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北京烤鸭以独特香味著称,鉴别其特征物质本底并解析其形成机理,是保持北京烤鸭特征风味品质进而研发新型烤制技术的关键。本文以北京烤鸭为试验材料,采用固相顶空微萃取结合气相色谱-嗅闻-质谱联用法(HS-SPME/GC-O-MS)与风味重组、风味缺失等方法,解析了北京烤鸭特征挥发性风味物质,明确了传统挂炉烤制过程北京烤鸭特征挥发性风味物质形成规律,解析了2-糠硫醇的形成底物;采用同位素示踪技术,明确了葡萄糖向2-糠硫醇转变的分子路径;采用HS-SPME/GC-O-MS与紫外-可见吸收光谱技术,阐明了基于葡萄糖、核糖互作的2-糠硫醇增强模式,揭示了高温加热过程葡萄糖调节北京烤鸭肌肉中2-糠硫醇形成机理。具体研究结果如下:(1)确证了2-糠硫醇等9种物质是北京烤鸭的特征挥发性风味物质。采用风味重组与风味缺失的方法明确了北京烤鸭胸皮与胸肉中特征挥发性风味物质均为9种,分别为2-糠硫醇、二甲基三硫、3-甲硫基丙醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛与1-辛烯-3-醇。重组模型的香味与北京烤鸭相似度高达90%,明确了北京烤鸭特征风味均为烤肉味、脂肪味与肉香味。(2)明确了9种特征挥发性风味物质是在传统挂炉烤制过程中形成的结论。北京烤鸭原料鸭胸皮中仅检测到己醛与辛醛,胸肉中仅检测到辛醛与壬醛,胸皮与胸肉中均未检测到2-糠硫醇。烤制20 min时,北京烤鸭9种特征挥发性风味物质种类与含量均显著升高,50 min是北京烤鸭的烤制终点。此时,胸皮与胸肉中9种特征挥发性风味物质累计贡献率分别为98.06%与92.62%,北京烤鸭中2-糠硫醇的贡献率为52.66~64.32%。(3)确证了葡萄糖、核糖与半胱氨酸是北京烤鸭中2-糠硫醇形成的重要底物。北京烤鸭体系中半胱氨酸、胱氨酸与蛋氨酸等含硫氨基酸热解及其与葡萄糖、核糖等还原糖发生美拉德反应生成2-糠硫醇、二甲基三硫与3-甲硫基丙醛。核糖、半胱氨酸等含量均与2-糠硫醇含量显著负相关(p<0.05),离体模型中单位时间、单位摩尔质量的核糖与半胱氨酸反应产生2-糠硫醇的含量是葡萄糖的3.5倍,但北京烤鸭体系中葡萄糖途径产生2-糠硫醇含量是核糖的4倍。(4)揭示了葡萄糖与半胱氨酸的美拉德反应产生2-糠硫醇的分子路径。2-糠醇与糠醛是2-糠硫醇形成的重要中间体。13C未标记2-糠硫醇([M]+;m/z 114,49~63%)生成速率较快,随着加热的不断进行,2-糠硫醇逐渐向13C全标记异构体([M+5]+;m/z 119,26~39%)转移,最终,13C未标记与全标记的2-糠硫醇异构体比例基本一致。2-糠醇、糠醛中的C-4骨架主要来源于13C标记葡萄糖或未标记葡萄糖的完整碳链。葡萄糖热解产生糠醛与2-糠醇,2-糠醇进一步与H2S反应生成2-糠硫醇。(5)解析了核糖通过分子相加作用促进葡萄糖途径生成2-糠硫醇的演变过程。离体模型中葡萄糖、核糖均可显著增加2-糠硫醇含量,离体试验中模型4、5与6中2-糠硫醇含量分别为676.00 ng、167.00 ng与1121.67 ng,葡萄糖与半胱氨酸反应体系、核糖与半胱氨酸反应体系生成2-糠硫醇含量的总和与葡萄糖、核糖与半胱氨酸反应体系产生量无显著性差异(p>0.05),糠醛与2-糠醇含量变化趋势与2-糠硫醇一致,并通过仿生重组模型验证。明确了传统挂炉烤制过程北京烤鸭中葡萄糖与核糖产生2-糠硫醇时存在分子相加作用。