固始鹅块是河南信阳的一道特色地方菜，其汤色鲜美、肉质鲜嫩，深受消费者喜欢。随着人们生活节奏的加快，将固始鹅块进行工业化的生产包装，由于其贮藏期长且便捷，大大满足了人们的日常消费需要[1]。但固始鹅块的工业化产品因风味不佳而不受消费者的青睐。
固始鹅块产品的风味劣变主要是因为在生产、贮藏和复热过程中，脂肪会氧化，导致其风味发生劣变[2-3]。尹含靓[4]研究发现卤制和拌料阶段风味鱼仔风味变化明显，是风味产生的主要加工阶段，龚姚谦[5]发现灭菌对芷江鸭风味影响最大。因此在固始鹅块的加工过程中除了生产、保鲜技术的提升，还应重点关注加工过程的风味变化机制，但目前国内外对于固始鹅块的加工过程中的风味变化规律还未见相关的研究报道。
本研究采用气相色谱-质谱法（Gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）分析固始鹅块产品在不同的加工阶段的挥发性风味物质组分，对其进行正交偏最小二乘判别分析（Orthogonal partial least squares-discriminant analysis，OPLS-DA），并结合相对气味活度值（Relative odor activity values，ROAV）、主成分分析（Principal components analysis，PCA）等对比分析不同加工阶段的固始鹅块的主体挥发性风味物质差异，旨在为采取有效技术手段对固始鹅块加工过程进行风味调控、达到保香增香的目的提供理论依据，对固始鹅块产品的后续加工及相关制品的开发提供了技术支持。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
新鲜固始鹅（净重1 500 g 左右）、葱、姜：市售；食盐、食用油、耗油：信阳西亚超市。
1.2 仪器与设备
AL-204 电子天平：梅特勒-托利多仪器有限公司；7890A-5975C 气相质谱联用仪：日本岛津公司；FA114A 型分析天平：上海豪晟科学仪器有限公司；RT22E01 电磁炉：美的集团股份有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 固始鹅块加工工艺
（1）清洗、修整：将新鲜的固始鹅去除内脏后，清净、沥水、修整后，使每只鹅重量保持在（1 500±10）g；
（2）炖煮：将整鹅放入炖锅中加水炖煮（炖煮温度为100 ℃）1.5 h；
（3）炒制、熬煮：锅中放入300 g 食用油，加入姜丝160 g、干辣椒45 g，鹅块炒制1 min，加入鹅汤200 g、盐40 g、耗油20 g，熬煮5 min；
（4）包装、灭菌：将制作好的固始鹅块冷却至室温后真空包装，放入高温灭菌锅中121 ℃保持30 min 进行灭菌，-18 ℃冰箱中贮藏；
（5）取样：在原料肉、炖煮后、炒制后和灭菌后的4 个阶段分别取样50 g，依次标记为T1、T2、T3、T4。
1.3.2 GC-MS 检测技术
样品处理：将鹅块放入搅拌机搅碎后，称取均匀样品3.0 g 于10 mL 顶空瓶中，60 ℃水浴平衡5 min，顶空萃取55 min，上机解析5 min。
GC 条件：色谱柱为HP-5MS 毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25µm），载气为高纯度氦气，起始柱温50 ℃，以5 ℃/min 的速率升温至300 ℃并保持20 min，进样量为1 µL，分流比50∶1。
MS 条件：使用EI 电离源，电离能量70 eV，离子源发生器温度230 ℃，进样口温度和辅助加热器温度分别是300 ℃和280 ℃，质量扫描范围从40～800 amu，溶剂延迟3 min。
检测结果通过NIST 2011 图库检索进行物质定性，气质分析鉴定的化合物通过各峰面积与总峰面积的比值进行归一化法定量。
1.3.3 关键挥发性风味物质评价
参考潘牧[6]等的方法，按下列公式计算：
式中：Cstan、Tstan 分别为对鹅块样品风味贡献最大组分的相对含量（%）及阈值（mg/L）；C、T 分别为各挥发性物质的相对含量（%）及阈值（mg/L）。一般认为ROAV≥1，则表明其对样品风味有贡献，为样品的关键风味化合物；若0.1≤ROAV＜1，则表明其对样品风味有修饰作用。
1.4 数据处理
采用SIMCA 14.1 软件进行OPLS-DA 处理，采用Origin 2021 软件进行制图以及主成分分析和绘制热图。
2 结果与分析
2.1 加工过程中的挥发性风味物质的变化分析
由表1 可知，4 个加工阶段的固始鹅块共鉴定出13 种醛类、2 种酮类、3 种酯类、7 种醇类、1 种硫醚类和2 种其他类。其中，醛类、醇类、酮类是固始鹅块不同加工阶段的主要风味变化化合物。醇类挥发性风味物质在4 个加工阶段含量均最高；炖煮后、炒制后以及灭菌后的酮类挥发性风味物质高于原料肉，酮类挥发性风味物质随着加工阶段的推进不断增加，说明随着加工阶段的推进，会赋予鹅块果香、清香、奶油香气。
表1 不同加工阶段固始鹅块挥发性风味物质的相对含量
Table 1 Relative content of volatile flavor substances in Gushi goose nuggets in different processing stages %
注：“—”表示未检测到该化合物；标有不同的小写字母表示有显著差异性（P＜0.05），下同。
Note: “—”indicated that the compound was not detected; different lowercase letters indicated significant differences in the same indicator(P＜0.05), the same below.
类别 化合物名称 CAS 号 相对含量/%T1 T2 T3 T4醛类 乙醛 75-07-0 30.96±0.76a 8.50±0.21c 13.27±0.21b —异丁醛 78-84-2 0.94±0.09a 0.44±0.02a — —异戊醛 590-86-3 1.46±0.24a — — —正己醛 66-25-1 1.14±0.12b — — 2.57±0.46a戊醛 110-62-3 0.31±0.02b 0.70±0.13a — 0.85±0.07a 2-甲基丁醛 96-17-3 0.44±0.01a — — —庚醛 111-71-7 — — 0.39±0.05 —酮类 丁酮 78-93-3 0.50±0.28b 0.41±0.02b 0.65±0.04b 12.31±1.28a 2,3-丁二酮 431-03-8 0.61±0.06c 1.74±1.14b 5.25±0.37a 0.68±0.02c酯类 三甲氧基酯 503-30-0 1.57±0.23a — — —1,4-丁磺酸内酯 1633-83-6 — — 5.18±0.31a —γ-丁酸内酯 96-48-0 — — 17.82±0.53a —醇类 乙醇 64-17-5 61.67±1.23b 77.11±2.14a 43.05±1.35c 71.42±2.31a甲硫醇 74-93-1 — 3.50±0.31b — 7.51±0.11a丙醇 71-23-8 — 0.56±0.03b — 1.38±0.26a 1,3-丁二醇 107-88-0 — 1.88±0.02b 4.06±0.21a —桉树脑 470-82-6 — 0.33±0.01a — —仲丁醇 78-92-2 — — — 2.50±0.03a异戊醇 123-51-3 — — — 0.78±0.01a硫醚类 二甲基硫醚 75-18-3 0.40±0.01a — — —其它 戊烷 109-66-0 — 2.85±0.05b 7.96±0.32a —2-乙基氮丙啶 2549-67-9 — 1.98±0.14a 2.37±0.06a —
醛酮类主要由不饱和脂肪酸氧化降解、美拉德反应、氨基酸降解产生[7-8]。研究表明醛酮类只有在浓度较低时贡献清香、水果香气，而浓度过高则会导致不愉快气味产生[9]。在加工过程中固始鹅块的醛类物质含量相对较高且总体呈现下降的趋势，其中各样品中乙醛的含量最高，样品T1 的乙醛相对含量最高，说明乙醛对各加工阶段的固始鹅块的风味贡献较大。研究发现醛类挥发性风味物质是肉类脂肪的特征风味物质，本研究结果与其一致[10]。灭菌后，醛类物质显著减少。由于醛类物质不稳定，在炖煮、灭菌的过程中易被还原成醇类和酸类，导致加工后相对含量降低。在固始鹅块加工过程中酮类物质相对含量呈现不断上升的趋势，均检测出2 种酮类物质，丁酮和2,3-丁二酮，贡献水果香气和奶油香。酮类物质在加工过程中不断增加，可能是由于高温条件下酯类和醛类物质的氧化形成酮类挥发性化合物[11]。
醇类主要来源于肉类加工过程中的不饱和脂肪酸氧化，不饱和醇类阈值低，对固始鹅块的风味发挥重要的作用。不同的加工阶段中，乙醇的相对含量最高，由于乙醇为饱和醇类，对鹅块的风味贡献不高。其次是甲硫醇，在炖煮后与灭菌后的样品中检测到，具有洋葱香，可能是来自所添加的姜、葱。
酯类挥发性化合物一般由醇和酸的酯化反应产生，会使肉类呈现香甜的果香[12]。4 个加工阶段共检测出3 种酯类挥发性化合物，相对含量较少，阈值较高，对固始鹅块的风味仅起到一定的修饰作用。酯类挥发性化合物仅在T1 和T3 样品中检测到，且含量相对较低，并且由于酯类的阈值较高，对固始鹅块的风味仅起到修饰作用。在原料肉的样品T1 中检测到酯类风味物质1 种三甲氧基酯，相对含量较低；在炖煮后，样品T2 中未检测到酯类风味物质；在炒制后，检出2 种酯类风味物质，其中γ-丁酸内酯呈奶油香和辛辣味[13]，这可能来源于炒制过程中所加入的干辣椒中的酯类风味物质。高温灭菌后，样品T4 中未检出酯类风味物质，说明高温杀菌会破坏鹅块的香甜风味，郑荣美[14]也发现高温杀菌后猪肉样品中的酯类显著降低。2-甲基硫醚仅在原料肉样品中检测到，可能是因为微生物降解含硫氨基酸（甲硫氨酸和半胱氨酸）所产生的硫化物所致[15]。在炖煮后和灭菌后的鹅块中还检测出相对含量较低、阈值较高的烷类化合物，对固始鹅块的总体风味影响较小。
2.2 不同加工阶段固始鹅块的GC-MS 数据的OPLS-DA 模型
以4 种样品中检测出的挥发性香气化合物作为因变量，不同加工阶段作为自变量，构建OPLS-DA 模型（图1a），可以发现不同加工阶段样品有较好的区分。拟合指数
为0.954，因变量拟合指数
为0.99，模型预测指数 Q2 为0.979，模型的拟合结果可接受。经过200 次的置换检验（图1b），Q2 回归线与纵轴的相交小于0，说明模型验证有效[14]。如图1a 所示，原料肉样品T1 分布在第一象限，炖煮后与灭菌后的鹅块样品T2、T4 共同分布在第四象限，而炒制后的样品T3 分布在第二象限，4 个阶段的样品可显著分为4 群，其中T2、T4 共同分布在第四象限，说明2组样品的差异较小，这与表1 中的结果一致。变量投影重要性（Variable importance for the projection，VIP）值为OPLS-DA 模型变量的权重值，VIP 值越大，代表该物质对区分不同处理组之间的差异作用越关键。OPLS-DA 模型分析得出的VIP 值大小如图2 所示，VIP＞1 的物质共有9 种，分别为正己醛（1.119 77）、乙醇（1.112 8）、丁酮（1.066 84）、仲丁醇（1.057 03）、异戊醇（1.056 54）、戊醛（1.038 89）、三甲氧基酯（1.016 66）、二甲基硫醚（1.012 66），可用于区分4 组不同加工阶段固始鹅块的挥发性风味物质标记物，均能够作为判别4 种加工阶段的差异成分。
注：（a）：OPLS-DA 得分图；（b）：OPLS-DA 验证图。
Note: (a): OPLS-DA score plot; (b): OPLS-DA verification diagram.
图1 不同加工阶段固始鹅块GC-MS 数据的OPLS-DA 分析
Fig.1 OPLS-DA analysis of GC-MS data of Gushi goose in different processing stages
图2 不同加工阶段固始鹅块GC-MS 数据的OPLS-DA 模型的VIP
Fig.2 VIP of OPLS-DA model GC-MS data of Gushi goose in different processing stages
2.3 固始鹅块加工过程中的ROAV
由表2 可知，通过计算各类香气成分的ROAV值得出ROAV≥1 的香气成分共有醛类7 种、酮类2 种、醇类3 种、硫醚类1 种，主要为醛类物质。原料肉样品T1 中，二甲基硫醚ROAV 值为100，对原料肉的风味贡献最大，贡献了卷心菜味和洋葱香气；乙醛、异丁醛、异戊醛、正己醛、2-甲基丁醛、丁酮、2,3-丁二酮的ROAV≥1，为原料肉的关键风味物质；戊醛的ROAV 值＜1，对风味起修饰作用。样品T2 中，甲硫醇的ROAV值为100，对炖煮后的固始鹅块的风味贡献最大，为炖煮后固始鹅块贡献洋葱香气，乙醛、异丁醛、丁酮、2,3-丁二酮的ROAV≥1，对炖煮后固始鹅块的风味起到重要作用。在T3 样品中，关键性的风味物质为2,3-丁二酮、乙醛、庚醛和丁酮，为炒制后的固始鹅块贡献脂香、果香、清香和草香。在灭菌后，风味贡献最大的是丁酮、正己醛、2,3-丁二酮、甲硫醇，戊醛与异戊醇对固始鹅块风味起到一定的修饰作用。综合来看，原料肉具有更多的关键风味物质，共有7 种，以醛类风味物质居多，整体风味表现为洋葱香、果香、麦芽香味突出。而炖煮后的关键性风味物质为5 种，整体风味呈现洋葱香、奶油香；炒制后和灭菌后的关键风味物质仅为4 种，炒制后固始鹅块整体风味突出表现为奶油香、果香，灭菌后的固始鹅块样品整体风味则表现为果香、清香、洋葱香突出。
表2 不同加工阶段的固始鹅块关键性风味物质及对应ROAV 值
Table 2 Key flavor substances and corresponding ROAV values of Gushi goose nuggets in different processing stages
注：“—”表示未检出，“/”表示未在文献中查询到该化合物的气味描述。
Note: “—”meant not detected, “/”meant that the odor description of the compound was not found in the literature.
化合物名称 阈值/(mg/kg)[16] 气味描述[17-21] ROAV T1 T2 T3 T4乙醛 0.025 强烈的清香、草香、蔬菜、水果香气 37.15 1.94 5.97 —异丁醛 0.001 5 奶香味 18.80 1.68 — —异戊醛 0.001 1 麦芽、麦芽酒 39.82 — — —正己醛 0.005 草、牛脂、脂肪 6.84 — — 1.25戊醛 12 杏仁、麦芽、有刺激性 0.78 0.33 — 0.17 2-甲基丁醛 0.001 果香 13.20 ＜0.01 — —庚醛 0.002 8 脂肪香、柑橘香 — ＜0.01 1.57 —丁酮 0.000 3 果香、清香 50.00 7.81 24.35 100.00 2,3-丁二酮 0.059 奶油香 31.02 16.85 100.00 2.81甲硫醇 0.001 洋葱香 — 100.00 — 91.51桉树脑 1.3 桉树、草药、樟脑味 — 1.45 — —异戊醇 0.004 / — — — 0.48二甲基硫醚 0.000 12 卷心菜、洋葱香 100.00 — — —
2.4 关键性风味物质的主成分分析
图3 为不同加工阶段中关键性风味物质的主成分分析图，其中PC1、PC2、PC3 的方差贡献率分别为59.6%、26.3%、22.0%，累计方差贡献率为85.9%。图3a 的PCA 得分图可知不同的加工阶段总体特征风味存在差异。炖煮后与灭菌后的固始鹅块样品位于第三象限，原料肉样品位于第二象限，炒制后样品位于第四象限，说明炖煮后与灭菌后的固始鹅块样品整体香气特征接近。PCA 双标图（图3b）表示每个化合物与不同加工阶段的距离表明挥发性风味物质与加工阶段之间的相关程度，距离越近相关程度越高。原料肉的样品风味与乙醛、异戊醛、庚醛、2-甲基硫醚、正己醛有较强相关性，主体呈现清香、麦芽、脂肪、洋葱香；炖煮后与灭菌后的鹅块样品与甲硫醇、桉树脑有较强的相关性，主体呈现洋葱香、樟脑味；炒制后的鹅块与2,3 丁二酮与庚醛有较强的相关性，主要呈现脂肪香、奶油香。PCA 分析结果与OPLS-DA 以及ROAV 的分析结果基本一致，不同加工阶段固始鹅块产生的风味物质能够得到良好的区分。
注：（a）：PCA 得分图；（b）：PCA 双标图。
Note: (a) :PCA score plot; (b): PCA biplot.
图3 不同加工阶段关键性风味物质的PCA 分析
Fig.3 PCA analysis of key flavor substances in different processing stages
2.5 不同加工阶段关键风味聚类热图
由图4 可知，从左边的聚类来看，炖煮后与灭菌后的样品聚在一起，说明两阶段的固始鹅块的关键挥发性风味物质的组成与含量相似，具有相似的气味，这与OPLS-DA 以及PCA 的分析结果一致。而原料鹅肉则呈现出独特的香气分布。观察图4 发现，固始鹅块的风味差异主要集中在酮类化合物上。
图4 不同加工阶段固始鹅块关键挥发性风味物质的聚类热图
Fig.4 Cluster heat map of key volatile flavor compounds in Gushi goose nuggets at different processing stages
3 结论
采用GC-MS 对不同加工阶段的固始鹅块产品的挥发性风味物质进行分析，共鉴定出挥发性风味物质24 种：13 种醛类、2 种酮类、3 种酯类、7 种醇类、1 种硫醚类和2 种其他类。固始鹅块样品中的主要挥发性成分是酮类和醛类。随着加工过程的进行，醛类挥发性风味物质的含量显著提高，醇类化合物相对含量在4 个样品中占比最高。通过ROAV 法分析确定原料肉整体风味表现为洋葱香、果香、麦芽香味突出。而炖煮后整体风味突出呈现洋葱香、奶油香，炒制后固始鹅块整体风味突出表现为奶油香、果香、清香，灭菌后的固始鹅块样品整体风味则表现为果香、清香、洋葱香味突出。通过OPLS-DA 模型、PCA 以及聚类分析均发现炖煮后和灭菌后的样品风味较接近，说明灭菌后对固始鹅块产品的风味产生较大的影响。本研究为固始鹅块制作过程中的风味品质提供了一定理论依据，也为其综合开发利用提供了参考。
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