentionindices,andodorcharacteristicswithreportedinliteratures.Thoseofhighflavordilutionfactors(log2FD≥7)were3-(methylthio)-propanal,furfurylmercaptan,2-ethyl-3,5-dimethylpyrazine,bis-(2-methyl-3-furyl)disulfide,2,3-dimethylpyrazine,(Z)-2-nonenal,3-nonenal,12-methyltridecanaletc.,whichwereconsideredasthekeyaroma-activecompoundsofthestewinglamb.

simultaneousdistillationandsolventextraction;aromaextractdilutionanalysis;stewinglamb;aroma-activecompound;meatflavor

2016-04-05

趙夢瑤(1992-)，女，碩士研究生，研究方向:食品風(fēng)味化學(xué)，E-mail：Jasmine1117@126.com。

*通訊作者:謝建春(1967-)，女，博士，教授，研究方向:天然香味物質(zhì)的分析分離，熱反應(yīng)肉味香精制備，E-mail：xjchun@th.btbu.edu.cn。

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(31371838；31171755；31671895)。

TS207.3

A

1002-0306(2016)19-0284-10

10.13386/j.issn1002-0306.2016.19.047