说到春节美食，肉类必不可少，而肉食的做法，烧烤可以说稳坐头把交椅。

火的使用，照亮了人类文明的前进方向，也让人类饮食开挂一般进入了全新的世界，加热后的食物不仅能消灭绝大部分病菌的而且也使得食物更有营养、更易消化；上帝给了人类火把，也给了一个最大的馈赠——美拉德反应，说它是最美味的化学反应一点都不为过。

 

美拉德反应在1912年就被法国化学家路易斯·卡米拉·美拉德发现，至此开启了美食解密之旅，美拉德反应也成为与现代食品工业密不可分的技术。

 

食物中的还原糖、氨基酸、蛋白质在加热时发生的一系列复杂反应，可以带来食物变幻万千的风味和诱人的色泽…

 

这些千奇百怪的味道，到底是何方神圣？为了最大限度还原烤肉的味道，我们将肉剪成薄片，用锡纸包裹，进行了模拟烤制，一时间香溢实验室。

 

近年来，顶空-固相微萃取（HS-SPME）在食品香气分析中被广泛应用，但用于肉味分析却受限于关键化合物浓度低。传统SPME-GCMS方法有两个先天不足：1. 检出挥发性化合物数量少；2. 关键香气活性化合物（如含硫化合物、吡嗪等）定性缺失；含硫化合物和吡嗪类物质（烘烤中美拉德反应产物）在肉制品中通常浓度极低（ppt-ppb级别），却因阈值极低，能够轻易被人的嗅觉细胞所感知，是贡献肉味、肉汤、烧烤香气的极其重要的化合物，也是赛默飞重点关注的化合物。

 

一向手握重器（静电场轨道阱质谱家族中的 GC-Orbitrap/MS）的赛默飞决定挑战业内难点，利用Orbitrap MS独有的高分辨、高灵敏度和谱图定性优势，弥补传统四极杆GCMS方法的不足，解密烤肉风味。

 

 

气味成分鉴定

在亲朋好友的帮助下，赛默飞集齐了常见和不常见的猪牛羊肉，15个烤肉样本共鉴定出挥发性化合物，包括酸、醛、酮、酯、醇吡嗪、呋喃、含硫化合物、烯萜类等共99种。这些化合物就是烤肉的风味基因，反应了不同肉类的特性。相比于其他肉类，猪肉中醛类化合物含量最高，均在50%左右；而牛肉中含硫化合物含量相对较高，为58%，羊肉次之，为41%。

 

对于重点关注的含硫化合物和吡嗪类化合物，我们发现erliuhuatan是含硫化合物中含量相对最高的化合物，最高达70%；牛肉、羊肉中含量最高；jialiuchun和二甲基二硫醚是含量仅次于erliuhuatan的化合物，在羊肉和黑猪肉中含量最高。吡嗪类化合物的产生与生肉样品烤制过程密切相关，甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、2-乙基-6-甲基吡嗪、三甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪是其中含量较高的。

SPME-GC-Orbitrap/MS鉴定出样品中9种含硫化合物（点击查看大图）

 

SPME-GC-Orbitrap/MS鉴定出样品中15种吡嗪类化合物（点击查看大图）

 

 

物质成分鉴定

通过了解肉类气味成分的不同，我们是否可以通过这些特征物质来区分不同种类的肉，甚至是具有产地特色的肉呢？

 

进行了常规的PCA分析后，这个问题有了答案：3个土猪肉样品之间的差异较小，而牛肉、黑猪肉和普通猪肉的三个样本之间存在一定差异；牛肉和羊肉呈现出的挥发性化合物组成较为类似；猪肉的挥发性化合物组成明显异于牛肉和羊肉，尤其是普通猪肉。也就是说，猪肉，牛肉和羊肉均可以清晰分离，不同种类的猪肉也可以清晰分区。黑猪肉的香气介于牛羊肉和其他猪肉之间，比较有特色。

赛默飞通过重器超高灵敏度高分辨气质结合利器HS-SPME，充分改善了普通SPME-GCMS的不足，以迅雷不及掩耳盗铃儿响叮当之势解密了猪牛羊肉的香气！

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