王昱蘇,孟蘭奇,郭 燁,查恩輝,*
(1.錦州醫(yī)科大學(xué)食品與健康學(xué)院,遼寧 錦州 121000;2.陜西科儀陽(yáng)光檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司,陜西 西安 710000)
雞是常見的家禽之一,雞肉是我國(guó)餐桌上常見的美食,因其獨(dú)特的美味及食補(bǔ)作用而被稱為“營(yíng)養(yǎng)之源”[1]。雞肉是價(jià)廉物美的家禽肉類,具有高蛋白、低脂肪、低熱量等特點(diǎn),每100 g 雞肉的蛋白質(zhì)含量是牛肉的1.15 倍,羊肉的2 倍;雞肉肉質(zhì)細(xì)膩、滋味鮮美,可以溫氣、養(yǎng)虛、補(bǔ)精、改善脾胃虛弱、活化血液、強(qiáng)健筋骨、改善心臟和大腦功能、促進(jìn)兒童的智力發(fā)育[2];雞肉中的磷脂能夠促進(jìn)人體的生長(zhǎng)發(fā)育,是人們飲食中磷脂的重要來(lái)源之一[3];雞肉中富含VA、VB1、VB2、VC 等維生素,礦物質(zhì)(如鈣、磷、鐵、鉀)含量約為0.8%~1.0%。
熱處理是肉品加工中最常用的物理處理方式。在熱處理過程中,美拉德反應(yīng)所產(chǎn)生的肉類香氣成分有呋喃、芳香族化合物等;2-戊基呋喃由亞油酸氧化產(chǎn)生,是雞肉的關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì);在熱反應(yīng)過程中,醛類和酮類還有可能轉(zhuǎn)化成羧酸類物質(zhì),其中,棕櫚酸含量最高;醛類化合物是形成雞肉風(fēng)味的重要物質(zhì),尤其是C6~C10的醛類。
為確保肉制品具有最佳的食用品質(zhì),其在加工過程中需有非常嚴(yán)格的要求,不同溫度、時(shí)間以及加熱方式對(duì)最終產(chǎn)品的品質(zhì)均有很大影響[4]。高壓技術(shù)是肉類加工研究領(lǐng)域的熱點(diǎn),在高壓作用下,肉的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化,從而使肉類的營(yíng)養(yǎng)功能和品質(zhì),如顏色、脂肪的氧化和風(fēng)味等受到影響[5-6]。隨著生活水平的不斷提高,人們?cè)絹?lái)越關(guān)注肉類的營(yíng)養(yǎng)和品質(zhì)[7],但傳統(tǒng)肉制品的發(fā)展受到“經(jīng)驗(yàn)型”加工技術(shù)的制約,因此對(duì)雞肉熱加工工藝進(jìn)行優(yōu)化,可以滿足消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的較高需求。
風(fēng)味是肉類品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。孟蘭奇等[8]研究表明:熱加工方式對(duì)雞胸肉和雞腿肉的風(fēng)味均具有較明顯的影響。雞肉的香味主要來(lái)自風(fēng)味前體物質(zhì)的分解、氧化、還原等一系列化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的醛類和酮類等。隨著科技的不斷進(jìn)步,肉類風(fēng)味物質(zhì)檢測(cè)技術(shù)正在迅速發(fā)展,常見檢測(cè)技術(shù)有電子鼻、電子舌、氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用技術(shù)以及液相色譜-質(zhì)譜(HPLC-MS)聯(lián)用技術(shù)。張淼等[9]發(fā)現(xiàn),電子鼻可以鑒定識(shí)別不同品種、類型的肉制品。但是,電子鼻技術(shù)為宏觀識(shí)別,需與GC-MS 結(jié)合使用才能對(duì)風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)一步分析。李鑫等[10]使用GC-MS 分析了金華火腿的風(fēng)味物質(zhì),結(jié)果表明,金華火腿含有55 種風(fēng)味物質(zhì),包括醛類、烴類、酮類等。本研究中選取雞胸肉和雞腿肉為原料,采用電子鼻和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析在不同熱加工方式下風(fēng)味物質(zhì)的變化規(guī)律,為雞肉制品的工業(yè)化生產(chǎn)提供科學(xué)借鑒。
1.1.1 材料
雞胸肉、雞腿肉,市售。
1.1.2 儀器與設(shè)備
JJ-2 高速組織搗碎機(jī),南京昕航科學(xué)儀器有限公司;PEN3 型電子鼻,德國(guó)AIRSENSE 公司;DK-98-1型電熱恒溫水浴鍋,上海精密儀器儀表公司;DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器,河南豫華儀器有限公司;MY-YL50M132 高壓鍋,廣東美的集團(tuán);GL570氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,武漢國(guó)量?jī)x器有限公司;75 μm CAR/PDMS SPME 萃取頭,上海楚定分析儀器有限公司;3306 探針式食品溫度計(jì),上海纖檢儀器有限公司。
1.2.1 樣品處理
將雞胸肉和雞腿肉樣品分別切成約4 cm×3 cm×3 cm 的肉塊,備用。
常壓煮制:分別將雞胸肉和雞腿肉塊放入蒸煮袋內(nèi),再分別放入65、70、75、80、85、90、95、100 ℃恒溫水浴鍋中加熱,用食品溫度計(jì)測(cè)定肉塊中心溫度,當(dāng)肉塊中心溫度分別達(dá)到65、70、75、80、85、90、95、100 ℃時(shí),保溫30 min 后取出肉樣。
高壓煮制:分別將雞胸肉和雞腿肉塊直接放入高壓鍋內(nèi)蒸煮,當(dāng)鍋內(nèi)壓力達(dá)到70 kPa(通過預(yù)試驗(yàn)確定70 kPa 下雞肉品質(zhì)更好)時(shí),分別保壓10、15、20、25、30 min 后,冷卻至室溫。
1.2.2 電子鼻測(cè)定
稱取5 g 處理后的雞肉樣品放入燒杯內(nèi),用保鮮膜封口。電子鼻參數(shù)設(shè)置:載氣為空氣,流速500 mL/min,進(jìn)樣量500 μL,清洗時(shí)間100 s,數(shù)據(jù)檢測(cè)時(shí)間60 s。設(shè)置3 次重復(fù)。
1.2.3 GC-MS 檢測(cè)
固相微萃?。悍Q取5 g 處理后的雞肉樣品迅速放入20 mL 頂空瓶中,在45 ℃磁力攪拌器中加熱10 min,在270 ℃下將萃取頭活化60 min,將已活化好的萃取頭插入頂空瓶吸附30 min;在GC 進(jìn)樣口插入萃取頭并解吸5 min,進(jìn)行GC-MS 分析。
氣相色譜條件:采用HP-5MS 毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);進(jìn)樣口溫度250 ℃,不分流;載氣為He,流速1.0 mL/min;程序升溫,柱初溫40 ℃,保持3 min,以3 ℃/min 升至100 ℃,以5 ℃/min 升至230 ℃,保持5 min。
質(zhì)譜條件:色譜-質(zhì)譜接口溫度280 ℃,離子源溫度230 ℃,四級(jí)桿溫度150 ℃,離子化方式為EI,電子能量70 eV,質(zhì)量掃描范圍30~550(m/z)。
1.2.4 數(shù)據(jù)分析
采用電子鼻附帶Winmuster 軟件進(jìn)行主成分分析(PCA);SPSS 17.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析;計(jì)算機(jī)譜庫(kù)(NIST11/Wiley7.0)對(duì)GC-MS 檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行檢索分析,確定揮發(fā)性物質(zhì)的化學(xué)組成;采用峰面積歸一化法計(jì)算總揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中各成分的相對(duì)含量。
采用PCA 方法分析常壓和高壓煮制雞肉的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),結(jié)果如圖1~2 所示,圖中的每個(gè)橢圓表示雞肉風(fēng)味的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)。PC1 和PC2 貢獻(xiàn)率的和大于90%,說明此方法有效,能夠代表樣品的主要信息特征。
雞肉風(fēng)味前體物質(zhì)在熱反應(yīng)過程中形成了雞肉的風(fēng)味。由圖1A 可知,常壓條件下,雞胸肉初期熱反應(yīng)速率相對(duì)較快,5 個(gè)不同常壓煮制溫度(65、70、75、80、85 ℃)的雞胸肉電子鼻數(shù)據(jù)采集點(diǎn)在圖中可以明顯地區(qū)分開,且距離較遠(yuǎn);隨著溫度的升高,雞胸肉熱反應(yīng)速率逐漸緩慢,常壓煮制溫度分別為90、95、100 ℃的電子鼻數(shù)據(jù)采集點(diǎn)間距較近,95 ℃與100 ℃甚至出現(xiàn)了重疊,說明二者具有相似的揮發(fā)性風(fēng)味成分。由圖1B 可知,不同常壓煮制溫度下的雞腿肉電子鼻數(shù)據(jù)采集點(diǎn)均能夠明顯的區(qū)分開,其中70、75、80 ℃之間,85、90、95 ℃之間,65、100 ℃之間的距離相對(duì)較近。
圖1 不同溫度下常壓煮制雞胸肉(A)和雞腿肉(B)的主成分分析圖Fig.1 Principal component analysis diagram of chicken breast meat(A)and chicken leg meat(B)by regular pressure cooking at different temperature
由圖2A 可知,在不同保壓時(shí)間下,雞胸肉、雞腿肉的電子鼻數(shù)據(jù)采集點(diǎn)大部分能夠明顯地區(qū)分開,保壓15 min 與20 min 的電子鼻數(shù)據(jù)發(fā)生重疊,存在著一定的聚類現(xiàn)象,表明二者氣味相近。由圖2B 可知,保壓10、15、20 min 的雞腿肉電子鼻數(shù)據(jù)采集點(diǎn)之間距離較近;25、30 min 之間距離較遠(yuǎn)。
圖2 不同保壓時(shí)間下高壓煮制雞胸肉(A)和雞腿肉(B)的主成分分析圖Fig.2 Principal component analysis diagram of chicken breast meat(A)and chicken leg meat(B)by high pressure cooking at different pressure holding time
PCA 分析可以看出,不同煮制條件對(duì)雞肉樣品中揮發(fā)性風(fēng)味成分有明顯的影響,電子鼻能夠很好地區(qū)分雞胸肉和雞腿肉在不同煮制條件下組間的成分差異。
2.2.1 常壓煮制溫度對(duì)雞肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響
孟蘭奇等[8]前期研究結(jié)果表明,常壓煮制下雞胸肉最佳工藝參數(shù)為煮制溫度85 ℃,保溫時(shí)間30 min;雞腿肉的最佳工藝參數(shù)為煮制溫度90 ℃,保溫時(shí)間30 min。為了提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和高效性,選擇常壓煮制溫度分別為80、85、90 ℃的雞胸肉和常壓煮制溫度分別為85、90、95 ℃雞腿肉,采用GC-MS 技術(shù)分析其風(fēng)味物質(zhì)的變化規(guī)律。由表1 可知,常壓煮制的所有雞肉樣品中共檢測(cè)出61 種揮發(fā)性物質(zhì),其中雞胸肉57 種,煮制溫度為80 ℃時(shí)43 種,85 ℃時(shí)49 種,90 ℃時(shí)38 種;雞腿肉61 種,煮制溫度為85 ℃時(shí)51種,90 ℃時(shí)49 種,95 ℃時(shí)49 種。檢測(cè)出的主要揮發(fā)性風(fēng)味化合物為烴類、醇類、醛類、酮類、酯類等。其中90 ℃下煮制的雞腿肉醛類物質(zhì)含量最高,為88.24%,檢測(cè)出的醛類物質(zhì)共13 種,分別為己醛(64.38%)、庚醛(4.66%)、辛醛(3.89%)、壬醛(8.91%)等,這與Schindler 等[11]的研究結(jié)果相似。除醛類物質(zhì)外,其他含量由高到低的風(fēng)味化合物依次為醇類、酮類、酯類。
對(duì)表1 中常壓煮制雞肉的揮發(fā)性風(fēng)味化合物相對(duì)含量隨溫度變化的規(guī)律進(jìn)行研究,結(jié)果如圖3所示。
表1 不同溫度下常壓煮制雞肉的揮發(fā)性風(fēng)味化合物相對(duì)含量Table 1 Relative content of volatile flavor compounds in chicken cooked at regular pressure at different temperature 單位:%
續(xù)表1 不同溫度下常壓煮制雞肉的揮發(fā)性風(fēng)味化合物相對(duì)含量Continue table 1 Relative content of volatile flavor compounds in chicken cooked at regular pressure at different temperature 單位:%
由圖3A 可知,常壓煮制溫度分別為80、85、90 ℃時(shí),雞胸肉中烴類物質(zhì)的相對(duì)含量分別為0.45%、1.28%、1.41%,相對(duì)含量隨煮制溫度的升高呈現(xiàn)增加的趨勢(shì);醇類物質(zhì)相對(duì)含量分別為10.17%、6.37%、6.13%,呈現(xiàn)減少的趨勢(shì);醛類物質(zhì)相對(duì)含量分別為76.23%、81.32%、78.33%,呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì);酮類物質(zhì)相對(duì)含量分別為3.44%、4.51%、4.58%,呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。
圖3 常壓煮制雞胸肉(A)和雞腿肉(B)的揮發(fā)性化合物相對(duì)含量隨溫度的變化Fig.3 Change of relative content of volatile compounds in regular pressure-boiled chicken breast meat(A)and chicken leg meat(B)with temperature
由圖3B 可知,常壓煮制溫度分別為85、90、95 ℃時(shí),雞腿肉中烴類物質(zhì)的相對(duì)含量分別為0.68%、1.58%、1.47%,相對(duì)含量隨煮制溫度的升高呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì);醇類物質(zhì)的相對(duì)含量分別為12.38%、8.81%、7.56%,呈現(xiàn)減少的趨勢(shì);醛類物質(zhì)的相對(duì)含量分別為84.58%、88.24%、85.70%,呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì);酮類物質(zhì)的相對(duì)含量分別為3.46%、4.57%、4.99%,呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。
2.2.2 高壓煮制中保壓時(shí)間對(duì)雞肉風(fēng)味揮發(fā)性物質(zhì)的影響
如表2 所示,高壓煮制的所有雞肉樣品中共檢測(cè)出57 種風(fēng)味揮發(fā)性物質(zhì),其中雞胸肉中有54 種,保壓時(shí)間10 min 時(shí)48 種,15 min 時(shí)42 種,20 min 時(shí)43 種;雞腿肉中共檢測(cè)出52 種,保壓時(shí)間10 min 時(shí)43 種,15 min 時(shí)47 種,20 min 時(shí)41 種。檢測(cè)出的主要揮發(fā)性風(fēng)味化合物包括醛類、烴類、醇類、酮類、酯類、酸類。其中雞胸肉保壓15 min 時(shí)醛類物質(zhì)含量最高,為80.47%,檢出的醛類物質(zhì)共15 種,分別為己醛(35.45%)、庚醛(2.28%)、辛醛(1.46%)、壬醛(7.92%)等。除醛類物質(zhì)外,其他風(fēng)味化合物相對(duì)含量由高到低依次為烴類、醇類、酸類。
表2 不同保壓時(shí)間下高壓煮制雞肉中揮發(fā)性化合物成分的相對(duì)含量Table 2 Relative content of volatile compounds in chicken cooked at high pressure at different pressure holding time單位:%
續(xù)表2 不同保壓時(shí)間下高壓煮制雞肉中揮發(fā)性化合物成分的相對(duì)含量Continue table 2 Relative content of volatile compounds in chicken cooked at high pressure at different pressure holding time單位:%
對(duì)表2 中高壓煮制雞肉揮發(fā)性風(fēng)味化合物的相對(duì)含量隨保壓時(shí)間變化的規(guī)律進(jìn)行研究,結(jié)果如圖4所示。
由圖4A 可知,高壓煮制的保壓時(shí)間分別為10、15、20 min 時(shí),雞胸肉中烴類物質(zhì)的相對(duì)含量分別為8.12%、5.83%、2.65%,相對(duì)含量隨保溫時(shí)間的增加呈現(xiàn)減少的趨勢(shì);醇類物質(zhì)的相對(duì)含量分別為3.67%、4.33%、4.81%,呈現(xiàn)增加的趨勢(shì);醛類物質(zhì)的相對(duì)含量分別為77.31%、80.47%、78.25%,呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì);酮類物質(zhì)的相對(duì)含量分別為4.78%、4.24%、5.40%,呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì)。
由圖4B 可知,高壓煮制保壓時(shí)間分別為10、15、20 min 時(shí),雞腿肉烴類物質(zhì)的相對(duì)含量分別為6.64%、3.26%、1.87%,含量隨保溫時(shí)間的增加呈現(xiàn)減少的趨勢(shì);醇類物質(zhì)的相對(duì)含量分別為3.52%、4.11%、4.31%,呈現(xiàn)增加的趨勢(shì);醛類物質(zhì)的相對(duì)含量分別為73.25%、79.87%、76.91%,呈現(xiàn)了先增加后減少的趨勢(shì);酮類物質(zhì)的相對(duì)含量分別為4.97%、4.38%、5.61%,呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì)。
圖4 高壓煮制雞胸肉(A)和雞腿肉(B)的揮發(fā)性化合物相對(duì)含量隨溫度的變化Fig.4 Change of relative content of volatile compounds in high pressure-boiled chicken breast meat(A)and chicken leg meat(B)with temperature
2.3.1 烴類化合物
脂肪酸烷氧自由基的裂解是揮發(fā)性烴類物質(zhì)的主要來(lái)源[12],烴類化合物含量的差異可能是由前體脂肪酸鏈的長(zhǎng)短或飽和度的差異性導(dǎo)致。常壓90 ℃、高壓條件下保壓時(shí)間為10 min 時(shí)煮制的雞肉風(fēng)味物質(zhì)中烴類含量增加,這可能是因?yàn)樵诟邷刈饔孟拢u肉發(fā)生脂肪酸氧化所致。
2.3.2 醇類化合物
揮發(fā)性醇類物質(zhì)是脂質(zhì)在脂肪氧合酶和氫過氧化酶的作用下降解為亞油酸的反應(yīng)中產(chǎn)生[13]。常壓80 ℃煮制的雞胸肉醇類物質(zhì)的相對(duì)含量最高,85 ℃時(shí)雞腿肉醇類物質(zhì)的相對(duì)含量最高,原因是隨著加熱溫度的升高,樣品中的醇類物質(zhì)發(fā)生降解、氧化等反應(yīng)降低了其含量[14]。高壓條件下,保壓20 min 時(shí)煮制的雞肉中醇類物質(zhì)的相對(duì)含量最高,原因是雞肉中不飽和脂質(zhì)氧化和降解產(chǎn)生了大量的醇類化合物[15]。但是醇類化合物的閾值高于醛類,說明醇類化合物對(duì)雞肉的風(fēng)味影響不大[16]。
2.3.3 醛類化合物
揮發(fā)性醛類物質(zhì)主要來(lái)源于脂肪氧化,是一種重要的羰基化合物,其一般閾值很低,具有脂肪香味,對(duì)雞肉香味的構(gòu)成有著不可或缺的作用[17-18]。所有熟肉制品中揮發(fā)性風(fēng)味化合物最重要的是C6~C10的醛類,其對(duì)肉品風(fēng)味的改善有重要的作用[19]。常壓煮制溫度為85 ℃的雞胸肉及煮制溫度為90 ℃的雞腿肉中醛類物質(zhì)的相對(duì)含量均較高,可能是由于雞胸肉和雞腿肉脂肪酸碳鏈長(zhǎng)短及飽和度不同造成脂肪氧化程度不同所致。高壓煮制下,雞胸肉和雞腿肉在保壓時(shí)間為15 min 時(shí)醛類物質(zhì)的相對(duì)含量最高,原因是脂肪氧化使醛類物質(zhì)的相對(duì)含量升高,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),產(chǎn)生的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物抑制了脂肪氧化[20],使醛類物質(zhì)含量降低。
2.3.4 酮類化合物
揮發(fā)性酮類物質(zhì)是脂肪氧化的另一種產(chǎn)物,屬于羰基化合物[21],呈黃油味或果香味[22]。酮類的閾值相對(duì)較低,但高于醛類,其對(duì)雞肉的風(fēng)味幾乎沒有影響[23]。本試驗(yàn)檢測(cè)出的酮類化合物較少,由此可以斷定,酮類化合物對(duì)雞肉鮮味的影響不大[24]。常壓煮制溫度為90 ℃的雞胸肉及煮制溫度為95 ℃的雞腿肉酮類物質(zhì)含量的相對(duì)均較高,原因是在煮制過程中脂肪發(fā)生了持續(xù)的氧化作用,生成了大量的酮類化合物[20]。高壓條件下,雞腿肉和雞胸肉在保壓20 min 時(shí)酮類物質(zhì)含量的相對(duì)均較高,原因是隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng),雞肉脂肪氧化程度加大,造成大量酮類物質(zhì)累積[25]。
利用電子鼻結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行分析和鑒定不同煮制方式雞肉風(fēng)味的變化。采用GC-MS 對(duì)常壓煮制的雞肉(包括雞胸肉和雞腿肉)進(jìn)行檢測(cè),共檢測(cè)出61 種風(fēng)味揮發(fā)性物質(zhì),其中:常壓80、85、90 ℃煮制的雞胸肉分別檢測(cè)出43、49、38 種揮發(fā)性物質(zhì),85、90、95 ℃煮制的雞腿肉分別檢測(cè)出51、49、49 種揮發(fā)性物質(zhì);高壓煮制的雞肉共檢測(cè)出57 種揮發(fā)性物質(zhì),其中保壓時(shí)間為10、15、20 min 的雞胸肉分別檢測(cè)出48、42、43 種揮發(fā)性物質(zhì);保壓時(shí)間為10、15、20 min 的雞腿肉分別檢測(cè)出43、47、41種揮發(fā)性物質(zhì)。雞肉中的醛類物質(zhì)相對(duì)含量在較低溫度以及短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到最大值。常壓85 ℃煮制的雞胸肉和90 ℃煮制的雞腿肉醛類物質(zhì)的相對(duì)含量較高,分別為81.32%和88.24%;高壓煮制條件下,保壓時(shí)間為15 min 時(shí)雞肉醛類物質(zhì)的相對(duì)含量較高(雞胸肉80.47%、雞腿肉79.87%),醛類物質(zhì)中以己醛為主。常壓85 ℃煮制的雞胸肉和90 ℃煮制的雞腿肉己醛的相對(duì)含量較高,分別為61.87%和64.38%;高壓煮制條件下,保壓時(shí)間為15 min 時(shí)的雞肉己醛的相對(duì)含量較高(雞胸肉80.47%,雞腿肉79.87%)。某種風(fēng)味揮發(fā)性物質(zhì)的含量高低不能決定肉類風(fēng)味的好壞,通過常情況下,單一成分含量過高會(huì)對(duì)感官產(chǎn)生不愉快的刺激[26]。本研究為熱加工對(duì)雞肉風(fēng)味的影響提供了一定的理論依據(jù)。