微波杀菌对卤鹅挥发性风味成分的影响研究

李 星,布丽君,张晓春,解华东,钟正泽(重庆市畜牧科学院,农业部养猪重点实验室,养猪科学重庆市市级重点实验室,重庆 402460)



微波杀菌对卤鹅挥发性风味成分的影响研究

李 星,布丽君,张晓春,解华东*,钟正泽
(重庆市畜牧科学院,农业部养猪重点实验室,养猪科学重庆市市级重点实验室,重庆 402460)

为了探讨微波杀菌技术对卤鹅挥发性香气成分的影响,采用固相微萃取-气质联用技术研究了微波杀菌前后卤鹅挥发性风味化合物的变化情况。结果显示:微波杀菌前共检出38种主要挥发性风味化合物,杀菌后检出40种。其中醛类、酮类、烷烃类、烯烃类、芳香烃、酯类、醇类、羧酸和醚是卤鹅主要的挥发性风味成分,其中醛类化合物的含量最高。微波杀菌后醛类种类减少了1种,总含量减少了9.5%;酮类种类增加了1种,相对含量减少0.78%;芳香烃类种类增加1种,总含量增加了5.74%;羧酸类种类增加1种,总含量增加了4.14%;其它类化合物种类不变,含量变化小于1%;微波杀菌增加了卤鹅肉的特征风味化合物种类,对卤鹅风味改善起积极作用。

微波杀菌,卤鹅,挥发性风味化合物,相微萃取-气相色谱-质谱

卤鹅是重庆荣昌具有地方特色的卤制品,目前荣昌卤鹅的生产销售仍以传统的作坊式生产、门店式销售为主。卤鹅的卫生状况令人堪忧[1-2],为了延长卤鹅保质期,扩大销售范围,必须对卤鹅进行杀菌处理。传统的热杀菌技术对肉质破坏非常大,杀菌后肉质软烂,影响产品品质[3-4]。而微波杀菌具有热作用时间短、升温速度快、加热均匀、能耗小、品质破坏少等特点[5-6]。在达到同样的杀菌效果时,微波杀菌能很好地保持产品原有的物性、口感和营养[7]。本项目组采用微波杀菌新技术对卤鹅进行杀菌,可使卤鹅的保质期延长至3个月[8-10]。但是微波杀菌技术对卤鹅肉挥发性风味的影响情况,需要进一步研究。

固相微萃取(solid phase micro-extraction,SPME)是一种比较成熟的样品前处理技术,与传统提取技术相比,其优点在于不需有机溶剂,灵敏度高、成本低、所需样品量少,操作简单、方便快捷,现已广泛应用于提取食品基质中挥发性和半挥发性化合物[11-13]。国内关于鹅肉挥发性风味的研究较少,辛柏福等报道了原料鹅肉中的挥发性成分[14];成坚等分析了水煮鹅肉汤的挥发性风味成分等[15];徐为民等研究了风鹅加工过程中挥发性风味成分的变化规律[16];胡玉娇等研究了泡椒鹅肉中挥发性风味物质[17],而关于卤鹅肉的挥发性风味以及微波杀菌对卤鹅肉挥发性风味的影响未见报道。本文采用固相微萃取-气质联用技术分析卤鹅肉中的挥发性风味成分以及微波杀菌对卤鹅肉挥发性风味成分的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

卤鹅 购于重庆市荣昌区陈老五卤白鹅有限公司。

DTDZ500B/2型真空包装机 沈阳东泰机械制造有限公司;YQ2G-03型微波杀菌机 南京永青食品保鲜科技发展有限公司;2010型气相色谱-质谱联用仪 日本岛津公司;DB-5MS型色谱柱 美国Agilent公司;手动SPME进样器、50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头 美国Supelco公司;萃取瓶 美国Perkinelmer公司;FA2004型电子天平 上海精天电子仪器厂;HH-2型数显恒温水浴锅 常州澳华仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 原料的处理 对照组:将卤鹅(5只)左胸肉连皮整块取下进行真空包装,并作为对照样储藏于0～4 ℃冰箱中待用。实验组:剩余卤鹅每只单独真空包装后分别以微波频率2450 MHz、微波功率670 W、杀菌温度95 ℃、杀菌时间9 min的条件进行微波杀菌[18]。杀菌后冷却至室温,取下右胸皮肉,进行真空包装,作为实验组储藏于0～4 ℃冰箱待用。24 h后同时检测对照组与实验组样品。

1.2.2 挥发性风味物质的测定

1.2.2.1 顶空固相微萃取方法 将冰箱中冷藏的样品取出后在室温环境下(23～28 ℃)迅速斩拌成0.3～0.5 mm的肉糜,准确称取3.0 g肉糜,装入15 mL顶空瓶中并用聚四氟乙烯瓶盖密封,置于室温平衡30 min后将50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头插入样品瓶中顶空部位,于60 ℃恒温吸附45 min,然后将萃取头从顶空瓶中拔出并迅速插入GC-MS进样口,在250 ℃下解吸5 min,同时启动仪器采集数据。

1.2.2.2 GC/MS设置条件 GC条件:进样口温度:250.0 ℃;进样方式:不分流;流量控制方式:线速度;柱流量:1.0 mL/min;升温程序:起始温度40 ℃,保持4 min,以5 ℃/min升至75 ℃,保持1 min;然后以3 ℃/min升至100 ℃,再以7 ℃/min升至230 ℃,保持5 min。

MS条件:电子电离源(EI);电子能量70 eV;离子源温度230 ℃;接口温度250 ℃;检测器电压830 eV;质量扫描范围35～350 u。

1.2.2.3 定性定量方法 将得到的数据通过GC-MS所带的NIST 08和NIST 08s谱图库对结果进行检索,同时通过正构烷烃标样计算出各色谱峰的保留指数RI,并将RI与文献中的保留指数RIL比对进行确认,利用峰面积归一化法进行定量分析,计算出各化学成分在卤鹅挥发性风味物质中的相对含量。

1.2.2.4 相对气味活度值(ROAV)的计算方法 本文参考刘登勇等的方法来计算相对气味活度值(ROAV)[19],其计算公式如下:

式(1)

式中,C%是嗅感物质的相对浓度,T是感觉阈值,i指待计算组分,max指气味活度值最高的组分。

ROAV≥1的组分为所分析样品的特征风味化合物,0.1≤ROAV<1的组分对样品的总体风味具有重要的修饰作用。

1.3 实验数据

应用SPSS 13.0统计软件进行T检验,进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 微波杀菌前后卤鹅肉中风味物质总离子流图

采用顶空固相萃取(HS-SPME)结合气相色谱和质谱(GC-MS)联用的方法,分析卤鹅肉(对照组)以及微波杀菌后卤鹅肉(实验组)挥发性风味物质,得到总离子流图(图1)。从图1中可以看出两组样品的总离子流图的走势大体相似,说明两组样品挥发性风味化合物的种类相似。

图1 对照组(A)和实验组(B)卤鹅肉中风味物质的总离子流Fig.1 Total ion chromatograms of volatile flavor components from control group(A)and experiment group(B)

2.2 对照组卤鹅肉中所含挥发性风味化合物分析

注:同行数值有上标“*”者表示在0.05水平差异显著;有上标“**”者表示在0.01水平差异显著;“/”表示此种化合物未被检测出；“-”表示没有查到该化合物的阈值,没有计算出ROAV值。

由表1中可以看出,对照组含有38种挥发性风味化合物,其中醛类17种,相对含量75.93%;酮类1种,相对含量16.89%;烷烃类9种,相对含量2.7%;烯烃类3种,相对含量1.54%;芳香烃类2种,相对含量1.96%;酯类1种,相对含量0.52%;醇类1种,相对含量1.53%;羧酸类3种,相对含量3.16%;醚类1种,相对含量1.34%。

根据各挥发性风味化合物的相对含量和感觉阈值,计算其相对气味活度值(ROAV)[19],对照组所含风味化合物按照ROAV值从高到低的顺序为:壬醛、己醛、辛醛、2,3-辛二酮、E-2-壬烯醛、癸醛、2,4-癸二烯醛、Z-2-癸烯醛、E-2-辛烯醛、庚醛、芳樟醇和戊醛;对风味起修饰作用的风味化合物为:D-柠檬烯、丁香酚、2-庚烯醛、月桂醛和十八醛。

成坚等报道醛类对鹅肉汤的风味贡献最大,主要成分为2,4-癸二烯醛、2-癸烯醛、辛烯醛、壬醛、壬烯醛、壬二烯醛等[15]。徐为民等报道原料鹅肉中的主要风味成分包含己醛等;腌制鹅肉中主要风味成分包含己醛、壬醛等[16]。胡玉娇等报道醚类、酚类、醛类对泡椒鹅肉风味贡献最大[17]。本实验检测的卤鹅的风味成分与上述报道有相似之处,醛类在鹅肉风味中的贡献均较大。

醛类是脂肪降解的主要产物,卤鹅肉中醛类化合物含量最多,含有饱和醛和不饱和醛,它们是肉质中不饱和脂肪酸油酸和亚油酸的氧化产物[20]。饱和醛有戊醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛以及一些长链醛。戊醛是13-亚油酸氢过氧化物的裂解产物,具有让人愉悦的水果香味;己醛是亚油酸的氧化产物,具有生油脂和青草气及苹果香味;庚醛、辛醛和壬醛是油酸的氧化产物[21],辛醛具有果子香气;壬醛则具有玫瑰、柑橘等香气;长链的脂肪醛如十三醛、十四醛、十八醛增强鹅肉的脂肪香等。卤鹅肉中还检出大量不饱和醛类化合物,其中E-2-庚烯醛、E-2-辛烯醛、E-2-壬烯醛和Z-2-癸烯醛,使卤鹅具有脂肪香气味;2,4-癸二烯醛具有脂肪香、清香、油炸香味[22]。

酮类物质大多来自于脂肪氧化和美拉德反应,或由醇类氧化而成[23],阈值远高于其同分异构体醛。卤鹅肉中检出的酮类化合物为2,3-辛二酮,具有油脂香味[24],其含量较大为16.89%,对卤鹅肉风味物质的形成具有非常重要的作用。卤鹅肉中酮类含量较大,可能是由于卤汁重复使用,鹅体的可溶性物质溶解在其中导致的。

卤鹅肉中检出的烯烃类化合物柠檬烯、芳香烃类化合物丁香酚、醇类化合物芳樟醇,均来自于卤鹅卤制过程中添加的八角、花椒等香料[25-26]。

卤鹅肉的特征风味化合物主要由两部分组成,一部分来源于卤鹅肉中脂肪氧化降解产生的醛类和酮类,另一部分来源于卤鹅卤制过程中添加的香料。

2.3 实验组中卤鹅肉所含挥发性风味化合物分析

实验组中含有40种挥发性风味化合物,其中醛类16种,相对含量66.43%;酮类2种,其含量16.11%;烷烃类9种,相对含量3.44%;烯烃类3种,相对含量2.49%;芳香烃类3种,相对含量7.7%;酯类1种,相对含量0.08%;醇类1种,相对含量0.89%;羧酸类4种,相对含量7.56%;醚类1种,相对含量为1.22%。

实验组卤鹅肉所含的特征风味化合物按照ROAV值从高到低的顺序为:壬醛、己醛、2,4-癸二烯醛、E-2-壬烯醛、辛醛、2,3-辛二酮、癸醛、E,E-2,4-壬二烯醛、E-2-癸烯醛、庚醛、E-2-辛烯醛、十八醛、戊醛、D-柠檬烯、丁香酚、芳樟醇。起修饰作用的风味化合物为2-庚烯醛、月桂醛。

实验组卤鹅肉的特征风味化合物同样由两部分组成,一部分为卤鹅肉中脂肪氧化降解产生的醛类和酮类,另一部分为卤鹅卤制过程中添加的香料产生的D-柠檬烯、丁香酚、芳樟醇。

2.4 微波杀菌对卤鹅肉挥发性风味化合物的影响

微波杀菌后醛类种类减少了1种,总含量减少了9.5%;酮类种类增加了1种,相对含量减少0.78%;芳香烃类种类增加1种,总含量增加了5.74%;羧酸类种类增加1种,总含量增加了4.14%;其它类化合物种类不变,含量变化小于1%。

对照组卤鹅肉中有12种特征风味化合物,微波杀菌后卤鹅中有16种特征风味化合物,杀菌后卤鹅肉中特征风味化合物比对照组中多了E,E-2,4-壬二烯醛、十八醛、柠檬烯和丁香酚。这四种风味物质在对照组中也起重要的修饰作用。微波杀菌后增强了这四种化合物对卤鹅肉风味的贡献作用。

对照组与实验组卤鹅所含风味化合物中己醛、Z-2-癸烯醛、十八醛、3-甲基十一烷、十三烷、十五烷、十六烷和乙基麦芽酚含量差异极显著(p<0.01);戊醛、E-2-辛烯醛、苯甲醛、E-2-十一烯醛、2,4-癸二烯醛、十四烷、D-柠檬烯和1-十三烯含量差异显著(p<0.05)。微波杀菌后消失的风味化合物有十三醛、肉豆蔻醛、3,7-二甲基壬烷、壬烯和乙酸(2-丁氧乙基)酯;微波杀菌后新产生的风味化合物有E,E-2,4-壬二烯醛、2-庚酮、十七烷、十二烯、苯、棕榈酸乙酯和油酸。上述物质中对卤鹅肉风味贡献较大的化合物有己醛、Z-2-癸烯醛、十八醛、戊醛、E-2-辛烯醛、苯甲醛、2,4-癸二烯醛、D-柠檬烯、E,E-2,4-壬二烯醛。

3 结论

醛类、酮类、烷烃类、烯烃类、芳香烃、酯类、醇类、羧酸和醚是引起卤鹅具有特征性风味的主要成分,杀菌前后上述主要成分的大种类没有变化,微波杀菌使部分种类化合物的含量及种类发生了变化。其中,微波杀菌后醛类种类减少了1种,总含量减少了9.5%;酮类种类增加了1种,相对含量减少0.78%;芳香烃类种类增加1种,总含量增加了5.74%;羧酸类种类增加1种,总含量增加了4.14%;其它类化合物种类不变,含量变化小于1%。微波杀菌后卤鹅肉的特征风味化合物种类多了四种,分别为E,E-2,4-壬二烯醛、十八醛、柠檬烯和丁香酚,增强了卤鹅的酯香味和卤香味。

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Effects of microwave sterilization on volatile flavor compounds of spiced goose meat

LI Xing,BU Li-jun,ZHANG Xiao-chun,XIE Hua-dong*,ZHONG Zheng-ze

(Chongqing Academy of Animal Sciences,Key Laboratory of Pig Industry Sciences,Ministry of Agriculture, Chongqing Key Laboratory of Pig Industry Sciences,Chongqing 402460,China)

The effect of microwave sterilization on volatile flavor compounds of spiced goose meat was investigated by solid phase micro-extraction combined with gas chromatography-mass spectrometry. The results showed that,38 and 40 volatile flavor compounds were detected respectively before and after the microwave sterilization. Among which,aldehydes,ketones,alkanes,alkene,arenes,esters,alcohols,acids and ethers,and aldehydes were the main constituents of spiced goose volatile flavor compounds,and aldehydes with the highest content. The total content of aldehydes reduced 9.5% and ketones reduced 0.78%,then arenes increased 5.74%,acids increased 4.14%. The species number of aldehydes reduced 1 then ketones,arenes and acids increased 1 respectively. Species and the total content of other volatile flavor compounds have no significant changes. Microwave sterilization make the species numbers of volatile flavor compounds increased,and have positive effects on flavor improvement of spiced goose.

microwave sterilization;spiced goose meat;volatile flavor compounds;solid phase micro-extraction combined with gas chromatography-mass spectrometry

2016-11-23

李星(1983-)，女，硕士，助理研究员，研究方向：肉制品加工及安全控制技术，E-mail:lixing03@126.com。

*通讯作者:解华东(1980-)，男，博士，研究员，研究方向：肉品质分析评价及加工技术，E-mail:xiehuadong2004@163.com。

重庆市基础与前沿研究计划项目(cstc2016jcyjA0052)。

TS251.5+5

A

1002-0306(2017)14-0097-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.14.019