呼吸式滚揉腌制对中式酱牛肉挥发性物质的影响

刘丹丹

赵 培1,2

陈金玉1,2

赵文颖3

刘忠敏4

吴子健1,2

(1. 天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津 300134；2. 天津市食品生物技术重点实验室，天津 300134；3. 天津市技术物理研究所，天津 300192；4. 天津至美斋食品有限公司，天津 300393)

酱牛肉是以牛前腱子肉为原料，经一系列加工制作而成的传统佳肴，其中腌制是酱牛肉加工过程中至为重要的环节，在此过程中牛肉能形成独特的腌制风味和色泽，并具有提高酱牛肉品质的作用[1]。传统中式酱牛肉[2]静态腌制加工制作周期长、产品风味由于腌制液渗透不充分导致不均匀，且煮制过后需要较长时间的焖制，生产效率低，而且酱牛肉的出品率也较低[3]。

滚揉腌制是提高中式酱牛肉生产效率及适度提高出品率的方法[4]。原料肉在滚筒中被摔打、撕裂以及肌肉组织松弛膨胀的过程，缩短了腌制液的渗透，提高了味道的均匀性[5]，因而可有效提高肉制品的质量，使肉品嫩化，风味亦得到相应的改善[6]。与常用的真空滚揉法相比，呼吸式滚揉腌制是一种在滚揉过程中正压与负压交替进行的一种滚揉腌制方式，原料肉在此过程中受到正压时的压迫作用和负压时的舒张作用，压力有规律的变化使得腌制液在组织中呈周期性地吸入和挤出的运动，进而达到缩短腌制时间且提高腌制效果的目的。王兆平等[7]研究发现随着滚揉里程的增大，兔肉中挥发性风味物质种类整体呈减小的趋势；黄瀚等[8]研究表明滚揉处理后的腌制兔肉能降低其风味强度，有助于兔肉风味的改善。研究拟探讨呼吸式滚揉腌制对中式传统酱牛肉挥发性成分的影响，以期为呼吸式滚揉腌制在中式酱牛肉生产工艺的改进、产品风味的稳定、规模化生产的标准化提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

冷冻去骨牛前腱肉：巴西JBS-Friboi集团；

食盐、味精、香辛料等：市售。

1.2 仪器与设备

蒸煮桶：BZZT-IV-90型，浙江嘉兴艾博实业有限公司；

真空搅拌机：BVBJ-30F型，浙江嘉兴艾博实业有限公司；

电自动高压腌肉注射器：丹东沃隆电子商务有限公司；

气相色谱—质谱联用仪：GCMS-QP2010型，日本岛津公司；

固相微萃取装置：包括手柄和65 μm PDMS/DVB固相微萃取装置，美国Supelco公司。

1.3 试验方法

1.3.1 酱牛肉加工工艺流程

冷冻去骨牛前腱肉→低温高湿解冻→修整分割成0.4 kg 大小的肉块→滚揉腌制→蒸煮→真空包装 →4 ℃贮藏

1.3.2 酱牛肉的腌制与蒸煮制备 参照文献[9]的方法并修改：静置腌制(CK组)是将剔骨分割好的牛腱子浸入配制好的腌制液，使肉内外腌制液浓度达到一致；呼吸式滚揉组(BR组)将腌制液(注入量为肉重的20%)用盐水注射器注入到剔骨分割好的牛腱子肉中，原料肉放入真空滚揉机中，设定真空度为-0.06 MPa，正转5.0 min—静置2.5 min—反转5.0 min—静置2.5 min，然后将真空去除，充氮气至正压力为0.06 MPa，正转5.0 min—静置2.5 min—反转5.0 min—静置2.5 min，间歇30.0 min，重复操作1次，总时间为60.0 min。所有腌制好的原料肉均于0～4 ℃下备用待蒸煮。腌制好的原料按传统工艺添加相同比例的香辛料和老汤进行煮制。

1.3.3 可挥发性物质含量测定 蒸煮好的酱牛肉置于灭菌托盘上沥干卤汁，参照郭昕等[10]的方法并略作修改：将酱牛肉样品均匀切成0.008 cm3立方体大小的小块，准确称取2.00 g加入到20.00 mL顶空样品瓶中并加盖密封；参照魏玲[11]的方法将装有肉样的顶空样品瓶垂直于60 ℃水浴15 min，再将PDMS/DVB固相微萃取头垂直插入顶空瓶内吸附15 min；将萃取头拔出，立即插入GC-MS进样口中，进样口温度250 ℃，解析5.0 min；GC条件[12]：色谱柱为HP-5MS石英毛细柱(30 m×0.25 mm，0.24 μm)、载气体为高纯氦气(纯度≥99.999%)、柱流量1.0 mL/min(恒温模式)、分流比5∶1。气相色谱升温程序：起始柱温50 ℃保持5 min，以5 ℃/min升至80 ℃，以2 ℃/min 升至140 ℃，以5 ℃/min升至210 ℃保持5 min；质谱条件：电子电离源、离子源温度230 ℃、离子化电压80 eV、四极杆温度150 ℃、全扫描模式、质量扫描范围m/z30～500、溶剂延迟时间2 min。

1.4 数据统计与分析

GC-MS数据由日本岛津公司GC-MS设备系统自带软件GC-MS solution 2.0处理。定量分析采用峰面积归一法，定性分析是将检测出的成分与NIST 2011质谱数据库相匹配，采用Origin 10.0软件进行绘图。

2 结果与讨论

2.1 腌制工艺对中式酱牛肉中挥发性风味物质的影响

两种腌制方式加工酱牛肉的总离子流图见图1，挥发性风味化合物种类与相对含量见表1。

图1 两种腌制方式加工酱牛肉挥发性成分的总离子流图

由表1可知，从挥发性成分的种类上来说，成品酱牛肉的可挥发性成分主要为8类物质，包括醛类、烃类、醇类、酯类、酮类以及其他类。CK组共检出58种可挥发性物质，其中烃类种类最多，其次是醛类和醇类，分别为23，11，8种。BR组共检出44种挥发性物质，主要为烃类(11种)、醛类(9种)和酯类(8种)。从各类挥发性成分的相对含量上来说，醛类(37.48%)、烃类(19.67%)和醇类(16.82%)挥发性物质是CK组中相对含量较多的挥发性物质，BR组中相对含量较多的是依次醛类(34.28%)、酯类(20.68%)和酮类(16.05%)，说明呼吸式滚揉腌制中酯类和酮类挥发性物质相对含量较静态腌制的多。

表1 酱牛肉的挥发性风味化合物种类与相对含量

2.2 醛类挥发性成分分析

由表2可知，两种酱牛肉中相对含量最高的均是苯甲醛(不饱和醛类物质，≥10%)，CK组中含有11种醛类化合物，其中9种属于饱和醛(3-甲基丁醛、2-异丙基丁醛、戊醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、十三醛、十四烷醛)，2种属于不饱和醛(2-甲基-3-苯基丙醛和苯甲醛)；BR组中含有9种醛类物质，其不饱和醛种类与CK组一致，而饱和醛种类比CK组少2种(3-甲基丁醛和戊醛)；与CK组相比，BR中相对含量差异性变化较大的其他醛类挥发性物质2-异丙基丁醛、十四烷醛和2-甲基-3-苯基丙醛显著增加。3-甲基丁醛具有苹果香味，而戊醛具有刺激性气味。苯甲醛具有苹果香味、杏仁味，而饱和醛类化合物中己醛、壬醛等的相对含量较高，所代表的风味分别为生油脂、青草气及脂肪甜香味[13]。

表2 酱牛肉中醛类挥发性风味物质种类与相对含量

2.3 烃类挥发性成分分析

酱牛肉中烃类挥发性成分主要来源于牛肉原料中脂肪酸烷氧基的裂解和脂肪降解，通常饱和烃的阈值较高，对风味影响不大，而不饱和烃阈值较低，对风味影响较大[14]。由表3可知，从种类上来说，CK和BR中共有25种烃类物质，其中饱和烃类12种，不饱和烃类13种；饱和烃类化合物中，BR中仅检测出3种，且甲苯、1-烯丙基-2-甲苯与1,6-辛二烯-3-醇-1,3,7-二甲基含量增加。

表3 酱牛肉中烃类挥发性风味物质种类与相对含量

2.4 醇类挥发性成分分析

酱牛肉中醇类化合物主要是脂质在脂肪氧合酶和氢过氧化酶作用下，通过降解亚油酸的氧化反应产生[15]。由表4可知，2种酱牛肉中检出的醇类化合物主要为不饱和醇类，而醇类来源于脂肪的氧化降解，其饱和醇由于阈值高，对酱牛肉风味贡献较小；而不饱和醇由于阈值低，对风味贡献较大[16]。其中，桉树醇(味辛冷，来源于姜科植物)含量最高，而呼吸式滚揉腌制的酱牛肉使其含量降低。3-甲基-1-丁醇有苹果白兰地香气和辛辣味，是一种不愉快的气味；1-辛烯-3-醇具有蘑菇、薰衣草、玫瑰和干草香气，主要存在于薄荷类、百里香及鲜蘑菇中，属天然等同香料；4-萜烯醇、α-松油醇、3,4-二甲基环己醇等分别具有肉豆蔻、丁香、甜花香等风味，可推测醇类化合物主要来源于香辛调味料。虽然醇类化合物对肉味香气的形成影响不如挥发性醛类显著，但在酱牛肉整体风味中也有关键的贡献[17]。

表4 酱牛肉中醇类挥发性风味物质种类与相对含量

2.5 酯类挥发性成分分析

由表5可知，CK中酯类化合物种类和相对含量较低，而BR中酯类化合物含量显著高于CK，由于酯类物质的阈值一般比较低，即使含量低，也对发酵牛肉整体风味有较大贡献，且酯类物质多有特殊气味，能够起到调味的作用[18]。这可能是导致呼吸式滚揉腌制加工的酱牛肉与传统静态腌制加工的酱牛肉风味差异的关键。

表5 酱牛肉中酮类挥发性风味物质种类与相对含量

2.6 酮类挥发性成分分析

酱牛肉中酮类化合物是由不饱和脂肪酸受热氧化或降解以及氨基酸降解而产生的[19]。由表6可知，2种酱牛肉样品中酮类化合物种类和相对含量差异显著，其中相对含量较高的丙酮、2-丁酮与3-羟基-2-丁酮分别具有特殊的辛辣气味、令人愉快的奶油香味。酮类化合物中的2-甲基四氢呋喃-3-酮与2-庚酮在CK中未被检出，其分别具有甜香、坚果香、奶油香、类似梨的水果香味。虽然2种样品中酮类化合物差异较大，但酮类化合物阈值较高，对酱牛肉风味差异影响较小。

表6 酱牛肉中酮类挥发性风味物质种类与相对含量

2.7 其他类挥发性成分分析

由表7可知，2种酱牛肉中主要检出了5种其他类物质，而BR中仅检出甲氧基苯肟。其中，呋喃类物质是最丰富的美拉德反应产物，主要在焦糖化和糖降解过程中产生，尽管在肉类成分中无太多贡献，但其能促进肉制品在加工过程中的整体风味[20]。酱牛肉中检出的2-正戊基呋喃具有肉品的烘烤味和坚果味。而含氮、含硫及杂环化合物阈值较低，主要通过美拉德反应，由氨基酸和硫胺素热解生成，是肉品中最重要的风味物质，且含硫化合物对产品风味贡献较大。

表7 酱牛肉中其他类挥发性风味物质种类与相对含量

2.8 醚类和酸类挥发性成分分析

由表8可知，2种酱牛肉中醚类和酸类化合物均仅检出1种，检出的4-烯丙基苯甲醚可能来自添加的八角茴香、小茴香、大茴香等物质，其赋予酱牛肉愉快的香气和醇厚感[21]。酸类物质可能是甘油三酯和磷脂的水解产物，也可能由醇和醛氧化产生。因为酸类化合物挥发性较低，通常作为非挥发性风味物质，对酱牛肉风味影响较小。

3 结论

采用顶空固相微萃取结合气质联用的方法，检测不同腌制处理的酱牛肉中挥发性风味物质的种类。结果表明，呼吸式滚揉腌制加工对酱牛肉中主要挥发性成分影

表8 酱牛肉中醚类与酸类挥发性风味物质种类与相对含量

响较小，主要成分为醛类、烃类、醇类、酯类和酮类物质。醛类物质相对含量较高，且其阈值较低，为酱牛肉的主要挥发性物质，其中具有苹果香味、杏仁味的苯甲醛相对含量约占10%；烃类物质种类为23种，占总检出的33%；酱牛肉中醇类物质主要来源于添加的香辛料；呼吸式滚揉腌制的酱牛肉酯类物质种类为8种，占总检出的20.68%，丰富了酱牛肉的风味；酮类、醚类与酸类物质相对含量较低，对整体风味影响较小。通过呼吸式滚揉腌制加工的酱牛肉在风味物质方面既能保持传统风味，也能产生一些新挥发物质，增加酱牛肉的风味。