不同烹饪方式小龙虾的风味特征分析

沙小梅1,蒋文丽1,李鑫2,章彬彬1,谢作桦3,黄国太4,涂宗财1,5*

1(江西师范大学 生命科学学院,国家淡水鱼加工技术研发专业中心,江西 南昌,330022)

2(贵州医科大学 公共卫生学院环境污染监测与疾病控制教育部重点实验室,贵州 贵阳,550025)

3(江西德上制药股份有限公司,江西 樟树,331208)

4(江西德上医药研究院有限公司,江西 樟树,331208)

5(食品科学与技术国家重点实验室(南昌大学),江西 南昌,330047)

摘 要 该研究采用电子舌、电子鼻及气相-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectroscopy,GC-IMS)等技术分析不同烹饪方式(麻辣、蒜香、清蒸)小龙虾和生肉小龙虾中的风味特征。结果表明,电子舌、电子鼻和GC-IMS能很好地区分不同烹饪方式小龙虾。在4种小龙虾样品中能明确定性的挥发性风味化合物有47种,其中共同的风味物质有5种,包括丙酮、正戊醛-M、正戊醇-M、2-庚酮、壬醛。此外,麻辣和蒜香小龙虾的特征风味物质分别有12和6种;2-庚酮、正戊醛-M和正戊醇-M在清蒸小龙虾的所有风味物质中含量最大;生肉小龙虾中的风味化合物主要为3-羟基-2-丁酮、2-戊酮-M/D和2-壬酮。

关键词 小龙虾;不同烹饪方式;电子舌;电子鼻;气相-离子迁移谱

小龙虾学名克氏原螯虾(Procambarus clarkia),又称红螯虾、淡水小龙虾,属于甲壳纲(Crustacea)螯虾科(Astacidae),是一种生长在淡水中的甲壳动物,是我国重要的淡水经济虾类[1]。小龙虾味道鲜美,营养丰富,深受人们的喜爱。2021年,中国年加工量在100 t以上的小龙虾企业就有162家,年加工量超过30万t[2]。目前,餐饮市场对小龙虾常见的加工及食用方式有麻辣、蒜香和清蒸,不同加工方式赋予小龙虾获得独特的风味。周明珠等[3]研究发现,克氏原螯虾尾肉与肝胰腺熟制前后呈现出的不同风味主要由挥发性物质的差异导致;葛孟甜等[4]在巴氏杀菌和高温高压杀菌的即食小龙虾中分别发现41和44种挥发性物质。近年来对小龙虾风味的研究主要集中在不同部位和灭菌方式上,而不同烹饪方式对小龙虾风味的影响鲜有报道。

电子舌模仿人体味觉机理,主要由传感器阵列、信号调理分析和模式识别组成,传感器对液体样品做出响应并输出信号,信号调理系统对信号进行调理和处理,经模式识别后可分析液体滋味的特征[5]。电子鼻是一种快速、准确的无损技术,使气味更加客观化、数量化[6]。气相-离子迁移谱法(gas chromatography-ion mobility spectroscopy,GC-IMS)主要结合了气相色谱高效的分离能力和离子迁移谱响应速度快、灵敏度高的特点[7],并且在进行样品挥发性成分分析时无需任何前处理,即能对样品中挥发性化合物进行有效识别,大大提高了分析检测效率。食物的风味包括挥发性的气味和非挥发性的滋味,通过将以上设备结合,可以实现对小龙虾挥发性气味和非挥发性滋味的全面分析。

本论文采用江西省鄱阳湖流域的小龙虾为研究对象,根据常见的小龙虾烹饪方式,制备得到不同口味的小龙虾。通过电子舌、电子鼻和GC-IMS仪器,对小龙虾的风味特征进行分析,目的是从分子层面对不同烹饪方式的小龙虾进行区分,探究不同烹饪方式对小龙虾风味的影响,为系列口味小龙虾食品的生产和精深加工利用提供理论参考依据,丰富消费者的口感体验,促进小龙虾食品行业的产业升级。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

小龙虾来源于江西省鄱阳湖流域,采购于江西省南昌市南昌县长胜大市场,挑选新鲜、健康、活跃的小龙虾,单个质量14.0~30.0 g,虾肉净含量在2.0~4.0 g,保活运至实验室。食用油、花椒、香叶、辣椒、生姜、糖、盐、蚝油、味精、料酒、大蒜和醋等食品原料,市售。

1.2 仪器与设备

ESJ200-4电子天平,中国沈阳龙腾电子有限公司;5430R型离心机,艾本德(上海)国际贸易有限公司;SW-CJ-2FD超净工作台,上海苏净实业有限公司;TS-5000Z型电子舌,日本INSENT公司;PEN3型电子鼻,德国Airsense公司;FlavourSpec®气相色谱-离子迁移谱仪,德国G.A.S.公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品制备

将小龙虾用清水反复清洗,抽取虾线并用刷子刷干净,沥干水分后平均分成4组,每份质量1.2 kg。

麻辣:锅中水烧开,倒入小龙虾煮2 min,捞出沥干备用;锅中加入110 g食用油烧热,倒入20 g花椒、2 g香叶煸香;倒入12 g生姜片、44 g辣椒炒香,再倒入小龙虾翻炒匀;倒入9 g糖、30 g盐、18 mL蚝油翻炒10 min后加入适量水,水煮6 min,大火收汁,关火加入6 g味精拌匀2 min;淋入15 mL芝麻油拌匀,即可出锅。

蒜香:160 g蒜、8 g姜洗净后切丁备用;锅里放入70 g油烧热,倒入龙虾煸炒3 min;加入25 g盐和8 mL料酒炒3 min后捞出;另起油锅,加入50 g油烧热,放入蒜丁和姜粒,等蒜香出来后加入龙虾煸炒;加适量水、大火烧开,小火焖煮8 min;加入8 g白糖、4 mL醋翻炒,大火收汁。

清蒸:小龙虾用蒸锅蒸10 min。

生肉:不做处理的小龙虾生肉作为参照组。

1.3.2 电子舌检测

参考LI等[8] 的方法。水浴锅预热至40 ℃,烧杯内接纯水200 mL放入40 ℃水浴锅(烧杯口附上保鲜膜),将4组小龙虾分别剥壳取出完整的龙虾肉,分别准确称取4组龙虾肉各50 g放入绞肉器搅拌1 min后加入4倍体积的纯净水(40 ℃保温)搅拌1 min,将混合物等重分装用离心机3 000 r/min离心10 min,静置,待两相明显分离,取出上清液多次抽滤,即为待测样品溶液,冷却至室温后上机检测[9]。检测条件:以生肉小龙虾样品为参比溶液;将传感器置于参比溶液中归零30 s,随后开始进行鲜味测定;测试时间为30 s,测试完毕后用参比溶液清洗3 s,再次进行回味测定,测试时间30 s。每个样品重复4次,取后3次作为测试结果。本试验运用了酸味、苦味、涩味、鲜味、咸味5种不同类型的传感器来检测样品,各传感器的特点及性能见表1。

表1 TS-5000Z电子舌传感器特点及性能
Table 1 Features and performance of TS-5000Z e-tongue sensor

传感器名称可评价的味道本味回味酸味传感器(CAO)酸味(乙酸、柠檬酸、酒石酸等引起的酸味)无咸味传感器(CTO)咸味(食盐等无机盐引起的咸味)无苦味传感器(COO)苦味(苦味物质引起的味道,在低浓度下被感知为丰富性)苦味回味(啤酒、咖啡等一般食品的苦味)涩味传感器(AEI)涩味(涩味物质引起的味道,低浓度下感知为刺激性回味)涩味回味(茶、红酒等呈现的涩味)鲜味传感器(AAE)咸味(氨基酸、核苷酸引起的鲜味)鲜味丰富性(可持续感知的鲜味)

1.3.3 电子鼻检测

参考HUANG等[10] 的方法。4组小龙虾剥壳取肉,每组口味小龙虾设置3个平行样,每个平行样品质量15 g,将样品置于50 mL顶空瓶中进行测定[11]。检测条件:检测时间200 s,传感器清洗时间300~500 s,数据采集时间为199~200 s,每个样品重复3次测定。电子鼻的10个传感器所对应的代表性化合物类型及其性能描述见表2。

表2 PEN3电子鼻传感器阵列及其性能描述
Table 2 Sensors used in PEN3 e-nose and their performance description

序号传感器名称敏感气体类型1W1C芳香族传感器对芳香成分灵敏2W5S氮氧传感器对氮氧化合物灵敏3W3C氨类和芳香族传感器对氨类、芳香成分化合物灵敏4W6S氢气传感器对氢气有选择性5W5C芳香族和烷烃传感器对烷烃、芳香成分灵敏6W1S甲烷传感器对甲烷灵敏7W1W有机硫和萜烯传感器对硫化成分、萜烯类灵敏8W2S醇类和部分芳香族传感器对醇类和部分芳香型化合物灵敏9W2W有机硫和芳香族传感器对芳香成分、有机硫化物灵敏10W3S芳香烷烃传感器对芳香烷烃灵敏

1.3.4 GC-IMS检测

参考李婷婷等[12] 的方法。4组小龙虾剥壳取肉,每组口味小龙虾设置3个平行样,每平行样品质量2 g,置于20 mL顶空瓶中,60 ℃孵育15 min后进样。

检测条件:采用气相-离子迁移谱单元,自动顶空进样单元,载气/漂移气为N2。分析时间20 min;色谱柱类型:FS-SE-54-CB-1,15 m,ID:0.53 mm;柱温60 ℃;IMS温度45 ℃;进样体积500 μL;孵育时间15 min;孵育温度60 ℃;进样针温度65 ℃;孵化转速500 r/min。GC条件:载气流速:0~2 min,2 mL/min;2~20 min,100 mL/min;IMS条件流速150 mL/min。

使用GC-IMS仪自带的分析软件LAV(laboratory analytical viewer)及GC-IMS Library Search软件内置的NIST 2014数据库(美国国家标准与技术研究所)和IMS 2019数据库(中国山东海能科学仪器有限公司)对特征风味物质进行定性分析;运用Reporter插件直接对比样品间的谱图差异,并采用Gallery Plot插件进行指纹谱图对比,直观且定量地比较不同口味小龙虾样品之间的挥发性有机物差异;通过Dynamic PCA插件进行动态主成分分析(principal component analysis,PCA),将样品聚类分析,以及快速确定未知样品的种类。

1.4 数据处理

采用SPSS 22和Origin 2018进行数据与图像处理。

2 结果与分析

2.1 不同烹饪方式小龙虾的滋味特征

PCA是一种方便的数据转换和降维处理方法[13],采用PCA可将原始数据的多个指标转化为较少的具有代表性的信息数据。一般认为PCA总贡献率超过85%即可代表样本的主要信息特征,如图1电子舌数据所示,横坐标轴的第一主成分(PC1)和纵坐标轴的第二主成分(PC2)的贡献率分别为87.0%和10.0%,总贡献率达97.0%,表明这2个主成分涵盖了绝大多数样本的信息,可以用来表征小龙虾的滋味特征。PCA的得分图以散点的形式代表样品之间的距离,每个点之间的距离代表不同样品差异性的大小;样品在坐标轴上投影的距离越近说明滋味的相似程度越高,距离较远则反之[14]。4种小龙虾样品对应的电子舌检测信号的特征区域明显,说明电子舌可以较好的区分这4种小龙虾样品。生肉与其他3种小龙虾在二维图形上有明显区分,这说明生肉与另外3种小龙虾的滋味存在较大差异。

图1 四种小龙虾样品的电子舌主成分分析图
Fig.1 PCA diagram of e-tongue of four crayfish samples

结合图2的电子舌雷达图可知,4种小龙虾的滋味(酸味、咸味、苦味、丰富性、涩味和鲜味)存在显著性区别(P<0.05),尤其是生肉小龙虾与其他3种小龙虾的区别较大。在酸味、苦味和涩味上,生肉小龙虾显著高于其他样品小龙虾;而在咸味、丰富性和鲜味上,麻辣、蒜香、清蒸小龙虾均高于生肉小龙虾。这可能是因为麻辣、蒜香与清蒸都经过了高温处理。高温处理有利于虾肉中蛋白质与多肽的分解,从而积累鲜味氨基酸(如谷氨酸、赖氨酸[15])和甜味的氨基酸(如丝氨酸、苏氨酸、甘氨酸、丙氨酸和赖氨酸[16])。其次,3种烹饪方式小龙虾之间也存在差距,可能由于不同处理方式对虾肉游离氨基酸的作用效果不同,从而导致美拉德反应程度存在差异;另外,辣椒、蒜、生姜等各种不同调味品也会对小龙虾风味产生影响。

图2 四种小龙虾样品的电子舌雷达图
Fig.2 E-tongue radar diagram of four crayfish samples

注:不同小写字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。

2.2 不同烹饪方式小龙虾的气味特征

2.2.1 电子鼻气味分析

电子鼻是一种模拟人类鼻子的气体传感器阵列,内置的气体传感器可以响应特定的挥发类物质的值,模式识别算法可以计算响应值以鉴别并进行PCA[17]。对不同口味小龙虾的电子鼻数据的PCA如图3所示,PC1的贡献率为86.7%,PC2的贡献率为10.4%,这2个主成分的总贡献率为97.1%,大于85%,PCA能反映不同口味小龙虾在挥发性气味上的差异。4种小龙虾样品数据采集点所在的区域在PCA图中有特定的分布区域且互不重叠。

图3 四种小龙虾样品的电子鼻主成分分析图
Fig.3 PCA diagram of e-nose of four crayfish samples

由图4可知不同感应器对4种样品的响应程度,其中W5S、W6S、W1S、W1W、W2W对3种熟制小龙虾的感受度低于对生肉小龙虾的感受度。

图4 四种小龙虾样品的电子鼻雷达图
Fig.4 E-nose radar diagram of four crayfish samples

同时,图4展示了每个感受器下不同小龙虾样品之间的差异性,除W3S外,3种熟制小龙虾在其他传感器响应值均同生肉小龙虾存在显著性差异(P<0.05),这说明熟制后小龙虾的气味特征发生显著变化;而麻辣、蒜香、清蒸3组小龙虾样品间的差异在雷达图上较难体现。为了能更好的区分这4种小龙虾样品,本文进一步利用GC-IMS对它们的挥发性物质成分进行分析。

2.2.2 GC-IMS气味分析

2.2.2.1 挥发性物质成分分析

利用GC-IMS能够分析不同烹饪方式小龙虾中挥发性物质成分。从三维图(图5)中可以直观看出不同样品中的挥发性有机物差异,同时结合对应的二维俯视图(图6),可以更明显体现挥发性物质的差异和变化。其中,二维俯视图(图6)中的横坐标1.0处红色竖线为RIP峰,反应离子峰,经归一化处理。RIP峰两侧的每一个点代表一种挥发性有机物。

图5 四种小龙虾样品中挥发性物质成分三维谱图
Fig.5 Three dimensional spectra of volatile components in four crayfish samples

a-麻辣;b-蒜香;c-清蒸;d-生肉

图6 四种小龙虾样品中挥发性物质成分差异对比谱图(俯视图)
Fig.6 Difference comparison spectrum of volatile components in four crayfish samples (top view)

1种挥发性化合物可能产生1个或多个亮点,代表单体、二聚体或三聚体,这取决于挥发性化合物含量,整个谱图代表样品的全部顶空成分。根据峰的有无(白色表示浓度较低,红色表示浓度较高)或者颜色深浅(颜色越深表示浓度越大)能够直观表现样品中的组分及浓度,如图6-a所示,由于在麻辣小龙虾样品中可以检测到所有种类的挥发性物质,其他样品以它作为参比。图6-b~图6-d分别代表蒜香、清蒸和生肉小龙虾同图6-a对比后的结果,根据峰的颜色(红色表示物质浓度高于参比对象,蓝色表示物质浓度低于参比对象)可以看出样品间挥发性物质的差异。对比4种样品可以看出100~330 s(绿色虚线框标出)和400~700 s(红色虚线框)的挥发性物质差异很大。结合图5和图6可以比较明显的看出,麻辣小龙虾的挥发性物质种类多、浓度高;蒜香小龙虾的挥发性物质次之。对比清蒸小龙虾和生肉小龙虾挥发性物质谱图(图5和图6),可以看出生肉小龙虾俯视谱图中红色和绿色虚线框中的物质成分较多,清蒸小龙虾的较少,这可能是由于加热导致了某些化合物(如酮类、酯类化合物)的减少[18]

2.2.2.2 挥发性有机物定性分析

根据特征性物质保留时间和迁移时间,使用外标正酮C4-C9作为参考计算每种挥发性物质的保留指数,通过GC-IMS库进行匹配从而对挥发物质进行定性。由于GC-IMS软件内置数据库的限制,目前在所有样品中共检出挥发性风味成分有65种,其中有18种不确定成分,可以鉴定出的47种成分包括醛类、酮类、醇类、酯类、醚类、烯烃类以及杂环类化合物(表3)。

表3 不同口味小龙虾的挥发性成分GC-IMS鉴定结果
Table 3 GC-IMS identification results of volatile components of crayfish with different flavors

图中对应序号英文名称中文名称CAS编号保留指数14-Ethylphenol4-乙基苯酚C1230791234.02Nonanal壬醛C1241961100.13Diallyldisulfide-M二烯丙基二硫醚-MC21795791060.84Diallyldisulfide-D二烯丙基二硫醚-DC21795791061.25(E,Z)-2,6-nonadienol反-2,顺6-壬二烯醇C280697291189.072-Ethyl-3,5-dimethylpyrazine2-乙基-3,5-二甲基吡嗪C139250701081.78p-Cymene-M对异丙基甲苯-MC998761021.19Octanal正辛醛C124130999.011Methyl-5-hepten-2-one6-甲基-5-庚烯-2-酮C110930983.212Isobutyl2-butenoate巴豆酸异丁酯C589662981.813β-Pinene-Mβ-蒎烯-MC127913958.614Benzaldehyde苯甲醛C100527946.517Allylmethyldisulfide-M烯丙基甲基二硫醚-MC2179580904.818Allylmethyldisulfide-D烯丙基甲基二硫醚-DC2179580904.822Heptanal庚醛C111717893.4233-Methylthiopropanal3-甲硫基丙醛C3268493899.7242-Heptanone2-庚酮C110430885.426Diallylsulfide二烯丙基硫醚C592881841.027p-Cymene-D对异丙基甲苯-DC998761019.528α-Terpineneα-松油烯C998651013.429(E)-ocimene(E)-罗勒烯C37796111040.330β-Myrceneβ-月桂烯C123353981.631Furfural-M糠醛-MC98011820.532Furfural-D糠醛-DC98011820.533α-Thujeneα-侧柏烯C2867052913.234Hexanal-M己醛-MC66251789.235Hexanal-D己醛-DC66251789.236β-Pinene-Dβ-蒎烯-DC127913957.9372-Nonanone2-壬酮C8215561089.3395-Methylfurfural5-甲基糠醛C620020953.540Pentan-1-ol-M正戊醇-MC71410761.641Pentan-1-ol-D正戊醇-DC71410761.142Pentanal-D正戊醛-DC110623694.543Pentanal-M正戊醛-MC110623696.5443-Methylbutanal-M3-甲基丁醛-MC590863650.0452-Methylbutanal-M2-甲基丁醛-MC96173675.2462-Methylbutanal-D2-甲基丁醛-DC96173667.4473-Methylbutanal-D3-甲基丁醛-DC590863645.9492,3-Butanedione2,3-丁二酮C431038580.451Acetone丙酮C67641537.4552-Butanone2-丁酮C78933596.6573-Methyl-3-buten-1-ol3-甲基-3-丁烯-1-醇C763326728.258Ethylsulfide乙硫醚C352932692.0602-Pentanone-M2-戊酮-MC107879683.6633-Hydroxybutan-2-one3-羟基-2-丁酮C513860707.3642-Pentanone-D2-戊酮-DC107879690.065Butanal正丁醛C123728582.4

上述65种挥发性风味成分均能在麻辣小龙虾样品中检测到,如图7所示,每一个有编号的点代表一种挥发性化合物,颜色越深、面积越大表示含量越高。由图7和表3可知,小龙虾肉中可以明确定性的挥发性风味物质有47种(含有单体及部分物质的二聚体),主要包括醛类17种、酮类9种、醇类4种、烃类8种、酯类1种、醚类6种、酚类1种、杂环类1种。被检测到的醛类物质有壬醛、正辛醛、苯甲醛、3-甲硫基丙醛、5-甲基糠醛、3-甲基丁醛-M/D、2-甲基丁醛-M/D、正丁醛、庚醛、糠醛-M/D、己醛-M/D、正戊醛-M/D。醛类物质主要来自于脂质氧化,阈值较低,且挥发性较强,对风味形成具有重要作用,如正辛醛和壬醛具有烤焦香味,而戊醛具有果香气息[19]。酮类物质有6-甲基-5-庚烯-2-酮、2-壬酮、2,3-丁二酮、2-庚酮、丙酮、甲乙酮、2-戊酮-M/D、3-羟基-2-丁酮。酮类物质来自美拉德反应和脂肪氧化,对肉香味的形成起着不可忽视作用[20]。醇类物质有3-甲基-3-丁烯-1-醇、正戊醇-M/D、(E,Z)-2,6-壬二烯醇。醇类阈值较高,对肉香形成的作用弱于醛类,但对风味的形成也起到关键作用,如正戊醇有油脂气味。烃类对异丙基甲苯-M/D、β-蒎烯-M/D、α-松油烯、α-侧柏烯、β-月桂烯、(E)-罗勒烯等,属于烯烃类、不饱和烃,对风味影响较大,由小龙虾肉中的不饱和脂肪酸通过水解、氧化、分解等一系列反应生成。虽然这些烃类物质含量不高,却对小龙虾肉的整体风味有一定的贡献,如2-蒎烯主要呈松油味及香辛料气味。另外,月桂烯、罗勒烯、侧柏烯具有独特的香料气味,会赋予虾肉令人愉悦的香气,它们主要来源于添加的香辛料(黑胡椒等)。酯类物质为巴豆酸异丁酯,主要由加热过程中小龙虾肉脂质化产生的醇或调料中带来的醇与游离脂肪酸的相互作用产生。其余被检测到的物质有二烯丙基二硫醚-M/D、烯丙基甲基二硫醚-M/D、乙硫醚、二烯丙基硫醚、2-乙基-3,5-二甲基吡嗪等,也对风味有一定影响,如二烯丙基二硫有机硫化合物,是蒜油的主要成分,含有强烈蒜香味。

图7 麻辣小龙虾 Library Search定性分析
Fig.7 Qualitative analysis of spicy crayfish by Library Search

2.2.2.3 挥发性物质Gallery Plot指纹谱图

Gallery Plot指纹谱图能够具体定量地展现不同样品之间的挥发性有机物差异。图8中每一行代表一种小龙虾样品的全部信号峰,每一列代表同一挥发性风味物质在不同小龙虾样品中的信号峰。由图8可知,4种样品之间具有一些共同的风味物质,如正戊醛-M、正戊醇-M、2-庚酮、壬醛(绿框所示),只是在不同样品中的浓度存在差异,正戊醇-M和壬醛在麻辣小龙虾和蒜香小龙虾中浓度较高。

图8 四种小龙虾肉样品的Gallery Plot指纹谱图
Fig.8 Gallery Plot fingerprint spectrums of four crayfish samples

4种样品中的挥发性成分种类和含量有明显差异(图8中红框所示),不同烹饪方式小龙虾中所鉴定挥发性化合物的不同,主要是由于其熟制方式和添加香料的不同所导致的,小龙虾在不同烹饪工艺加工过程中,会发生不同程度的脂质氧化和美拉德反应。麻辣小龙虾的挥发性物质总体含量明显较高,这些物质赋予麻辣小龙虾更加丰富的风味,麻辣味小龙虾中的特征风味化合物有正丁醛、5-甲基糠醛、对异丙基甲苯-M/D、糠醛-M/D、β-蒎烯-M/D、α-松油烯、β-月桂烯、α-侧柏烯、(E)-罗勒烯等。β-蒎烯-M/D、α-松油烯、β-月桂烯、α-侧柏烯、(E)-罗勒烯主要来自桂皮、辣椒等香料及调味料中[21]。另外,小龙虾肉中醛类物质浓度最高,可以确定小龙虾肉中的肉香主要来源于醛类,且4种样品的醛类相对含量大小顺序为麻辣>蒜香>清蒸>生肉,这可能与熟制方式中油的用量相关,用油量越大,产生的醛类含量越大。醛类挥发性化合物具有青草香、果香、坚果香和奶酪香[22]等愉悦性气味,且其阈值一般较低,又具有叠加效应[23],因此麻辣味小龙虾的香味主要来源于醛类物质。酯类化合物通常是羧酸和醇进行酯化作用的产物,对小龙虾的肉味特征具有重要风味贡献[24]。蒜香味小龙虾中的特征性挥发性物质主要以二烯丙基二硫醚-M/D、烯丙基甲基二硫醚-M/D、二烯丙基硫醚、乙硫醚等含硫化合物为主。其中二烯丙基二硫醚(又名大蒜素,主要存在大蒜中[14])、烯丙基甲基硫醚和二烯丙基硫醚具浓烈的蒜香味。硫醚类化合物阈值低,特征性强[25],对蒜香小龙虾的特征性风味有主要贡献。清蒸味小龙虾中没有特征挥发性物质。2-庚酮、正戊醛-M和正戊醇-M在清蒸小龙虾的所有风味物质中含量最大。2-庚酮有水果香[26];正戊醛-M具有水果和面包香气[27]。因此,清蒸小龙虾的清香气味特征主要来源于2-庚酮、正戊醛-M。生肉小龙虾中的挥发性物质主要为3-羟基-2-丁酮、2-戊酮-M/D、2-壬酮。占比最大的2-戊酮-M/D有不良的刺激性气味,小龙虾生肉的腥味可能主要来源于此。因此,基于上述风味成分鉴定结果,GC-IMS能对麻辣、蒜香、清蒸和生肉小龙虾进行鉴别。

3 结论

不同烹饪方式小龙虾(麻辣、蒜香、清蒸)和生肉小龙虾在滋味和气味方面差异性显著。另外,4种样品中共检测确定了47种挥发性物质,其中丙酮、正戊醛-M、正戊醇-M、2-庚酮、壬醛为4种样品间共同的风味物质。挥发性物质种类总量从高到低依次为麻辣小龙虾、蒜香小龙虾、生肉小龙虾和清蒸小龙虾。麻辣小龙虾的特征风味化合物有正丁醛、5-甲基糠醛、对异丙基甲苯-M/D、糠醛-M/D、β-蒎烯-M/D、α-松油烯、β-月桂烯、α-侧柏烯、(E)-罗勒烯。蒜香小龙虾的特征风味化合物为二烯丙基二硫醚-M/D、烯丙基甲基二硫醚-M/D、二烯丙基硫醚、己硫醚。清蒸小龙虾中风味化合物含量相对较少,2-庚酮、正戊醛-M和正戊醇-M在清蒸小龙虾的所有风味物质中含量最大。生肉小龙虾中的风味化合物主要为3-羟基-2-丁酮、2-戊酮-M/D、2-壬酮。

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Analysis of flavor characteristics of Procambarus clarkia in different cooking methods

SHA Xiaomei1,JIANG Wenli1,LI Xin2,ZHANG Binbin1,XIE Zuohua3,HUANG Guotai4,TU Zongcai1,5*

1(National R&D Center for Freshwater Fish Processing,College of Life Sciences,Jiangxi Normal University,Nanchang 330022,China)

2(Key Laboratory of Environmental Pollution Monitoring and Disease Control Ministry of Education,Guizhou Medical University,Guiyang 550025,China)

3(Jiangxi Deshang Pharmaceutical Co.Ltd.,Zhangshu 331208,China)

4(Jiangxi Deshang Pharmaceutical Research Institute Co.Ltd.,Zhangshu 331208,China)

5(State Key Laboratory of Food Science and Technology,Nanchang University,Nanchang 330047,China)

ABSTRACT In this study,electronic tongue,electronic nose and gas chromatography-ion mobility spectroscopy (GC-IMS) techniques were used to analyze the flavor compounds in crayfish with different cooking methods (spicy,garlic,steamed) and raw crayfish.Results showed that the electronic tongue,electronic nose and GC-IMS could distinguish the four samples well,and their flavor and odor composition were significantly different.According to the electronic tongue,the taste of crayfish with different cooking methods was significantly different and could be clearly distinguished.Totally 47 kinds of volatile flavor compounds were identified by electronic nose combined with GC-IMS,and 5 common flavor substances (acetone,pentanal-M,pentan-1-ol-M,2-heptanone,and nonanal) existed in the four samples (spicy,garlic,steamed,and raw crayfish).In addition,there were 12 and 6 characteristic flavor substances of spicy and garlic crayfish,respectively.2-heptanone,pentanal-M,and pentanol-1-ol-M had the largest content of all flavor substances in steamed crayfish.The main flavor compounds of raw crayfish were 3-hydroxy-2-butanone,2-pentanone-M/D,and 2-nonanone.The results of this study could provide a theoretical reference for the deep processing and utilization of crayfish food.

Key words crayfish;different cooking methods;electronic tongue;electronic nose;gas chromatography-ion mobility spectrometry

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031877

引用格式:沙小梅,蒋文丽,李鑫,等.不同烹饪方式小龙虾的风味特征分析[J].食品与发酵工业,2023,49(13):288-296.SHA Xiaomei,JIANG Wenli,LI Xin,et al.Analysis of flavor characteristics of Procambarus clarkia in different cooking methods [J].Food and Fermentation Industries,2023,49(13):288-296.

第一作者:博士,副教授(涂宗财教授为通信作者,E-mail:tuzc_mail@aliyun.com)

基金项目:国家自然科学基金项目(32160576);江西省自然科学基金项目(20212BAB215022);国家现代农业产业技术体系项目(CARS-45)

收稿日期:2022-04-07,改回日期:2022-06-01