李 林,李興艷,尚永彪,2,3,*,夏楊毅,2,3,彭增起
(1.西南大學食品科學學院,重慶 400716;2.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風險評估實驗室(重慶),重慶 400716;3.重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心,重慶 400716;4.南京農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)業(yè)部農(nóng)畜產(chǎn)品加工與質(zhì)量控制重點開放實驗室,江蘇 南京 210095)
冷藏過程中兔背最長肌揮發(fā)性風味物質(zhì)的GC-MS分析
李 林1,李興艷1,尚永彪1,2,3,*,夏楊毅1,2,3,彭增起4
(1.西南大學食品科學學院,重慶 400716;2.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風險評估實驗室(重慶),重慶 400716;3.重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心,重慶 400716;4.南京農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)業(yè)部農(nóng)畜產(chǎn)品加工與質(zhì)量控制重點開放實驗室,江蘇 南京 210095)
以兔背最長肌為研究對象,采用頂空固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù),分別對兔背最長肌在冷藏過程中的揮發(fā)性風味物質(zhì)進行定量、定性分析。結(jié)果表明:在冷藏過程中檢測到兔背最長肌揮發(fā)性風味物質(zhì)共79 種,其中醛類19 種、酮類4 種、醇類17 種、酯類6 種、烴類31 種、呋喃類2 種,且醛類化合物所占的比重最高,其次是醇類及烴類化合物,酮類、酯類及呋喃類化合物在揮發(fā)性物質(zhì)中所占的種類少含量低。隨著冷藏時間的延長,兔背肉中各類揮發(fā)性風味物質(zhì)的種類和相對含量也不斷變化,其中醛類、醇類及烴類物質(zhì)的變化差異大,酯類、酮類和呋喃類隨時間變化不明顯。
兔背最長??;頂空固相微萃?。粴庀嗌V-質(zhì)譜聯(lián)用;揮發(fā)性風味物質(zhì)
風味是影響肉品質(zhì)的主要因素之一,風味的好壞直接影響了消費者對肉制品的滿意程度。一般情況下,生肉沒有或少有香味,通常只帶有血腥味、金屬味及咸味,或因其他原因造成的腥臭等異味[1]。但生肉在宰后冷藏和加工過程中能夠產(chǎn)生具有揮發(fā)性肉香味化合物的組分,主要包括醇、醚、醛、酮、酯、烴、烯、含硫的開環(huán)化合物及含氧、氮、硫的雜環(huán)化合物等[2],這些化合物含量上的差異賦予了肉制品特殊的風味。
兔肉經(jīng)過宰殺放血等環(huán)節(jié)后,機體通過僵直、解僵及成熟過程,其食用品質(zhì)和風味得到一定程度的改善,對于提高肉品質(zhì)和進一步深加工都具有非常重要的意義。目前,國內(nèi)外廣泛開展了肉類在冷藏過程中揮發(fā)性風味物質(zhì)變化的研究,但大多數(shù)研究集中于豬肉、牛肉等畜禽肉中[3-5],對兔肉在冷藏過程中揮發(fā)性風味物質(zhì)的研究鮮有報道。因此,本實驗以兔背最長肌為原料,采用頂空固相微萃?。╤eadspace solid phase microextraction,HS-SPME)結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)聯(lián)用技術(shù)[6-7],對其在冷藏過程中揮發(fā)性風味物質(zhì)進行分離和鑒定,研究其變化規(guī)律,以期為兔肉的深加工提供理論依據(jù)。
1.1 材料與試劑
選取飼養(yǎng)環(huán)境和飼料配方均相同,65 日齡、平均質(zhì)量在2.5kg的雌性伊拉兔20 只,由西南大學種兔廠提供;氯化鈉(分析純) 成都市科龍化工試劑廠。
1.2 儀器與設(shè)備
2010型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 日本島津公司;DB-5MS型色譜柱 美國Agilent公司;手動SPME進樣器、75 μm碳分子篩/聚二甲基硅氧烷(carboxen/ polydimethylsiloxane,CAR/PDMS)涂層萃取頭 美國Supelco公司;萃取瓶 美國Perkinelmer公司;FA2004B型電子天平 上海精天電子儀器廠;HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市富華儀器有限公司;V-2000型絞肉機 上海鼎慶實業(yè)有限公司。
1.3 方法
1.3.1 原料處理
伊拉兔宰前禁食12 h,宰后立即在-18 ℃條件下冷卻到中心溫度低于4 ℃后,用已消過毒的刀具和砧板在無菌操作臺上去掉筋腱并分割,沿垂直肌纖維方向?qū)⒎指詈蟮谋臣∪馇谐?0 g左右的肉塊,裝入已滅菌的包裝袋內(nèi)進行真空包裝。
1.3.2 包裝方式及條件
真空包裝條件:真空度0.095 MPa、抽氣時間30 s、熱封時間4 s。包裝袋材料:聚乙烯;包裝袋規(guī)格:150 mm×100 mm。包裝后立即將其放置在0~4 ℃的環(huán)境中冷藏。
1.3.3 風味物質(zhì)測定
分別在冷藏0、48、120、168 h測定兔背最長肌的揮發(fā)性風味物質(zhì)。
1.3.3.1 HS-SPME
依次將冷藏至相應(yīng)時間點的肉樣取出,除去結(jié)締組織,在4 ℃左右的工作環(huán)境中迅速斬拌成0.3~0.5 mm的肉糜,準確稱取肉糜4 g,裝入15 mL的頂空萃取瓶中,加入質(zhì)量分數(shù)20%氯化鈉溶液,混合均勻,于90 ℃恒溫水浴鍋中加熱15 min。然后將活化好的萃取頭插入萃取瓶中(在每次進樣前應(yīng)先將萃取頭老化30 min),緩慢推動手柄桿使纖維頭伸出針管,讓纖維頭置于樣品上部空間,90 ℃恒溫富集吸附風味物質(zhì)30 min后,插入GC進樣口,250 ℃解吸5 min,進行GC-MS分析。
1.3.3.2 GC-MS聯(lián)用儀測定條件
GC條件:柱箱溫度:40 ℃;進樣溫度:250 ℃;進樣模式:不分流;進樣時間:1 min;流量控制模式:線速度;壓力:33.4 kPa;總流量:15.7 mL/min;柱流量:0.8 mL/min;線速率:32.2 mL/min;吹掃流量:3 mL/min。柱溫箱溫度程序:40 ℃保持2 min,以8 ℃/min升至160 ℃,再以5 ℃/min升至230 ℃,保持4 min。
MS條件:電子電離源;電子能量70 eV;離子源溫度230 ℃;接口溫度250 ℃;檢測器電壓350 V;質(zhì)量掃描范圍m/z 40~400。
1.4 定性定量分析
通過GC-MS所帶的NIST 05和NIST 05s譜圖庫對GC-MS結(jié)果進行分析,并結(jié)合相關(guān)文獻進行人工譜圖解析,確定其化學成分;利用峰面積歸一化法計算出各化學成分在兔背最長肌揮發(fā)性風味物質(zhì)中的相對含量。
2.1 冷藏過程中兔背最長肌揮發(fā)性風味物質(zhì)的總離子流色譜圖
圖1 冷藏過程中兔背最長肌揮發(fā)性風味物質(zhì)色譜圖Fig.1 GC-MS chromatogram of typical volatile flavor compounds of rabbit longissimus dorsi during cold storage
由圖1可知,在冷藏過程中檢測到兔背最長肌揮發(fā)性風味物質(zhì)共79 種,分別是醛類、酮類、醇類、酯類、烴類和呋喃類化合物共6大類。其中鑒定出醛類19 種、酮類4 種、醇類17 種、酯類6 種、烴類31 種、呋喃類2 種。隨著時間延長,揮發(fā)性風味物質(zhì)的數(shù)量和種類也發(fā)生著變化。
當冷藏時間為0 h時,檢測到揮發(fā)性風味物質(zhì)19 種,其中醛類8 種、酮類1 種、醇類6 種、酯類1 種、烴類3 種。
當冷藏時間為48 h時,揮發(fā)性風味物質(zhì)共43 種,其中醛類15 種,酮類3 種、醇類7 種、酯類4 種、烴類12 種、呋喃類2 種。
當冷藏時間為120 h時,揮發(fā)性風味物質(zhì)的種類共有50 種,其中醛類14 種、酮類1 種、醇類10 種、酯類2 種、烴類22 種、呋喃類1 種。
當冷藏時間為168 h時,揮發(fā)性風味物質(zhì)共有32 種,其中醛類12 種、醇類6 種、烴類13 種、呋喃類1 種,酮類和酯類未檢出。
2.2 冷藏過程中兔背最長肌揮發(fā)性風味物質(zhì)檢測
經(jīng)GC-MS分離鑒定出的揮發(fā)性成分及相對含量如表1所示。
續(xù)表1 %
表1 冷藏過程中兔背最長肌揮發(fā)性風味物質(zhì)組成及相對含量Table 1 Flavor compounds and relative contents of rabbbbiitt longissimus dorrssii during cold storage %
續(xù)表1 %
由表1可知,當冷藏時間為0 h時,醛類和醇類為主要成分,占所有揮發(fā)性風味成分的97.26%,且主要成分中戊醛占5.45%、己醛占76.17%、壬醛占5.72%、辛醇占1.61%。
當冷藏時間為48 h時,醛類、醇類、烴類和呋喃類為主要成分,占所有揮發(fā)性風味成分的96.39%,且主要成分中己醛占30.53%、庚醛占3.2%、辛醛占5.82%、壬醛占9.15%、1-辛烯-3-醇占11.83%、辛醇占3.58%、檸檬烯占4.93%、十五烷占3.4%、2-戊基呋喃占4.79%。
當冷藏時間為120 h時,醛類、醇類和烴類為主要成分,占所有揮發(fā)性風味成分的96.61%,且主要成分中己醛占20.69%、辛醛占3.97%、壬醛占9.11%、1-辛烯-3-醇占10.81%、辛醇占3.27%,1,3,5-環(huán)庚三烯占7.73%、苯乙烯占3.1%、檸檬烯占6.02%。
當冷藏時間為168 h時,醛類、醇類和烴類為主要成分,占所有揮發(fā)性風味成分的96.53%,且主要成分中己醛占38.44%、辛醛占3.65%、壬醛占11.73%、辛醇占3.48%、檸檬烯占5.13%。
同時,比較數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),兔背最長肌在冷藏過程中揮發(fā)性風味物質(zhì)的變化主要來源于醛類、醇類及烴類物質(zhì)的變化,酯類、酮類和呋喃類則隨時間變化不明顯。
2.3 冷藏過程中兔背最長肌揮發(fā)性風味物質(zhì)的貢獻分析
醛類化合物主要來源于不飽和脂肪酸氧化且在脂肪氧化過程中生成速率較快[8-9]。3~4個C的醛具有強烈的刺激性風味,5~9個C的醛則具有清香、油香、脂香風味;分子質(zhì)量較高的醛具有橘子皮似的風味,支鏈醛則具有愉快的甜味或水果特征風味[10]。醛類化合物在兔背最長肌不同冷藏時間點處的含量都較高,樣品中檢測出的直鏈飽和醛(己醛、戊醛、庚醛、辛醛、壬醛)和不飽和醛(2-壬烯醛、2-辛烯醛)使肉具有水果清香和脂香味[11],2,4-壬二烯醛具有煎炸肥肉樣的香味;2,4-癸二烯醛具有脂肪香、清香、油炸香味[12];苯甲醛具有苦杏仁、櫻桃及堅果香氣;十四醛、十六醛具有脂肪香味等。醛類物質(zhì)的閾值一般較低,因此,在兔肉風味中占非常重要的位置[13]。
醇類化合物一方面由醛類和酮類在醇還原酶作用下被還原,生成相應(yīng)的醇,另一方面則來源于不飽和脂肪酸的氧化。醇類化合物往往具有植物香、芳香、泥土或酸敗氣味。直鏈的低級一級醇總體是無風味的,但隨著碳鏈的增長,風味增強,從而表現(xiàn)出清香、木香、脂肪香的特征[10]。在樣品中檢測出的醇類化合物中,對肉風味有貢獻的主要是不飽和醇,如1-辛烯-3-醇、2-辛烯醇、2-癸烯醇等,由于其閾值較低,具有蘑菇味和金屬味,對肉制品的風味的形成具有一定作用[14-15]。
烷烴類化合物主要由烷氧自由基的均裂形成,因其香味閾值較高,本身不具有明顯的風味特征[16],一般認為對風味的形成貢獻不大。但因其種類豐富,含量較高,有助于提高肉品的整體風味[17]。在兔背最長肌的冷藏過程中,烷烴類化合物的種類逐漸增加,對兔肉整體風味的提高有一定的貢獻。
酮類化合物是脂肪的降解、氧化以及由降解、氧化產(chǎn)物的進一步反應(yīng)生成的產(chǎn)物。因其在兔背最長肌冷藏過程中的含量較低,閾值比同分異構(gòu)體的醛類高,因此對肉風味的貢獻沒有同分異構(gòu)的醛類顯著,但卻對肉類風味物質(zhì)的形成具有非常重要的作用[18]。其中含量較高的酮類物質(zhì)有:香葉基丙酮及具有果香氣味和油脂氣味的2-庚酮和2-癸酮等。
酯類化合物是由肌肉組織中脂肪氧化產(chǎn)生的醇和游離脂肪酸相互作用形成的,具有一定的果香風味[19]。在兔背最長肌的冷藏過程中,酯類化合物的種類和含量都較低,對兔肉風味形成的貢獻較小。
呋喃類物質(zhì)是含氧雜環(huán)類化合物中較重要的一類,是美拉德反應(yīng)的產(chǎn)物。這類化合物雖占肉香成分少,但因其閾值低,對肉香味物質(zhì)形成的貢獻顯著[20]。結(jié)果顯示,在兔背最長肌冷藏過程中形成的呋喃類化合物主要是2-戊基呋喃和2-辛基呋喃,此類化合物賦予兔肉果香味和蔬菜味。
采用HS-SPME-GC-MS技術(shù)檢測到兔背最長肌在冷藏過程中的揮發(fā)性風味物質(zhì)共6大類,分別是醛類、酮類、醇類、酯類、烴類以及呋喃類,其中醛類化合物所占的比重最高,其次是醇類及烴類化合物,酮類、酯類及呋喃類化合物在揮發(fā)性物質(zhì)中所占的種類少、含量低。在冷藏過程中,兔背最長肌中含量較高的揮發(fā)性風味物質(zhì)有:戊醛、壬醛、己醛、庚醛、辛醛、順-2-庚烯醛、反-2-辛烯醛、1-(2-呋喃)-2-丁酮、戊醇、辛醇、1-辛烯-3-醇、檸檬烯、2,2-二甲基癸烷、十五烷、2-戊基呋喃等。
隨著兔背最長肌冷藏時間的延長,兔背肉中各類揮發(fā)性風味物質(zhì)的種類和相對含量也在發(fā)生著變化,其中醛類、醇類及烴類物質(zhì)的變化差異大,酯類、酮類和呋喃類則隨時間變化不明顯。在冷藏時間為120 h時,揮發(fā)性風味物質(zhì)的種類達到最大,同時研究認為冷藏時間為72 h時兔肉的僵直解除,在72~120 h時的兔肉品質(zhì)較好,適于加工。當冷藏時間繼續(xù)延長并大于144 h時,肉色就會變暗,表面稍有黏手,可食用性降低[21]。因此,可將冷藏72~120 h的兔肉作為進一步深加工的材料。
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Volatile Flavor Compounds in Rabbit longissimus dorsi during Cold Storage Analyzed by GC-MS
LI Lin1, LI Xing-yan1, SHANG Yong-biao1,2,3,*, XIA Yang-yi1,2,3, PENG Zeng-qi4
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China; 2. Quality and Safety Risk Assessment Laboratory of Products Preservation (Chongqing), Ministry of Agriculture, Chongqing 400716, China; 3. Chongqing Special Food Programme and Technology Research Center, Chongqing 400716, China; 4. Key Laboratory of Agricultural and Animal Product Processing and Quality Control, Ministry of Agriculture, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)
Headspace solid phase microextraction (HS-SPME) combined with gas chromatography-mass spectrometry (GCMS) was used for the quantitative and qualitative analysis of volatile flavor compounds in rabbit longissimus dorsi during cold storage. The results showed that 79 volatile flavor compounds including 19 kinds of aldehydes, 4 kinds of alcohols, 17 kinds of alcohols, 6 kinds of esters, 31 kinds of hydrocarbons and 2 kinds of furans were detected, and the highest proportion was aldehydes, followed by alcohol and hydrocarbons, and the numbers and amounts of ketones, esters and furans compounds were lower. The types and relative contents of volatile flavor compounds changed with storage time, with particularly marked changes in aldehydes, alcohols and hydrocarbons yet no significant changes in esters, ketones or furans.
rabbit longissimus dorsi; headspace solid phase micro-extraction (HS-SPME); gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS); volatile flavor compounds
TS251
A
1002-6630(2014)24-0184-05
10.7506/spkx1002-6630-201424035
2014-04-14
公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201303144);國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)(兔)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(CARS-44-D-1)
李林(1990—),女,碩士研究生,研究方向為食品安全與質(zhì)量控制。E-mail:534489761@qq.com
*通信作者:尚永彪(1964—),男,教授,博士,研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工。E-mail:shangyb64@sina.com