渤海大学食品科学与工程学院的程可欣等采用简单的原料和调味品，在未腌制肉类的条件下对样品进行了热处理。采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术和电子舌技术对烤羊肉肉饼进行风味物质检测和分析。通过感官评价探究孜然对烤羊肉风味的影响。此外，分析孜然在不同烘烤程度下对烤羊肉蛋白质氧化和风味的影响，为揭示挥发性化合物与烤羊肉风味的相互作用提供理论依据，有助于促进孜然和烤羊肉的工业利用。

Introduction

烤羊肉因其肉香浓郁、口感鲜美而受国内外消费者的青睐。烤羊肉的大部分香气主要在热处理过程中产生，其挥发性风味化合物主要包括醛类、醇类、酮类和碳氢化合物。挥发性风味化合物决定了烤羊肉的风味特性，因此明确烤羊肉的关键风味物质对传统肉制品的精确风味控制和工艺升级具有重要意义。

蛋白质作为肉制品的物质基础，是保持人体健康的重要营养素。在加热过程中，高温会引起蛋白质变化，主要是变性、降解、聚合和氧化。烹调后肉质和多汁性的下降、肌肉变色，均与蛋白氧化有关，极大影响了肉的感官特性，从而影响其经济价值。蛋白质的氧化主要表现为巯基减少、羰基增加、二硫键形成和溶解度丧失。蛋白质适度氧化可改善肉的质地、香气和口感等，但过度氧化会导致风味、质地和营养的丧失，甚至损害肉质。

在肉类烹饪中，通常使用香料改善或增强产品的风味。孜然（Cuminum cyminum）是传统烤羊肉中最常用的香料之一，其香气浓烈、温润、辛辣，其浓郁的香气对烤羊肉风味的形成十分重要。芳香醛、酮和醚有助于孜然的香味，其中含量最高的是孜然醛。加入孜然可以有效抑制肉制品的过度氧化，而无需额外添加抗氧化剂。

Results

1 烤羊肉挥发性成分分析

与对照组（10-0、15-0和20-0）相比，孜然组（10-1、15-1和20-1）中醛 类、醇类和烷烃类相对含量减少，酯类和烯烃类相对含量增加。烤羊肉饼中的主要挥发性风味化合物为醛类，包括戊醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、癸醛、苯甲醛、(E)-2-辛烯醛等。加入孜然后，己醛含量显著减少，这可能是由于孜然的抗氧化作用减少了关键醛类的氧化；孜然醛和茴香醛的含量明显增加，这些是孜然中最丰富的成分，可能是由于在烤制过程中加入了孜然，使羊肉散发出柑橘和辛辣等香味。

酸类主要是2-苯基-2-乙基丁酸和乙酸，其是从羊肉脂肪中降解出来的，主要提供烤羊肉的油味。添加孜然后，烤羊肉中的D-柠檬烯含量明显增加。烷烃和烯烃的协同作用也为烤羊肉的整体风味做出贡献。总之，醛类（积醛、茴香醛）、醇类（对异丙基苯甲醇）和烯烃类（D-柠檬烯）等挥发性化合物主要来自烤羊肉时添加的孜然。添加配料进行烤制时，可增强烤羊肉饼的脂肪香味和烧烤香味，再加上孜然本身的香味，使烤羊肉馅具有新的怡人风味，从而达到提香和增香的作用。

图1 烤羊肉饼中挥发性风味物质相对含量

2 电子舌分析

添加孜然的烤羊肉饼苦味和酸味下降，说明孜然可能通过释放特有的挥发性风味化合物掩盖或混合令人不愉快的味道。PC1和PC2的贡献率分别为59.00%和30.70%，累积方差贡献率为89.70%（＞85%），说明PC1和PC2能够反映大量有关样本整体特征的信息。

图2 烤羊肉饼的电子舌雷达图（A）、主成分分析（B）和电子舌响应值主成分分析载荷图（C）

3 感官评分

样品感官评分最高的是20-1组，得分为31.5。感官评分表明，15-1组和20-1组的颜色得分均低于对照组，这可能是由于样品随着烤制时间的增加而变暗。结果表明，孜然的加入可以改善鲜味，增加孜然的特征香气，掩盖异味，改善酯香气。

4 羰基含量分析

随着烤制时间的延长，蛋白质羰基含量显著增加。添加孜然后，羊肉的羰基含量显著低于对照组，这可能是由于孜然中的黄酮类、萜烯醛类和萜烯类具有抗氧化活性，抑制了烤羊肉蛋白质的氧化。

小写字母不同表示相同烤制时间、不同处理之间差异显著（P＜0.05）。大写字母不同表示不同烤制时间、相同处理之间差异显著（P＜0.05）。

图4 孜然对烤羊肉饼中羰基含量的影响

5 巯基含量分析

加入孜然后，烤制10～15 min变化最显著，这一结果也与羰基含量的测定相对应。这说明孜然具有阻止蛋白质羰基形成和减少巯基含量损失的能力，但长期热处理后，孜然的抗氧化作用不明显。

图5 孜然对活性巯基（A）、总巯基（B）含量的影响

6 游离氨基酸分析

烤羊肉饼中游离氨基酸含量的变化如表1所示，共检出16 种氨基酸。氨基酸含量最高的是谷氨酸（glutamic acid，Glu），其次是精氨酸（arginine，Arg）、亮氨酸（leucine，Leu）和天冬氨酸（aspartic acid，Asp）。加热过程中，羊肉内源蛋白酶酶解蛋白质生成氨基酸，羊肉游离氨基酸含量增加。Arg、丝氨酸（serine，Ser）、甘氨酸（Gly）、苏氨酸（Thr）和蛋氨酸（Met）5 种氨基酸随烤制时间的延长先增加后降低。Ser和Arg等5 种氨基酸与还原糖发生热降解和美拉德反应，使其含量降低。孜然的加入可以在一定程度上抑制烤羊肉蛋白的氧化，从而改变羊肉中游离氨基酸的含量，鲜味氨基酸和甜味氨基酸的含量普遍呈上升趋势，有利于烤羊肉良好风味的形成。

表1孜然对烤羊肉饼游离氨基酸含量的影响

注：小写字母不同表示相同烤制时间、不同处理之间差异显著（P＜0.05）。大写字母不同表示不同烤制时间、相同处理之间差异显著（P＜0.05）。

7 十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE）分析

由图6可知，随着烤制时间的延长，肌球蛋白重链（ myosin heavy chain，MHC ）条带逐渐变浅。与对照组相比，孜然组MHC和肌动蛋白条带略深，说明孜然具有一定的抗氧化性能。35～50 kDa的蛋白质条带颜色逐渐变浅、模糊，这可能是由于肌动蛋白在高温下分解成原肌球蛋白所致，但加入孜然后，条带颜色加深，尤其是烤制20 min时，与对照组对比最为明显，这也说明加入孜然可以防止部分蛋白质氧化。

图6 不同烤制程度下肌原纤维蛋白的SDS-PAGE图谱

Conclusion

孜然作为配料加入烤羊肉饼中，既减少了烤羊肉中原有的不良风味物质，又增加了脂肪香气、烤肉香气、孜然特色风味，感官评价的整体可接受度显著提高。此外，孜然中的萜烯等抗氧化物在一定程度上可以有效地减少羊肉蛋白在烤制过程中的氧化。本研究结果可为孜然在肉制品烘烤过程中改善风味、延缓蛋白质氧化的广泛应用提供依据。

Abstract

The study aimed to explore the effect of cumin on flavor and protein oxidation of roasted lamb patties at different roasting time (10, 15 and 20 min). The results showed that the addition of cumin and then the reduction of aldehydes and the increase in the content of esters and heterocyclic flavor compounds in roasted lamb patties effectively improved the ester and roasted flavors of roasted lamb patties, suppressed the fishy and bloody flavors, and improved the overall acceptability to consumers. The carbonyl content of the cumin group was significantly lower than that of the blank group, and the total sulfhydryl and active sulfhydryl contents were significantly increased. A total of 16 amino acids were detected in the roasted lamb patties, and the amino acid content of the cumin group was higher than that of the blank group, with the highest content of glutamic acid reaching 7.21% of meat in the cumin group at 20 min of roasting. Sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis results showed that the cumin group had a lower loss of myosin heavy chain and light chain. Therefore, the addition of cumin to roasted lamb not only increased its ester flavor, umami, and characteristic cumin flavor, but also reduced the degree of protein oxidation in the roasted lamb. The results of this study may provide valuable reference data for the flavoring and antioxidant effects of cumin in meat processing.

作者介绍

刘登勇教授

渤海大学食品科学与工程学院

博士，渤海大学食品科学与工程学院教授，辽宁省肉类食品专业技术创新中心主任，中国畜产品加工研究会青年工作委员会召集人，南京农业大学食品行业校友会会长，Food Science of Animal Products、《肉类研究》、《肉类工业》学术副主编。主要围绕肉品加工与质量安全控制、食品风味与感知科学，在畜禽福利屠宰与肉类品质提升、肉品加工技术与配方应用方案、风味口感品质形成与感知机理、肉类消费嗜好分析与产品设计、肉类加工装备智能化与工程化等方面开展工作，创立食品风味物质分析ROAV理论，建立肉类食品口感品质评价方法体系，揭秘糖熏工艺上色增香的分子机制，主持获得辽宁省科技进步二等奖等。

程可欣2021级硕士

渤海大学食品科学与工程学院

农产品加工及贮藏工程专业，工学硕士，主要研究方向为风味机理解析。获得渤海大学2022年二等奖学金、2023年三等奖学金、优秀研究生干部、优秀共青团员、志愿服务先进个人等荣誉称号。在国内外期刊公开发表学术论文5 篇，以第一作者发表一区SCI论文1 篇。

编辑：阎一鸣；责任编辑：张睿梅

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