吹掃/捕集—熱脫附—?dú)赓|(zhì)聯(lián)用比較分析長(zhǎng)白山山黑豬和瘦肉型豬肉的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)
2017-03-23 18:53周慧敏張順亮趙冰李素潘曉
肉類研究 2017年3期
周慧敏++張順亮++趙冰++李素++潘曉倩++任雙++王守偉
摘 要：為全面解析長(zhǎng)白山山黑豬和瘦肉型豬肉中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的區(qū)別，采用吹掃/捕集-熱脫附-氣質(zhì)聯(lián)用法對(duì)比分析這2 種豬肉中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的組成和差異。結(jié)果表明：5 種醛類和2 種酮類物質(zhì)在豬肉揮發(fā)性化合物中的氣味活度值（odor activity value，OAV）較高，且在長(zhǎng)白山山黑豬肉中的含量顯著高于瘦肉型豬肉。其中，己醛、庚醛、辛醛、癸醛和反式-2-壬烯醛的OAV較高，是造成2 種豬肉風(fēng)味差異的重要原因；苯乙酮和6-甲基-5-庚烯-2-酮的OAV相對(duì)較高，對(duì)2 種豬肉風(fēng)味差異具有一定貢獻(xiàn)。
關(guān)鍵詞：長(zhǎng)白山山黑豬肉；瘦肉型豬肉；揮發(fā)性風(fēng)味化合物；含量差異
Comparative Analysis of Volatile Compounds in Lean from Changbai Mountain Black Pig and Lean-type Pig Analyzed by Purge and Trap Thermal Desorption Combined with Gas Chromatography-Mass Spectrometry
ZHOU Huimin， ZHANG Shunliang， ZHAO Bing， LI Su， PAN Xiaoqian， REN Shuang， WANG Shouwei*
（Beijing Key Laboratory of Meat Processing Technology， State Meat Processing and Engineering Center， China Meat Research Center， Beijing 100068， China）
Abstract： The volatile flavor components of lean meat from Changbai Mountain black pig and lean-type pig were comparatively analyzed by purge and trap thermal desorption combined with gas chromatography-mass spectrometry （P&T-TDS-GC-MS）. The results indicated that the odor activity values （OAVs） of five aldehydes and two ketone were higher， and their contents in lean meat from Changbai Mountain black pig were significantly higher than in lean meat from lean-type pig. The OAVs of hexanal， heptanal， octanal， decanal and （E）-2-nonenal were higher， which caused the flavor difference between the breeds. The OAVs of acetophenone and 6-methyl-5-hepten-2-one were also higher， which had a potential contribution to this difference.
Key words： Changbai mountain black pig meat； lean-type pig meat； volatile components； difference
DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201703009
中圖分類號(hào)：TS251.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-8123（2017）03-0045-06
引文格式：
周慧敏， 張順亮， 趙冰， 等. 吹掃/捕集-熱脫附-氣質(zhì)聯(lián)用比較分析長(zhǎng)白山山黑豬和瘦肉型豬肉的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)[J]. 肉類研究， 2017， 31（3）： 45-50. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201703009. http：//www.rlyj.pub
ZHOU Huimin， ZHANG Shunliang， ZHAO Bing. Comparative analysis of volatile compounds in lean from Changbai mountain black pig and lean-type pig analyzed by purge and trap thermal desorption combined with gas chromatography-mass spectrometry[J]. Meat Research， 2017， 31（3）： 45-50. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201703009. http：//www.rlyj.pub
隨著社會(huì)發(fā)展和生活水平的提高，人們不僅關(guān)心豬肉的營(yíng)養(yǎng)和安全，還對(duì)豬肉的品質(zhì)提出了更高的要求，于是，高品質(zhì)的豬肉愈來(lái)愈受到消費(fèi)者的喜歡，備受眾多研究者的關(guān)注[1-2]。目前，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者對(duì)不同品種豬肉的營(yíng)養(yǎng)與食用品質(zhì)、肌間脂肪、氨基酸和硫胺素含量等進(jìn)行了多方面的研究[2-9]，研究認(rèn)為，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)是豬肉食用品質(zhì)的重要組成，它主要由肌肉風(fēng)味前體物質(zhì)在受熱時(shí)發(fā)生分解、氧化和還原等一系列化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生，如不飽和醛酮、含硫化合物以及一些雜環(huán)化合物。由于本土豬肉相較于市場(chǎng)售賣的大部分瘦肉型豬肉香氣濃郁，受到學(xué)者們對(duì)其風(fēng)味的廣泛研究，如對(duì)豫南黑豬、定遠(yuǎn)黑豬、川藏黑豬等地方土豬肉中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的組成及差異原因進(jìn)行研究[10-14]。而長(zhǎng)白山山黑豬因其口感好、品質(zhì)佳且香氣濃郁，受到消費(fèi)者的歡迎[15]，但其與瘦肉型豬肉風(fēng)味差異主要由哪種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)所決定，至今尚未見(jiàn)到相關(guān)報(bào)道。
吹掃/捕集-熱脫附法（purge/trap-thermal desorption system，P&T-TDS）是一種基于動(dòng)態(tài)頂空原理對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味成分分析的前處理方法，該法常選用有機(jī)多孔聚合物吸附劑，具有快速準(zhǔn)確、無(wú)需有機(jī)溶劑、靈敏度高，對(duì)痕量物質(zhì)的檢測(cè)有良好的優(yōu)勢(shì)，檢測(cè)限可達(dá)到10-9級(jí)，能較真實(shí)地反映樣品中揮發(fā)性物質(zhì)的組成[16]。因此本研究采用P&T-TDS結(jié)合氣-質(zhì)聯(lián)用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）對(duì)長(zhǎng)白山山黑豬與瘦肉型豬肉中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行對(duì)比分析，充分解析長(zhǎng)白山山黑豬肉在揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)方面的優(yōu)勢(shì)，為其深入研究及進(jìn)一步開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料與試劑
長(zhǎng)白山山黑豬肉 吉林精氣神有機(jī)農(nóng)業(yè)股份有限
公司；瘦肉型豬肉 北京第五肉聯(lián)廠。取3 個(gè)部位（五花肉、前腿肉和后腿肉）為測(cè)定材料，低溫保溫箱運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室。
2-甲基-3-庚酮 美國(guó)Sigma-Aldrich公司。
1.2 儀器與設(shè)備
Gerstel TDS半自動(dòng)熱脫附進(jìn)樣器、Tenax TA石英玻璃吸附管、TC-20型Tenax-TA吸附管自動(dòng)凈化儀 德國(guó)Gerstel公司；吹掃捕集器 自制；GC-MS聯(lián)用儀、TG-5毛細(xì)管柱 美國(guó)賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司。
1.3 方法
1.3.1 豬肉樣品處理
分別取剔除可見(jiàn)脂肪、筋膜的前腿、后腿和五花3 個(gè)部位的精瘦肉1 kg，用絞肉機(jī)絞碎，混勻待用。
1.3.2 P&T-TDS提取揮發(fā)性成分
準(zhǔn)確稱取10.00 g置于P&T樣品瓶中，并加入1 μL的2-甲基-3-庚酮（0.816 μg/μL）作為內(nèi)標(biāo)化合物，樣品瓶一端通氮?dú)?，氮?dú)獯祾吡魉贋?0 mL/min，另一端接裝有Tenax TA吸附劑的吸附管，55 ℃保溫，吸附40 min，然后將吸附管取出插入TDS進(jìn)樣器中進(jìn)樣，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。
TDS條件：采用標(biāo)準(zhǔn)加熱模式；氦氣流速：
10 mL/min；分流比100∶1；初始溫度40 ℃，延遲0.5 min，保持1 min，然后以60 ℃/min上升到230 ℃，保持2 min；傳輸線溫度為230 ℃。
冷進(jìn)樣（cold injection system，CIS）條件：采用標(biāo)準(zhǔn)加熱模式；液氮冷卻，初始溫度-100 ℃，平衡0.2 min，然后以10 ℃/min上升到230 ℃，保持3 min，分流比為50∶1。
1.3.3 GC-MS測(cè)定揮發(fā)性風(fēng)味成分
GC條件：TG-5非極性柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）進(jìn)行GC分析；高純氦氣（純度>99.99%）作為載氣；流速1.0 mL/min；不分流模式。程序升溫程序?yàn)椋浩鹗贾鶞?0 ℃保持3 min，以5 ℃/min升溫到200 ℃，保持0 min，再以10 ℃/min升到230 ℃保持3 min。
MS條件：傳輸線溫度250 ℃，電子能量70 eV，EI離子源，離子源溫度280 ℃，質(zhì)量掃描范圍設(shè)定為40～600 u；采用全掃描模式。
1.3.4 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)定性定量分析
定性：通過(guò)NIST和Willey譜庫(kù)檢索，化合物的確定以SI和RSI均大于800為準(zhǔn)。
定量：按面積歸一化法計(jì)算各組分相對(duì)含量，以
2-甲基-3-庚酮為標(biāo)樣，采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行絕對(duì)含量的定量分析。按式（1）計(jì)算：
（1）
式中：CX為未知揮發(fā)性化合物含量/（μg/kg）；
CO為內(nèi)標(biāo)化合物含量/（μg/kg）；SX為未知揮發(fā)性化合物的峰面積/（AU·min）；SO為添加的內(nèi)標(biāo)化合物峰面積/（AU·min）。
1.3.5 風(fēng)味成分評(píng)價(jià)
采用氣味活度值（odor activity value，OAV）評(píng)價(jià)各化合物對(duì)樣品總體風(fēng)味的貢獻(xiàn)[18]；0.1
（2）
式中：C為物質(zhì)含量/（μg/kg）；T為感覺(jué)閾值/（μg/kg）。
1.4 數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)用SAS 9.0統(tǒng)計(jì)軟件方差分析程序進(jìn)行顯著差異分析，P<0.05為顯著差異。
2 結(jié)果與分析
2.1 長(zhǎng)白山山黑豬和瘦肉型豬肉中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的測(cè)定結(jié)果
采用P&T-TDS-GC-MS檢測(cè)方法對(duì)2 種豬肉中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)定性定量對(duì)比分析結(jié)果如表1所示。
由表1可知，長(zhǎng)白山山黑豬肉和瘦肉型豬肉中分別檢測(cè)出169 種和178 種揮發(fā)性風(fēng)味化合物，雖然長(zhǎng)白山山黑豬肌肉中揮發(fā)性化合物的數(shù)量比瘦肉型豬肉少9 種，但其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的總含量比瘦肉型豬肉高1 751.33 μg/kg。2 種豬肉的揮發(fā)性化合物中醛類、醇類、酸類、酮類和含硫化合物的含量差異明顯，因此本實(shí)驗(yàn)將對(duì)這幾類化合物進(jìn)行分析，探究2 種豬肉風(fēng)味差別的原因。
2.2 不同種類風(fēng)味化合物的比較分析
2.2.1 醛類化合物的比較分析
從種類分析，長(zhǎng)白山山黑豬肉中共檢出14 種醛類化合物，包括6 種飽和直鏈醛、5 種烯醛和3 種芳香醛，比瘦肉型豬肉少一種戊醛，而戊醛的閾值較高為12 μg/kg[18]，
OAV小于0.1，對(duì)整體的香氣不構(gòu)成影響，因此，醛類化合物的種類不是造成2 種豬肉風(fēng)味差異的原因。從總量分析，長(zhǎng)白山山黑豬肉中醛類化合物的總含量顯著高于瘦肉型豬肉，分別為411.43 μg/kg 和276.92 μg/kg。其中，除2-庚烯醛、壬醛、對(duì)異丙基苯甲醛、間苯二甲醛、4-甲氧基苯甲醛和反式-2-癸烯醛之外，其余醛類的含量在2 種豬肉中都差異顯著。有7 種醛類（己醛、庚醛、辛醛、壬醛、癸醛和反式-2-癸烯醛）在2 種豬肉中的OAV都遠(yuǎn)大于1，對(duì)豬肉的整體風(fēng)味具有重要的貢獻(xiàn)，這和潘見(jiàn)等[19]的研究結(jié)果基本一致，其中有5 種醛類（己醛、庚醛、辛醛、癸醛和反式-2-壬烯醛）在長(zhǎng)白山山黑豬肉中的含量顯著高于瘦肉型豬肉，其中OAV最高的是癸醛，在瘦肉型豬和長(zhǎng)白山山黑豬肉中分別為700.68、1 054.80，具有甜香和柑橘香[20]；其次是壬醛，在瘦肉型豬和長(zhǎng)白山山黑豬肉中OAV值分別為127.42、179.68，具有脂肪香味[21]；最后是反式-2-壬烯醛、辛醛、庚醛和己醛，在瘦肉型豬肉中OAV分別為80.25、28.43、3.27和2.04，在長(zhǎng)白山山黑豬肉中OAV分別為138.5、46.22、5.27和4.82，辛醛具有脂肪香氣和水果氣味，己醛具有清香，庚醛具有油脂香和果香[20-22]。由此說(shuō)明，這5 種醛類在長(zhǎng)白山山黑豬肉揮發(fā)性風(fēng)味成分中含量和OAV都較高，是造成其風(fēng)味濃郁的主要原因之一。這些醛類化合物主要來(lái)源于油酸、亞油酸、亞麻酸等這些不飽和脂肪酸的氧化[22-23]。由此推測(cè)，長(zhǎng)白山山黑豬肉中肌內(nèi)脂肪含量比瘦肉型豬肉更豐富，尤其是不飽和脂肪酸的含量，導(dǎo)致這些對(duì)豬肉風(fēng)味具有重要貢獻(xiàn)的醛類物質(zhì)在山黑豬肉中的質(zhì)量濃度顯著高于瘦肉型豬肉。
2.2.2 醇類化合物的比較分析
從數(shù)量分析，長(zhǎng)白山山黑豬肉中醇類化合物的數(shù)量比瘦肉型豬肉少2 種，丁醇、糠醇和丙二醇是瘦肉型豬肉所特有的，3-氨基-1-丙醇是長(zhǎng)白山山黑豬所特有的，但這幾種物質(zhì)含量較低且差異不顯著，所以對(duì)2 種豬肉風(fēng)味差異基本沒(méi)有貢獻(xiàn)。從含量分析，長(zhǎng)白山山黑豬肌肉中醇類化合物的總含量不顯著低于瘦肉型豬肉。而2-硝基乙醇、反-2-癸烯醇和順式-薄荷基-2，8-二烯醇在長(zhǎng)白山山黑豬肉中的含量顯著高于瘦肉型豬肉，研究認(rèn)為，直鏈的低級(jí)一級(jí)醇總體是無(wú)風(fēng)味的，醇類化合物中對(duì)肉味做出貢獻(xiàn)的主要是不飽和醇[23-25]，因此推測(cè)，反-2-癸烯醇含量的高低可能對(duì)這2 種豬肉風(fēng)味差異有一定貢獻(xiàn)，但因未能查知其風(fēng)味閾值，因此無(wú)法做定論。
2.2.3 酸類化合物的比較分析
從數(shù)量分析，長(zhǎng)白山山黑豬肉中酸類化合物比瘦肉型豬肉少2 種，乙二酸、甲酸、2-甲基丁酸是瘦肉型豬肉所特有的，2-甲基己酸是長(zhǎng)白山山黑豬所特有的。但從含量分析，酸類物質(zhì)在長(zhǎng)白山山黑豬肉中的總含量顯著高于瘦肉型豬肉。其中，乙酸、辛酸、戊酸、丁酸、己酸、2-乙基己酸和3-羥基月桂酸在長(zhǎng)白山山黑豬肉中的含量顯著高于瘦肉型豬肉，尤其是丁酸在長(zhǎng)白山山黑豬肉中的含量高達(dá)20.79 μg/kg，比瘦肉型豬肉高12 倍以上，但這幾種酸的閾值較高[21-25]，OAV小于0.1，因此對(duì)豬肉的風(fēng)味貢獻(xiàn)不大。
2.2.4 酮類化合物的比較分析
從種類分析看，長(zhǎng)白山山黑豬和瘦肉型豬肉中共檢出7 種，其中羥丙酮為長(zhǎng)白山山黑豬肉所特有，2-甲基-2-環(huán)戊烯酮是瘦肉型豬肉所特有，但含量都較低，對(duì)風(fēng)味不構(gòu)成明顯的影響。從總量分析，酮類化合物的總量是瘦肉型豬肉的2.66 倍。其中，3-羥基-2-丁酮、3-庚酮、苯乙酮、6-甲基-5-庚烯酮在長(zhǎng)白山山黑豬肉中的含量顯著高于瘦肉型豬肉。苯乙酮在山黑豬和瘦肉型豬肉中的OAV值分別為0.33和0.26，具有杏仁氣息，稀釋后具有水果味[26]。6-甲基-5-庚烯酮在山黑豬和瘦肉型豬肉中的OAV分別為0.28和0.10，具有檸檬草般的香氣，因此這2 種酮類對(duì)肉香的形成起著不可忽視的作用。
2.2.5 含硫化合物的比較分析
長(zhǎng)白山山黑豬肉中檢出8 種含硫化合物，比瘦肉型豬肉多2 種，其中5，6-二甲基-6-羥基-1，3-硫胺-2-硫酮和二硫代甲酸-二乙基-甲酯是長(zhǎng)白山山黑豬肉所特有的。從總量分析，長(zhǎng)白山山黑豬肉中含硫化合物的總量是瘦肉型豬肉的1.25 倍。含硫化合物主要來(lái)源于氨基酸和還原糖之間的美拉德反應(yīng)、氨基酸及硫胺素的熱解[27-28]，具有洋蔥似的香氣和肉香，提供肉的總體風(fēng)味，且含硫化合物感覺(jué)閾值較低[29]，因此這2 種物質(zhì)可能對(duì)長(zhǎng)白山山黑豬肉香氣具有潛在的貢獻(xiàn)。
3 結(jié) 論
綜上所述，采用P&T-TDS-GC-MS檢測(cè)2 種豬肉中揮發(fā)性風(fēng)味成分，結(jié)果表明：2 種豬肉中部分揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的含量差異明顯，其中，5 種醛類在長(zhǎng)白山山黑豬肉中的含量顯著高于瘦肉型豬肉，且OAV值大于1，是造成長(zhǎng)白山山黑豬肉風(fēng)味濃郁的重要原因，OAV值按從高到低依次為癸醛、壬醛、反式-2-壬烯醛、辛醛、庚醛和己醛，這可能是由于2 種豬肉中肌內(nèi)脂肪含量差異所造成。2 種酮類在長(zhǎng)白山山黑豬肉中的含量也顯著高于瘦肉型豬肉，且OAV值大于0.1，對(duì)長(zhǎng)白山山黑豬風(fēng)味豐富有一定的補(bǔ)充作用，如苯乙酮、6-甲基-5-庚烯酮。7 種酸類物質(zhì)在長(zhǎng)白山山黑豬肌肉中的含量顯著高于瘦肉型豬肉，尤其是丁酸，可能是由于其飼料的差異，但這幾種酸的閾值較高，OAV值小于0.1，所以對(duì)這2 種豬肉的風(fēng)味差異影響不明顯。雖然含硫化合物在長(zhǎng)白山山黑豬肉中的含量不顯著高于瘦肉型豬肉，其大多數(shù)閾值都較低，且有2 種含硫化合物是山黑豬肉所特有的，可能對(duì)山黑豬風(fēng)味具有潛在的貢獻(xiàn)。因此，這些醛類、酮類和含硫化合物的含量差異是造成長(zhǎng)白山山黑豬肉風(fēng)味濃郁的原因。
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