《食品科学》：广西大学夏宁副教授等：基于气相色谱-质谱技术与多元统计分析咸蛋黄热加工中的异味组分
未经加工的咸蛋黄含有程度各异的蛋腥味，经过热加工后的咸蛋黄产生多种挥发性成分，共同组成咸蛋黄的特殊风味。咸蛋黄风味的形成最重要的包含腌制和熟制2 个阶段，风味变化很大程度上与脂质氧化有关，并受热加工方式的影响。感官风味是评价食品品质的重要指标，同时结合仪器分析是对食品风味物质研究的重要途径。
广西大学轻工与食品工程学院的李祥雨，熊雅婷，夏 宁等研究通过感官评价确定咸蛋黄存在异味属性，借助仪器分析和化学计量学工具，全面解析异味咸蛋黄中的特征风味化合物，以无异味的咸蛋黄为对照，对异味咸蛋黄特征风味化合物进行多元统计分析如聚类分析、正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）及主成分分析（PCA）并结合香气活度值（OAV），以期找出目标差异化合物，为咸蛋黄风味评价提供科学依据。
将腌制成熟的咸蛋黄样品置于旋转烤炉中，320 ℃烘烤18 min后进行感官评 价。采用感官评价的方法，确定烘烤后咸蛋黄的8 个风味描述词，分别为黄油味、烤鸡肉味、肉松味、烤面包味、烤扁桃仁味、热牛奶味、蛋腥味和酸臭味。如图1所示， 两类咸蛋黄样品风味轮廓相似，其中黄油味和烤鸡肉味感官评分在1.5～2.2之间，相比来说较高，为烘烤后咸蛋黄的主要风味属性。F样品中咸蛋黄风味轮廓丰富且较为浓郁，无不良气味，而OF样品中除正常香气属性外，还存在很明显酸臭味，且两个样品中烤扁桃仁味与酸臭味存在非常明显差异。
从图2可知，2 组样品分别聚类，表明两组咸蛋黄挥发性物质相对含量间存在非常明显差异，与感官评价结果一致；各样品的3 个平行检测均分别聚类，说明本研究的实验条件和方法具有较好的稳定性。在2 组样品中，正己醛、正壬醛、正辛醛、2-戊基呋喃、3-甲基丁醛、苯甲醛、苯乙醛和1-辛烯-3-醇的相对含量较高，结合醛类阈值可知醛类化合物为咸蛋黄的主要风味物质；2 组样品中相对含量差异较大的风味化合物有异戊醇、吲哚、反-2-壬烯醛、8-壬烯-2-酮、2-庚酮、异辛醇、1,3-二甲基苯和对二甲苯，其中异戊醇、吲哚、反-2-壬烯醛、8-壬烯-酮仅出现在OF样品中，且分别具有化学试剂味、臭味、陈腐味、蓝纹干酪的异味属性，但对风味的整体贡献，仍需结合阈值分析。该结果说明咸蛋黄样品中挥发性化合物种类和含量差异对于咸蛋黄风味轮廓和品质具备极其重大的影响，也为后续的风味组学分析提供了前提。
GC-MS检测图谱经提取和匹配后，通过NIST数据库比对和RI值鉴定，最后在2 种咸蛋黄样品鉴定出62 种风味化合物，这中间还包括醛类18 种、酮类9 种、醇类9 种、烷烃类7 种、烯烃类5 种、杂环化合物5 种、芳香化合物6 种以及其他类化合物3 种，并对不一样的种类化合物的数量和相对含量作比较统计分析，如表2、图3所示。
在无异味咸蛋黄和异味咸蛋黄样品中醛类分别占比57.10%和45.55%，化合物种类分别为15 种和17 种，正癸醛仅出现在F样品中，而反-2-壬烯醛、反,反-2,4-壬二烯醛与反,反-2,4-癸二烯醛仅出现在OF样品中，且反-2-壬烯醛、反,反-2,4-癸二烯醛分别存在陈腐味和鱼腥味等异味属性。在F样品和OF样品中正己醛含量分别为102.56 μg/kg与168.73 μg/kg，由于正己醛的含量较低时呈现出令人愉悦的青草香，在较高含量时则会出现油脂味，因此，蛋黄中该物质含量增高可能是导致咸蛋黄出现不愉快风味的原因之一。
与无异味咸蛋黄相比，酮类物质在异味咸蛋黄样品中的种类和含量均有增加。其中2-庚酮和2-壬酮在F样品中含量分别为5.80 μg/kg与10.76 μg/kg，而在OF样品中增加到34.95 μg/kg与67.86 μg/kg，含量差异较大，且2-壬酮与酒糟发酵后的酸糟味相关性较大，这也可能和咸蛋黄中的酸臭味紧密关联。由于甲基酮类化合物是饱和脂肪酸氧化的产物，在一些食品中是食物酸败味道的来源。而甲基壬基甲酮（牛油味）与8-壬烯-2-酮（蓝纹干酪味）仅出现在OF样品中，也可能为异味化合物。
醇类化合物在2 种样品中含量占比分别为12.35%与14.43%，化合物数量分别为7 种与9 种，其中2-苯乙醇和异戊醇仅出现在OF样品中，含量差异较大的化合物有异辛醇、1-辛烯-3-醇和异戊醇。其中异辛醇在草莓汁中呈现特殊刺激性异味物质，1-辛烯-3-醇被认为是由酶促或非酶降解亚油酸的产物，呈现出典型的蘑菇味，为蛋黄加热的异味物质之一。
烷烃类化合物和烯烃类化合物阈值较高，对咸蛋黄风味贡献均不大。烷烃类化合物的相对含量和数量在2 种样品中无显著差异，烯烃类化合物在无异味和异味咸蛋黄样品中相对含量分别为4.77%和9.24%。OF样品中烯烃类化合物含量较高主要由苯乙烯导致，在F和OF样品中苯乙烯相对含量分别为1.79%与8.09%，且苯乙烯曾在炒蛋中被发现呈刺激气味，可能为咸蛋黄加热后产生异味的化合物之一。
杂环类化合物是咸蛋黄中的一类重要香气物质，最重要的包含吡嗪和呋喃，在无异味咸蛋黄和异味咸蛋黄中该类化合物相对含量分别为8.54%与4.62%。化合物种类差异不大，含量的差异可能是由于在异味咸蛋黄样品中异味化合物的增多，使该类化合物占比相对减少。其中，吡嗪是美拉德反应过程中产生的主要挥发性风味化合物，大多呈现出烤香、坚果香、爆米花香等香气特征并能够在嗅闻口闻到香气，它们的存在丰富了咸蛋黄的香气轮廓。
芳香类化合物包括对二甲苯、1,3-二甲基苯、萘、吲哚、草蒿脑和茴香脑，该类化合物在两组样品中相对含量和种类差异较小。对二甲苯和1,3-二甲基苯具有油脂味，但阈值较高对咸蛋黄风味贡献不大。草蒿脑和茴香脑呈现茴香味，是八角茴香的特征风味成分[32]。萘本身呈现焦油味，吲哚在臭豆腐和羊膻味食品等中均被检出，呈现发霉味、臭味，且仅在异味咸蛋黄中出现，这2 种化合物可能是异味咸蛋黄中的异味化合物。
其他类化合物包括酸类、酚类、醚类，其中冰乙酸和2,6-二叔丁基对甲酚在两组样品中都存在，冰乙酸阈 值较高，对咸蛋黄风味贡献不大，2,6-二叔丁基对甲酚呈芳香味，对咸蛋黄香气有一定贡献。二甲基二硫醚仅在异味咸蛋黄中出现，呈现硫味、酸味、腐臭味等不良气味。
对无异味和异味咸蛋黄挥发性化合物种类和相对含量分析可知，相比无异味咸蛋黄样品，异味咸蛋黄样品中醛类化合物的相对含量明显降低，但有新增醛类化合物，酮类和醇类化合物的种类和相对含量均有所增加，烷烃类化合物种类和相对含量基本不变，且该类化合物阈值较高，对风味贡献不大，烯烃类化合物个数相对较少，但在OF样品的相对含量明显高于F样品，此差异主要是由于苯乙烯导致，杂环类和芳香类化合物主要对丰富咸蛋黄风味轮廓有重要贡献，其中吲哚自身具有一定臭味，但具体贡献需结合其阈值分析。其他类化合物占比较少，其中二甲基二硫醚自身具有硫味、酸味、臭味等不良气味。据此可初步推断，咸蛋黄热加工中的异味大多数来源于于醛类、酮类和醇类，此外还可能包括吲哚、二甲基二硫醚等自身具有令人不愉快气味的化合物。
由图4A所示，模型中R 2X =0.98，R 2Y =1，Q 2 =0.998，其中R2X=0.98表明该模型能反映98%数据的变化，R 2 和Q 2 接近1.0表明该模型拥有非常良好的可解释度和拟合度。2 组咸蛋黄样品在OPLS-DA得分散点图上聚类良好，组内差异小，不同组间样品实现完全分离，与聚类热图统计分析结果一致。同时，采用SIMCA14.1中置换检验功能验证模型的可靠性，经200 次交叉验证后置换检验结果如图4B所示，所有R 2 和Q 2 均低于置换保留等于1.0的值时，且Q 2 点回归线，截距为负值，统计模型有效，在拟合范围内有效。
由图4C可知，VIP值大于1的化合物有33 种，分别为正癸醛、2-乙基-5-甲基吡嗪、3-乙基-2-甲基-1,3-己二烯、甲基壬基甲酮、6-甲基-2-庚酮、二甲基二硫醚、反,反-2,4-壬二烯醛、2-壬酮、8-壬烯-2-酮、吲哚、苯乙烯、1,3-二甲基苯、2-苯乙醇、异辛醇、反,反-2,4-癸二烯醛、对二甲苯、异戊醇、反-2-壬烯醛、2-庚酮、草蒿脑、2-丁酮、正十三烷、冰乙酸、正壬烷、正十四烷、丙酮、正十二烷、正己醛、2,5-二甲基吡嗪、正戊醛、正十一烷、萘、反式-2-己烯醛。其中，反-2-壬烯醛、反,反-2,4-癸二烯醛、8-壬烯-2-酮、甲基壬基甲酮、异戊醇、2-苯乙醇、吲哚、二甲基二硫醚仅出现在OF样品中，正己醛、2-庚酮、2-壬酮、异辛醇、苯乙烯、1,3-二甲基苯相对含量差异较大，且均在OF样品中显著增加。
从图5看出，PC1、PC2分别包含了原始信息量的79.6%和10.5%，从图5B可知，与酸臭味正相关的挥发性化合物有1-辛烯-3-醇、反-2-己烯醛、正戊醛、正十一烷、正十二烷、正己醛、正十三烷、正十四烷、反-2-壬烯醛、对二甲苯、2-庚酮、苯乙烯、异戊醇、吲哚、1,3-二甲基苯、8-壬烯-2-酮、异辛醇、2-壬酮、冰乙酸、甲基壬基甲酮、反,反-2,4-癸二烯醛、丙酮、二甲基二硫醚、2-苯乙醇、反,反-2,4-壬二烯醛。
异味咸蛋黄中的关键异味化合物主要有正己醛（脂肪味，OAV=33.75）、正戊醛（烤香味、坚果味，OAV=1.29）、反,反-2,4-癸二烯醛（脂肪味、鱼腥味，OAV=3.20）、1-辛烯-3-醇（蘑菇味，OAV=8.76）、苯乙烯（香脂味、汽油味，OAV=16.35）、二甲基二硫醚（硫味、蒜味、酸味、腐臭味，OAV=1.17），2-壬酮（热牛奶味、酸臭味，OAV=1.36）。其中正己醛和反,反-2,4-癸二烯醛是ω-6脂肪酸氧化的主要标志化合物，1-辛烯-3-醇是亚油酸氧化过程二级氢过氧化物降解或者羰基化合物的还原产物。所以，烘烤后咸蛋黄异味关键成分的产生可能与不饱和脂肪酸的氧化分解有关。
本研究以无异味咸蛋黄为参照，对咸蛋黄中的异味组分展开研究。通过QDA明确无异味咸蛋黄和异味咸蛋黄在酸臭味方面具有非常明显性差异。通过HS-SPME结合GC-MS对两组咸蛋黄挥发性成分鉴定得出分别有53 种和56 种挥发性化合物，以醛类、酮类和醇类为主。应用聚类热图发现两组咸蛋黄挥发性化合物含量存在非常明显差异且分别聚类，并与感官评价结果一致。在此基础上进一步开展组间挥发性化合物OPLS-DA，基于VIP值大于1，共得到正己醛、正癸醛、3-乙基-2-甲基-1,3-己二烯、6-甲基-2-庚酮、反,反-2,4-壬二烯醛、8-壬烯-2-酮、苯乙烯等33 个主要差异成分。结合文献以及对两组挥发性成分含量分析发现1-辛烯-3-醇在两样品中相对含量差异较大，且阈值低，故将1-辛烯-3-醇和VIP值大于1的33 种化合物同感官风味属性进行PCA，得出1-辛烯-3-醇、反-2-己烯醛、正十一烷、正十二烷、戊醛、冰乙酸、正十三烷、正十四烷、反-2-壬烯醛等25 种化合物与酸臭味呈正相关。但在实际样品中，只有含量高于样品基质下气味阈值的风味物质才对整体香气有贡献。最后通过OAV大于1得出正己醛（脂肪味）、正戊醛（烤香味、坚果味）、反,反-2,4-癸二烯醛（脂肪味、鱼腥味）、1-辛烯-3-醇（蘑菇味）、苯乙烯（香脂味、汽油味）、二甲基二硫醚（硫味、蒜味、酸味、腐臭味）、2-壬酮（热牛奶味、酸臭味）为异味咸蛋黄的关键异味化合物。