北京清真酱牛肉挥发性风味化合物的研究

臧明伍，王 宇，韩 凯，乔晓玲

(中国肉类食品综合研究中心，北京100068)

北京清真酱牛肉挥发性风味化合物的研究

臧明伍，王 宇，韩 凯，乔晓玲*

(中国肉类食品综合研究中心，北京100068)

采用顶空固相微萃取气相色谱－质谱法(HS－SPME－GC－MS)，分析检测了北京清真酱牛肉的挥发性风味成分，共鉴定出78种风味化合物，包括醛类(13种)、酮类(6种)、烃类(22种)、酯类(7种)、醚类(4种)、醇类(8种)、含氮含硫及杂环化合物(18种)。所鉴定的化合物主要是脂肪氧化降解产物和香辛料挥发成分，醛类、萜烯类、醚类、含氮含硫及杂环化合物可能是构成北京清真酱牛肉风味的重要挥发性物质。

清真，酱牛肉，香味，固相微萃取，气相色谱－质谱法

Abstract:Volatile flavor compounds of traditional Chinese Beijing moslemic braised beef with soy sauce were analyzed by headspace solid phase microextraction(HS－SPME)combined with GC－MS.Results indicated that total 78 volatile flavor compounds were identified including aldehydes(13kinds)，ketones(6kinds)，hydrocarbons(22kinds)，esters(7kinds)，ethers(4kinds)，alcohols(8kinds)，nitrogenous compounds，sulfurated compounds and heterocyclic compounds(18kinds).The major volatiles identified were degradation products of fatty acids and volatile compounds from spice.Results showed that the important flavor compounds contributed to Beijing moslemic braised beef with soy sauce were possibly some aldehydes，terpenes，ethers，nitrogenous compounds，sulfurated compounds and heterocyclic compounds.

Key words:moslemic;braised beef with soy sauce;volatile flavor;SPME;GC－MS

酱牛肉是我国具有代表性的传统肉制品，其特色是重用黄酱和香辛料，原料肉经预煮后再用香辛料和调味料加水煮制。酱牛肉产品酥软，风味浓郁，长久以来深受消费者的喜爱。根据不同的风味可分成几个分支，文献记载的具有代表性的酱牛肉产品主要有:北京酱牛肉、北京清真酱牛肉、香港酱牛肉、天津酱牛肉、天津南味酱牛肉、上海酱牛肉和赤峰酱牛肉［1］。其中北京清真酱牛肉风味独特，产品相对稳定，自清代以来，经久不衰。固相微萃取(Solid Phase Microextraction，SPME)集采样、萃取、浓缩、进样于一体，已经广泛应用于肉制品挥发性风味化合物的分析检测，在国内外的研究中都有大量报道［2－7］。刘源等采用固相微萃取对南京酱牛肉风味进行了初步研究［2］，其他有关顶空固相微萃取法研究酱牛肉风味鲜有报道。本文采用顶空固相微萃取(HS－SPME)技术和气质联用技术(GC－MS)提取检测北京清真酱牛肉的挥发性风味成分，分析鉴定了挥发性风味物质，为确定主体香味成分以及稳定产品风味、改进生产工艺提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

原料肉 市售牛肩肉，五丰福成食品有限公司;辅料 食盐、白糖、酱油、白酒、味精、干黄酱、冰糖、黄酒(以上均为市售优质品)、香辛料、水等。

手动 SPME进样器、75μm CAR/PDMS萃取头 美国Supelco公司;GC－MS气相色谱－质谱联用仪 QP2010型，日本岛津公司;电子天平，夹层锅，低温冷藏柜，真空包装机等。

1.2 实验方法

1.2.1 北京清真酱牛肉制备工艺 原料解冻→修整→分割→浸泡→预煮→煮制→冷却→包装→二次杀菌→冷藏

操作要点:原料采用水解冻，解冻至中心温度－2～4℃后进入下道工序;100℃预煮30min;95℃煮制3h;自然冷却;85℃水浴加热20min，进行二次杀菌。检查包装无漏气，入库冷藏。

1.2.2 样品制备 样品制备采用顶空－固相微萃取法，将酱牛肉切碎，取样品10g置于20mL密封顶空样品瓶，60℃ 下恒温 1h。将经老化的 50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取头插入到样品瓶中，推出纤维头，注意不要使萃取头碰到肉样。在60℃吸附60min［8－9］，随后抽回纤维头，从样品瓶上拔出萃取头，将萃取头插入气相色谱仪，推出萃取头，于250℃解吸10min，抽回纤维头后拔出萃取头，同时启动仪器采集数据。实验设3个重复。

1.2.3 色谱条件 色谱柱:DB－5MS石英毛细管柱(30m ×0.25mm ×0.25μm);进样口温度:250℃;进样方式:无分流(保持1min)进样;升温程序:起始柱温40℃，保持3min，以5℃/min升至150℃，保留1min;再以 15℃/min升至 270℃，保留 1min，检测温度270℃。载 气 (He)纯 度 ≥ 99.999%，流 速1.50mL/min。

1.2.4 质谱条件 电子轰击(EI)离子源;电子能量70eV;接口温度250℃;离子源温度230℃;溶剂延迟:1.5min;检测器电压:1.2kV;扫描质量范围:30～400m/z。

1.2.5 定性定量方法 定性:化合物经计算机检索同时与NIST27和NIST147数据库相匹配，仅报道匹配度和纯度大于800(最大值1000)的化合物。定量:相对百分含量按峰面积归一化法计算。

2 结果与分析

用HS－SPME－GC－MS法分析检测北京清真酱牛肉挥发性化合物的总离子流(见图1)，挥发性风味组分及其相对含量见表1和图2。由表1和图2可知，在本研究中北京清真酱牛肉中共检出78种挥发性化合物，占总峰面积的95.03%。其中醛类13种，占总峰面积的13.19%;酮类6种，占总峰面积的3.07%;烃类22种，占总峰面积的37.68%;酯类7种，占总峰面积的1.86%;醚类4种，占总峰面积的12.32%;醇类8种，占总峰面积的9.62%;含氮含硫及杂环化合物18种，占总峰面积的4.57%。由实验结果可以看出，在北京清真酱牛肉挥发性化合物中鉴定出来的主要是脂质氧化和降解产物如醛类、酮类、烃类、酯类、醇类和呋喃类化合物，以及香辛料的挥发成分如萜烯类香料和醚类化合物。

图1 北京清真酱牛肉挥发性化合物总离子流图

图2 北京清真酱牛肉挥发性化合物种类及相对含量

3 讨论

肉类风味的主要前体物质主要可以分为两大类:水溶性成分(氨基酸、肽类、碳水化合物、核苷酸、硫胺素等)和脂质。产生挥发性风味物质的主要反应是氨基酸和还原糖之间的美拉德反应和脂质的热降解［10］。

表1 北京清真酱牛肉挥发性化合物HS－SPME－GC－MS分析

续表

续表

肉类风味中的醛主要来源于脂质氧化和降解，斯特雷克尔氨基酸反应也是其重要来源之一。醛的阈值一般很低，具有脂肪香味，是肉品香味的主要构成部分［11］。几种斯特雷克尔氨基酸反应醛是已知的熟牛肉的香味成分，如乙醛(来自丙氨酸)、甲基丙醛(来自缬氨酸)、2－甲基丁醛(来自异亮氨酸)、3－甲基丁醛(来自亮氨酸)、苯乙醛(来自苯丙氨酸)和甲硫醛，它们很容易分解为甲基硫醇、二甲基硫、二甲基二硫和丙烯醛(来自蛋氨酸)。高含量的低分子量醛类物质与牛肉的风味强度有关，特别是带支链的醛类。本研究中共检测出13种醛类物质，这些醛在国外同类研究中已有报道，其中值得注意的是3－甲基丁醛、正己醛和癸醛。具有支链的3－甲基丁醛来自亮氨酸的斯特雷克尔氨基酸反应［10］;正己醛具有清香青草气味，来自 ω－6 不饱和脂肪酸［12－13］;癸醛具有甜橙和橘子香气［14］。

脂质氧化和降解的另一主要产物是酮。羰基化合物对形成肉风味也极为重要，许多学者指出不同风味间的差异主要来自羰基化合物的定性定量差异［15］。本研究中共检测出6种酮类物质，其中羟基丙酮和3－羟基－2－丁酮含量较多。这两种化合物也有可能是美拉德反应第二阶段中二羰基和羟基羰基碎裂作用的产物［10］。

烃类(除萜烯类化合物)来源于脂肪酸烷氧自由基的均裂，如辛烷、乙苯和邻二甲苯等。醇类来源于脂肪的氧化降解，醇和脂肪酸缩合形成酯。一般认为，除内酯和硫酯以外的酯阈值较高，酯类以油香气息占主导。本研究中检测出较多的烃类、醇类以及酯类，但烃类(除萜烯类化合物)、醇类和酯类等香味阈值较高，对牛肉香气贡献不大。但部分化合物是形成杂环化合物的重要中间体，对形成肉香具有不可忽视的基底作用［15］。

本研究检出10种萜烯类化合物，这与酱牛肉煮制过程中添加的多种香辛料有密切关系。这些萜烯类化合物气味强烈，呈味阈值较低［16］，可能对北京清真酱牛肉的风味有重要贡献。α－水芹烯、α－蒎烯、莰烯、β－蒎烯、β－月桂烯、α－水芹烯、4－蒈烯、D－苧烯、水化梨松烯、石竹烯等是酱牛肉加工过程中添加的辅料如肉豆蔻、生姜、大料、肉桂、花椒、丁香和砂仁等的挥发性成分。肉豆蔻挥发性成分含有α－蒎烯、莰烯和4－蒈烯等;生姜挥发性成分中含莰烯;大料挥发性成分含α－蒎烯、β－蒎烯、α－水芹烯、D－苧烯等，大料是酱牛肉的主要香辛料;肉桂挥发性成分含α－蒎烯、莰烯、β－蒎烯、D－苧烯等;花椒挥发性成分含α－水芹烯、D－苧烯;白芷挥发性成分含石竹烯;砂仁挥发性成分含α－蒎烯、莰烯、β－蒎烯、4－蒈烯、D－苧烯等［17］。

本研究中检出4种醚类，其中茴香脑是八角茴香、大茴香、小茴香的主要成分，具有茴香气，并带甜味，也是产生酱香的主要物质，而浓郁丰富的香辛料风味正是酱牛肉特色之一。可以判断，它对北京清真酱牛肉特征风味作用很大，具有相当的代表性［18］。

含氮含硫及杂环化合物阈值较低，是肉品最重要的风味呈味物［19］。它们来源于氨基酸和还原糖之间的美拉德反应、氨基酸(如脯氨酸)的热解及硫胺素的热解，多数具有肉香味。本研究在北京清真酱牛肉中检出的含氮含硫及杂环化合物共18种。其中二甲基二硫化合物、2－戊基呋喃、二甲基三硫化合物为主要成分。含硫化合物是含硫氨基酸热降解产生的，如二甲基二硫化合物是由半胱氨酸降解产生的，二甲基三硫化合物是由蛋氨酸降解产生的，这些含硫直链化合物是葱属植物的特征嗅感物。2－戊基呋喃是亚油酸氧化产物［16］，阈值相对较低(大约为4ppb)，具有蔬菜芳香，作为肉品脂质氧化的指标物可能对肉品的整体风味作用巨大。

4 结论

4.1 采用HS－SPME－GC－MS在北京清真酱牛肉中共鉴定出78种风味化合物，其中醛类13种、酮类6种、烃类22种、酯类7种、醚类4种、醇类8种、含氮含硫及杂环化合物18种。

4.2 脂肪氧化降解产物醛类和香辛料挥发成分萜烯类、醚类以及含硫含氮化合物及杂环化合物是北京清真酱牛肉中鉴定出的主要挥发性风味化合物，可能对其特征风味贡献巨大。其中茴香脑是北京清真酱牛肉具有代表性的特征风味。北京清真酱牛肉中挥发性化合物对成品风味特征的贡献，有待于进一步全面细致的研究。

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Study on volatile flavor compounds of Beijing moslemic braised beef with soy sauce

ZANG Ming－wu，WANG Yu，HAN Kai，QIAO Xiao－ling*
(China Meat Research Center，Beijing 100068，China)

TS251.1

A

1002－0306(2010)08－0070－05

2009－07－02 *通讯联系人

臧明伍(1981－)，男，硕士，工程师，研究方向:肉品科学和加工技术。

国家科技部“十一五”科技支撑计划项目(2008BAD91B01)。