劉 歡，張德權，王振宇*，潘 騰，惠 騰，馬建榮，魏相茹，盧連水

（1 中國農業(yè)科學院農產品加工研究所 農村農業(yè)部農產品加工重點實驗室 北京100193 2 河北東風養(yǎng)殖有限公司 河北滄州061000）

烤鴨是傳統(tǒng)燒烤肉制品的典型代表，以獨特的風味著稱，深受消費者喜愛[1-2]。北京烤鴨是最著名的烤鴨，主要食用的是胸皮和胸肉，腿皮和腿肉所占比例1/4，其蛋白質、必須氨基酸等營養(yǎng)豐富，風味獨特，香味馥郁。實際生產和銷售過程中烤鴨腿皮與腿肉的加工利用率低，解析傳統(tǒng)北京烤鴨腿皮與腿肉揮發(fā)性風味物質形成機理，可為提高鴨腿產品附加值提供理論支持。本研究對北京烤鴨腿皮與腿肉揮發(fā)性風味物質進行深入分析。

揮發(fā)性風味物質通常采用GC-MS/O 檢測，并結合氣味活性值（OAV）確定[3]。這種方法雖然可以全面解析產品所有的揮發(fā)性風味物質，并直觀地確定對風味作用較大的物質[4-5]，但存在一定弊端。OAV 值大于1 的揮發(fā)性風味物質雖對產品風味有貢獻，但難以判斷該物質的關鍵揮發(fā)性風味物質。如Fan 等[6]研究表明癸醛的OAV 值大于1，然而缺少癸醛時，產品整體風味沒有顯著變化；Xiao等[7]研究表明丙酸乙酯的OAV 值大于1，然而缺少丙酸乙酯時，產品風味沒有發(fā)生顯著變化。最新研究報道風味重組、缺失試驗結合感官評價規(guī)避了傳統(tǒng)單一采用氣相色譜-嗅聞-質譜聯(lián)用法檢測揮發(fā)性風味物質失真的弊端，可以快速、精確、全面地鑒定和識別烤鴨本源的揮發(fā)性風味物質，是確定關鍵揮發(fā)性風味物質最有效的手段[8-12]。文獻[8-12]通過風味重組、缺失試驗與感官評價確證了不同樣品特征揮發(fā)性風味物質，其結果優(yōu)于傳統(tǒng)風味物質確定方法。

目前已有烤鴨揮發(fā)性風味物質的研究報道[13]，然而尚未發(fā)現(xiàn)烤鴨腿皮與腿肉的相關研究報道。本研究按照傳統(tǒng)北京烤鴨制作工藝加工烤鴨，通過OAV 值與貢獻率分析烤鴨腿皮與腿肉的揮發(fā)性風味物質。在此基礎上，運用風味重組、缺失試驗結合感官評價確證關鍵揮發(fā)性風味物質，以期為定向調控烤鴨揮發(fā)性風味物質組成，高效利用鴨腿皮和鴨腿肉提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

4 個品牌的北京烤鴨均，購于北京傳統(tǒng)烤鴨店。試驗鴨的生長環(huán)境相似，日齡38 d，體質量約2 kg，經前處理（人工屠宰、燙坯、掛糖）后烤制60～80 min（200～250 ℃）。4 個品牌（品牌1、品牌2、品牌3 與品牌4）北京烤鴨均根據傳統(tǒng)工藝制作，未經腌制與輔料調味，烤制后質量約1.3 kg。選取烤鴨的腿皮與腿肉為研究對象，除去樣品表面的可見脂肪與結締組織，于-80 ℃貯藏。

戊醛（98%）、己醛（95%）、庚醛（97%）、辛醛（99%）、壬醛（99.5%）、苯甲醛（99.5%）、苯乙醛（95%）、（E）-2-辛烯醛（97%）、（E）-2-壬烯醛（97%）、（E）-2-癸烯醛（96%）、（E，E）-2，4-癸二烯醛（94%）、二甲基三硫（95%）、糠硫醇（97%）、3-甲硫基丙醛（97%）、2-戊基呋喃（98%）、2，5-二甲基吡嗪（98%）、2（5H）-呋喃酮（98%）與1-辛烯-3-醇，上海Sigma-aldrich 公司；（E）-2-己烯醛（97%）、（E）-2-庚烯醛（97%）、2-甲基吡嗪（98%）、2-壬酮（98%）與愈創(chuàng)木酚（98%），上海TCI 公司；正構烷烴（C7～C40，≥97%），北京瀚誠生物科技有限公司司；2-甲基-3-庚酮，北京瀚誠生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

75 μm 萃取針（CAR/PDMS）與SPME 進樣器，美國Supelco 公司；氣相色譜-質譜聯(lián)用儀（GCMS）（7890B/5977A），美國Agilent 公司；嗅聞儀（ODP C200），德國Gerstal 公司；冷凍干燥機（LGJ-25C），北京四環(huán)科學儀器廠有限公司；HH系列數(shù)顯恒溫水浴鍋（箱），金壇市科析儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 揮發(fā)性風味物質HS-SPME-GC-O-MS 分析 HS-SPME 條件：稱取4.0 g 絞碎的樣品（腿皮或腿肉）于20 mL 樣品瓶中，加入1.5 μL 1.68 μg/μL 2-甲基-3-庚酮標準品（溶于甲醇），混勻，通過75 μm CAR/PDMS 萃取針吸附。樣品預熱溫度55 ℃，預熱時間10 min，萃取溫度55 ℃，萃取時間45 min，解吸溫度250 ℃，解吸時間3 min。

GC-O-MS 條件：毛細管柱為DB-Wax（30 m×320 μm×0.25 μm），前進樣口溫度250 ℃，載氣（He）流速1.0 mL/min，不分流模式進樣，升溫程序：初始柱溫40 ℃，保持3 min，以2 ℃/min 升至70 ℃，以3 ℃/min 升至130 ℃，再以10 ℃/min 升至230 ℃，保持10 min。

1.3.2 揮發(fā)性風味物質定性分析 北京烤鴨腿皮與腿肉的揮發(fā)性風味物質定性方法為質譜庫檢索（MS）、保留指數(shù)（RI）、嗅聞（O）與標準品（S）等4種方法。質譜庫檢索（MS）：樣品經氣相色譜分離后進入質譜檢測器，通過Nist 2.0 數(shù)據庫對揮發(fā)性風味物質檢索定性。保留指數(shù)（RI）：以C7-C40正構烷烴混標為外標，按照樣品GC-MS 升溫程序檢測，根據正構烷烴混標出峰時間計算揮發(fā)性風味物質的保留指數(shù)，基于此，分析對比保留指數(shù)計算值與文獻報道結果。保留指數(shù)計算公式：RI =100n+100（tx-tn）/（tn+1-tn），式中：n 為碳個數(shù)，tx、tn與tn+1分別為未知揮發(fā)性風味物質、Cn與Cn+1的出峰時間，3 種物質的出峰時間為tn＜tx＜tn+1。嗅聞（O）：氣相色譜分離的揮發(fā)性風味物質以1∶1 的比例進入質譜檢測器和嗅聞裝置，感官評價員嗅聞并記錄揮發(fā)性風味物質的特征與強度，在此基礎上，對比分析嗅聞結果與該物質標準品風味特性。標準品（S）：以揮發(fā)性風味物質標準品混標為外標，按照樣品GC-MS 升溫程序檢測，對比分析標準品出峰時間與揮發(fā)性風味物質出峰時間。

1.3.3 揮發(fā)性風味物質定量分析 將1.5 μL 1.68 μg/μL 2-甲基-3-庚酮標準品加到烤鴨腿皮與腿肉樣品中，按照樣品升溫程序進行GC-MS 檢測，根據2-甲基-3-庚酮標準品峰面積與濃度關系定量樣品揮發(fā)性風味物質。根據2-甲基-3-庚酮定量結果，選取OAV 值大于1 的揮發(fā)性風味物質進行標準曲線校準。將濃度為1 ng/g～10 mg/g 的風味標準品加到烤鴨腿皮或腿肉基質中，按照樣品萃取條件進行吸附，運用GC-SIM 檢測揮發(fā)性風味物質標準品。在此基礎上，建立揮發(fā)性風味物質濃度與峰面積的標準曲線?？绝喭绕づc腿肉基質制備方法為將乙醚與正戊烷混合液加入樣品中，搖床震蕩8 h，過濾后棄有機溶劑，直到樣品無味。將無味的樣品殘渣冷凍干燥12 h，在此基礎上，通過無味殘渣與水構建烤鴨腿皮或腿肉基質。

1.3.4 揮發(fā)性風味物質OAV 值與貢獻率分析OAV 值為揮發(fā)性風味物質濃度與閾值的比值，OAV 值大于1，說明該物質對產品整體風味具有重要貢獻；OAV 值小于1，說明該物質對產品風味具有輔助貢獻。貢獻率為單一揮發(fā)性風味物質的OAV 值與總揮發(fā)性風味物質的OAV 值的比值。貢獻率越大，該物質對產品整體風味的影響越大，反之亦然。

1.3.5 風味重組與缺失試驗 參考Fan 等[6]的方法并稍作修改。選取OAV 值大于1 的揮發(fā)性風味物質為研究對象，將該風味標準品按照樣品揮發(fā)性風味物質濃度配制混標，加到烤鴨腿皮或腿肉基質中（重組模型1），通過感官評價三點檢驗法分析重組模型1 與烤鴨腿皮或腿肉氣味的相似性，進而逐一敲除（不添加到基質中）單個揮發(fā)性風味物質（重組模型2），通過感官評價對比重組模型1 與重組模型2 的風味差異。若存在顯著差異，則說明該缺失的風味物質為烤鴨腿皮或腿肉的關鍵揮發(fā)性風味物質。在此基礎上，選取關鍵揮發(fā)性風味物質做重組試驗（重組模型3），通過感官評價分析重組模型3 與烤鴨氣味的相似性，并確定烤鴨腿皮或腿肉的特征風味特性。

風味重組、缺失試驗通過感官評價三角檢驗法分析。感官評價員的選拔、培訓與管理參考GBT 16291.1-2012《感官分析選拔、培訓與管理評價員一般導則第1 部分：優(yōu)選評價員》，剔除不合格的感官評價員。感官評價員對風味識別的訓練參考ISO 4121：2003《感官分析 定量反應尺度的使用指南》，風味參照物的選擇參考GB/T 29604-2013 《感官分析 建立感官特性參比樣的一般導則》。最終選取經驗豐富并長期從事食品風味研究的9 名感官評價員（24～49 歲，5 男4 女）進行感官評價。

1.4 數(shù)據處理

通過SPSS 19 軟件對試驗數(shù)據處理與分析，試驗結果以平均值±標準差（±s）表示，熱圖聚類分析通過OriginPro 軟件制作，每個試驗做6 個重復。

2 結果與分析

2.1 北京烤鴨腿皮與腿肉揮發(fā)性風味物質定性分析結果

由表1 可知，北京烤鴨腿皮與腿肉中揮發(fā)性風味物質主要包括醛類、含硫類、醇類、酮類、酚類、酸類與含氮類等，共41 種揮發(fā)性風味物質，其中醛類物質最多（16 種），主要為戊醛、己醛、（E，E）-2，4-癸二烯醛等；含硫類物質3 種，分別為二甲基三硫、糠硫醇與3-甲硫基丙醛，這與江新業(yè)等[14]研究結果一致，烤鴨的揮發(fā)性風味物質包括醇、醛、含硫與含氮的直鏈化合物。其中，感官評價員GC-O 嗅聞確證19 種，分別為己醛、3-甲硫基丙醛與1-辛烯-3-醇等，這可能與揮發(fā)性風味物質的高含量、低閾值有關，如3-甲硫基丙醛閾值僅為0.2 μg/L[15]。關于醛、醇類物質，有水的情況下加熱可使脂質的酯鍵發(fā)生水解，生成游離脂肪酸與醇類物質，游離脂肪酸（如n-6 多不飽和脂肪酸與n-3 多不飽和脂肪酸）經熱分解反應生成氫過氧化物，并進一步反應生成醛、醇類等[16-18]。含硫與含氮物質主要通過半胱氨酸、胱氨酸熱解及其參與美拉德反應等途徑生成[19-20]。

2.2 北京烤鴨腿皮與腿肉揮發(fā)性風味物質定量分析結果

根據2-甲基-3-庚酮內標法計算北京烤鴨揮發(fā)性風味物質的OAV 值，在此基礎上，將OAV 值大于1 的揮發(fā)性風味物質通過標準曲線進行校準（R2＞0.99），線性回歸系數(shù)良好。表2 顯示，從4 個品牌北京烤鴨腿皮和腿肉中檢測到33～39 種揮發(fā)性風味物質，其中，醛類物質種類最多（14～16種）。整體分析，烤鴨腿皮的糠醛、苯乙醛、（E）-2-庚烯醛與3-甲硫基丙醛等含量高于腿肉（P＜0.05），（E，E）-2，4-癸二烯醛與1-辛烯-3-醇含量接近，腿皮的戊醛、己醛、庚醛與辛醛等含量低于腿肉（P＜0.05）。北京烤鴨腿皮與腿肉中含量較高的揮發(fā)性風味物質主要為醛類與含硫類，分別為己醛（11.35 ～778.87 ng/g）、壬醛（30.74 ～1 567.33 ng/g）、3-甲硫基丙醛（9.67～157.34 ng/g）、二甲基三硫（17.92～103.49 ng/g）與糠硫醇（11.05～165.00 ng/g）等。這與Zhou[13]、Wu 等[21]等研究結果一致，烤鴨中含量較高的物質為己醛、（E）-2-辛烯醛、（E，E）-2，4-癸二烯醛、1-辛烯-3-醇與糠硫醇等。研究表明，醛類物質可以通過n-6 多不飽和脂肪酸（如亞油酸）加熱生成，如己醛、庚醛、辛醛、壬醛、（E）-2-辛烯醛、（E，E）-2，4-癸二烯醛等[18，22]。醇類物質可以通過n-3、n-6 多不飽和脂肪酸熱反應生成，如90 ℃條件下反應60 min 生成1-辛烯-3-醇[23]。含硫類物質可通過半胱氨酸、甲硫氨酸等含硫氨基酸熱解或與葡糖糖等發(fā)生美拉德反應生成，如甲硫氨酸與糖反應生成3-甲硫基丙醛[19，24]。含氮類物質可通過美拉德反應生成，如半胱氨酸與核糖美拉德反應，在140 ℃條件下反應60 min生成二甲基吡嗪[19]。酚類物質主要由果木燃燒時木質素熱裂解產生，如愈創(chuàng)木酚[25-26]。綜合分析可知，烤鴨腿皮與腿肉經長時間高溫加熱，發(fā)生脂肪氧化、硫胺素降解、美拉德反應等，進而產生獨特香味的醛類、含硫類等揮發(fā)性風味物質。

表1 北京烤鴨腿皮與腿肉的揮發(fā)性風味物質定性分析Table 1 Qualitative analysis of aroma compounds in leg skin and leg meat from Beijing roasted duck

2.3 北京烤鴨腿皮與腿肉揮發(fā)性風味物質OAV值與貢獻率分析結果

揮發(fā)性風味物質對北京烤鴨的貢獻由含量和閾值共同決定，閾值越低，單位質量對北京烤鴨的貢獻越大。戊醛、己醛、庚醛、壬醛、（E）-2-辛烯醛、（E）-2-癸烯醛與3-甲硫基丙醛等閾值參考文獻[9]、[14]、[27]～[30]。表3 列出北京烤鴨揮發(fā)性風味物質的OAV 值分析結果，OAV 值大于1 的揮發(fā)性風味物質共18 種，包括12 種醛類、3 種含硫類與1 種醇類物質。醛類物質為（E，E）-2，4-癸二烯醛（269≤OAV≤428）、辛醛（70≤OAV≤372）、（E）-2-壬烯醛（43≤OAV≤223）、庚醛（4≤OAV≤207）、壬醛（4≤OAV≤196）、己醛（3≤OAV≤173）、（E）-2-癸烯醛（29≤OAV≤157）、（E）-2-辛烯醛（10≤OAV≤84）、苯乙醛（3≤OAV≤36）與（E）-2-庚烯醛（2≤OAV≤18）等。含硫類物質為糠硫醇（2 209≤OAV≤32 999）、二甲基三硫（3 585≤OAV≤20 699）與3-甲硫基丙醛（48≤OAV≤787）。其它為1-辛烯-3-醇（4≤OAV≤15）與愈創(chuàng)木酚（0≤OAV≤6）等。另外，Bueno 等[31]研究表明（E，E）-2，4-癸二烯醛是烤肉關鍵揮發(fā)性風味物質。OAV 值計算結果與GCO 嗅聞結果一致，說明GC-O 可以很好地判斷對

烤鴨風味貢獻較大的物質。為了說明每種揮發(fā)性風味物質對北京烤鴨風味的貢獻，通過貢獻率闡述。由表4 可知，北京烤鴨腿皮與腿肉貢獻率較高的揮發(fā)性風味物質為糠硫醇（32.62%～72.04%）、二甲基三硫（24.18%～52.03%）與（E，E）-2，4-癸二烯醛（0.54%～5.20%）。綜合分析可知，通過OAV值與貢獻率初步明確北京烤鴨腿皮與腿肉的關鍵揮發(fā)性風味物質均為18 種，分別為糠硫醇、二甲基三硫與（E，E）-2，4-癸二烯醛等。

表2 北京烤鴨腿皮與腿肉揮發(fā)性風味物質定量分析（ng/g）Table 2 Quantitative analysis of aroma compounds in leg skin and leg meat from Beijing roasted duck（ng/g）

（續(xù)表2）

表3 北京烤鴨腿皮與腿肉揮發(fā)性風味物質OAV 值Table 3 Odor activity value（OAV）of aroma compounds in leg skin and leg meat from Beijing roasted duck

（續(xù)表3）

表4 北京烤鴨腿皮與腿肉揮發(fā)性風味物質貢獻率（%）Table 4 Contribution rate of aroma compounds in leg skin and leg meat from Beijing roasted duck（%）

2.4 北京烤鴨腿皮與腿肉關鍵揮發(fā)性風味物質確證

感官評價結果表明品牌1 腿皮與腿肉的風味物質更濃郁。為了進一步確證北京烤鴨關鍵揮發(fā)性風味物質，選取品牌1 的腿皮與腿肉構建烤鴨基質，通過感官評價三角檢驗法進行風味重組、缺失試驗。重組模型1 由OAV 值高于1 的揮發(fā)性風味物質標準品與烤鴨基質共同配制，重組模型2由氣味活性值高于1 的揮發(fā)性風味物質標準品刪除其中一種后再與烤鴨基質共同配制，重組模型3 由關鍵揮發(fā)性風味物質與烤鴨基質共同配制。將18 種揮發(fā)性風味物質（OAV≥1）進行重組試驗（重組模型1），感官評價三角檢驗法結果表明：8名感官評價員發(fā)現(xiàn)缺少糠硫醇或二甲基三硫時，重組模型2 的風味與烤鴨腿皮和腿肉風味不同；6名感官評價員發(fā)現(xiàn)缺少己醛、庚醛、辛醛、壬醛、3-甲硫基丙醛、1-辛烯-3-醇或（E，E）-2，4-癸二烯醛時，重組模型2 的風味與烤鴨腿皮和腿肉風味不同；5 名感官評價員發(fā)現(xiàn)缺少戊醛或2-戊基呋喃時，重組模型2 的風味與烤鴨腿皮和腿肉風味存在差異；少于5 名感官評價員發(fā)現(xiàn)缺少其它揮發(fā)性風味物質的重組模型2 的風味與烤鴨腿皮和腿肉風味之間的差異。因此，重組模型1 缺失糠硫醇或二甲基三硫時，該重組模型2 與北京烤鴨腿皮、腿肉風味均存在極顯著差異（P＜0.01），缺失3-甲硫基丙醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、（E，E）-2，4-癸二烯醛或1-辛烯-3-醇時，該重組模型2與北京烤鴨腿皮、腿肉風味均存在顯著差異（P＜0.05）。在此基礎上，將影響烤鴨腿皮與腿肉的9種揮發(fā)性風味物質進行重組試驗（重組模型3），腿皮的重組模型3 感官評價總分為4.5 分（滿分5分），腿肉的重組模型3 感官評價總分為4.4 分（滿分5 分）。如圖1所示，北京烤鴨的腿皮與腿肉特征風味均為脂肪味、烤肉味與肉香味，其中腿皮脂肪味更加濃郁，腿肉的肉香味更加濃郁。綜上，北京烤鴨腿皮與腿肉的關鍵揮發(fā)性風味物質均為糠硫醇、二甲基三硫、3-甲硫基丙醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、（E，E）-2，4-癸二烯醛或1-辛烯-3-醇等，共9 種。本研究采用的檢測與重組模型聯(lián)用的方式，規(guī)避了傳統(tǒng)單一采用氣相色譜-嗅聞-質譜聯(lián)用法檢測揮發(fā)性風味物質失真的弊端，可精確鑒定烤鴨腿皮與腿肉本源的揮發(fā)性風味物質。

圖1 北京烤鴨腿皮、腿肉與重組模型（關鍵揮發(fā)性風味物質與烤鴨基質）揮發(fā)性風味物質分析Fig.1 Analysis of aroma compounds in leg skin and meat of Beijing roasted duck and recombinant model made（key aroma compounds and matrix of roasted duck）

3 結論

通過對4 個品牌北京烤鴨腿皮、腿肉的揮發(fā)性風味物質的定性、定量分析，氣味活性值計算，貢獻率分析與重組/缺失試驗驗證，共檢測到41種揮發(fā)性風味物質，包括醛類、含硫類、醇類、呋喃類、酸類與酚類等，其中OAV 值大于1 的物質共18 種。風味重組/缺失試驗確證北京烤鴨腿皮與腿肉關鍵揮發(fā)性風味物質均為9 種，分別為糠硫醇、二甲基三硫、3-甲硫基丙醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、（E，E）-2，4-癸二烯醛與1-辛烯-3-醇。北京烤鴨的腿皮與腿肉特征風味均為脂肪味、烤肉味與肉香味，其中腿皮脂肪味更加濃郁，腿肉的肉香味更加濃郁。