回锅肉不同加工阶段的风味特征分析

白婷，昝博文，汪正熙，张佳敏，张崟，王卫

（成都大学肉类加工四川省重点实验室，四川成都 610106）

随着人们生活水平的不断提升，方便营养的工业化菜肴制品逐渐成为消费市场的新宠。回锅肉作为广受消费者青睐的经典川菜品种[1]，其市场需求量大，亟需通过工业化加工以满足餐饮业和家庭烹调的发展需要。为了实现回锅肉的工业化加工，近年来国内外研究人员开展了有关回锅肉的制作工艺及其品质控制方法的研究。邓楷等[2]以川菜回锅肉的工艺优化为目标，建立了自动炒制回锅肉的最佳工艺为炒制时间150 s、温度180 ℃；田龙等[3]确定了回锅肉生产过程的质量安全控制体系；刘平等[4]对不同工艺加工的回锅肉调料的风味特征的分析，结果为热反应法制备的调味料中呋喃类、含氮类和含硫类化合物对整体风味影响较大；贾丽娜等[5]建立了速冻调理回锅肉的加工工艺，并从制作的回锅肉菜肴中共检出91种挥发性风味物质。但这些研究未对不同加工阶段时回锅肉中的风味物质含量变化进行分析，导致回锅肉在加工过程中的风味变化信息缺失，制约了产品品质的过程控制。

过程控制是实现工业化加工的关键环节，尤其对于工业化加工食品，过程控制不仅关系到产品的质量安全，而且是决定产品品质的重要步骤[6]。回锅肉类工业化产品不仅市场需求量大，而且受众面广，实现对该类工业化加工产品的过程控制，对产品品质和质量安全都非常重要。因此，为了剖析回锅肉制作过程中的风味变化，为工业化回锅肉制品的加工提供品质调控依据，本文根据回锅肉制作的5个关键阶段，即原料肉、煮制、油炸、拌料调味和包装灭菌，拟对每个加工阶段肉中的风味物质含量变化进行分析，并结合气味活度值分析（odor activity value，OAV）、主成分分析（principal component analysis，PCA）和聚类分析（cluster analysis，CA），研究回锅肉的风味特征变化，以期为回锅肉菜肴的工业化加工及加工过程的品质控制提供参考。

1 材料与方法

1.1 原料

1.1.1 材料

原料肉（新鲜猪肉），遂宁市高金食品有限公司；回锅肉混合调味料（主要成分为豆瓣酱、植物油、辣椒、甜面酱、豆豉、酱油、白砂糖、谷氨酸钠、花椒、山梨酸钾），成都国酿食品有限公司；食用油，购于十陵镇好乐购超市。

正己烷（色谱纯）和 2,4,6-三甲基吡啶（2 µg/µL），Sigma-Aldrich。

1.1.2 主要仪器设备

HY-DGJD低温高湿解冻机，山东华誉；350切条机，诸城盛嘉；夹层锅，诸城时顺；BQPJ-I台式切片机、BYZG-20油炸机、BHHJ-III混合调味机，杭州嘉兴艾博；4202真空包装机，江西赣云；FY50全自动不锈钢反压高温蒸煮锅，上海三申；7890B-5977A型气质联用仪、PAL RSI 85 CTC多功能自动进样器（含SPEM进样器）、HP-5MS UI色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25µm），美国Agilent；50/30 µm DVB/CAR/ PDMS萃取头，美国Suplelco公司。

1.2 实验方法

1.2.1 回锅肉的加工工艺及取样

1.2.1.1 回锅肉的加工流程

原料肉（冻肉）选择→解冻→切条→预煮→切片→炸制→拌料调味→计量包装→灭菌→冷却贮藏

1.2.1.2 回锅肉不同加工阶段样品的制备

（1）原料肉准备阶段（A1）：冻肉在冷藏间（0~4 ℃）解冻。

（2）煮制阶段（A2）：解冻后原料肉切条（宽6 cm长18~20 cm），煮制（98~100 ℃）25 min，捞出沥干。

（3）油炸阶段（A3）：冷却后肉条进行切片（长6 cm厚0.3 cm），油炸（物料和油量质量比为1:2，炸制温度180 ℃）40 s，捞出沥干。

（4）拌料调味阶段（A4）：按照原料肉总重量的5%加入调味料，混合搅拌（转速20 r/min）10 min。

取5个加工阶段样品搅碎成肉糜，置于-80 ℃冰箱备用。

1.2.2 SPME-GC-MS测定

参考王卫等[7]的方法进行优化。前处理条件：取3 g绞碎后的肉糜样品于 15 mL顶空瓶中密封，设置CTC自动进样器预热处理45 min，样品抽取时间20 min，解析时间5 min。

GC条件：HP-5MS UI色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；压力32.0 kPa；流速1.0 mL/min；载气为He气，不分流进样；进样口温度250 ℃；升温程序：起始温度40 ℃，保持1 min，以3 ℃/min升至85 ℃，保持3 min，再以3 ℃/min升至105 ℃，保持2 min，再以 12 ℃/min升至 165 ℃，再以 10 ℃/min升至230 ℃。

MS条件：电子电离源（EI）；电子能量70 eV；离子源温度230 ℃，四级杆温度150 ℃；检测器电压350 V；质量扫描范围（m/z）：40~500。

32.89b5636.05±3 365.37±14 5.8 82.09±146.90±7 35.08b6302.40±3 661.88±24 28.51b3509.49±2 328.08±14 344.23±17-503.00±6-0.8 75.65±4.8 96.86±174.61±4 25.14b5693.80±2 3.0 74.65±251.12±6 199.45±7 344.06±6 671.72±13 115.26±8 142.83±4 168.78±6 228.69±7 2196.56 519.31±12-190.59±5 126.00±4 835.90±33 5140.47±300.85±10.87b 6.43a 93.52±122.63±6.49b 5862.99±474.65±18.89b 3117.56±305.91±9.76b 313.06±5.43b 853.56±17.54a-315.28±7.52a-6.89a 99.99±-5480.01±---------0.00-3.33a 83.35±--3.47b 83.35±----423.64±26.65c----------0.00---------0.00----0.00----323.97±13.54d----------0.00---------0.00----0.00----0.00----------0.00---------0.00----0.00 C12H20O2 C12H20O2 C12H20O2 C12H20O2 Linalyl acetate erpinyl acetate ctadien-1-ol,acetate alpha.-T nerol acetate 3,7-dimethyl-2,6-O C10H16 C10H16 C10H16 C10H16 C10H16 C10H16 C10H16 C12H24 C15H24 C11H20O ctatriene α-Terpinen D-Limonene alpha-pinene)-3,7-dimethyl-1,3,6-O)-3-Carene ndecene(+ethyl-6-methylene-cyclohexene 2-Carene 4-methyl-1-U Caryophyllene 2-Undecenal(Z 1,5,5-Trim C13H28 C13H28 C13H28 C14H30 C14H30 C15H32 C14H30 C15H32 C16H34 5-butyl-Nonane ndecane odecane odecane 2,6-dimethyl-U odecane odecane 4-methyl-D Tetradecane 4,6-dimethyl-D 2,6,10-trimethyl-D ethyl-Decane 2,3,5,8-tetram 2,6,11-trimethyl-D Hexadecane C6H8O4 C10H16O C12H20O3 C15H30O Pyranone p-menth-1-en-3-one 1-Acetoxy-p-menth-3-one 2-Pentadecanone酯酸乙-1-醇酯烯樟酯酯二芳品花类酸萜橙酯乙酸酸α-乙乙-2，6-辛基甲7-二3，烯烯品檬烯α-萜D-柠蒎烯三烯烷己八-环烯-1,3,6-十烯基甲碳)-3-蒈-6-亚烯一烯烯2-蒈-1-十竹一类基石烯甲(+基基2-十)-3,7-二甲4-甲(Z 1,5,5-三烷烷烷烷烷烷一烷二二-癸二-壬-十二烷-十-十基-十基基-十四基基甲基烷5-丁甲基甲甲六2,6-二4-甲十甲4,6-二2,6,10-三2,3,5,8-四2,6,11-三十类烷酮喃吡-3-酮酮脑酮椒荷烷类胡薄五酰2-十对酮1-乙24.204 28.966 29.602 30.167 11.58 12.11 12.658 13.107 13.497 14.809 14.82 21.628 32.172 29.508 15.817 21.826 22.281 24.601 25.452 25.901 26.192 28.051 32.405 17.379 23.802 23.82 35.086 7 8 9 0计1 2 3 4 5 6 7 8 9 0计1 2 3 4 5 6 7 8 9计0 1 23计

1.2.3 定性和定量分析

定性：对化合物进行分析时，将得到的数据在仪器的 NIST14.L谱库中进行检索和匹配，选择匹配度高于80%的物质。

定量：以 2,4,6-三甲基吡啶作为内标进行定量分析，根据公式（1）计算各物质的绝对含量。

能耗监控系统不只是简单的对水电气等能耗数据进行监测，在能耗异常时还能进行报警，通过平台数据分析，还可以提供故障定位。医院5号楼用水量监测如图4所示。

式中：Ci为各挥发性风味物质的绝对含量（ng/g）；Si为挥发性风味物质的峰面积；S标为内标物的峰面积；mi为样品质量/g；m标为内标物质量（ng），本实验内标物的质量为20000 ng。

1.2.4 关键挥发性风味物质确定

OAV是某挥发性成分绝对含量与阈值的比值，其大小可以反映各挥发性成分对样品风味的贡献。0≤OAV＜1，表明该物质对回锅肉风味有修饰作用；OAV≥1，表明该物质对回锅肉整体风味贡献较大[8,9]。OAV按照公式（2）计算。

式中：Ci为某挥发性风味成分的绝对含量（ng/g）；Ti为该成分的感觉阈值（ng/g）。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2019进行数据统计，并进一步利用 IBM SPSS Statistics 25.0进行主成分分析，Origin 2018进行作图，TB tools软件进行风味热图可视化。

2 结果与分析

2.1 不同加工阶段挥发性风味成分的总体变化

回锅肉不同加工阶段 SPME-GC-MS测定结果和总离子流图见表1、图1和图2。本实验条件下，不同加工阶段共检出60种挥发性风味物质，其中醛类13种，醇类11种，酯类6种，烯类10种，烷烃类9种，酮类4种，含氮类2种，其他类（苯和醚类）5种。原料肉中共检出8种，总含量为2057.36 ng/g；煮制后共检出9种，总含量为4915.87 ng/g；油炸后共检出12种，总含量为8084.16 ng/g；拌料调味后共检出33种，总含量为 25272.49 ng/g；包装灭菌后共检出 43种，总含量为32487.59 ng/g。

图1 回锅肉加工过程中挥发性风味物质种类和含量变化Fig.1 Changes in variety and content of flavor substances of twice-cooked pork during processing

图2 回锅肉加工过程中挥发性风味物质总离子流图Fig.1 TIC of flavor substances of twice-cooked pork during processing

挥发性风味物质含量随加工过程显著增加（p<0.05），物质种类在拌料熟化后开始显著增加（p<0.05）。煮制后物质含量增加2858.51 ng/g，这与酱牛肉[10]和泡椒鹅肉[11]加工过程中煮制后的研究结果类似。油炸后主要物质是醛类和醇类，物质含量比煮制后增加3168.29 ng/g，脆肉鲩鱼肉油炸后发现类似结果[12]。拌料调味后物质种类和含量较油炸后分别增加22种和17188.32 ng/g，增加的醇类、酯类、烯类和烷烃类等物质主要来源于添加的调味料，这与浅发酵香肠加入调料腌制后的结果类似[13]。包装灭菌后物质种类和含量相比拌料调味后分别增加10种和7215.1 ng/g，增加的主要为烷烃类、酮类和含氮类物质，这与酱牛肉灭菌后风味物质变少的趋势有所不同，主要是因为回锅肉的油炸脱水工艺和酱牛肉的卤煮工艺对风味物质的影响区别较大，但两者都表明低于121 ℃灭菌温度的产品风味更优[14,15]。

2.2 回锅肉不同加工阶段挥发性风味物质类别和OAV分析

回锅肉加工过程中醛类物质含量由原料肉的1618.53 ng/g增加至油炸后最大值5792.41 ng/g，灭菌后略下降，为5564.55 ng/g，主要源于高温引起的脂肪氧化分解及氨基酸Strecker降解[16]，还有部分物质来源于所添加的香辛料，如豆豉、豆瓣等[9]。醇类物质随加工过程呈不断增长的趋势，原料肉438.83 ng/g，成品中为7699.16 ng/g。随着碳链不断增长，不饱和醇类对风味有一定贡献，呈现植物脂香等特征风味[17]。烯烃和烷烃类主要在拌料调味和包装灭菌阶段产生，其中烯烃来自姜、花椒等香辛料，烷烃主要来自灭菌时脂肪酸烷氧自由基断裂[4]，所以只在成品中检出，且含量为2312.46 ng/g。酮是羰基类化合物的一种，可由脂质氧化分解或经醇氧化而得，所以拌料后含量为83.35 ng/g，灭菌后显著增加至835.90 ng/g，源于高温引起脂肪的持续氧化[18,19]。此外，还检测到部分酯类、含氮类、醚类等其它化合物，其中含氮化合物来自蛋白质的分解代谢[20]，煮制后只有正己酸乙烯酯一种酯类，含量为323.97 ng/g，其它化合物均在拌料后出现。茴香脑与草蒿脑的含量分别为 129.5 ng/g、124.21 ng/g，但高温灭菌后未检出。

挥发性风味物质对回锅肉总体风味贡献程度主要由感觉阈值和含量二者共同决定[21]，导致含量相对较高的挥发物可能对整体风味形成的贡献较小[20]，可结合各挥发性风味物质及其感觉阈值，采用 OAV对特征性挥发性风味物质进行分析，确定其关键风味物质。各阶段样品风味组分贡献结果如表2所示，不同加工阶段共确定24种关键风味物质（OAV≥1），OAV值越大表明该物质对回锅肉风味的贡献程度越大[22]，五个加工阶段的关键性风味物质分别为6、7、10、18、16种，主要为醛类（12种）、醇类（4种）、酯类（2种）、烯类（3种）、烷类（1种）、其他类（2种）。其中，壬醛、(E)-2-壬烯醛、（E，E）-2,4-癸二烯醛的OAV>1000，正己醛、甲硫基丙醛、正辛醛、苯乙醛、(E)-2-辛烯醛、(E)-2-癸烯醛、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、D-柠檬烯>100，这 12种物质对回锅肉整体风味有较大贡献。

表2 回锅肉加工过程中挥发性风味物质的OAV（OAV≥1）Table 2 OAVs of volatile flavor compounds of twice-cooked pork during processing (OAV≥1)

24种关键风味成分的OAV整体呈递增趋势，促进产品整体风味的形成，芷江鸭[23]、红烧肉[24]等产品有类似变化趋势。但与贾丽娜研究发现炒制后变化显著的为酯类和杂环类[5]不同，本实验中油炸后变化最显著的为醛类物质，这是因为采用的热加工方式不同[25]。

各加工节点24种OAV≥1的关键物质中，原料肉中有正己醛、庚醛、正辛醛、(E)-2-辛烯醛、壬醛和1-辛烯-3-醇。其中正己醛、庚醛、壬醛和1-辛烯-3-醇四种物质在加工的各阶段都能检出，正己醛、庚醛和1-辛烯-3-醇整体呈先增加后降低的趋势，壬醛一直呈递增趋势。正己醛是ω-6不饱和脂肪酸降解的基本产物[26]，高温油炸后含量最高（3238.12 ng/g），与贾丽娜等[6]研究发现的正己醛为回锅肉成品在冻藏过程中的代表性醛类物质的结果类似。庚醛含量同脂肪含量呈正相关，源自脂质的氧化和降解，并呈现草木，果味和脂肪蜡味[27]。1-辛烯-3-醇是回锅肉中最具代表性的醇类化合物，是花生四烯酸（AA）在12-脂氧化酶和亚油酸的作用下自氧化的氧化产物[28,29]，具有强烈的泥土和蘑菇清香[30]。壬醛在油炸工艺后含量急剧升高，具有甜味和水果香气[31]，主要源于脂肪高温后引起的油酸氧化[32]。正辛醛是通过不饱和游离脂肪酸和酯化脂肪酸自动氧化过程的非酶机制释放出的一种直链醛，它和己醛、庚酸、辛酸和壬醛呈现“青草状”香气[33]。(E)-2-辛烯醛从亚油酸氧化降解而来[34]，已在烤羊肉等多种肉类产品中被鉴定为关键风味物质[35]。

煮制后猪肉的6种物质OAV值都升高，新增加的(E)-2-壬烯醛OAV达到1525.58，具有青香、脂香、西瓜样品味[36,37]，是多不饱和脂肪酸氧化的产物[38]，也是煮制工艺后OAV值最高的物质，说明(E)-2-壬烯醛对煮制后产品风味贡献最大。

油炸后增加的(E)-2-庚烯醛、(E)-2-癸烯醛、（E,E）-2,4-癸二烯醛和(Z)-2-辛烯-1-醇OAV值分别为60.14、444.66、841.29和2.81。其中(E)-2-癸烯醛含量高、阈值低，包装灭菌阶段的OAV值是油炸阶段的两倍，而拌料调味阶段变化不大，说明该物质受温度影响较大。(E)-2-庚烯醛的OAV值在拌料工艺后降为21.79，包装灭菌后未检出，(Z)-2-辛烯-1-醇经花生四烯酸氧化产生，具有脂肪酸败的气味[39]，拌料调味和包装灭菌工艺后都未检出，说明这两种物质在高温下会被抑制或分解为其他物质。(E,E)-2,4-癸二烯醛是亚油酸氧化的主要产物，具有脂肪味和炸土豆味，其阈值极低，OAV值在油炸后为841.29，熟化后更是高达8882.31，是24种关键风味成分中的最高值[40]。

拌料调味后增加的物质（OAV值）为苯甲醛（1.94）、苯乙醛（82.69）和芳樟醇（564.83）、α-松油醇（1.55）、乙酸芳樟酯（85.67）、D-柠檬烯（311.76）、蒎烯（50.99）、石竹烯（1.56）、茴香脑（1.77）、草蒿脑（16.56）等香辛料中典型特征物质。苯甲醛检出含量为678.56，但其阈值高达350，导致OAV值只有1.94，对产品风味的贡献不如其他醛类，但它是唯一确定的芳族醛[41]，从苯丙氨酸通过Strecker降解或从亚麻酸通过氧化降解生成[42]。苯乙醛在拌料后OAV值为82.69，但包装灭菌后达到361.14，说明拌料调味和包装灭菌都有助于该物质的积累，原因主要是其可从调味料中的豆豉[43]和苯丙氨酸的Strecker降解获得，呈现出花香和蜂蜜的香气[36]。烯烃、酯类香料味物质主要来源于香料中[44]，每种物质都具有独特的香味，促进产品风味的形成。芳樟醇、乙酸芳樟酯和D-柠檬烯的OAV值较高，对产品风味贡献较大，其中芳樟醇属于链状萜烯醇类，既有紫丁香、铃兰香味，又有木质香味[45]，乙酸芳樟酯具有茉莉、薰衣草的幽雅花香[46]，D-柠檬烯具有新鲜橙子和柠檬香气[47]。

包装灭菌后增加的甲硫基丙醛、乙酸丁酯和十四烷，其OAV值分别为89.08、71.99和344.06，但(E)-2-庚烯醛、苯甲醛、(E)-2-壬烯醛、茴香脑和草蒿脑未检出。甲硫基丙醛阈值低，具有醇厚的酱香、洋葱香和红烧肉香，是肉中典型的含硫化合物[48]。十四烷主要来源于脂肪酸的烷氧自由基断裂后降解而来，但属于直链烷烃，且阈值较高，对香气贡献较小[49,50]。

2.3 不同加工阶段关键风味物质的主成分分析

对回锅肉不同加工阶段24种OAV≥1的关键风味成分进行主成分分析（PCA），相关矩阵特征值如表3所示，共提取3个特征值不小于1的主成分，其贡献率分别为55.11%、20.72%、19.80%，解释了总方差的95.63%，主成分分析一般提取包含90%以上信息的主成分[51]，前三个主成分基本保留了 24种关键挥发性物质的绝大部分信息，可以较好的区分不同加工阶段产品关键风味的变化。

表3 主成分特征值及累计贡献率Table 3 Principal component eigenvalue and cumulative contribution rate

旋转后主成分因子的成分矩阵见表4，与PC1高度正相关的物质有(E,E)-2,4-癸二烯醛、苯乙醛、甲硫基丙醛、乙酸丁酯、十四烷和反式-2-癸烯醛，与PC2高度正相关的物质有 1-辛烯-3-醇、正己醛、(E)-2-庚烯醛，与PC3高度正相关的物质有苯甲醛、茴香脑和草蒿脑。

表4 旋转后主成分因子的成分矩阵Table 4 Rotating principal components loading matrix

根据主成分特征值及旋转成分矩阵，计算得到回锅肉的主成分得分，以 PC1为横坐标、PC2和 PC3为纵坐标，将回锅肉的样本投影到三维坐标系上，得到不同加工阶段样品分布情况（图3）。由图3a和3c可知，油炸后的样品位于散点图左上角区域，与其它样品距离较远，且与PC2高度正相关，表明油炸工艺对PC2的物质影响最大，结合图3b和3d可知，PC1物质主要来自于拌料调味和包装灭菌，PC2物质主要来自于油炸阶段，PC3物质主要来自于拌料调味。

图3 回锅肉关键风味物质主成分载荷图及各阶段样品主成分得分图Fig.3 Principal component load diagram of key flavor substances principal component score in twice-cooked pork

各工艺阶段的特征物质，油炸阶段为 1-辛烯-3-醇、正己醛、(E)-2-庚烯醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛，主要反映回锅肉中的脂香和肉香[10,12]；拌料调味和包装灭菌为苯乙醛、甲硫基丙醛、乙酸丁酯、十四烷和反式-2-癸烯醛，拌料调味为苯甲醛、茴香脑和草蒿脑，主要反映回锅肉中的花果清香和油香味[36,37]；包装灭菌后苯甲醛、茴香脑、草蒿脑和(E)-2-庚烯醛未检出，表明对成品风味起主要作用的只有PC1和PC2中的8种物质，其中1-辛烯-3-醇和正己醛是肉类原料中具有的特征物质，但随加工过程含量升高[52]；而反式-2-癸烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛和苯乙醛分别为油炸[41,53]和拌料调味后检出的新物质。

2.4 不同加工阶段关键风味物质的聚类分析

回锅肉加工过程中关键风味物质的热图分析见图4，不同加工阶段关键风味物质的组成和含量存在较大差异，样品A1和A2聚在一起，A4和A5聚在一起，说明原料肉和煮制工艺风味物质组成和含量相似，拌料调味和包装灭菌后的相似，而油炸工艺不同于其他4个阶段，且风味物质主要形成于加工后期的拌料调味和包装灭菌。

图4 样品中关键挥发性风味物质的OAV热图Fig.4 OAV heat map of key volatile substances in samples

3 结论

风味衰减调控是工业化菜肴过程质量控制的关键点之一，对工业化菜肴回锅肉不同加工阶段挥发性风味成分的分析显示，加工进程对产品的风味呈现极为重要的影响。本实验中，风味物种类随加工进程逐渐增加，原料肉有 8种（2057.36 ng/g），煮制后 9种（4915.87 ng/g），油炸后为12种（8084.16 ng/g），拌料调味后33种（25272.49 ng/g），包装灭菌后43种（32487.59 ng/g）。气味活度值（OAV）分析确定出24种OAV≥1的关键风味物质，进一步的PCA和CA分析证实，前3个主成分（95.63%）可表征各加工阶段的特征风味物质，与其呈现高度正相关的物质有 8种。各工序中拌料调味和包装灭菌是风味物质形成的关键阶段，影响总体风味的主要成分是PC1，即（E,E）-2,4-癸二烯醛、苯乙醛、甲硫基丙醛、乙酸丁酯、十四烷和反式-2-癸烯醛；而影响其油炸风味的是PC2，即1-辛烯-3-醇、正己醛和(E)-2-庚烯醛）；PC3（苯甲醛、茴香脑和草蒿脑）则是影响拌料调味风味的主要成分。本研究揭示了回锅肉不同加工阶段的风味物质种类及其含量，可为回锅肉菜肴工业化加工中过程控制的研究提供参考。