液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法結(jié)合主成分分析考察食品中前體物質(zhì)對雜環(huán)胺生成的影響

陳潔等

摘要：為了考察不同溫度條件下前體物質(zhì)及其含量對雜環(huán)胺生成的影響，采用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法定性定量分析了不同溫度（200 ℃， 230 ℃和270 ℃）、不同前體物質(zhì)種類（葡萄糖、肌酸、肌酸酐、苯丙氨酸、色氨酸和蘇氨酸）以及不同添加量（添加1倍和2倍原料牛肉中的含量）條件下， 烤牛肉餅中的17種極性和非極性雜環(huán)胺，采用主成分分析考察了溫度、前體物質(zhì)種類及其添加量對雜環(huán)胺生成的影響，并篩選出了受到影響的關(guān)鍵雜環(huán)胺。結(jié)果表明，3種溫度條件下雜環(huán)胺的生成具有較明顯的差異；200 ℃條件下前體物質(zhì)的種類對雜環(huán)胺生成的影響較小，而230 ℃和270 ℃條件下則有較大的影響；對于葡萄糖、肌酸、肌酸酐和蘇氨酸，3種溫度下添加量對雜環(huán)胺的生成均影響較??；而對于苯丙氨酸和色氨酸，200℃條件下添加量對雜環(huán)胺生成的影響較小， 230 ℃和270 ℃條件下添加量對雜環(huán)胺生成的影響則較大。由主成分分析載荷圖篩選出4種雜環(huán)胺（Harman、Norharman、MeIQx和PhIP）為溫度、前體物質(zhì)及其添加量影響的關(guān)鍵雜環(huán)胺。本方法可用于各種因素對雜環(huán)胺生成的影響研究以及相關(guān)關(guān)鍵雜環(huán)胺的篩選。

關(guān)鍵詞：液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用；主成分分析；加工食品；前體物質(zhì)；雜環(huán)胺

1引言

雜環(huán)胺為富含蛋白質(zhì)的食品在高溫加工過程中產(chǎn)生的一類有害物質(zhì)，具有明顯的致癌致突變作用[1]。出于食品安全性的考慮，加工食品中雜環(huán)胺的生成機制及影響因素受到了廣泛關(guān)注[2]。雜環(huán)胺由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，其生成機制亦有較大差異， 如極性雜環(huán)胺PhIP由苯丙氨酸與肌酸酐反應(yīng)生成[3]， 極性雜環(huán)胺IQ和IQx被認為是由肌酸酐、糖、游離氨基酸以及一些二肽在加熱過程中通過美拉德反應(yīng)和Strecker降解生成[4]，非極性雜環(huán)胺的生成則并不依賴肌酸酐作為前體物質(zhì)，其生成機制比較普遍的一種假說是自由基反應(yīng) [5]。大量研究表明，加工方式[6]、加工時間、溫度和前體物質(zhì)[7]以及加工程度[8]等因素對雜環(huán)胺的生成具有較大的影響[8]。

食品是一個非常復(fù)雜的分析體系，含有大量雜環(huán)胺的前體及其它相關(guān)物質(zhì)，這些物質(zhì)如何影響雜環(huán)胺的生成，它們之間是否會產(chǎn)生相互作用，這些都是闡明雜環(huán)胺生成機制而需要解決的重要問題。關(guān)于前體物質(zhì)對雜環(huán)胺生成的研究已有文獻報道，如有研究表明，糖類物質(zhì)在苯丙氨酸和肌酸酐生成PhIP的過程中具有一定的作用，如葡萄糖盡管不是生成PhIP的必需前體物質(zhì)[9]，但對該反應(yīng)有濃度依賴的促進或抑制作用[10]。當(dāng)苯丙氨酸與肌酸酐溶于水并在37℃和60℃加熱時，四糖（赤蘚糖）在PhIP的生成中具有最高的活性，而阿拉伯糖、核糖、葡萄糖和半乳糖則不具有活性[11]。然而，系統(tǒng)地考察加工食品中前體物質(zhì)及其添加量在不同溫度條件下對雜環(huán)胺生成的影響尚未見報道。雜環(huán)胺的定性與定量分析常采用高效液相色譜結(jié)合紫外[12]或熒光[13]檢測，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用[14]或液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用[15，16]，然而，由于雜環(huán)胺的含量通常很低，樣品預(yù)處理后仍然有較大干擾，紫外檢測難以準(zhǔn)確定性和定量，而熒光檢測則局限于可產(chǎn)生熒光信號的雜環(huán)胺，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用則由于大部分雜環(huán)胺極性較大且難揮發(fā)而只適用于部分雜環(huán)胺的分析。因此，本研究采用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法分析烤牛肉餅中17種極性和非極性雜環(huán)胺，并在此基礎(chǔ)上采用主成分分析探討不同溫度、前體物質(zhì)種類及其添加量對雜環(huán)胺生成的影響及關(guān)鍵雜環(huán)胺，能夠為加工食品中雜環(huán)胺的生成機制研究提供參考。

2實驗部分

2.1儀器與試劑

HP 1100高效液相色譜儀（美國Agilent公司）；UPLCTQD 超高效液相色譜串聯(lián)四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國Waters公司）；固相萃取裝置（美國Supelco公司）；MD2002型氮吹儀（金壇市盛藍儀器制造有限公司）；YDTD超聲清洗機（寧波新芝生物科技股份有限公司）。

2.2原料牛肉中前體物質(zhì)的分析

食品中葡萄糖的分析采用文獻[17，18]的方法；肌酸的分析采用文獻[19]的方法；肌酸酐的分析采用文獻[20]的方法；苯丙氨酸、色氨酸和蘇氨酸采用高效液相色譜法分析[21]。

2.4液相色譜質(zhì)譜分析條件

2.5化學(xué)計量學(xué)分析

采用主成分分析考察溫度、前體物質(zhì)種類及其添加量對雜環(huán)胺生成的影響。本實驗中共考察了3個溫度， 6種前體物質(zhì)和2個添加水平，共36個樣本，將17種雜環(huán)胺的含量作為變量，則本實驗中的數(shù)據(jù)構(gòu)成36×17階矩陣。將這個矩陣的中的36個行向量分別按照溫度、前體物質(zhì)種類以及添加量重新排列組合成3個36×17階矩陣，以考察溫度，前體物質(zhì)種類及其添加量對雜環(huán)胺生成的影響。主成分分析程序采用Matlab 7.0編寫，數(shù)據(jù)分析前進行中心化處理。

3結(jié)果與討論

3.1牛肉中雜環(huán)胺及其前體物質(zhì)的分析

3.2不同溫度條件下生成雜環(huán)胺的主成分分析

為了考察在不同烤制溫度條件下牛肉餅中前體物質(zhì)對雜環(huán)胺生成的影響，將數(shù)據(jù)矩陣進行主成分分析后按照牛肉餅的烤制溫度將樣品分成3組進行分析，圖2為樣品的主成分分析得分圖。由圖2可知，3種溫度下生成雜環(huán)胺的樣品點在主成分1的方向上有較明顯的分離趨勢，200 ℃的樣品點分布在最左邊，270 ℃的樣本點在最右邊，而230 ℃的樣品點則在中間，表明在3種不同溫度下生成的17種雜環(huán)胺譜有較明顯的差異。另外，由于同一個溫度條件下的樣本點由不同前體物質(zhì)和不同添加量的樣本組成，而200 ℃的樣本點較緊密，230 ℃和270 ℃的樣本點較分散，表明200 ℃條件下前體物質(zhì)的種類及添加量的差異對雜環(huán)胺生成的影響較小，而在230 ℃和270 ℃條件下前體物質(zhì)的種類及添加量的差異對雜環(huán)胺生成的影響則較大。進一步分析發(fā)現(xiàn)，230 ℃和270 ℃分別有兩個點遠離所屬的樣品簇，如圖2圈中標(biāo)記，分別為230 ℃條件下添加1倍量和2倍量葡萄糖的樣本以及270 ℃條件下添加1倍量和2倍量葡萄糖的樣本。結(jié)果表明，在230 ℃條件下添加葡萄糖生成的雜環(huán)胺譜更接近于200℃雜環(huán)胺的生成情況，而在270 ℃條件下添加葡萄糖則更接近于230 ℃的情況。

3.3不同前體物質(zhì)種類條件下生成雜環(huán)胺的主成分分析

將3.2節(jié)中主成分分析得分圖的樣本點按照葡萄糖、肌酸、肌酸酐、苯丙氨酸、色氨酸和蘇氨酸分成6組進行分析，以考察前體物質(zhì)種類對雜環(huán)胺生成的影響（圖3）。為了區(qū)別不同溫度條件下的樣本點，圈中分別標(biāo)示了兩個230 ℃和270 ℃的樣本點，而方框中則為200 ℃的樣本點，最右邊為270 ℃的樣本點，而中間未標(biāo)出的則為230 ℃的樣本點。對于葡萄糖、肌酸、肌酸酐和蘇氨酸而言，3種溫度條件下不同添加量的樣本點之間的距離均較小，即對雜環(huán)胺生成的影響較小。苯丙氨酸和色氨酸在200 ℃條件下添加量對雜環(huán)胺的影響較小，而230 ℃和270 ℃條件下添加不同量前體物質(zhì)樣本點之間的距離較遠，表明對雜環(huán)胺的生成影響較大。

摘要：為了考察不同溫度條件下前體物質(zhì)及其含量對雜環(huán)胺生成的影響，采用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法定性定量分析了不同溫度（200 ℃， 230 ℃和270 ℃）、不同前體物質(zhì)種類（葡萄糖、肌酸、肌酸酐、苯丙氨酸、色氨酸和蘇氨酸）以及不同添加量（添加1倍和2倍原料牛肉中的含量）條件下， 烤牛肉餅中的17種極性和非極性雜環(huán)胺，采用主成分分析考察了溫度、前體物質(zhì)種類及其添加量對雜環(huán)胺生成的影響，并篩選出了受到影響的關(guān)鍵雜環(huán)胺。結(jié)果表明，3種溫度條件下雜環(huán)胺的生成具有較明顯的差異；200 ℃條件下前體物質(zhì)的種類對雜環(huán)胺生成的影響較小，而230 ℃和270 ℃條件下則有較大的影響；對于葡萄糖、肌酸、肌酸酐和蘇氨酸，3種溫度下添加量對雜環(huán)胺的生成均影響較??；而對于苯丙氨酸和色氨酸，200℃條件下添加量對雜環(huán)胺生成的影響較小， 230 ℃和270 ℃條件下添加量對雜環(huán)胺生成的影響則較大。由主成分分析載荷圖篩選出4種雜環(huán)胺（Harman、Norharman、MeIQx和PhIP）為溫度、前體物質(zhì)及其添加量影響的關(guān)鍵雜環(huán)胺。本方法可用于各種因素對雜環(huán)胺生成的影響研究以及相關(guān)關(guān)鍵雜環(huán)胺的篩選。

關(guān)鍵詞：液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用；主成分分析；加工食品；前體物質(zhì)；雜環(huán)胺

1引言

雜環(huán)胺為富含蛋白質(zhì)的食品在高溫加工過程中產(chǎn)生的一類有害物質(zhì)，具有明顯的致癌致突變作用[1]。出于食品安全性的考慮，加工食品中雜環(huán)胺的生成機制及影響因素受到了廣泛關(guān)注[2]。雜環(huán)胺由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，其生成機制亦有較大差異， 如極性雜環(huán)胺PhIP由苯丙氨酸與肌酸酐反應(yīng)生成[3]， 極性雜環(huán)胺IQ和IQx被認為是由肌酸酐、糖、游離氨基酸以及一些二肽在加熱過程中通過美拉德反應(yīng)和Strecker降解生成[4]，非極性雜環(huán)胺的生成則并不依賴肌酸酐作為前體物質(zhì)，其生成機制比較普遍的一種假說是自由基反應(yīng) [5]。大量研究表明，加工方式[6]、加工時間、溫度和前體物質(zhì)[7]以及加工程度[8]等因素對雜環(huán)胺的生成具有較大的影響[8]。

食品是一個非常復(fù)雜的分析體系，含有大量雜環(huán)胺的前體及其它相關(guān)物質(zhì)，這些物質(zhì)如何影響雜環(huán)胺的生成，它們之間是否會產(chǎn)生相互作用，這些都是闡明雜環(huán)胺生成機制而需要解決的重要問題。關(guān)于前體物質(zhì)對雜環(huán)胺生成的研究已有文獻報道，如有研究表明，糖類物質(zhì)在苯丙氨酸和肌酸酐生成PhIP的過程中具有一定的作用，如葡萄糖盡管不是生成PhIP的必需前體物質(zhì)[9]，但對該反應(yīng)有濃度依賴的促進或抑制作用[10]。當(dāng)苯丙氨酸與肌酸酐溶于水并在37℃和60℃加熱時，四糖（赤蘚糖）在PhIP的生成中具有最高的活性，而阿拉伯糖、核糖、葡萄糖和半乳糖則不具有活性[11]。然而，系統(tǒng)地考察加工食品中前體物質(zhì)及其添加量在不同溫度條件下對雜環(huán)胺生成的影響尚未見報道。雜環(huán)胺的定性與定量分析常采用高效液相色譜結(jié)合紫外[12]或熒光[13]檢測，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用[14]或液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用[15，16]，然而，由于雜環(huán)胺的含量通常很低，樣品預(yù)處理后仍然有較大干擾，紫外檢測難以準(zhǔn)確定性和定量，而熒光檢測則局限于可產(chǎn)生熒光信號的雜環(huán)胺，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用則由于大部分雜環(huán)胺極性較大且難揮發(fā)而只適用于部分雜環(huán)胺的分析。因此，本研究采用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法分析烤牛肉餅中17種極性和非極性雜環(huán)胺，并在此基礎(chǔ)上采用主成分分析探討不同溫度、前體物質(zhì)種類及其添加量對雜環(huán)胺生成的影響及關(guān)鍵雜環(huán)胺，能夠為加工食品中雜環(huán)胺的生成機制研究提供參考。

2實驗部分

2.1儀器與試劑

HP 1100高效液相色譜儀（美國Agilent公司）；UPLCTQD 超高效液相色譜串聯(lián)四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國Waters公司）；固相萃取裝置（美國Supelco公司）；MD2002型氮吹儀（金壇市盛藍儀器制造有限公司）；YDTD超聲清洗機（寧波新芝生物科技股份有限公司）。

2.2原料牛肉中前體物質(zhì)的分析

食品中葡萄糖的分析采用文獻[17，18]的方法；肌酸的分析采用文獻[19]的方法；肌酸酐的分析采用文獻[20]的方法；苯丙氨酸、色氨酸和蘇氨酸采用高效液相色譜法分析[21]。

2.4液相色譜質(zhì)譜分析條件

2.5化學(xué)計量學(xué)分析

采用主成分分析考察溫度、前體物質(zhì)種類及其添加量對雜環(huán)胺生成的影響。本實驗中共考察了3個溫度， 6種前體物質(zhì)和2個添加水平，共36個樣本，將17種雜環(huán)胺的含量作為變量，則本實驗中的數(shù)據(jù)構(gòu)成36×17階矩陣。將這個矩陣的中的36個行向量分別按照溫度、前體物質(zhì)種類以及添加量重新排列組合成3個36×17階矩陣，以考察溫度，前體物質(zhì)種類及其添加量對雜環(huán)胺生成的影響。主成分分析程序采用Matlab 7.0編寫，數(shù)據(jù)分析前進行中心化處理。

3結(jié)果與討論

3.1牛肉中雜環(huán)胺及其前體物質(zhì)的分析

3.2不同溫度條件下生成雜環(huán)胺的主成分分析

為了考察在不同烤制溫度條件下牛肉餅中前體物質(zhì)對雜環(huán)胺生成的影響，將數(shù)據(jù)矩陣進行主成分分析后按照牛肉餅的烤制溫度將樣品分成3組進行分析，圖2為樣品的主成分分析得分圖。由圖2可知，3種溫度下生成雜環(huán)胺的樣品點在主成分1的方向上有較明顯的分離趨勢，200 ℃的樣品點分布在最左邊，270 ℃的樣本點在最右邊，而230 ℃的樣品點則在中間，表明在3種不同溫度下生成的17種雜環(huán)胺譜有較明顯的差異。另外，由于同一個溫度條件下的樣本點由不同前體物質(zhì)和不同添加量的樣本組成，而200 ℃的樣本點較緊密，230 ℃和270 ℃的樣本點較分散，表明200 ℃條件下前體物質(zhì)的種類及添加量的差異對雜環(huán)胺生成的影響較小，而在230 ℃和270 ℃條件下前體物質(zhì)的種類及添加量的差異對雜環(huán)胺生成的影響則較大。進一步分析發(fā)現(xiàn)，230 ℃和270 ℃分別有兩個點遠離所屬的樣品簇，如圖2圈中標(biāo)記，分別為230 ℃條件下添加1倍量和2倍量葡萄糖的樣本以及270 ℃條件下添加1倍量和2倍量葡萄糖的樣本。結(jié)果表明，在230 ℃條件下添加葡萄糖生成的雜環(huán)胺譜更接近于200℃雜環(huán)胺的生成情況，而在270 ℃條件下添加葡萄糖則更接近于230 ℃的情況。

3.3不同前體物質(zhì)種類條件下生成雜環(huán)胺的主成分分析

將3.2節(jié)中主成分分析得分圖的樣本點按照葡萄糖、肌酸、肌酸酐、苯丙氨酸、色氨酸和蘇氨酸分成6組進行分析，以考察前體物質(zhì)種類對雜環(huán)胺生成的影響（圖3）。為了區(qū)別不同溫度條件下的樣本點，圈中分別標(biāo)示了兩個230 ℃和270 ℃的樣本點，而方框中則為200 ℃的樣本點，最右邊為270 ℃的樣本點，而中間未標(biāo)出的則為230 ℃的樣本點。對于葡萄糖、肌酸、肌酸酐和蘇氨酸而言，3種溫度條件下不同添加量的樣本點之間的距離均較小，即對雜環(huán)胺生成的影響較小。苯丙氨酸和色氨酸在200 ℃條件下添加量對雜環(huán)胺的影響較小，而230 ℃和270 ℃條件下添加不同量前體物質(zhì)樣本點之間的距離較遠，表明對雜環(huán)胺的生成影響較大。

摘要：為了考察不同溫度條件下前體物質(zhì)及其含量對雜環(huán)胺生成的影響，采用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法定性定量分析了不同溫度（200 ℃， 230 ℃和270 ℃）、不同前體物質(zhì)種類（葡萄糖、肌酸、肌酸酐、苯丙氨酸、色氨酸和蘇氨酸）以及不同添加量（添加1倍和2倍原料牛肉中的含量）條件下， 烤牛肉餅中的17種極性和非極性雜環(huán)胺，采用主成分分析考察了溫度、前體物質(zhì)種類及其添加量對雜環(huán)胺生成的影響，并篩選出了受到影響的關(guān)鍵雜環(huán)胺。結(jié)果表明，3種溫度條件下雜環(huán)胺的生成具有較明顯的差異；200 ℃條件下前體物質(zhì)的種類對雜環(huán)胺生成的影響較小，而230 ℃和270 ℃條件下則有較大的影響；對于葡萄糖、肌酸、肌酸酐和蘇氨酸，3種溫度下添加量對雜環(huán)胺的生成均影響較??；而對于苯丙氨酸和色氨酸，200℃條件下添加量對雜環(huán)胺生成的影響較小， 230 ℃和270 ℃條件下添加量對雜環(huán)胺生成的影響則較大。由主成分分析載荷圖篩選出4種雜環(huán)胺（Harman、Norharman、MeIQx和PhIP）為溫度、前體物質(zhì)及其添加量影響的關(guān)鍵雜環(huán)胺。本方法可用于各種因素對雜環(huán)胺生成的影響研究以及相關(guān)關(guān)鍵雜環(huán)胺的篩選。

關(guān)鍵詞：液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用；主成分分析；加工食品；前體物質(zhì)；雜環(huán)胺

1引言

雜環(huán)胺為富含蛋白質(zhì)的食品在高溫加工過程中產(chǎn)生的一類有害物質(zhì)，具有明顯的致癌致突變作用[1]。出于食品安全性的考慮，加工食品中雜環(huán)胺的生成機制及影響因素受到了廣泛關(guān)注[2]。雜環(huán)胺由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，其生成機制亦有較大差異， 如極性雜環(huán)胺PhIP由苯丙氨酸與肌酸酐反應(yīng)生成[3]， 極性雜環(huán)胺IQ和IQx被認為是由肌酸酐、糖、游離氨基酸以及一些二肽在加熱過程中通過美拉德反應(yīng)和Strecker降解生成[4]，非極性雜環(huán)胺的生成則并不依賴肌酸酐作為前體物質(zhì)，其生成機制比較普遍的一種假說是自由基反應(yīng) [5]。大量研究表明，加工方式[6]、加工時間、溫度和前體物質(zhì)[7]以及加工程度[8]等因素對雜環(huán)胺的生成具有較大的影響[8]。

食品是一個非常復(fù)雜的分析體系，含有大量雜環(huán)胺的前體及其它相關(guān)物質(zhì)，這些物質(zhì)如何影響雜環(huán)胺的生成，它們之間是否會產(chǎn)生相互作用，這些都是闡明雜環(huán)胺生成機制而需要解決的重要問題。關(guān)于前體物質(zhì)對雜環(huán)胺生成的研究已有文獻報道，如有研究表明，糖類物質(zhì)在苯丙氨酸和肌酸酐生成PhIP的過程中具有一定的作用，如葡萄糖盡管不是生成PhIP的必需前體物質(zhì)[9]，但對該反應(yīng)有濃度依賴的促進或抑制作用[10]。當(dāng)苯丙氨酸與肌酸酐溶于水并在37℃和60℃加熱時，四糖（赤蘚糖）在PhIP的生成中具有最高的活性，而阿拉伯糖、核糖、葡萄糖和半乳糖則不具有活性[11]。然而，系統(tǒng)地考察加工食品中前體物質(zhì)及其添加量在不同溫度條件下對雜環(huán)胺生成的影響尚未見報道。雜環(huán)胺的定性與定量分析常采用高效液相色譜結(jié)合紫外[12]或熒光[13]檢測，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用[14]或液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用[15，16]，然而，由于雜環(huán)胺的含量通常很低，樣品預(yù)處理后仍然有較大干擾，紫外檢測難以準(zhǔn)確定性和定量，而熒光檢測則局限于可產(chǎn)生熒光信號的雜環(huán)胺，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用則由于大部分雜環(huán)胺極性較大且難揮發(fā)而只適用于部分雜環(huán)胺的分析。因此，本研究采用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法分析烤牛肉餅中17種極性和非極性雜環(huán)胺，并在此基礎(chǔ)上采用主成分分析探討不同溫度、前體物質(zhì)種類及其添加量對雜環(huán)胺生成的影響及關(guān)鍵雜環(huán)胺，能夠為加工食品中雜環(huán)胺的生成機制研究提供參考。

2實驗部分

2.1儀器與試劑

HP 1100高效液相色譜儀（美國Agilent公司）；UPLCTQD 超高效液相色譜串聯(lián)四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國Waters公司）；固相萃取裝置（美國Supelco公司）；MD2002型氮吹儀（金壇市盛藍儀器制造有限公司）；YDTD超聲清洗機（寧波新芝生物科技股份有限公司）。

2.2原料牛肉中前體物質(zhì)的分析

食品中葡萄糖的分析采用文獻[17，18]的方法；肌酸的分析采用文獻[19]的方法；肌酸酐的分析采用文獻[20]的方法；苯丙氨酸、色氨酸和蘇氨酸采用高效液相色譜法分析[21]。

2.4液相色譜質(zhì)譜分析條件

2.5化學(xué)計量學(xué)分析

采用主成分分析考察溫度、前體物質(zhì)種類及其添加量對雜環(huán)胺生成的影響。本實驗中共考察了3個溫度， 6種前體物質(zhì)和2個添加水平，共36個樣本，將17種雜環(huán)胺的含量作為變量，則本實驗中的數(shù)據(jù)構(gòu)成36×17階矩陣。將這個矩陣的中的36個行向量分別按照溫度、前體物質(zhì)種類以及添加量重新排列組合成3個36×17階矩陣，以考察溫度，前體物質(zhì)種類及其添加量對雜環(huán)胺生成的影響。主成分分析程序采用Matlab 7.0編寫，數(shù)據(jù)分析前進行中心化處理。

3結(jié)果與討論

3.1牛肉中雜環(huán)胺及其前體物質(zhì)的分析

3.2不同溫度條件下生成雜環(huán)胺的主成分分析

為了考察在不同烤制溫度條件下牛肉餅中前體物質(zhì)對雜環(huán)胺生成的影響，將數(shù)據(jù)矩陣進行主成分分析后按照牛肉餅的烤制溫度將樣品分成3組進行分析，圖2為樣品的主成分分析得分圖。由圖2可知，3種溫度下生成雜環(huán)胺的樣品點在主成分1的方向上有較明顯的分離趨勢，200 ℃的樣品點分布在最左邊，270 ℃的樣本點在最右邊，而230 ℃的樣品點則在中間，表明在3種不同溫度下生成的17種雜環(huán)胺譜有較明顯的差異。另外，由于同一個溫度條件下的樣本點由不同前體物質(zhì)和不同添加量的樣本組成，而200 ℃的樣本點較緊密，230 ℃和270 ℃的樣本點較分散，表明200 ℃條件下前體物質(zhì)的種類及添加量的差異對雜環(huán)胺生成的影響較小，而在230 ℃和270 ℃條件下前體物質(zhì)的種類及添加量的差異對雜環(huán)胺生成的影響則較大。進一步分析發(fā)現(xiàn)，230 ℃和270 ℃分別有兩個點遠離所屬的樣品簇，如圖2圈中標(biāo)記，分別為230 ℃條件下添加1倍量和2倍量葡萄糖的樣本以及270 ℃條件下添加1倍量和2倍量葡萄糖的樣本。結(jié)果表明，在230 ℃條件下添加葡萄糖生成的雜環(huán)胺譜更接近于200℃雜環(huán)胺的生成情況，而在270 ℃條件下添加葡萄糖則更接近于230 ℃的情況。

3.3不同前體物質(zhì)種類條件下生成雜環(huán)胺的主成分分析

將3.2節(jié)中主成分分析得分圖的樣本點按照葡萄糖、肌酸、肌酸酐、苯丙氨酸、色氨酸和蘇氨酸分成6組進行分析，以考察前體物質(zhì)種類對雜環(huán)胺生成的影響（圖3）。為了區(qū)別不同溫度條件下的樣本點，圈中分別標(biāo)示了兩個230 ℃和270 ℃的樣本點，而方框中則為200 ℃的樣本點，最右邊為270 ℃的樣本點，而中間未標(biāo)出的則為230 ℃的樣本點。對于葡萄糖、肌酸、肌酸酐和蘇氨酸而言，3種溫度條件下不同添加量的樣本點之間的距離均較小，即對雜環(huán)胺生成的影響較小。苯丙氨酸和色氨酸在200 ℃條件下添加量對雜環(huán)胺的影響較小，而230 ℃和270 ℃條件下添加不同量前體物質(zhì)樣本點之間的距離較遠，表明對雜環(huán)胺的生成影響較大。