烤制时间对中式烤五花肉挥发性风味物质的影响

刘薇，陈敏，徐雅倩，周虔，乔兴，周晓燕,2,3，朱文政,2,3*

(1.扬州大学 旅游烹饪学院，江苏 扬州 225127；2.江苏省淮扬菜产业化工程中心，江苏 扬州 225127；3.中餐非遗技艺传承文化和旅游部重点实验室，江苏 扬州 225127；4四川旅游学院 烹饪学院，成都 610100)

烤是中式烹饪中传统而历史悠久的制熟方式之一。随着食品工业现代化发展，烤制烹饪方式也发生了变化，木烤、碳烤逐渐被电热、气热、微波等方式所取代，然后不同的烤制方式赋予烤肉制品新的风味。中式烤肉是中国传统的特色菜肴，原料肉经预处理、腌制、烤制工序加工，使肉制品的表面干爽，色泽诱人，皮脆肉嫩，香味浓郁[1]。猪肉是中国居民餐桌上最常见的一种肉类食材，尤其是五花肉，因其肥瘦相间，肥肉遇热容易化，瘦肉久煮也不柴，是制作烤肉的较好食材。经文献查证梳理发现，关于烤肉风味的研究主要集中在猪的品种、猪肉脂肪含量和烹饪方法等因素对烤肉挥发性风味的影响。烹制方式和加热时间的差异赋予了烤肉独特的风味特征。秦刚等[2]研究荣昌猪肉在不同烤制温度条件下的挥发性风味物质变化，通过SPME法共鉴定出约130种风味物质。顾小红等[3]研究烤肉的香气成分，针对烤猪肉共鉴定出11种香气物质。陈丽兰等[4]研究烤肉酱中挥发性风味物质，共鉴定出化合物54种。固相微萃取(solid-phase microextraction, SPME)与其他常用的风味获取技术相比, 简便、快速、经济安全、无溶剂、选择性好且灵敏度高, 集采样、萃取、浓缩、进样于一体，结合气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry， GC-MS)联用仪技术是研究食品中挥发性成分的主要方法。实验以不同烤制时间下的五花肉为研究对象，通过SPME-GC-MS联用技术，分离鉴定烤制五花肉的挥发性风味物质，采用内标法计算不同烤制时间段五花肉的主体风味物质含量，为倡导科学、营养而健康的中式烤肉烹饪模式提供了理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪五花肉、葱、生姜：购于扬州麦德龙超市；绍兴花雕酒：浙江古越龙山绍兴酒股份有限公司；食盐：大连盐化集团有限公司；辛酸甲酯标准品：美国Sigma公司。

1.2 仪器与设备

BS210S(1/10000)分析天平 赛多利斯仪器系统有限公司；SCC101 万能蒸烤箱 德国Rational股份公司；HH-4A恒温水浴锅 国华电器有限公司；Trace ISQ II气相色谱-质谱联用仪 美国热电公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品的处理

原料初加工：将五花肉洗净，切成6 cm×1 cm×4 cm规格的块状，备用。

腌渍工艺：肉块加入盐、葱片、姜段，腌渍15 min后，备用。

烤制工艺：在烤盘表面刷一层油，将肉块放置于烤盘上，放入万能蒸烤箱，温度设置为160 ℃，分别烤制5，10，15，20，25 min后取出。

将不同烤制时间下的样品冷却后真空包装，并置于-18 ℃贮藏，备用。

1.3.2 萃取方法

将冷冻状态的烤制五花肉样品置于4 ℃条件下缓慢解冻后，称量10.00 g样品到20 mL萃取瓶中，加入内标物辛酸甲酯60 μL，以锡纸和封口膜密封瓶口。将经250 ℃老化40 min后的萃取头穿过顶空瓶口的橡胶密封塞插入到萃取瓶中，并在60 ℃水浴加热条件下顶空萃取40 min，萃取结束后迅速拔出萃取头插入气相色谱-质谱联用仪进样口，启动气相色谱-质谱联用仪采集数据并进行分析、鉴定。

1.3.3 GC-MS分析条件

色谱条件：色谱柱DB-Wax 毛细管柱；流速为1.0 m/s，进样口温度为250 ℃。

升温程序：起始温度为40 ℃，保持2 min，以4 ℃/min升温到120 ℃，再以8 ℃/min升温到240 ℃，保持7 min。

质谱条件：离子源温度为240 ℃；离子方式为EI源；电子能量为70 eV；灯丝电流为150 μA；质量扫描范围为30～450 m/z。

定性与定量分析：挥发性物质经色谱柱分离后，对化合物进行对比鉴定。根据已知质量浓度的辛酸甲酯的峰面积计算测得烤五花肉样品中挥发性风味物质总量。

1.4 数据处理

每个实验设3个平行，采用Excel软件和SPSS 17.0软件中的单因素方差分析(ANOVA)法和Duncan多重比较法对样品数据进行处理与分析，分析结果以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 烤制五花肉挥发性风味物质组成

采用SPME结合GC-MS萃取并检测不同烹制时间段五花肉中的挥发性风味物质。

由表1可知，中式烤五花肉中共鉴定出40种化合物，包括烃类14种、醇类8种、酯类4种、醛类7种、其他类7种。

表1 不同烤制时间五花肉挥发性成分分类比较Table 1 The classification and comparison of volatile components of pork belly with different roasting time

续 表

续 表

表2 不同烤制时间的五花肉挥发性风味化合物数量汇总Table 2 The number of volatile flavor compounds of pork belly with different roasting time

采用 SPEM 结合 GC-MS 萃取并检测不同烤制时间段五花肉中的挥发性风味物质。由表1可知，5种不同烤制时间段下五花肉中共检出40种挥发性风味物质，其中5，10，15，20，25 min分别检出24，24，19，20，30种挥发性物质。40种挥发性风味物质中醛类化合物7种、酯类化合物4种、醇类化合物8种、烃类化合物14种、其他化合物7种。从总体来看，五花肉在烤制过程中随着烤制时间的延长，其挥发性风味物质的种类和数量检出呈递增趋势。表 2 统计分析了不同烤制时间过程中鉴定出的不同化合物的种类与数量。从表2统计结果来看，五花肉在烤制5 min时检出挥发性风味物质24种，烤制至10 min时醛类化合物的含量达到最高值，烤制至25 min时检出挥发性风味物质30种，其中酯类、烃类、其他类别中的芳香类化合物种类明显增加。在烤制过程中，五花肉中丰富的油脂发生脂质氧化，赋予了肉制品独特的风味，其产物可作为反应物参与美拉德等反应，生成物可增加肉制品风味的多样性[5]。

2.2 五花肉主要挥发性化合物主成分分析

2.2.1 醛类物质及风味特征

本实验中检出醛类共7种，醛类物质含量在主体挥发性物质中占比最高。肉品中的醛类物质主要来自于脂肪氧化，主要是直链饱和醛。己醛、庚醛、辛醛、壬醛主要来源于油酸、亚油酸、亚麻酸及花生四烯酸不饱和脂肪酸的氧化。2-甲基丁醛是氨基酸降解的产物，是烤五花肉风味的主要贡献者[6]。己醛、庚醛、壬醛、2-甲基丁醛这4种醛在5种不同温度下均有发现。此外，在5 min时产生了(E)-2-庚烯醛，在15 min时产生了辛醛，在25 min时产生戊醛。其中己醛含量最高，壬醛含量次之。研究表明C5～C10的醛具有清香、油香和脂香风味，其中己醛与壬醛均具有腥味[7]，己醛还可为肉制品带来辛味，壬醛是油酸氧化的产物, 给人脂肪和植物气息的生理印象[8]，壬醛具有油炸香、烤焦香和强烈的油脂气息[9]。2-甲基丁醛具有甜味和果香味[10]，(E)-2-庚烯醛具有脂肪和醛糖风味[11]。

实验表明，烤制10 min的条件下醛类物质含量最高，其中以己醛含量最高，为89.37 mg/kg，随着烤制时间的增加，醛类化合物的含量呈下降趋势，烤制25 min的条件下含量最低。主要是因为醛类化合物也可作为反应物质参与其他化学反应，生成一些含氮、含硫的杂环化合物以及呋喃及其衍生物等。此现象与秦刚等研究的荣昌猪肉在不同烤制温度条件下的挥发性风味物质变化的结果相一致。

2.2.2 醇类物质及风味特征

本实验中检出醇类8种，在烤五花肉中，醇类物质主要是肉中脂质在脂肪氧合酶和过氧化氢酶的作用下通过酶降解亚油酸反应产生亚油酸降解酶氧化产生[12]。2-丁基-1-辛醇、叔十六硫醇、鲸蜡醇这3种醇在不同烤制时间点均有检出，其中2-丁基-1-辛醇含量最高，其次是叔十六硫醇。2-丁基-1-辛醇贡献了清香、木香和脂肪香，叔十六硫醇的香气特征暂时几乎没有报道，需要进一步研究。在5 min和10 min时均检测到戊醇、己醇。戊醇有强烈的杂醇化和发酵的气味，己醇具有浓郁的花草香气。5，10，20，25 min均检测到的2-丙基-1-庚醇为烤肉贡献了鲜味。在20 min和25 min情况下新检测出了1-辛烯-3-醇，它的阈值较小，对挥发性风味有一定的影响，贡献了蘑菇、泥土和真菌的气味。从烤制时间上来看，烤制时间的延长对醇类化合物的含量没有太大的影响，从整体上来看，含量只有略微的增加。

2.2.3 酯类物质及风味特征

酯类化合物是由酸和醇发生酯化反应后形成。有研究表明, 酯类即使在很低的浓度条件下对食品的香味也能起到非常重要的作用[13]。本实验检出的酯类物质为4种，且含量相对较少。大部分酯类能产生令人愉快的香味。酯类化合物来源主要有两种：一是酸和醇之间的酯化作用，赋予肉品以类似水果的甜味；二是长链脂肪酸酯化而来的酯类化合物。2-氨基苯甲酸-3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇酯具有花椒油的气味，在5种烤制时间下均有出现，且在烤制15 min时含量达到最高，为0.97 mg/kg。烤制10 min时产生了α-乙酸松油酯，而α-乙酸松油酯具有芳香气味。烤制25 min时产生了己酸-2-苯乙酯、2-丙烯酸十二烷基酯。由于酯类物质挥发性小，对肉品风味贡献很小。

2.2.4 烃类物质及风味特征

碳氢化合物的主要来源是脂质自身氧化，本实验中检出烃类14种，其中5种烃类物质在不同时间下均有出现，其中十二烷含量最高，其次为癸烷，分别为5.40，3.29 mg/kg。烃类物质含量虽然很高，但其感觉阈值也较高，故其对肉的直接风味贡献不大，但由于相互作用，有助于提高肉制品的整体风味。不同时间下烃类物质含量和种类最多的均是25 min。而随着烤制时间的增加，产生的烃类物质中八甲基环四硅氧烷的含量明显增加，八甲基环四硅氧烷是化妆品中常见的成分，是有毒物质，在动物体内难以降解且具有积聚特性，所以在食用烤肉过程中需要适当控制烤制温度和时间，追求风味的同时，也要注意潜在的有毒有害物质的生成。

2.2.5 其他类物质及风味特征

其他类物质共有7种，包含5 min时2种、10 min时2种、15 min时2种、20 min时2种及25 min时6种，其中酮类物质主要来源于不饱和脂肪酸的热氧化或降解以及氨基酸降解。2,3-辛二酮在烤制5，10，15，20 min条件下均有产生，呈奶油香和水果香气，与肉味香气相关性不大，在肉品整体香气中起到微妙的作用[14]。醚类物质在肉制品挥发性风味物质中大多具有强烈而愉快的香气。

烃类化合物是形成杂环类化合物的重要中间体，杂环类物质对肉的风味有很大贡献[15]。杂环类化合物只在烤制25 min条件下产生，其中吡嗪类物质由糖和游离氨基酸发生美拉德反应后产生，实验中生成的2,5-二甲基吡嗪具有明显的烤坚果味。醛和氨基化合物反应可以产生吡啶，含硫氨基酸和碳水化合物反应则可以产生呋喃，吡啶类、呋喃类物质微量而广泛存在于烤制食品中。