发酵剂对熏马肠挥发性风味化合物的影响*

韩鲜娜，卢士玲，李开雄，李宝坤，王庆玲

(石河子大学食品学院，新疆 石河子，832000)

风味是发酵香肠重要的质量指标，在其形成过程中由于微生物和环境因素的共同作用，引起肉中糖、脂肪和蛋白质的降解，会产生多种挥发性的有机化合物，其中一些主要的化合物为烃、醛、酮、醇、酯、羧酸、含硫化合物、呋喃、吡啶、吡咯、吡嗪等，它们共同构成了香肠的特征芳香气味。这些化合物的产生途径各不相同，绝大多数挥发性化合物来源于不饱和脂肪酸的化学或酶促氧化反应，以及氧化产物与蛋白质降解产物如多肽及游离氨基酸的进一步作用，另一部分挥发性化合物是通过游离氨基酸Strecker 降解途径和美拉德反应产生［1］。这些风味物质种类和数量的不同最终决定了产品的感官品质［2］。

熏马肠是新疆传统发酵肉制品，因其风味独特而深受消费者喜爱，这源于其在加工过程中经过了复杂了物理化学和生物化学变化，但新疆熏马肠由于受传统工艺和自然发酵的制约，存在产品质量不稳定，保质期短等缺点。据报道，Berdagué 等［3］采用3 种乳酸菌和3 种葡萄球菌混合发酵剂生产干发酵香肠，研究菌种对香肠风味物质的影响，鉴定出78 种物质，包括烃、酮、醛、醇、羧酸、含氯化合物、吡嗪、呋喃以及挥发性氨等物质。Johansson 等［4］对接种木糖葡萄球菌和戊糖片球菌的发酵香肠中挥发性成分进行了分析，鉴定出88 种物质，其中萜类占52%、含硫化合物占20%，其他物质占23%。本研究采用木糖葡萄球菌和清酒乳杆菌混合商业菌种发酵加工熏马肠，研究该发酵剂对熏马肠挥发性风味物质的影响，为肉制品发酵剂的选择和新疆熏马肠风味物质的研究及品质的控制提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原辅材料

新鲜马肉(瘦肥比为8∶2)，食盐，白糖，亚硝酸钠，花椒粉，姜粉，味精等香辛料。

1.1.2 菌种

商业混合发酵剂SM-194(清酒乳杆菌和木糖葡萄球菌)，购于科汉森生物制剂有限公司。

1.1.3 仪器设备

KBF720 恒温恒湿培养箱，德国Binder 公司;气相色谱-质谱联用仪(GC-MS);搅拌捣磨仪(GM200，Retsch 公司)。

1.2 试验方法

1.2.1 熏马肠制作的主要工艺及要点

原料肉处理→切丁→配料→腌制(4℃，24 h)→接种→灌肠→发酵(24℃，RH90% ～95%，2d) →烟熏液处理( 室温，0.5 ～1h ) →成熟(18℃，RH85%～88%，5d;14℃，RH80% ～82%，4d ;12℃，RH70%～75%，17d) →成品

本试验共分为2 组，第1 组为空白组，不接种发酵剂，第2 组为发酵剂组，发酵剂组接种量为106cfu/g。分别在第0、11、28 天取样，置于－20℃冷冻保藏，以备挥发性风味物质的测定。

1.2.2 挥发性化合物的富集［5－6］

将样品用搅拌捣磨仪绞碎，称取6 g 于SPME 顶空萃取瓶中，在60℃条件下用SPME 萃取头萃取静态顶空中挥发性化合物40 min，然后在气质联用仪的气相色谱进样口于250 ℃解吸2 min，用于GC-MS分析检测。

1.2.3 GC-MS 条件［5－6］

气相色谱条件:载气为He，进样口温度为250℃，采用分流进样模式，流速为1 mL/min，起始温度40℃，保持3 min，然后以5℃/min 升温至130℃，再以8℃/min 升温到200℃，最后以12℃/min 的速度升温至250℃，保持7 min。

质谱条件:GC 与MS 接口温度为250℃，离子源温度为200℃，电离方式为EI，电子能量70eV，扫描质量范围33 ～500amu，电子检测器进行检测，检测电压350V。

1.2.4 挥发性成分定性定量方法

GC-MS 分析图谱经计算机和人工把每个峰同时与NIST library 和Wiley Library 相配匹检索定性，匹配度和纯度大于800(最大值1 000)作为鉴定结果。化合物定量:按峰面积归一化法计算相对百分含量。

2 结果与分析

熏马肠成熟过程中，由于微生物和环境因素的共同作用，引起熏马肠中的糖、脂肪和蛋白质的降解，产生挥发性的有机化合物，如醛、酮、醇、酯等。这些风味化合物种类和含量的不同最终决定了产品的感官风味品质［2，7］。本研究采用HS-SPME-GC-MS 对加工时间分别为0、11、28 d 的熏马肠中挥发性风味物质进行检测，得到挥发性风味成分的总离子图，如图1、图2(a 和b)、图3(A 和B)所示，每种化合物的相对百分含量，见表1。

图1 0d 熏马肠中挥发性风味物质的总离子流图Fig.1 Total ion current chromatogram of flavor compounds in 0d smoked horse sausages

图2 11d 熏马肠中挥发性风味物质的总离子流图(a 代表空白样品，b 代表发酵剂样品)Fig.2 Total ion current chromatogram of flavor compounds in 11d smoked horse sausages

图3 成熟28d 的熏马肠中挥发性风味物质的总离子流图(A 代表空白样品，B 代表发酵剂样品)Fig.3 Total ion current chromatogram of flavor compounds in 28d smoked horse sausages

表1 熏马肠加工过程中挥发性风味物质的GC-MS 分析结果Table 1 GC-MS analysis result of volatile flavor compounds during the processing of smoked horse sausages

续表1

续表1

续表1

从熏马肠加工过程中3 个采样点5 个样品中共鉴定出的化合物(SI 在800 以上)109 种(如表1)，其中3 种为含硅化合物，可能为SPME 吸附头及GC 毛细管柱涂层脱落所致［8］。得到鉴定的化合物中(含硅化合物除外)包括18 种烃、14 种醇、10 种酯、7 种酸、12 种醛、9 种酮、13 种酚、5 种呋喃、5 种含氮化合物和13 种其他化合物。发酵成熟的熏马肠制品中主要的风味物质有醇，酸，酮，酚等。其中醇主要有3，7-二甲基-1，6-辛二烯-3-醇、(R)-4-甲基-1-(1-甲基乙基)-3-环己烯-1-醇、2，3-丁二醇等;酸主要有乙酸等;酮主要有2，3-丁二酮、2，3-二甲基-2-环戊烯-1-酮、2-甲基-2-环戊烯-1-酮等;酚主要有2-甲氧基苯酚、2-甲氧基-5-甲基苯酚、苯酚、4-甲基苯酚等;另外，1-甲氧基-4-(1-丙烯基)苯是熏马肠中重要的风味化合物，含量很高，在整个加工过程中所占比例高达12.61%～26.42%。

在不同的加工阶段，熏马肠中鉴定得到的化合物数量及含量都在不断发生变化。从各时期样品得到的化合物数量上看，第28 天熏马肠中的挥发性化合物种类最多，0 天熏马肠中的化合物最少。5 个样品中鉴定的挥发性化合物的数量依次为41 种(0d)、47种(11d 空白)、47 种(11d 发酵剂)、50 种(28d 空白)、58 种(28d 发酵剂)。在熏马肠成熟制品中，发酵剂组酯类、酸类、醛类、呋喃类、含氮化合物类及其它类中的化合物均比空白组多。空白组和发酵剂组中的3-蒈烯、可巴烯、石竹烯、D-柠檬油精和甲基胡椒酚含量都很高，主要来自于熏马肠中添加的胡椒，它们对熏马肠的风味组成有重要作用［9］。还有一些物质只在添加发酵剂的熏马肠中检测到，包括(ñ)-2，6，6-三甲基双环［3.1.1］庚-2-烯、D-柠檬油精、三甲基亚甲基双环十一碳烯、壬醛、十六醛、3-甲基-2-戊酮、苯乙酮、2-甲氧基-5-甲基苯酚、甲基胡椒酚、N，N'-二苯甲酸基庚二胺、亚硝基甲烷、2-巯基嘧啶-N-氧化物，这些物质体现了所添加发酵剂对熏马肠风味成分的贡献。

检测发现，熏马肠中烃类物质种类很多，含量却不高，同时由于烃类物质呈味阈值较高，一般认为对风味贡献不大［10］。硫化物是含硫氨基酸如蛋氨酸、半胱氨酸等通过Strecker 降解形成二甲基硫化物、二甲基二硫化物和二甲基三硫化物等，这些物质呈味阈值很低，是肉品风味的重要贡献者［11］。

发酵剂组熏马肠挥发性成分中醇类和酚类含量较高，占总成分的46.93%，其中以2，3-丁二醇，2-甲氧基-4-甲基苯酚和具有丁香风味的2-甲氧基苯酚含量最高，而空白组中以酮类和酚类为主，其中以2-甲氧基苯酚，2-甲氧基-5-甲基苯酚和具有奶油香味的2，3-丁二酮含量最高。另外1-甲氧基-4-(1-丙烯基)苯在空白组和发酵剂组中分别占26.61% 和26.42%。在鉴定出的挥发性物质中，羧酸、醛、酮、含氮化合物、呋喃对熏马肠的风味有促进作用，但过高含量的丁酸和丙酸会有损熏马肠的风味［5］。酯类和烃类物质对风味的贡献作用较弱。最终产品具有的清香，并带有果香酸味，可能是复合菌株共同作用形成了熏马肠的独特风味。

目前国内外许多学者对发酵肉制品风味物质进行了研究，由于发酵风味受菌种、发酵条件、原料、添加物和检测方法的不同等因素的影响较大，鉴定出的风味物质只是众多风味物质中的一部分。发酵香肠成熟过程中，脂肪氧化链式反应能够产生许多次级氧化产物，其中对发酵香肠产生重要负面影响的是醛类物质。3 个碳原子和4 个碳原子的醛具有强烈的刺激性风味，中等相对分子质量的醛(5 ～9 个碳原子)具有清香、油香、酯香和牛酯香风味，而较高相对分子质量的醛则具有柑橘或橘子皮的风味［12］，支链醛赋予肉制品以愉快的甜味或水果味特征［13］。而本实验鉴定出的主要醛类物质介于5 ～16 个碳原子之间，有中等相对分子质量和较高相对分子质量的醛，赋予熏马肠清香、酯香和柑橘等的风味。

3 结论

(1)新疆熏马肠在成熟后共检测出挥发性风味化合物106 种，包括烃类、醇类、酯类、酸类、醛类、酮类、酚类、呋喃类、含氮类等化合物，主要为烃类、醇类、酸类、酮类和酚类等。

(2)空白组和发酵剂组熏马肠中挥发性风味物质的种类和含量存在着一定的差别。发酵剂组成品熏马肠中酯类、酸类、醛类、呋喃类、含氮化合物类及其他类中的化合物种类均比空白组多。发酵剂组熏马肠挥发性成分中醇类和酚类含量较高，占总成分的46.93%，其中以2，3-丁二醇，2-甲氧基-4-甲基苯酚和具有丁香风味的2-甲氧基苯酚含量最高，而空白组中以酮类和酚类为主，其中以2-甲氧基苯酚，2-甲氧基-5-甲基苯酚和具有奶油香味的2，3-丁二酮含量最高。

(3)2，6，6-三甲基双环［3.1.1］庚-2-烯、D-柠檬油精、三甲基亚甲基双环十一碳烯、壬醛、十六醛、3-甲基-2-戊酮、苯乙酮、2-甲氧基-5-甲基苯酚、甲基胡椒酚、N，N'-二苯甲酸基庚二胺、亚硝基甲烷、2-巯基嘧啶-N-氧化物等这些物质只在添加发酵剂的熏马肠中检测到，这体现了所添加发酵剂对熏马肠风味成分的贡献。

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