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無鴨不度秋——微壓燉煮鴨肉的風(fēng)味組學(xué)

來源:賽默飛色譜與質(zhì)譜中國 更新時(shí)間:2025-10-20 17:30:18 閱讀量:177
導(dǎo)讀:Orbitrap Exploris GC,風(fēng)味組學(xué)分析利器

關(guān)注我們,更多干貨驚喜好禮

李丕 邢江濤

我國普遍有入秋吃鴨的習(xí)俗,秋天的鴨子肥美,味甘性涼,可滋五臟潤秋燥。國人對“吃”的熱衷不僅是一日三餐果腹之需,還借“吃”表達(dá)了一種精品意識(shí),《論語·鄉(xiāng)黨》提到食不厭精,燴不厭細(xì),色惡不食,臭惡不食,失飪不食,不時(shí)不食。自古以來,國人就對食物選材、烹調(diào)、配伍乃至飲食環(huán)境都有一定要求,期望恰如其分地激發(fā)食物的風(fēng)味,從而在品嘗時(shí)獲得最大的審美愉悅和精神享受。風(fēng)味科學(xué)致力將人們對食物的主觀體驗(yàn)公平地、量化地表達(dá)為具體的化學(xué)物質(zhì),進(jìn)一步研究風(fēng)味物質(zhì)的形成、演變、關(guān)聯(lián)和差異。

微壓燉煮是一種創(chuàng)新烹飪技術(shù),在略高于大氣壓的壓力下燉煮肉制品,可縮短烹飪時(shí)間且增強(qiáng)香氣。該技術(shù)改善肉制品香氣的潛在機(jī)制尚不清楚。魯東大學(xué)的劉歡副教授首次采用風(fēng)味組學(xué)結(jié)合脂質(zhì)組學(xué)方法解析了微壓燉煮鴨肉的關(guān)鍵香氣化合物和脂質(zhì)分子,研究成果被Food Research International 期刊(SCI Q1, IF8.1)收錄,以下將簡要介紹該文章在微壓燉煮鴨肉方面的工作內(nèi)容。

(原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0963996925018186?via%3Dihub)

簡介

選取鴨腿樣品在104 kPa微壓條件下分別燉煮0、10、20、30、40和50 min,然后進(jìn)行感官品評和儀器分析。風(fēng)味組學(xué)和脂質(zhì)組學(xué)的儀器分析在Orbitrap Exploris GC240 和Orbitrap Exploris 240上進(jìn)行,本研究共鑒定到52種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),其中29種為關(guān)鍵香氣化合物(ROAVs>1),明確了(E, E)-2,4-癸二烯醛是燉煮鴨肉的唯一香氣標(biāo)志物,闡明了脂質(zhì)化合物甘油三酯(TGs)和磷脂酰膽堿(PCs)可能在香氣保留中起關(guān)鍵作用,其中含有C18酰基鏈的磷脂酰乙醇胺(PEs)和神經(jīng)酰胺(Cers)發(fā)揮主要作用。

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感官品評

由25名評估員對鴨肉樣品進(jìn)行感官評價(jià)。確定燉鴨的五種主要香氣描述符,脂肪香、青香、甜香、烤香和肉香,作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn);香氣特征以0-10的等級記錄,其中0表示完全不存在香氣特征,10表示香氣特征非常顯著。感官評定結(jié)果表明,在微壓下燉煮40 min的鴨肉香氣最為理想。燉煮40-50 min鴨肉的脂肪香和青香最為突出。生鴨主要呈現(xiàn)濃郁的脂肪香和青香,并伴有微弱的甜香。如圖1所示。

圖1.微壓燉煮不同時(shí)長的鴨肉樣品的感官評價(jià)結(jié)果

(點(diǎn)擊查看大圖)


風(fēng)味組學(xué)分析

稱取3g鴨肉樣品,加入2-甲基-3-庚酮內(nèi)標(biāo)化合物,使用Orbitrap Exploris GC240高分辨氣質(zhì)聯(lián)用儀結(jié)合TriPlus RSH Smart SPME進(jìn)樣測試。SPME萃取頭為CAR/PDMS,色譜柱為TG-WaxMS低流失質(zhì)譜柱(60m × 0.32mm × 1μm,PN: 26088-3090)。質(zhì)譜分辨率為60000(FWHM @200m/z),掃描范圍40-500m/z,電離模式EI,電離能量70eV。

01

峰定性鑒定

數(shù)據(jù)通過TraceFinder 5.1和Deconvolution 1.7進(jìn)行分析,質(zhì)量偏差設(shè)為5ppm,通過NIST 23標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫和賽默飛Flavor & Fragrance高分辨質(zhì)譜庫進(jìn)行定性檢索,并結(jié)合保留指數(shù)偏差(△RI)正交過濾。峰定性鑒定示例如圖2所示。

圖2.1 香氣化合物定性鑒定準(zhǔn)確度示例(1-己醇)

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圖2.2 香氣化合物定性鑒定及在不同樣品中的分布示例(苯乙醛)(點(diǎn)擊查看大圖)

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核查鑒定峰表,刪除一些明顯不呈現(xiàn)燉鴨香味的物質(zhì),最終生鴨和燉煮樣品中鑒定得到52個(gè)具有顯著差異的風(fēng)味物質(zhì),分為8類:醛類(18種)、醇類(16種)、酮類(6種)、含氮化合物(5種)、酯類(3種)、酸類(2種)、呋喃類(1種)和含硫化合物(1種)。如表1所示。

表1. 微壓燉煮鴨肉中識(shí)別出的香氣化合物

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02

識(shí)別影響其感官品質(zhì)的關(guān)鍵香氣化合物

燉煮40-50 min的鴨肉呈現(xiàn)出明顯的脂肪香、青香、甜香、肉香和烤香,其中脂肪香和青香最為突出。生鴨主要呈現(xiàn)濃郁的脂肪香和青香,并伴有微弱的甜味。29種關(guān)鍵香氣化合物(ROAVs大于1)包括15種醛、7種醇、2種酮、2種含氮化合物、1種含硫化合物、1種酯和1種呋喃。其中,1-辛烯-3-醇、(E, E)-2,4-癸二烯醛和壬醛對燉鴨肉中典型脂肪香和青香貢獻(xiàn)較大。

圖3. 微壓燉煮鴨肉的香氣化合物(ROAVs>1)的ROAVs值(點(diǎn)擊查看大圖)


03

表征微壓燉煮鴨肉香氣特征的動(dòng)態(tài)演變

燉煮0、10、20、30、40和50分鐘的鴨肉中分別鑒定到16、25、23、26、26和29種ROAV > 1的香氣化合物,香氣物質(zhì)累積ROAV分別為1307.42、2527.69、16551.00、23426.15、27970.32和23645.72,這表明香氣化合物的產(chǎn)生依賴于加熱時(shí)間和溫度,整體香氣強(qiáng)度在加熱初期快速上升,在加熱結(jié)束時(shí)有所下降。這一趨勢表明長時(shí)間烹飪可能導(dǎo)致香氣化合物生成并從食物基質(zhì)中釋放。

鴨肉中ROAVs最高的物質(zhì)是(E, E)-2,4-癸二烯醛、(E, E)-2,4-壬二烯醛、1-辛烯-3-醇和壬醛。此外,3-甲基丁醛、辛醛和1-庚醇在燉煮40-50分鐘的鴨肉中呈現(xiàn)較高的ROAV,這表明醛類和醇類在燉鴨濃郁的脂肪香和青香味中發(fā)揮關(guān)鍵作用。特征性的青香可能是由辛醛、壬醛和1-辛烯-3-醇等短鏈醛類和醇類含量升高所致。(E, E)-2,4-癸二烯醛等不飽和長鏈醛類是燉肉中脂肪香氣的關(guān)鍵貢獻(xiàn)化合物,呈甜香的苯乙醛可以增強(qiáng)熟肉風(fēng)味的復(fù)雜性。化合物間的相互作用形成了肉類復(fù)雜的香氣輪廓,燉鴨特有的肉香味是由多種氣味物質(zhì)的協(xié)同作用產(chǎn)生的,包括吡嗪類和含硫化合物。微壓燉煮40min的樣品TIC圖見圖4。

圖4. 微壓燉煮40min鴨肉樣品的TIC圖

(點(diǎn)擊查看大圖)

進(jìn)一步添加試驗(yàn)證實(shí),(E, E)-2,4-癸二烯醛和(E)-2-辛烯醛是導(dǎo)致燉煮50分鐘的鴨肉脂肪香氣強(qiáng)度顯著低于燉煮40分鐘鴨肉的關(guān)鍵香氣化合物,(E, E)-2,4-癸二烯醛尤為突出 (p < 0.001),這表明過度烹飪可能會(huì)降低燉鴨中香氣化合物的含量。燉鴨中初始增加的香氣主要?dú)w因于不飽和脂肪酸和脂質(zhì)的熱氧化分解,而隨后的降低是由于香氣化合物的釋放。


04

篩選潛在的香氣標(biāo)志物以區(qū)分鴨肉樣品

結(jié)合脂質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù),鑒定出5種投影重要性變量(VIP) > 1的香氣化合物,包括1-己醇(2.67)、1-辛烯-3-醇(1.75)、(E, E)-2,4-癸二烯醛(1.18)、1-戊醇(1.15)和己酸(1.01)。VIP > 1和p < 0.05是篩選區(qū)分標(biāo)志物的關(guān)鍵指標(biāo)。此外,加標(biāo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與燉煮50 min的鴨肉相比,(E, E)-2,4-癸二烯醛是唯一能夠顯著增強(qiáng)燉煮40 min 的鴨肉脂肪香氣(p < 0.001)的化合物(表3)。因此,本研究僅篩選到可以區(qū)分0~50min燉煮鴨肉的標(biāo)志物,即(E, E)-2,4-癸二烯醛。據(jù)悉,這是首次報(bào)道(E, E)-2,4-癸二烯醛作為區(qū)分燉煮肉制品的標(biāo)志物。這一觀察結(jié)果與我們最近的研究結(jié)果高度一致,即(E, E)-2,4-癸二烯醛是區(qū)分不同晾胚鴨肉的唯一關(guān)鍵香氣標(biāo)志物(Liu et al., 2025)。(E, E)-2,4-癸二烯醛是脂質(zhì)氧化產(chǎn)物,這凸顯了脂質(zhì)熱氧化是鴨肉燉煮過程中的主要化學(xué)反應(yīng)。

圖5. 香氣標(biāo)志物 (E, E)-2,4-癸二烯醛在微壓燉煮過程的動(dòng)態(tài)變化(點(diǎn)擊查看大圖)

小結(jié)



微壓燉煮鴨肉呈現(xiàn)出典型的脂肪香、青香、甜香、烤香和肉香,其中(E, E)-2,4-癸二烯醛、苯乙醛、二甲基三硫醚和2,6-二乙基吡嗪是主要貢獻(xiàn)者,解析了(E, E)-2,4-癸二烯醛是區(qū)別燉煮鴨肉的唯一香氣標(biāo)志物,明確了甘油三酯(TGs)和磷脂酰膽堿(PCs)可能在香氣保留中發(fā)揮關(guān)鍵作用,而含有C18?;湹牧字R掖及罚≒Es)和神經(jīng)酰胺(Cers)是香氣保留的重要貢獻(xiàn)物質(zhì)。

專家介紹

劉歡,博士,副教授,碩士生導(dǎo)師,中國畜產(chǎn)品加工研究會(huì)理事、青委會(huì)委員。長期從事肉品風(fēng)味與營養(yǎng)方面的研究工作,主持國家自然科學(xué)基金(面上、青年)、“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題、山東省自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目等項(xiàng)目十余項(xiàng),獲得神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)與中國商業(yè)聯(lián)合會(huì)特等獎(jiǎng)等榮譽(yù),以第一/通訊作者發(fā)表一區(qū)SCI論文27篇,以第一完成人授權(quán)專利4項(xiàng),參編專著1部,Journal of Future Foods青年編委,F(xiàn)ood Chemistry、Food Research International、食品科學(xué)等期刊審稿人。

主要著作:

1. Huan Liu*, Qianli Ma, Jiangtao Xing, Pi Li, Peng Gao, Nazimah Hamid, Zhongshuai Wang, Ping Wang, & Hansheng Gong*. Exploring the formation and retention of aroma compounds in ready-to-eat roasted pork from four thermal methods: A lipidomics and heat transfer analysis. Food Chemistry, 2024, 431, 137100.

2. Huan Liu*, Jingyu Li, Dequan Zhang, Nazimah Hamid, Dengyong Liu, Weiming Hua, Chao Du, Qianli Ma, & Hansheng Gong*. The effect of thermal times of circulating non-fried roast technique on the formation of (non)volatile compounds in roasted mutton by multi-chromatography techniques and heat transfer analysis. Food Research International, 2023, 174, 113567.

3. Huan Liu, Teng Hui, Xiaochun Zheng, Shaobo Li, Xiangru Wei, Pi Li, Dequan Zhang*, & Zhenyu Wang. Characterization of key lipids for binding and generating aroma compounds in roasted mutton by UPLC-ESI-MS/MS and Orbitrap Exploris GC. Food Chemistry, 2022, 374, 131723.

4. Huan Liu, Jianrong Ma, Teng Pan, Raheel Suleman, Zhenyu Wang*, & Dequan Zhang*. Effects of roasting by charcoal, electric, microwave and superheated steam methods on (non)volatile compounds in oyster cuts of roasted lamb. MeatScience,2021, 172, 108324.

5. Huan Liu#, Zhenyu Wang#, Dequan Zhang*, Qingwu Shen, Teng Pan, Teng Hui, & Jianrong Ma. Characterization of key aroma compounds in Beijing roasted duck by gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry, odor activity values and aroma-recombination experiments. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2019, 67(20), 5847-5856.

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