毛氏红烧肉特征风味成分分析

薛雁，周芳伊，黄峰，2，3，张良，2，3，张春江，2，3，*，张泓，2，3，*

（1.中国农业科学院农产品加工研究所/农业部农产品加工综合性重点实验室，北京 100193；2.合肥中农科泓智营养健康有限公司，中国农业科学院合肥食品营养与健康创新研究院，安徽 合肥 238000；3.中国农业科学院农产品加工研究所 主食加工技术研究院，黑龙江 哈尔滨 151900）

通过对毛氏红烧肉的特征挥发性风味物质进行鉴定、性质分析以及生成途径的探索，可以对红烧肉生产以及储存过程进行控制，使毛氏红烧肉在保持原汁原味的基础上实现标准化、现代化生产，同时也为其品质评价提供重要依据。关于红烧肉的研究报道甚少，主要集中在烹饪技艺和理化指标分析方面，顾伟钢等[1]研究了红烧肉烹饪过程中基本物理化学指标、脂肪氧化和脂肪酸组成的变化；刘登勇等[2]通过构建感官评价小组得出48个描述词并进行主成分分析最终得到了可以有效区分红烧肉样品间的感官描述词；纪有华等[3]通过对红烧肉烹饪过程中工艺参数进行优化，得出了家常红烧肉的最佳配方；朱小玲[4]对通过东坡肉的风味进行优化得到了杭州东坡肉的最佳工艺制作方法。之前对不同类型红烧肉风味物质差异性研究较少，目前报道的大多数为风味物质的简单检测或者生产工艺过程中风味的变化，对适合红烧肉的风味研究方法还没有深入研究，对红烧肉中各风味化合物对整体风味轮廓的贡献大小也未有研究。本部分试验应用气相色谱-质谱-嗅闻联用（gas chromatographyolfactometry-mass spectrometer，GC-O-MS）技术，结合顶空固相微萃取（headspace-solid phase micro-extraction，HS-SPME）与溶剂辅助蒸发萃取（solvent-assisted flavor evaporation，SAFE）两种前处理方法综合鉴定毛氏红烧肉中关键风味化合物，以期为今后深入了解红烧肉风味化学本质，及红烧肉工业化生产提供科学依据和理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪五花肉：幸福超市（北京厢黄旗店）。五花肉经清水洗后加入沸水锅中去血沫5 min，洗去血沫并切成2.5 cm2见方小块，油炸30 s 后，炒锅炒制并加入葱、姜、八角、酱油、南乳汁、焦糖等调味料调色调味，加水炖煮一段时间后大火收汁出锅。

色谱纯的己醛、庚醛、辛醛、己醇、壬醛、E，E-2，4-庚-二烯醛、E-2-癸烯醛、E，E-2，4-癸二烯醛、十二醇、土味素、2-甲基-异莰醇：美国Sigma 公司；无水硫酸钠、乙醚：分析纯，上海国药试剂公司。

1.2 主要仪器设备

7890A 气相色谱、7000B 三重四级杆质谱：美国Agilent 公司；固相微萃取（SPME）手动进样器、萃取头（50/30 μm CAR/DVB/PDMS）：美国 Supelco 公司；固相微萃取顶空瓶（40mL）：美国 QEC 公司；DB-5 毛细管色谱柱：美国J&W 公司；JA2003 型数字电子天平：上海天平仪器厂；HH-1S 数显电子恒温水浴锅：金坛市至翔科教仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 SPME 法萃取毛氏红烧肉挥发性香气成分

应用SPME 最佳条件：萃取头涂层为50/30 μm DVB/CAR/PDMS（灰色），样品量 8 g，平衡 20 min，顶空吸附时间40 min；吸附温度为60℃。

1.3.2 SAFE 法萃取毛氏红烧肉挥发性香气成分

有机溶剂选择乙醚正戊烷按体积比2∶1 混合[5]，利用SAFE 装置收集到的液体加入活化后的无水硫酸钠干燥，过滤，收集滤液，并在18℃，0.1 MPa 下用氮气吹扫至1 mL，以备气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）进样。

1.3.3 气相色谱-质谱条件

程序升温：初始温度40℃，保持3 min，以5℃/min升温到200℃，保持0 min，再以10℃/min 升温到230℃，保持5 min，后运行5 min。载气为氦气，恒定流速为 1.2 mL/min，进样口温度为250℃，分流比为3∶1。

质谱条件：电子轰击（electron impact，EI）离子源，电子能量70 eV，离子源温度230℃，质量扫描范围m/z 40～250，溶剂延迟 5 min，传输线温度 280℃，四级杆温度150℃。

1.3.4 关键芳香化合物的测定

采用芳香萃取物稀释分析方法[6]（aroma extra dilution analysis，AEDA）与顶空稀释分析法[7]（headspace dilution analysis，HDA）来判定各香味化合物的稀释因子（dilution factor，FD），并结合检测频率，以此来评价毛氏红烧肉的关键芳香化合物。HDA 采用SPME 前处理方法，系列稀释时SPME 萃取头每次吸附时间减少为前一次的1/5，直到风味感官评价员在嗅闻仪末端不再感受到气味则停止，记录各种化合物的最高稀释倍数为其FD 因子。AEDA 采用SAFE 前处理方法，系列稀释的浓缩液为无水乙醚按体积比1∶3 进行稀释。然后按GC-MS 方法操作，进行GC-O-MS 分析，直到风味感官评价员在嗅闻仪末端不再感受到气味则停止，记录每种化合物的最高稀释倍数为其FD 因子。FD因子越高，说明该化合物对毛氏红烧肉风味贡献越大。由8 名专业评审人员对GC 分离物进行嗅闻。每位评审人员的检测频率为1/8，检测频率越高，该物质对整体风味贡献较大。

2 结果与分析

2.1 SPME结果

毛氏红烧肉SPME中挥发性香气成分见表1。

表1 毛氏红烧肉SPME中挥发性香气成分Table 1 Volatile aroma components in SPME of Mao's braised meat

如表1所示，8 名感官评价员从SPME 方法已鉴定出的35种挥发性风味物质中，经GC-O 分析，共嗅闻出29种化合物有明显风味。其中包含醇类5种、酸类 1种、酮类 3种、醛类 12种、呋喃、嘧啶、吡嗪等化合物4种、酯类4种。若某一香气成分其检测频率〉50%，并且FD 因子〉2 的物质则会对毛氏红烧肉风味贡献较大[8]。由此推断出毛氏红烧肉的主体香气成分是辛醇、糠醇、2-甲基-正葵醇、3-羰基-2 丁酮、羰基丙酮、3-甲基丁醛、葵烯醛、庚醛、苯乙醛、肉桂醛、己醛、3-糠酸甲酯、乙酸乙酯、δ-十一内酯。当化合物的FD 因子值≥3 时，即稀释25 倍后仍可被嗅闻到[9]，它们是：癸烯醛（脂肪味、蘑菇味）、苯乙醛（花香味、果香）、肉桂醛（甜香味、辛香味）、乙酸乙酯（果香味、酸奶味）、糠醇（焦糖味、芝麻香味），这5种化合物被认定为毛红烧肉的关键风味化合物。

2.2 SAFE结果

毛氏红烧肉SAFE中挥发性香气成分见表2。

由表2可以看出，SAFE 方法已检测出的26种挥发性风味物质中，经GC-O 分析，共嗅闻出21种化合物有明显风味。其中包括醇类7种、酸类1种、酮类2种、醛类6种、酯类4种、未知化合物1种。通过稀释分析，辛醇、2-呋喃甲醇、6，10，14-三甲基-2-五葵醇、2-甲基-正葵醇、甲基庚烯酮、3-羟基-2-丁酮、癸烯醛、己醛、δ-十一内酯、二甲基丁酸乙酯、壬醛他，、苯乙醛、苯甲醛、乙酸乙酯以及一种未知物，该未知物的最高稀释因子≥2，即稀释9 倍后仍可以嗅闻到[10]，因此，这13种化合物被选定为毛氏红烧肉的关键风味化合物。有一种未知物在GC-O 检测可以被发现，该化合物的浓度极低但阈值也较低，表现出强烈的咸香味，但无法对其进行定性定量分析，有待于进一步研究。当化合物的FD 因子≥3 时，即稀释25 倍后仍可被嗅闻到[11]，它们是：壬醛（腐败）、苯乙醛（花香、果香）、苯甲醛（杏仁味）、乙酸乙酯（果香、酸奶），这4种化合物被认定对毛氏红烧肉整体香味起决定性作用。

表2 毛氏红烧肉SAFE中挥发性香气成分Table 2 Volatile aroma components in SAFE of Mao's braised meat

醇类物质中，直链饱和醇阈值较高，对风味贡献较小[12]。醇类物质中只有糠醇FD 因子较大，其余4种醇类物质对毛氏红烧肉风味整体香气贡献不大。

肉的特征风味来自脂肪[13]，由于五花肉的不饱和脂肪脂肪酸含量较高，且毛氏红烧肉制作过程中经过高温油炸，因此五花肉中的脂肪氧化降解产物如醛、醇、呋喃等对最终毛氏红烧肉风味产生的影响较大。

醛类阈值较低，对风味影响较大[14]。醛类物质是红烧肉主要的挥发物质之一。SPME 法共检测到12种醛类物质，总含量高达106.79 μg/kg（相对含量33.41%），物质含量由高到低依次是己醛、肉桂醛、苯乙醛、3-甲基丁醛、庚醛、壬醛、葵烯醛、戊醛、辛醛、2，4-壬二烯醛、2-辛烯醛、柠檬醛。SAFE 方法共检测出6种醛类物质，总含量为10.32 μg/g（相对含量27.67%）。己醛可能来源于ω-6 不饱和脂肪酸降解[15]，易产生刺激的、腐败和辛辣味；壬醛是油酸氧化的产物，含有水果香气[16]。含甲基支链的醛如苯甲醛、苯乙醛可能来源于氨基酸的降解反应[17]。

酮类物质可能来自不饱和脂肪酸氧化[18]，也可能是醇的氧化产物，一般具有天然的花香和果香，有一定增香作用[19]。有些酮类物质是杂环化合物形成的前体物质，对食品风味的形成起着至关重要的作用。SPME 方法共检测到3种酮类物质，SAFE 方法只检测到2种酮类物质，但含量均较低。其中，3-羰基-2-丁酮、甲基庚烯酮、羟基丙酮阈值较高，对肉风味的影响程度不大。

酯类物质是具有芳香型气味的挥发性化合物，通常来源于脂质代谢生成的羧酸和醇的酯化作用，对肉制品风味特征具有重要的贡献[20]。毛氏红烧肉中的酯类物质可能来源于红烧肉炖煮过程中加入大量料酒，有助于酯化反应的发生。SPME 方法共检测到4种酯类化合物，含量由高到低依次是乙酸乙酯（奶酪香）、3-糠酸甲酯（奶香、甜香）、1，2-二甲基酯（甜味）、δ-十一内酯（椰香、烤香）。SAFE 方法检测到的4种酯类化合物含量由高到低依次是乙酸乙酯（奶酪味）、δ-十一内酯（椰香味、烤香味）、二甲基丁酸乙酯（水果味、花香味）、3-糠酸甲酯（奶香味、甜香味）。

呋喃类物质是由美拉德反应产生的，赋予肉制品良好的风味[21]，SPME 检测到两种呋喃类物质，分别为2-正戊基呋喃和2-乙酰基呋喃，这两种物质被认为具有水果香味和青香味[22]，可能是由于毛氏红烧肉经过油炸，美拉德反应较剧烈。

SPME 方法还检测出了含氮杂环化合物，包括4-甲基嘧啶、2，6-二甲基吡嗪。含氮杂环化合物多产生在高温低水分烹饪条件下，如烤制、油炸等，毛氏红烧肉长时间炖煮，因而产生的含氮杂环化合物种类较少、含量也较低。

综合两种处理方法，癸烯醛、苯乙醛、肉桂醛、乙酸乙酯、糠醇、苯甲醛这7种物质对毛氏红烧肉整体风味轮廓起到关键作用。由GC-O 分析出毛氏红烧肉的香味化合物特征风味有脂肪味、蘑菇味、花香味、果香味、甜香味、辛香味、酸奶味、焦糖香味、芝麻香味、咸香味、杏仁味以及腐败味。

3 讨论

气味嗅闻（Sniffer）是由 Fuller 等在 1964年提出，并在1976年由Acree 等[23]第一次将其与气相色谱联用组成现在的气相-嗅闻仪（gas chromatography-olfactrometry，GC-O）。食品中检测到的多种挥发性化合物中仅有较少量的物质对整体风味有较大的影响，有些化合物虽然含量较低但对产品风味影响很大，仅仅运用GC-MS 不能准确鉴定各种风味化合物对总体风味影响的程度。GC-O 技术被广泛应用于各类食品风味物质的研究，并且通过香气提取物稀释分析、顶空稀释分析等技术确定食品中关键风味物质，香气提取物稀释分析（aroma extract dilution analysis，AEDA），是将GC 与感官分析结合，通过溶剂提取到的风味化合物稀释至无法嗅闻出化合物气味，记录其保留时间等结果，将有香气的化合物区分出来，顶空稀释分析（headspace dilution analysis，HDA）是根据依次减少固相微萃取的萃取头吸附时间，确定化合物的稀释因子。Gasser 等[24]采用AEDA 法与GC-O 相结合确定了煮鸡肉过程产生重要风味化合物。郝宝瑞等[25]采用同时蒸馏萃取方法提取清酱肉的香气成分，确定每个物质对清酱肉整体风味的影响程度。

本试验在确定的优化条件下，对两种方法所富集风味物质经GC-O-MS 检测，SPME 方法最终确定35种风味化合物中，共嗅闻出29种化合物物有明显的风味。SAFE 方法富集到的26种挥发性成分中有21种化合物有明显香味特征。通过嗅闻检测频率结合芳香萃取物稀释分析法（AEDA）以及顶空稀释分析（HDA）分析，嗅闻频率〉50%且稀释因子（FD）〉3 的化合物为毛氏红烧肉的关键香味活性化合物：癸烯醛、苯乙醛、肉桂醛、乙酸乙酯、糠醇。

4 结论

本文采用SPME 与SAFE 两种方法鉴定了毛氏红烧肉中关键风味化合物。通过SPME 最终确定29种化合物有明显风味，SAFE 最终确定21种化合物有明显风味。运用AEDA 和HDA 及筛选出毛氏红烧肉香味成分的关键香味化合物。由两种方法得到的具有最高FD 因子的化合物为癸烯醛（脂肪味、蘑菇味）、苯乙醛（花香味、果香味）、肉桂醛（甜香味、辛香味）、乙酸乙酯（果香味、酸奶味）、糠醇（焦糖味、芝麻香味）、壬醛（腐败味）、苯甲醛（杏仁味）。在所有物质中，醛类物质对毛氏红烧肉整体风味影响最大，其次是酯类物质，最后是醇类物质。