冷鮮與真空冷凍干燥豬里脊肉中脂肪酸氣相色譜—質(zhì)譜分析

侯召華 羅婧 寧浩然 崔松煥

摘 要：目的：建立豬肉脂肪酸氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatograph-mass spectrometer，GC-MS）檢測方法，并對冷鮮和真空冷凍干燥豬肉中脂肪進(jìn)行分析，研究不同處理豬肉脂肪酸的差異。方法：豬肉進(jìn)行真空冷凍，脂肪酸利用GC-MS測定。結(jié)果：在冷鮮豬肉和真空冷凍干燥豬肉樣品中脂肪酸分別確定了11 種和8 種；豬肉脂肪酸中油酸含量最高，其他含量由高到低依次為硬脂酸、棕櫚酸、反亞油酸、棕櫚油酸、肉豆蔻酸、順-11-二十碳烯酸、花生四烯酸、順-11，14-二十碳二烯酸、花生酸、癸酸；真空冷凍干燥豬肉粉未檢出癸酸、花生四烯酸和順-11，14-二十碳二烯酸；冷鮮豬肉中脂肪酸成分及相對含量與真空冷凍干燥樣品無顯著差異。結(jié)論：GC-MS法能有效對脂肪酸進(jìn)行分析；真空冷凍干燥是一種可行的干燥方法，能有效保持豬肉中脂肪酸成分及結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：豬肉；真空冷凍干燥；氣相色譜-質(zhì)譜法；脂肪酸

中圖分類號：TS251.51 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8123（2014）07-0015-04

中國是世界上最大的肉類生產(chǎn)國家，年產(chǎn)量達(dá)7 000萬 t以上，其中2/3為豬肉，特別在內(nèi)陸地區(qū)豬肉更是居民消費(fèi)的最主要?jiǎng)游镄允称穂1]。豬肉以其高蛋白、低脂肪、肉質(zhì)鮮嫩和風(fēng)味良好等特點(diǎn)，受到世人的喜愛。豬肉的脂肪含量和脂肪酸組成在很大程度上決定了其營養(yǎng)價(jià)值和加工后產(chǎn)品的風(fēng)味，營養(yǎng)學(xué)上一般用多不飽和脂肪酸/飽和脂肪酸值來評價(jià)肉的營養(yǎng)價(jià)值，此值越高代表營養(yǎng)價(jià)值越好[1]。脂質(zhì)氧化是肉品變質(zhì)的主要原因之一，肉品在貯存加工過程中，脂類物質(zhì)氧化產(chǎn)生醛、醇、酮等有機(jī)化合物，從而改變脂肪酸組成和含量，其氣味和味道很難被消費(fèi)者接受[2]。由于脂肪酸的組成和含量關(guān)系到肉的營養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)脂肪又是重要的風(fēng)味前體物質(zhì)，因此不同加工方法也就影響到肉的營養(yǎng)價(jià)值和風(fēng)味[3]。采用一般干燥方法所得到的豬肉脫水制品質(zhì)地緊密、顏色黝黑、不易復(fù)水、營養(yǎng)成分損失大。

真空冷凍干燥是一個(gè)有效延長食品貨架期的技術(shù)，其先為將含水物質(zhì)在低溫下凍結(jié)，然后使其水分在真空條件下升華的一種干燥方法。冷凍干燥后的物質(zhì)，物理、化學(xué)和生物性狀基本不變，物質(zhì)中的揮發(fā)性成分和受熱性營養(yǎng)成分損失很小[4]；而且只有原體質(zhì)量的10%～15%，不需要冷鏈貯藏，使其運(yùn)輸、分散和商業(yè)化更加容易。然而，冷凍干燥處理需要利用深度低溫和低壓過程，持續(xù)1～3 d，這使的冷凍干燥非常昂貴。在食品工業(yè)，冷凍干燥僅限于高附加值產(chǎn)品中，例如咖啡、茶葉和凝膠，即食產(chǎn)品的配料（蔬菜、水果粉、肉類、奶酪發(fā)酵劑、魚、蝦等）和幾個(gè)芳香類植物[5]。

油脂中的脂肪酸組分一般采用氣相色譜法進(jìn)行分離和測定，脂肪酸一般是以甘油酯形式存在，沸點(diǎn)較高，可利用酯交換，先將油脂中的脂肪酸甲酯化后再進(jìn)行氣相色譜測定。氣相色譜法是利用色譜柱中裝入的固定液，用載氣把要分析的混合物帶入色譜柱，在一定的溫度與壓力條件下，各氣體組分在載氣和固定液薄膜的氣液兩相中的分配系數(shù)不同，隨著載氣的向前流動(dòng)，樣品各組分在氣、液兩相中反復(fù)進(jìn)行分配，使脂肪酸各組分的移動(dòng)速度有快有慢，從而可將各組分分離[6]。Cardenia等[7]利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）確定了9種脂肪酸，豬肌肉脂肪含量為總質(zhì)量的3.8%～10.3%，脂肪酸含量依次為油酸（39%～45%）、棕櫚酸（24%～26%）、硬脂酸（12%～15%）、棕櫚油酸（約3%）和肉豆蔻酸（1%～2%）。在長鏈多不飽和脂肪酸中，花生四烯酸最為豐富，二十二碳六烯酸和二十碳五烯酸含量極低。飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸含量分別占總脂肪酸的38%～43%、46%～53%和8%～11%。

本實(shí)驗(yàn)以豬肉為研究對象，建立豬肉脂肪酸GC-MS檢測方法，探討冷鮮豬肉和真空冷凍干燥豬肉粉中脂肪酸含量，旨在為豬肉脂肪酸分析和冷凍干燥提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬里脊肉 市購。

37種脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品（純度99.9%） 美國Supelco公司；氦氣（高純度99.999%） 北京嘉世旺科技有限公司；氯仿、甲醇、鹽酸、氯化鉀、氫氧化鉀、正己烷、無水硫酸鈉均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

FSH-2型可調(diào)高速勻漿機(jī) 江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；EYELA FDU-1100真空冷凍干燥器 日本

東京理化公司；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國Thermo Scientific ISQ公司；FW-200高速萬能粉碎機(jī) 北京中興偉業(yè)儀器有限公司；ME204E萬分之一天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；500/2E真空包裝機(jī) 上海祥正機(jī)械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

豬里脊肉在低溫（冰盒）條件下，迅速去除可見脂肪和結(jié)締組織，切成5 mm薄片，每塊約20～35 g。樣品分成2 份，一份用于真空冷凍干燥，另一份真空包裝，0～4 ℃條件下貯藏[8]。

1.3.2 真空冷凍干燥

稱取一定質(zhì)量的豬肉，切成約5 mm的肉片，質(zhì)地和性狀均勻。肉片放在-40 ℃冰箱中進(jìn)行預(yù)冷，至少4 h；預(yù)冷后把肉樣品放到真空冷凍干燥箱中，干燥室內(nèi)的真空度控制在（10±5）Pa，溫度為（-45±5） ℃，進(jìn)行真空冷凍干燥24 h。

1.3.3 脂肪酸提取與皂化

脂肪酸提取和皂化的方法根據(jù)參考文獻(xiàn)[7，9]，進(jìn)行適當(dāng)修改。稱取冷鮮豬肉（約3.0 g）和真空冷凍干燥豬肉粉（約1.5 g）；放到玻璃容器中，添加40 mL提取液（氯仿∶甲醇=2∶1，V/V）；組織勻漿后，濾紙過濾，濾液放到分液漏斗中；然后添加20 mL 1 mol/L KCl溶液，4 ℃條件下靜置分層過夜。

過夜分層后，得到下層有機(jī)相，氮?dú)獯蹈傻玫街|(zhì)提取物；干燥后，稱取質(zhì)量；干燥物溶解在5 mL 正己烷中，放到螺帽試管中；在試管中添加5 mL 1 mol/L KOH甲醇溶液，50 ℃條件下皂化2 h；皂化結(jié)束后，添加5 mL 正己烷和15 mL 5% HCl溶液，進(jìn)行分層；上層為有機(jī)相（正己烷層），得到上層相，用正己烷定容至10 mL；然后加入無水Na2SO4除去多余的水分；用正己烷稀釋10倍進(jìn)行GC-MS分析。

1.3.4 脂肪酸GC-MS分析條件

GC-MS方法根據(jù)參考文獻(xiàn)[10-11]，進(jìn)行適當(dāng)修改。氣相色譜條件：TR-WAXMS石英毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣為高純度氦氣（99.999%），恒定流量為1.0 mL/min；進(jìn)樣量為1 μL；分流比為50∶1；程序升溫：從50℃開始（保持1 min），以10 ℃/min升溫到140 ℃（保持5 min），接著4 ℃/min升溫到210 ℃（保持15 min），以3 ℃/min升溫到230 ℃（保持16 min）；進(jìn)樣口溫度為250 ℃，氣相色譜-質(zhì)譜接口溫度300 ℃。

質(zhì)譜條件：EI離子源，電子能量70 eV，離子源溫度280 ℃，全掃描方式，質(zhì)量掃描范圍為50～500 u。

2 結(jié)果與分析

2.1 真空冷凍干燥得率

根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)及參考文獻(xiàn)[12-13]，確定真空冷凍干燥的條件及步驟。由表1可知，3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)證明，豬肉質(zhì)地均勻，重復(fù)效果顯著，豬肉干燥后得率為25.43%。

2.2 脂肪酸檢測結(jié)果

由圖1可知，本實(shí)驗(yàn)方法能有效對37種脂肪酸甲酯化標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行分析。

由圖1～3可知，通過保留時(shí)間和每種成分的質(zhì)譜圖與標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行對照，最終在冷鮮豬肉中確定了11 種脂肪酸，真空冷凍干燥豬肉中確定了8 種脂肪酸；冷鮮豬肉脂肪酸中油酸（34.099%）含量最高，其他由高到低依次為硬脂酸、棕櫚酸、反亞油酸、棕櫚油酸、肉豆蔻酸、順-11-二十碳烯酸、花生四烯酸、順-11，14-二十碳二烯酸、花生酸、癸酸；冷凍干燥豬肉粉中未檢出癸酸、花生酸和順-11，14-二十碳二烯酸，具體信息如表2所示。宋凡[6]采用極性毛細(xì)管柱氣相色譜法，準(zhǔn)確的測定了豬肉中8 種脂肪酸：豆蔻酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸和花生酸。喻文娟等[14]采用外標(biāo)-氣相色譜-質(zhì)譜法準(zhǔn)確測定了豬肉中14 種脂肪酸的含量和百分含量：癸酸、肉豆蔻酸、十五酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、十七酸、硬脂酸、反油酸、油酸、亞麻酸、亞油酸、花生酸、順-11-二十烯酸。

由表2可知，冷鮮豬肉中脂肪酸總含量為18.860 mg/g，冷凍干燥豬肉中脂肪酸總含量為6.292 mg/g。

2.2.1 飽和脂肪酸

由表2可知，冷鮮豬肉與真空冷凍干燥豬肉中的飽和脂肪酸含量占到了總量48.00%以上，冷鮮豬肉包括癸酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸和花生酸，真空冷凍干燥豬肉中包括肉豆蔻酸、棕櫚酸和硬脂酸，其中棕櫚酸和硬脂酸含量都尤為突出。真空冷凍干燥對飽和脂肪酸比例影響較小，百分含量基本相同，但冷凍干燥豬肉中少了含量最低的兩種脂肪酸，冷凍干燥對飽和脂肪酸組成具有一定的影響。

2.2.2 單不飽和脂肪酸

單不飽和脂肪酸是指含有1個(gè)雙鍵的脂肪酸，一般說來，動(dòng)物脂肪約含30%～50%的單不飽和脂肪酸[15]。由表2可知，冷鮮豬肉與真空冷凍豬肉中單不飽和脂肪酸相對含量基本相同，占總含量的37%～39%，并且脂肪酸種類相同（棕櫚烯酸、油酸和順-11-二十碳烯酸）。單不飽和脂肪酸對降低心血管疾病有著重要意義，在單不飽和脂肪酸中具有代表性的是油酸（C18∶1），它具有降低低密度脂蛋白膽固醇的效果，可以預(yù)防動(dòng)脈硬化，而且并不降低對人體有益的高密度脂蛋白膽固醇水平。同時(shí)可以降低甘油三酯的熔點(diǎn)，提高脂肪球的流動(dòng)性及其代謝能力，因此對于其他脂肪酸的吸收具有積極作用。霍曉娜等[2]研究發(fā)現(xiàn)，在不飽和脂肪酸中單不飽和脂肪酸的含量居多，豬里脊肉中含量為（41.91±4.80）%，單不飽和脂肪酸以C18∶1和C15∶1為主，C18∶1占到了（23.63±1.25）%，而C15∶1也達(dá)到了（11.47±4.94）%。陳銀基等[16]研究表明，油酸、單不飽和脂肪酸百分含量以及單不飽和脂肪酸/飽和脂肪酸比值與肌內(nèi)脂肪含量存在正相關(guān)，大理石花紋越豐富，肌內(nèi)脂肪中油酸和單不飽和脂肪酸百分含量越高，單不飽和脂肪酸/飽和脂肪酸比值也越高。本研究表明，油酸是最主要的單不飽和脂肪酸（33%～34%），而且冷凍干燥對單不飽和脂肪酸組成及相對含量幾乎沒有影響。

2.2.3 多不飽和脂肪酸

由表2可知，冷鮮豬肉與真空冷凍干燥豬肉中的多不飽和脂肪酸含量無明顯差異，真空冷凍干燥豬肉中多不飽和脂肪酸含量（13.628%）稍微高于冷鮮肉的（12.663%），但真空冷凍干燥豬肉中未檢出順-11，14-二十碳二烯酸。多不飽和脂肪酸具有多種功效，如亞油酸和花生四烯酸都是人體必需脂肪酸，亞油酸可降低血液中膽固醇，預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化，但恰當(dāng)?shù)臄z入量才具有良好的降低膽固醇水平的作用，研究表明，當(dāng)亞油酸攝入量超過15%，其降膽固醇效果下降，同時(shí)高密度膽固醇含量也降低[17-18]；花生四烯酸是人體大腦和視神經(jīng)發(fā)育的重要物質(zhì)，對預(yù)防心腦血管疾病，糖尿病和腫瘤等具有重要功效。冷凍干燥可有效的保留這兩種脂肪酸，并且對其含量無影響。肌內(nèi)富含不飽和脂肪酸，不飽和脂肪酸比飽和脂肪酸更易自動(dòng)氧化而產(chǎn)生肉味，特別是多不飽和脂肪酸極易被氧化，其氧化產(chǎn)物直接影響風(fēng)味物質(zhì)的組成，在烹調(diào)過程中是一種很重要的風(fēng)味物質(zhì)來源[19-20]。本研究表明，真空冷凍干燥能有效保存多不飽和脂肪酸的含量，保證豬肉風(fēng)味品質(zhì)。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)通過對豬肉進(jìn)行真空冷凍干燥，得到真空冷凍干燥豬肉；并且利用GC-MS分析了冷鮮和真空冷凍干燥豬里脊肉中脂肪酸。冷鮮豬肉和真空冷凍干燥豬肉樣品中脂肪酸分別確定了11種和8種；豬肉脂肪酸中油酸含量最高，其他由高到低依次為硬脂酸、棕櫚酸、反亞油酸、棕櫚油酸、肉豆蔻酸、順-11-二十碳烯酸、花生四烯酸、順-11，14-二十碳二烯酸、花生酸、癸酸；冷凍干燥豬肉粉未檢出癸酸、花生酸和順-11，14-二十碳二烯酸。冷鮮和凍干豬里脊肉脂肪酸含量分別為18.860、6.292 mg/g。飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸含量分別為總脂肪酸的48%～49%、37%～39%和12%～14%。冷鮮豬肉中脂肪酸組成及百分含量與真空冷凍干燥樣品無顯著差異，這表明冷凍干燥是一種可行的干燥方法，能有效保持豬肉中脂肪酸成分及結(jié)構(gòu)。

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