热处理八角茴香对猪排骨挥发性风味的影响

赵颖颖，李三影, 欧芳兰，闫路辉，李可，赵电波，白艳红

(1.郑州轻工业大学 食品与生物工程学院，郑州 450001; 2.河南省冷链食品质量安全控制重点实验室，郑州 450001)

在我国，猪排骨因营养价值高等优点很受欢迎，消费范围也很广[1]，常用于与各种食材搭配制作酱排骨、排骨汤等传统菜肴。人们评价肉制品的风味优劣首先是其香味，但香味成分几乎都是挥发性的[2]。因此, 挥发性风味组分对食品总体风味的形成起着非常重要的作用。目前已有部分学者对猪排骨以及肉汤的挥发性风味成分进行了研究[3-4]，但是关于香辛料对猪排骨挥发性风味的研究比较缺乏。

八角茴香，别称大料、八角、大茴香等，分布于我国广东、广西、福建等省[5], 在我国资源丰富，具有去腥增香等作用[6-8]，在传统炖肉加工中得到了广泛的应用。八角茴香在使用前常常会进行热处理以便去除苦涩味，使其香味更好地挥发出来。但目前对于八角茴香应如何进行热处理没有相关的理论依据，消费者对于八角茴香热处理的方式更多的是凭个人喜好。因此，有必要研究热处理方式对八角茴香风味的影响。

目前国内外对八角茴香的研究主要是在抑菌和抗氧化方面，对其风味的研究甚少，尚未发现有关热处理八角茴香对肉制品挥发性风味的报道。因此，本文主要通过分析热处理不同时间和不同热处理方式对猪排骨挥发性风味物质的变化情况，初步分析热处理如何影响猪排骨的挥发性风味，不仅为八角茴香的热处理提供了理论依据，减少牢了资源的浪费，且能满足消费者对良好风味的要求，促进肉制品的标准化生产，提高猪排骨的市场竞争力。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

八角茴香(食品级)、猪排骨(食品级)：郑州丹尼斯超市；二氯甲烷(色谱级)：天津科密欧试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

JA3003N电子天平 上海菁海仪器设备有限公司；同时蒸馏萃取器 上海科腾实验仪器设备公司；HH-S4型数显恒温水浴锅 金坛市医疗机械厂；尼龙66滤膜 天津市津腾实验设备有限公司；尼龙复合PE材料包装袋、FW-3150抽真空封口机 广州市新世界电器有限公司；7890/5977型气相色谱-质谱联用仪 安捷伦科技公司。

1.3 方法

1.3.1 样品预处理

将猪排骨中的肉块搅碎混匀，每袋取50 g进行真空包装，冷冻贮藏备用。使用前于4 ℃ 解冻12 h。将纯肉样品命名为“A组”。将八角茴香分为4组：第1组的八角茴香不做热处理，命名为“B组”；第2组的八角茴香在沸水中加热30 s，命名为“C组”；第3组的八角茴香在沸水中加热90 s，命名为“D组”；第4组的八角茴香在150 ℃的热油中加热30 s，命名为“E组”。

热水加热方法：取200 g的自来水加热至沸腾，加入5 g八角茴香，每次加热时间分别为30，90 s。

热油加热方法：参考Zhang等[9]的方法略加修改。取200 g的花生油加热至150 ℃，加入 5 g八角茴香，加热时间为30 s。

将加热处理后的八角茴香自然晾干、研磨。根据孙灵霞等[10]的实验结果稍加修改，确定经加热处理后的八角茴香添加量为0.01 g。

1.3.2 挥发性风味物质提取

将处理好的A组、B组、C组+解冻好的排骨肉样、D组+解冻好的排骨肉样、E组+解冻好的排骨肉样，分别置于250 mL蒸馏烧瓶中，加入150 mL水并置于SDE装置的轻相端，电热套加热温度为150 ℃，量取60 mL二氯甲烷置于250 mL蒸馏烧瓶中，并置于SDE装置的重相端，水浴加热温度为60 ℃。从加热时开始计时，连续加热4.5 h，萃取结束后收集蒸馏烧瓶和U型管中的萃取液，并在萃取液中加入约10 g干燥的无水硫酸钠，置于-20 ℃下脱水24 h，将萃取液通过0.45 μm微孔滤膜过滤到浓缩瓶中，在37 ℃水浴下用旋转蒸发仪蒸发完全，取下浓缩瓶，并快速用1.5 mL二氯甲烷加入到浓缩瓶中，摇晃浓缩瓶，使附着在瓶壁上的物质溶于二氯甲烷，重复3次，并将倒出的二氯甲烷定容至5 mL容量瓶中，置于冰箱冷藏。使用时，用0.22 μm微孔滤膜过滤后转移至液相色谱瓶中以待GC-MS分析。

1.3.3 GC-MC分析1.3.3.1 色谱条件

色谱柱：HP-5MS毛细管柱(30 m×250 μm×0.25 μm)；初始温度：300 ℃；升温程序：初始温度40 ℃，以4 ℃/min升至260 ℃，保持4 min；载气：高纯氦气；载气流速：1 mL/min；进样量：0.4 μL；分流方式：不分流进样。

1.3.3.2 质谱条件

电离源为EI，电子能量为70 eV，离子源温度230 ℃，四级杆温度150 ℃，质量扫描范围为35～550 amu。

1.3.4 数据处理

定性分析：根据NIST 17谱库检索正反匹配度大于600和RI与实验中计算出来的RI保留指数来确定。RI是在同样GC-MS条件下对C8～C34的正构烷烃进行上样分析，计算公式如下：

(1)

式中：n为正构烷烃的碳原子个数，t'(i)为待测组分的调整保留时间(min)；t'(n)为具有n个碳原子的正构烷烃的调整保留时间(min)；t'(n+1)为具有n+1个碳原子的正构烷烃的调整保留时间(min)。碳原子的调整保留时间(min)为[t'(n)

定量分析：采用峰面积归一化法确定各挥发性风味物质的百分相对含量。

主体风味成分的确定：通过相对气味活性值确定主体风味物质：

(2)

式中：Cmax为OAV值最大物质的峰面积相对百分含量(%)；Tmax为OAV值最大物质的风味阈值；Ci为物质i的峰面积百分含量(%)；Ti为物质i的风味阈值。

2 结果与分析

2.1 挥发性风味成分分析

2.1.1 不同处理组间的挥发性风味成分

本实验5组样品挥发性风味成分的总离子流图见图1，各组样品挥发性风味成分的种类、相对含量见表1，部分猪排骨挥发性风味的相对气味活性值(ROAV)见表2。

表1 5组样品中挥发性风味物质GC-MS分析结果及峰面积百分含量

续 表

续 表

续 表

表2 部分猪排骨挥发性风物质的相对气味活性值(ROAV)

图1 各组总离子流色谱图

由表1可知，各组鉴定出来的挥发性风味成分包括醛类(11种)、酮类(5种)、醇类(20种)、烃类(20种)、酸类(8种)、酯类(11种)、萜烯类(14种)等，其中A，B，C，D，E各组分别检测出35，50，32，24，38种挥发性风味物质。

在纯猪排骨肉样中，酚类及酯类物质相对含量很高，占总体相对含量的78.84%。在B组八角茴香中，相对含量最高的是茴香脑(36.77%)，茴香脑的相对含量远高于其他组分，这与前人的研究结果一致[11-13]。由表2可知，茴香脑对3组猪排骨挥发性风味的形成均有较大的贡献。与对照组相比，添加热处理的八角茴香后，猪排骨挥发性风味物质的种类以及相对含量均发生变化，且检测出新的挥发性风味物质。新的挥发性风味物质可能是八角茴香中某些成分与猪排骨中的某些成分发生反应生成，也可能是八角茴香在热处理过程中生成并带入到猪排骨中。这3组样品中检测到的茴香脑、大茴香醛、草蒿脑、柠檬烯、芳樟醇、γ-松油烯、β-石竹烯均来自添加的八角茴香。

在相同热处理方法下，随着热水处理时间(30～90 s)的延长，醛类(16.05%～23.05%)、酯类(30.72%～39.85%)物质相对含量明显增加，萜烯类(31.36%～19.88%)和芳香烃类(17.90%～12.99%)物质相对含量明显减少，总挥发性物质种类也明显减少(32～24种)，但醛类物质增加2种。在相同热处理时间下，与C组相比，E组挥发性风味物质种类增加(32～38种)；芳香烃类(17.90%～42.70%)和酸类(0.05%～0.5%)物质相对含量明显增加，醛类(16.05%～9.26%)、酯类(30.72%～19.72%)和萜烯类(31.36%～25.01%)物质相对含量明显减少。3种热处理方式产生的风味物质主要差异在醛类、萜烯类、酯类、芳香烃类化合物的相对含量。

2.1.2 热处理八角茴香对醛类物质的影响

醛类物质主要来自肉制品的脂质氧化、羰氨反应以及一些氨基酸的Strecker降解。醛类化合物是肉类风味物质的重要组成部分，具有较低的气味阈值，在香气中起重要作用[14]。在热处理八角茴香组中，猪排骨挥发性风味物质分别检测到醛类物质7，9，6种。其中，十六醛相对含量最高(7.52%～17.70%)，其发香基团由于支链或其他基团的影响而不容易接触到鼻腔嗅觉细胞，且其沸点一般较高，在食品中正常的浓度范围内几乎没有嗅感[15]。检测到的2-十一醛和壬醛来自油酸的氧化降解，反式-2,4-癸二烯醛来自亚油酸的氧化降解。由表1和表2可知，反式-2,4-癸二烯醛和2-十一烯醛仅在D组中被检测到，且相对含量较低，分别为0.31%、0.18%，但由于其风味阈值较低，对D组的挥发性风味物质的形成贡献较大(870.69，97.50)。壬醛在3组样品中均有被检测到，且含量仅为0.14%、0.14%、0.12%，因其风味阈值较低(1 μg/kg)，对猪排骨挥发性风味形成具有一定的贡献(6.75，10.62，7.31)。

2.1.3 热处理八角茴香对酯类物质的影响

在热处理八角茴香组中，猪排骨挥发性风味物质检测到的酯类物质分别为6，3，5种，相对含量最高的酯类物质是己二酸二异辛酯(15.07%～38.69%)。与对照组相比，C组新增棕榈酸甲酯、2-单棕榈酸甘油；A组中的亚油酸乙酯、异丙基-9-十八碳酸酯在C，D，E组中均未检出。与C组(6，30.79%)相比，D组(3，39.85%)酯类物质种类虽然降低，但是总相对含量却是升高的；而E组(5，19.72%)的酯类物质种类和总相对含量均是下降的。

2.1.4 热处理八角茴香对萜烯类物质的影响

本实验猪排骨中的萜烯类及其含氧衍生物主要来自于八角茴香的直接引入，它们也是八角茴香添加后猪排骨中新增加的主要风味成分，包括柠檬烯、草蒿脑、茴香脑等。在热处理八角茴香组中，猪排骨挥发性风味物质检测到的萜烯类物质分别为4，2，3种，全是由八角茴香引入，其中总相对含量最高的是C组(31.36%)，总相对含量最低的是D组(19.88%)，相对含量最高的物质是茴香脑(19.78%～36.77%)。茴香脑具有大茴香香气，是八角茴香的主要特征挥发性风味物质。由表2可知，由八角茴香引入的茴香脑对猪排骨挥发性风味的形成具有较大的贡献，其他由八角茴香引入的挥发性风味物质对猪排骨挥发性风味的形成也起到积极的作用。

2.1.5 热处理八角茴香对烃类物质的影响

在热处理八角茴香组中，猪排骨挥发性风味物质中检测到的烷烃类分别有4，3，8种，检测到的芳香烃类物质均是3种。烷烃类物质中总相对含量最高的是E组(0.89%)，最低的是C组(0.53%)，其中烷烃类物质相对含量最高的是1,2-环氧十八烷(0.22%～0.31%)，但1,2-环氧十八烷在对照组中均未检出。芳香烃类总相对含量最高的是E组(42.7%)，最低的是D组(12.99%)，相对含量最高的物质是2,2＇-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(11.47%～40.75%)。

2.1.6 热处理八角茴香对醇类的影响

醇类物质主要来自脂肪氧化、醛的还原及香辛料[16]。本实验中，A组未检测到醇类物质；B组检测到16种醇类物质，但相对含量仅为9.88%；C组检测到的醇类物质在A，B组中均未被检出；E组检测到的4种醇类物质中，仅芳樟醇在B组中被检测到，且对E组猪排骨的挥发性风味形成具有贡献意义，其他3种醇类物质在A，B组中均未检出。

2.1.7 热处理八角茴香对酸类的影响

酸类主要来自脂肪的水解和脂肪氧化过程产生的小分子脂肪酸[17]，香气阈值一般较高，对肉类风味的直接贡献不大。本实验检测到的酸类种类及含量均较少，C组、D组、E组分别检测到酸类物质3，1，4种，且均是10个碳以上，这可能是在长时间高温萃取过程中醇类和醛类物质氧化形成的。

2.1.8 热处理八角茴香对酮类的影响

在C组、D组、E组检测到的酮类物质分别是3，2，2种，总相对含量分别为1.56%、1.36%、1.10%，其中相对含量最高的是2-十五烷酮。2-十五烷酮已被证明是排骨中的挥发性成分。与对照组相比，C组新增加了2-十三烷酮和十七烷酮，D组新增加十七烷酮，E组新增加2-十三烷酮。与C组(3，1.56%)相比，D组(2，1.36%)、E组(2，1.10%)的酮类物质种类以及总相对含量均下降。

2.1.9 热处理八角茴香对其他类物质的影响

在热处理八角茴香组，猪排骨挥发性风味物质中均检测到的N-苯基-2-萘胺，C组、D组、E组总相对含量分别为1.40%、2.06%、0.97%，均高于A组与B组相对含量之和。而E组检测到的4,7-甲基萘,1,2,3,4,5,6,7,8-八氢-1,4,9,9-四甲基[1S-(1a,4a,7a)]和4-(3-乙酰氧基-3-甲基-4-戊烯-1-基)-4A,8,8-三甲基-3-亚甲基十氢-1-萘基乙酸酯均未在A组或B组中检测到。

2.2 主体风味成分分析

当ROAV >1时，说明该风味物质可能对猪排骨总体风味有直接影响，可确定为猪排骨的主体风味成分，ROAV值越大表明该风味组分对总体风味的贡献度越大。由表1和表2可知，3种不同热处理的八角茴香后，猪排骨的主体挥发性风味物质(ROAV>1)的数量不同，C组、D组和E组分别有2，4，5种，其中共有的主体挥发性物质为茴香脑、壬醛。与C组相比，D组的主体挥发性风味物质增加了反式-2,4-癸二烯醛(870.69)和2-十一烯醛(97.50)，但总挥发性风味物质种类却减少；E组的主体挥发性风味物质增加了柠檬烯(1.58)、芳樟醇(1.52)、草蒿脑(1.32)，而增加的主体挥发性物质全来自八角茴香，总挥发性风味物质种类也增加。

3 结论

本实验结果表明，不同的热处理八角茴香对猪排骨挥发性风味的产生有着显著的影响。添加热处理的八角茴香后，猪排骨挥发性风味物质种类以及相对含量均发生变化。在相同热处理方法下，随着热水处理时间(30～90 s)的延长，醛类(16.05%～23.05%)、酯类(30.72%～39.85%)物质相对含量明显增加，萜烯类(31.36%～19.88%)和芳香烃类(17.90%～12.99%)物质相对含量明显减少，总挥发性物质种类也明显减少(32～24种)，但醛类物质增加2种。在相同热处理时间下，与C组相比，E组挥发性风味物质种类增加(32～38种)；芳香烃类(17.90%～42.70%)和酸类(0.05%～0.5%)物质相对含量明显增加，醛类(16.05%～9.26%)、酯类(30.72%～19.72%)和萜烯类(31.36%～25.01%)物质相对含量明显减少。

3组挥发性风味物质中总相对含量最高的分别是萜烯类(31.36%)、酯类(39.85%)、芳香烃类(42.7%)；3组挥发性风味物质中相对含量最高的物质分别是茴香脑(31.11%)、己二酸二异辛酯(38.69%)、2,2＇-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(40.75%)。由表2可知，各组对猪排骨挥发性风味形成的贡献较大的C组为茴香脑(100.00)、壬醛(6.75)；D组为反式-2,4-癸二烯醛(870.69)、茴香脑(100.00)、壬醛(10.62)；E组为茴香脑(100.00)、壬醛(7.31)、柠檬烯(1.58)、芳樟醇(1.52)、草蒿脑(1.32)。因此，可以看出相比热水处理组，热油处理组总挥发性风味物质的种类和总特征风味最多。下一步应针对热处理八角茴香对肉品风味影响的机理进行研究。