不同烹饪方式下新疆羊肉香气成分的检测

彭小丽，李开雄，唐明翔，卢士玲，李晓芳，董晓婉，马艳梅

（石河子大学食品学院，新疆石河子832000）

新疆畜牧业生产区远离工业污染，相对独立的生态区域为牲畜疫病防治提供了天然屏障，使新疆羊肉生产具有无污染、无公害、纯天然的优势。新疆特色羊肉制品肉鲜、味正，风味独特，享誉海内外。闻名全国的新疆烤羊肉串、烤全羊生产过程的风味控制主要以经验为主，均一性差，缺乏稳定的标准。目前，从各种羊肉及其制品中已发现羊肉的挥发性成分有300余种，构成羊肉香气的主要成分包括羧酸类、醛类、酚类以及部分杂环化合物[1-5]，这些香气成分的含量虽然很低，但由于嗅觉阈值较低，对羊肉及其系列产品特征风味的形成起到了决定作用（见表1）。

表1 羊肉制品呈香的主要化合物[4，6]Table 1 The main compounds of aroma in meat products

本文通过检测油炒、煮、烤三种热处理方式下新疆羊肉中的挥发性成分，比较了顶空-固相微萃取法和静态顶空法的香气提取效率，分析出不同烹饪方式下新疆羊肉香气中稳定的特征主体成分。为进一步深入研究新疆羊肉特色风味形成机理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

福临门清油、新鲜羊肉（哈萨克羊）、分析天平（Sartorius BS210S型）、HH-42快速恒温数显水箱、烤箱（MG17AC-000AC）、冰箱、岛津气相色谱仪GC-14C、固相微萃取柱 SPME（100 μm PDMS、75 μm CARPDMS、美国Supelco公司）。

1.2 方法

1.2.1 香气提取方法—静态顶空固相微萃取法

顶空固相微萃取条件：固相微萃取头（75 μm，CAR-PDMS）在250℃下老化30 min。将老化的固相微萃取头（萃取头类型见表2），置于样品之上萃取30 min后取出，进行气相色谱分析[15]，萃取头在样品气化室250℃下解吸5 min。

表2 固相微萃取头类型Table 2 The type of Solid Phase Micro Extraction

1.2.2 气相色谱分析条件

DM-wax（30 m×0.25 mm×0.25 μm，Agilent）毛细管色谱柱；载气（N2）流速1.0 mL/min；升温程序：柱箱初始温度40℃，以10℃/min升至180℃，再以3℃/min升至240℃，保持10 min。

1.2.3 原料肉加工方法

精选新鲜羊腿肉，（1）水煮羊肉加工：将羊肉切成长条，加水煮30 min即可。煮沸后肉汤透明澄清，脂肪团聚于表面，具特有香味。注意：水煮的时间不宜太长，长时间蒸煮，会使肉蛋白显著分解，产生硫化氢。（2）油炒羊肉：羊肉切成薄片，不添加任何香辛料，保证风味物质来源的单一性。将锅内倒入少量植物油，加热油至发烟点（200℃左右），再将羊肉倒入锅内，不停翻炒至锅内大部分自由水分蒸发，起锅，保证样品的油溶性为主的基质条件。（3）烤羊肉：切成厚1 cm肉片，放入烤箱托盘，调节底火120℃，面火100℃，烘烤30 min左右，色泽焦黄，有肉香味即可。准确称取3.0 g每种烹饪加工好的样品均迅速加入15 mL的顶空瓶中，样品体积占顶空瓶的1/3，密封水浴30 min，温度为60℃[7-14]。

2 结果分析

分别对不同热处理下羊肉进行分析测定，每种样品均采用顶空固相微萃取法提取香气后进行气相色谱分析（3种热处理使用的水、植物油、烤箱中的热空气空白谱图均视为背景，在数据处理过程中已扣除相应的信号峰）。

2.1 固相微萃取萃取头的确定

不同萃取头提取水煮羊肉香气后气相色谱分析的结果，（代表性的谱图见图1，图2）。根据有效检出峰数目、峰面积来评价萃取效果（见表 3、表 4），75 μm，CAR-PDMS萃取的成分数目比100μm，PDMS的多，且峰强度高，原因在于PDMS萃取头为非极性的，主要萃取小分子非挥发性物质；CAR-PDMS萃取头为双极性，萃取范围比PDMS广。该两种萃取头提取方法各成分的保留时间RSD均在10%，重现性很好；但峰面积RSD在10%以内的有效检出PDMS方法8个物质峰中只有6个，其余的峰面积RSD值接近10%；PDMS提取的10个物质峰中有8个有效峰。因此，实验最终采用固相微萃取头（75 μm，CAR-PDMS）的顶空固相微萃取法的检测数据进行统计分析。结果如下。

2.2 不同加工方式下羊肉香气成分的确定及其主次含量比较分析

分别对不同热处理的羊肉进行分析测定，每种样品均分别采用静态顶空法与顶空固相微萃取法提取香气后进行气相色谱分析。各处理均重复3次。

图1 75μm CAR-PDMS羊肉中香气成分气相色谱谱图Fig.1 The GC chromatogram of the aroma components of water cooked mutton which detected by 75 μm CAR-PDMS

图2 100 μm PDMS羊肉中香气成分气相色谱谱图Fig.2 The GC chromatogram of the aroma components of water cooked mutton which detected by 100 μm PDMS

表3 水煮羊肉不同萃取头提取方法结果Table 3 The Results of different extraction fibers method with water cooked mutton

表4 不同固相微萃取提取方法比较Table 4 Comparied with different extraction fibers

2.2.1 油炒羊肉中香气成分的确定及其主次含量比较分析

油炒羊肉香气成分（代表性谱图见图3），偏差分析结果（见表5）。油炒羊肉的9种主要香气组分的GC分析结果，3个平行样品之间，有8种组分含量的相对标准偏差均小于10%，分析结果重现性很好，该8种主体香气成分的相对含量数据可靠，确定为有效香气成分。由方差结果可知，油炒羊肉中的8种有效香气成分的峰面积差异显著，F值637.668（P﹤0.01）。

图3 75 μm CAR-PDMS油炒羊肉中香气成分气相色谱谱图Fig.3 The GC chromatogram of the aroma components of fried mutton which detected by 75 μm CAR-PDMS

表5 油炒羊肉中香气成分偏差分析Table 5 Error analysis of the characteristic aroma components on fried mutton

2.2.2 水煮羊肉香气成分的确定及其主次含量比较分析

水煮羊肉香气成分（代表性谱图见图4）。偏差分析结果（见表6），水煮羊肉的8种主要香气组分的GC分析结果，3个平行样品之间，有8种组分含量的相对标准偏差均小于10%，分析结果重现性很好，该8种主体香气成分的相对含量数据可靠，确定为有效香气成分。水煮羊肉中的8种有效香气成分的峰面积差异显著，F 值为 246.752（P﹤0.01）。

表6 水煮羊肉香气成分偏差分析Table 6 Error analysis of the characteristic aroma components on water cooked mutton

图4 75 μm CAR-PDMS水煮羊肉中香气成分气相色谱谱图Fig.4 The GC chromatogram of the aroma components of water cooked mutton which detected by 75 μm CAR-PDMS

2.2.3 烤制羊肉中香气成分的确定及其主次含量比较分析

烤制羊肉香气成分（代表性谱图见图5）。偏差分析结果（见表7），烤制羊肉的8种主要香气组分的GC分析结果，3个平行样品之间，有8种组分含量的相对标准偏差均小于10%，该分析结果重现性很好，该8种主体香气成分的相对含量数据可靠，则确定为该8种香气成分为有效香气成分。烤制羊肉中的8种有效香气成分的峰面积差异显著，F值为2166.154（P﹤0.01）。

图5 75 μm CAR-PDMS烤制羊肉中香气成分气相色谱谱图Fig.5 The GC chromatogram of the aroma components of roasted mutton which detected by 75 μm CAR-PDMS

表7 烤制羊肉中香气成分偏差分析Table 7 Error analysis of the characteristic aroma components on roasted mutton

2.3 公共成分分析

根据相同保留时间，选取3种热处理方式下所共有的有效香气组分（共有8种），进行二因素有重复方差分析。由方差结果知：保留时间为3.669的香气组分1的F值为1 523.056；香气组分2的F值为141.977；组分3的F值为156.743；组分4的F值为466.282；组分5的F值为1 494.752；组分6的F值为556.695；组分7的F值为184.952；组分8的F值为466.282（以上组分的 P＜0.01）。

8种不同香气组分在不同热处理下的显著性比较（见表8）。油炒羊肉中组分12.746、13.986为主要特征香气组分。水煮羊肉中组分 7.252、9.881、12.995、16.023为主要特征香气组分。烤制羊肉中组分3.669、12.995为特征香气组分。

表8 不同热处理羊肉相同香气组分方差分析Table 8 Analysis of variance of the same characteristic aroma components on mutton

3 结论

顶空固相微萃取法是选择性吸附，因萃取头的极性的差异，会导致提取成分的组成比例失真于样品顶空的组分比例。静态顶空法将顶空饱和气体直接进样，理论上保持了样品顶空气体的原有组成比例，但通过重复检测的比较发现，平行进样的对应峰的保留时间重复性好，但峰面积的相对标准偏差较高，半数组分达到20%以上。分析其原因，虽然气密性进样器采取了抽取样品前后的同步保温措施，但香气成分在抽取、进样的过程中在进样器壁发生冷凝还是无法完全避免，不同成分因沸点的差异而冷凝损失不同，加之顶空直接进样的气体浓度远低于顶空固相微萃取法的富集浓度，冷凝损失的相对误差会变大。

通过共有的8种香气组分的显著性分析知：油炒羊肉中组分12.746、13.986为特征香气组分。水煮羊肉中组分 7.252、9.881、12.995、16.023 为特征香气组分。烤制羊肉中组分3.669、12.995为特征香气组分。

热处理过程中，没有加入香辛料，因此，以上检测的香气成分均源自羊肉组织。从气相色谱保留时间与组分沸点高低的关系可知，油炒羊肉的主体香气成分偏向于较高沸点组分，而水煮与烤制羊肉的主体香气偏向集中于中低沸点范围的组分。

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