复合微生物菌种对风干兔的挥发性风味成分的影响

白婷,李晓燕，侯薄,陈林，王卫

(成都大学肉类加工四川省重点实验室，成都 610106)

兔肉因具有高蛋白低脂肪的特点而深受消费者的喜爱，兔肉经过清洗、腌制、风干后制作而成的风干兔作为典型的传统腌腊制品，其加工主要集中于家庭式和作坊式，不能保证产品品质，并且依赖于一定的环境条件，产品质量参差不齐，从而限制了其产量和市场影响力。随着食品加工技术的进步，机械化、规模化和自动化的加工方式在满足食品生产规范要求的同时又能使保持传统特殊风味的产品更能满足现代消费者的需求。兔肉的高蛋白环境利于微生物的生长，通过有益微生物菌种的添加来抑制有害菌的生长，从而保证产品的质量已成为近年来研究的热点[1]。王新惠、刘洋等[2，3]也通过添加微生物发酵剂，在提升传统产品质量和安全性上进行了富有成效的探讨，但对基于微生物对传统腌腊产品风味影响机制尚不明确。本研究在使用自控风干技术加工风干兔的工艺条件下，利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱仪分析产品的挥发性风味成分，探讨微生物菌种的添加对产品挥发性风味化合物的影响，为新型发酵风干兔的加工提供了理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验设置和微生物菌发酵剂

发酵组：添加SM-194；对照组：不添加发酵剂；

选用德国CHR HANSEN公司提供的商业复合发酵菌，按照发酵剂产品使用要求添加：SM-194：Pediococcuspentosaceus，Lactobacillussake，Staphylococcusxylose，Staphylococcuscarnosus，Debaryomyceshansenii(戊糖片球菌、清酒乳杆菌、木糖葡萄球菌、肉葡萄球菌、汉逊德巴利酵母)。

1.1.2 主要仪器与设备

7890B-5977A型气质联用仪，HP-5MS UI 色谱柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)，PAL RSI 85 CTC多功能自动进样器(含SPEM进样器) 美国Agilent公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头 美国Suplelco公司；真空滚揉机 杭州嘉兴艾博实业有限公司。

1.2 产品配方及工艺

1.2.1 原辅料及配方

白条兔(四川省哈哥兔业有限公司提供)。其他调料按肉重计，食盐4%，味精0.1%，复合磷酸盐0.2%，蔗糖1.5%， 葡萄糖0.5%，亚硝酸钠(NaNO2) 0.005%， D-异抗坏血酸钠0.08%，白酒1%，冰水1%，混合香料1.2%。

1.2.2 加工工艺

原料肉→修整→滚揉(4 ℃，12 r/min)→腌制(4 ℃，24 h)→风干(12 ℃，风速5 m/s，7天)→真空包装后冷藏。

1.3 挥发性风味成分的分析

1.3.1 挥发性风味成分萃取

准确称取3.0 g粉粹均匀的样品，放入15 mL顶空瓶中密封，70 ℃水浴平衡2 h后放入样品盘，设置CTC自动进样器条件如下：萃取温度60 ℃，萃取时间30 min，解吸时间5 min。

1.3.2 GC-MS条件

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，不分流进样；进样口温度250 ℃；升温程序：起始温度70 ℃，保持2 min，以3 ℃/min升至100 ℃，保持2 min，再以5 ℃/min升至130 ℃，保持3 min，再以5 ℃/min升至160 ℃，保持2 min，再以8 ℃/min升至200 ℃,保持5 min。

MS条件：电子电离源；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)：35～500。

1.3.3 定性与定量

定性：对化合物进行分析时，将得到的数据在仪器的NIST 14.L谱库中进行检索和匹配，选择匹配度高于80%的物质。

定量：对总离子流量色谱图用峰面积归一化定量，得出各组分的相对含量。

2 结果与分析

2.1 风味成分比较

SPME-GC-MS分析检测风干兔挥发性风味物质的总离子流色谱图见图1，挥发性风味化合物成分和相对含量见表1。

图1 风干兔SPME-GC-MS总离子流色谱图Fig.1 Total ion chromatogram of air-dried rabbits by SPME-GC-MS

表1 风干兔挥发性风味物质GC-MS分析结果Table 1 The volatile flavor compounds in two samples of air-dried rabbits

续 表

续 表

注：“-”表示未检出。

由表1可知，可定性定量的成分总计60种，其中发酵组测定出45种挥发性物质，主要为醛类(21种)，其次是酯类(6种)、酸类(6种)、醇类(4种)、酮类(2种)、烷烃和呋喃等其他成分(6种)。对照组测定出34种挥发性成分，依次为醛类(13种)、酯类(8种)、醇类(4种)、酸类(2种)、酮类(1种)、烷烃和呋喃等其他成分(6种)。

由图1和表1可知，接种微生物菌种的处理组挥发性风味物质的种类和含量均高于对照组。通过SPEM方法提取并由GC-MS分析2组样品一共得到60种挥发性化合物，主要为醛类(24种)、酯类(10种)、醇类和酸类(各7种)、酮类(3种)、烷烃和呋喃等其他成分(9种)，其中共有成分18种。由于混合微生物菌种的使用，发酵组挥发性风味化合物的成分和相对含量与对照组相比都发生了明显的变化。发酵组中接种的木糖葡萄球菌能促进蛋白质分解为氨基酸等风味前体物质，进一步生成更多的风味成分[4]。发酵组的主要挥发性风味成分是壬醛(17%)、己醛(15.26%)、辛醛(7.95%)、2-十一烯醛(6.72%)、反式-2-癸烯醛(6.19%)、2-戊基呋喃(3.53%)等，对照组的主要挥发性风味成分是十六醛(19.95%)、壬醛(18.18%)、己醛(7.89%)、苯甲醛(4.87%)、癸酸乙酯(2.71%)等，且都以醛类物质居多。

2.2 风味特征分析

对风干兔所检测到的挥发性风味化合物归类分析，见表2。

表2 风干兔挥发性风味物质归类分析Table 2 Classification of volatile flavor compounds of air-dried rabbits

2组中醛类物质检出种类和含量最高，分别达到21种(73.14%)和13种(59.57)，分别占总挥发性化合物种类的46.7%和41.2%，说明醛类是风干兔最主要的特征性风味化合物，这与王珺和陈康等的研究中认为醛类是兔肉主要的风味化合物的结论一致[5,6]。

醇类化合物除了来自不饱和脂肪酸的氧化，也可由醛类和酮类在醇还原酶的作用下形成[7]。对照组和发酵组检出的醇类都为4种，相对含量分别为6.49%和4.6%，其中共有成分1-辛烯-3-醇的含量分别达到1.79%和2.62%，该物质具有类似蘑菇的香气[8]。2组样品中检测到的醇类主要为直链醇，随着碳链的增长，其风味增强，其中不饱和醇(1-辛烯-3-醇、(Z)-2-辛烯-1-醇、(2E,4E)-2,4-癸二烯醇)的阈值相对较低，对肉品风味具有主要贡献作用。

醛类物质主要来自不饱和脂肪酸的氧化降解，其中2组中共有且含量较高的为己醛、庚醛、苯甲醛、壬醛和十六醛，这同相关学者的研究结论一致。己醛普遍存在于各种肉类产品中，是挥发性成分的主要化合物，被认为是正常的氧化过程性指标[9]。苯甲醛具有令人愉快的杏仁香、水果香，可能来自氨基酸的Strecker降解反应[10]。壬醛具有青草味、油脂味和橙子、玫瑰香气。发酵组中醛类的主体风味成分包括己醛、辛醛、壬醛、反-2-癸烯醛和2-十一烯醛，占总含量的53.12%，对照组中包括己醛、壬醛、苯甲醛和十六醛，占总成分含量的50.89%。发酵组中特有辛醛是油酸氧化的产物，具有柠檬味等果香味，3-甲基丁醛具有干乳酪香味和麦芽味[11，12]，该物质与肉葡萄球菌的存在有关[13，14]，2-十一烯醛天然存在于炖鸡肉、炖牛肉中。发酵组中还检测到较多的短链脂肪醛，其中反-2-辛烯醛、反-2-壬烯醛、反-2-癸烯醛和(E,E)-2，4-壬二烯醛等具有较高的FD值，是关键的香气物质[15]。2组中还检测到不同含量的十二醛、十四醛、十五醛和十六醛等高分子醛类，这些长链饱和醛都具有特殊的芳香气味[16]，它们对香味的主要作用是可以作为低分子链烷烃和烯属烃的前体物质，而不是香味的主要贡献者[17]。

酸类化合物主要来自脂肪的水解氧化，由于兔肉属于低脂肪的产品，通常兔肉中酸类物质检出较少，本试验中检出酸类化合物7种，相对含量都较低，并且主要是C12以上的高分子质量长链酸(4种)，对肉类的风味贡献较小[18]。发酵组(7种，1.57%)的种类和含量高于对照组(2种，0.89%)，发酵组中特有的乙酸从发酵途径中释放出来，主要是由于具有攻击长链脂肪酸的肉葡萄球菌的脂解活性[19]，而2个样品中均检测到的棕榈酸是由十六烷酸甲酯酶分解而来。

酯类化合物主要来源于脂类化合物和醇类的酯化反应，酯量取决于它们的前体物质醇和酸的含量，2组样品共检出14种酯类化合物，发酵组6种(3.02%)，对照组8种(10.78%)，对照样品中含量较高的甲酸辛酯、癸酸乙酯、棕榈酸乙酯和十四酸乙酯常用于香料香精中，所以推测这几种物质可能来源于混合香辛料，而发酵组未检出可能是微生物菌种的作用促进了这些物质的进一步反应。酯类主要具有水果香味，气味阈值低[20]，决定其对风干兔的风味具有一定的贡献作用。

酮类化合物检出的只有3种，含量也较低，并且2组样品无共有酮类存在，对照组的醛类物质少，所以其酮类物质也低于发酵组，王珺等研究表明在兔肉中检出的酮类物质少且含量低。发酵组中1,3-二甲基环戊酮主要来自微生物的作用，对照组检出的苯乙酮可能来自香辛料的使用，但酮类化合物的阈值一般低于其同分异构体的醛类，所以对风干兔风味的贡献不及醛类。

其他烷烃、醚类等化合物检出9种，烃类物质一般阈值较高，对兔肉风味贡献作用不大。发酵组和对照组的2-戊基呋喃含量分别达到3.53%和1.92%,该物质具有杏仁味和蔬菜芳香，其阈值较低，对兔肉的风味具有较大的贡献作用。

3 结论

采用SPME-GC-MS技术检测到风干兔的挥发性风味化合物共60种，主要包括醇类、醛类、酯类、酸类、酮类、烃类及呋喃类，其中醛类化合物所占比例最高，是风干兔主要的风味化合物，其次是酯类、醇类、酸类和烃类，酮类和呋喃类所占比例最少。风干兔中挥发性风味化合物含量较高的物质有1-辛烯-3-醇、己醛、庚醛、苯甲醛、壬醛、辛醛、反式-2-癸烯醛、2-十一烯醛、十六醛、2-戊基呋喃和癸酸乙酯等。

接种微生物发酵菌种的风干兔中挥发性风味化合物种类和相对含量都高于对照组。2组样品中挥发性风味化合物的差异使风干兔表现出不同的风味特性，发酵组中对风味贡献较大的醛类、酸类和酮类物质相对含量高于对照组，其特有的几种醛类和酸类物质都与微生物作用有关，说明微生物菌种对风干兔的风味具有一定的促进作用。