HS-SPME-GC-MS结合OAV分析酱油鸡特征风味活性物质的研究

王军喜，叶俊杰，赵文红*，钱敏，刘晓艳，白卫东

(1.广东粤师傅调味食品有限公司，广东 开平 529341；2.仲恺农业工程学院 轻工食品学院，广州 510225)

酱油鸡，又称为豉油鸡，是广东知名的传统特色菜肴。它以鸡肉为原料，酱油为卤料，辅以香辛料，将浓厚的酱油风味与鸡肉风味相结合，风味独特，深受大众喜爱。酱油鸡鲜嫩可口，色泽鲜艳，风味鲜美，做法简单，可制备成即食食品，具有很大的发展前景。目前对于鸡肉风味的研究已有很多，但主要集中于烤鸡[1]、烧鸡、扒鸡、盐焗鸡等[2-4]，针对酱油鸡的研究还未见报道。

本实验通过HS-SPME-GC-MS对挥发性风味物质进行检测分析，并结合香气活性值分析(OAV)对其进行进一步筛选，旨在找出对酱油鸡的特征风味具有重要贡献的风味活性物质，为其生产加工、风味评价、品质控制、产业应用等方面提供科学依据和理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

酱油鸡：市售；C6～C30正构烷烃(色谱纯)：美国Sigma-Aldrich公司；2-甲基-3-庚酮(分析纯)：德国Dr.Ehrenstorfer GmbH公司。

1.2 仪器与设备

7890A-5975C气质联用仪、5190-1483气相手动微量进样针 美国Agilent公司；75 μm CAR/PDMS萃取头 美国Supelco公司；85-2A数显恒温磁力搅拌器 江苏金坛市金城国胜实验仪器厂。

1.3 实验方法

1.3.1 HS-SPME法提取挥发性风味物质

取适量鸡肉放入切碎机切碎均匀后，准确称量4 g装入20 mL顶空进样瓶中，加入1 μL内标物二甲基三庚酮(浓度为0.812 μg/μL，溶剂为乙醇)，置于60 ℃的磁力恒温水浴锅中搅拌平衡10 min，插入SPME手动进样(装有75 μm CAR/PDMS萃取头)进行静态吸附萃取30 min后拔出，将萃取头迅速插入GC-MS的进样口，在250 ℃下解吸5 min。

1.3.2 GC-MS条件

1.3.2.1 GC条件

色谱柱为DB-WAXUI毛细管色谱柱(30 m×250 μm，0.25 μm)，载气为氦气，流速1.0 mL/min，进样口温度250 ℃，不分流。升温程序：初始柱温为40 ℃，保持4 min，然后以4 ℃/min升至100 ℃，保持5 min，再以4 ℃/min升至200 ℃，保持2 min。

1.3.2.2 MS条件

电离方式EI，电子能量70 eV，灯丝发射电流0.25 mA，检测器温度230 ℃，离子源温度230 ℃，四极杆温度150 ℃，质量扫描范围45～550 u，扫描方式：全扫描；调谐文件为标准调谐。

1.3.3 挥发性香气成分定性与定量分析

1.3.3.1 定性分析

根据计算机NIST 08谱库对化合物进行检索鉴定，检测出挥发性成分匹配度大于80的化合物，并以保留指数(retention index，RI)定性对检测结果进行分析[5]，结合相关文献进行人工谱图解析。RI是在分析样品中添加了C6～C30正构烷烃内标物后按公式(1)计算：

(1)

式中：Rt(x)为待测组分的校正保留时间Rt(n)

1.3.3.2 定量分析

对鸡肉中挥发性风味物质进行分离鉴定时添加1 μL二甲基三庚酮(质量浓度为0.812 μg/μL，溶剂为乙醇)为内标物。根据二甲基三庚酮的质量浓度与体积、挥发性风味物质的色谱峰面积与二甲基三庚酮的色谱峰面积进行比较，按公式(2)计算挥发性风味物质相对于二甲基三庚酮的含量，认定内标的因子为1[6]。

(2)

式中：Ci为化合物浓度(μg/g)；Cis为内标浓度(μg/μL)；Vis为内标浓度(μg/μL)；Aj为化合物的色谱峰面积；Ais为内标物的色谱峰面积；Ms为样品质量(g)。

1.3.4 OAV计算

(3)

式中：Ci为化合物的含量(μg/g)；OTi为该化合物 在水中的嗅觉阈值(mg/kg)。

2 结果与分析

2.1 酱油鸡挥发性风味物质的GC-MS结果分析

表1 酱油鸡中挥发性物质定性定量结果Table 1 Qualitative and quantitative analysis results of volatile compounds in soy sauce marinated chicken

续 表

续 表

采用HS-SPME和GC-MS联用技术对酱油鸡中的挥发性风味物质进行分离，利用标准谱库匹配和RI值定性，内标法定量，结果见表1，共鉴定出77种挥发性物质，其中烃类18种、醛类19种、醇类13种、酮类7种、酚类5种、酯类5种、酸类4种、醚类2种、杂环类4种。其中含量最高的为醛类(0.643 μg/g)，其次为烷烃类(0.361 μg/g)、醇类(0.286 μg/g)、杂环类(0.107 μg/g)、酯类(0.092 μg/g) 醚类(0.067 μg/g)、酮类(0.067 μg/g)、酸类(0.026 μg/g)、酚类(0.02 μg/g)。

2.1.1 烃类化合物

烷烃类物质主要来源于脂肪酸烷氧自由基的均裂，香气阈值较高，对鸡肉风味的贡献一般不大。萘和甲苯等取代苯类化合物在很多食品都存在[10]。4-异丙基甲苯、α-蒎烯、D-柠檬烯、(+)-长叶环烯、石竹烯、异石竹烯、去氢白菖烯等烯烃类化合物来源于丁香、肉桂、八角茴香等香辛料[11-14]。

2.1.2 醛类化合物

醛类是脂肪降解的主要产物，由于其含量一般较高而阈值却很低，对鸡肉风味的形成有显著贡献作用[15]。鉴定出的饱和醛包括己醛、庚醛、辛醛、壬醛，烯醛包括2-己烯醛、2-庚烯醛、反-2-辛烯醛、反-2- 壬烯醛、反，反-2,4-壬二烯醛和反，反-2,4-癸二烯醛，均为鸡肉中常见的醛类，是鸡肉脂肪加热后特有的风味，对鸡肉的挥发性风味起重要作用[16]。

苯甲醛、苯乙醛在鸡肉和香料中均有检出，香茅醛、茴香醛、肉桂醛等物质则来自加工过程中香料的固有成分引入[17]。糠醛、5-甲基糠醛主要表现为焦香味，常见于熏烤肉制品中[18]，在扒鸡中也曾检出[19]。

2.1.3 醇类化合物

醇类主要来自于鸡肉中的脂肪氧化，不饱和脂肪酸在加工过程中会氧化裂解生成醇和醛的混合物，饱和醇对肉类风味的贡献较小，但不饱和醇的阈值较低，OAV较大，对风味的形成有一定贡献。戊醇、己醇、庚醇是酱油鸡中检出的含量较高的饱和醇类，阈值较高，对肉类风味的贡献较小。GC-MS检测出的不饱和醇共10种，反-2-辛烯醇具有青香、蔬菜样香气，天然存在于烤火鸡、黄焖鸡中[20]；苯甲醇、苯乙醇、苯丙醇、糠醇、甲硫酸基丙醇、芳樟醇在鸡肉风味中未曾发现，但在酱油中被检测出，是发酵酱油的主要气味活性物质，相信是加工过程中的酱油所赋予的[21，22]。芳樟醇还有可能来自于加工过程中陈皮、丁香、肉桂、八角、茴香等香料的固有成分引入，同样来自香料成分引入的还有4-萜烯醇、α-萜品醇、香茅醇[23]。

2.1.4 酮类化合物

酮类物质是不饱和脂肪酸受热氧化后降解和美拉德反应的产物，阈值一般较高，对鸡肉特征风味的贡献较小，但有些是形成杂环化合物的重要中间体，对肉香形成起到不可忽视的作用[24]。在鸡肉中曾检测出2,3-辛二酮，但对鸡肉的风味形成贡献不大[25]。酮类物质是酱油香气成分的重要物质，1-辛烯-3-酮、甲基环戊烯醇酮等酮类物质在酱油中检出过[26]。麦芽酚，又称2-甲基-3-羟基-4-吡喃酮，是酱油中的重要香气成分，可由还原性二糖降解产生[27]。

2.1.5 酸类、酯类化合物

脂肪酸甘油酯和磷脂加热氧化会产生酸类化合物，由于阈值较高，一般认为对鸡肉的风味贡献不大。酯类化合物通常由游离脂肪酸和脂质氧化所产生的醇的反应生成，短链脂肪酸生成的酯呈典型的果香味，长链脂肪酸生成的酯具有油脂味。GC-MS检测出的酯类物质共5种，其中己酸乙酯和己酸己酯为短链酯，具有果香并使酱油呈浓郁的酯香。内酯是由羟基脂肪酸酯水解为羟基酸，经过加热脱水、环化生成的内酯化合物。γ-丁内酯具有牛奶和奶油的气味，属于鸡肉原本的风味物质。香豆素具有干草香和香豆香，与加工过程中添加的肉桂有关。

2.1.6 酚类化合物

酚类物质主要有丁香酚、异丁香酚和反式异丁香酚等，是丁香的特征风味物质，醚类物质有草蒿脑和茴香脑，来源于八角茴香[28]。

2.1.7 杂环化合物

杂环类化合物具有较低的气味阈值, 常存在于烧制或烤制肉类中，一般被认为是肉类烘烤香的来源，是熟肉香味的重要贡献因素, 主要来源于高温下氨基酸和还原糖之间的美拉德反应、氨基酸的热解和硫胺素的降解[29]。本实验鉴定出的杂环类化合物有2-正戊基呋喃、2-乙基-6-甲基吡嗪、2-乙酰基呋喃、2-乙酰基吡咯。

2.2 酱油鸡特征风味物质的OAV分析

表2 OAV确定酱油鸡中的风味活性物质Table 2 Flavor active compounds in soy sauce marinated chicken identified by OAV

由表2可知，在检测出的77种挥发性风味物质中，有15种风味物质的OAV>1，包括9种醛类物质，烷烃类、酮类、酯类、酚类、醇类、杂环类各1种。其中1-辛烯-3-酮、辛醛、反,反-2,4-癸二烯醛、反-2-壬烯醛、反,反-2,4-壬二烯醛、丁香酚的OAV>10，对酱油鸡的风味有显著贡献。

1-辛烯-3-酮在酱油鸡中的贡献度高达2258.549，是酱油鸡最主要的特征风味物质。具有壤香、蘑菇香气、鱼及鸡肉香气，由加工过程中酱油引入，为广式酱油中所特有的酮类物质。

庚醛、辛醛、壬醛、己醛和反,反-2,4-壬二烯醛主要是由加工过程中鸡肉的油酸、亚油酸、亚麻酸及花生四烯酸等不饱和脂肪酸的氧化生成的，表现为油脂香，是鸡肉的主体香味成分。反，反-2,4-癸二烯醛也是亚油酸的氧化降解产物，呈强烈的鸡香和鸡油味[30，31]，是鸡肉最主要的风味物质之一，在鸡肉制品中普遍存在[32-34]。Zhang等[35]研究发现反-2-壬烯醛是由鸡肉中不饱和脂肪酸热氧化分解形成的醛类化合物，是产生烤肉香气的主要原因。糠醛一般是由还原糖经1,2-烯醇化或 2,3-烯醇化及脱水、脱氨等受热降解过程形成，具有面包香、焦糖香、烘烤香，在牛肉[36]、鸡肉中都有发现。

丁香酚具有辛香、烟熏香、熏肉香，芳樟醇具有花香、木香，属于丁香的固有成分引入。香茅醛具有柠檬香、油脂香，是香茅的主要风味物质[37]。对伞花烃主要表现为柑橘香，是陈皮的主要风味物质，属于陈皮的固有成分直接引入。肉桂酸乙酯可能是由肉桂带入的肉桂酸与乙醇相互作用生成的，也可能由苯甲醛和乙酸乙酯相互作用生成[38]，具有甜果香、梅子、樱桃样的香味。肉桂酸乙酯作为食用香料也已经广泛应用于食品行业，也有可能是外添加的结果。2-正戊基呋喃主要来源于亚油酸及2-癸二烯醛氧化热解生成，具有豆香、果香、黄油气味和蔬菜香韵，是鸡肉的重要风味物质[39]。

3 结论

采用HS-SPME-GC-MS法对酱油鸡的挥发性化合物进行了检测分析，依据质谱和RI值定性，内标法定量，共鉴定出烃类18种、醛类19种、醇类13种、酮类7种、酚类5种、酯类5种、酸类4种、醚类2种、杂环类4种，共9大类总计77种化合物。

利用OAV法对酱油鸡挥发性风味物质进一步筛选得到1-辛烯-3-酮、辛醛、反,反-2,4-癸二烯醛、反-2-壬烯醛、反,反-2,4-壬二烯醛、丁香酚、肉桂酸乙酯、壬醛、庚醛、糠醛、芳樟醇、己醛、对伞花烃、2-正戊基呋喃、香茅醛这15种“关键风味活性物质”(OAV≥1)，其中1-辛烯-3-酮、辛醛、反,反-2,4-癸二烯醛、反-2-壬烯醛、反,反-2,4-壬二烯醛、丁香酚等物质的OAV>10，对酱油鸡的风味有显著贡献，可进一步定义为“主要关键风味活性物质”。