感官评价和GC-MS结合偏最小二乘回归法分析酚类化合物对腊肉烟熏风味的贡献

王洪伟，索化夷,张玉，阚建全*

1(西南大学 食品科学学院，重庆，400715) 2(农业农村部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室(重庆)，重庆，400715)

烟熏作为一种古老的食物保存方法，被广泛地应用在肉类、水产品等食品的生产加工中。烟熏工艺可以使食品脱水，赋予特殊的香味，改善颜色，并且有一定的杀菌防腐和抗氧化作用[1]。烟熏工艺赋予食品的烟熏风味是烟味、灰烬味、木味、焦味等综合风味[2]，能影响消费者对食品的偏爱程度[3]。例如为玉米粥赋予烟熏风味以及具有较强烟熏风味特征的干腌火腿更易获得消费者的青睐[4-5]。

烟熏风味的形成是因为食品吸附了烟熏材料加热分解产生的挥发性物质。烟熏材料燃烧过程中产生的化学成分多达几百种，其中木质素热解生成的主要物质为酚类，纤维素主要的热解产物为糠醛、呋喃酮和糠醇等呋喃类物质，半纤维素热解产物中酮类和呋喃类物质含量较高[6-8]。酚类化合物通常被认为是烟熏风味的关键风味物质[9-11]，酚类化合物的种类和含量在烟熏之后都会增加[12-14]。通过GC-O分析发现，腊肉[15]、烟熏鲑鱼[16]和烟熏液[17]中的酚类化合物大多具有烟熏风味特征。KOSOWSKA等[18]和MAJCHER等[19]分别对波兰传统熏肉和波兰母羊乳酪Oscypek进行香气提取物稀释分析(aroma extract dilution analysis, AEDA)，结果表明，酚类化合物的稀释因子(flavor dilution factor，FD)最大，酚类化合物大多也被描述为具有烟味、焦味、刺鼻、酚味等风味特征。WANG等[20]通过感官评价发现烟熏食品中的酚类化合物大多在低浓度产生烟熏风味。葡萄也能吸附野火燃烧产生的酚类化合物，然后转化为糖基化酚类，从而使葡萄酒具有烟熏风味[21-23]。

近年来，GC-MS结合化学计量学在风味物质的研究中得到了广泛的应用。牛云蔚[24]利用PLSR分析了不同发酵工艺参数对特征香气物质和特征呈味物质形成的贡献，并优化了发酵工艺，计算出了特征香气物质含量和呈味物质含量的预测方程。XIAO等[25]通过PLSR法建立了不同产地的薰衣草精油样品、香气成分和感官属性之间的联系，发现柠檬烯、芳樟醇、乙酸芳樟酯、樟脑是薰衣草精油的特征香气物质。目前，结合PLSR来分析烟熏食品中的挥发性成分对风味贡献的研究还很少。

腊肉是最具代表性的中国传统肉制品之一，是将原料肉用食盐、硝酸盐、糖以及香料腌制后，再经烘烤、烟熏、晾晒等工艺加工而成的生肉类制品[26]。腊肉按制作工艺的不同可以分为风干腊肉和烟熏腊肉，前者主要是广东腊肉，后者包括湖南腊肉和四川腊肉等。本试验选择烟熏腊肉和风干腊肉作为研究对象，分别采用定量描述分析(quantitative descriptive analysis，QDA)法描述了腊肉的气味特征和SPME-GC-MS法分析了腊肉的挥发性成分，然后通过PLSR建立腊肉的气味特征与挥发性成分之间的联系，从而探讨酚类化合物对腊肉烟熏风味的贡献。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

6种烟熏腊肉，编号为S1～S6，其中S1～ S3产自四川、S4产自重庆，S5和S6产自湖南； 2种风干腊肉，编号为NS1和NS2，均产自广东。

邻二氯苯，色谱纯，阿拉丁试剂公司。

1.2 仪器与设备

7890A/5750 GC-MS联用仪、HP-5MS气相毛细管柱，美国Agilent公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取头，美国Supelco公司；JJ-2型组织捣碎匀浆机，江苏省金坛市金南仪器厂；FA2004分析天平，上海精密科学仪器有限公司；HH-S6数显恒温水浴锅，常州普天仪器制造有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 感官评价

3位随机数字编码的腊肉样品以随机的顺序呈送给感官评价小组。感官评价小组经过120 h的培训，包括感官分析技能、感官记忆、感官描述词词义、感官尺度等内容。培训合格的感官评价小组曾对蒸蛋糕[27]、怪味胡豆[28]、酸奶[29-30]等多种食品进行过定量描述分析。将WANG等[31]建立的腊肉气味描述词、参比样与腊肉样品一起呈送给感官评价员进行评价。每个感官评价员先单独使用15点尺度对腊肉的气味特征进行评价，然后通过讨论得到一致性评价结果。评价过程中，感官评价员可以通过嗅闻湿热的毛巾缓解嗅觉疲劳。评价一个样品后，感官评价员休息10 min后再评价下一个样品。

1.3.2 SPME-GC-MS分析

参考XIE等[32]和常海军等[33]的方法提取腊肉中的挥发性成分，略作修改。将3 g腊肉样品加入20 mL顶空进样瓶中，添加20 μL内标(15 μg/mL邻二氯苯)，用瓶盖密封。将顶空进样瓶放入到50 ℃恒温水浴锅中平衡20 min后，插入活化好的SPME萃取头DVB/CAR/PDMS，在50 ℃下萃取30 min，萃取过程中保持振荡，萃取结束后在GC进样口解析5 min。萃取头首次使用时，在280 ℃下老化1 h。连续做样过程中，2个样品之间萃取头应在280 ℃下老化10 min，以防止样品间相互污染。

气相色谱-质谱条件：HP-5MS毛细色谱分析柱(30 m×250 μm，0.25 μm)，载气为高纯He(1 mL/min)。采用电子轰击电离(EI)离子源，电子能量70 eV，离子扫描范围40～450m/z，扫描速度3.00 scans/s，离子源温度230 ℃。

程序升温条件：起始温度40 ℃，保持2 min，以 2 ℃/min升到 110 ℃，保持 2 min，以2 ℃/min升至140 ℃，保持2 min，以3 ℃/min升至200 ℃，以20 ℃/min升至280 ℃。

参考各种化合物的保留时间，与自带数据库检索匹配进行定性分析；采用内标法对腊肉中的挥发性成分进行半定量分析。

1.4 数据分析

采用XLSTAT 2016.02对腊肉气味的定量描述分析数据和挥发性成分含量进行PLSR分析。

2 结果与分析

2.1 感官评价结果

感官评价小组按WANG等[31]建立的烟味、木味、灰烬味、刺鼻、甜香、酒味、酱味、肉味、蒸煮味、酸香、腌制味、油味和哈喇味等13个感官描述词来描述腊肉的气味特征，感官描述词的定义和参比样见表1。腊肉气味中的烟味、木味、灰烬味、刺鼻等4个感官特征都属于烟熏风味。

表1 腊肉气味的感官描述词Table 1 The lexicon for odor attributes of Chinese traditional Bacon

续表1

感官描述词定义参比样酸香一种与酸味物质相关的气味康师傅老坛酸菜方便面酸菜调料包=9将半包酸菜调料放入250 mL白兰地杯中,盖上表面皿甜香一种与甜味物质相关的气味0.2%(质量浓度)香兰素溶液=5.0将30 mL的0.2%香兰素溶液倒入250 mL白兰地杯中,盖上表面皿肉味一种与肉或肉汤相关的气味煮猪肉=12将猪五花肉焯水去掉血水后,放入沸水煮30 min,然后切成0.5 cm厚的薄片,将3片肉片放入250 mL白兰地杯中,盖上表面皿腌制味肉类经过腌制后产生的气味总称,包括甜味、咸味、烟味、酒和香辛料味等雨润劲火腿=10火腿切成0.5 cm厚的薄片,将3片火腿放入250 mL白兰地杯中,盖上表面皿蒸煮味肉经加热或蒸煮过程中产生的风味煮猪肉=8将猪五花肉焯水去掉血水后,放入沸水煮30 min,然后切成0.5 cm厚的薄片,将3片肉片放入250 mL白兰地杯中,盖上表面皿酱味一种与发酵豆制品如酱油,豆酱等相关的气味,往往具有咸、发酵味、豆味等气味特征李锦记锦珍生抽酱油=9将50 mL生抽和50 mL水混合后倒入250 mL白兰地杯中,盖上表面皿酒味由谷物发酵而得的酒产生的一种以乙醇为主体的混合气味特征古蔺郎酒(45 °)=12将30 mL酒倒入250 mL白兰地杯中,盖上表面皿热油味油在加热后产生的一种气味长寿花玉米油=4油在60 ℃的烘箱中放置4 d。将30 mL油倒入250 mL白兰地杯中,盖上表面皿哈喇味一种与脂肪和油氧化相关的气味,也称酸败味长寿花玉米油=4油在微波炉用高火加热3 min。将20 mL油倒入一次性30 mL带盖塑料杯中

感官评价小组使用15点尺度对腊肉样品的13个气味特征进行了定量描述分析，得到了腊肉的气味剖面图，结果见图1。从图1可以看出，2种广东腊肉的气味特征具有相似性，但6个烟熏腊肉的气味相似度较差。

图1 腊肉气味剖面图Fig.1 Odor profile of Chinese bacon

2.2 腊肉中挥发性成分组成分析

从6个烟熏腊肉样品鉴定出苯酚、2-甲基苯酚、4-甲基苯酚、2-乙基苯酚、3-乙基苯酚、2,4-二甲基苯酚等6种烷基酚类，愈创木酚、4-甲氧基苯酚、3-甲基愈创木酚、4-甲基愈创木酚、4-乙基愈创木酚、4-烯丙基愈创木酚等6种愈创木基型酚类，未鉴定出紫丁香基型酚类，其组成及含量见表2。蒲丹丹等[15，33-35]也未在烟熏腊肉中检测到紫丁香基型酚类，但李林等[36-38]分别在四川腊肉和湖南腊肉中鉴定出紫丁香基型酚类——2，6-二甲氧基苯酚。

所有的烟熏腊肉中都含有愈创木酚和4-甲基愈创木酚；4个烟熏腊肉中含有苯酚、2-甲基苯酚、4-甲基苯酚和4-乙基愈创木酚；而2-乙基苯酚、2,4-二甲基苯酚和4-烯丙基愈创木酚则只在1个样品中被鉴别出来。通过对不同浓度的酚类化合物的定量描述结果进行分析，这些酚类化合物大多具有烟熏风味特征[20]。2个广东腊肉中均未检出酚类化合物，许鹏丽等[39]和郭昕等[40]也没有在广东腊肉中检出酚类化合物。蒲丹丹等[15]用SDE-GC-MS法在熟广东腊肉中检测到了愈创木酚，但相对含量仅0.412%。通过对腊肉不同加工阶段的挥发物进行分析，酚类化合物一般是在烟熏之后才会出现[35-36]。

2.3 腊肉中挥发性成分与感官属性的相关性分析

以2个及以上腊肉样品中出现的40种挥发性成分作为自变量，通过感官定量描述分析得到13个腊肉气味描述词的强度作为因变量进行PLSR分析，结果见图2。烟味、木味、灰烬味和呛鼻等烟熏风味特征都位于第一象限，而且相对距离较近，其他气味特征则位于第二、三象限。除了4-甲氧基苯酚位于第四象限外，其他酚类化合物都位于第一象限，说明这些酚类化合物对腊肉中的烟熏风味特征有较大的贡献。WANG等[41]发现将2种具有烟熏风味特征的酚

表2 腊肉中的挥发性酚类化合物Table 2 Volatile phenolic compounds identified in Chinese bacon

注：“-”表示该物质在样品中未检出。

X-香气成分;Y-感官属性;Obs-样品图2 腊肉样品、香气成分与感官属性的PLSR图Fig.2 PLSR plot of Chinese bacon samples, aromacomponents and sensory attributes

类化合物混合，混合物的气味特征和强度都会发生不规则的变化。因此在研究腊肉烟熏风味特征时，需要考虑到这些酚类化合物之间的相互作用。

3 结论

通过HSDE-GC-MS技术从6个烟熏腊肉样品中鉴定出了12种酚类化合物，非烟熏的广东腊肉中未鉴定出酚类化合物。每个烟熏腊肉样品中分别含有3～10种酚类化合物，种类和含量上都存在较大的差异。通过PLSR分析发现，苯酚、2-甲基苯酚、愈创木酚、4-乙基愈创木酚等酚类化合物都与腊肉中的烟味、木味、灰烬味和呛鼻等烟熏风味特征相关，但4-甲氧基苯酚与腊肉烟熏风味的相关性较小。