鸡肉因肉质细嫩、低胆固醇、低脂肪而深受大众喜爱。生肉没有香味,肉在烹饪加工过程中,主要组分脂肪酸和氨基酸发生变化,由此带来营养指标的变化,同时形成人们喜好的香味。例如,研究表明牛肉、猪肉、鸡肉烤制后饱和脂肪酸含量均增加,煮制后必需氨基酸含量均增加[1]。早期研究人员采用气相色谱-质谱 (gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)分析肉的挥发性风味组成,虽然鉴定出大量的醛类、酮类、醇类、酸类、酯类、烃类化合物[2-5],但在被检测出的众多挥发性成分中,只有少数具有香气活性的物质对总体香气有贡献,大多数挥发性物质对香气并没有贡献。

随着研究手段的丰富,气相色谱-嗅闻(gas chromatography-olfactometry,GC-O)分析成为筛选食品香气成分的有效方法。GC-O分析中常采用频率法、时间-强度法、芳香提取物稀释分析法(aroma extract dilution analysis,AEDA)进行检测[6]。频率法是由多位评价员嗅闻分析同一样品,统计嗅闻的每种气味或化合物的频率;时间-强度法是随保留时间记录嗅闻的每种气味的强度;芳香提取物稀释分析法是将提取物逐级稀释进行GC-O分析,化合物被嗅闻到的最高稀释倍数记为稀释因子。在3种检测方法中,化合物被检出的频率越高、强度越大或稀释因子越大,则表明其为气味强势化合物,并很有可能对食品的总体香气贡献大[7-9]。对GC-O筛选出的气味强势化合物,计算其气味活性值(odor activity value,OAV)[8],若化合物的OAV≥1,一般认为该化合物是关键香气成分。如Cannon等[10]使用GC-O分析,在炸鸡腿中鉴定出噻吩甲醛类化合物。Fan等[8]通过GC-O分析结合OAV计算,得出乙偶姻、二甲基二硫醚、己醛、2-甲基-3-呋喃硫醇、庚醛、3-甲硫基丙醛等22种化合物为北京油鸡炖煮肉汤的关键香气化合物。油炸鸡翅为消费者非常喜爱的食品,虽然已有文献报道过油炸鸡翅的香气成分,但研究结果仍以GC-MS分析挥发性化合物为主[11-12]。

本研究拟通过测定脂肪酸、氨基酸组成,评价鸡翅油炸前后营养指标变化;采用溶剂辅助蒸发(solvent-assisted flavor evaporation,SAFE)结合GC-MS和GC-O,及计算OAV的方法,分析鉴定油炸鸡翅的关键香气成分。希望研究结果可为鸡肉的烹饪加工及鸡肉香精的研制提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鸡翅中(白羽鸡),北京华都肉鸡食品有限公司;棕榈超级液油,天津市聚龙粮油有限公司;面粉,北京特味浓生物技术开发有限公司。

C5～C29正构烷烃(色谱纯)、二氯甲烷(色谱纯)、无水硫酸钠(分析纯),国药集团北京化学试剂有限公司;13种脂肪酸甲酯标准品,上海安谱实验科技股份有限公司;17种氨基酸混合标准品、二甲基二硫醚(质量分数为95%,以下标准品括号内均为质量分数)、4-甲基噻唑(95%)、2-甲基-3-呋喃硫醇(98%)、3-甲硫基丙醛(98%)、2-乙酰基噻唑(95%)、苯并噻唑(99%)、双(2-甲基-3-呋喃基)二硫(95%)、4-甲基-5-噻唑乙醇(98%)、2-甲基-吡嗪(95%)、2,5-二甲基-吡嗪(95%)、2-乙基-吡嗪(95%)、2-乙基-3,5-二甲基-吡嗪(95%)、2-乙酰基-吡嗪(99%)、2-戊基呋喃(95%)、糠醛(98%)、麦芽酚(99%)、己醛(98%)、庚醛(98%)、辛醛(98%)、(E)-2-庚烯醛(95%)、(E,E)-2,4-庚二烯醛(98%)、癸醛(95%)、苯甲醛(98%)、(E)-2-壬烯醛(98%)、苯乙醛(95%)、(E)-2-癸烯醛(98%)、(E,E)-2,4-壬二烯醛(98%)、(E)-2-十一烯醛(98%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(98%)、乙偶姻(95%)、1-辛烯-3-酮(95%)、苯甲醇(95%)、己酸(98%)、辛酸(98%)、壬酸(98%)、γ-丁内酯(99%)、柠檬烯(95%)、N-(叔丁基二甲硅烷基)-N-甲基三氟乙酰胺,分析纯,北京百灵威科技有限公司;壬醛,分析纯,美国Sigma公司。

1.2 仪器与设备

SAFE装置,莘县玻璃仪器有限公司;九阳电磁炉,杭州九阳生活电器有限公司;7890A-5975C 型气相色谱-质谱联用仪、7890A 型气相色谱仪,美国 Agilent 公司;气味嗅闻仪,美国DATU Inc公司;N-EVAP-12型氮吹仪,美国Organomation Associates 公司;KQ-500DE型数控超声波清洗器,昆山市超声仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 油炸鸡翅的制备

鸡翅室温下缓慢解冻,清洗干净,均匀裹上面粉。锅中倒入适量棕榈油,控制油温143～163 ℃,炸15 min取出,使用数字探头温度计测量肉的中心温度最高为75 ℃。冷却,去除包裹的面层、鸡皮、骨和结缔组织,取鸡翅的肉进行分析。

1.3.2 脂肪酸组成分析

脂肪提取。取生鸡翅或炸制后鸡翅的肉,使用绞肉机搅碎。称取6 g加入20 mL二氯甲烷和甲醇的混合溶液[V(二氯甲烷)∶V(甲醇)=2∶1],25 ℃超声提取15 min,滤出提取液。重复以上提取操作4次,合并4次的提取液,旋转蒸发去除溶剂,得到脂肪样品。

脂肪酸衍生化。参考GB 5009.168—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪酸的测定》测定脂肪酸组成。向脂肪样品中加入2 mL内标十三烷酸甲酯(5 mg/mL),加入4 mL异辛烷和100 μL氢氧化钾-甲醇溶液(2 mol/L),猛烈振摇溶解。再加入1 g硫酸氢钠,猛烈振摇,静置,取上清液进行GC-MS分析。

GC-MS分析条件。HP-5型色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),起始温度100 ℃,保持5 min;以4 ℃/min升至300 ℃;载气He,流速1 mL/min;进样口温度250 ℃,进样1 μL;分流比20∶1。电子轰击离子源,能量70 eV,离子源温度230 ℃,辅助加热线温度250 ℃,四极杆温度150 ℃,全扫描模式,扫描质量范围30～450 u。

1.3.3 氨基酸组成分析

盐酸水解。取生鸡翅或炸制后鸡翅的肉,使用绞肉机搅碎。称取0.5 g加入耐压瓶中,加入 25 mL 6 mol/L盐酸水溶液,加入内标L-正缬氨酸100 μL(质量浓度1 mg/mL,溶于0.1 mol/L HCl水溶液),在110 ℃下水解24 h,过滤,取液体,用去离子水定容至50 mL,即为氨基酸提取液。

氨基酸衍生化。参照文献[13]的方法进行氨基酸衍生。取100 μL氨基酸提取液,加入玻璃小瓶中,氮气吹干,加入100 μL乙腈和100 μL N-(叔丁基二甲硅烷基)-N-甲基三氟乙酰胺混合均匀, 加盖密封,在烘箱中78 ℃下反应35 min。冷却至室温,进行GC-MS分析。

GC-MS分析条件。HP-5型色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),起始温度80 ℃,保持1 min;以 20 ℃/min 升到140 ℃,再以3.5 ℃/min升到 290 ℃,保持15 min;载气He,流速1.2 mL/min;进样口温度 280 ℃,进样量1 μL;不分流。电子轰击离子源,能量 70 eV,离子源温度230 ℃,四极杆温度为150 ℃,辅助加热线温度250 ℃,溶剂延迟8 min,选择离子扫描模式检测,氨基酸定性定量分析的扫描离子见表1。

氨基酸含量计算方法。将氨基酸混合标准溶液使用0.1 mol/L HCl系列稀释后进行衍生、GC-MS分析,纵坐标(y)为各氨基酸与内标的峰面积之比,横坐标(x,μg/mL) 为各氨基酸的质量浓度,17种氨基酸的标准曲线回归方程,见表2。由表2可知,方程的相关系数R2均达到0.99以上,表明17种氨基酸标准曲线的线性关系良好。

1.3.4 关键香气成分分析

1.3.4.1 挥发性风味物质的提取

将炸鸡翅的肉切成0.1 cm见方小块。称取165 g置于1 L圆底烧瓶中,加入1 μL内标邻二氯苯的二氯甲烷溶液[ρ(邻二氯苯)=1 mg/mL],均匀混合,分别用450 mL二氯甲烷萃取3次,合并萃取液,进行SAFE处理。

SAFE装置的超级恒温水槽和蒸馏头夹层回流水温度为35 ℃,采用液氮进行冷却,小心滴入样品,使整个过程保持系统内压力约为1×10-5 Pa。收集蒸馏液,无水硫酸钠干燥,Vigreux柱浓缩至2 mL,再氮吹至0.5 mL,待GC-MS和GC-O分析。

1.3.4.2 挥发性风味物质的气-质联机分析

气相条件:DB-Wax色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),起始柱温35 ℃,4 ℃/min升至120 ℃,然后6 ℃/min升至200 ℃,再以8 ℃/min升至220 ℃;溶剂延迟4 min;载气为He,流速1 mL/min;进样口温度250 ℃,进样1 μL。

质谱条件:电子轰击离子源,能量70 eV,离子源温度230 ℃,四极杆温度为150 ℃,质量扫描范围30～450 u,全扫描模式,辅助加热线温度250 ℃。

按式(1)方法计算挥发性风味化合物含量,并以平均值±标准差表示,取两个样品的均值。

(1)

式(1)中,mi为化合物的质量比,ng/g;Ai为化合物的峰面积;A0为内标的峰面积;m0为内标的质量,ng;m为所用炸鸡翅的肉的质量,g。

在相同GC-MS条件下进样C5～C29正构烷烃,按式(2)计算保留指数(retention index,RI)。

(2)

式(2)中,tn和tn+1分别为碳数为n、n+1正构烷烃的保留时间;ti是出峰在n和n+1的正构烷之间的化合物的保留时间。

1.3.4.3 GC-O分析香气活性成分

GC-O分析装置由7890A型GC仪和气味嗅闻仪构成,色谱柱为DB-WAX(30 m×0.25 mm×0.25 μm),起始柱温40 ℃,5 ℃/min升至230 ℃;载气为氮气,流速1 mL/min,进样口温度250 ℃,不分流模式,进样1 μL。

采用频率检测法。由7名成员组成评价小组,每人嗅闻2次,共嗅闻14次。每位评价员记录嗅闻的气味及保留时间。为避免嗅觉疲劳,每名成员的2次嗅闻保持一定的时间间隔。操作同1.3.4.2节,在相同条件下进样C5～C29正构烷烃,计算保留指数。嗅闻的频率表示为NIF(nasal impact frequency)值[14],NIF值越大表示该化合物对样品整体香气贡献越大,NIF值计算见式(3)。

(3)

式(3)中,Nt为某化合物被嗅闻到的总次数;n为样品GC-O分析的总次数,n=14。

1.3.4.4 OAV计算

OAV(odor activity value)是每种化合物的质量比(质量浓度)与其气味阈值之比。当OAV大于等于1时,认为该化合物是关键香气成分。OAV的计算公式见式(4)。

(4)

式(4)中,wi是油炸鸡翅中挥发性风味化合物的质量比,OTi是该气味化合物水中的气味阈值。本研究中使用的气味化合物的阈值取自文献[15]。

1.4 数据处理

使用软件 Microsoft Excel 2016进行数据分析和处理,以“平均值±标准偏差”表示。GC-MS 分析通过检索NIST 11 数据库、核对保留指数、进样标品鉴定化合物。GC-O 分析基于GC-MS 分析结果、嗅闻的保留指数、气味特征及标准品鉴定化合物。

2 结果与分析

2.1 油炸前后脂肪酸组成变化

油炸过程中,油渗透到肉中的同时,也伴随着肉中汁水的流出,引起肉中脂肪含量的升高。本研究根据从生鸡翅和炸鸡翅肉中提取的脂肪样品质量,计算出生鸡翅肉中脂肪质量分数为1.69%±0.04%,油炸后升高到3.45%±0.17%。鸡翅油炸前后肉中的脂肪酸分析结果见表3。

由表3可知,生鸡翅肉中主要脂肪酸是棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸,多不饱和脂肪酸占35.34%,单不饱和脂肪酸占28.21%,饱和脂肪酸占36.44%。鸡肉的脂肪酸组成与鸡的品种有关[16],本研究结果与Fan等[8]分析白羽鸡胸肉和孔凡虎等[17]分析白羽鸡腿肉的脂肪酸组成分析结果类似。由于油炸后肉的脂肪含量升高,造成油炸后鸡翅肉中的脂肪酸总量大幅增加[18]。与本研究结果一致,Pawar等[19]将鸡肉裹粉油炸后肉的脂肪酸含量也上升,且油炸周期越长,脂肪酸含量增加幅度越大。

脂肪酸在人体中具有供能、储能、合成人体所需各种物质原料的作用。不饱和脂肪酸是人体不可缺少的营养物质,其中油酸和亚油酸具有调节血脂、降低胆固醇、抑制血栓形成等作用。Juarez等[20]采用橄榄油煎水牛肉、Ge等[1]采用菜籽油炸鸡腿肉,油炸后肉中不饱和脂肪酸的占比均明显升高。棕榈油有较好的油炸稳定性,是常用的工业油炸用油,本研究采用棕榈油作为油炸油,油炸后不饱和脂肪酸占比虽稍有增加,但增加较少,这可能与棕榈油中不饱和脂肪酸含量比橄榄油、菜籽油低有关。

2.2 油炸前后氨基酸组成变化

鸡翅油炸前后肉中的氨基酸组成分析结果见表4。由表4可知,生的鸡翅肉中含量最多的氨基酸为谷氨酸,其次为亮氨酸、苯丙氨酸、天冬氨酸、精氨酸。鸡翅油炸后,多数氨基酸的含量升高,氨基酸总量(total amino acids,TAA)也升高,这主要与油炸过程失水使肉的蛋白质含量升高有关[21]。Kim等[22]报道,经油炸后鸡翅中总氨基酸含量上升了2.50 g/100 g,与本研究结果一致。表4中有的氨基酸(如半胱氨酸),在油炸后含量下降,这可能与油炸过程中该氨基酸随汁液流失或其发生降解反应有关[23]。Wilkinson等[24]报道煮后猪肉的组氨酸和丙氨酸含量明显降低,是因组氨酸和丙氨酸存在于水溶性的小肽中,水溶性的肽在水煮时随汁液流失造成。Ge等[1]报道油炸后鸡腿肉中各个氨基酸含量均降低,这可能与炸制过程中未包裹面粉,汁液流失多或肉吸油多造成肉的蛋白质含量下降,以及肉在油的高温下直接炸制时氨基酸发生降解程度高有关。

氨基酸具有维持人体正常新陈代谢、调节生理功能的作用,是人体第一营养要素。氨基酸的种类和含量是评价肉营养品质的指标之一,必需氨基酸(essential amino acids,EAA)为人体中必不可少而自身又不能合成的营养物质,必须从食物中补充;非必需氨基酸(non-essential amino acids,NEAA)可以在人体内合成,作为营养源不需要从外部补充。EAA的比例、种类和数量对蛋白质的营养价值具有极大影响。表4中油炸后鸡翅的EAA/TAA和EAA/NEAA值显著增高(P<0.05),分别达到43.23%和76.16%,高于FAO/WHO理想蛋白质推荐标准(40%和60%),表明本研究鸡翅油炸后营养指标得到提高。

2.3 挥发性风味物质分析结果

采用SAFE对油炸后鸡翅肉中的挥发性风味物质进行提取,GC-MS和GC-O分析结果见表5。根据表5结果绘制GC-MS和GC-O分析鉴定化合物的比较图,见图1。由表5可知,共鉴定出83种挥发性风味物质,其中GC-MS鉴定出80种,GC-O鉴定出51种,包括含硫化合物、含氮杂环化合物、含氧杂环化合物、醛类、酮类、醇类、酸类、酯类、烷烃以及其他类。表5中GC-O鉴定出的少数化合物(2-甲基-3-呋喃硫醇等)GC-MS全扫描时未鉴定出(表5定性方法中未标MS),但通过提取离子可发现其存在,这是由于色谱分离时,这些化合物与其他化合物共流出造成的。

含硫化合物是构成肉香味的典型化合物[25],共鉴定出8种。其中GC-MS检测到5种,3-甲硫基丙醛的含量最高,4-甲基噻唑次之;GC-O检测到8种,NIF值高的为3-甲硫基丙醛(93%)、2-乙酰基噻唑(86%)、4-甲基噻唑(78%)、双(2-甲基-3-呋喃基)二硫(71%)。其中,3-甲硫基丙醛产生于蛋氨酸Strecker降解反应,2-乙酰基噻唑、4-甲基噻唑、双(2-甲基-3-呋喃基)二硫来源于半胱氨酸与核糖的美拉德反应[26]。

Silva等[4]通过顶空固相微萃取法(headspace solid-phase microextraction,HS-SPME)结合GC-MS分析炸干腌后的鸡胸肉的挥发性化合物,及Takakura等[26]通过AEDA/GC-O分析从鸡汤萃取物中均曾鉴定出3-甲硫基丙醛。张宁等[27]采用同时蒸馏萃取(simultaneous distillation and extraction,SDE)结合GC-MS在肯德基吮指原味鸡中也曾鉴定出2-乙酰基噻唑。Fan等[8]采用AEDA/GC-O分析在北京油鸡炖煮肉汤中也曾鉴定出3-甲硫基丙醛、2-乙酰基噻唑、4-甲基噻唑、双(2-甲基-3-呋喃基)二硫等香气化合物,与本实验结果一致。

含氮杂环化合物具有烤香香气特征,共鉴定出16种,主要为吡嗪类化合物[28]。其中GC-MS 检测到16种,以2-甲基-吡嗪含量最高,其次为2,3,5-三甲基-吡嗪。美拉德反应中两分子α-氨基酮类化合物发生缩合反应可形成吡嗪类化合物[29]。GC-O检测到11种,NIF值高的为2,5-二甲基-吡嗪(100%)、3-乙基-2,5-二甲基-吡嗪(93%)、吡嗪(71%)、2-乙基-3,5-二甲基-吡嗪(71%)、2-哌啶酮(71%)、2-甲基-吡嗪(57%)、2-乙基-吡嗪(57%)、2,3,5-三甲基-吡嗪(57%)、2-乙烯基-吡嗪(57%)。Tang等[2]采用GC-MS从炸鸡胸肉中鉴定出2-甲基-吡嗪、2,5-二甲基-吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基-吡嗪。Cao等[5]采用HS-SPME/GC-MS在炸鸡肉中鉴定出了2-乙基-3,5-二甲基-吡嗪等多个烷基吡嗪类化合物。另外,Silva等[4]通过HS-SPME分析炸干腌鸡胸肉、张宁等[27]在肯德基吮指原味鸡(SDE分析法)中也鉴定出2-甲基-吡嗪。

含氧杂环化合物共鉴定出4种,其中GC-MS检测到4种,麦芽酚的含量最高,其次是糠醛;GC-O检测到3种,NIF值高的包括麦芽酚(78%),糠醛(71%),2-戊基呋喃(64%)。段艳等[30]采用SAFE/GC-MS/GC-O频率法在德州扒鸡中曾分析鉴定出麦芽酚、2-戊基呋喃。采用HS-SPME/GC-MS,Cao等[5]在炸鸡胸肉、Qi等[31]在炖黄羽母鸡汤中曾鉴定出2-戊基呋喃。Chang等[32]曾采用HS-SPME/GC-MS在糖熏三黄鸡的鸡胸肉以及鸡皮中检测到糠醛。2-戊基呋喃一般来源于亚油酸的氧化降解,糠醛可由美拉德反应中的戊糖脱水环化生成[29]。

醛类化合物为鸡肉的主体香气物质[28],共鉴定出19种。GC-MS检测到19种,含量最高的为己醛、其次为(E,E)-2,4-癸二烯醛。GC-O检测到17种,NIF值最高的为己醛(100%),其次为2-甲基丁醛(93%)、(E)-2-壬烯醛(93%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(93%)、苯乙醛(86%)、辛醛(79%)、(E,E)-2,4-庚二烯醛(79%)、癸醛(79%)、(E)-2-癸烯醛(79%)、苯甲醛(71%)、(E)-2-庚烯醛(64%)。己醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛等脂肪醛和苯甲醛主要来源于脂质氧化反应,其中己醛和(E)-2-壬烯醛来源于亚油酸氧化降解,而2-甲基丁醛为支链醛,来源于异亮氨酸的Strecker降解反应[33]。Silva等[4]采用GC-MS分析炸干腌后的鸡胸肉时,检测出2-甲基丁醛、己醛、辛醛、(E)-2-庚烯醛、癸醛、苯甲醛、(E)-2-壬烯醛、苯乙醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛等挥发性化合物。Apriyantono和Indrawaty[34]SDE/GC-MS分析炸鸡胸肉(家鸡和肉鸡),鉴定出(E,E)-2,4-庚二烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、苯甲醛等醛类化合物。张逸君等[12]、Duan等[35]采用SAFE/GC-MS法分析道口烧鸡、德州烧鸡,鉴定出己醛、苯甲醛、(E)-2-癸烯醛、(E)-2-庚烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛等化合物。

酮类化合物共鉴定出10种,其中GC-MS 检测到10种,2-丁酮含量最高,乙偶姻次之;GC-O检测到3种,2-丁酮、1-辛烯-3-酮的NIF值高,均为71%。其中2-丁酮在炸鸡胸肉[2]、炖煮武定鸡肉[36]中也曾分析鉴定出,乙偶姻曾在肯德基吮指原味鸡中GC-MS鉴定出[27]。Gasior等[37]通过SAFE/AEDA/GC-O分析烤白鹅腿、Brunton等[38]通过SPME/AEDA/GC-O分析火鸡鸡胸肉,均检测出1-辛烯-3-酮,并确定其对特征香气的形成起关键作用。2-丁酮、1-辛烯-3-酮来源于脂质氧化反应,其中1-辛烯-3-酮由1-辛烯-3-醇氧化而来,而1-辛烯-3-醇可由n-3、n-6多不饱和脂肪酸的氧化降解产生[39-40],乙偶姻主要来源于美拉德反应过程中的糖降解反应[23]。

醇类物质共鉴定出4种,其中GC-MS检测出4种,1-十六醇含量最高,苯甲醇次之;GC-O仅检测到苯甲醇且NIF值较低(21%)。Apriyantono和Indrawaty[34]通过SDE/GC-MS分析在炸鸡胸肉中也曾鉴定出1-十六醇。Ayseli等[41]采用SDE/GC-MS法分析生鸡胸肉时曾鉴定出苯甲醇。

酸类共鉴定出5种,其中GC-MS检测到5种,十四烷酸含量最高,壬酸次之;GC-O检测到4种,NIF值高(57%)的为己酸、壬酸。Tang等[2]在炸鸡胸肉中曾鉴定出己酸。Silva等[4]采用GC-MS分析炸干腌后的鸡胸肉时也曾鉴定出己酸、辛酸、壬酸等挥发性化合物。另外,在炖鸡腿[42]和德州扒鸡[30]中GC-MS检测也曾鉴定出己酸、壬酸、十四烷酸。

酯类共鉴定出6种化合物,GC-MS 检测到6种,含量最高的为癸酸甲酯,其次为γ-丁内酯;GC-O检测到2种,NIF值高的为γ-丁内酯(93%)、2(5H)-呋喃酮(86%)。Sun等[42]采用GC-MS在炖鸡腿中曾鉴定出γ-丁内酯。

烷烃类化合物共鉴定出5种,GC-MS检测到5种;GC-O未检测到,这是因为烃类化合物气味阈值高,对风味贡献不大。

上述的脂肪族醇、酸、酯、烃也均来源于脂质氧化降解反应。此外,还鉴定出其他类化合物6种,其中GC-MS 检测到6种,二丁基羟基甲苯(BHT)含量最高;GC-O仅检测到柠檬烯,NIF值为50%。二丁基羟基甲苯是食品中常用的抗氧化剂,在炸干腌鸡胸肉[3]中曾鉴定出。Cao等[5]、Sabikun等[43]通过GC-MS在炸鸡块中曾检测出柠檬烯。

总之,本研究在炸鸡翅中检测到数量最多的化合物为醛类,其次为含氮杂环化合物,见图1。GC-MS检测到的含量高(≥75 ng/g)的化合物为己醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、2-丁酮、麦芽酚、2-甲基丁醛、(E)-2-癸烯醛、二十四烷、壬醛、戊醛、2-甲基-吡嗪、2-十一烯醛。GC-O检测的频率高(NIF≥55%)的化合物有36种,为2,5-二甲基-吡嗪、己醛、2-甲基丁醛、3-甲硫基丙醛、3-乙基-2,5-二甲基-吡嗪、(E)-2-壬烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、γ-丁内酯、2-乙酰基噻唑、苯乙醛、2(5H)-呋喃酮、4-甲基噻唑、麦芽酚、辛醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛、癸醛、(E)-2-癸烯醛、双(2-甲基-3-呋喃基)二硫、吡嗪、2-乙基-3,5-二甲基-吡嗪、2-哌啶酮、糠醛、苯甲醛、2-丁酮、1-辛烯-3-酮、2-戊基呋喃、(E)-2-庚烯醛、二甲基二硫醚、2-甲基-吡嗪、2-乙基-吡嗪、2,3,5-三甲基-吡嗪、壬醛、(E,E)-2,4-壬二烯醛、2-乙烯基-吡嗪、己酸、壬酸,这些化合物被认为是GC-O检测到的气味较为强势化合物。

2.4 关键香气成分分析结果

对于GC-O检测到的油炸鸡翅中的气味强势化合物,根据GC-MS检测含量及文献报道的水中气味阈值,计算OAV值。由于表5中的化合物含量为GC-MS半定量分析结果,因此计算的OAV为粗略数据,结果见表6。表6列出了计算出的OAV≥1的香气化合物,共25种,包括二甲基二硫醚、2-甲基-3-呋喃硫醇、3-甲硫基丙醛、双(2-甲基-3-呋喃基)二硫、2-甲基-吡嗪、2,5-二甲基-吡嗪、2,3,5-三甲基-吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基-吡嗪、2-乙基-3,5-二甲基-吡嗪、2-戊基呋喃、糠醛、2-甲基丁醛、己醛、辛醛、(E)-2-庚烯醛、壬醛、癸醛、(E)-2-壬烯醛、(E)-2-癸烯醛、苯乙醛、(E,E)-2,4-壬二烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、2-丁酮、乙偶姻、1-辛烯-3-酮,确定为炸鸡翅的关键香气化合物。这些关键化合物主要以含硫化合物、吡嗪类化合物、脂肪醛类化合物为主,前两类来源于美拉德反应,后一类来源于脂质氧化降解反应[8],涵盖了烤鸡翅的肉香、脂肪香、烤香香气特征。

将本研究结果与报道的采用GC-MS、GC-O分析、OAV鉴定禽类肉香气的文献比较,在Fan等[8]分析北京油鸡炖煮肉汤中,本研究检测出的2-甲基-3-呋喃硫醇、双(2-甲基-3-呋喃基)二硫、二甲基二硫醚、乙偶姻、己醛、3-甲硫基丙醛、(E)-2-庚烯醛、辛醛、2-乙基-3,5-二甲基-吡嗪、壬醛、癸醛、(E)-2-壬烯醛、(E,E)-2,4-壬二烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛也为关键香气成分。Liu等[40]分析北京烤鸭中,本研究检测出的3-甲硫基丙醛、己醛、辛醛、壬醛、苯乙醛、(E)-2-庚烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、(E)-2-壬烯醛、(E)-2-癸烯醛、2-戊基呋喃也为关键香气成分。但与此前文献较明显的差别是,本研究炸鸡翅中关键香气化合物包括5个烷基吡嗪。吡嗪类化合物具有怡人的烤香香气,这可能是炸鸡翅受到消费者广泛喜好的原因之一。

3 结 论

鸡翅裹面油炸后,肉中脂肪酸的总含量、氨基酸的总含量均升高,尤其必需氨基酸与总氨基酸的比值及必需氨基酸与非必需氨基酸的比值达到了43.23%和76.16%,营养指标提高。本研究以二氯甲烷为溶剂,采用SAFE提取结合GC-MS和频率法GC-O分析挥发性风味化合物,前者鉴定出80种挥发性化合物,后者鉴定出51种气味活性化合物。GC-O鉴定中检测频率较高(NIF≥55%)的化合物36种,对这些化合物计算OAV值,筛选出2-甲基-3-呋喃硫醇、双(2-甲基-3-呋喃基)二硫、(E,E)-2,4-癸二烯醛等25种关键香气化合物(OAV≥1)。这些关键香气化合物涵盖了烤鸡翅所具有的肉香、脂肪香、烤香香气特征,可产生于美拉德反应或脂质氧化降解反应。从鸡肉的香气构成及肉风味的形成机制角度及与文献比较看,关键香气化合物的鉴定结果合理,但还有待进一步通过精准定量和香气重组实验确认。希望研究结果将为鸡肉的烹饪加工和肉味香精的研制提供参考。

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Analysis of Changes in Nutritional Compositions and Key Aroma Compounds in Fried Chicken Wings

WANG Jia’nan, LIU Yang, LI Kaixuan, XIE Jianchun*

(School of Light Industry Science and Engineering, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)

Abstract：The chicken wings coated with flour were fried with palm oil. The changes of fatty acid and amino acid composition before and after frying and the key aroma compounds in the muscles of fried chicken wings were analyzed. The results showed that the total content of fatty acids and amino acids in the muscles of the chicken wings were increased after frying. In particular, the ratio of essential amino acids to total amino acids and the ratio of essential amino acids to non-essential amino acids reached 43.23% and 76.16%, suggesting an increase in the nutritional indicators. Volatile flavor compounds in the fried chicken wings were extracted by solvent-assisted flavor evaporation (SAFE) using dichloromethane as the solvent, and then analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and gas chromatography-olfactometry (GC-O) in frequency detection. 80 volatile compounds were identified by GC-MS, while 51 odor-active compounds were identified by GC-O. There were 36 strong odor compounds (NIF≥55%) detected by GC-O analysis, including 2,5-dimethyl-pyrazine, hexanal, 3-methylthiopropanal, 3-ethyl-2,5-dimethyl-pyrazine, 2-methylbutanal, (E)-2-nonenal, γ-butyrolactone, etc.. Odor active values (OAVs) for these compounds were calculated and suggested that 2-methyl-3-furanthiol, bis(2-methyl-3-furanyl)disulfide, (E,E)-2,4-decadienal, 2-ethyl-3,5-dimethyl-pyrazine, 1-octan-3-one, (E)-2-decenal, (E,E)-2,4-nonadienal, 2-methylbutanal, (E)-2-nonenal, 3-ethyl-2,5-dimethyl-pyrazine, 3-methylthiopropanal, furfural, hexanal, octanal, dimethyl disulfide, nonanal, decanal, phenylacetaldehyde, 2-pentylfuran, 2-butanone, 2,5-dimethyl-pyrazine, (E)-2-heptenal, 2,3,5-trimethyl-pyrazine, 2-methyl-pyrazine and acetoin were the key aroma compounds (OAV≥1) in the fried chicken wings. The research results could provide theoretical references for chicken cooking technology and development of chicken meat flavorings.

Keywords：fried chicken wings; aroma compounds; solvent-assisted flavor evaporation; sulfur compounds; fatty acid; amino acids

中图分类号：TS251.5

文献标志码：A

doi：10.12301/spxb202201052

文章编号：2095-6002(2024)02-0142-14

引用格式：王嘉楠,刘洋,李凯旋,等.炸鸡翅营养组分变化及关键香气成分分析[J]. 食品科学技术学报,2024,42(2):142-155. WANG Jia’nan,LIU Yang,LI Kaixuan,et al. Analysis of changes in nutritional compositions and key aroma compounds in fried chicken wings[J]. Journal of Food Science and Technology, 2024,42(2):142-155.

收稿日期：2022-11-20

基金项目：国家自然科学基金面上项目(32372462);北京市自然科学基金面上项目(6172004)。

Foundation: National Natural Science Foundation of China (32372462);Beijing Natural Science Foundation(6172004).

第一作者：王嘉楠,女,硕士研究生,研究方向为食品风味化学和热反应肉味香精。

*通信作者：谢建春,女,教授,博士,主要从事食品风味化学和香料香精领域的研究。

(责任编辑：李 宁)