基于GC-O-MS 技术的植物肉风味特征及像真性分析

2023-12-16 09:14:20李佳颖孙媛霞邢竹青
食品工业科技 2023年24期
关键词:醛类鸡肉牛肉

李 涵,李佳颖,刘 娜,董 婷,孙媛霞,邢竹青,*

(1.天津中医药大学公共卫生与健康科学学院,天津 301617;2.天津春发生物科技集团有限公司,天津 300300;3.国家合成生物技术创新中心,天津 300350)

植物基肉制品是以植物原料(如豆类、谷物类等,也包括藻类及真菌类等)或其加工产品作为蛋白质、脂肪的来源,添加或不添加其他辅料、食品添加剂(含营养强化剂),经加工制成的具有类似畜、禽、水产等动物肉制品质构、风味、形态等特征的食品[1]。它含有大量优质蛋白、膳食纤维、不饱和脂肪酸、植物化学物质和天然抗氧化剂,且具有低脂肪和零胆固醇的特点[2],为消费者提供了新的饮食选择。同时,植物肉的生产过程对环境更友好,利用植物肉替代动物肉已成为未来食品的发展趋势之一[3-4]。但目前植物肉的风味、口感和质构不佳导致的市场接受度不高等问题限制了植物肉在我国消费市场的推广进程,且国内的生产技术滞后于国外,相关研究尚属初级阶段[5]。国内多数企业生产的仍是粗糙豆制品,虽然模仿了传统肉制品的外形,但产品口感、风味与真肉相比还有较大差距[6]。2020 年的一项消费者调查结果显示,植物肉的风味是决定消费者接受度和购买意愿的关键因素[7],因此,对于植物肉产品的风味特征研究势在必行。

部分植物原材料如大豆在加工过程中发生氧化会产生异味[8]。对于植物肉制造业来说,除了掩盖不悦气味,还需进一步精确的模拟肉类风味。目前,虽然已有关于植物肉异味[9]、动物肉制品和肉味香精风味物质的文献报道[10-12],但对于植物肉风味的像真性研究还不够充分,相关文献较少,包括1 篇中文[13]和5 篇英文文章[14-18],存在研究植物肉种类单一[13],样品选择数量较少[18]等不足。

气相色谱-嗅闻-质谱联用(gas chromatographyolfactometry-mass spectrometry,GC-O-MS)技术作为目前最完善的人工感官检测技术和香气活性成分分析技术,广泛应用于动物肉制品和肉类香精的风味研究[19-21],也已经被应用于植物肉的风味研究[13]。相对气味活度值(relative odor activity value,ROAV)将气相色谱-质谱所检测得到的挥发性物质相对含量与挥发性物质的嗅觉阈值相结合,可以表示该呈味物质在整体香气中起作用的强度,因此这一指标可有效评估单个挥发性物质对整体香气的贡献[22]。本实验在前期的研究基础上,选取感官评价中风味较好的3 类植物肉作为研究对象,以相应种类的动物肉作为对照物,采用GC-O-MS 技术检测分析和识别不同种类植物肉的特征风味和像真性风味物质,并根据挥发性物质的相对气味活度值(ROAV)来筛选组成植物肉整体风味特征的关键呈味物质,以期为植物肉模拟不同种类动物肉的风味提供理论和数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

根据前期研究结果,选择感官评分较高的18 种样品,涵盖国内不同企业具有代表性的产品,包含植物肉产品及对应种类的动物肉产品,具体生产商信息见表1;鲁花食用油 山东鲁花集团有限公司。

表1 18 个样品的产品信息Table 1 Products information of 18 samples

8890-5977 气质联用仪 安捷伦科技有限公司;Sniffer 9000 嗅味检测仪 瑞士Brechbühler 公司;50/30 μm DVB/CAR/PDMS 固相微萃取头 美国Supelco 公司;SOP 电子天平 赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;JYL-C19V 料理机 九阳股份有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 原料预处理 所有样品均在-20 ℃冰箱内冷冻保存,烹饪前室温放置10 min,牛肉饼与鸡肉块用平底锅两面油煎,130 ℃,每面3.5~4 min;猪肉肉馅蒸10 min[23]。烹饪后使用料理机高速模式打碎。动物肉样品的制备与对应植物肉样品的前处理完全一致。

1.2.2 固相微萃取(SPME)条件 参考文献[13]的方法进行适当修改。称取5 g 样品置于样品瓶中,60 ℃,平衡30 min 后,将提前老化处理过的固相微萃取装置穿过胶垫插入密封瓶中,推出萃取头,顶空萃取45 min,取出萃取头,立即插入GC 进样口中,解吸3 min,进样分析。

1.2.3 GC-O-MS 参数设置 GC 条件:色谱柱:HP-5MS 弹性石英毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);进样口温度:250 ℃;载气:高纯(≥99.999%)氦气;载气流速:1.0 mL/min;进样方式:不分流进样;色谱柱升温程序:起始温度40 ℃,保持2.0 min,3 ℃/min 升至180 ℃,再以10 ℃/min 升至250 ℃,保持10 min。

MS 条件:EI 源,电子能量:70 eV;电子倍增器电压:909 V;离子源温度:230 ℃;四级杆温度:150 ℃;接口温度:250 ℃;选用全扫描模式,质量扫描范围:35~450 AMU。

嗅闻条件:气味输出通道为无涂层填充的色谱柱,温度为200 ℃。由3 名评价员分别进行独立嗅闻,依次记录下每种气味出现的时间、特征及强度。评价员要求:具有良好的感官判断能力和语言品评能力,对食品风味特性的强度具有识别和鉴定能力,且具有专业背景知识。

1.2.4 定性定量分析 通过计算机软件检索,并与NIST 14 数据库提供的谱图相匹配,仅选取匹配度和纯度大于800(最大值为1000)的化合物结合相关文献实现定性鉴定。采用面积归一化法进行定量分析,求得各挥发性成分的相对含量。

1.2.5 相对气味活度值(relative odor activity value,ROAV)计算 由于本研究样品量过多包含上百种挥发性化合物,若使用绝对定量繁琐且成本太高;又因为本研究只为筛选出若干种关键呈香物质。因此,本实验采用孙学颖等[24]ROAV 法评价各化合物对样品总体风味的贡献。首先定义对样品整体香味贡献最大的物质ROAV=100,则对其他挥发性化合物ROAV值计算公式如下:

ROAVA为某挥发性风味物质的ROAV;C%A为某挥发性风味物质的相对含量(%);TA为某挥发性风味物质的阈值(μg/kg),阈值通过查阅获得[25];Cstan为贡献最大挥发性风味物质的相对含量(%);Tstan为贡献最大挥发性风味物质的阈值(μg/kg)。显然,所有组分ROAV≤100,并且ROAV 值越大的组分对样品总体风味的贡献也就越大。本研究认为ROAV≥1 的组分为所分析样品的关键风味化合物,0.1≤ROAV<1 的组分对样品的总体风味具有重要的修饰作用[26]。

1.3 数据处理

实验数据采用平均值(Mean)±标准差(SD)表示。所有数据均由SPSS 26.0、Excel 2019 和Graph-PadPrism 9 进行统计分析和制作图表。不同组数据间进行单因素ANOVA 检验,并进行Warren-Duncan检验,P<0.05 表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 植物肉和动物肉风味物质的分布概况

2.1.1 动物肉风味物质的分布概况 如图1 所示,本实验中不同类样品的风味成分和含量差异较大。通过质谱鉴定出的动物鸡肉组共计107 种风味物质,其中,烯烃类最多,28 种;醛类次之,21 种;杂环类次之,15 种。烯烃类相对含量最高,37.36%,醛类相对含量次之,17.40%。在动物牛肉样品中共检测到风味物质110 种,其中烯烃类最多,25 种;醛类次之,18 种;烷烃类次之,12 种。相对含量最多的前三类物质分别为:酸类(35.18%),醚类(17.11%),烯烃类(14.85%)。在动物猪肉中检测到的风味物质共49 种,为6 类样品中最少。其中,醛类最多(18 种);其次是醇类(7 种)和酸类(7 种);酯类次之(5 种)。与其他类样品相比,动物猪肉中未检测到醚类物质。其相对含量前三类物质分别为:醛类(51.16%),酸类(16.24%),酯类(10.75%)。

图1 6 类样品中化合物数目和含量的分类汇总Fig.1 Summary of number and content of the classified compounds in 6 kinds of samples

2.1.2 植物肉风味物质的分布概况 植物鸡肉样品中,共检测到风味物质137 种,其中,种类最多的前三类物质分别为:烯烃类(35 种),醛类(27 种),烷烃类(17 种)。相对含量最多的为烯烃类(32.42%),其次为醛类(28.99%)。植物牛肉组共鉴定出119 种风味物质,其中,种类最多的前四类物质分别为:醛类(25 种),烯烃类(23 种),醇类(13 种)和杂环类(13 种)。相对含量较多的为酸类(18.21%),醛类(16.28%),醇类(15.71%)。植物猪肉组中检测到的风味物质共95 种,其中,种类最多的前三类物质分别为:醛类(24 种),杂环类(20 种),酸类(10 种)。相对含量最多的前三类物质分别为:酚类(24.76%),酸类(23.29%),醛类(19.69%)。综上可知,无论是植物鸡肉、动物鸡肉还是植物牛肉、动物牛肉,烯烃类与醛类化合物的种类及含量都十分丰富。然而动物猪肉的醛类物质种类虽然低于植物猪肉,其相对含量却远高于后者,可能原因是油酸和亚油酸为动物猪肉中两种最丰富的不饱和脂肪酸,醛类物质主要来源于这些不饱和脂肪酸的氧化[27]。

2.1.3 三类植物肉风味物质的分析 利用GC-O-MS技术分析植物鸡肉组样品中的风味物质,通过嗅闻共鉴定出30 种挥发性风味活性物质(表2),其中种类最多的为醛类(13 种),其次为烯烃类(7 种)。应用相对气味活度值(ROAV)表示呈香物质在香气中起作用的强度,表2 中,庚醛(1.44%)、壬醛(2.89%)、癸醛(0.54%±0.39%)、(E)-2-辛烯醛(1.35%±0.46%)、(E)-2-壬烯醛(0.69%±0.33%)、(E,E)-2,4-壬二烯醛(0.42%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(7%±6.04%)共计七种化合物的ROAV≥1,说明它们对植物鸡肉的总体风味有直接影响,为植物鸡肉的关键风味化合物。其中(E,E)-2,4-癸二烯醛相对含量最高为7%±6.04%,嗅觉阈值较低为0.027 µg/kg,其为植物鸡肉中产生基本肉脂香的重要香气成分,因此定义(E,E)-2,4-癸二烯醛的ROAV 值为100。蛇麻烯(0.7%±0.34%)、(E)-2-癸烯醛(1.64%±1.4%)、(E)-2-十一烯醛(0.85%)、甲基烯丙基三硫醚(0.19%)共计四种化合物,0.1≤ROAV<1,对植物鸡肉的总体风味有一定的修饰作用。

表2 植物鸡肉中气味活性物质的GC-O-MS 分析结果与ROAVTable 2 GC-O-MS analysis results and ROAV of aroma active substances in chicken PMAs

通过嗅闻检测到植物牛肉组中35 种挥发性风味活性物质(表3),其中种类最多的为醛类(12种),其次为烯烃类(7 种)。与He 等[16]和李学杰等[13]的实验结果对比发现,本实验中检测出的风味物质数量高于之前报道。此外,实验中还发现相同组别中不同样品间的化合物组成和相对含量差异较大,造成差异的原因可能是植物肉中配比成分不同,由不同辅料构成的风味模拟效果也不尽相同。有研究表明,生植物牛肉饼的风味成分差异是不同的配料和不同的加工过程造成的,另外,烹饪过程中发生的美拉德反应和脂质降解对植物牛肉的风味形成也很重要[16]。因此推测,导致不同样品间风味差异的原因可能是样品配料、加工过程和烹饪过程的不同。

表3 植物牛肉中气味活性物质的GC-O-MS 分析结果与ROAV 值Table 3 GC-O-MS analysis results and ROAV of aroma active substances in beef PMAs

由表3 可知,乙基麦芽酚(9.14%±4%)、庚醛(0.36%±0.35%)、癸醛(0.27%±0.17%)、(E)-2-辛烯醛(0.73%±0.41%)、(E)-2-壬烯醛(0.47%)、(E,E)-2,4-壬二烯醛(0.76%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(5.67%)与甲基糠基二硫醚(0.91%)共计八种化合物的ROAV≥1,是植物牛肉的关键风味化合物,对样品的整体香气有贡献,其中(E,E)-2,4-癸二烯醛ROAV值最高为100,乙基麦芽酚相对含量最高(9.14%±4%),但因其嗅觉阈值为3 µg/kg,所以ROAV 值则较低(1.45)。然而,甲基糠基二硫醚相对含量仅为0.91%,但其ROAV 值却为10.83,是因为其嗅觉阈值为0.04 µg/kg。由此可见,化合物呈香强弱由含量和阈值两方面决定[20]。共两种化合物ROAV 在0.1~1 之间,对样品的总体风味起到一定的修饰作用,分别为蛇麻烯(0.27%±0.04%)、甲基烯丙基三硫醚(0.09%)。

由植物猪肉风味物质的分析结果(表4)可知通过嗅闻鉴定到的物质共30 种,其中种类最多的为醛类(13 种),其次为杂环类(6 种)。定义对样品整体香味贡献最大的物质(E,E)-2,4-癸二烯醛ROAV=100,由表4 可知,庚醛(0.42%±0.05%)、(E)-2-辛烯醛(0.31%±0.14%)、(E)-2-壬烯醛(0.2%±0.07%)、(E)-2-十一烯醛(1.05%)、2-乙酰基噻唑(4.43%±2.38%)、(E,Z)-2,4-癸二烯醛(0.66%±0.39%)与(E,E)-2,4-癸二烯醛(1.06%)共计七种ROAV≥1 的化合物,被视为关键风味化合物。其中(E,Z)-2,4-癸二烯醛ROAV值较大,为42.03,是植物猪肉的重要风味成分。苯乙醛(0.28%±0.08%)、(E)-2-癸烯醛(0.8%±0.53%)、(E)-2-十二烯醛(0.24%)、呋喃酮(2.32%)、茴香脑(3.38%±2.24%)共计四种化合物ROAV 在0.1~1 之间,对样品的总体风味起到重要的修饰作用。

表4 植物猪肉中气味活性物质的GC-O-MS 分析结果与ROAV 值Table 4 GC-O-MS analysis results and ROAV of aroma active substances in pork PMAs

综上可知,在三类植物肉中,均能被嗅闻到的物质共8 种:石竹烯(0.89%~15.99%)、庚醛(0.1%~1.44%)、苯乙醛(0.15%~0.73%)、(E)-2-辛烯醛(0.21%~1.78%)、(E)-2-壬烯醛(0.15%~1.06%)、(E)-2-癸烯醛(0.36%~3.21%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(1.06%~13.18%)、辛酸(0.1%~6.45%)。然而,其中的关键风味化合物仅有四种且均为醛类物质,分别为庚醛(橡胶味、肉脂香)、(E)-2-辛烯醛(清香、肉脂香)、(E)-2-壬烯醛(肉脂香、咸味、酱香)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(肉脂香)。醛类物质主要来源于脂氧化和降解,除了具有肉脂香味,也可呈清香气味[27],但庚醛在植物鸡肉与植物牛肉中嗅闻描述为橡胶味,推测可能是由于塑料包装材料与植物肉产品的直接或间接接触将一些有害成分迁移到食品。此外,植物蛋白在高温下加工或者油脂氧化也可能产生毒物掩蔽呈味[2]。植物猪肉中的呋喃酮(ROAV 为0.98)赋予了其橡胶味,同样是由于上述原因。特别地,三类植物肉的气味活性物质中均有不同程度的豆腥味存在,植物鸡肉组中(E)-2-十一烯醛(ROAV 为0.42)呈味为生豆味;植物牛肉组的癸醛(ROAV 为1.29)呈味为豆腥味;植物猪肉组中2-乙酰基噻唑(ROAV 为3.76)呈味为生豆味。植物鸡肉中壬醛未贡献肉脂香,而是由于加工过程中加入香辛料而呈芹菜味。植物牛肉组的关键风味物质癸醛呈味为烤葱香,同样是为提升整体风味与掩蔽不良风味加入的香辛料所致。目前,植物基替代蛋白常在高温下加工,例如烧烤、烘焙、油炸等[2],因此,植物牛肉组中的关键风味物质甲基糠基二硫醚呈现强烈的焙烤香气;植物猪肉组的关键风味物质(E)-2-十一烯醛同样具有类似的煎烤香气。

2.1.4 三类动物肉风味物质的分析 由表5 可知,动物鸡肉组中通过嗅闻鉴定到的物质共26 种,其中种类最多的为烯烃类(9 种),其次为醛类(8 种)。

表5 动物鸡肉中气味活性物质的GC-O-MS 分析结果Table 5 GC-O-MS analysis results of aroma active substances in chicken

在动物牛肉中通过嗅闻鉴定到的物质共28 种。如表6,其中种类最多的为醛类(9 种),其次为烯烃类(6 种)。

表6 动物牛肉中气味活性物质的GC-O-MS 分析结果Table 6 GC-O-MS analysis of aroma active substances in beef

由表7 可知,在动物猪肉中通过嗅闻鉴定到的物质共12 种,其中种类最多的为醛类(9 种),其余种类化合物均为1 种。

表7 动物猪肉中气味活性物质的GC-O-MS 分析结果Table 7 GC-O-MS analysis results of aroma active substances in pork

综上可知,己醛、庚醛、壬醛、苯甲醛、(E)-2-辛烯醛、(E)-2-癸烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛,是在三类动物肉中都检测且嗅闻到的风味物质,共7 种,所占百分含量分别为0.4%~38.74%、0.09%~1.73%、0.58%~4.94%、0.83%~6.19%、0.19%~3.94%、0.24%~3.19%、0.24%~4.32%,全部为醛类物质,印证了醛类物质是动物肉制品重要的风味物质[28],肉制品中挥发性醛类物质主要源于脂肪氧化及降解,比如苯甲醛是苯丙氨酸的降解产物[29]。尽管动物肉和植物肉的特征风味物质均以醛类为主,但共同的风味物质仅四种,分别为庚醛、(E)-2-辛烯醛、(E)-2-癸烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛。研究表明,动物肉制品的风味由许多相关因素决定,如原材料、使用的添加剂等[30],而在植物肉的加工过程中,为模拟动物肉制品的色、香、味等,或为达到加工工艺的要求和防腐目的,需加入大量添加剂,Benjamin 等[31]研究了7 种受欢迎的植物肉(汉堡、火腿和鸡块)的配方和营养成分,根据成分列表所示,每种产品约含有20~30 种添加剂,包括动物肉制品中不常使用的稳定剂、着色剂等,推测这也是本实验中动物肉类和植物肉类样品的特征风味物质差异较大的原因,同时这也说明虽然肉类产品组成不同,但通过适当添加香辛料可以达到相似的呈味效果。

2.1.5 植物肉和动物肉风味物质的差异分析 3 种植物肉与其对应动物肉的烯烃类物质平均百分含量相近,不存在显著差异(P>0.05)(表8)。醇类在植物牛肉和动物牛肉间存在显著差异(P<0.05),前者平均百分含量远高于后者。植物鸡和猪肉与其对应动物肉在醛类平均百分含量存在显著差异(P<0.05),其中,动物猪肉的平均百分含量最高,超过50%,而植物牛肉和植物猪肉的醛类平均百分含量不存在显著差异(P>0.05),平均占比相近,但皆低于植物鸡肉的平均百分含量。酮类在动物牛肉和其他样品间存在显著差异(P<0.05),动物牛肉平均百分含量最高。除了烯烃类、醇类、醛类和酮类,6 组样品在其他类化合物的平均百分含量上不存在显著差异(P>0.05),这可能是因为产品使用了较多合成调味剂,常见的合成调味剂缺乏特定类型肉类的特征风味。使不同类型的肉制品具有不同风味的,主要是特定动物(如牛肉、猪肉、家禽和鱼)中的脂质[17]。

表8 样品中具显著性差异的分类化合物含量汇总Table 8 Summary of content of the classified compounds that have significant difference in samples

2.2 三类植物肉独有风味物质的分析

如表9 所示,在植物鸡肉样品中均鉴定出而其他类大部分样品中未被鉴定出的4 种风味物质分别为:十二烷、十四烷、壬醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛,醛类物质在热反应形成特征风味物质过程中发挥了重要作用[32]。这2 种醛类在ROAV 分析中也被识别为重要的风味物质。

表9 三类植物肉独有风味物质Table 9 There kinds of PMAs' particular aroma active substances

植物牛肉样品中均鉴定出而其他类大部分样品中未被鉴定出的风味物质有5 种(见表9):α-蒎烯、α-可巴烯、癸醛、枯茗醛、壬酸。其中,不饱和烃类物质α-蒎烯、α-可巴烯相对含量较高,这两种风味物质气味强烈,呈味阈值较低,这可能与植物牛肉生产加工过程中加入的香辛料有关。虽然两者ROAV 值均小于0.1(见表3),但对形成肉类产品的整体风味可能存在贡献[33]。

植物猪肉样品中均鉴定出而其他类大部分样品中未被鉴定出的风味物质有3 种,在三类植物肉样品中,猪肉独有风味物质数目是最少的,但含量相对较高(表9),分别为:(E,Z)-2,4-癸二烯醛、三乙酸甘油酯、茴香脑。其中茴香脑含量较高,相对含量在1.98%~5.96%之间。研究显示,醚类物质对肉制品风味有重要作用,尤其是含有苯环的醚类化合物,多具有特殊香气[33]。此外,茴香脑在李儒仁等[34]的研究中也被鉴定为对鸡肉香味有贡献作用。

另外,除了动物猪肉,在三种植物肉和动物鸡肉、牛肉中,都鉴定出几种含硫化合物,这些含硫化合物大部分源于葱属香料(如洋葱和大蒜)或美拉德反应或氨基酸热解[35],通常被视作肉制品最重要的风味物质。然而,本研究三类植物肉鉴定出的含硫物质中仅甲基糠基二硫醚(ROAV 为10.83)被认定为关键风味化合物,甲基烯丙基三硫醚在植物鸡肉中ROAV 为0.24,而植物牛肉中ROAV 为0.14,相较甲基糠基二硫醚对风味贡献均较低,但对样品的总体风味仍起到了一定的修饰作用。

2.3 植物肉风味物质的像真性分析

2.3.1 植物肉感官评价总分与像真性分析 根据本课题组前期感官评价的实验结果显示[23],在鸡肉类中,样品C1 的感官评价总分为91.90 分,C2 的感官评价总分为85.95 分,C3 的感官评价总分为81.87分[23]。因此样品C1 像真性最高,C2 的次之,C3 最低。结合本实验的GC-O-MS 结果分析,仅在C1 和C2 中出现的特征风味成分癸醛(ROAV 为2.08)可能为模拟鸡肉具有重要贡献的风味物质。

在植物牛肉组中,B1(92.40 分)的模拟效果最好,其次为B2(88.75 分)和B3(80.50 分)[23]。对比B1 和其他两种产品的风味活性物质,仅在B1 出现的风味物质为β-瑟林烯、4-甲基愈创木酚、2-甲基苯甲醛、异硫氰酸烯丙酯、甲基烯丙基三硫醚和甲基糠基二硫醚。其中甲基糠基二硫醚(ROAV 为10.83)可能为主要的像真性风味贡献物质,而甲基烯丙基三硫醚(ROAV 为0.14)可能对植物牛肉的象征性风味具有重要的修饰作用。

在猪肉类中,像真性最好的样品是P1(98.05分),P2(97.20 分)和P3(83.85 分)的风味效果次之[23]。本实验中,在P1 中共鉴定出14 种风味活性物质,在样品P2 和P3 中分别鉴定出20 种和21 种。仅在P1 中出现的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、琥珀酸二乙酯、2-乙基-(5/6)-甲基吡嗪,三者的ROAV 均小于0.1,可能并非模拟动物猪肉像真性风味贡献物质,主要的像真性风味贡献物质应为植物猪肉中的重要风味物质(E,Z)-2,4-癸二烯醛(ROAV 为42,03)与(E,E)-2,4-癸二烯醛(ROAV 为100)。

2.3.2 植物肉像真性特征风味分析 植物肉中存在的不良风味一般分为两类,一类是可被味觉感知的苦涩味和金属味,另一类是可被嗅觉感知的豆腥味[36]。目前,被报道过引起豆腥味的挥发性风味成分有九种:已醛、己醇、(E)-2-已烯醛、(E)-2-壬烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、(E,E)-2.4-壬二烯醛、1-辛烯-3-酮、1-辛烯-3-醇和2-戊基呋喃[36]。在本研究中,被识别为豆腥味的物质有辛酸、茴香脑、癸醛和(E)-2-十一烯醛。另外,检测到的(E)-2-壬烯醛与(E,E)-2,4-癸二烯醛主要呈现肉类风味,这可能是由于在植物肉高湿挤压工艺中高温引起的原料中挥发性风味物质去除或在后续加工调味中采用的掩蔽挥发性不良风味物质方法,从而使得植物肉豆腥味成分呈味不明显。另有研究报道,为防止豆腥味的产生,可在大豆挤压过程中可以添加一些风味增强剂,或采用植物蛋白水解物、氨基酸、有机酸、肽和糖类等经一系列反应合成肉味香精来改善豆制品的强烈异味[37]。植物肉产品的主要成分不仅有植物性蛋白质、脂质、碳水化合物和调味料等,还有着色剂和强化成分[31]。其中调味料为植物肉主要的风味来源,由上述可知,潜在的能提高植物肉像真性的物质可分为烯烃类、醇类、酚类、醛类、醚类、呋喃和吡嗪。本研究中,三类植物肉检出的酚类物质均较少,对风味有一定的调整作用。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[36]。根据樊美琪等[37]研究,硫醚类化合物可能是由硫醇类化合物反应而来,阈值低,在痕量的条件下也会对菜肴的特征风味产生重要影响。本实验鉴定出的硫醚类化合物相对含量均低于1.0,但仍对植物肉呈焙烤香有一定贡献,与其研究结果一致。

另外,可产生肉香的含硫、含氮及含氧的杂环化合物,是理想的配料成分,但在加工过程中形成的风味绝非单独一种或一类化合物所能代表,而是多种风味物质的有机组合,而且生成的风味物质之间还会继续发生反应形成其他风味成分[38]。而为了使植物肉香味更丰富、更具有特色,还可以添加植物成分,如水解植物蛋白(hydrolysis vegetable proteins,HVP)、酵母提取物(yeast extract,YE)和天然香料。HVP 不仅可以用作调味剂,产生自己的风味,还可以用作促进食品天然风味的增味剂[39]。用作风味增强剂的YE 除了含有一些能产生烤肉香味的挥发性物质,还含有丰富的非挥发性风味前体,有助于肉类风味的形成[40]。天然香料不仅可以赋予植物肉产品肉制品的独特风味,还可以增强天然风味,减少不良风味,突出食物的典型风味,并帮助食物协调风味[17]。但这些食品添加剂种类、用量和配比的搭配组合对于不同肉类风味的特异性模拟效果有待进一步研究。

3 结论

综上所述,利用ROAV 明确构成植物鸡肉组的关键风味化合物有庚醛(1.44%)、壬醛(2.89%)、癸醛(0.54%±0.39%)、(E)-2-辛烯醛(1.35%±0.46%)、(E)-2-壬烯醛(0.69%±0.33%)、(E)-2-十一烯醛(0.85%)、(E,E)-2,4-壬二烯醛(0.42%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(7%±6.04%);植物牛肉组的关键风味化合物有:乙基麦芽酚(9.14%±4%)、庚醛(0.36%±0.35%)、癸醛(0.27%±0.17%)、(E)-2-辛烯醛(0.73%±0.41%)、(E)-2-壬烯醛(0.47%)、(E,E)-2,4-壬二烯醛(0.76%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(5.67%)、甲基糠基二硫醚(0.91%);植物猪肉组的关键风味化合物有:庚醛(0.42%±0.05%)、(E)-2-辛烯醛(0.31%±0.14%)、(E)-2-壬烯醛(0.2%±0.07%)、(E)-2-十一烯醛(1.05%)、2-乙酰基噻唑(4.43%±2.38%)、(E,Z)-2,4-癸二烯醛(0.66%±0.39%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(1.06%)。无论是组成成分还是相对含量,鸡、牛、猪三类植物肉的挥发性风味活性物质与动物肉均存在较大差异,但部分植物肉样品(C1、C2、B1 和P1)能够较好的模拟动物肉风味,通过对比分析可知,对鸡肉像真性风味有贡献的物质为癸醛;对牛肉像真性风味有贡献的物质为甲基糠基二硫醚;对猪肉像真性风味有贡献的物质(E,Z)-2,4-癸二烯醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛。未来,一方面,对植物肉产品的开发可从植物源醛类物质形成风味的过程、机制和结果进一步探究。另一方面,对上述有利于模拟动物肉的风味物质、植物成分的组成和配比展开实际应用的探索,借助协同作用,最终形成像真性最佳的植物肉风味特征香气从而助力植物肉感官品质的提升。此外,在今后的植物肉生产过程中,还需重视植物蛋白原料、食品添加剂、营养强化剂、生产工艺和产品包装等多方面对于风味可能存在的影响,整体促进产品风味属性的质量提升。

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