李云成,饶佳薇,孟凡冰*,刘达玉,陈卫军,肖晓
(1.成都大学 药学与生物工程学院,成都 610106;2.肉类加工四川省重点实验室,成都 610106)
兔肉富含多种不饱和脂肪酸、维生素、矿物质,具有高蛋白、低脂肪、低胆固醇的特点[1-2]。自古以来兔肉就受到人们的喜爱,早在北宋年间,诗人苏东坡便赋诗“兔肉处处有之,为食品之上味”,以表达他对兔肉的赞美和追捧[3]。我国对兔肉的消费具有区域性,主要集中在四川、重庆、广东和福建等地,尤其是四川地区,其兔肉消费量约占全国的50%[4]。我国兔肉市场有极大的开发前景[5]。目前,兔肉的相关研究主要集中在营养品质、风味分析等方面,不同的加工处理对兔肉品质及风味的影响差异尚缺乏系统的分析。
鉴于此,本研究以煮制、酶解后煮制、高压煮制和烤制4种加工方式对兔肉进行加工,探讨不同加工方式对兔肉质构特性、游离氨基酸、风味物质种类及含量的影响差异,相关研究为兔肉加工方式的选择提供了一定的参考。
新鲜兔肉胴体(伊拉兔):购于成都市沙西农副产品批发市场;2,4,6-三甲基吡啶(TMP)标准品:上海麦克林生化科技有限公司;木瓜蛋白酶、水合茚三酮、氯化亚锡、亮氨酸标准品:上海源叶生物科技有限公司;磷酸缓冲液:生工生物工程(上海)股份有限公司。
TA-XT-PlusC质构仪 厦门超技仪器设备有限公司;7890B-5977A型气质联用仪、PAL RSI 85 CTC多功能自动进样器(含SPME进样器)、HP-5MS UI 色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm) 美国Agilent公司;50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头 美国Suplelco公司。
1.3.1 样品前处理
取兔肉大腿肌肉均分成4份,每份100 g,分别用4种不同的加工方法进行处理,即煮制、酶解后煮制、高压煮制、烤制,具体加工方式和条件如下[6]:
煮制:称取70 g兔肉加入超纯水1000 mL,煮制30 min,煮制后将兔肉分为两份:一份做绞碎处理,一份切成2 cm×2 cm×1 cm的方块。称取30 g兔肉加入超纯水300 mL,煮制30 min,煮制后加入超纯水定容至300 mL,收集试液。
酶解后煮制:称取70 g兔肉,加入300 U/g木瓜蛋白酶,酶解温度45 ℃,酶解时间60 min,酶解后加入超纯水1000 mL,煮制30 min,将兔肉分为两份:一份做绞碎处理,一份切成2 cm×2 cm×1 cm的方块。称取30 g兔肉加入超纯水300 mL,煮制30 min,煮制后加入超纯水定容至300 mL,收集试液。
高压煮制:称取70 g兔肉,加入超纯水1000 mL,用高压锅压制15 min,将兔肉分为两份:一份做绞碎处理,一份切成2 cm×2 cm×1 cm的方块。称取30 g兔肉,加入超纯水300 mL,用高压锅压制15 min,高压煮制后加入超纯水定容至300 mL,收集试液。
烤制:称取70 g兔肉,烤箱预热200 ℃,180 ℃烤制50 min,将兔肉分为两份:一份做绞碎处理,一份切成2 cm×2 cm×1 cm的方块。称取30 g兔肉,烤箱预热200 ℃,180 ℃烤制50 min,烤制后将肉块置于沸水浴中30 min,水浴后加入超纯水定容至300 mL,收集试液。
1.3.2 游离氨基酸检测
测定:准确吸取试液1 mL,注入25 mL比色管中,加0.5 mL pH 8.0磷酸盐缓冲液和0.5 mL 2%茚三酮溶液,在沸水浴中加热15 min。待冷却后加水定容至25 mL。放置10 min后,用5 mm比色杯在570 nm处以试剂空白溶液作参比测定吸光度(A)。
氨基酸标准曲线的制作:分别吸取1 mL亮氨酸系列标准工作液于一组25 mL比色管中,各加pH 8.0磷酸盐缓冲液0.5 mL和2%茚三酮溶液0.5 mL,在沸水浴中加热15 min,冷却后加水定容至25 mL,按上述操作测定吸光度(A)。将测得的吸光度与对应的亮氨酸浓度绘制标准曲线。游离氨基酸的计算公式[7]如下:
式中:C为根据测定的吸光度从标准曲线上查得的亮氨酸的毫克数,mg;V1为试液总量,mL;V2为测定用试液量,mL;m为试样用量,g;w为试样干物质含量,%。
1.3.3 质构特性分析
参考文献[8]的方法,应用TA-XT-PlusC质构分析仪,通过Exponent软件控制。测定方法:应用TPA模式;测定参数:目标形变50%;触发点负载5 g;测试速率1 mm/s; 返回速率1 mm/s;循环次数2次;探头:P36R。
1.3.4 挥发性风味物质测定
取3 g粉碎后的样品于15 mL顶空瓶中密封,加入内标2 μg/mL 2,4,6-三甲基吡啶1 μL,设置CTC自动进样器对样品的前处理条件:加热箱温度75 ℃,加热时间45 min,样品抽取时间20 min,解吸时间5 min。
色谱条件:HP-5MS UI 色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);压力32.0 kPa;流速 1.0 mL/min;载气为He,不分流进样;进样口温度 250 ℃;升温程序:起始温度40 ℃,保持1 min,以3 ℃/min升至 85 ℃,保持3 min,再以3 ℃/min升至105 ℃,保持2 min,再以12 ℃/min升至165 ℃,再以10 ℃/min 升至230 ℃。
质谱条件:电子电离源(EI);电子能量70 eV;离子源温度230 ℃,四级杆温度150 ℃;检测器电压350 V;质量扫描范围(m/z):40~500。
定性:对化合物进行分析时,将得到的数据在仪器的NIST 14.L谱库中进行检索和匹配,选择匹配度大于80%的物质。
定量:各挥发性风味成分的绝对含量根据其在总离子图的峰面积与内标的峰面积进行比较,结果以“μg/kg”的形式表示绝对含量;各挥发性风味成分的相对含量以其绝对含量占挥发性风味物质的总量百分数计算。
1.3.5 关键挥发性风味物质评价
采用OAV法[9](气味活度值)对检测出的风味成分进行评价,确定关键挥发性风味物质,OAV 值的计算方法如下:
式中:OAVi为待测物的气味活度值;ρi为待测物的质量浓度,μg/kg;ρT为待测物的感觉阈值质量浓度,μg/kg;当OAVi≥1时,认为该物质对总体风味有显著贡献。
1.3.6 数据分析
采用 Microsoft Excel 2019 进行数据统计。
对不同加工方式下处理的兔肉进行质构检测,结果见表1。
表1 不同加工方式下兔肉的质构特性Table 1 The texture characteristics of rabbit meat by different processing methods
由表1可知,4种加工方式的兔肉中,烤箱烤制的兔肉硬度最高,为(16879.62±794.14) g,高压煮制的兔肉硬度最低,为(6280.46±281.31) g。煮制的兔肉弹性最高,为(0.64±0.02) mm,高压煮制的兔肉弹性最低,为(0.54±0.06) mm。
4种加工方式的内聚性差别不大,酶解后煮制的兔肉黏性最高,为(8645.85±528.89) g,高压煮制的兔肉黏性最低,为(3166.64±455.25) g。酶解后煮制的兔肉咀嚼度最高,为(5133.43±72) g,高压煮制的兔肉咀嚼度最低,为(1701.12±336.76) g。烤箱烤制的兔肉回复性最大,为(0.2±0.03) mJ,高压煮制的兔肉回复性最小,为(0.14±0.02) mJ。综上,高压煮制的兔肉硬度低,弹性低,咀嚼度低,口感较软糯;煮制的兔肉和酶解后煮制的兔肉硬度适中,弹性较高,咀嚼度偏高,口感较有弹性,耐嚼;烤箱烤制的兔肉硬度较高,弹性适中,咀嚼度适中,有较好的口感。
由图1可知,酶解后煮制的兔肉检测出的游离氨基酸含量最高,其余3种加工方式差距不明显。经过加热的兔肉,蛋白质受热发生降解,产生大量的氨基酸,氨基酸溶于水中作为调味物质,使其变得鲜美[10]。本实验表明,采用酶解技术对兔肉进行加工,可以更好地释放游离氨基酸等风味前体物质。
图1 不同加工方式下不同兔肉游离氨基酸含量
用SPME-GC-MS测定4种不同加工方法的兔肉的挥发性风味物质,其色谱图结果见图2,各挥发性风味物质种类及含量见表2,样品共鉴定出58种挥发性风味成分,其中煮制为30种,酶解后煮制为35种,高压煮制为28种,烤制为21种,检测出的成分主要为烃类、醛类、醇类、酮类及酯类化合物。
图2 不同加工方式下兔肉挥发性成分GC-MS总离子色谱图Fig.2 GC-MS total ion chromatograms of volatile components in rabbit meat by different processing methods
表2 不同加工方式下兔肉挥发性风味物质种类分析
兔肉加热过程中,脂肪的热氧化降解生成的羰基化合物与氨基酸或者美拉德反应的中间产物进行一系列后续反应,生成的风味化合物对肉的整体芳香气味产生影响。由表2可知,从挥发性风味物质的种类数量上看,酶解后煮制>煮制>高压煮制>烤制;从挥发性风味物质的绝对含量上看,烤制>酶解后煮制>煮制>高压煮制,醛类、烃类和醇类化合物的变化决定了它们所含的挥发性化合物种类和数量的差异。酶解后煮制检测出的挥发性风味物质的种类数量最多,其中烃类物质种类数量最多,有14种,相对含量则是醇类最高,达到35.983%,烤制检测出的挥发性风味成分种类为21种,是最少的,但绝对含量17.862 μg/kg是最高的,其中醛类化合物占比最高,为11.356%,形成的原因考虑为烤制导致烃类小分子风味物质挥发,兔肉中内源酶在发酵成熟过程中不断作用,导致兔肉中脂肪、蛋白质氧化水解生成大量游离脂肪酸及游离氨基酸,作为重要的风味前体物质,其中醛类物质所占比重最大[11]。
续 表
续 表
感觉阈值和含量共同决定了挥发性风味物质对不同加工方式兔肉的总体风味贡献程度,通过结合各挥发性风味物质的绝对含量和感觉阈值,采用OAV法对产品产生的特征挥发性风味化合物进行分析,确定其关键风味物质[12]。不同加工方式的兔肉样品风味组分贡献结果见表3,共确定17种关键风味物质(OAV≥1),煮制的关键性风味物质11种,酶解后煮制的关键性风味物质9种,高压煮制的关键性风味物质8种,烤制的关键性风味物质9种。17 种关键风味物质中主要为醛类(己醛、庚醛、2-庚烯醛、反,反-2,4-壬二烯醛、正辛醛、壬醛)、醇类(异戊醇、正己醇、1-辛基-3-醇、2,6,6-三甲基-双环[3.1.1]庚烷-3-醇、1-壬醇)、烃类(月桂烯、4-异丙基甲苯、D-柠檬烯)、酯类(正己酸乙酯)和其他类(2-正戊基呋喃、茴香脑)。
表3 不同加工方式下兔肉风味物质气味活度值
醛类物质在4种不同加工方式兔肉的关键风味成分中占比最高,尤其是烤制兔肉有5种关键风味成分,分别是己醛、庚醛、2-庚烯醛、正辛醛和壬醛。李兴艳[13]和朱成林等[14]研究表明熟制后兔肉中醛类占总体风味物质超过40%,该研究与其结果基本一致。醛类是脂质衍生的特征风味产物之一[15],其特点为阈值低、呈味广,对兔肉整体风味的贡献更为突出,尤其是低碳醛类对兔肉风味的影响更加显著[16]。在检测出的醛类中以饱和直链醛为主,饱和直链醛一般具有辛辣味,令人不悦[17],在4种加工方式中均检测出己醛,在含量较低时,一般被描述为青草味或苹果味,含量较高时则具有强烈的生油脂味[18],己醛是兔肉中亚油酸氧化的产物,因此它是评价肉类和肉类产品氧化状态和风味质量的可靠指标[19]。同样,庚醛与壬醛也作为4种不同加工方式兔肉的关键风味成分,OAV值均大于1,其中以烤箱烤制的OAV值最大,分别为89.225 和251.551。庚醛具有不愉快的油脂味道,壬醛具有玫瑰柑橘清香及烤焦香、油炸香。正辛醛和2-庚烯醛仅在烤兔中作为关键风味成分,OAV值分别为358.028 和2.060,正辛醛具有果香和生嫩的新香,2-庚烯醛具有脂肪香和青香、焦香[20-21]。反,反-2,4-壬二烯醛则是高压煮制兔肉独有的关键风味成分,由于其阈值极低,OAV值为7129.960,所以它是高压煮制兔肉的关键风味成分之一,呈甜香味或米饭香[22]。
醇类一般是由脂肪酸衍生而来或由羰基化合物还原而来[23],与醛类化合物相比,醇类化合物的感觉阈值更高,不饱和醇的阈值相对较低[24]。醇类物质在酶解后煮制的加工方式中总绝对含量最高,达到4.623 μg/kg,其中关键风味物质为正己醇、1-辛基-3-醇、2,6,6-三甲基-双环[3.1.1]庚烷-3-醇和1-壬醇,OAV值分别为10.036,943.882,1.404和18.567。1-辛烯-3-醇也是4种不同加工方式兔肉共有的关键风味成分,其来源于不饱和脂肪酸的氧化,表现出蘑菇香、花香气息[25]。2,6,6-三甲基-双环[3.1.1]庚烷-3-醇的香气描述没有相关文献的报道,1-壬醇具有玫瑰和橙子的宜人香气。正己醇虽然在4种加工方式兔肉中均检测出,但它不作为烤制兔肉的关键风味成分,具有叶香、果香及青草香[26]。异戊醇在煮制、酶解后煮制与高压煮制3种加工方式中均能检测出,但仅作为煮制兔肉的关键风味成分(OAV≥1),具有苹果白兰地香气和辛辣味[27]。
烃类物质在煮制和酶解后煮制的兔肉中检出的种类较多,绝对含量也较高。D-柠檬烯在煮制、高压煮制、烤制3种加工方式中均有检出,且阈值较低,所以计算出的OAV值相对较高,均大于1,是3种加工方式的关键风味物质,它具有柠檬香气、樟脑和松脂类香气,是潜在的风味前体物质[28-29]。月桂烯为煮制兔肉特有的关键风味成分(OAV≥1),具有令人愉快的、清淡的香脂气味;4-异丙基甲苯则是高压煮制兔肉独有的关键风味成分(OAV≥1),具有温和的、令人愉快的气味,常用于食用香料和制药工业[30]。
此外,本研究还在4种加工方式的兔肉中检测到酮类、酯类与其他种类的化合物,其中正己酸乙酯在煮制兔肉与酶解后煮制的兔肉中检出,作为关键风味成分,其具有水果香气[31]。2-正戊基呋喃在煮制、酶解后煮制和烤制的兔肉中均为关键性风味成分,具有杏仁味、泥土芳香、豆香味及类似蔬菜的香韵,陈康等[32]的研究发现2-正戊基呋喃很可能是伊拉兔肉的特征性风味化合物之一,与本实验结果基本一致。茴香脑在4种加工方式中均有检出,但含量较低,仅作为烤兔的特征风味之一(OAV≥1),其带有甜味,具有茴香的特殊香气。其余化合物成分虽然有检出,但由于其含量较少、阈值较高,因此不是导致兔肉风味差异的主要因素,但对赋予兔肉更好的风味有一定的作用。
从检测出的游离氨基酸来看,酶解后煮制的兔肉游离氨基酸含量最高。不同加工方式的兔肉质构特性有明显差异,高压煮制的兔肉硬度低,弹性低,咀嚼度低,口感较为软糯;煮制的兔肉和酶解后煮制的兔肉硬度适中,弹性较高,咀嚼度偏高,口感较有弹性,耐嚼;烤箱烤制的兔肉硬度较高,弹性适中,咀嚼度适中,有较好的口感。采用SPME-GC-MS对4种不同加工方式的兔肉的挥发性风味物质进行分析,样品共鉴定出58种挥发性风味成分,其中煮制30种,酶解后煮制35种,高压煮制为28种,烤制21种,检测出的成分主要为烃类、醛类、醇类、酮类及酯类化合物。酶解后煮制检测出的挥发性风味物质的种类数量最多,其中烃类物质种类数量最多,有14种,烤制检测出的挥发性风味成分种类为21种,是最少的,但绝对含量是最高的,其中醛类化合物占比最高。不同加工方式共确定 17 种关键性风味物质(OAV≥1),煮制的关键性风味物质11种,酶解后煮制的关键性风味物质9种,高压煮制的关键性风味物质8种,烤制的关键性风味物质9种,17 种关键性风味物质中醛类最多,煮制兔肉和酶解后煮制兔肉的关键风味物质多数为醇类,高压煮制兔肉和烤制兔肉的关键性风味物质中醛类最多。