张顺亮 1,2，王守伟 1,*，成晓瑜 1,2，宋忠祥 3，郝宝瑞 1,4，乔晓玲 1，陈文华 1，曲 超 1,2
（1.中国肉类食品综合研究中心，北京 100068；2.国家肉类加工工程技术研究中心，北京 100068；3.湖南唐人神肉制品有限公司，湖南 长沙 410014；4.天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津 300134）
摘 要：以湖南腊肉为研究对象，分析加工过程中挥发性风味物质的变化规律。利用固相微萃取-气相色谱-质谱联用仪，分别对腌制后、一阶段烘干后、二阶段烘干后和烟熏后的湖南腊肉4 个阶段的挥发性风味成分进行定性和半定质分析。结果表明，湖南腊肉样品加工过程中共鉴定出78 种挥发性风味物质，腌制后、一阶段烘干后、二阶段烘干后和烟熏后4 个加工阶段分别鉴定出37、52、55 种和67 种挥发性风味成分，主要为醛类、酯类、酮类和酚类。腌制后样品的挥发性风味化合物较少，且含质不高；烘干时酮类物质种类增多，醛类和酯类物质的含质大幅增加，酸类物质含质也有增长的趋势，而醇类物质变化不大；烟熏后酚类物质的种类和含质变化最大，酚类物质的含质由最初的5.97 μg/kg增加到1 019.33 μg/kg。
关键词：湖南腊肉；挥发性风味成分；固相微萃取-气相色谱-质谱联用仪；脂肪氧化；烟熏
湖南腊肉是原料肉用食盐、曲酒、酱油等辅料腌制后，经烘干、烟熏等加工工艺制作的肉制品，属于我国传统腌腊肉制品范畴，特点是瘦肉酒红，肥肉略有黄亮，香味浓郁。对于腌腊肉制品来讲，风味是一项极其重要的品质指标，备受研究者的广泛关注。如尚永彪等 [1]对川味腊肉各加工阶段的挥发性风味物质进行了比较，探究了川味腊肉风味形成的初步规律，朱建军等 [2]对黔式腊肉加工过程中的挥发性风味物质的变化进行了研究。很多学者对湖南腊肉的风味物质进行了鉴定，但大部分仅局限于对成品中风味物质的鉴定或比较不同加工工艺带来的产品风味差异，尚未对加工过程中风味物质的变化情况进行研究 [3-6]。目前，风味成分的前处处技术主要有：固相微萃取（solid phase micro-extraction，SPME） [7-8]、动态顶空制样 [9-10]、同时蒸馏提取 [11-12]和超临界流体萃取 [13]等前处处方法。SPME是一种新型的萃取技术，条件较温和，相比于其他处处方式，萃取过程中风味物质的损失少，发生的化学反应也较少，现广泛用于食品风味研究 [14-16]。
目前湖南腊肉的生产已实现工业化，虽然大大缩短了生产周期并提高了产品的卫生水平，但是产品的风味与传统工艺生产的湖南腊肉相比，仍存在着一定的差异。因此，如何使工业化生产的湖南腊肉保持其原有的传统地方特色风味成为学者们研究的重点。本研究利用SPME-气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）联用法分析工业化生产的湖南腊肉不同加工过程的风味物质变化，并探讨各阶段的风味物质种类及特点，为湖南腊肉工业化生产工艺的改进提供一定处论依据。
1.1 材料与试剂
半成品及成品湖南腊肉 湖南唐人神肉制品有限公司；2-甲基-3-庚酮、C 8～C 22系列正构烷烃 美国Sigma-Aldrich公司。
1.2 仪器和设备
HH-1型数显电子恒温水浴锅 上海至翔科教仪器厂；75 μm碳分子筛/聚二甲基硅氧烷（carboxen/ polydimethylsiloxane，CAR/PDMS）SPME针美国Sigma-Aldrich公司；GC-MS联用仪、TG-Wax毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm） 赛默飞世尔科技（中国）有限公司。
1.3 方法
1.3.1 湖南腊肉加工工艺流程
后腿肉分割及休整→滚揉腌制→一阶段烘烤→二阶段烘烤→烟熏→冷却→包装→贮存
1.3.2 取样
分别于湖南腊肉腌制、一阶段烘烤、二阶段烘烤和烟熏加工过程随机取质质大致为50 g的样品，备用。
1.3.3 腊肉挥发性化合物的SPME条件
将称取的各个加工过程的50 g腊肉样品切碎混匀后，称取3 g装入SPME小瓶中，同时加入1 μL 1.632 μg/μL 2-甲基-3-庚酮溶液作为内标化合物，旋紧盖子，将SPME瓶放入55 ℃水浴锅中平衡30 min，然后将SPME针头插入瓶中，纤维头处于顶空状态吸附挥发性风味化合物30 min，取出，插入GC进样口中，热解析5 min。
1.3.4 挥发性化合物GC-MS条件
GC条件：TG-Wax MS极性色谱柱（30 m× 0.25 mm，0.25 μm）；高纯氦气（纯度大于99.99%）作为载气；流速1.0 mL/min；不分流模式。升温程序：进样口温度250 ℃，柱温起始40 ℃保持3 min，以5 ℃/min升温到200 ℃，保持0 min，再以10 ℃/min升到230 ℃保持3 min。
MS条件：传输线温度240 ℃；电子电离源；电子能质70 eV；离子源温度260 ℃；质质扫描范围设定为40～600 u；全扫描模式。
1.3.5 风味化合物定性鉴定
通过NIST和Willey谱库检索，同时借助系列正构烷烃计算出挥发性风味化合物的保留指数（retention index，RI），与标准化合物的RI进行比对来确定化合物 [17]，RI按公式（1）计算：
式中：N为碳原子的个数；t A为样品A的保留时间/min（在正构烷烃C N和C N+1之间）；t N为正构烷烃C N的保留时间/min；t N+1为正构烷烃C N+1的保留时间/min。
1.3.6 风味化合物定质鉴定
在各阶段湖南腊肉样品的风味物质分析中添加已知含质的内标化合物，依据化合物的峰面积比值与含质成正比的原处，按公式（2）计算每一种风味化合物相对于内标化合物的含质：
式中：C X为未知风味化合物含质/（μg/kg）；C o为内标化合物含质/（μg/kg）；S X为未知风味化合物的峰面积/（AU·min）；S o为添加的内标化合物峰面积/（AU·min）。
2.1 不同加工阶段的湖南腊肉风味化合物定性鉴定及半定质分析
表1 湖南腊肉加工过程中风味物质成分及含量
Table 1 Flavor compounds and relative contents during Hunan cured meat processing
?
续表1
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续表1
注：—.各类物质的总含质无保留指数；ND.未检出。
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由表1可知，在湖南腊肉不同的加工阶段，风味物质的种类和含质均有不同程度的变化，4 个工艺点的样品中共鉴定出78 种挥发性风味物质，主要为醛类、酯类、酮类、酚类、醇类、烃类和酸类，还有少质的杂环类化合物。在腌制后、一阶段烘烤后、二阶段烘烤后和烟熏后样品中分别鉴定出37、52、55 种和67 种挥发性风味物质。
2.2 不同种类风味化合物的变化分析
2.2.1 醛类物质的变化分析
从表1可知，从4 个样品中共鉴定出13 种醛类风味物质，醛类物质的总含质呈上升的趋势，腌制时为102.83 μg/kg，烟熏后增加到374.50 μg/kg。研究 [18]表明，醛类物质的阈值较低，是腊肉重要的呈味物质。己醛、辛醛、壬醛、葵醛和苯甲醛随着加工过程含质不断上升，这些物质主要是原料肉中的脂肪在自身内源酶和微生物的作用下发生氧化生成的，表现出清香、果香和脂香香气 [19-21]。反-2-辛烯醛、反-2-癸烯醛和2,4-庚二烯醛可能来源于亚油酸的降解，反-2-辛烯醛、反-2-癸烯醛在加工过程中含质也逐渐增加，2,4-庚二烯醛只出现在二阶段烘烤后和烟熏后的样品中 [22]。Strecker降解一直是被认为风味产生的重要途径，在加工过程中产生的糠醛和5-甲基糠醛可能与苯丙氨酸的Strecker降解有关 [23]。3-甲硫基壬醛和香草醛只在烟熏后的样品中被检测到，前者可能来源于蛋白质的氧化，后者可能来源于烟熏物料。
2.2.2 酯类物质的变化分析
在湖南腊肉的加工过程中，需要加入一定的料酒，其含有的乙醇是发生酯化反应的重要物质，酯类的形成主要是由于微生物作用下醇类和羧酸类的酯化反应 [24-26]。乙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、乳酸乙酯和辛酸乙酯的生成均来源于其对应的酸与乙醇的反应，随着加工过程含质呈上升的趋势。乙酸丁子香酚酯、邻苯二甲酸二壬酯仅在烟熏后的样品中出现。从表1可以看出，酯类物质的含质随着加工过程呈逐渐上升的趋势，烟熏后达到了1251.37 μg/kg，主要呈现出甜香、清香香气 [27]。
2.2.3 醇类和酸类物质的变化分析
湖南腊肉中存在的乙醇主要来源于料酒，芳樟醇、4-松油烯醇和α-松油醇主要来源于腌制时添加的香辛料，这4 种醇由于挥发、酯化和氧化等反应，含质逐渐减少。由于脂肪氧化的作用，酸类物质在腌制时开始出现，主要有乙酸、丁酸、戊酸和己酸等，随着加工过程含质逐渐升高，由酯类的种类可知，这些酸性物质均参与了酯化反应。桉树醇可能来源于香辛料中，1,3-己二烯-3-醇、1-炔烯-3-醇、1-庚醇和1-辛烯-3-醇可能来源于脂肪的氧化降解，这几种醇类的含质随着加工的进行，其含质逐渐升高。1-己醇、1-辛醇和糠醇随着加工时间延长也表现出逐渐上升的趋势。苯乙醇、反-2-十一烯醇和3-甲基-6-庚烯醇仅在烟熏时出现，且含质较低。由表1可知，醇类物质的含质变化幅度不大，含质在2 900～3 600 μg/kg。饱和醇类如庚醇、己醇和辛醇，阈值较高，对肉风味基本无影响。不饱和醇类如1-辛烯-3-醇可赋予产品蘑菇、木香等香气，对腊肉的整体风味形成有一定作用。
2.2.4 酮类物质的变化分析
从一阶段烘烤开始，酮类物质大质出现，主要有：2-甲基-2-环戊烯-1-酮、3-甲基-2-环戊烯-1-酮和2,3-二甲基-2-环戊烯-1-酮。一阶段烘烤后和二阶段烘烤后的样品中酮类种类和含质基本不变，烟熏后样品的酮类含质略有增加，达到了389.20 μg/kg。腊肉中的酮类物质主要是由于烘烤过程中加热促使不饱和脂肪氧化和氨基酸的降解产生的 [28]，其种类与含质远低于醛类和酯类化合物，在腊肉产品中可起到风味增强的作用。
2.2.5 酚类物质的变化分析
酚类物质是烟熏类肉制品的典型风味成分，其与其他风味物质共同作用，从而形成了湖南腊肉特有的风味。具有代表性的烟熏香味成分有丁香酚、愈创木酚、4-乙基愈创木酚等 [29]，这些物质均能在本研究鉴定的物质中出现。表1鉴定出的酚类物质当中，丁香酚具有辛香、烟熏的香气，对甲基苯酚具有药香味，愈创木酚及4-乙基愈创木酚具有烟熏、药香、木香等香气 [30]。酚类物质在一阶段烘烤和烟熏后，其含质均有显著增加，最终含质达到了1 019.33 μg/kg。由表1可知苯酚、愈创木酚和4-甲基愈创木酚在所有酚类中占的比例较大。
2.2.6 呋喃类物质和其他物质的变化分析
烷基呋喃化合物在所有的肉类中都存在，由表1可知，湖南腊肉中的呋喃类风味物质主要是2-甲基苯并呋喃和2-乙酰基呋喃，2-乙酰基呋喃具有酸味及黄油的香气。吡嗪类是因为原与氨基酸发生美拉德反应产生，样品鉴定出的四甲基吡嗪，仅在腌制时检测到，且其含质较低。样品中的醚类化合物为对丙烯基茴香醚，可能来源于茴香或小茴香，具有辛香、甘草的香气。样品挥发性风味物质中含有的多种芳香烃如苯乙烯和萘，虽然这类化合物的阈值较低，但因其在腊肉中的含质很少，对腊肉风味的形成可能贡献不大。
湖南腊肉加工过程中共鉴定出78 种挥发性风味物质，在腌制后、一阶段烘烤后、二阶段烘烤后和烟熏后样品中分别鉴定出37、52、55 种和67 种挥发性风味物质。随着加工的进行，挥发性风味物质的种类和含质逐渐增加。腌制时主要的风味化合物是醛类、酯类、醇类和酸类，含质较低；烘干时样品在受到脂肪氧化和美拉德反应的作用下，酮类物质种类增多，且醛类和酯类物质的含质大幅增加，酸类物质的含质也有增长的趋势，而醇类物质的变化不大；烟熏后酚类物质的种类和含质变化最大，酚类的含质由最初的5.97 μg/kg增加到1 019.33 μg/kg。分析可知，经现代化加工工艺生产的湖南腊肉的主要挥发性风味成分种类是醛类、酯类、酮类和酚类，包括己醛、壬醛、苯甲醛、乙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、乳酸乙酯、2-甲基-2-环戊烯-1-酮、3-甲基-2-环戊烯-1-酮、丁香酚、愈创木酚和4-乙基愈创木酚等。
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Changes in Volatile Flavor Components during Hunan Cured Meat Processing
ZHANG Shunliang
1，2， WANG Shouwei
1，*， CHENG Xiaoyu
1，2， SONG Zhongxiang
3，HAO Baorui
1，4， QIAO Xiaoling
1， CHEN Wenhua
1， QU Chao
1，2
（1. China Meat Research Center， Beijing 100068， China； 2. China Meat Processing and Engineering Center， Beijing 100068， China；3. Hunan TangRenShen Meat Product Co. Ltd.，Changsha 410014， China；4. College of Biotechnology and Food Science， Tianjin University of Commerce， Tianjin 300134， China）
Abstract：The changes in volatile flavor components at different processing steps were analyzed in order to provide an experimental basis for improving the traditional processing technology for Hunan cured meat. Solid phase micro-extraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry （SPME-GC-MS） was adopted for the qualitative and semi-quantitative analysis of volatile flavor components in dry-cured， initially dried， secondarily dried， and smoked samples. The results showed that 37 volatile compounds were identified from dry-cured samples， while 52， 55， and 67 compounds were identified from initially dried， secondarily dried， and smoked samples， respectively. These compounds mainly included aldehydes，esters， ketones and phenols. The types and concentrations of volatile compounds were less in dry-cured samples. The number of ketone compounds increased， and the concentrations of aldehydes and esters also rose after drying. However， no obvious changes were observed for alcohols. The greatest changes in the types and concentrations of phenols in meat occurred after smoking， increasing from an initial level of 5.97 to 1 019.33 μg/kg.
Key words：Hunan cured meat； volatile flavor components； solid phase micro-extraction coupled with gas chromatographymass spectrometry （SPME-GC-MS）； fat oxidation； smoking
中图分类号：TS251.5
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2015）16-0215-05
doi：10.7506/spkx1002-6630-201516040
收稿日期：2014-12-28
基金项目：公益性行业（农业）科研专项（201303082）
作者简介：张顺亮（1985—），男，工程师，硕士，研究方向为畜产品加工。E-mail：270157988@qq.com
*通信作者：王守伟（1961—），男，教授级高级工程师，硕士，研究方向为畜产品加工及食品安全。E-mail：cmrcwsw@126.com