安福火腿游离脂肪酸、风味物质及氨基酸分析

王 丽，刘光宪, ，张德权，李 雪，程文龙，袁林峰

（1.江西省农业科学院农产品加工研究所，江西南昌 330200；2.中国农业科学院农产品加工研究所，北京 100081）

火腿是我国传统肉制品的典型代表，在肉制品的发展中有着举足轻重的作用[1]。目前市场上以浙江金华、江苏如皋、云南宣威和江西安福生产的火腿最为有名，被称为“中国四大名腿”。安福火腿的产地为江西省安福县，其气候湿润温和、干湿明显，四季分明，与其它产地存在较大差异；另外，安福火腿一直沿用传统工艺，经腌制、翻缸、洗晒、发酵等在自然条件下生产加工而成[2]。因此其风味特征与其它产地的火腿存在特殊性，所以被称为“西腿”。

研究表明各产地的火腿风味受原料、产地气候条件、加工工艺、储藏方式、脂肪酸含量和组成及其水解氧化程度、蛋白质酶解后的肽类与游离氨基酸所发生的美拉德和Strecker降解反应等因素的影响[3−7]。李玲等[8]发现两年金华火腿肌内脂肪、皮下脂肪中总游离脂肪酸的含量分别比两年宣威火腿高34.58%、29.09%；Wang等[9]采用全二维气相色谱法从金华、宣威和如皋火腿中共鉴定出165种挥发性物质，发现不同产地的火腿间香气成分及组成存在一定的差异性；磷脂是脂类物质中最重要的风味前提物质，约66.67%的磷脂在金华火腿生产过程中发生水解，且其含量与游离脂肪酸含量的相关性为0.91[10]；Liu等[11]对五种不同产地的云南火腿游离氨基酸含量与组成进行分析，认为游离氨基酸是火腿的重要代谢产物，其含量占总水溶性低分子量化合物的53.45%～59.71%；梁定年等[12]研究表明火腿中氨基酸的含量变化规律与发酵、腌制过程中蛋白质的水解有关，且谷氨酸、丙氨酸、组氨酸、甲硫氨酸和天冬氨酸等对火腿的风味有着重要的影响[12]。

综上可知，目前火腿研究主要以金华、宣威、如皋等为主，对江西安福火腿的研究报道较少。为此，本论文以安福火腿为研究对象，采用气相色谱-质谱联用（gas chromatography mass spectroetry，GC-MS）、固相微萃取-气相色谱-质谱联用（solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，SPME-GC-MS）对安福火腿的肌内脂肪和皮下脂肪中游离脂肪酸组分含量和挥发性风味物质进行对比分析；通过气味活动值（odor activity value，OAV）对安福火腿肌内脂肪和皮下脂肪的主体挥发性风味物质进行分析与评价；并对肌肉中氨基酸的组分含量进行定量检测。通过分析研究首次揭示安福火腿的品质特性和主体挥发性风味物质，为丰富我国火腿加工技术研究提供理论基础，为不同产地的火腿进行分类评价提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

安福火腿 购自南昌市华润万家澄湖店；甲醇、正己烷、甲醇 色谱纯，国药集团化学试剂有限公司；37种脂肪酸混合标准品、十九烷酸甲酯、癸酸甲酯 色谱纯，Sigma公司。

Trace1310 ISQ气相色谱-质谱联用仪 美国ThermoFisher公司；7890A-5975C固相微萃-气相色谱-质谱联用仪 美国Agilent公司；L-8900高速氨基酸分析仪 日本日立公司。

1.2 实验方法

1.2.1 游离脂肪酸测定

1.2.1.1 样品处理与脂肪酸提取 分别取安福火腿股二头肌部位的肌内脂肪、皮下脂肪作为样品，放入液氮中速冻后，研磨成粉，置于−80℃备用。分别取1 g样品加入到15 mL离心管中，继续加入2 mL 5%盐酸甲醇溶液，3 mL氯仿甲醇溶液（体积比1:1），100μL 500 mg/L十九烷酸甲酯内标。于85℃水浴锅中水浴1 h后，在离心管中加入1 mL正己烷，振荡萃取2 min，静置1 h。取上层清液100μL，用正己烷定容到1 mL，用0.45μm滤膜过膜后上机测试。

1.2.1.2 GC-MS条件 GC条件：色谱柱为TG-5MS（30 m×0.25 mm×0.25μm）。升温程序，80℃保持1 min，以10℃/min 的速率升温至200℃，继续以5℃/min 的速率升温至250℃，最后以2℃/min 的速率升到270℃，保持3 min。进样口温度290℃，载气流速1.2 mL/min。MS质谱条件：离子源温度280℃；传输线温度280℃；溶剂延迟时间5 min；扫描范围30～400 amu；EI源70 eV。

1.2.1.3 定性定量方法 参考李玲等[8]的方法进行定性定量检测，并略作改动。以十九烷酸甲酯为内标物，采用内标法对样品中的游离脂肪酸进行定量分析。

1.2.2 挥发性风味物质分析

1.2.2.1 SPME条件 参考罗玉龙等[13]的方法测定，并略作改动。萃取针使用前，在气质进样口于250℃活化20 min。样品置于20 mL萃取瓶中，加入1μL 0.5 mg/mL的癸酸甲酯内标物，密封，置于60℃水浴20 min后，插入活化后的萃取针萃取30 min，在250℃解吸5 min后进行数据采集与检测。

1.2.2.2 GC-MS条件 GC条件：进样口温度250℃，气质接口温度250℃，载气流速1.5 mL/min。升温程序：初始50℃，保持1 min，以5℃/min 升温到100℃保持2 min；4℃/min升温到180℃保持3 min；5℃/min升温到250℃保持5 min。MS质谱条件：离子源温度230℃，四级杆温度150℃，EI电离70 eV，全扫描35～550 amu。

1.2.2.3 定性定量方法 结合NIST2014和WILEY 8.0中的谱库进行对比分析，仅保留正反匹配度大于80%的物质。以癸酸甲酯为内标物对样品中挥发性风味物质进行定量分析，计算公式如下：

式中：Cx为待测挥发性化合物的浓度，μg/kg；Ax为待测挥发性化合物的峰面积；m1为加入内标物的质量，μg；A1为加入内标物的峰面积；m2为样品的质量，kg。

1.2.2.4 主体挥发性风味物质的评价 通过OAV对安福火腿的肌内脂肪、皮下脂肪中主体挥发性风味物质进行分析与评价，计算公式如下：

式中：Ci为某种挥发性风味化合物的含量，μg/kg；OTi为该化合物的嗅觉阈值，μg/kg。

1.2.3 氨基酸组成测定 参考梁定年等[12]的方法测定，并略作改动。取2 g样品于20 mL的水解管中，加入16 mL 6 mol/L的盐酸溶液，真空脱气30 min，充氮封管，在110℃下水解23 h，取出冷却后，用去离子水无损转移到50 mL容量瓶中定容。取1 mL水解液于瓶中，真空下脱酸抽干，加1 mL水再抽干，再加1 mL水再抽干备用。上机前加入1 mL 0.02 mol/L的盐酸溶液，用0.22μm的水相膜滤膜过滤上机分析。色谱柱条件：柱温57℃；衍生反应温度135℃；缓冲液流速0.4 mL/min；进样量20μm。

1.3 数据分析与处理

试验数据采用SPSS 18.0软件进行统计分析，OriginPro 2017和Excel 2010软件进行图表处理与制作。

2 结果与分析

2.1 游离脂肪酸的分析

游离脂肪酸是火腿加工过程中脂肪降解产生的，是火腿风味的前体物质，其组成和含量与火腿特殊风味的形成有直接相关性。本论文以37种混合标准样品游离脂肪酸作为参照，总离子流图见图1。通过GC-MS对安福火腿中肌内脂肪与皮下脂肪的游离脂肪酸进行测定，总离子流图分别为图2、图3所示。结果显示，安福火腿的皮下脂肪中检出29种游离脂肪酸，肌内脂肪中只检出19种，其中癸酸、肉豆蔻油酸、十五碳酸、反式亚油酸、γ-亚麻酸、山萮酸、芥酸、顺-13,16-二十二碳二烯酸、二十三碳酸、顺-15-二十四碳烯酸10种游离脂肪酸则未检出。详见表1。

图1 37种游离脂肪酸总离子流图Fig.1 Total ion flow diagram of 37 free fatty acids

图2 安福火腿肌内脂肪中游离脂肪酸总离子流图Fig.2 Total ion flow diagram of freefatty acidsin intramuscular fat in Anfu ham

图3 安福火腿皮下脂肪中游离脂肪酸总离子流图Fig.3 Total ion flow diagram of free fatty acidsin subcutaneousfat in Anfu ham

由表1可知，顺-9-油酸、棕榈酸、硬脂酸、亚油酸是肌内脂肪和皮下脂肪中主要的4种游离脂肪酸，与李玲等[8]报道宣威与金华火腿的结果一致。其中皮下脂肪中的顺-9-油酸（25.815%）、棕榈酸（15.275%）、硬脂酸（10.871%）和亚油酸（7.395%）分别是肌内脂肪（2.609%、1.586%、0.950%、2.406%）的9.895、9.631、11.443和3.074倍。肌内脂肪和皮下脂肪中游离脂肪酸的含量能反映出火腿在加工过程中脂肪的水解程度及风味形成。结果显示，安福火腿肌内脂肪与皮下脂肪游离脂肪酸的含量存在一定的差异性。从总游离脂肪酸含量分析可知，火腿皮下脂肪（66.263%）是肌内脂肪（8.291%）的7.992倍。其中，单不饱和脂肪酸（∑MUFA）含量在肌内脂肪与皮下脂肪总含量中所占比例最大，分别为36.075%、44.838%。皮下脂肪的多不饱和脂肪酸（∑PUFA）含量最少，为8.482%，是肌内脂肪的3.237倍，但肌内脂肪的PUFA/SFA（0.979）比值高于皮下脂肪（0.302）。通过比较宣威火腿和金华火腿，安福火腿中肌内脂肪的PUFA/SFA比值高于宣威、金华火腿，但皮下脂肪的比值低于它们[8]，这可能与不同产地火腿原料来源及加工环境等不同，而出现游离脂肪酸含量的差异性。皮下脂肪的必需脂肪酸（∑EFA）的含量与肌内脂肪相比较为丰富，这与皮下脂肪含量较高及水解程度有关。

表1 安福火腿中肌内脂肪和皮下脂肪游离脂肪酸的含量与组成（%）Table 1 Free fatty acid content and composition in intramuscular fat and subcutaneousfat of Anfu ham (%)

2.2 挥发性风味物质的分析

2.2.1 挥发性风味物质种类和数量 采用SPMEGC-MS方法对安福火腿中挥发性风味物质进行分析，结果显示，肌内脂肪与皮下脂肪中挥发性风味物质种类和数量存在一定的差异，皮下脂肪风味物质的种类和数量均多于肌内脂肪。其中，肌内脂肪中检测出29种挥发性风味物质，包括10种醛类、10种烃类、3种酯类、1种酮类、1种醇类、1种酸类和3种其它类；皮下脂肪中检测出31种挥发性风味物质，包括13种醛类、8种烃类、2种酮类、2种醇类、1种酯类、1种酸类、呋喃类1种和3种其它类。

2.2.2 挥发性风味物质含量 为进一步揭示安福火腿中各种挥发性风味物质的具体差异，本研究对挥发性风味物质进行了定量分析，结果如表2所示。

表2 安福火腿中肌内脂肪和皮下脂肪挥发性风味物质的含量与组成Table 2 Content and composition of volatile flavor substances in intramuscular fat and subcutaneous fat of Anfu ham

结果表明，安福火腿皮下脂肪中挥发性风味物质的总含量高于肌内脂肪，皮下脂肪的挥发性风味物质是干腌火腿风味的主体部分，可能与皮下脂肪中的游离脂肪酸含量高，并发生不同程度的氧化与水解，产生醛类、醇类、烃类等化合物有关，它对火腿风味形成具有一定的影响[22−23]。

结果显示，安福火腿挥发性风味物质中醛类和烃类含量最高，种类也最为丰富，肌内脂肪和皮下脂肪中主要的醛类分别为：己醛、壬醛和庚醛；己醛、（E）-2-庚烯醛和（E）-2-辛烯醛；肌内脂肪和皮下脂肪主要的烃类分别为：苯乙烯和对二甲苯；环辛四烯和对二甲苯。其中皮下脂肪中烯烃类化合物含量高于肌内脂肪，但种类却少于肌内脂肪，且在肌内脂肪和皮下脂肪中均检测出双戊烯；皮下脂肪中醇类化合物（26.93μg/kg）含量高于肌内脂肪，其中1-辛烯-3-醇（24.86μg/kg）含量最高，肌内脂肪中醇类化合物含量（0.43μg/kg）最低，只检测出芳樟醇，芳樟醇具有柠檬果香味，天然存在于肉桂等香辛料中，可能与安福火腿在制作过程中添加的香辛料有关[18]。

2.2.3 主体挥发性风味物质分析 食品主体的风味与各挥发性风味物质的浓度及其阈值密切相关[24]。为进一步了解安福火腿中主体挥发性风味物质成分，本论文采用OAV法，筛选出主体挥发性风味物质。OAV值大于1的化合物，则表示该化合物对食品的风味有影响，且OAV值越大，则该化合物的对食品风味的影响就越大[25]。

由表3可知，安福火腿中有16种主体挥发性风味物质的OAV值大于1。其中，肌内脂肪中检测出7种，包括6种醛类、1种烯烃类；皮下脂肪中检测出14种，包括11种醛类、1种醇类、1种烯烃类、1种呋喃类。己醛、辛醛、壬醛、（E,E）-2,4-癸二烯醛、双戊烯是肌内脂肪和皮下脂肪中共同呈现的主体挥发性风味物质。

表3 安福火腿肌内脂肪和皮下脂肪中挥发性风味物质OAV分析Table 3 OAV of volatile compounds in intramuscular fat and subcutaneous fat from Anfu ham

与其它火腿类似，安福火腿中醛类化合物的含量和种类在火腿中最为丰富[1]，主要来源于脂肪酸的氧化降解和Strecker降解产物[26−27]，其风味阈值较低，有着脂香、清香等风味，是其它挥发性风味物质的中间体，其对火腿总体风味的形成有着举足轻重的作用[23,28]。对肌内脂肪和皮下脂肪影响较大的醛类主要是己醛、辛醛和壬醛，这与金华火腿研究结果一致[28]；己醛在肌内脂肪和皮下脂肪中均是含量最高的醛类化合物，这与谭椰子等[29]、母雨等[30]研究的结果一致。在皮下脂肪中，对风味贡献大（OAV>15）的醛类化合物有6种，主要为不饱和烯醛，不饱和烯醛是肉制品中常见的风味物质，有脂香、青草味等，主要是不饱和脂肪酸的氧化降解产物[13,21,29]。其中（E,E）-2,4-庚二烯醛贡献最大，OAV值为120.88。在肌内脂肪中，OAV总体值较小，对风味贡献大（OAV>2）的醛类化合物有3-甲硫基丙醛、壬醛、癸醛、辛醛和己醛，其中，3-甲硫基丙醛、癸醛是肌内脂肪区分与皮下脂肪的关键风味化合物。安福火腿中含硫化合物含量不高，阈值较低，对火腿总体风味有着重要的作用[28]，其中3-甲硫基丙醛的OAV值（4.05）最大，具有肉香、洋葱等风味，可能是通过参与美拉德反应的含硫氨基酸发生Strecker降解产生的[28]。

烷烃类化合物的阈值高，对火腿风味影响不大[31]。但烯烃类化合物的阈值相对较低，具有果香味，对提升火腿的风味具有一定的作用[32]。双戊烯是肌内脂肪和皮下脂肪中关键的烯烃类挥发性风味化合物，具有令人愉快的柠檬果香味，在五香驴肉[18]和复合精油涂层的干腌火腿[32]中也发现该化合物。

不饱和醇类化合物主要来源于不饱和脂肪酸的氧化降解，其阈值较低，对食品的总体风味品质有着重要的影响。1-辛烯-3-醇主要是脂肪酸β-氧化水解而产生的，具有蘑菇香和青草味，普遍存在于干腌火腿中，因阈值较低，是火腿中典型的香气成分[33]。在皮下脂肪中1-辛烯-3-醇的OAV值为24.86，对火腿风味贡献较大，这与罗玉龙等[13]研究结果一致。

含氧杂环化合物普遍存在于肉制品中，主要是脂肪酸氧化、氨基酸降解及美拉德反应等的产物，具有果香味、碳烤味、肉香味等[1]。在皮下脂肪中，2-正戊基呋喃的OAV值大于1，多数是硫胺素降解产物[34]，具有可可豆和烧烤味，这可能与安福火腿传统的制作工艺有关。同时2-正戊基呋喃对金华、宣威、如皋火腿及碳烤羊腿的风味品质具有一定的贡献[29,34]。

2.3 肌肉中氨基酸的分析

氨基酸的种类和含量对火腿风味具有一定的影响，本论文分析了安福火腿肌肉中氨基酸组成，结果见表4，从安福火腿肌肉中，共检测出17种氨基酸，总量为33.68 g/100 g，高于三川焐灰火腿和风干火腿[12]；且必需氨基酸的含量丰富，占总氨基酸含量的41.98%。天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸6种呈味氨基酸的含量对提升火腿的风味品质有着重要作用，占比为43.73%；其中，谷氨酸和天冬氨酸的含量最高，分别为5.29和3.25 g/100 g，这对安福火腿的鲜美度有着重要的贡献。胱氨酸和蛋氨酸的含量分别为0.31和1.18 g/100 g，这两种含硫氨基酸可能是产生含硫挥发性风味物质的主要来源[28]。

表4 安福火腿肌肉中氨基酸组成（g/100 g）Table 4 Amino acid composition in the muscles of Anfu ham (g/100 g)

3 结论

本文首次对江西安福火腿营养、风味特征开展研究，从肌内脂肪和皮下脂肪中分别检测出19、29种游离脂肪酸，其中顺-9-油酸、棕榈酸、硬脂酸和亚油酸是主要的游离脂肪酸。从总游离脂肪酸含量来看，皮下脂肪是肌内脂肪的7.992倍。皮下脂肪中挥发性风味物质的种类与含量均高于肌内脂肪，且两者的醛类和烃类含量最高，种类也最为丰富。从OAV值来看，肌内脂肪的总体值较小，己醛、辛醛、壬醛、（E,E）-2,4-癸二烯醛和双戊烯是肌内脂肪和皮下脂肪中共同呈现的关键挥发性风味物质；3-甲硫基丙醛和癸醛仅存在于肌内脂肪中，是肌内脂肪区别与皮下脂肪的关键风味化合物。肌肉中检测出17种氨基酸，且必需氨基酸的含量丰富，占氨基酸总量的41.98%，谷氨酸和天冬氨酸两种鲜味氨基酸的含量最高，它们对安福火腿的鲜美度有着重要的贡献。

安福火腿中肌内脂肪和皮下脂肪的游离脂肪酸组成与含量的差异性决定了它们的挥发性风味物质及主体挥发性风味物质组成与含量的差异性。通过对比发现，安福火腿在游离脂肪酸、主体挥发性风味物质和氨基酸的组成与含量上，与其它产地火腿均存在一定的差异性，这可能与各产地火腿的原料、发酵环境（如：温度、湿度和微生物种群组成等）、加工工艺与储藏方式等有着显著相关性。后期可从安福火腿的生产工艺出发，详细研究其与不同产地火腿风味品质的差异性。本研究一方面将为地方区域火腿品牌建设提供理论依据，另一方面为后期研究火腿加工工艺对风味品质影响的机制提供参考。