杨文婷,柏霜,牛佳,罗瑞明

(宁夏大学 农学院，银川 750021)

不同杀菌方式对手抓羊肉挥发性风味物质的影响

杨文婷,柏霜,牛佳,罗瑞明*

(宁夏大学 农学院，银川 750021)

以宁夏特色小吃手抓羊肉为对象，采用顶空固相微萃取(SPME)和气相色谱-质谱法(GC-MS)检测手抓羊肉中挥发性风味物质的种类和含量，并进行主成分分析和聚类分析。结果表明：未杀菌、常压低温杀菌和高温高压杀菌处理的手抓羊肉制品分别检测出48，47，51种挥发性风味物质；主成分分析可得常压低温杀菌组得分最高，其中酸类、醇类、杂环类是相关性最高的3类特征性挥发性物质，高温高压组得分最低。聚类分析可将对照组和常压低温杀菌组聚为一类，高温高压杀菌组自为一类；当标度为5时，可将8类挥发性成分聚为两类，即酸类、酮类、醚类、醇类、醛类、酯类、杂环类聚为一类，烃类自为一类。

手抓羊肉；常压低温杀菌；高温高压杀菌；挥发性风味物质；气相色谱-质谱法(GC-MS)

手抓羊肉是宁夏当地回族特色的小吃，过去都是在街道上以小摊形式售卖， 顾客都是手抓来品尝，因此命名为“手抓羊肉”[1]。手抓羊肉因其风味独特，肉质地柔嫩，营养丰富，受到广大购买者的追捧，许多到访宁夏的阿拉伯国家和穆斯林地区客人对手抓羊肉赞不绝口。

目前，大多肉品企业在生产肉制品的过程中，为了延长肉制品的货架期，通常会选择高温高压的杀菌方式进行杀菌，同时会添加许多防腐剂来延长货架期。但是这种做法虽然达到了延长保质期的目的，但破坏了肉制品的组织结构以及风味物质，失去了其原有的口感与风味；同时，化学防腐剂原本对人体会带来不利的影响，也会影响肉制品的风味。王明等[2]以熟肉制品为对象，研究不同杀菌方式对熟肉制品感官质量、质构特性和挥发性风味物质的影响，结果表明：熟肉制品经低温杀菌处理可获得较好的感官品质，高温杀菌显著降低熟肉制品的质构特性，且对其感官品质造成一定程度的破坏；孙承锋等[3]探讨不同二次热杀菌方式对烧肉的挥发性风味物质的影响，结果表明：从不同杀菌方式处理的烧肉样品中共检出60 种挥发性物质，经过二次热杀菌之后挥发性物质的总峰面积与对照组相比都明显降低，主成分分析得出：未杀菌样品综合得分最高，酮类、杂环类、烃类对其贡献显著，110 ℃杀菌组综合得分最低。

本实验以宁夏滩羊肉为原料制成清真手抓羊肉，并采用顶空固相微萃取(SPME)和气相色谱-质谱法(GC-MS)检测常压低温杀菌、高温高压杀菌及未经二次杀菌的手抓羊肉样品中挥发性风味物质的种类和含量，对其做了比较，并对各种风味物质进行主成分分析和聚类分析，以期为手抓羊肉制品稳定产品风味、改进生产工艺提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

滩羊肉(4月龄)：购置于宁夏盐池县大夏牧场清真食品有限公司；食盐、大葱、生姜、大料：购置于宁夏回族自治区银川市新百超市宁阳店。

1.2 仪器

65 μm PDMS/DVB萃取头，QP2010型气相色谱-质谱联用仪 日本岛津公司；JJ-2(2003-61)型高速组织捣碎机 江苏金坛市亿通电子有限公司；HH.SY21-Ni6-C型恒温水浴锅 北京长源实验设备厂；HPP.L3-600/2型超高压设备 天津华泰森淼有限公司；SF-100CZ型超净工作台 深圳市云峰净化技术有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 手抓羊肉加工工艺

对照组：原料肉→分割→预煮(撇沫)→蒸煮→冷却→减菌真空包装→成品→0～5 ℃贮藏。

常压低温杀菌组：原料肉→分割→预煮→蒸煮→冷却→减菌真空包装→常压低温杀菌(80 ℃，0.101 MPa,30 min)→成品→0～5 ℃贮藏。

高温高压杀菌组：原料肉→分割→预煮→蒸煮→冷却→减菌真空包装→高温高压杀菌(121 ℃，0.15 MPa，保持30 min)→成品→0～5 ℃贮藏。

1.3.2 挥发性风味物质的提取

样品预处理：将手抓羊肉样品放入高速组织捣碎机中制成糜状，待用。

固相微萃取：采用丁晔等[4]的方法进行上样。

1.3.3 挥发性风味物质的检测

气谱条件：采用丁晔等的方法进行温度的控制。

质谱条件：色谱-质谱接口温度250 ℃，谱库NIST05a.L。质谱质量扫描范围为20～450 amu。

1.3.4 挥发性风味成分的定性定量

采用GC-MS进行分离分析和定性。通过比较挥发性风味成分的质谱数据与计算机标准谱图库NIST 05a.L中的数据，与标准成分的出峰时间以及与以前文献报道过的成分相对照。采用内标法定量，测定内标物和各成分的峰面积和相对响应值，计算出各组分在样品中的含量[5]。

1.3.5 挥发性风味物质的主成分分析

将不同杀菌条件处理后的手抓羊肉样品进行固相微萃取，提取香气成分，再进行GC-MS分析。 采用SPSS 19.0软件对不同杀菌条件处理的手抓羊肉的各种成分进行主成分分析，具体步骤参照顾赛麒等的方法。

1.3.6 挥发性风味物质的聚类分析

采用SPSS 19.0 软件对不同杀菌方式中各类物质进行聚类分析，具体步骤参照顾赛麒等的方法。

1.3.7 数据处理

所有试验数据用Origin 8.0进行绘图，数据分析操作在SPSS 19.0软件中完成。

2 结果与讨论

2.1 不同杀菌方式的手抓羊肉挥发性成分分析

采用SPME与GC-MS联用，分析手抓羊肉中的挥发性风味物质，得到总离子流图，见图1～图3。

图1 未经二次杀菌处理手抓羊肉挥发性风味成分质谱总离子流图

由图1可知，实验得出未经二次杀菌处理的手抓羊肉的挥发性风味物质成分共48种。其中烃类15种、醇类6种、醛类8种、杂环类化合物1种、酯类7种、酮类6种、酸类3种、醚类2种。从含量分布来看，烷烯烃类含量最高，为34.89%；其次为酯类、醛类、酮类、酸类、醚类、醇类、杂环类化合物的含量，分别为17.77%，11.64%，9.51%，9.14%，7.74%，7.35%，1.01%。

图2 常压低温杀菌处理手抓羊肉挥发性风味成分质谱总离子流图

由图2可知，实验得出常压低温杀菌处理手抓羊肉挥发性风味成分共47种。其中烃类14种、醇类7种、醛类7种、杂环类化合物2种、酯类6种、酮类6种、酸类3种、醚类2种。从含量分布来看，烷烯烃类含量最高，为33.78%；其次为酯类、醛类、酮类、酸类、醚类、醇类、杂环类化合物的含量，分别为17.57%，12.64%，9.71%，8.94%，7.64%，7.42%，1.21%。

图3 高温高压杀菌处理手抓羊肉挥发性风味成分质谱总离子流图

由图3 可知，实验得出高温高压杀菌处理手抓羊肉挥发性风味成分共51种。其中烃类12种、醇类8种、醛类9种、杂环类化合物5种、酯类7种、酮类5种、酸类3种、醚类2种。从含量分布来看，烷烯烃类、醇类、醛类、酯类物质较多，分别为26.97%，14.32%，14.83%，13.37；其次为酸类、酮类、醚类、杂环类化合物的含量分别为9.55%，8.12%，7.62%，3.69%。

2.2 不同杀菌方式对手抓羊肉风味物质的影响

挥发性风味成分的组成及相对含量见表1和表2。

表1 不同杀菌方式对手抓羊肉风味物质的影响

续 表

注：“-”表示未检测到该物质。

表2 不同杀菌方式手抓羊肉中挥发性成分种数及占总量的百分比

由表1可知，从不同杀菌方式的手抓羊肉样品中共检出56种挥发性物质，分别是醇类8种、酸类3种、酯类7种、醚类2种、酮类6种、醛类9种、烃类16 种及杂环类5种。3种不同处理方式手抓羊肉的挥发性风味物质共有成分为41种，其中，对照组和常压低温杀菌处理的种类较少，分别为48，47种，且每种挥发性风味物质的相对含量差异不大；而高温高压杀菌处理组的种类明显增多，达到了51种，且与对照组挥发性风味物质的相对含量有较大的差异。说明常压低温杀菌能保证手抓羊肉的原有风味物质不被破坏，从而保证手抓羊肉的“原味”。而高温高压杀菌处理组风味物质种类减少，可能是因为高温高压使得烃类物质继续裂解而形成杂环类化合物造成的，但其形成机理还有待进一步研究。

由表2可知，常压低温组的各类挥发性成分的相对含量较对照组变化不明显，而高温高压杀菌组的各类挥发性成分的相对含量发生明显的变化，烃类物质由15种减少为12种，杂环类化合物由2种增加为5种，其中醚类、酸类和酯类物质的种数及相对含量变化不大。由手抓羊肉的加工工艺及主要风味物质分析可得，不同杀菌温度会造成肉品中美拉德反应的程度不同，温度越高，反应的程度越大，存在的烃类前提物质裂解程度越大。羊肉中含双键的脂肪酸如亚油酸，氧化生成了手抓羊肉中的醛、酮、酸类等含有C=O键的化合物[6，7]，氨基酸和蛋白质在高温下，通过脱氨、脱羧，降解形成烃类、醛类等化合物[8，9]；而在美拉德反应和斯特雷克尔反应共同作用基础上，产生杂环类化合物[10]。

2.3 主成分分析

对表2中不同杀菌条件样品的各类挥发性物质进行主成分分析，结果见表3和表4。

表3 主成分特征值及方差贡献率

表4 主成分载荷矩阵及特征向量

由表 3和表 4 可知，第一主成分的累积贡献率达到 90.238%，基本可以解释原有8 个变量的绝大部分信息。第一主成分主要反映醇类、酸类、酯类、醚类、酮类、醛类及杂环类的变异信息，且与酯类、醚类、酮类呈负相关，与醇类、酸类、醛类、杂环类呈正相关。PC1的主成分的线性回归方程为：

PC1=0.371X1+0.340X2-0.372X3-0.260X4-0.364X5+0.363X6-0.372X7+0.372X8。

式中：X1，X2……X8对应的数据为8类香气成分浓度经Z-Score标准化后的数值。

将第一主成分的方差贡献率(见表3)作为权重系数α1， 建立手抓羊肉香气成分的综合评价模型S=α1×PC1，计算综合评价指标的分值S(见表5)。其中综合得分最高的为对照组，不同杀菌方式的烧肉样品综合得分排名为：对照组>常压低温杀菌组>高温高压杀菌组。

表5 不同杀菌方式处理的样品综合得分及排名

图4 主成分载荷图

由表5和图4可知，评分最高的样品点都在第一象限(右上方)，其中酸类、醇类、杂环类是相关性最高的3类特征性挥发性物质；评分次高的样品点在第四象限(右下方)，醛类是与其最为相关的特征挥发性物质；评分最低的样品位于图4的左下方区域，其中酯类、 酮类是最为相关的特征挥发性物质。由此可见，不同杀菌方式确实对手抓羊肉的风味物质有所影响，而常压低温杀菌能减少杀菌过程对手抓羊肉挥发性风味物质的影响，从而能保证手抓羊肉的风味。

2.4 聚类分析

采用SPSS 19.0软件，以类间平均距离法(Between groups-linkage)作为测量方法，以“欧氏距离”和“夹角余弦”值作为“3组不同杀菌方式”和“8类挥发性成分变量”的评价指标，对表2数据进行聚类分析，结果见图5和图6。

图5 不同杀菌方式处理样品的聚类分析图

由图5可知，对照组和常压低温杀菌组可聚为一类，高温高压杀菌组自为一类。

图6 8类挥发性成分的聚类分析图

由图6可知，当标度为5时，可将8类挥发性成分聚为2类，即酸类、酮类、醚类、醇类、醛类、酯类、杂环类聚为一类，烃类自为一类。

3 结论

采用SPME与GC-MS联用分析手抓羊肉中的挥发性风味物质，从不同杀菌方式的手抓羊肉样品中共检出56种挥发性物质，其中包括醇类8种、酸类3种、酯类7种、醚类2种、酮类6种、醛类9种、烃类16 种及杂环类5种。3种不同处理方式手抓羊肉的挥发性风味物质共有成分为41种，其中，对照组和常压低温杀菌处理的种类较少，分别为48，47种，且每种挥发性风味物质的相对含量差异不大；而高温高压杀菌处理组的种类明显增多，达到了51种，且与对照组挥发性风味物质的相对含量有较大的差异。

由图4主成分载荷图得到：评分最高的样品点都在第一象限(右上方),其中酸类、醇类、杂环类是相关性最高的3类特征性挥发性物质；评分次高的样品点在第四象限(右下方)，醛类是与其最为相关的特征挥发性物质；评分最低的样品位于图4的左下方区域，其中酯类、 酮类是最为相关的特征挥发性物质。由图5聚类分析得到：对照组和常压低温杀菌组可聚为一类，高温高压杀菌组自为一类。由图6可知，当标度为5时，可将8类挥发性成分聚为两类，即酸类、酮类、醚类、醇类、醛类、酯类、杂环类聚为一类，烃类自为一类。因此，在实际生产过程中，可以采用常压低温杀菌方法，能减少杀菌过程对手抓羊肉挥发性风味物质的影响，从而能保证手抓羊肉原有的风味。

[1]张同刚，刘敦华，周静.手抓羊肉加工工艺优化及挥发性风味物质检测[J].食品与机械，2014(2):192-196.

[2]王明，李铁志，雷激.杀菌方式对熟肉制品品质的影响[J].食品工业，2016(2):54-58.

[3]孙承锋，喻倩倩，朱亮，等.二次热杀菌对烧肉挥发性风味物质的影响[J].现代食品科技，2014，30(11)：105-110.

[4]丁晔,刘敦华,雷建刚，等.不同处理羊羔肉挥发性风味物质的比较及主成分分析[J].食品与机械,2013,29(3):16-20.

[5]顾赛麒,王锡昌,陶宁萍,等.基于主成分分析和聚类分析评价中华绒螯蟹蟹肉香气品质的研究[J].食品工业科技,2012,33(24):120-125.

[6]Straadt I K,Rasmussen M,Andersen H J, et al. Aging-induced changes in microstructure and water distribution in fresh and cooked pork in relation to water-holding capacity and cooking loss-a combined confocal laser scanning microscopy (CLSM) and low-field nuclear magnetic resonance relaxation study[J].Meat Science,2007,75(4):687-695.

[7]Javier S V, Isabel S A, Iciar M, et al. Low-field nuclear magnetic resonance of proton (1 H LF NMR) relaxometry for monitoring the time and temperature history of frozen hake (MerlucciusmerlucciusL.) muscle[J].Food and Bioprocess Technology,2015,8(10):1-9.

[8]Wang Y, Li D, Wang L J, et al. Dynamic mechanical properties of flaxseed gum based edible films[J].Carbohydrate Polymers,2011,86(2):499-504.

[9]宋永,李冲勇,马长伟，等.温和条件下的美拉德反应对干腌肉品风味的贡献[J].食品工业科技，2008,29(7):69-71.

[10]M Pérez-Juan，M Flores，F Toldrá.Effect of pork meat proteins on the binding of volatile compounds[J].Food Chemistry,2008,108(4)：1226-1233.

Effect of Different Sterilization Methods on the Volatile Flavor Compounds of Hand-grabbed Mutton

YANG Wen-ting, BAI Shuang, NIU Jia, LUO Rui-ming*

(College of Agriculture，Ningxia University，Yinchuan 750021，China)

Take Ningxia hand-grabbed mutton as research object and use headspace solid-phase microextraction (SPME) and GC-MS to detect the types and content of volatile flavor compounds, and principal component analysis and cluster analysis are used for detecting the flavor substances. The results show that with unsterilization, atmospheric low-temperature sterilization and high-temperature high-pressure sterilization,mutton products are detected to own 48,47,51 kinds of volatile flavor compounds; the principal component analysis results show that the score of atmospheric low-temperature sterilization group is the highest, acids, alcohols, heterocyclic are of the most relevant features of 3 types of volatile substances, the score of high-temperature high-pressure group is the lowest. Cluster analysis can classify control group and atmospheric low-temperature sterilization group into one group, high-temperature high-pressure sterilization is as a group; when the scale is 5, the volatile components can be grouped into two categories, acids, ketones, ethers, alcohols, aldehydes, esters, heterocyclic are clustered into one group, hydrocarbons are clustered into the other group.

hand-grabbed mutton；atmospheric low-temperature sterilization；high-temperature and high-pressure sterilization；volatile flavor compounds；GC-MS

2016-12-22 *通讯作者

国家科技支撑计划课题(2015BAD29B05)

杨文婷(1992-)，女，硕士，研究方向：畜产品贮藏与加工。

TS251.53

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.06.023

1000-9973(2017)06-0109-05