采用同时蒸馏萃取方法分析猪肉炖煮过程产生的风味物质

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1、采用同时蒸馏萃取方法分析猪肉炖煮过程产生的风味物质王蒙;侯莉;梁晶晶;赵健;赵梦瑶;谢建春【摘 要】采用同时蒸馏萃取提取炖煮猪肉过程产生的风味物质,弱极性、极性两根 色谱柱进行气-质联机分析,通过谱库检索及保留指数核对,鉴定出 94 种化合物,包括 含硫化合物、含氮杂环、含氧杂环、醛类、酮类、醇类、酸类、酯类、烃类等.进 一步采用稀释法气相色谱-嗅闻分析,并结合保留指数、气味特征及标准品比对,鉴定 出23种气味活性物质稀释因子较高的(Iog2 FD6)有 2-甲基-3-呋喃硫醇、3-(甲 硫基)丙醛、y-癸内酯、甲硫醇、糠硫醇、(E)-2-庚烯醛、壬醛、(E)-2-壬烯醛、(E)-2-癸烯醛、

2、(E,E)-2,4-癸二烯醛、3-羟基-2-丁酮、1-辛烯-3-醇、2,4-双(1,1-二 甲基乙基)-苯酚、己醛、2-乙酰基噻唑、2-乙基-3-甲基吡嗪、戊醛、苯乙醛,这些 物质大部分来源于美拉德反应及脂肪氧化降解.期刊名称】食品与发酵工业年(卷),期】2016(042)009【总页数】8页(P184-191) 【关键词】 炖煮猪肉;同时蒸馏萃取;气相色谱-嗅闻分析;香气活性成分;肉香味【作 者】 王蒙;侯莉;梁晶晶;赵健;赵梦瑶;谢建春【作者单位】 北京食品营养与人类健康高精尖创新中心,食品质量与安全北京实验 室,北京市食品添加剂工程技术研究中心,北京工商大学,北京,100048;北京食品

3、营养 与人类健康高精尖创新中心,食品质量与安全北京实验室,北京市食品添加剂工程技 术研究中心,北京工商大学,北京, 100048;北京食品营养与人类健康高精尖创新中心, 食品质量与安全北京实验室,北京市食品添加剂工程技术研究中心,北京工商大学,北 京,100048;北京食品营养与人类健康高精尖创新中心,食品质量与安全北京实验室, 北京市食品添加剂工程技术研究中心,北京工商大学,北京,100048;北京食品营养与 人类健康高精尖创新中心,食品质量与安全北京实验室,北京市食品添加剂工程技术 研究中心,北京工商大学,北京,100048;北京食品营养与人类健康高精尖创新中心,食 品质量与安全北京实验室

4、,北京市食品添加剂工程技术研究中心,北京工商大学,北 京,100048【正文语种】中 文在肉类风味研究中有关鸡肉、牛肉风味的报道居多1-4。MA等5采用顶空固相 微萃取、气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry, GC- MS)分析牛背长肌的肉汤，检测出戊醛、1-辛烯-3-醇、2-戊基呋喃等24种挥发 性风味物质。袁华根等6采用同时蒸馏萃取(simultaneous distillation and solvent extraction, SDE)和GC-MS分析鸡肉汤，检测出醛类、酮类、醇类、酯 类、烃类等40种物质。在GC-MS分析基础上

5、，采用气相色谱-嗅闻技术(gas chromatography-olfactometry, GC-O)，可从食品挥发性成分中筛选出对整体 风味有贡献的气味活性物质。本课题组7通过SDE提取，GC-MS结合GC-O分 析在小香猪烤肉中检测出2-甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2-乙酰基噻唑、3-乙基-2.5- 二甲基吡嗪、戊醛、(E)-2-戊烯醛、己醛、(E)-2-庚烯醛、苯乙醛、(E,E)-2,4- 庚二烯醛等42种香气活性物质；8在小香猪腊肉中分析鉴定出3-(甲硫基)丙醛、2.5- 二甲基吡嗪、三甲基吡嗪、2-呋喃甲醇、3-甲基丁醛、己醛、(E)-2-己烯醛、 庚醛、(E)-2-庚烯醛、苯甲醛

6、、(E,E)-2,4-庚二烯醛等47种香气活性物质。芳香提取物稀释分析(aroma extract dilution analysis, AEDA )是GC-O分析中常 采用的一种检测方法，该方法不仅可检测气味活性物质还可从中筛选关键的气味活 性物质。AEDA法的基本操作为：将香味提取物逐级稀释并经GC-O分析，直到 嗅闻口检测不到气味时为止，每种物质的最高稀释倍数为该物质的稀释因子（flavor dilution factor, FD）。稀释因子越大表示该物质对整体风味的贡献越大。 TAKAKURA等9采用AEDA法GC-O分析，从牛肉膏提取物中鉴定出2,3,5-三 甲基吡嗪、1-辛烯-3-

7、醇、苯甲醛、糠醇、3-甲基丁酸、2-乙酰基吡咯、4-氢-2,5- 二甲基-3（2H）呋喃酮等7种重要香气化合物。与鸡肉、牛肉的风味相比，关于猪肉风味的报道较少。肉的风味于热加工过程中形 成，肉在煎、炸、烤等高温烹调方式处理时，产生的肉香味物质含量往往较高，而 在炖煮时产生的风味物质含量较低，从而较难检测。猪肉是国人消费的主要肉类食 品，中国的猪肉产量占世界猪肉产量的近一半，而炖煮猪肉是常用的食用方式。徐 永霞等10从猪里脊肉汤中通过固相微萃取、GC-O分析检测出（E）-2-庚烯醛、壬醛（E,E）-2,4-癸二烯醛、1-辛烯-3-醇、2-戊基呋喃等16种气味活性物质。SDE法将水蒸气蒸馏与溶剂萃

8、取合二为一，具有操作简便，溶剂用量少，重现性 良好和萃取率较高的优点。本文利用SDE装置在水蒸气蒸馏时实现肉的炖煮并同 时进行风味物质的萃取，然后经GC-MS、AEDA法GC-O分析来鉴定炖煮猪肉过 程产生的风味物质。研究结果对于了解炖煮猪肉风味的构成、研制猪肉味香精及中 式菜肴的工业化发展具有一定指导意义。1.1 材料与试剂猪后腿肉（大约克猪，出栏期为56个月），购于美廉美超市。二氯甲烷、无水 Na2SO4（均为分析纯），国药集团北京化学试剂有限公司；戊醛（纯度大于95%）、 己醛（纯度大于 95%）、2-甲基-3-呋喃硫醇（纯度大于 95%）、庚醛（纯度大于 95%）3-（甲硫基）丙醛（纯

9、度大于97%）、糠硫醇（纯度为98%）、（E）-2-庚烯醛（纯度为 95%）、 1-辛烯-3-醇（纯度为98%）、 2-乙酰基噻唑（纯度为98%）、 2-乙基-3-甲基 吡嗪（纯度大于98%）、苯乙醛（纯度为98%）、壬醛（纯度大于95%）、（E）-2-壬烯醛 （纯度大于95%）、（E）-2,4-壬二烯醛（纯度大于95%）、（E）-2-癸烯醛（纯度为95%）、 (E,E)-2,4-癸二烯醛(纯度为95%)、2,5-二甲基-4-羟基-3(2H)-呋喃酮(纯度大于 95%)、4-甲基-5-噻唑乙醇(纯度为98%)、y-癸内酯(纯度为99%)，美国Sigma 公司。1.2 仪器与设备7890A-59

10、75C型气相色谱-质谱联用仪、7890A气相色谱，美国Agilent公司； 气味测量仪，美国DATU Inc公司。1.3 实验方法1.3.1 同时蒸馏萃取将200 g猪肉和200 mL去离子水装入1 000 mL的三口烧瓶中，置于SDE装置 的轻相侧，电动搅拌，油浴加热，控制温度120 C;盛有50 mL二氯甲烷的圆底 烧瓶置于SDE装置的重相侧，水浴加热，控制温度45 C。使用汽车防冻液为冷 媒，在-1 C下冷凝回流。同时蒸馏萃取3 h。收集萃取液，加适量无水Na2SO4 干燥12 h , Vigreux柱浓缩至1.5 mL，氮吹浓缩至0.3 mL，待GC-MS分析。1.3.2 GC-MS

11、分析采用 DB-WAX (30 mx0.25 mmx0.25 pm)和和 DB-5MS (30 mx0.25 mmx0.25 pm)2根色谱柱分别进行分析。DB-WAX色谱柱：起始柱温40 C,2.5 C/min 升至180 C,然后10 C/min升至230 C,辅助加热线温度230 C,溶剂延迟4 min ; DB-5MS色谱柱：起始柱温40 C,2.5 C/min升至150 C,然后10 C/min升至280 C,辅助加热线温度280 C,溶剂延迟4 min。载气为He，流速1 mL/min，电子轰击离子源(EI)，能量70 eV,离子源温度230 C,四级杆温度150 C,全扫描模式，

12、质量扫描范围50-450 amu，进样口250 C,不分流模式，进样2 pL。C5-C23正构烷烃在相同气-质条件下进样，计算保留指数(retention indices , RI)。式中：Igtn和lgt(n + 1)分别为碳数为n , n + 1的正构烷烃的保留时间对数；Igti是出峰在n和n + 1的正构烷之间的i化合物的保留时间对数。1.3.3 气相色谱-嗅闻分析由Agilent 7890 A GC装置及嗅闻装置组成，GC毛细管柱为DB-5MS (30 mx0.25 mmx0.25 pm);起始柱温 40 C,5 C/min 升至 230 C;载气为 N2(纯度为99.999%);流速

13、1 mL/min ;进样口 250 C,不分流模式，进样2 pL。 洁净空气加湿后与柱后流出物混合进入人的鼻子。用二氯甲烷按体积比1:2、 1:4、1： 8、1:16.等逐级稀释样品，分别进行GC-0分析，直到嗅闻口检测 不到气味时停止。每种香味化合物的最高稀释倍数为稀释因子。GC-O分析由3名评价员完成，气味描述词由3名评价员协商确定，FD值为3名 评价员嗅闻到的最大稀释倍数的平均值。通过操作软件记录每个气味活性区的线性 保留指数、气味特征。根据线性保留指数、气味特征、质谱及标准品比对鉴定化合 物。2.1 GC-MS分析结果经GC-MS分析SDE萃取物，通过谱库检索及保留指数核对共鉴定出94

14、种物质， 见表1。由于极性、弱极性柱的分离原理不同，采用极性、弱极性2根色谱柱分析，可增 加定性结果的准确性。由表1可知，共鉴定出94种化合物，其中采用DB-WAX 柱鉴定出66种物质，采用DB-5MS柱鉴定出58种物质。另外，2种色谱柱的分 析结果还具有一定互补作用，如1-甲基-3-丙基苯、1-乙基-3,5-二甲基苯等芳香 烃类化合物主要由DB-WAX柱检测到，而长链脂肪酸如十四烷酸、十六烷酸等主 要由DB-5MS柱检测到，因此采用2根色谱柱可更全面地分析萃取样品中的挥发 性成分。按照含量由高到低(平均含量，下同)，2 种色谱柱检测到的各类化合物依次为醛类 烃类、其他类、酸类、酮类、醇类、含

15、硫化合物、含氧杂环、酯类、含氮杂环，其 中醛类含量最高(87.42%)，在 2 种色谱柱几乎均检测到(有 18 种)，含量最低为含 氮杂环，占 0.23%。肉在加热时，所含的多肽、氨基酸与还原糖发生美拉德反应，生成含硫化合物、含 氮杂环、含氧杂环等物质，形成肉的基本香味。本文检测到含硫化合物3种 (0.49%)，包括 2-乙酰基噻唑、苯并噻唑、二甲基三硫醚；含氮杂环 2 种(0.23%)， 包括吡啶、1-(1H-吡咯-2-基)-乙酮；含氧杂环3种(0.29%),包括糠醛、2-戊基 呋喃、2-呋喃甲醇。肉中的脂质氧化降解产生脂肪族的醛、酮、醇、酸、酯、烃等物质，其中醛、酮、 醇、酸、酯对肉的特征

16、风味有贡献，尤其醛类对肉的特征风味的贡献更为突出。检 测到醛类18种，含量较高的为十六碳醛、(Z)-13-十八碳烯醛、十八碳醛等长链脂 肪醛；短链醛如戊醛、己醛、庚醛、壬醛等，种类多，但含量相对较低。检测到酮 类9种(1.20%)，含量较高的有2-戊酮、2-十五烷酮；检测到醇类9种(0.82%)， 含量最高的为 1-辛烯-3-醇；检测到酯类 3 种(0.25%)，含量最高的为水杨酸甲酯。CAVALLI等11 在橄榄油中，KIM等12在紫苏中均检测到水杨酸甲酯的存在。 酸类化合物检测到4种(2.38%)，主要是长链脂肪酸，含量较高的为正十六烷酸、 cis-13-十八碳烯酸。检测到的烃类物质种类最多，有37 种(4.39%)。烃类可来源于脂质的氧化降解，脂肪族的烃它们一般具有较高的气味阈值，对肉的香味贡献不大。还检测出较多的 芳