基于電子鼻和電子舌對(duì)不同煙熏方式培根中的香氣成分分析比較

劉奇付,邵換崢,吳曉宗

(1.漯河食品職業(yè)學(xué)院 信息工程系,河南 漯河 462300;2.鄭州輕工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,鄭州 450001)

培根是由畜肉經(jīng)過(guò)腌制、滾揉、干燥、蒸煮和煙熏之后制成的肉類產(chǎn)品[1-2],深受全世界消費(fèi)者的喜愛(ài)[3]。根據(jù)肉的種類將培根分為鴨肉培根、雞肉培根和豬肉培根[4-5]。根據(jù)培根的生熟度,將培根分為生培根、半熟培根和熟培根[6]。目前,培根被廣泛應(yīng)用于餐飲和家庭,具有特殊的煙熏風(fēng)味[7]。

木熏工藝是將食品放于密閉空間內(nèi),通過(guò)燃燒木材產(chǎn)生煙氣對(duì)食品進(jìn)行熏制,得到的食品色、香、味俱全[8]。我國(guó)傳統(tǒng)的煙熏工藝是將肉類產(chǎn)品煮熟之后再進(jìn)行煙熏,該方法能夠延長(zhǎng)食品的儲(chǔ)藏時(shí)間[9],使得食物具有特殊的煙熏風(fēng)味。在熏烤過(guò)程中,肉制品表面脂肪被氧化,產(chǎn)生脂肪香味的同時(shí),也能抑制微生物繁殖[10]。液熏法是通過(guò)煙熏液的方式對(duì)食品進(jìn)行熏制,具有著色、增強(qiáng)香味和抑制微生物生長(zhǎng)等功效[11-12]。紙熏法是將肉類產(chǎn)品用煙熏紙進(jìn)行包裹,再對(duì)肉類產(chǎn)品進(jìn)行熏制,該方法與液熏法效果接近,目前尚未投入大規(guī)模使用[13]。

揮發(fā)性成分是肉類產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)價(jià)的重要因素之一[14],大量的研究結(jié)果表明,肉類產(chǎn)品中揮發(fā)性成分超過(guò)300種,這些揮發(fā)性成分構(gòu)成了肉類產(chǎn)品獨(dú)特的風(fēng)味[15]。培根的風(fēng)味主要來(lái)源于煙熏工藝、脂肪氧化、蛋白質(zhì)水解和美拉德反應(yīng)等,各種各樣的揮發(fā)性成分賦予了培根特殊的風(fēng)味[16]。

本試驗(yàn)通過(guò)利用電子鼻、電子舌、固相微萃取和感官評(píng)價(jià)等多種方式,比較了木熏法、紙熏法和液熏法3種加工工藝對(duì)培根的感官評(píng)分、揮發(fā)性成分和氨基酸含量的影響,旨在為培根產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試劑

煙熏液:上海樂(lè)香生物科技有限公司;豬背脊肉:當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場(chǎng);果木:當(dāng)?shù)啬静慕灰资袌?chǎng)。

1.2 試驗(yàn)儀器

電子天平 福州華志科學(xué)儀器有限公司;真空泵 浙江真空設(shè)備集團(tuán)有限公司;低溫離心機(jī) 湘儀集團(tuán);電子鼻系統(tǒng) 昆山新宏赫包裝機(jī)械有限公司;電子舌系統(tǒng) 上海瑞玢國(guó)際貿(mào)易有限公司;氨基酸自動(dòng)分析儀 日本Hitachi公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 培根煙熏加工工藝

1.3.1.1 木熏法加工工藝

取250 g豬背脊肉,先腌制20 min,放入機(jī)器中滾揉7 h,再將肉通過(guò)灌裝機(jī)灌裝壓模,在爐溫為70 ℃的條件下蒸煮2 h,放入溫度為65 ℃的恒溫箱中干燥1 h,之后在60 ℃的條件下熏蒸20 min,完成后將其速凍切片即可[17]。

1.3.1.2 紙熏法和液熏法加工工藝

紙熏法和液熏法的操作步驟和木熏法接近,只是熏制方式存在差異,紙熏法用涂有煙熏液的紙張包裹進(jìn)行熏制;液熏法直接用煙熏液進(jìn)行熏制。

1.3.2 揮發(fā)性成分測(cè)定

使用固相微萃取法對(duì)培根中的揮發(fā)性成分進(jìn)行測(cè)定,根據(jù)參考文獻(xiàn)[18]進(jìn)行操作。

1.3.3 氨基酸測(cè)定

氨基酸的測(cè)定使用氨基酸自動(dòng)分析儀[19],操作流程根據(jù)商家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

1.3.4 電子鼻揮發(fā)性成分測(cè)定和分析

用電子天平稱取2.0 g的培根樣品,放于10 mL的電子鼻頂空設(shè)備中,蓋上蓋子進(jìn)行分析,每組樣品做3次平行試驗(yàn),用平均值進(jìn)行分析。

1.3.5 電子舌揮發(fā)性成分測(cè)定和分析

用電子天平稱取10 g培根樣品,加入100 mL去離子水,使用電磁攪拌器進(jìn)行攪拌,將上清液取出之后進(jìn)行抽濾,將抽濾得到的樣品放入100 mL的電子舌燒杯中進(jìn)行測(cè)定,每組樣品做3次平行試驗(yàn),用平均值進(jìn)行分析。

2 結(jié)果和討論

2.1 不同煙熏方式培根樣品的感官評(píng)價(jià)分析

從培根的回味、顏色、氣味、組織狀態(tài)和滋味5個(gè)方面對(duì)3種煙熏方式的培根樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。感官評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 3種煙熏方式培根樣品的感官評(píng)分Fig.1 Sensory scores of bacon samples processed by three smoking methods

由圖1可知,木熏法獲得的培根組織狀態(tài)、滋味和氣味評(píng)分均高于紙熏法和液熏法;紙熏法加工的培根回味評(píng)分更高;3種煙熏方式加工的培根顏色評(píng)分接近。

2.2 3種煙熏方式對(duì)培根中揮發(fā)性風(fēng)味成分的影響

揮發(fā)性風(fēng)味成分直接影響培根的感官評(píng)分。培根中的風(fēng)味成分主要來(lái)源于加工工藝、蛋白質(zhì)水解、維生素降解和美拉德反應(yīng)等。木熏法、紙熏法和液熏法3種加工工藝的培根中揮發(fā)性成分見(jiàn)表1。

表1 3種煙熏方式的培根中揮發(fā)性風(fēng)味成分比較Table 1 Comparison of volatile flavor components in bacon processed by three smoking methods

由表1可知,木熏法、紙熏法和液熏法加工的培根中揮發(fā)性風(fēng)味成分分別為30,31,23種,分別占檢出總揮發(fā)性成分的83.4%、86.1%、63.9%,含量分別為1 317.87,1 250.87,2 493.65 μg/kg,采用木熏法和紙熏法加工的培根中揮發(fā)性成分種類多于液熏法加工的培根,而采用液熏法加工的培根中揮發(fā)性成分的含量明顯高于木熏法和紙熏法。

煙熏肉中的酚類成分由煙熏加工工藝產(chǎn)生,大部分酚類揮發(fā)性物質(zhì)都具有煙熏味,如苯酚和愈創(chuàng)木酚。由表1可知,木熏法、紙熏法和液熏法加工方式的培根中檢測(cè)出的酚類物質(zhì)分別為7,8,5種,含量分別為249.40,318.81,122.55 μg/kg。木熏法、紙熏法和液熏法3種加工方式的培根中共有的酚類物質(zhì)有5種;木熏法、紙熏法兩種加工方式的培根中酚類成分接近;3種加工工藝的培根中共檢出酚類物質(zhì)8種,其中愈創(chuàng)木酚的含量和OAV最高,說(shuō)明愈創(chuàng)木酚對(duì)培根的煙熏香味的貢獻(xiàn)較大。

酮類揮發(fā)性成分由美拉德反應(yīng)產(chǎn)生,木熏法、紙熏法和液熏法3種加工方式的培根中酮類成分分別為4,4,1種,含量分別為62.34,108.18,62.23 μg/kg。丁酮是3種加工工藝培根中共有的酮類物質(zhì),OAV小于1,說(shuō)明該物質(zhì)對(duì)3種方式加工的培根香氣成分的貢獻(xiàn)度低。

醇類物質(zhì)由糖類物質(zhì)降解和脂肪氧化產(chǎn)生,碳鏈較短的醇類物質(zhì)對(duì)香氣的貢獻(xiàn)值較低,隨著碳鏈長(zhǎng)度不斷增加,醇類物質(zhì)慢慢展現(xiàn)出水果味和脂肪香味。木熏法、紙熏法和液熏法3種加工方式的培根中醇類物質(zhì)分別為4,5,3種,含量分別為52.94,106.84,114.9 μg/kg。3種加工方式培根中共有的醇類物質(zhì)是乙醇,所有醇類物質(zhì)的OAV均小于1,說(shuō)明醇類物質(zhì)對(duì)培根中香氣成分的貢獻(xiàn)小。

烷烴類物質(zhì)通過(guò)脂肪氧化和脂肪降解產(chǎn)生,木熏法、紙熏法和液熏法3種加工方式的培根中一共有4種烷烴類物質(zhì),分別是正辛烷、甲基庚烷、α-蒎烯和β-蒎烯,其中紙熏法中的α-蒎烯OAV為1.22,木熏法和液熏法中的β-蒎烯OAV為1.65和5.13,說(shuō)明烷烴類成分對(duì)培根中香氣的貢獻(xiàn)值較大。

2.3 3種煙熏方式培根中揮發(fā)性風(fēng)味主體成分分析

不同煙熏方式培根中的揮發(fā)性風(fēng)味主體成分見(jiàn)表2,一般認(rèn)為OAV≥1的風(fēng)味化合物為主體化合物,0.1≤OAV<1的風(fēng)味化合物為修飾類風(fēng)味成分,OAV<0.1的風(fēng)味化合物為潛在風(fēng)味物質(zhì)。

表2 3種煙熏方式的培根中揮發(fā)性風(fēng)味主體成分分析Table 2 Analysis of main volatile flavor components in bacon processed by three smoking methods

由表2可知,木熏法、紙熏法和液熏法3種加工方式的培根中主體風(fēng)味化合物分別為12,8,10種,修飾類風(fēng)味化合物分別為3,8,4種;潛在風(fēng)味化合物分別為9,4,7種。木熏法和液熏法兩種加工方式的培根中主體風(fēng)味化合物種類和含量接近。

2.4 3種煙熏方式培根樣品的電子鼻分析

通過(guò)電子鼻對(duì)3種不同煙熏方式的培根樣品進(jìn)行分析,以主成分1為橫坐標(biāo),主成分2為縱坐標(biāo),建立二維圖,見(jiàn)圖2。

圖2 電子鼻法對(duì)3種煙熏方式培根的主成分分析Fig.2 Principal component analysis of bacon processed by three smoking methods by electronic nose method

由圖2可知,主成分1的貢獻(xiàn)率為92.13%,主成分2的貢獻(xiàn)率為5.11%,主成分1的貢獻(xiàn)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于主成分2,而主成分2的貢獻(xiàn)率低。主成分1和主成分2的總貢獻(xiàn)率為97.24%,說(shuō)明主成分1和主成分2包含了3種煙熏方式培根中大部分化合物信息,能夠代表培根整體信息。液熏法和木熏法中的培根風(fēng)味物質(zhì)接近。木熏法、紙熏法和液熏法3種加工方式的培根中大部分風(fēng)味成分相互重疊,風(fēng)味接近,采用電子鼻的方式難以將它們進(jìn)行有效區(qū)域劃分。

2.5 3種煙熏方式的培根中游離氨基酸的分析

采用氨基酸自動(dòng)分析儀對(duì)3種煙熏方式培根中的游離氨基酸含量進(jìn)行分析,結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 3種樣品中游離氨基酸含量的測(cè)定和分析Table 3 Determination and analysis of free amino acid content in three samples mg/100 g

由表3可知,木熏法、紙熏法和液熏法3種煙熏方式加工的培根中均檢測(cè)出15種氨基酸,含量分別為178.71,216.88,172.8 mg/100 g。3種加工方式的培根中谷氨酸和脯氨酸含量都很高,氨基酸種類和含量差異小,說(shuō)明不同加工工藝對(duì)培根中氨基酸含量的影響較小。

2.6 3種煙熏方式培根樣品的電子舌分析

通過(guò)電子舌方式對(duì)3種不同加工工藝的培根進(jìn)行分析,以主成分1為橫坐標(biāo),主成分2為縱坐標(biāo),建立二維圖,見(jiàn)圖3。

圖3 3種煙熏方式培根的電子舌分析Fig.3 Electronic tongue analysis of bacon processed bythree smoking methods

由圖3可知,主成分1的貢獻(xiàn)率為-82.312%,主成分2的貢獻(xiàn)率為-7.225%,主成分1和主成分2的累計(jì)貢獻(xiàn)率為-89.537%,表明主成分1和主成分2已經(jīng)包含培根中大部分的風(fēng)味成分,能夠代表培根整體信息。3種煙熏方式的培根揮發(fā)性成分種類和含量相似,采用該方法不能有效劃分不同煙熏方式的培根。

3 小結(jié)

木熏法、紙熏法和液熏法3種煙熏方式加工的培根在感官評(píng)分、氣味和味道方面差異較小。采用傳統(tǒng)木熏方式加工的培根中揮發(fā)性成分種類最多,其次是紙熏法,含量最低的是液熏法。木熏法和液熏法的主體風(fēng)味化合物接近,木熏法包含主體風(fēng)味化合物12種,液熏法包含主體風(fēng)味化合物10種。從整體來(lái)看,采用木熏法和液熏法加工的培根中揮發(fā)性成分非常相似,采用電子鼻和電子舌不能有效劃分區(qū)域。從氨基酸種類和含量來(lái)分析,3種煙熏方式加工的培根氨基酸含量和種類接近,差異不顯著。