基于GC-MS探究郫县豆瓣和豆豉对盐煎肉挥发性风味物质的影响

樊美琪，杨 芳,,，贾洪锋，肖 岚，何桂强

（1.四川旅游学院食品学院，四川成都 610100；2.四川大学轻工科学与工程学院，四川成都 610100）

郫县豆瓣以二荆条红辣椒、蚕豆为主要原料，小麦粉、食用盐等为辅料，通过微生物制曲、前发酵，再经过翻、晒、露等后发酵酿制而成[1−2]。郫县豆瓣具有色泽红褐油润、瓣粒香脆、酱酯香等特点，是川菜中最经典的调味品之一，有“川菜之魂”的美誉。因郫县豆瓣风味独特，其风味成分受到学者们的广泛关注。目前，对郫县豆瓣挥发性风味成分的研究主要集中在：通过测定对郫县豆瓣的挥发性风味成分的鉴定以判断郫县豆瓣的发酵阶段[3]、原料二荆条的产地[4]、郫县豆瓣酱醅的陈酿年份[5]、郫县豆瓣的级别[6]、干燥方式[7−8]、豆瓣产品的识别[9−10]以及对郫县豆瓣后发酵过程中细菌群落与呈香物质相关性进行研究[11]等。目前，已有利用GC-MS检测技术对不同发酵阶段郫县豆瓣中的挥发性风味物质进行检测分析[3]、不同产地的二荆条辣椒制备的郫县豆瓣的挥发性风味成分进行分析[4]、不同陈酿年份的郫县豆瓣酱醅中挥发性风味成分的分离鉴定[5]、几种一级郫县豆瓣的特征香气成分进行检测对比分析[6]、不同干燥方式对郫县豆瓣风味的影响[7−8]、利用柱前衍生化全二维气相色谱-飞行时间质谱技术对特级郫县豆瓣酱中的风味成分组成及其相对含量进行研究[12]、利用电子鼻通过检测豆瓣挥发性成分，对不同豆瓣产品进行分类识别[9−10]、以及对郫县豆瓣后发酵过程中细菌群落与呈香物质相关性进行研究[11]等。

豆豉是以大豆为主要原料，经过浸泡、蒸煮、摊凉、制曲、发酵等一系列工艺而制成的一种传统发酵调味食品[13]，豆豉的风味物质含量较低，但豆豉风味很独特[14]。目前，已有利用GC-MS技术对毛霉型和曲霉型豆豉的挥发性组分特征进行分析[14]、不同干燥方式对豆豉风味的影响[15]以及对豆豉产品和霉菌性豆豉风味的对比研究[16]等。

目前，利用GC-MS检测技术，通过分析特色川菜的挥发性风味成分，以确定郫县豆瓣和豆豉的比例对特色川菜风味的影响尚未有报道。因此，本文采用简单、无溶剂、快速浓缩样品中挥发性组分的方法—顶空固相微萃取（HS-SPME），结合气相色谱-质谱（GC-MS）联用技术，研究郫县豆瓣和豆豉对特色川菜盐煎肉挥发性风味成分的影响，并利用OAV值确定样品中的关键风味成分，结合主成分分析（PCA）和感官香气轮廓分析，确定出接受度最高的样品，以筛选出郫县豆瓣和豆豉在盐煎肉中最适宜的风味添加比例。本研究结果为特色川菜盐煎肉的标准化、工业化生产及进一步研究风味物质形成的机理提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜青菜椒、新鲜蒜苗、姜、蒜、猪二刀后腿肉 购于永辉超市，即买即用；食用花生油 山东鲁花集团有限公司；料酒 成都天府宴食品有限责任公司；酱油 千和味业食品股份有限公司；白糖 山东雅汇糖业有限公司；郫县豆瓣 四川省红九久调味品有限公司；豆豉 重庆市永川豆豉食品有限公司。

TRACE GC DSQ II气相色谱-质谱联用仪 美国Thermo公司；SPME手动进样装置：包括SPME手柄、20 mL样品瓶、聚四氟乙烯瓶垫、75 μm PA萃取头 美国Supelco公司；HJ-3 控温磁力搅拌器 江苏金坛市金城国胜实验仪器厂；万分之一分析天平 上海西塘生物科技有限公司；TP101 电子数显食品温度计 广东东莞万创电子制品有限公司；220 V/2 KW电子万用炉（功率可调）泸兴电热电器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 基础配方 根据前期预实验和参考文献[17−18]，拟定盐煎肉的基础配方如下：

主料：猪二刀后腿肉100 g；辅料：花生油30 g、料酒4 g、酱油3 g、白糖2 g、姜3 g、蒜3 g、青菜椒32 g、蒜叶24.5 g（蒜白:蒜叶=2:5）、郫县豆瓣8 g、豆豉10 g。

1.2.2 工艺流程及操作要点 经预实验确定盐煎肉的基本工艺如下：

待所有原辅料备齐后，开火，将已称重的花生油倒入锅中，用电子数显食品温度计测量油的温度在180～220 ℃之间时，倒入已称重的姜、蒜、豆瓣、豆豉，边加边翻炒，避免焦糊，待油炒红出香后，加入已称重的猪二刀后腿肉片，待肉片变色后加入已称重的料酒、酱油、白糖，炒至肉片呈卷曲状时，倒入切好的青菜椒（大小约2 cm×3 cm）、蒜叶（长约3 cm），再炒至青椒、蒜叶断生（约60 s）即得成品。待成品冷至室温后，将主料肉片切碎（大小约为1 mm×1 mm×1 mm）、装样、密封、编号（未添加郫县豆瓣和豆豉的样品为空白对照组，标为样品1；m（豆瓣）=8 g为样品2；m（豆豉）=10 g为样品3；豆瓣和豆豉总质量为18 g，依据比例的不同，设置样品4～样品7，具体为：豆瓣:豆豉=3:6 为样品4；豆瓣:豆豉=4:5 为样品5；豆瓣:豆豉=6:3 为样品6；豆瓣:豆豉=7:2 为样品7。

1.2.3 检测方法

1.2.3.1 顶空固相微萃取（HS-SPME） 准确称取待测样品3.0 g于20 mL样品瓶中，加入辛酸甲酯内标（0.0067 g/100 mL，0.5 μL），于（60±0.5）℃水浴恒温平衡15 min，将三相萃取头插入样品瓶中顶空萃取50 min后，取出萃取头，再插入GC-MS进样口解析3 min，检测其挥发性组分。

1.2.3.2 气相色谱-质谱（GC-MS）分析 色谱条件为进样口温度250 ℃；色谱柱为TR-5MS（30 m×0.32 mm×0.25 μm膜厚）石英毛细管柱；升温程序为初始温度40 ℃，保持2 min，以5 ℃/min升到240 ℃保持10 min；载气为高纯氮气，不分流模式，流速为1 mL/min。质谱条件为连接口温度为250 ℃，EI离子源，电子能量70 eV，离子源温度200 ℃；质谱扫描范围（m/z）为45～400 amu。

1.2.3.3 感官香气轮廓分析 根据前期预实验和参考文献[18]，拟定盐煎肉的感官香气评分细则和标准如表1。由10 名食品专业从业人员组成感官评定小组，通过培训后，对盐煎肉分别从肉香、豆瓣香、豆豉香、蒜苗香、整体香气5 项感官指标进行单独打分。结果以平均值表示。

表1 盐煎肉的感官香气评分细则和标准Table 1 The sensory aroma scoring rules and standards of fried pork with salted pepper

1.3 数据处理

定性分析：未知化合物与NIST05 谱图库检索匹配，并结合人工解谱，仅报道匹配度≥700（最大1000）的化合物。

半定量分析：以辛酸甲酯为内标，根据内标物的质量浓度和样品中各组分的峰面积与内标峰面积的比值，计算盐煎肉中各挥发性组分的含量。定量分析计算如下所示：

式中：ρi为待测物质的质量浓度，μg/kg；Ai为待测物质的峰面积；A0为内标物辛酸甲酯的峰面积；ρ0为内标溶液的质量浓度，μg/kg。

利用气味活度值（OAV值）对各香气成分的贡献进行评价，OAV值的计算方法如下：

式中：OAVi为待测物的气味活度值；ρi为待测物质的质量浓度，μg/kg；ρT为该待测物的感觉阈值质量浓度，μg/kg。

用Excel和Origin软件对数据进行统计和绘图；SPSS 22 软件对香气成分进行主成分分析（PCA）分析。

2 结果与讨论

2.1 盐煎肉中挥发性成分的GC-MS分析结果

2.1.1 7 个盐煎肉样品挥发性风味成分的GC-MS分析 由表2 可知，GC-MS鉴定出的7 个盐煎肉样品中挥发性风味成分共137 种，其中烃类21 种，醇类12 种，酚类6 种，醚类8 种，醛类22 种，酮类6 种，酸类6 种，酯类12 种，杂环类40 种，其他4 种。其中样品1 鉴定出的挥发性风味成分共有60 种，共计78.08 μg/kg；样品2 有64 种，共计250.77 μg/kg；样品3 有63 种，共计71.22 μg/kg；样品4 有72 种，共计85.62 μg/kg；样品5 有57 种，共计116.12 μg/kg；样品6 有66 种，共计44.43 μg/kg；样品7 有69 种，共计55.77 μg/kg。7 种样品共有的挥发性风味物质有24 种，分别为：长叶烯、α-姜烯、2-辛醇、芳樟醇、（−）-4-萜品醇、α-萜品醇、2-茨醇、桉叶油素、二烯丙基二硫醚、辛醛、正癸醛、苯甲醛、苯乙醛、柠檬醛、2-十一烯醛、1,3-二硫酸-2-硫酮、己酸、辛酸、3,4-二甲基噻吩、2,5-二甲基吡嗪、2,5-二甲基-3-乙基吡嗪、5-甲基-6,7-二氢-5H-环戊并吡嗪、2-乙酰基吡咯、2,5-呋喃二甲醛，这些共有的挥发性风味物质为盐煎肉样品提供肉香、蒜香、青香、甜香、果香等，赋予了盐煎肉基本的风味特征。

表2 盐煎肉挥发性风味成分的GC-MS检测结果Table 2 GC-MS detection results of volatile flavor components in fried pork with salted pepper

续表2

续表2

烃类化合物阈值较高，烯烃类化合物主要来源脂肪氧化或氨基酸氧化[19]，对风味的贡献较小[20]。共同检出2 种，为长叶烯和α-姜烯。7 种样品检出的烃类差异较大，差异化检出含量较高的有1-十一炔、1-癸炔、β-倍半水芹烯。烯烃类化合物中α-姜烯、β-倍半水芹烯等为姜油的成分[21]，可能来源于盐煎肉的辅料姜。

醇类物质中不饱和醇类的阈值较低，对风味有一定贡献。7 种样品的醇类化合物检出含量相近，相同的物质有：2-辛醇、芳樟醇、（−）-4-萜品醇、α-萜品醇、2-茨醇；其中2-辛醇的OAV值最大，对盐煎肉样品的风味贡献最大。差异化醇类化合物中含量较高的为1-辛烯-3-醇、1-辛醇。其中1-辛烯-3-醇具有蘑菇香味，1-辛醇具有脂肪味、坚果味。所以样品的蘑菇香味、脂肪味和坚果味程度不同。

酚类检出较少，对风味有一定的调整作用[22]。其中2,4-二叔丁基苯酚为食品抗氧化剂，可能来源于花生油。

醚类检出基本为硫醚，其阈值较低，具有蒜香、洋葱香气[23]，在痕量的条件下也会对菜肴的特征风味产生重要影响[24]。硫醚类化合物可能是由硫醇类化合物反应而来，检出的硫醚类化合物一般具有大蒜香气，对特色川菜盐煎肉的特征风味具有重要的影响。检出的物质中，7 种样品中相同的物质为桉叶油素和二烯丙基二硫醚，其中二烯丙基二硫醚具有强烈葱蒜气味，在7 种样品中含量均较高，是大蒜的典型风味物质[25]，由此形成了盐煎肉中典型的蒜香风味。酚类总体含量较小，但由于含苯环的醚大多具有强烈的愉快香气[26]，因此对于风味也有一定的影响。

醛类化合物和醇类化合物主要来自脂肪的氧化分解和氨基酸的降解，其中醛类风味阈值低[27]，对风味贡献大[28]。且醛类化合物的检出含量在众多种类中较高，有脂肪香气，是肉香味的重要组成[29−30]。所有样品中相同醛类有辛醛、正癸醛、苯甲醛、苯乙醛、柠檬醛、2-十一烯醛，共同赋予了盐煎肉样品的肉香、甜香和青香，青香和甜香可能来源于盐煎肉的配菜青菜椒和蒜叶，所以盐煎肉样品的基本风味肉香、甜香和青香相同。差异化检出中含量较高的是己醛、庚醛、（Z）-2-庚烯醛、（E）-2-辛烯醛、（Z）-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛、（E,E）-2,4-癸二烯醛；其中己醛、（Z）-2-庚烯醛、（E）-2-辛烯醛、（Z）-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛具有青香、果香，庚醛、（E,E）-2,4-癸二烯醛具有脂肪味、油味，所以各样品均具有青香、脂肪味，但程度有差异。

酮类化合物多数具有较高的阈值，酮类化合物可能是醇类的氧化物或酯类的分解产物[31]，对风味的贡献不显著，但是有些酮类是形成杂环化合物的重要中间体，对肉香味的形成起着不可忽视的作用[32]。本实验共鉴定出6 种酮类化合物，差异检出部分含量较大的为3-羟基-2-丁酮，具有奶油香气。

一般C1～C10 的酯类具有水果的风味，长链酯类具有更多油脂的味道[33]，但长链脂肪酸风味阈值较高，所以应该是短链酯类在香气构成中发挥作用[34]，对食品风味的贡献较大[35]。7 种样品未检出相同酯类，差异化检出中含量较高的为山梨酸乙酯、苯甲酸乙酯，具有较强冬青油和水果香气[36]。且样品中主要检出的为甲酯和乙酯，这些酯香物质主要赋予了菜肴果香气。

杂环化合物阈值较低，多具有肉香[21]，在痕量的条件下也会对菜肴的特征风味产生重要影响[22]。鉴定出40 种，共同检出6 种：3,4-二甲基噻吩、2,5-二甲基吡嗪、2,5-二甲基-3-乙基吡嗪、5-甲基-6,7-二氢-5H-环戊并吡嗪、2-乙酰基吡咯、2,5-呋喃二甲醛，因此形成了盐煎肉中典型的肉香风味。而在差异化检出中含量较高的物质为2-甲基吡嗪、4,6-二甲基嘧啶、2,3-二甲基吡嗪、6-甲基-2-乙基吡嗪、5-甲基-2-乙基吡嗪、3-甲基-2-乙基吡嗪、3-呋喃甲醛、糠醛、2-呋喃甲醛、2-乙酰呋喃、5-甲基糠醛、5-甲基-2-呋喃甲醛、3-呋喃甲醇。其中2-甲基吡嗪、3-甲基-2-乙基吡嗪具有烤味。因此，盐煎肉样品的肉香风味相似，但烤味和坚果味上有差异。可能与各样品中郫县豆瓣和豆豉的添加量不同有关。

2.1.2 7 种盐煎肉的挥发性风味物质的变化 由表3可知，样品1～样品7 中，挥发性风味化合物相对含量较高的均为醛类、醇类、杂环类、醚类，但相对含量的比例有差异。同时添加豆瓣和豆豉的样品4～7 中，醇类、酯类物质先减少后增加；醚类、酮类物质呈减少趋势；醛类、酸类、杂环类物质先增加后减少。说明在郫县豆瓣和豆豉不同添加量时，在烹饪的热加工过程中，主辅料相互作用，各挥发性风味成分在各样品中的相对含量发生了变化，即郫县豆瓣和豆豉的总质量一定，比例不同时，风味化合物的组成比例结构会发生改变。具体风味成因还有待进一步研究。

表3 7 种盐煎肉的挥发性风味物质的变化Table 3 Changes of volatile flavor compounds in 7 kinds of fried pork with salted pepper

2.1.3 7 种盐煎肉样品中挥发性风味成分OAV>1的化合物 对盐煎肉样品的挥发性风味成分进行气味活度值（Odor Activity Value，OAV）分析，结果如表4 所示。7 种盐煎肉样品共有的OAV>1 的风味物质有2-辛醇、桉叶油素、己酸、2,5-二甲基吡嗪、2,5-二甲基-3-乙基吡嗪，赋予了盐煎肉样品肉香、青香、果香和草药味。其中赋予盐煎肉样品果香、青香的2-辛醇OAV最大，样品1～7 分别为505.44、506.00、537.50、490.00、659.00、519.00、625.00，说明2-辛醇对盐煎肉样品的风味贡献最大。

表4 7 种盐煎肉样品中挥发性风味成分OAV >1 的化合物列表Table 4 List of compounds with volatile flavor components OAV>1 in 7 fried pork with salted pepper samples

以样品1 为参照，只添加郫县豆瓣的样品2 中OAV>1 的风味物质新增了二烯丙基二硫醚、二烯丙基硫醚、（E,E）-2,4-癸二烯醛、（E）-2-辛烯醛，桉叶油素OAV为样品1 的12.5 倍，桉叶油素含量的增加，可能是样品2 添加了郫县豆瓣的缘故。辛醛、2,5-二甲基吡嗪、3,4-二甲基噻吩的OAV约为样品1 的2 倍，结合各物质的香味可得出，样品2 可能有更强的蒜香、葱香、油脂香气、青香和草药味。

只添加豆豉的样品3，OAV>1 的风味物质新增了5-甲基-2-乙基吡嗪，桉叶油素，苯乙醛的OAV增加约2 倍，其中豆瓣和豆豉的关键风味成分苯乙醛[14,39]得到了很好的保留，1-己醇、1-辛醇、辛醛、己酸、2,5-二甲基吡嗪的OAV减少，结合各物质的香味可得出，样品3 的烤香、坚果香气、花香、甜香可能增强，而果香、青香、脂肪味和油味可能减弱。

样品4 中二烯丙基二硫醚、二烯丙基硫醚、（E,E）-2,4-癸二烯醛、5-甲基-2-乙基吡嗪、苯乙醛、2-十一烯醛的OAV增加。1-己醇、1-辛烯-3-醇、1-辛醇、辛醛、己酸、3,4-二甲基噻吩、2,5-二甲基吡嗪的OAV减少。结合各物质的香味可得出，样品4 的蒜香、葱香、脂肪香气、坚果香、烤香、花香、甜香可能增强，而果香、蘑菇香味、草药味可能减弱。

样品5 中2-辛醇、二烯丙基硫醚、桉叶油素、二烯丙基二硫醚、苯乙醛、（E,E）-2,4-癸二烯醛、2,5-二甲基吡嗪、5-甲基-2-乙基吡嗪的OAV增加。豆瓣和豆豉的关键风味成分苯乙醛[14,39]的贡献得到体现；同时，对比（E,E）-2,4-癸二烯醛在7 个样品中的OAV值，发现在样品5 中最高，由此可知，由（E,E）-2,4-癸二烯醛提供的油脂香气[37]在样品5 中最浓。1-己醇、1-辛烯-3-醇、1-辛醇、辛醛的OAV减少，结合各物质的香味可得出，样品5 的蒜香、葱香、果香、青香、草药味、花香、甜香、油脂味、坚果香、烤香可能增强，而蘑菇香味可能在减弱。

样品6 中二烯丙基硫醚、5-甲基-2-乙基吡嗪的OAV增多，1-己醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、1-辛醇、辛醛、苯乙醛、2-十一烯醛、己酸、3,4-二甲基噻吩、2,5-二甲基吡嗪、2,5-二甲基-3-乙基吡嗪的OAV减少，结合各物质的香味可得出，样品6 的蒜香、葱香、烤香、坚果香在可能在增强，而果香、蘑菇香味、铃兰香味、脂肪味、油味、花香、甜香、青香可能在减弱。

样品7 中2-辛醇、1-辛醇、二烯丙基硫醚、桉叶油素OAV在增加，1-己醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、辛醛、苯乙醛、2-十一烯醛、己酸、3,4-二甲基噻吩、2,5-二甲基吡嗪、2,5-二甲基-3-乙基吡嗪的OAV在减小，结合各物质的香味可得出，样品7 中蒜香、葱香、草药味可能在增强，蘑菇香味、铃兰香味、花香、甜香可能在减弱。

2.1.4 盐煎肉挥发性风味物质的主成分（PCA）分析主成分分析（PCA）是一种多元统计分析方法，通过降维，将多个有一定关联的变量进行线性变换成少数几个互不关联的主成分来揭示多个变量间的关系。由图1 可知，PCA_1（99.18%）和PCA_2（0.19%）之和大于85%，说明降维时有效信息得到了很好的保留。样品2 的PCA_1 和PCA_2 与其他样品存在明显的差异，说明郫县豆瓣可显著改变盐煎肉的风味；样品3 和样品6 的PCA_1 和PCA_2 近乎重叠，说明二者风味近乎相同；样品4 和样品7 的PCA_1 和PCA_2 均相近，说明二者风味差异较小；同时添加郫县豆瓣和豆豉的样品中仅样品5 在第一象限，说明样品5 的风味与其余同时添加郫县豆瓣和豆豉的样品间风味有明显差异。

图1 盐煎肉挥发性风味物质主成分分析图Fig.1 Principal component analysis diagram of volatile flavor compounds in fried pork with salted pepper

2.2 盐煎肉感官香气轮廓分析

采用感官香气评鉴方法分析郫县豆瓣和豆豉不同添加量的盐煎肉中主要的4 种香气风味类型的强度，见图2。由图2 可知，各盐煎肉样品的风味轮廓存在差异。空白对照组（样品1）因未加郫县豆瓣和豆豉，所以无豆瓣和豆豉香，其肉香突出、蒜苗香气较浓，整体香气强度中等；样品2 中肉香、豆瓣香气浓，整体香气强度较强；样品3 肉香突出、豆豉香气浓，整体香气强度偏低；样品4 肉香较浓，整体香气强度较强；样品5 肉香最为突出、风味协调浓郁，整体香气强度最强；样品6 和样品7 肉香气较淡，整体香气强度偏低。结合半定量分析结果和OAV分析可知，香气强度与盐煎肉中呈香物质的含量不成正比，当盐煎肉中关键风味物质相同时，香气强度和呈香特征也不相同，可能与各呈香物质的OAV值及比例有关，具体成因待进一步研究。

图2 盐煎肉的感官香气轮廓分析Fig.2 Analysis of sensory aroma profile of fried pork with salted pepper

3 结论

采用顶空固相微萃取-气质连用（HS-SPME-GCMS）技术分析郫县豆瓣和豆豉对经典川菜盐煎肉挥发性风味成分的影响。结果表明：GC-MS共检测到137 种挥发性风味物质，其中烃类21 种，醇类12 种，酚类6 种，醚类8 种，醛类22 种，酮类6 种，酸类6 种，酯类12 种，杂环类40 种，其他类4 种。样品1～样品7 中含有的挥发性风味化合物种数及浓度依次为：60、64、63、72、57、66、69 种，78.08、250.77、71.22、85.62、116.12、44.43、55.77 μg/kg。7 种样品共有的挥发性风味物质有24 种，这些共有的挥发性风味物质大多来源于主料肉、配菜蒜苗和香辛料，主要风味表现为肉香、青香、甜香，因此7 种样品主体的“盐煎肉”风味相似。

结合OAV分析可知，赋予盐煎肉样品果香、青香的2-辛醇OAV最大，分别为505.44、506.00、537.50、490.00、659.00、519.00、625.00，说明2-辛醇对盐煎肉样品的风味贡献最大。各样品的关键风味物质种类和贡献度差异较大。

PCA分析显示，同时添加郫县豆瓣和豆豉的样品中，样品4 和样品5 在OAV分析中的关键风味物质种类相同，但OAV不同，所以PCA分析中二者分开分布；结合感官轮廓分析，样品5 的接受度最高，说明在主料：猪二刀后腿肉100 g，辅料：花生油30 g、料酒4 g、酱油3 g、白糖2 g、姜3 g、蒜3 g、青菜椒32 g、蒜叶24.5 g（蒜白:蒜叶=2:5）、m（郫县豆瓣+豆豉）=18 g且m（郫县豆瓣）:m（豆豉）=4:5 时，盐煎肉咸淡适宜、肉香、蒜香、青香等香气协调浓郁，为最佳风味质量比；同时也说明样品的香气并非呈香物质的简单叠加，具体呈香机理还需进一步研究。本研究结果可为特色川菜盐煎肉的标准化、工业化生产及进一步研究风味物质形成的机理提供理论支撑。