清酱肉中关键香气活性化合物的分析

张顺亮1，郝宝瑞1,2，王守伟1,*，成晓瑜1，赵 冰1，潘晓倩1，郭爱菊1

（1.中国肉类食品综合研究中心，北京 100068；2.天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津 300134）

摘 要：采用固相微萃取法提取和富集清酱肉样品中的挥发性化合物，借助气相色谱-嗅闻-质谱联用法对香味活性化合物进行分析和鉴定，确定清酱肉主体香气成分。结果表明：共有28种香气化合物被检测到，其中包括醇类物质3种、醛类物质9种、酯类物质9种、酸类物质3种、酮类物质1种和萜烯类物质1种，还有2种闻到但不能鉴定的挥发性化合物；醛类物质和酯类物质是主要的香气成分，2-甲基丁酸乙酯（橘子味）、3-甲基丁酸乙酯（水果味、花香味）、3-甲硫基丙醛（烧烤味、土豆味）、辛酸乙酯（花香味、水果味）、乙酸（酸味）、糠醛（坚果味、爆米花味）和2,4-己二烯酸乙酯（酱香味、腊味）等对清酱肉风味的贡献比较大，为清酱肉的关键香味活性化合物。

关键词：清酱肉；固相微萃取；气相色谱-嗅闻-质谱联用；关键香气活性化合物

Analysis of the Key Aroma-Active Compounds of Pickled Sauced Meat

Zhang Shun-liang1, Hao Bao-rui1,2, Wang Shou-wei1,*, Cheng Xiao-yu1, Zhao Bing1, Pan Xiao-qian1, Guo Ai-ju1

(1. China Meat Research Center, Beijing 100068, China;

2. College of Biotechnology and Food Science, Tianjin University of Commerce, Tianjin 300134, China)

Abstract: The volatile compounds of pickled sauced meat were extracted by solid phase micro-extraction (SPME). The aroma-active compounds were analyzed and identified by gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry (GC-O-MS). The results showed that a total of 28 aroma-active compounds, consisting of 9 aldehydes, 9 esters, 3 acids, 1 ketone and 1 terpene, were detected by olfactometer. Among them, aldehydes and esters were the key aroma-active components of pickled sauced meat, including 2-methyl ethyl butyrate (orange flavor), 3-methyl ethyl butyrate (fruity, floral), 3-methylthiopropanal (barbecue flavor, potato flavor), ethyl caprylate (floral, fruity), acetic acid (soured), furfural (nutty, popcorn flavor), 2,4-hexadienoic acid ethyl ester (sauced, preserved meat flavor), etc.

Key words: pickled sauced meat; solid phase micro-extraction (SPME); gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry (GC-O-MS); key aroma-active compounds

中图分类号：TS251.5 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2014）04-0127-04

doi:10.7506/spkx1002-6630-201404026

风味是食品重要的感官品质之一，19世纪50年代起人们开始发现食品风味的重要性并进行最初的研究[1]。在肉制品中，目前已鉴定出的香味活性化合物质有1000多种，主要包括：醛类、醇类、酮类、羧酸类、酯类、含硫化合物、芳香烃类、含氮化合物和其他杂环化合物等。要确定清酱肉中的主体香气成分，需先提取和富集挥发性香气物质，然后利用分析技术进行识别。目前，香味物质提取技术常用的有溶剂辅助风味蒸发、同时蒸馏提取、固相微萃取和动态顶空制样[2-5]等，在肉制品香气物质提取中常用的是固相微萃取法[6-9]。固相微萃取技术是在固相萃取的基础上发展起来的，具有操作时间短、操作简单快速、样品需要量小、萃取时无需溶剂和重现性好的特点。它通过涂有不同吸附剂的熔融纤维萃取头从待分析基质中萃取挥发性化合物，待达到平衡后，萃取头被取出在气相色谱进样口进行高温热解吸，挥发性化合物进入气相色谱进行分离，这项技术已经被广泛应用到各类食品风味的测定中[10-12]。

在风味物质分析鉴别方面常用的技术有：气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)、气相色谱-嗅闻(GC-olfactometry，GC-O)和电子鼻分析等。GC-MS具有高分离能力、高选择性、高灵敏度的特点，同时能够分析物质的分子质量与结构信息。但是，食品中的某些香味化合物因为浓度极低，无法用GC-MS进行鉴定，但这些物质具有低的香气阈值，很容易被嗅闻到。GC-O将气相色谱与人的嗅觉结合，是一种有效的鉴别风味化合物的手段，可弥补GC-MS无法鉴别低浓度香味化合物的缺陷[13-14]。

清酱肉属于我国的传统腌腊肉制品，因产品色泽酱红、利口不腻、清香鲜美、风味独特深受人们的喜爱。其制作工艺独特，同时加上特有的配方，在腌制和成熟过程中有特殊的香味活性化合物生成，但目前还没有相关的清酱肉风味研究。通过分析清酱肉的香味活性化合物并确定主体风味成分，有助于优化工艺参数，提高产品风味，同时为品质评价提供重要的依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

精品五花猪肉 市购；清酱肉加工用辅料 中国肉类食品综合研究中心香辛料部；2-甲基-3-庚酮（纯度大于99%） 美国Sigma-Aldrich公司；C8～C25系列烷烃（色谱纯） 北京化学试剂公司。

HH-1型数显电子恒温水浴锅 上海至翔科教仪器厂；75μm CAR/PDMS固相微萃取针 美国Supelco公司；7890A-7000B气相色谱-质谱联用仪（配电子电离（electron ionization，EI）源和NIST 08数据库） 美国安捷伦科技有限公司；ODP2嗅闻检测器 德国Gerstel公司；DB-Wax气相色谱毛细管柱（30m×0.25mm，0.25μm） 美国J & W公司。

1.2 方法

1.2.1 清酱肉加工工艺流程

原料→解冻→休整→腌制→酱腌→干燥→成熟→包装→贮存

1.2.2 挥发性化合物的固相微萃取提取方法

称取3g左右的清酱肉样品装入固相微萃取小瓶中，同时加入1μL 1.632 μg/μL的2-甲基-3-庚酮作为内标化合物，旋紧盖子，将固相微萃取瓶放入50 ℃水浴锅中平衡20min，然后将固相微萃取针头插入瓶中，纤维头处于顶空状态吸附香气化合物40min。

1.2.3 测定挥发性化合物的GC-MS方法

色谱条件：使用DB-Wax极性柱（30m×0.25mm，0.25μm）进行气相色谱分析；高纯氦气（纯度＞99.99%）作为载气；流速1.2mL/min(恒定)；分流比5∶1。气相色谱所采用的程序升温：进样口温度250 ℃，柱温起始40 ℃保持3min，以5 ℃/min升温到200 ℃，保持0 min，再以10 ℃/min升到230 ℃保持5min。

质谱条件：电子电离方式；接口温度280 ℃；电子能量70eV；四极杆温度150 ℃；离子源温度230 ℃；溶剂延迟时间3min；质谱质量扫描范围设定为40～600u。

1.2.4 嗅闻方法

ODP嗅闻检测器的接口温度200 ℃，由3位评价员在嗅觉检测口处记录闻到香气的时间、香味特性和香气强度，每种化合物的香气及时间至少有其中2名评价员的一致才确定，通过嗅闻检测器闻到的香气与标准化合物的芳香特性对比[15]（表1中标记为O）。

1.2.5 香气活性化合物定性鉴定方法

通过软件检索与NIST谱库提供的谱图鉴定化合物，同时借助系列正构烷烃计算出香气活性化合物的保留指数（RI）值，与标准化合物进行比对（表1中标记为RI）[15]，RI值按公式（1）计算：

RI值=100×n＋[100（ta－tn）/tn+1－tn] （1）

式中：RI值为样品a的保留指数值；ta为样品a的保留时间/min（在正构烷烃Cn和Cn+1之间）；tn为正构烷烃Cn的保留时间/min；tn+1为正构烷烃Cn+1的保留时间/min。

1.2.6 香气化合物定量鉴定方法

借助对清酱肉样品中挥发性香气活性化合物进行鉴别时添加的内标化合物的量，对内标化合物的峰面积与香气化合物的峰面积比较，计算出每一种香气化合物相对于内标化合物的质量浓度，如公式（2）所示：

CX=SX×CA/SA （2）

式中：CX为未知香气化合物的质量浓度/（μg/μL）；CA为内标化合物的质量浓度/（μg/μL）；SX为未知香气化合物的峰面积；SA为内标化合物的峰面积。

2 结果与分析

清酱肉样品经固相微萃取法提取和富集挥发性化合物，用DB-WAX毛细管柱分离，最终由质谱检测到67种挥发性成分，但大部分挥发性化合物没有香气特征，仅有28种香气化合物由嗅闻检测器检测到，其中包括醇类物质3种、醛类物质9种、酯类物质9种、酸类物质3种、酮类物质1种、萜烯类物质1种，醛类物质和酯类物质占的比重最大。由表1可以看出，清酱肉的香气化合物的香味特征主要包括花香味、清香味、水果味、甜味、蘑菇味、烧烤味、酱香味、腊味等。其中香味特征较强的化合物有：2-甲基丁酸乙酯（橘子味）、3-甲基丁酸乙酯（水果味、花香味）、3-甲硫基丙醛（烧烤味、土豆味）、辛酸乙酯（花香味、水果味）、乙酸（酸味）、糠醛（坚果味、爆米花味）、2,4-己二烯酸乙酯（酱香味、腊味）、癸酸乙酯（蜂蜜味、甜味、玫瑰味）和2-甲基己酸（油腻味）。这些化合物对清酱肉的风味贡献大，可以推断出它们是清酱肉中起主要作用的风味物质。由表1可以看出，各种香气化合物的质量浓度在0.01～13 μg/μL之间，含量较高（大于0.5 μg/μL）的香气化合物有乙醇、乙酸、2,4-己二烯酸乙酯、乙酸乙酯、糠醛、辛酸乙酯、己酸乙酯和丁酸乙酯。3-甲基丁酸乙酯、3-甲硫基丙醛、2-甲基丁醛、1-辛烯-3-醇等含量很低，但由于这几种物质的阈值较低，其香味仍能闻到。

肉的风味是多种香气活性化合物在一定量的基础上达到平衡产生的[16]，研究者对于其中的一些主要反应机理已进行了深入研究，涉及的反应有脂肪氧化降解、氨基酸降解、美拉德反应、Stricken降解等[17]。由于清酱肉具有丰富的香味前体物质（如氨基酸、脂类、维生素和糖类等），以上关键香味活性化合物很可能来源于酱腌、烘干和成熟过程发生的反应，以上反应会产生特殊香气属性的化合物（如醇类、醛类、酮类和含硫化合物），共同作用形成了清酱肉的整体香味。

表 1 清酱肉经GC-O-MS分析鉴定的香气化合物

Table 1 Aroma-active compounds of pickled sauced meat identified by GC-O-MS

注：a.在嗅觉探测口下闻到的香味强弱；b.该化合物在质谱检测器中的信号太弱，仅能根据在相同色谱柱下的保留指数和香味描述来判断；c.该化合物通过NIST数据库分析的匹配度小于600，通过保留指数和香味仍不能判断；d. MS表示质谱鉴定，RI表示保留指数鉴定，O表示嗅闻鉴定；e. ND表示在质谱中没有检测到该物质的峰，从而没有计算出含量。

检测到的香气化合物中有9种酯类物质，而且大多数是某酸乙酯，这可能与清酱肉的配方中加入了料酒（含有大量乙醇）有关。由表1可知，香气化合物中有
3种醇类物质，醇的产生可能来自于脂肪的氧化过程中的烷氧基自由基[18]，由于醇的阈值较高，它们在肉制品中的风味贡献不大[19]。

脂肪在腌腊肉制品风味的形成中起着重要的作用，由于清酱肉中脂肪的含量高，加上其加工周期较长、成熟过程水分含量低等因素，脂肪会发生不同程度的氧化和降解。由检测结果可知，香气化合物中共有9种醛，醛的产生来自于脂肪氧化产生的烷氧基自由基[18]，由于醛类物质的阈值低，且在脂肪氧化中形成的速度很快，因此它们对清酱肉风味形成的贡献很大。研究表明，5～9个碳原子的醛具有清香、油香、脂香风味，分子质量较高的醛具有类似橘子皮的风味[20]。在鉴定的香气活性化合物中，正己醛可能来源于ω-6不饱和脂肪酸降解，反式-2-辛烯醛可能来源于亚油酸的降解，反式-2-己烯醛、1-辛烯-3-醇也可能来源于脂肪的氧化降解[21]。正己醛（青草味）、2-甲基丁醛（巧克力味）、3-甲硫基丙醛（土豆味）等被鉴定出说明氨基酸的降解反应与清酱肉的风味形成有直接关系[22]。糠醛的产生可能与美拉德反应、Strecker降解有关[23]。

本实验在GC-O-MS分析过程中还发现有2种无法鉴定的挥发性化合物，在表1中标记的序号为2、28，这两种物质仅仅能闻到气味，但是无法对其进行定性分析。

3 结 论

清酱肉样品经GC-O-MS技术鉴定香气活性化合物，共有28种香气活性化合物被检测到，其中包括醇类物质
3种、醛类物质9种、酯类物质9种、酸类物质3种、酮类物质1种、萜烯类物质1种及2种闻到但不能鉴定的挥发性化合物，醛类物质和酯类物质是主要的香气成分。2-甲基丁酸乙酯（橘子味）、3-甲基丁酸乙酯（水果味、花香味）、3-甲硫基丙醛（烧烤味、土豆味）、辛酸乙酯（花香味、水果味）、乙酸（酸味）、糠醛（坚果味、爆米花味）、2,4-己二烯酸乙酯（酱香味、腊味）、癸酸乙酯（蜂蜜味、甜味、玫瑰味）和2-甲基己酸（油腻味）这9种物质对清酱肉风味的贡献比较大，为清酱肉的关键香气活性化合物，它们通过彼此间的相互作用产生独特宜人的清酱肉风味。实验测定清酱肉中对整体风味有重要影响的关键香气活性化合物，为建立清酱肉的指纹图谱提供了重要的理论基础，同时为控制清酱肉的品质和优化风味提供了科学依据。

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