雜交豬后熟后熟生產(chǎn)過程中風味成分的變化

金華大火起源于中國浙江省金華地區(qū)。它是中國著名的當?shù)刎i品種，以金華的“兩端烏”或其混合后代的后代為原料，采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝精制而成的干腌制產(chǎn)品。與其他著名的火腿一樣，味道是其重要的品質(zhì)指數(shù)。在金華超過10個小時的生產(chǎn)過程中，肉中的蛋白質(zhì)、脂肪和其他物質(zhì)發(fā)生了酶消化系統(tǒng)或酶分解變化的變化，如銅分解、舒欣分解、脂肪水解、氧化和美德反應(yīng)。受這些反應(yīng)共同作用的影響，以及金華地區(qū)獨特的溫度和濕度變化規(guī)律的影響，協(xié)會的味道逐漸形成，形成了金華火腿獨特的味道特征。世界上大量著名火腿的味道組成被報道。100多種味道物質(zhì)已經(jīng)得到認可。不同的火腿味道是不同的。它受到原材料、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)環(huán)境、氣候條件等因素的影響。作為中國傳統(tǒng)特色果肉，金華火腿的研究相對較少。朱世凡、杜等先后對金華火腿進行了分析，但鑒定成分只有30多種，其他相關(guān)報道也很少。目前，金華火腿的生產(chǎn)仍處于傳統(tǒng)手工生產(chǎn)的狀態(tài)，產(chǎn)量難以提高，質(zhì)量保障不足。作者通過對金華火腿口感組成的分析，尤其是跟蹤口感形成的過程，優(yōu)化了傳統(tǒng)金華火腿的生產(chǎn)工藝，對金華下肢的工業(yè)化生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)作用。1材料和方法1.1制作工藝段和樣品、濕度的測定原料:雜交豬后腿6.2～6.9kg/只,在浙江省食品工業(yè)公司蘭溪金鑫火腿廠按傳統(tǒng)工藝進行生產(chǎn).簡要生產(chǎn)工藝過程如下:原料腿→修胚→攤涼→腌制→洗腿→曬腿→發(fā)酵成熟→后熟→成品原料腿經(jīng)修胚、攤涼后,按傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝腌制30d,然后經(jīng)24h的浸腿、洗刷,除去表面粘著物.經(jīng)過20d的曬腿過程152d發(fā)酵成熟,157d的后熟,完成整個生產(chǎn)過程.實驗過程中每天早、中、晚測定溫度和相對濕度.在各主要工藝步驟隨機抽取5只腿的股二頭肌作為分析樣品.股二頭肌取出后真空封口,立即于-25℃下凍藏.取樣工藝點、生產(chǎn)天數(shù)和取樣日的平均溫、濕度如表1所示.1.2風味成分的提取樣品于室溫下迅速剪成2～3mm大小的顆粒,取15.0g立即裝于萃取小瓶中,采用頂空固相微萃取(SPME)方法進行風味成分的提取.復(fù)合式Car/PDMS萃取頭(涂膜厚75μm)插入密封的萃取瓶內(nèi),萃取頭暴露在瓶內(nèi)樣品上部的頂空中,于60℃萃取40min.1.3質(zhì)譜條件及質(zhì)譜標準利用氣/質(zhì)(GC/MS)聯(lián)用儀(TraceGS,,Finnigan)進行風味成分分析.氣譜條件為:毛細管柱為DB-5MS,柱長60m,內(nèi)徑0.32mm,膜厚1μm.載氣為氦氣,進樣口溫度為250℃,平衡時間為0.25min,不分流時間為2min,柱流速為2mL/min,分流比為10∶1,采用三階段程序升溫,初始溫度為40℃并保持1min,第一升溫階段從40～130℃,升溫速率為5℃/min,第二階段從130～200℃,升溫速率為8℃/min,第三階段從200～250℃,升溫速率為12℃/min,并于250℃保留7min.質(zhì)譜條件為:離子化方式為EI,發(fā)射電流為200μA,電子能量70eV,接口溫度為250℃,離子源溫度為200℃,質(zhì)量掃描范圍為33～450,檢測電壓為350V.樣品檢索結(jié)果與MAINLIB,NISTDEMO,REPLIB,WILLEY4個標準譜庫對照進行成分鑒定,風味組分峰面積采用歸一化處理,求得各風味物質(zhì)的相對質(zhì)量分數(shù).1.4統(tǒng)計分析利用SPSS11.0軟件進行.2風味成分的主成分分析在成熟(2)的94種成分中,約有30種成分在原料中沒有檢測出.其中醛類最多,有7種,分別是2-已烯醛、2,4-壬二烯醛、2-癸烯醛、2-十一碳烯醛、2-甲基-2-丁烯醛、3-甲基-2-丁烯醛、4-乙基苯甲醛,從成分上看,主要是烯醛類物質(zhì);另外還有4種酸,2種酮,3種酯,2種呋喃,在成熟(2)中含有的所有吡嗪類物質(zhì)和含硫化合物,在原料腿中均未檢測到.從定量的風味成分總峰面積分析,在曬后工藝段之前,風味成分總峰面積變化較大,原料腿、鹽后和曬后可定量的風味成分的總峰面積分別為2.33×109、3.06×109、3.32×109.在其它工藝段風味成分總峰面積變化不大.加工過程中,各類成分的變化十分不同,烷烯烴、芳香烴的質(zhì)量分數(shù)在成熟結(jié)束達到最高值,在后熟(2)的質(zhì)量分數(shù)最低.醇類物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)從原料腿的41.64%下降到后熟(1)的9.27%,在后熟(2)又上升到13.93%.醛的質(zhì)量分數(shù)在成熟中期達到最高值47.48%,在后熟(1)和后熟(2)分別為45.55%和45.07%.酮類物質(zhì)變化表現(xiàn)出的個體差異較大,3-羥基-2-丁酮和2,3-丁二酮在原料腿中的質(zhì)量分數(shù)最高,分別是9.37%和2.06%,之后下降,到后熟(2)分別是0.34%和0.05%,其它酮類物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)表現(xiàn)出增高的趨勢.羧酸、含氧雜環(huán)化合物、含氮化合物和含硫化合物質(zhì)量分數(shù)在生產(chǎn)過程中表現(xiàn)出增大的趨勢.其它化合物的變化規(guī)律不明顯.圖1為生產(chǎn)過程風味成分的主成分分析圖.圖1(a)中風味成分的位置點顯示出風味成分十分不同的第一和第二主成分.第一主成分(Axis1)由直鏈醛組成,主要是已醛、戊醛、庚醛、辛醛和壬醛,第一主成分解釋了風味總方差的80.5%.第二主成分(Axis2)主要由5種醇(已醇、戊醇、乙醇、3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丁醇),2種酮(3-羥基-2-丁酮、2,3-丁二酮),甲苯和已烷等組成,該類主成分解釋了風味變化總方差的10.1%.圖1(b)顯示了生產(chǎn)過程各主要工藝步驟的位置點,原料腿在圖的左上角,其它工藝步驟基本集中在圖的右下角,這說明原料腿的風味主要由第二主成分貢獻,其它工藝步驟的風味主要由第一主成分貢獻.通過觀察圖1(b)中各主要生產(chǎn)步驟的位置點還可以發(fā)現(xiàn),從腌后到后熟(2)各工藝步驟的位置點比較集中,說明生產(chǎn)過程(腌制到后熟)對主體風味組成沒有產(chǎn)生很大影響,火腿風味的形成從腌制開始,第一主成分在產(chǎn)品的風味中表現(xiàn)最大.3支鏈烷烴的氧化從實驗結(jié)果可以看出,金華火腿(后熟(2))風味物質(zhì)中最多的成分是醛類物質(zhì),達到45.07%,該結(jié)果與Sabio等在研究Bayonne,Corsican,Iberian,Parma和Serrano火腿時得出的結(jié)果有一定的相似性,在Sabio等人的結(jié)果中,以上各種火腿中醛類物質(zhì)也是風味成分中最多的成分,其質(zhì)量分數(shù)達50%以上,但酸類物質(zhì)在以上火腿中沒有檢測到,這與本研究結(jié)果中金華火腿風味成分的酸質(zhì)量分數(shù)達18.39%有比較大的差異.另外本研究結(jié)果與Buscailhon等的研究結(jié)果也具有一定的可比性.但本研究結(jié)果與Du等人的研究結(jié)果具有比較大的差異,Du等人在分析金華火腿風味成分時,利用從北京市場購買的產(chǎn)品,采用吹掃捕集法(Purgeandtrapmethod,PT),僅檢測到35種化合物,其中醛質(zhì)量分數(shù)為15.11%,而烴類物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)最高為66.97%.結(jié)果之間的差異可能來自于樣品和分析方法的不同.火腿風味成分中大量的化合物來自于脂類物質(zhì)的氧化,這些由脂類物質(zhì)氧化產(chǎn)生的風味成分有直鏈的醛、烷烯烴、酮、醇和烷基呋喃.其中5個碳原子以上的直鏈醛、醇和酮是典型的脂肪氧化產(chǎn)物.風味成分中最大量的化合物已醛是ω6不飽合脂肪酸的主要降解產(chǎn)物.直鏈烷烯烴可能來自于脂肪的自動氧化,支鏈烷烴可能來自于動物體內(nèi)少量存在的支鏈脂肪酸,這些脂肪酸可能來自于動物的飼料中.2-戊基呋喃可以通過亞油酸的氧化產(chǎn)生.本研究中,從癸烷到十五烷的6種烷類化合物,從已醇到壬醇及1-戊烯3-醇、1-辛烯-3-醇、2-辛烯-1-醇和1-壬烯-4-醇共計8種醇類物質(zhì),從已醛到癸醛、從2-辛烯醛到十一碳烯醛及十六碳醛、2-已烯醛、2,4-已二烯醛、2,4-辛二烯醛、2,4-壬二烯醛在內(nèi)的14種醛,另外還有2-丁酮、2-戊酮和2-庚酮以及2-戊基呋喃可能直接來自于脂類物質(zhì)的氧化,在金華火腿(后熟(2))的風味成分中它們的總質(zhì)量分數(shù)達46.56%.有些風味物質(zhì)來自于蛋白質(zhì)、氨基酸的降解.與氨基酸降解有關(guān)的一個重要反應(yīng)為Strecher降解.Strecker降解是氨基酸脫羧、脫氨形成相應(yīng)醛的反應(yīng),它有兩個途徑,主要途徑需要有二羰基化合物參與,該二羰基化合物必須是臨位的,或是二個羰基之間由雙鍵或共扼雙鍵相連,最終產(chǎn)物是CO2、胺和相應(yīng)的醛,二羰基化合物來自于美拉德反應(yīng)和脂肪氧化的中間產(chǎn)物;另一個途徑是氨基酸經(jīng)由過氧化氫和脂質(zhì)過氧化物氧化,最終產(chǎn)物是NH3、CO2和醛.支鏈氨基酸降解產(chǎn)生支鏈羰基化合物和醇,如甲基丙醛、甲基丁醛和甲基丁醇.本研究中,在后熟(2)中僅有4-乙基環(huán)已醇一種支鏈醇被檢測到,但在原料腿中有6種支鏈醇被檢測到,其總質(zhì)量分數(shù)為14.08%,原料腿中如此多的支鏈醇可能與原料腿中的微生物生長繁殖有關(guān),因為原料腿在腌制之前自然涼攤達24h以上,此時溫度為5～9℃.含硫化合物主要是由含硫氨基酸通過Strecher降解產(chǎn)生,如蛋氨酸、胱氨酸和半胱氨酸降解可產(chǎn)生硫醇,甲硫醇氧化可生成二甲基二硫化合物,進一步反應(yīng)可生成二甲基三硫化合物和二甲基硫化物.在金華火腿(后熟(2))的風味成分中,5種支鏈醛,3種支鏈酮和4種含硫化合物可能直接來自于氨基酸的降解,這些化合物的總質(zhì)量分數(shù)為7.51%.有些化合物會有多種途徑產(chǎn)生,如一些小于6個碳原子的脂肪族化合物(如乙醇、丙酮)既可以來自于氨基酸、碳水化合物降解,也可以來自于脂肪的氧化,也有可能來自于微生物的生長代謝.3-羥基-2-丁酮、2,3-丁二酮可以來自于糖原的降解,也可能經(jīng)由微生物產(chǎn)生,3-羥基-2-丁酮也可以轉(zhuǎn)化為2,3-丁二酮.本研究中3-羥基-2-丁酮、2,3-丁二酮在原料腿中的質(zhì)量分數(shù)十分高,如此高的質(zhì)量分數(shù)可能與微生物的生長繁殖有關(guān),因為原料腿腌制之前的自然條件下長時間攤涼,給微生物的生長繁殖創(chuàng)造了條件.在微生物生成2,3-丁二酮的同時,也能產(chǎn)生其還原酶,使其還原為2,3-丁二醇,這可能是金華火腿生產(chǎn)過程中3-羥基-2-丁酮、2,3-丁二酮質(zhì)量分數(shù)不斷降低,而2,3-丁二醇含量不斷升高的原因.甲苯可能來自于芳香族氨基酸的降解,苯類化合物也可能來自于飼料,另外檸檬烯也可能來自于飼料,這些成分都能在動物活體內(nèi)積累.羧酸可以來自于中性脂肪和磷脂的降解和氨基酸脫氨反應(yīng)或來自于微生物的生長繁殖.在金華火腿生產(chǎn)過程中,原料腿自然涼攤的時間很長,會有微生物生長繁殖,另外成熟過程中有大量的霉菌在火腿表面生長,這可能是金華火腿風味成分中酸質(zhì)量分數(shù)高的重要原因.2,6-二甲基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪和三甲基吡嗪在原料腿中均未發(fā)現(xiàn),生產(chǎn)過程中其質(zhì)量分數(shù)升高的趨勢說明這些化合物在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生.通常而言,吡嗪是典型的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物,高溫蒸煮時該反應(yīng)十分明顯.雖然在火腿生產(chǎn)過程中的溫度相對較低,但美拉德反應(yīng)也可以在較低的速率下進行,并且產(chǎn)品腌制之后相對較低的水分活度會有利于該反應(yīng)的發(fā)生,長時間的生產(chǎn)過程也為該反應(yīng)的進行創(chuàng)造了條件.但因反應(yīng)溫度低,故只有少量吡嗪類物質(zhì)產(chǎn)生.美拉德反應(yīng)過程中會產(chǎn)生許多中間產(chǎn)物,中間產(chǎn)物的進一步作用會產(chǎn)生大量的風味物質(zhì),包括吡啶、噻唑、唑,這些化合物在本實驗結(jié)果中均檢測到,但數(shù)種和質(zhì)量分數(shù)都相對較低,變化規(guī)律也不明確.酯類物質(zhì)的產(chǎn)生來自于酸和醇之間的酯化作用,本研究結(jié)果中酯的質(zhì)量分數(shù)較少,在成熟(2)中為1.21%.本實驗結(jié)果中,除后熟(2)外,其它工藝步驟的含氯化合物質(zhì)量分數(shù)都相對較高.含氯化合物可能來自于樣品的包裝材料或動物體內(nèi)的農(nóng)、獸藥殘留,也可能來自于實驗時所用的手套.從第一和第二主成分的組成可以看出,金華火腿風味物質(zhì)的第一主成分來自于脂肪的變化,第二主成分中的戊醇、已醇和已烷可能來自于脂肪,其它化合物可能來自于氨基酸的降解和微生物的作用.影響脂肪、氨基酸和微生物變化的因素不相同,因此通過原料和生產(chǎn)工藝條件的控制可以達到控制火腿風味形成的目的.對于金華水腿風味的形成,脂肪變化的控制是最主要的.4風味成分的組成風味是火腿最主要的品質(zhì)指標,而風味形成的調(diào)控更為人們所關(guān)注.金華火腿的風味成分可歸類為:烷烯烴、芳香烴、醇、醛、酮、酸、酯、含氧雜環(huán)化合物、含氮化合物、含硫化合物、含氯化合物、酰胺和萜烯類物質(zhì),其生產(chǎn)過程中的變化規(guī)律不同,形成途徑也很復(fù)雜.在金華火腿終產(chǎn)品(后熟(2))的風味組成中,醛類物質(zhì)含量最多,其次是酸類物質(zhì)和醇.主成分分析顯示,第一主成分主要由5種直鏈醛組成,第二主成分主要由5種直鏈和支鏈醇、2種酮及甲苯和已烷等組成,它們可以分別經(jīng)由脂肪、氨基酸和微生物的變化產(chǎn)生.其中脂類物質(zhì)是最主要的風味物質(zhì)前體,控制脂類物質(zhì)的變化是調(diào)控火腿風味形成的重要途徑.生產(chǎn)過程中,各主要工藝步驟風味成分的組成如表2所示.實驗中可定性定量的成分總計為137種,其中原料和鹽后檢測出89種,曬后檢測出90種、成熟中期和成熟結(jié)束分別檢測出91和96種,后熟(1)及后熟(2)分別檢測出93種和94種.這些成分可歸類為:烷烯烴、芳香烴、醇、醛、酮、酸、酯、含氧雜環(huán)化合物、含氮化合物、含硫化合物、含氯化合物、酰胺