應用氣相色譜—質譜聯(lián)用與感官評價分析豬肉丸子風味

姬雪可+楊璐+鄭麗敏

摘 要：為評價分析消費者對不同豬肉丸子的喜愛程度，對4 種肥瘦比不同的豬肉丸子進行感官評價，并用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜（headspace-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）法獲取丸子的揮發(fā)性風味物質。感官評價結果表明：4 種丸子的香味、嫩度、多汁性、受喜愛程度等感官評價指標差異顯著，嫩度、多汁性與受喜愛程度的相關性大于香味與受喜愛程度的相關性。對4 種丸子共有的揮發(fā)性風味物質進行相對氣味活度值（relative odor activity value，ROAV）分析，確定丸子的關鍵揮發(fā)性風味物質為己醛、辛醛、壬醛、反式-2-壬烯醛、桉樹醇、1-辛烯-3-醇。使用偏最小二乘回歸（partial least squares regression，PLSR）模型對香味和關鍵揮發(fā)性風味物質進行分析，發(fā)現(xiàn)所有關鍵揮發(fā)性風味物質都與香味相關，其中己醛和桉樹醇對香味具有顯著影響。

關鍵詞：豬肉丸子；感官評價；頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜法；相對氣味活度值；偏最小二乘回歸

Application of Gas Chromatography-Mass Spectrometry and Sensory Evaluation for Flavor Analysis of Pork Balls

JI Xueke1， YANG Lu1，*， ZHENG Limin1，2

（1.College of Information and Electrical Engineering， China Agricultural University， Beijing 100083， China；

2.Beijing Laboratory of Food Quality and Safety， China Agricultural University， Beijing 100083， China）

Abstract： In order to evaluate and analyze consumers affection for different pork balls， four pork balls with different fat-to-lean meat ratios were evaluated by sensory evaluation and the volatile flavor compounds were determined by headspace-solid phase microextraction coupled to gas chromatography-mass spectrometry （HS-SPME-GC-MS）. Through the sensory evaluation， we found significant differences in aroma， tenderness， juiciness and consumer liking among four meatball samples. Consumer liking was more correlated with tenderness and juiciness than with aroma. Based on the relative odor activity values （ROAV） for the volatile flavor compounds which were common to all samples， hexanal， octanal， nonanal，

（E）-non-2-enal， cineol， 1-octen-3-ol were identified as the key volatile compounds of pork balls. A partial least squares regression （PLSR） model was developed for the analysis of aroma and key volatile compounds. We also found that all the key volatile compounds， especially hexanal and cineol， were related to the aroma of pork balls.

Key words： pork balls； sensory evaluation； headspace-solid phase microextraction coupled to gas chromatography-mass spectrometry （HS-SPME-GC-MS）； relative odor activity value （ROAV）； partial least squares regression （PLSR）

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201707008

中圖分類號：TS251.5 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2017）07-0044-06

引文格式：

姬雪可， 楊璐， 鄭麗敏. 應用氣相色譜-質譜聯(lián)用與感官評價分析豬肉丸子風味[J]. 肉類研究， 2017， 31（7）： 44-49. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201707008. http：//www.rlyj.pub

JI Xueke， YANG Lu， ZHENG Limin. Application of gas chromatography-mass spectrometry and sensory evaluation for flavor analysis of pork balls[J]. Meat Research， 2017， 31（7）： 44-49. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201707008. http：//www.rlyj.pubendprint

豬肉丸子是豬肉常見的加工方式，分析消費者對不同肥瘦比豬肉丸子喜愛程度的差異、確定豬肉丸子中影響消費者評價的揮發(fā)性風味物質和感官指標對于豬肉丸子生產過程中的成本控制和配方研究具有參考意義。

傳統(tǒng)感官分析技術的定義是用于喚起、測量、分析和解釋通過視覺、嗅覺、味覺和聽覺而感知到的食品及其物質的特征或性質的一種科學方法[1]。感官評價方法無需復雜的儀器、簡便易操作、結果直觀，但是評價員在對食品進行評價時帶有主觀性，使評分的可靠性受到影響，導致評定結果之間存在個體差異。為了獲取真實的結果，必須對評定所得數據進行綜合分析。

頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜（headspace-solid

phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometer，HS-SPME-GC-MS）技術被廣泛應用于食品揮發(fā)性風味物質的研究中。相洋等[2]利用GC-MS技術分析了復合天然保鮮劑處理前后冷卻豬肉的揮發(fā)性風味物質，發(fā)現(xiàn)使用復合保鮮劑處理冷卻豬肉能夠增加冷卻豬肉中揮發(fā)性風味物質的種類；潘見等[3]采用GC-MS技術鑒定了2 種熟制豬肉中的揮發(fā)性風味成分，發(fā)現(xiàn)醛、醇、酮含量不同是造成定遠黑豬肉和瘦肉型豬肉風味差異的重要原因；為了從提取到的揮發(fā)性風味物質中識別出影響食物風味的關鍵揮發(fā)性風味物質，陳海濤等[4]將GC-MS技術與香氣活性值（odor activity value，OAV）結合，鑒定了內蒙古風干牛肉的風味活性物質；劉登勇等[5]定義了一個新的參數“相對氣味活度值（relative odor activity value，ROAV）”，并用該參數分析了各揮發(fā)性風味物質對臘腸總體風味的貢獻；為了在揮發(fā)性風味物質與感官評價指標間建立聯(lián)系，Tian Huaixiang等[6]將牛肉調味料的揮發(fā)性風味物質與牛肉味、脂肪味、蔬菜味等感官指標做偏最小二乘回歸（partial least squares regression，PLSR）分析，結果表明，PLSR模型能很好地說明感官評價指標與揮發(fā)性風味物質間的相關性；傅靜等[7]先用OAV法確定了花生粉的關鍵揮發(fā)性風味物質，然后應用PLSR分析了關鍵揮發(fā)性風味物質與感官評價指標之間的相關性。

本研究采用感官評價方法分析了4 種不同肥瘦比的豬肉丸子，確定有顯著差異的感官指標及其與丸子受喜愛程度的相關性；應用HS-SPME-GC-MS技術提取豬肉丸子的揮發(fā)性風味物質，使用ROAV法確定豬肉丸子的關鍵揮發(fā)性風味物質，并用PLSR分析關鍵揮發(fā)性風味物質與香味的關系。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

瘦豬肉餡、肥豬肉餡 北京資源集團；深井碘鹽 中鹽北京市鹽業(yè)公司；大紅袍花椒 北京羽利興商貿有限公司；味精 沈陽紅梅食品有限公司。

1.2 儀器與設備

Trace1310-TSQ8000 GC-MS聯(lián)用儀 美國Thermo Fisher Scientific公司；Fiber手動SPME（75 μm）進樣器、二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethysiloxane，DVB/CAR/PDMS）型萃取頭 美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 豬肉丸子的制作

豬肉丸子的配方如表1所示，其中花椒水是花椒泡水（100 g花椒加水1 000 mL）10 h后過濾得到。將肥、瘦豬肉餡和調料按照配方中的比例混合，攪拌20 min，加工制作成丸子（10 g/個），用水將丸子煮熟（丸子∶水=

1∶2，m/V）。

1.3.2 感官評價

感官評價小組由食品專業(yè)的10 位博士生組成，所有感官評價人員均接受過專業(yè)學習，滿足GB/T 16291.1—2012

《感官分析選拔、培訓與管理評價員一般導則》。為了獲得評價員對每種丸子較為真實的評價，每個評價員對每種丸子分別品嘗4 次，每次品嘗完用清水漱口，每種丸子共產生40 條感官評價記錄。樣品的感官評價指標及評分標準如表2所示。

1.3.3 揮發(fā)性化合物的SPME提取

準確稱取3 g樣品，裝入固相微萃取小瓶中，旋緊蓋子，放入55 ℃水浴鍋中，然后將固相微萃取針頭插入瓶中，纖維頭處于頂空狀態(tài)，吸附揮發(fā)性風味物質40 min。

1.3.4 色譜條件

色譜柱：JTG-Wax極性柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣：高純氦氣（純度>99.99%）；升溫程序：進樣口溫度230 ℃，起始柱溫40 ℃，保持5 min，以3 ℃/min的速率升溫到170 ℃，再以15 ℃/min的速率升溫到230 ℃，保持2 min；載氣流速1.0 mL/min；不分流進樣。

1.3.5 質譜條件

電子電離方式；傳輸線溫度2 230 ℃；電子能量70 eV；離子源溫度280 ℃；質量掃描范圍設定為40～600 u。

1.3.6 揮發(fā)性風味物質的鑒定

通過美國國家標準與技術研究所（National Institute of Standards and Technology，NIST）和Willey譜庫檢索，對樣品的揮發(fā)性組分進行分析。

1.4 數據處理

采用SPSS 20.0軟件對感官評價的數據進行處理，The Unscrambler X 10.4.1軟件進行PLSR分析。

2 結果與分析

2.1 樣品的感官評價

李華等[8]認為，不同的評價員存在異質性，造成異質性的原因主要有：評價尺度、評價位置及評價方向的差異，因此獲得的感官評價結果并不能直接用于分析，需要先對原始數據進行校正。表3是本研究中的3 位評價員對4 種丸子嫩度的評價結果，由表3可知，即使對于同一評價員，4 次品嘗結果的評價尺度也會有所不同，不同評價員具有不同的評價尺度，如果直接對感官評價的原始數據進行處理，評價位置較大的評價記錄會削弱評價位置較小的評價記錄的影響，例如第3位評價員的第1條評價結果的評價尺度為2～4，與其他3 次評價相比偏差較大，因此對數據進行直接處理不能反映4 種丸子間的真實差異。在進行進一步分析前，需要對原始數據進行校正，進行無量綱化處理。使用均值化法[9]對數據進行標準化處理，消除量綱和數量級對評價結果的影響。表4是對原始數據進行處理后的方差分析表。由表4可知，4 種丸子的香味、嫩度、多汁性和受喜愛程度具有顯著差異endprint

（P<0.05），鮮味差異不顯著。

由圖1可知，4 種丸子的香味、嫩度、多汁性和受喜愛程度隨肥肉含量的增多呈上升趨勢，樣品2、3的嫩度及多汁性變化尤為明顯，說明二者的嫩度和多汁性差異較大；樣品4的香味、嫩度、多汁性及受喜愛程度得分均最高，這可能是由于樣品的肥肉含量最高，從而增加了丸子的香味、嫩度和多汁性。王文勇[10]在研究胡蘿卜雞肉丸的配方時也發(fā)現(xiàn)肥肉不但可以增加丸子特有的香氣，掩蓋不良氣味，還可以與水、蛋白質發(fā)生乳化作用，從而有利于丸子口感的改善，使丸子口感嫩滑。

2.2 感官指標與受喜愛程度的相關性分析

對樣品的香味、嫩度、多汁性與受喜愛程度進行相關性分析，得到它們之間的相關系數分別為0.831 0、0.997 1和0.996 7，表明嫩度和多汁性與樣品受喜愛程度的相關性大于香味與樣品的受喜愛程度，這說明消費者更加在意丸子的嫩度和多汁性。因此在丸子的生產過程中，可以優(yōu)先提高丸子的嫩度和多汁性。

2.3 樣品的氣相色譜-質譜分析

豬肉風味的形成主要是豬肉在熱加工過程中通過美拉德反應及脂質的降解氧化反應形成的。4 種丸子分別做2 組HS-SPME-GC-MS檢測，結果取平均值。在4 種丸子中共檢測出67 種揮發(fā)性風味物質，其中4 種丸子中共同含有的揮發(fā)性風味物質為38 種（如表5所示）。樣品1～4中分別檢測出60、55、54、50 種揮發(fā)性風味物質，瘦肉含量越高的丸子中揮發(fā)性風味物質種類越多，這和Estévez等[11]對豬肉的揮發(fā)性風味物質的研究結論一致。

由表5可知，樣品1中相對含量較高的揮發(fā)性風味物質有己醛（23.42%）、桉樹醇（17.56%）、反式-2-辛烯醇（13.48%）、1-辛烯-3-醇（6.77%）和胡椒酮（4.45%）；樣品2中相對含量較高的揮發(fā)性風味物質有己醛（31.21%）、桉樹醇（16.41%）、4-萜烯醇（13.19%）和1-辛烯-3-醇（4.22%）；樣品3中相對含量較高的揮發(fā)性風味物質有己醛（36.46%）、桉樹醇（12.04%）、4-萜烯醇（7.41%）、1-辛烯-3-醇（5.34%）、正己醇（5.32%）和2，5-辛二酮（4.82%）；樣品4中相對含量較高的揮發(fā)性風味物質有己醛（37.79%）、桉樹醇（11.89%）、1-辛烯-3-醇（8.59%）、2，5-辛二酮（7.00%）和4-萜烯醇（6.95%）。含量較高的揮發(fā)性風味物質中己醛、反式-2-辛烯醇、

1-辛烯-3-醇、正己醇和2，5-辛二酮均在以往的豬肉揮發(fā)性風味物質研究中出現(xiàn)過，桉樹醇、4-萜烯醇和胡椒酮在對清燉豬肉的研究中均未出現(xiàn)過[14-16]，但出現(xiàn)在對花椒的揮發(fā)性風味物質分析中[17-18]，推測桉樹醇、4-萜烯醇和胡椒酮可能來自配方中的花椒水。

4 種豬肉丸子的揮發(fā)性風味物質中醇類和醛類的含量較高，這與Mottrams[19]的研究結果一致。醛類在4 種丸子中的相對含量分別為30.68%、38.46%、43.31%和46.75%，4 種丸子中所含的醛類物質種類較多，其中己醛的含量最高，這也與之前對豬肉的研究結果一致[20-21]。醛類可以由脂肪酸氧化產生，也可以由氨基酸經Streker降解產生，醛類的閾值較低且含量較高，可能對丸子的風味有重要影響。醇類在4 種丸子中的相對含量分別為42.2%、38.34%、36.25%和32.27%。在脂肪氧化過程中，烷氧基自由基和另一個脂肪分子反應，產生一個醇和一個烷自由基[22]。

2.4 基于ROAV法對揮發(fā)性風味物質的分析

采用ROAV法分析各揮發(fā)性風味物質，揮發(fā)性風味物質ROAV≥1時，認為其對整體風味有直接影響，是食品的關鍵揮發(fā)性風味物質[23]。除9 種未查到感覺閾值的揮發(fā)性風味物質外，4 種丸子中共有的其余29 種揮發(fā)性風味物質的ROAV值如表6所示。

由表6可知，在4 種丸子中ROAV均大于1的揮發(fā)性風味物質有己醛、辛醛、壬醛、反式-2-壬烯醛、桉樹醇和1-辛烯-3-醇，這些物質被認為是關鍵揮發(fā)性風味物質。己醛來自ω-6不飽和脂肪酸，是亞油酸的基本產物，呈油脂、青香、葉香、果香和木香香味[24]；辛醛是油酸的氧化產物，具有果香和脂肪香氣[25]；壬醛有清香味，在濃度較高時有油脂味[26]；1-辛烯-3-醇是由亞油酸氧化得到的不飽和醇，有蘑菇香味[27]。

由表5～6可知，相對含量較低的揮發(fā)性風味物質可能由于有較低的感覺閾值而對丸子的整體風味有較大貢獻，樣品1中己醛和辛醛的相對含量分別為23.42%和0.98%，但是二者的ROAV分別為53.11和100，辛醛對樣品1整體風味的貢獻更大。同一種揮發(fā)性風味物質對食物整體風味的貢獻還受食物中其他揮發(fā)性風味物質的影響，如桉樹醇在樣品1、2中的相對含量分別為17.56%和16.41%，但ROAV分別是14.9和18.2，其在樣品2中對食物整體風味的貢獻更大，這是因為在樣品1中有其他揮發(fā)性風味物質對丸子整體風味的貢獻更大。

2.5 香味與揮發(fā)性風味物質的PLSR分析

為了確定與香味相關的揮發(fā)性風味物質，采用PLSR法對6 個關鍵揮發(fā)性風味物質（X變量）和香味（Y變量）建立PLSR模型，所有數據在PLSR分析前都進行了標準化處理。圖2是PLSR相關載荷圖，圖中的C1～C6分別代表己醛、辛醛、壬醛、反式-2-壬烯醛、桉樹醇和1-辛烯-3-醇，小橢圓代表50%的解釋方差，大橢圓代表100%的解釋方差。

由圖2可知，Y變量和所有X變量都在2 個橢圓內，表示模型能很好地解釋這些變量[28-29]，模型解釋了94%的X變量和92%的Y變量；香味與己醛、辛醛、壬醛、反式-2-壬烯醛及1-辛烯-3-醇呈正相關，與桉樹醇呈負相關。

采用Jack-Knife不確定性測試方法計算回歸系數[30]，進一步分析與香味有關的揮發(fā)性風味物質的貢獻率。結果表明，己醛和桉樹醇的回歸系數分別為0.262 8和endprint