孔淑華,王永福
上海太太樂食品有限公司(上海 201812)
香精的主要作用是賦予產(chǎn)品特征的香氣和風(fēng)味。而在香精的組成中提供產(chǎn)品特征香氣的成分主要來自脂肪。天然脂肪的主要成分是甘油三酯。這些物質(zhì)因為分子量較大、很難揮發(fā),所以天然脂肪的香氣比較薄弱。為了增加脂肪在香精中的作用,將其在一定條件下進(jìn)行加熱處理從而釋放出特定的不飽和醛、酮、有機(jī)酸來產(chǎn)生不同的特征香氣?,F(xiàn)在這方面已經(jīng)得到廣泛的研究[1]。蘇暢等[2]通過氧化和酶解牛油制備具有較濃牛肉風(fēng)味的熱反應(yīng)香基。陳海燕等[3]利用控制氧化的雞油制備熱反應(yīng)雞肉味香精。
脂肪的氧化過程受到很多條件的影響,如溫度、時間、空氣流速、起始原料的狀況、催化劑以及其他條件的影響。為了得到較好的控制氧化的油脂,僅通過控制時間、溫度和空氣流速比較困難。在之前的研究中主要是通過檢測油脂的過氧化值(POV)、茴香胺值(p-AV)等來判斷脂肪氧化的程度[4]。這些指標(biāo)都可以反映油脂中的不飽和醛類的多少,即醛、酮、醌類等二級產(chǎn)物的多少[5]。但是過氧化值和茴香氨值都是通過顯色試驗得到的。在測試過程中會用到較多的有機(jī)溶劑,而且過程比較復(fù)雜,重復(fù)性較差。兩種方法很難實現(xiàn)在線監(jiān)測。電子鼻現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于食品香氣分類的過程中。它將電化學(xué)傳感器監(jiān)測、數(shù)模轉(zhuǎn)換、計算機(jī)技術(shù)、化學(xué)計量學(xué)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代高科技集于一身,模仿生物感官的功能,能快速簡便地鑒別和判斷帶有氣味地物質(zhì)[6]。因此將不同p-AV值控制氧化的牛油感官品嘗的結(jié)果與電子鼻監(jiān)測結(jié)果相關(guān)聯(lián),探討電子鼻作為油脂控制氧化在線生產(chǎn)控制的可行性。
精煉牛油(天津塘沽牧洋油脂公司);異辛烷、p-茴香胺、冰醋酸(國藥集團(tuán)化學(xué)實際有限公司)。
Evolution 60分光光度計(賽默飛世爾科技有限公司);LZB-4玻璃轉(zhuǎn)子流量計(浙江余姚流量儀表廠);RCT基礎(chǔ)型磁力攪拌器(艾卡儀器設(shè)備有限公司);ACO-001空氣泵(森森集團(tuán));FOX 4000電子鼻(法國阿爾法莫斯公司);7890 A氣相色譜-5975C質(zhì)譜儀(安捷倫科技有限公司)。
1.3.1 茴香胺值測試方法
茴香胺值的測定按照ISO 6885:2006的方法進(jìn)行。
1.3.2 氧化牛油的制備方法
取新鮮牛油,將其在150 ℃溫度及2.5 L/min空氣流量的條件下加熱6 h,自溫度到達(dá)150 ℃開始計時,每隔一段時間進(jìn)行取樣以獲得不同茴香胺值的牛油:未氧化牛油(NBF),11.5(ABF 11.5),18.3(ABF 18.3),25.5(ABF 25.5),31.3(ABF 18.3),36.7(ABF 36.7)和47.2(ABF 47.2)。
1.3.3 電子鼻測試條件
在正式測試前,需先進(jìn)行預(yù)熱和校準(zhǔn)處理。未氧化的牛油和不同茴香胺值的牛油各稱取4.0 g。
氣味指紋分析條件:載氣為合成干燥空氣,流速為150 mL/min。頂空產(chǎn)生參數(shù):時間1 080 s,溫度60℃,攪動速度500 r/min。頂空注射參數(shù):注射體積1 500 μL,注射速度1 500 μL/s,注射溫度70 ℃。獲取參數(shù):時間120 s,延滯時間600 s。每個樣品重復(fù)采集6次,取穩(wěn)定后的4次數(shù)據(jù)。所得數(shù)據(jù)通過電子鼻PCA數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。
1.3.4 GC-MS檢測條件
氣味采集采用SPME的方式。SPME型號為50/30 μm DVB/CAR/PDM;萃取時間為70 ℃,萃取時間為30 min。
氣相色譜條件:色譜柱為HP-Innowax(60 m×0.25 mm×0.25 μm),載氣為氦氣,分流比為3∶1。程序升溫:50 ℃保持2 min,然后以溫度4 ℃/min速率升溫至250 ℃再保持10 min。
質(zhì)譜條件:E1離子源,電離能70 eV,離子源溫度230 ℃,接口250 ℃,進(jìn)樣量1 μL,全掃描方式。所得質(zhì)譜數(shù)據(jù)用Wiely 7n.1質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫檢索。
將未氧化的牛油(NBF)以及p-AV值分別為11.5(ABF 11.5),18.3(ABF 18.3),25.5(ABF 25.5),31.3(ABF 18.3),36.7(ABF 36.7)和47.2(ABF 47.2)的牛油,應(yīng)用于牛肉風(fēng)味的熱反應(yīng)香精中,以評判其在風(fēng)味上的影響。感官評價結(jié)果如表1所示。當(dāng)氧化牛油的p-AV值控制在10~20時,熱反應(yīng)香精的牛肉風(fēng)味有所增強(qiáng)。當(dāng)牛油的p-AV值控制在20~35時,熱反應(yīng)香精的牛肉風(fēng)味明顯增強(qiáng),隨著p-AV值增高,脂肪香氣也明顯增加。當(dāng)牛油的p-AV>35時,熱反應(yīng)香精的牛肉風(fēng)味有哈敗的風(fēng)味。所以氧化牛油的p-AV適合控制在<35的范圍之內(nèi)。但是p-AV的檢測方法有著很多的弊端,如涉及許多的有機(jī)溶劑,測試終點是通過顯色反應(yīng)來確定的,有一定的時效性。所有這些都很難實現(xiàn)工業(yè)化的在線監(jiān)測。因此,將電子鼻的監(jiān)測方法引入到如何控制脂肪氧化在線測試中。
表1 應(yīng)用不同茴香胺值牛油的牛肉風(fēng)味熱反應(yīng)香精的感官評定結(jié)果
將未氧化的牛油(NBF)以及p-AV值分別為11.5(ABF 11.5),18.3(ABF 18.3),25.5(ABF 25.5),31.3(ABF 18.3),36.7(ABF 36.7)和47.2(ABF 47.2)的牛油,利用電子鼻進(jìn)行風(fēng)味的分析,結(jié)果如圖1所示。各樣品的主成分1(PC1)和主成分2(PC2)的累計方差貢獻(xiàn)率為99.716 5%>85%,說明PC1和PC2已包含較大的信息量,能夠反映樣品的整體信息。因為PC1所占比重為99.405%,所以將各樣品按照PC1軸的分布分為4組:第1組NBF;第2組ABF 11.5和ABF 18.3(p-AV 10~20);第3組ABF 25.5和ABF 31.3(p-AV 20~35);第4組ABF 36.7和ABF 47.2(p-AV>35)。該分組與其應(yīng)用結(jié)果的分類保持一致。因此電子鼻可以用于牛油控制氧化的過程中。其操作簡單,有很高的可操作性。
由電子鼻針對不同p-AV值氧化牛油的檢測結(jié)果可知,電子鼻可以用于牛油的控制氧化過程中。這里可以通過GC-MS對風(fēng)味物質(zhì)的檢測進(jìn)行驗證。隨著牛油氧化程度的增加,醛酮酸等揮發(fā)性物質(zhì)的含量逐漸增加。這類物質(zhì)的濃度控制在一定程度可以很有效地增加產(chǎn)品的肉感和特征風(fēng)味。例如2-癸烯醛、2, 4-癸二烯醛均對牛肉的風(fēng)味有很大的貢獻(xiàn)。但是這些物質(zhì)超過某個濃度就會給產(chǎn)品帶來酸敗和不愉快的風(fēng)味。這些物質(zhì)的含量體現(xiàn)在氧化油脂p-AV數(shù)值的增加上。p-AV值越高,這類物質(zhì)的含量越高。所以將不同p-AV的氧化牛油通過GC-MS對其風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析,以得到各樣品在風(fēng)味物質(zhì)上的差別,結(jié)果如表2所示。
各氧化牛油的可揮發(fā)性物質(zhì)種類和數(shù)量均隨著p-AV值的增加而逐漸增加,而且可以有效地區(qū)分出各樣品之間的差別。從GC-MS各樣品的分析結(jié)果可以將各不同p-AV值的氧化牛油分為4個組別:第1組NBF;第2組ABF 11.5和ABF 18.3(p-AV 10~20);第3組ABF 25.5和ABF 31.3(p-AV 20~35);第4組ABF 36.7和ABF 47.2(p-AV>35)。該分組與樣品的應(yīng)用結(jié)果以及電子鼻的分組一致,從而驗證了電子鼻的可行性。
圖1 電子鼻對不同茴香胺值牛油的PCA分析圖
表2 不同茴香胺值氧化牛油的風(fēng)味物質(zhì)分析結(jié)果
接表2
具有不同茴香胺值(p-AV)的牛油的電子鼻分析結(jié)果與其應(yīng)用后的感官品嘗分析結(jié)果一致。2種分析都將牛油分成4個組:第1組NBF;第2組ABF 11.5和ABF 18.3(p-AV 10~20);第3組ABF 25.5和ABF 31.3(p-AV 20~35);第4組ABF 36.7和ABF 47.2(p-AV>35)。這個結(jié)果又與氣相色譜的分析結(jié)果相一致。結(jié)果顯示電子鼻可以用于牛油控制氧化的過程中。由于其分析的客觀性和可操作性,其在脂肪控制氧化的過程中有很好的在線檢測前景。