全谷物鸡蛋与土鸡蛋挥发性化合物的对比研究

刘 鑫， 周 琳， 常洪榕， 徐 述， 王金秋， 耿 放， 徐漪沙

(1.成都大学 农业农村部杂粮加工重点实验室， 四川 成都 610106；2.成都大学 药学与生物工程学院， 四川 成都 610106)

0 引 言

鸡蛋作为风味独特与物美价廉的高营养食品，在消费者膳食结构中具有不可取代的地位[1].近年来，伴随着“消费升级”的趋势，鲜鸡蛋产品逐渐向高品质、高端化与个性化方向发展.例如，目前一些蛋品企业推出的“全谷物鸡蛋”就深受消费者欢迎，该类产品优选蛋鸡品种，采用现代化饲养管理和品质控制体系，以天然原粮(玉米、大豆、杂粮、亚麻籽等)喂养为特色，具有产品品质高、质量稳定等优点.同时，传统的“土鸡蛋”倡导天然放养，且与有机食品概念契合，同样深受市场认可.上述两种类型鸡蛋产品在产品理念、市场定位、目标受众、饲养管理及食用品质等方面均有显著的差异.作为食品，消费者易于感知的感官指标是消费者选择产品的关键，而风味是食品感官最为重要的一个因素.相关研究表明，鸡蛋风味通常受饲料[2-3]、蛋鸡品种[4]、饲养方式[5]及鸡蛋加工方式[6-7]等因素影响而存在差异.基于此，本研究拟对全谷物鸡蛋与土鸡蛋二者的挥发性风味物质进行对比分析，以探究其风味物质差异.

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材 料

实验所用材料包括：全谷物蛋，购自四川圣迪乐村生态食品有限公司；土鸡蛋，购自成都市龙泉驿区十陵禽业合作社.

1.1.2 仪 器

实验所用仪器包括：7890A/5975C型气相色谱—质谱联用仪、15 mL顶空萃取瓶(Agilent公司)，DVB/CAR/PDMS StableFlex型纤维头顶空固相萃取柱(Supelco公司)，DK24型恒温水浴锅(嘉兴中新医疗仪器有限公司).

1.2 方 法

1.2.1 样品制备

分别取全谷物鸡蛋和土鸡蛋各30枚，手工打蛋，分离，分别收集蛋清和蛋黄，用磁力搅拌混合均匀.将生蛋清和生蛋黄在95 ℃下水浴加热30 min，分别得到熟蛋清、熟蛋黄，并破碎至约2 mm直径的颗粒，进行后续萃取和分析.

1.2.2 顶空固相微萃取(HS-SPME)

准确称取5.0 g样品于15 mL顶空萃取瓶中，用聚四氟乙烯硅胶隔垫密封，在60 ℃恒温水浴下平衡20 min.然后插入活化好的萃取头(首次使用时，温度240 ℃，活化30 min)，推出纤维头，顶空萃取50 min.将萃取头插入气相色谱进样口，热解析5 min后进样分析.每个样品重复萃取并分析3次.

1.2.3 气相色谱—质谱联用分析(GC-MS)

1)色谱条件.色谱柱为HP-5 MS Ultra Inert(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，进样口温度250 ℃.柱温箱程序升温过程为，40 ℃保持2 min，以4 ℃/min升至200 ℃保持2 min，以5 ℃/min的速率快速升高至230 ℃并保持5 min.载气为高纯氦气，流速1.0 mL/min，不分流进样.

2)质谱条件.电子轰击式离子源(EI)，温度230 ℃，离子化能量70 eV，气质接口温度250 ℃，质量扫描范围30～550 m/z.

1.2.4 实验数据处理

实验数据采用NIST检索，将各种未知成分与NIST 08.LIB质谱谱库相匹配，对鸡蛋中的挥发性化合物进行定性，仅留下匹配度大于40(最大100)的挥发性化合物.同时，采用峰面积归一化法计算出挥发性物质的相对含量.

2 结果与分析

2.1 挥发性成分鉴定

通过HS-SPME与GC-MS技术分析，分别从全谷物鸡蛋的生蛋清、熟蛋清、熟蛋黄中鉴别出28种、25种、14种挥发性化合物，从土鸡蛋的生蛋清、熟蛋清、熟蛋黄中鉴别出22种、20种、13种挥发性化合物.鉴定得到的挥发性物质种类和相对含量见表1.由于2种鸡蛋的生蛋黄样品挥发性化合物含量太低、种类太少，故不再进行后续分析.

2.2 挥发性成分分类

实验发现，蛋鸡在不同饲料喂养下可导致鸡蛋挥发性成分存在差异.全谷物鸡蛋和土鸡蛋的生蛋清、熟蛋清、熟蛋黄的挥发性成分的类型如图1所示.实验结果表明：

1)全谷物鸡蛋生蛋清中，烷烃类化合物相对含量最高，达到39.963%，其次是醛类、酯类化合物，相对含量分别为23.548%、13.628%.其中，相对含量较高的化合物有十二甲基六硅氧烷、壬醛、2,4-双[(三甲基甲硅烷基)氧基]-苯甲酸三甲基硅酯、癸醛、三氯甲烷等.土鸡蛋生蛋清中，烷烃类化合物相对含量最高，达到42.854%，其次是醛类、醇类化合物，相对含量分别为23.563%、13.776%.其中，相对含量较高的化合物有三氯甲烷、壬醛、二甲基硅烷二醇、癸醛、香叶基丙酮.

图1全谷物鸡蛋和土鸡蛋挥发性成分分类

2)全谷物鸡蛋熟蛋清中，烷烃类化合物相对含量最高，达到30.284%，其次是醇类、醛类化合物，相对含量分别为27.813%、13.050%.其中，相对含量较高的化合物有二甲基硅烷二醇、六甲基环三硅氧烷、壬醛、十六烷、2,4-双[(三甲基甲硅烷基)氧基]-苯甲酸三甲基硅酯.土鸡蛋熟蛋清中，醇类化合物相对含量最高，达到32.349%，其次是醛类、烷烃类化合物，相对含量分别为28.404%、18.060%.其中，相对含量较高的化合物有二甲基硅烷二醇、壬醛、N-甲基己胺、1-辛醇、六甲基环三硅氧烷.

3)全谷物鸡蛋熟蛋黄中，醛类化合物相对含量最高，达到33.075%，其次是醇类、烷烃类化合物，相对含量分别为30.170%、21.927%.其中，相对含量较高的化合物有二甲基硅烷二醇、己醛、六甲基环三硅氧烷、壬醛、N-甲基己胺.土鸡蛋熟蛋黄中，醛类化合物相对含量最高，达到35.140%，其次是醇类、胺类化合物，相对含量分别为25.360%、21.554%.其中，相对含量较高的化合物有二甲基硅烷二醇、2-羟基—丙酰胺、己醛、壬醇、六甲基环三硅氧烷.

2.3 挥发性成分比较

2.3.1 生蛋清

全谷物鸡蛋和土鸡蛋生蛋清挥发性成分的比较如图2所示.

由图2可知，全谷物鸡蛋生蛋清中，醛类、酯类、胺类和杂环类化合物的相对含量高于土鸡蛋生蛋清，而酮类、醇类、烷烃类、烯烃类、芳香族类、其他类(主要是萜类)化合物的相对含量低于土鸡蛋生蛋清.其中，酯类、酮类、胺类和萜类化合物的相对含量存在显著性差异(p<0.05).

表1全谷物鸡蛋和土鸡蛋挥发性成分组成

注：“nd"表示未检出.

注：“*"表示p<0.05

图2全谷物鸡蛋和土鸡蛋生蛋清挥发性成分比较

本实验显示，烷烃类化合物是全谷物鸡蛋和土鸡蛋生蛋清中最主要的化合物，这与文献[8]的研究结果一致.虽然其阈值较高，对鸡蛋风味的贡献较小，但其相对含量较高，对鸡蛋整体风味的形成起到不可忽视的作用.值得注意的是，十二甲基六硅氧烷仅出现在全谷物鸡蛋生蛋清中，且相对含量最高，推测可能是谷物中普遍存在该化合物所致.酯类化合物一般由脂肪酸热降解产生，具有各类水果香气.全谷物鸡蛋生蛋清中酯类化合物相对含量显著高于土鸡蛋，这可能是谷物饲料中酯类化合物含量较高所致，但其阈值较高，对风味贡献较小.大多数酮类化合物作为脂质氧化和降解的产物之一，阈值较高，对风味形成作用不大.而在土鸡蛋生蛋清中检测出相对含量较高的香叶基丙酮是一种阈值较低且具有番茄、草莓、柑橘等果香味，对风味形成影响较大的化合物[9].萜类化合物是高等植物中极其重要的一类次级代谢产物，具有抑菌、抗氧化等功能，可赋予食品特殊风味[10].本实验仅在土鸡蛋生蛋清中鉴别到萜类化合物，推测可能是在其日常饮食中添加萜类化合物含量高的植物源饲料喂养的缘故.

2.3.2 熟蛋清

全谷物鸡蛋和土鸡蛋熟蛋清挥发性成分的比较如图3所示.

由图3可知，全谷物鸡蛋熟蛋清中的酮类、烷烃类、烯烃类、芳香族类、酯类、胺类和杂环类化合物的相对含量高于土鸡蛋熟蛋清，而醛类、醇类和其他类化合物的相对含量低于土鸡蛋熟蛋清.其中，烷烃类和醛类化合物的相对含量存在显著性差异(p<0.05)，这可能是两者风味差异的主要原因.

注：“*"表示p<0.05

图3全谷物鸡蛋和土鸡蛋熟蛋清挥发性成分比较

烷烃类、醇类化合物分别是全谷物鸡蛋熟蛋清和土鸡蛋熟蛋清相对含量最高的化合物.研究发现，烷烃类化合物主要来源于甘油酯的脂肪脱羧反应，醇类化合物则与脂质氧化有关[11].二甲基硅烷二醇是全谷物鸡蛋和土鸡蛋熟蛋清中相对含量最高的化合物，相对含量分别为25.979%和24.345%.醛类化合物是一类具有脂肪香气的风味物质，由于其含量较高，且阈值很低，因此是熟鸡蛋风味的主要贡献者[6].熟蛋清中的醛类物质，可能主要来自于加热过程中蛋清中的美拉德反应中间产物.全谷物鸡蛋熟蛋清中的己醛、壬醛、癸醛和苯甲醛相对含量均低于土鸡蛋熟蛋清.相关研究表明，己醛主要来源于亚油酸氧化，具有青草香味[12]；壬醛是油酸氧化的主要产物，具有较强烈的油脂香味，并伴有玫瑰和柑橘香气[13-14]；癸醛存在于柠檬、柑桔中,具有柑橘香和花香味[15]；苯甲醛来源于苯丙氨酸降解，具有令人愉悦的杏仁或焦糖香味[16-17].含量较高的醛类物质可能是消费者普遍认为土鸡蛋风味更加“浓郁”的原因之一.此外，含硫化合物通常来源于含硫氨基酸的热降解，是鸡蛋的一种特征气味.乙硫醇具有强烈刺激性的蒜臭味[18]，给土鸡蛋熟蛋清风味带来负面影响，而全谷物鸡蛋熟蛋清中未检测到该物质.

2.3.3 熟蛋黄

全谷物鸡蛋和土鸡蛋熟蛋黄挥发性成分的比较如图4所示.

由图4可知，全谷物鸡蛋熟蛋黄中的醇类、烷烃类和杂环类化合物的相对含量高于土鸡蛋熟蛋黄，而全谷物鸡蛋熟蛋黄中的醛类和胺类化合物的相对含量低于土鸡蛋熟蛋黄，且胺类化合物存在显著性差异(p<0.05).

熟蛋黄中的醛类化合物主要是在加热条件下，由不饱和脂肪酸的氧化分解形成，是熟蛋黄中最重要的化合物[19].全谷物鸡蛋和土鸡蛋的熟蛋黄中己醛、壬醛相对含量较高，是主要的风味物质.二甲基硅烷二醇是全谷物鸡蛋和土鸡蛋熟蛋黄唯一的醇类化合物，同时也是相对含量最高的化合物.胺类化合物气味阈值低，被认为是鸡蛋腥味的主要来源[20]，土鸡蛋熟蛋黄中的胺类化合物显著高于全谷物熟蛋黄，这可能与土鸡散养状态下食物来源较杂相关.呋喃类化合物被公认为是糖降解的产物，是鸡蛋所特有的风味物质[20].本实验在全谷物鸡蛋和土鸡蛋熟蛋黄中均检测到2-戊基呋喃，同时还在全谷物鸡蛋熟蛋黄中检测到2,5-二氢呋喃，它们都是熟蛋黄香气组成的重要物质.

注：“*"表示p<0.05

图4全谷物鸡蛋和土鸡蛋熟蛋黄挥发性成分比较

3 结 论

本研究采用HS-SPME与GC-MS分析技术探究了全谷物鸡蛋和土鸡蛋两者的生蛋清、熟蛋清及熟蛋黄的挥发性成分的差异.实验发现：全谷物鸡蛋的生蛋清、熟蛋清及熟蛋黄的挥发性化合物的种类均多于土鸡蛋；全谷物鸡蛋生蛋清中酯类和胺类化合物显著高于土鸡蛋生蛋清，而酮类和萜类化合物显著较低；全谷物鸡蛋熟蛋清中烷烃类化合物显著高于土鸡蛋熟蛋清，而醛类显著较少；土鸡蛋熟蛋黄中胺类化合物显著高于全谷物鸡蛋熟蛋黄.本研究认为，挥发性化合物在种类和相对含量上的差异，可能是两种鸡蛋风味差异的主要原因.