全 文 ：80
赵丽华1，2，靳 烨3，* ，马长伟2，* ，张美枝1，李艳梅1
(1.内蒙古农业大学职业技术学院食品系，内蒙古土右旗 014109;
2.中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083;
3.内蒙古农业大学食品科学与工程学院，内蒙古呼和浩特 010018)
摘 要:以内蒙古羊肉和羊尾脂肪为原料，接种复合发酵剂和黑胡椒生产羊肉发酵干香肠，利用动态顶空制样(DHS)/
吹扫捕集(P ＆ T)技术结合气－质联机(GC－MS) ，分析鉴定了羊肉发酵干香肠在成熟后挥发性风味成分的变化情况，
结果检出了 52 种挥发性风味成分，主要由醛类、酮类、酸类、醇类、萜类、烷烃类、酯类、芳烃类、呋喃类和含氮化合物等
十类化合物组成，种类数最多的是烷烃类(10 种) ，占总种类数的 19.23%，其次是萜类(9 种)。同时检出了来源于脂
肪水解氧化和氨基酸的 Strecker降解以及碳水化合物代谢产生的戊醛、3－甲基丁醛、3－羟基－2－丁酮等关键芳香化合
物以及来源于黑胡椒的 3－蒈烯和 D－柠檬精油等，这些成分对羊肉发酵干香肠的风味有重要贡献。
关键词:羊肉发酵干香肠，复合发酵剂，黑胡椒，挥发性风味成分
Effect of combinations of starter cultures and black pepper on the
volatile flavor compounds of dry fermented mutton sausages
ZHAO Li－hua1，2，JIN Ye3，* ，MA Chang－wei2，* ，ZHANG Mei－zhi1，LI Yan－mei1
(1.Department of Food Science and Engineering，Vocational Technical College，Inner Mongolia Agricultural University，Tuyouqi
014109，China;2.College of Food Science and Nutritional Engineering，China Agricultural University，Beijing 100083，China;
3.College of Food Science and Engineering，Inner Mongolia Agricultural University，Huhhot 010018，China)
Abstract:The dry fermented mutton sausages were manufactured with mutton and tail fat，and with various
combinations of starter cultures and black pepper.The volatile flavor compounds were extracted and identified by
dynamic headspace sampling(DHS)and purge－ trap(P ＆ T)methods and GC/MS system during ripening.52
volatile flavor compounds were detected with capillary column HP－5，which could be clustered in the following
chemical families:alkanes，alcohols，aldehydes，ketones，aromatic hydrocarbons，acids，esters，nitrogen－containing
compounds，furans compounds and terpenoids.These showed different changing rules，especially alkanes(10)
were the most in all kinds，whose proportions were 19.23%，and terpenoids took second place.At the same time，
pentanal，3－methyl－butanal，3－hydroxy－2－butanone and 3－Carene，D－Limonene and so on were detected，which
were originated from lipid degradation and oxidation，amino acid Strecker reaction，the carbohydrate catabolism
and black pepper，which contributed to dry fermented mutton sausages odor together.
Key words:dry fermented mutton sausage;starter cultures;black pepper;volatile flavor compounds
中图分类号:TS251.5 + 3 文献标识码:A 文 章 编 号:1002－0306(2011)08－0086－04
收稿日期:2010－08－11 * 通讯联系人
作者简介:赵丽华(1971－) ，女，副教授，博士，主要从事肉品加工与质
量控制研究。
基金项目:中国农业大学与内蒙古农业大学科研合作基金;国家自然
基金(30960300)。
挥发性风味物质是评价发酵肉制品质量好坏的
一个重要指标，是吸引消费者再次购买食品的重要
因素［1］。在现代发酵肉制品尤其是发酵香肠的生产
中，快速酸化和缩短成熟时间可以减少库存，降低成
本，已成为大势所趋。但是生产时间变短也导致了
其他一些缺陷的产生，尤其是风味方面存在的不足
首当其冲，发酵香肠风味物质的形成与生产所用的
原辅料、发酵剂、生产工艺、生产参数等条件密切相
关。因此，如何在较短的生产周期下保证发酵肉制
品的风味品质以及筛选具有优良产香能力的发酵剂
是现代发酵肉制品生产的关键。近年来，有大量关
于发酵香肠中风味成分的研究报道，这些研究者分
别利用同时蒸馏提取(SDE)、动态顶空制样(DHS)/
吹扫捕集(P＆T)、固相微萃取(SPME)、超临界流体
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2011.08.058
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萃取(SFE)、静态顶空技术(SHS)、溶剂萃取(SE)、
溶剂辅助风味蒸发(SAFE)等技术从发酵香肠中分
离提取出挥发性风味成分，结合气－质联机(GC－
MS)进行定性和定量分析。Marco 等［2］用同时蒸馏
萃取法研究了发酵干香肠的挥发性成分，共鉴定出
102 种风味成分，包括 18 种醇、19 种醛、12 种酮、10
种酸、12 种酯、4 种含硫化合物、2 种呋喃、22 种烃和
氯仿;Berdague等［3］采用动态顶空 /气质联机，鉴定出
80 种物质，包括烃、醛、酮、醇、羧酸、含氯化合物、呋
喃、吡嗪及挥发性氨等物质。Meynier［4］研究鉴定发
酵香肠中 80 种挥发性物质，认为 60.5%的挥发物质
来自于添加的香料，18.9%来自于脂肪氧化，11.8%
来自于氨基酸的代谢，4.9%来自于发酵产物，而后三
种来源(脂肪氧化、氨基酸代谢、发酵)都不同程度与
微生物代谢有关。片球菌在发酵过程中的代谢产物
能使肉蛋白质发生特异变化，使肉制品具有独特的
风味，这种风味是不能用化学试剂调配出来的［5］。发
酵剂中的小球菌和葡萄球菌能将硝酸盐还原成亚硝
酸盐以促进产品颜色的形成，且它们具有分解脂肪
和蛋白质以及产生过氧化氢酶的活性，这对产品的
风味起重要作用，但其机制尚未完全揭示［6］。发酵肉
制品的风味是由各种香味活性化合物共同作用形成
的，其中 3－甲基丁酸、酸类对酸味有贡献;含硫化合
物、3－甲基丁醛对腌肉香有贡献;含硫化合物、呋喃
类对肉香有贡献;醛类、酮类、醇类、酸类、酯类主要
对油脂香、清香有贡献;吡嗪类化合物对烤香有贡
献。目前国内对于羊肉发酵香肠风味物质的研究较
少，马俪珍［7］等研究了外源酶对发酵羊肉香肠挥发性
风味物质的影响，共检出 17 种物质。本研究分析了
复合发酵剂和香辛料对羊肉发酵香肠在成熟后风味
成分的影响情况，并分析其主要成分的形成途径，为
认识发酵香肠风味形成机理以及为工业化生产具有
良好风味的羊肉发酵香肠提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与设备
天然羊肠衣 购于河北润泰肠衣有限公司;复
合发酵剂 戊糖乳杆菌(Lb.pentosus)、戊糖片球菌
(P.pentosaceus)和产香葡萄球菌(St.carnosus) ，由中
国农业大学食品科学与营养工程学院肉品实验室提
供;内标化合物 2－甲基－3 －庚酮、15 种标准香味化
合物(2－甲基丁醛、2－甲基－3 戊酮、己醛、呋喃、3－甲
硫基丙醛、2，3，5－三甲基吡嗪、2，3－二甲基吡嗪、苯
乙醛、2－壬烯醛、1－辛烯－ 3－醇、壬醛、γ－辛内酯、2，
4－壬二烯醛、反－2－反－4－癸二烯醛、和 δ－癸内酯)
购于美国 SIGMA 公司;甲醇、正戊烷、无水乙醚
均为分析纯;高纯氮气 纯度 ＞ 99.999%;高纯氦气
纯度 ＞ 99.999%;羊后腿肉，羊尾肥膘，黑胡椒粉，
孜然粉，蔗糖，葡萄糖，食盐，硝酸钠，亚硝酸钠。
6890N /5975C气相色谱－质谱联机，HP－5 型毛
细管色谱柱，7683B 自动进样器，ODP2 嗅觉检测口
ODP，TDS3 热脱附系统 TDS，WY－4611 稳压阀，DKB
－501A恒温水浴锅，吹扫捕集玻璃容器。
1.2 发酵香肠工艺配方
羊后腿肉 78%，羊尾肥膘 22%，蔗糖 0.5%，葡萄
糖 0.5%，食盐 2.5%，硝酸钠 100ppm，亚硝酸钠
70ppm，黑胡椒粉 0.5%。
1.3 发酵香肠的生产
首先将瘦肉绞碎，肥肉切丁，混合搅拌制成肉
馅，加入腌制剂，置于(0 ～4℃)冰箱真空腌制 12 ～
15h，然后真空充填到羊肠衣内，置于恒温恒湿培养箱
内发酵，发酵温度为 24～25℃，湿度为 95%～96%，发
酵 36h后将温度调至 14～15℃，湿度分别降至 85%～
90%、75%～80%和 65%～70%进行干燥，干燥 132h后
即为成品，真空包装后贮藏于室温。
1.4 样品采集
采集成熟后的羊肉发酵香肠 2 根，搅碎后将其
保存在－80℃，以备风味测定。
1.5 实验方法
1.5.1 挥发性风味成分的提取 采用动态顶空制样
(DHS)。准确称取 10.0g 羊肉发酵香肠小丁，绞碎，
放入吹扫捕集玻璃容器(260mL)中，加入 1μL 浓度
为 1.68μg /μL甲醇的 2－甲基－3－庚酮溶液作为内
标，扭紧玻璃容器上的旋帽使容器达到密封状态。
将吹扫捕集玻璃容器放在水浴锅中于 60℃平衡 1h，
平衡后玻璃容器上插入 Tenax TA吸附管，用 N2 吹扫
1h，N2 流速为 100mL /min。吹扫完毕取出 Tenax TA
吸附管放入除水分仪器中，用 N2 吹干其中的水分。
将吸附管放入热脱附系统 TDS(Thermo desorption
system) ，准备 TDS自动进样。
1.5.2 挥发性风味成分的分离鉴定 气谱(GC)条件:
毛细管柱采用 HP－5ms(30.0m × 250μm × 0.25μm，
Agilent)柱，以 He为载气，恒定流速为1.2mL /min，进
样口温度为 250℃，FID检测器温度为 250℃，柱箱采
用程序升温，初始温度 35℃，保持 2min，以 5℃ /min
升温到 200℃，再以 10℃ /min 升温到 250℃，保持
5min。流出物在毛细管末端以 1∶1 ∶1 的分流比分别
流入 FID、MS和 ODP。
质谱(MS)条件:色谱、质谱的接口温度为
280℃，质谱电子方式为 EI，电子能量 70eV，离子源
温度 230℃，四级杆温度 150℃，溶剂延迟 2min，谱库
NIST05a.L。
采用内标法定量，测定内标物和各成分的峰面
积和相对响应值，计算出各组分在样品中的含量。
2 结果与分析
2.1 羊肉发酵干香肠在成熟后挥发性风味成分种类
的变化
由表 1可知，羊肉发酵香肠在成熟后鉴定出的挥
发性风味成分共有 52 种，总含量为 3538.8μg /100g，主
要分为醛类、酮类、酸类、醇类、萜类、烷烃类、酯类、
芳烃类和其他类(呋喃类和含氮化合物)。其中种类
最多的是烷烃类(10 种) ，占总种类数的 19.23%，其
含量为 222.42μg /100g，检出大量的 4－甲基庚烷、3－
甲基壬烷和 4－甲基癸烷等支链烷烃，支链烷烃、醇和
酮等可能来自于动物体内的辛酸、壬酸、癸酸等低碳
链支链脂肪酸的氧化分解［8］，而支链脂肪酸是引起羊
肉膻味的主要脂肪酸;其次是萜类(9 种)占第二位，
82
表 1 羊肉发酵香肠成熟后挥发性风味成分
序号 种类
含量
(μg /100g) 序号 种类
含量
(μg /100g)
1 3－甲基丁醛 4.55 27 1，2，3，4，5，6，7，8－…甘菊环 0.18
2 戊醛 33.08 28 氯仿 206
3 庚醛 30.28 29 庚烷 3.675
4 1－甲氧基－2 丙酮 42.18 30 4－甲基庚烷 4.2
5 2，3－丁二酮 35.7 31 3－甲基壬烷 0.18
6 3－甲基－2－丁酮 32.55 32 4－甲基癸烷 1.58
7 3－羟基－2 丁酮 335 33 3，8－二甲基十一烷 0.53
8 4－(1，1－二甲基丙基)－环己酮 1.58 34 2，7，10－三甲基－十二烷 0.88
9 3－甲基丁酸 1.58 35 十三烷 0.18
10 3－甲基戊酸 2.98 36 1－甲基－4－(1－…)－1，4－环己二烯 1.23
11 2－(乙烯基)－乙醇 5.08 37 苯乙烯 4.025
12 1－丁氧基－2－丙醇 0.18 38 丙酸 2－甲基甲酯 2.975
13 1，3－丁二醇 2.28 39 甲氧基乙酸乙酯 144
14 2，3－丁二醇 12.4 40 甲氧基乙酸 2－戊酯 2.8
15 3－甲基－2－戊醇 379 41 亚硫酸 2－乙基己基壬酯 0.18
16 3－甲基－2－己醇 39.9 42 甲氧基乙酸 4－十三酯 0.18
17 2－庚醇 122 43 异丙基棕榈酸酯 0.18
18 3－甲基－2－辛醇 0.18 44 1－甲基－2－(1－甲乙基)－苯 5.6
19 1R－α－蒎烯 14.7 45 丁基羟基甲苯 0.175
20 β－蒎烯 12.1 46 2，4－二甲基－苯喹啉 14.9
21 β－水芹烯 5.78 47 苯酚 0.18
22 3－蒈烯 36.1 48 ［2R－…］－1，2，3，4，4a，5，6，…萘 0.35
23 D－柠檬油精 22.9 49 2－甲基哌嗪 2.24
24 胡椒烯 0.18 50 N－乙酰基唑烷 3.36
25 香树烯 0.18 51 2－氯－4－…－6－(4－硝基苯)嘧啶 192.4
26 石竹烯 5.25 52 四氢－2－甲基－呋喃 0.53
占总种类数的 17.5%，其含量为 97.3μg /100g，主要是
由黑胡椒产生的［9］;醇类的种类数为 8 种，占总种类
数的 15.38%，其含量最高(561.05μg /100g) ，主要是产
生了大量的 3－甲基－2－戊醇和 2－庚醇;酮类的含量居
第二位，为 446.6μg /100g，占总含量的 12.62%。就挥
发性风味成分个体而言，含量最多的前五种分别是 3
－甲基－2－戊醇、3－羟基－2 丁酮、氯仿、2－氯－4－(4－
甲氧苯基)－6－(4－硝基苯)嘧啶和甲氧基乙酸乙酯。
2.2 羊肉发酵干香肠在成熟后关键芳香化合物的形
成途径
2.2.1 碳水化合物代谢形成的风味成分 2，3－丁二
酮、2，3－丁二醇、3－羟基－2－丁酮、乙酸乙酯和乳酸
是乳酸菌发酵糖类的主体产物，是在微生物作用下
产生的 α－乙酰乳酸分解而来的［10－11］。表 1 中羊肉发
酵香肠经发酵成熟，检出了大量的 2，3－丁二酮、2，
3－丁二醇、3－羟基－2－丁酮等，2，3－丁二酮有奶油香
味，3－羟基－2－丁酮有黄油味。其中 2，3－丁二酮的
积累较少，而 3－羟基－2－丁酮和 2，3－丁二醇的积累
增加，尤其是 3－羟基－2－丁酮达到 335μg /100g，这可
能是与添加硝酸盐有关。Olesen［12］等人研究认为在
添加产香肉葡萄球菌(St.carnosus)的发酵香肠中，添
加硝酸盐降低了 2，3－丁二酮的积累，却形成大量的
3－羟基－2－丁酮和 2，3－丁二醇，然而 Sndergaard 等
人［13］却 认 为 是 由 于 接 种 产 香 肉 葡 萄 球 菌
(St.carnosus)产生较多的双乙酰所致。因此接种产
香肉葡萄球菌，可以有效地调控发酵香肠风味成分
的形成。
2.2.2 脂肪水解氧化形成的风味成分 本实验中检
出的直链醛有戊醛和庚醛(见表 1) ，己醛和戊醛是不
饱和脂肪酸的主要降解产物［14－15］，它可能来源于游离
的亚油酸，也可能来自于酯化的亚油酸［16］。醛类的
风味阈值很低，对风味有重要的贡献，戊醛、己醛、庚
醛和壬醛等是香气强度较强的香味活性化合物，这
些香味活性化合物在金华火腿［17］、伊比利亚火腿［18］、
宣威火腿［19］中也曾被鉴定出。
羊肉发酵香肠在成熟后检出了 2－庚醇等甲基酮
物质，它们主要来源于微生物对饱和脂肪酸的不完
全 β－氧化，由 β－酮酸脱羧产生［12］，这些物质会增加
发酵香肠的芳香味、水果味和脂肪味等，如 2－庚酮是
蓝奶酪味［20］。
2.2.3 蛋白质降解形成的风味成分 本实验在成熟
后检出了 3－甲基丁醛(见表 1) ，它是亮氨酸的主要
降解产物［12，21］。3－甲基丁醛有黑巧克力的气味［22］，
是发酵肉制品典型干腌风味的重要组成。在发酵成
熟过程中，氨基酸降解形成醛类，糖和氨基酸发生美
拉德反应形成含氮杂环化合物，如呋喃、吡咯、吡啶、
吡嗪、恶唑、噻唑和喹啉。本实验检出了 2－甲基哌
嗪、四氢－2－甲基－呋喃等含氮化合物，它们具有坚果
烤香味，是典型的美拉德反应产物。
2.2.4 来源于香辛料的风味成分 本实验在成熟
后，检出的萜类物质主要是 1R－α－蒎烯、β－蒎烯、
β－水芹烯、3－蒈烯、D－柠檬油精和石竹烯，它们大多
是单萜化合物(见表 1)。D－柠檬油精有一种鲜味，
83
是许多香料中最基本的一种挥发性物质，在黑胡椒
中的含量很高［23］;石竹烯具有较强辛辣气味，β－水芹
烯具有胡椒气味，3－蒈烯也具有一定的辛辣味，这些
萜类物质都是黑胡椒特殊辛辣风味最主要的来源［9］。
萜类物质有抗氧化和抑菌的作用，可以抑制发酵香
肠生产过程中脂肪的氧化和微生物的生长，保证产
品的质量和安全。
3 结论
3.1 羊肉发酵香肠在成熟后共检出 52 种挥发性风
味成分，主要有醛类、萜类、烷烃类、醇类、酮类、酸
类、芳烃类、酯类、含氮化合物和呋喃类化合物等十
类化合物。烷烃类最多，占总种类数的 19.23%，萜
类居第二位，占总种类数的 17.5%。
3.2 羊肉发酵香肠在成熟后形成较多的戊醛、庚醛、
3－甲基丁醛、2，3－丁二酮、3－羟基－2－丁酮和甲氧基
乙酸乙酯等关键芳香化合物，它们主要形成于成熟过
程中的脂肪水解氧化和氨基酸的 Strecker 降解以及碳
水化合物的代谢，对羊肉发酵香肠风味有重要贡献。
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