復(fù)合微生物菌種對風(fēng)干兔的揮發(fā)性風(fēng)味成分的影響

白婷,李曉燕，侯薄,陳林，王衛(wèi)

(成都大學(xué)肉類加工四川省重點實驗室，成都 610106)

兔肉因具有高蛋白低脂肪的特點而深受消費者的喜愛，兔肉經(jīng)過清洗、腌制、風(fēng)干后制作而成的風(fēng)干兔作為典型的傳統(tǒng)腌臘制品，其加工主要集中于家庭式和作坊式，不能保證產(chǎn)品品質(zhì)，并且依賴于一定的環(huán)境條件，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，從而限制了其產(chǎn)量和市場影響力。隨著食品加工技術(shù)的進步，機械化、規(guī)?；妥詣踊募庸し绞皆跐M足食品生產(chǎn)規(guī)范要求的同時又能使保持傳統(tǒng)特殊風(fēng)味的產(chǎn)品更能滿足現(xiàn)代消費者的需求。兔肉的高蛋白環(huán)境利于微生物的生長，通過有益微生物菌種的添加來抑制有害菌的生長，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量已成為近年來研究的熱點[1]。王新惠、劉洋等[2，3]也通過添加微生物發(fā)酵劑，在提升傳統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量和安全性上進行了富有成效的探討，但對基于微生物對傳統(tǒng)腌臘產(chǎn)品風(fēng)味影響機制尚不明確。本研究在使用自控風(fēng)干技術(shù)加工風(fēng)干兔的工藝條件下，利用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜儀分析產(chǎn)品的揮發(fā)性風(fēng)味成分，探討微生物菌種的添加對產(chǎn)品揮發(fā)性風(fēng)味化合物的影響，為新型發(fā)酵風(fēng)干兔的加工提供了理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗設(shè)置和微生物菌發(fā)酵劑

發(fā)酵組：添加SM-194；對照組：不添加發(fā)酵劑；

選用德國CHR HANSEN公司提供的商業(yè)復(fù)合發(fā)酵菌，按照發(fā)酵劑產(chǎn)品使用要求添加：SM-194：Pediococcuspentosaceus，Lactobacillussake，Staphylococcusxylose，Staphylococcuscarnosus，Debaryomyceshansenii(戊糖片球菌、清酒乳桿菌、木糖葡萄球菌、肉葡萄球菌、漢遜德巴利酵母)。

1.1.2 主要儀器與設(shè)備

7890B-5977A型氣質(zhì)聯(lián)用儀，HP-5MS UI 色譜柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)，PAL RSI 85 CTC多功能自動進樣器(含SPEM進樣器) 美國Agilent公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭 美國Suplelco公司；真空滾揉機 杭州嘉興艾博實業(yè)有限公司。

1.2 產(chǎn)品配方及工藝

1.2.1 原輔料及配方

白條兔(四川省哈哥兔業(yè)有限公司提供)。其他調(diào)料按肉重計，食鹽4%，味精0.1%，復(fù)合磷酸鹽0.2%，蔗糖1.5%， 葡萄糖0.5%，亞硝酸鈉(NaNO2) 0.005%， D-異抗壞血酸鈉0.08%，白酒1%，冰水1%，混合香料1.2%。

1.2.2 加工工藝

原料肉→修整→滾揉(4 ℃，12 r/min)→腌制(4 ℃，24 h)→風(fēng)干(12 ℃，風(fēng)速5 m/s，7天)→真空包裝后冷藏。

1.3 揮發(fā)性風(fēng)味成分的分析

1.3.1 揮發(fā)性風(fēng)味成分萃取

準(zhǔn)確稱取3.0 g粉粹均勻的樣品，放入15 mL頂空瓶中密封，70 ℃水浴平衡2 h后放入樣品盤，設(shè)置CTC自動進樣器條件如下：萃取溫度60 ℃，萃取時間30 min，解吸時間5 min。

1.3.2 GC-MS條件

GC條件：HP-5MS UI色譜柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；壓力32.0 kPa；流速1.0 mL/min；載氣為He，不分流進樣；進樣口溫度250 ℃；升溫程序：起始溫度70 ℃，保持2 min，以3 ℃/min升至100 ℃，保持2 min，再以5 ℃/min升至130 ℃，保持3 min，再以5 ℃/min升至160 ℃，保持2 min，再以8 ℃/min升至200 ℃,保持5 min。

MS條件：電子電離源；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃，四級桿溫度150 ℃；檢測器電壓350 V；質(zhì)量掃描范圍(m/z)：35～500。

1.3.3 定性與定量

定性：對化合物進行分析時，將得到的數(shù)據(jù)在儀器的NIST 14.L譜庫中進行檢索和匹配，選擇匹配度高于80%的物質(zhì)。

定量：對總離子流量色譜圖用峰面積歸一化定量，得出各組分的相對含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 風(fēng)味成分比較

SPME-GC-MS分析檢測風(fēng)干兔揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的總離子流色譜圖見圖1，揮發(fā)性風(fēng)味化合物成分和相對含量見表1。

圖1 風(fēng)干兔SPME-GC-MS總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of air-dried rabbits by SPME-GC-MS

表1 風(fēng)干兔揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)GC-MS分析結(jié)果Table 1 The volatile flavor compounds in two samples of air-dried rabbits

續(xù) 表

續(xù) 表

注：“-”表示未檢出。

由表1可知，可定性定量的成分總計60種，其中發(fā)酵組測定出45種揮發(fā)性物質(zhì)，主要為醛類(21種)，其次是酯類(6種)、酸類(6種)、醇類(4種)、酮類(2種)、烷烴和呋喃等其他成分(6種)。對照組測定出34種揮發(fā)性成分，依次為醛類(13種)、酯類(8種)、醇類(4種)、酸類(2種)、酮類(1種)、烷烴和呋喃等其他成分(6種)。

由圖1和表1可知，接種微生物菌種的處理組揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類和含量均高于對照組。通過SPEM方法提取并由GC-MS分析2組樣品一共得到60種揮發(fā)性化合物，主要為醛類(24種)、酯類(10種)、醇類和酸類(各7種)、酮類(3種)、烷烴和呋喃等其他成分(9種)，其中共有成分18種。由于混合微生物菌種的使用，發(fā)酵組揮發(fā)性風(fēng)味化合物的成分和相對含量與對照組相比都發(fā)生了明顯的變化。發(fā)酵組中接種的木糖葡萄球菌能促進蛋白質(zhì)分解為氨基酸等風(fēng)味前體物質(zhì)，進一步生成更多的風(fēng)味成分[4]。發(fā)酵組的主要揮發(fā)性風(fēng)味成分是壬醛(17%)、己醛(15.26%)、辛醛(7.95%)、2-十一烯醛(6.72%)、反式-2-癸烯醛(6.19%)、2-戊基呋喃(3.53%)等，對照組的主要揮發(fā)性風(fēng)味成分是十六醛(19.95%)、壬醛(18.18%)、己醛(7.89%)、苯甲醛(4.87%)、癸酸乙酯(2.71%)等，且都以醛類物質(zhì)居多。

2.2 風(fēng)味特征分析

對風(fēng)干兔所檢測到的揮發(fā)性風(fēng)味化合物歸類分析，見表2。

表2 風(fēng)干兔揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)歸類分析Table 2 Classification of volatile flavor compounds of air-dried rabbits

2組中醛類物質(zhì)檢出種類和含量最高，分別達到21種(73.14%)和13種(59.57)，分別占總揮發(fā)性化合物種類的46.7%和41.2%，說明醛類是風(fēng)干兔最主要的特征性風(fēng)味化合物，這與王珺和陳康等的研究中認(rèn)為醛類是兔肉主要的風(fēng)味化合物的結(jié)論一致[5,6]。

醇類化合物除了來自不飽和脂肪酸的氧化，也可由醛類和酮類在醇還原酶的作用下形成[7]。對照組和發(fā)酵組檢出的醇類都為4種，相對含量分別為6.49%和4.6%，其中共有成分1-辛烯-3-醇的含量分別達到1.79%和2.62%，該物質(zhì)具有類似蘑菇的香氣[8]。2組樣品中檢測到的醇類主要為直鏈醇，隨著碳鏈的增長，其風(fēng)味增強，其中不飽和醇(1-辛烯-3-醇、(Z)-2-辛烯-1-醇、(2E,4E)-2,4-癸二烯醇)的閾值相對較低，對肉品風(fēng)味具有主要貢獻作用。

醛類物質(zhì)主要來自不飽和脂肪酸的氧化降解，其中2組中共有且含量較高的為己醛、庚醛、苯甲醛、壬醛和十六醛，這同相關(guān)學(xué)者的研究結(jié)論一致。己醛普遍存在于各種肉類產(chǎn)品中，是揮發(fā)性成分的主要化合物，被認(rèn)為是正常的氧化過程性指標(biāo)[9]。苯甲醛具有令人愉快的杏仁香、水果香，可能來自氨基酸的Strecker降解反應(yīng)[10]。壬醛具有青草味、油脂味和橙子、玫瑰香氣。發(fā)酵組中醛類的主體風(fēng)味成分包括己醛、辛醛、壬醛、反-2-癸烯醛和2-十一烯醛，占總含量的53.12%，對照組中包括己醛、壬醛、苯甲醛和十六醛，占總成分含量的50.89%。發(fā)酵組中特有辛醛是油酸氧化的產(chǎn)物，具有檸檬味等果香味，3-甲基丁醛具有干乳酪香味和麥芽味[11，12]，該物質(zhì)與肉葡萄球菌的存在有關(guān)[13，14]，2-十一烯醛天然存在于燉雞肉、燉牛肉中。發(fā)酵組中還檢測到較多的短鏈脂肪醛，其中反-2-辛烯醛、反-2-壬烯醛、反-2-癸烯醛和(E,E)-2，4-壬二烯醛等具有較高的FD值，是關(guān)鍵的香氣物質(zhì)[15]。2組中還檢測到不同含量的十二醛、十四醛、十五醛和十六醛等高分子醛類，這些長鏈飽和醛都具有特殊的芳香氣味[16]，它們對香味的主要作用是可以作為低分子鏈烷烴和烯屬烴的前體物質(zhì)，而不是香味的主要貢獻者[17]。

酸類化合物主要來自脂肪的水解氧化，由于兔肉屬于低脂肪的產(chǎn)品，通常兔肉中酸類物質(zhì)檢出較少，本試驗中檢出酸類化合物7種，相對含量都較低，并且主要是C12以上的高分子質(zhì)量長鏈酸(4種)，對肉類的風(fēng)味貢獻較小[18]。發(fā)酵組(7種，1.57%)的種類和含量高于對照組(2種，0.89%)，發(fā)酵組中特有的乙酸從發(fā)酵途徑中釋放出來，主要是由于具有攻擊長鏈脂肪酸的肉葡萄球菌的脂解活性[19]，而2個樣品中均檢測到的棕櫚酸是由十六烷酸甲酯酶分解而來。

酯類化合物主要來源于脂類化合物和醇類的酯化反應(yīng)，酯量取決于它們的前體物質(zhì)醇和酸的含量，2組樣品共檢出14種酯類化合物，發(fā)酵組6種(3.02%)，對照組8種(10.78%)，對照樣品中含量較高的甲酸辛酯、癸酸乙酯、棕櫚酸乙酯和十四酸乙酯常用于香料香精中，所以推測這幾種物質(zhì)可能來源于混合香辛料，而發(fā)酵組未檢出可能是微生物菌種的作用促進了這些物質(zhì)的進一步反應(yīng)。酯類主要具有水果香味，氣味閾值低[20]，決定其對風(fēng)干兔的風(fēng)味具有一定的貢獻作用。

酮類化合物檢出的只有3種，含量也較低，并且2組樣品無共有酮類存在，對照組的醛類物質(zhì)少，所以其酮類物質(zhì)也低于發(fā)酵組，王珺等研究表明在兔肉中檢出的酮類物質(zhì)少且含量低。發(fā)酵組中1,3-二甲基環(huán)戊酮主要來自微生物的作用，對照組檢出的苯乙酮可能來自香辛料的使用，但酮類化合物的閾值一般低于其同分異構(gòu)體的醛類，所以對風(fēng)干兔風(fēng)味的貢獻不及醛類。

其他烷烴、醚類等化合物檢出9種，烴類物質(zhì)一般閾值較高，對兔肉風(fēng)味貢獻作用不大。發(fā)酵組和對照組的2-戊基呋喃含量分別達到3.53%和1.92%,該物質(zhì)具有杏仁味和蔬菜芳香，其閾值較低，對兔肉的風(fēng)味具有較大的貢獻作用。

3 結(jié)論

采用SPME-GC-MS技術(shù)檢測到風(fēng)干兔的揮發(fā)性風(fēng)味化合物共60種，主要包括醇類、醛類、酯類、酸類、酮類、烴類及呋喃類，其中醛類化合物所占比例最高，是風(fēng)干兔主要的風(fēng)味化合物，其次是酯類、醇類、酸類和烴類，酮類和呋喃類所占比例最少。風(fēng)干兔中揮發(fā)性風(fēng)味化合物含量較高的物質(zhì)有1-辛烯-3-醇、己醛、庚醛、苯甲醛、壬醛、辛醛、反式-2-癸烯醛、2-十一烯醛、十六醛、2-戊基呋喃和癸酸乙酯等。

接種微生物發(fā)酵菌種的風(fēng)干兔中揮發(fā)性風(fēng)味化合物種類和相對含量都高于對照組。2組樣品中揮發(fā)性風(fēng)味化合物的差異使風(fēng)干兔表現(xiàn)出不同的風(fēng)味特性，發(fā)酵組中對風(fēng)味貢獻較大的醛類、酸類和酮類物質(zhì)相對含量高于對照組，其特有的幾種醛類和酸類物質(zhì)都與微生物作用有關(guān)，說明微生物菌種對風(fēng)干兔的風(fēng)味具有一定的促進作用。