氣相色譜-離子遷移譜分析漂燙和銀杏葉提取物對臘肉揮發(fā)性物質成分的影響

（菏澤學院農業(yè)與生物工程學院，山東菏澤274000）

肉制品品質除受動物基因型[1]、性別[2]、去勢方式[3]、飼養(yǎng)環(huán)境[4]、飼料組分[5]、屠宰日齡[6]、屠宰方式[7]和養(yǎng)殖地區(qū)[8]等因素影響外，肉制品加工方式，如烹飪方法[9-10]、冷凍途徑[11]、輔料種類[12]、嫩化方式[13]等，也會對肉制品的顏色、風味等感官品質，以及氧化狀態(tài)等理化性質產生影響。而肉制品風味、顏色等感官特性是影響消費者購買意愿大小的決定性因素，也是影響產品業(yè)價值的重要因素，尤其是產品的風味又會直接影響到消費的體驗[14]。

針對風味的分析，采用基于電子鼻技術的主體特征分析，可以進行不同肉制品[1，15]、橄欖油[16]的識別分析，盡管電子鼻技術可以有效應用于產品揮發(fā)性物質的聚類分析，但是缺乏用于數(shù)據(jù)量化分析的數(shù)據(jù)支持；采用質譜分析技術，能夠對揮發(fā)性組分進行定量分析，如進行五香牛肉[17]、羊肉香腸[18]等揮發(fā)性風味組分，是進行揮發(fā)性物質分析的有效方法[19]，但是質譜數(shù)據(jù)分析需要大量時間，缺乏在線分析結果，無法滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產的需要，而通過氣相色譜-離子遷移譜分析方法，可以實現(xiàn)揮發(fā)性有機物（volatile organic compounds，VOCs）的在線分析，是開展食品風味組分分析的良好補充方法[20]。

在肉制品中添加活性物質，如天然植物或植物提取物[21-23]等，均呈現(xiàn)良好的品質保持和抑制氧化作用，即外源活性物質會通過抑制氧化作用等方式，提升肉制品品質。銀杏（Ginkgo biloba L.）葉提取物（ginkgo biloba extract，GE）含有豐富的黃酮類物質[24]，可以提升珊瑚果水解液的抗氧化特性和抗增殖活性[25]，通過飼養(yǎng)動物，也可以提升肉制品的抗氧化活性[26]，具有巨大的應用開發(fā)潛力。但是將銀杏葉提取物應用于肉制品加工的研究較少，尤其是在腌臘肉制品中的應用研究鮮有報道，基于此，本文采用氣相色譜-離子遷移譜分析方法對漂燙和銀杏葉提取物作用下的廣式臘肉VOCs組分進行了分析，為腌臘肉制品的風味研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

五花肉：北京中瑞食品有限公司；食鹽、五香粉、味精、白砂糖、異抗壞血酸鈉（食品級）：北京新發(fā)地批發(fā)市場；52°白曲酒：瀘州老窖股份有限公司；銀杏葉提取物（總黃酮甙含量：24%～26%，總萜內酯含量8%～10%）：深圳悍強醫(yī)藥生物科技有限公司。

BSA822-CW天平：賽多利斯科學儀器有限公司；Cascada BIO純水機：美國PALL公司；KBF P 240（E5.2）恒溫恒濕箱：德國賓德有限責任公司；Flavour－Spec氣相色譜離子遷移譜聯(lián)用儀：德國G.A.S.。

1.2 試驗方法

1.2.1 廣式臘肉制作

五花肉修整為3 cm×3 cm×15 cm規(guī)格，經與輔料混合均勻后靜置腌制48 h，期間每隔8 h翻動一次，然后在12℃、相對濕度80%條件下低溫成熟，成品率為60%。每組樣品原料肉使用量為10 kg，樣品成熟后均分為兩組，每條臘肉取20 g樣品（切橫截面），混勻后切碎（直徑小于3 mm）備用，每次測試從混碎的樣品中均勻取2 g。

基礎輔料為（占原料肉的質量百分比）：白砂糖（10.0%）、食鹽（2.0%）、五香粉（0.2%）、異抗壞血酸鈉（0.2%）、味精（0.5%）白酒（2.0%）和水（10.0%）。各試驗組處理方案分別為：C組（對照組）、CG組（C+0.5%GE）、H 組（50℃，15s）、HG 組（H+0.5%GE）、S組（80℃，15 s）和 SG 組（S+0.5%GE）。

1.2.2 氣相色譜-離子遷移譜聯(lián)用技術（gas chromatography-ion mobility spectrometry，GC-IMS）分析

采用頂空進樣方式，取2.00 g樣品置于頂空瓶密封，于60℃下孵育30 min，進樣體積為500 μL。

GC-IMS分析條件為：色譜柱為FS-SE-54-CB-0.5（15 m，ID：0.53 mm），柱溫為 60 ℃，分析時間為30 min；載氣為 N2，流量，0～2 min，2 mL/min，2 min～10 min，2 mL/min～15 mL/min，10 min～20 min，15 mL/min～100 mL/min，20 min～30 min，100 mL/min～150 mL/min；漂移氣體為N2，流量為150 mL/min；檢測器溫度為45℃，進樣針溫度為85℃，每個樣品進行兩次重復。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用 Laboratory Analytical Viewer和 GC×IMS Library Search Software對廣式臘肉中的揮發(fā)性物質組分進行定性、定量以及聚類分析；采用SPSS 9.1進行誤差性分析，數(shù)值標記為：平均值±標準差；采用Origin 8.0軟件進行揮發(fā)性物質總量的整理和作圖。

2 結果與討論

2.1 不同臘肉揮發(fā)性物質的氣相色譜離子遷移分析

不同廣式臘肉VOCs組分離子遷移譜圖如圖1所示。GC-IMS為VOCs組分提供了可視化結果，所有樣品均有明顯的乙醇峰，與樣品制備過程中添加2%的白酒（52°）有關，這也是廣式臘肉呈現(xiàn)醇香味的原因之一。

圖1 不同制備工藝廣式臘肉氣相色譜離子遷移譜圖Fig.1 GC-IMS of cantonese bacon with different preparation techniques

圖1直觀的將揮發(fā)性成分在不同場內的遷移分布表現(xiàn)了出來，其中，縱坐標為氣相保留時間，橫坐標為離子遷移時間；整個圖背景為藍色，左側紅色豎線為反應離子峰（reaction ion peak，RIP峰，漂移時間為7.84 ms），RIP峰右側條狀峰（紅色箭頭所指）為乙醇峰（樣品中濃度過高貫穿始終）；RIP峰兩側的每一個點代表一種揮發(fā)性有機物，白色表示濃度較低，紅色表示濃度較高，顏色越深表示濃度越高；RIP峰和乙醇峰有間斷是因為此時水合質子所帶的電荷被右側同一氣相保留時間的物質奪走導致。

2.2 不同臘肉揮發(fā)性物質的氣相色譜離子遷移標記分析

不同漂燙溫度制備廣式臘肉的揮發(fā)性成分氣相色譜離子遷移譜標記圖如圖2所示。

圖2 不同制備工藝廣式臘肉氣相色譜離子遷移譜標記圖Fig.2 GC-IMS signature of cantonese bacon with different preparation techniques

由圖2可知，通過與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)匹配，共標記到36種成分，即可以實時將揮發(fā)性組分進行標記，縮短了分析時間，而且更為直觀。

2.3 不同臘肉揮發(fā)性物質的氣相色譜離子遷移差異分析

不同制備工藝廣式臘肉氣相色譜離子遷移譜差異圖見圖3。

以C譜圖為參照，其它譜圖中濃度相同的物質顏色抵消為白色。被參比樣品中的藍色區(qū)域表示該物質濃度低于參比樣品，藍色越深，表示濃度越低；被參比樣品中的紅色區(qū)域表示該物質濃度高于參比樣品，紅色越深，表示濃度越高。

圖3 不同制備工藝廣式臘肉氣相色譜離子遷移譜差異圖Fig.3 GC-IMS difference plot of cantonese bacon with different preparation techniques

由圖3可知，與C譜圖相比，H譜圖中乙醇峰藍顏色加深，S譜圖中紅顏色加深，說明50℃、15 s處理時樣品乙醇含量會降低，而在80℃、15 s處理時乙醇含量又會升高，即溫度會對樣品乙醇含量產生影響。與C譜圖相比，CG、H、HG和SG樣品譜圖中紅色和藍色斑點更加明顯，且藍色斑點數(shù)量較多，說明熱處理和添加GE均會對樣品的揮發(fā)性組分產生影響，但是只進行高溫處理（80℃、15 s）對揮發(fā)性組分的影響較小。

2.4 不同制備工藝廣式臘肉揮發(fā)性有機物指紋圖譜

由圖3可知，高溫處理（50℃、15 s）樣品，添加GE對臘肉樣品風味物質組成影響較??；常規(guī)加工工藝下，添加GE對臘肉樣品風味物質組成影響最大，且藍色標記更為明顯，說明熱處理并未提升GE的作用效果。為了更加全面地對比不同樣品間揮發(fā)性有機物組分的差異，選取譜圖中所有的待分析峰生成指紋圖譜。

不同制備工藝廣式臘肉的揮發(fā)性有機物指紋圖譜（Gallery Plot圖）見圖4。

圖4 不同制備工藝廣式臘肉的揮發(fā)性有機物指紋圖譜（Gallery Plot圖）Fig.4 Fingerprint of VOCs in Cantonese bacon with different preparation techniques

圖中每一行為一種樣品；圖中每一列為同一保留時間及漂移時間下的有機物（不同樣品中相同的物質）的信號峰。

不同漂燙溫度制備廣式臘肉的揮發(fā)性有機物含量見圖5。

圖5 不同漂燙溫度制備廣式臘肉的揮發(fā)性有機物含量Fig.5 VOCs content in Cantonese bacon with different preparation techniques

6組產品中的揮發(fā)性物質總量由圖5所示，在不添加GE樣品中，C和S之間差異不顯著（P＞0.05），H與其它兩組樣品均有顯著性差異（P＜0.05），且揮發(fā)性物質含量最高（P＜0.05）。添加GE樣品中，隨著漂燙溫度的升高，揮發(fā)性物質的含量呈現(xiàn)為降低的趨勢，SG樣品含量最低（P＜0.05），CG與HG之間差異不顯著（P＞0.05）。除常規(guī)處理添加GE后揮發(fā)性物質含量明顯增加外（P＜0.05），其它兩組產品揮發(fā)性物質含量均發(fā)生了下降（P＜0.05）。即，GE能夠增加常規(guī)處理樣品的揮發(fā)性物質，但會降低漂燙處理樣品的揮發(fā)性物質含量，除SG外，其它添加GE的處理組揮發(fā)性風味均得到加強。

指紋圖譜中揮發(fā)性物質位置及峰強度見表1。

參照圖2、圖3，由圖4、表1可知，添加GE后，未知成分1的含量均明顯增加，以未進行熱處理樣品含量最高；H和HG樣品的未知成分2、未知成分3、甲基丁酸乙酯（ethyl 2-methylbutyrate）、甲基丙酸乙酯（ethyl2-methylpropanoate）、乳酸乙酯（ethyl lactate）、未知成分4、糠醇（2-furanmethanol）在未添加CG和添加CG樣品中含量均處于較低水平。

表1 指紋圖譜中揮發(fā)性物質位置及峰強度Table 1 Location and peak intensity of VOCs in fingerprint

續(xù)表1 指紋圖譜中揮發(fā)性物質位置及峰強度Continue table 1 Location and peak intensity of VOCs in fingerprint

辛醇（2-Octanol）含量在添加GE后明顯增加，尤其以CG樣品增加最多；且CG中未知成分5、乙酸乙酯二聚體（ethyl hexanoate dimer）、戊酸乙酯（ethyl pentanoate）、乙酸丙酯（propyl acetate）、檸檬烯（limonene）、芳樟醇（linalool）、未知成分 6、壬醛二聚體（n-Nonanal dimer）、壬醛單體（n-Nonanal dimer）、未知成分 7 和未知成分8含量均處于較高的水平。

H和HG樣品中戊二酮（2_3-pentanedione）含量在未添加GE和添加GE樣品中均處于較高水平，H和CG樣品中己酸（hexanoic acid）含量在未添加GE和添加GE樣品中均處于較高水平，CG和HG樣品中2-乙?；秽?-Acetylfuran）、未知成分10、5-甲基糠醇（5-methyl-2-Furanmethanol）、丁二醇（2_3-Butanediol）含量高于未添加GE的C和H樣品，但在SG樣品中含量則低于S樣品；SG中丙醇（1-Propanol）、甲基丙醛（2-Methylpropanal）含量均發(fā)生了下降的現(xiàn)象；相比于未添加CG樣品，添加CG樣品中丁二酮（2_3-Butanedione）、丙酸乙酯（ethyl propanoate）、己酸乙酯單體（ethyl hexanoate monomer）、丁酸甲酯（ethyl butanoate）的含量均發(fā)生了下降；3-甲基-3-丁烯-1-醇（3-methyl-3-buten-1-ol）、乙酸乙酯（ethyl acetate）、辛酸乙酯（ethyl octanoate）含量變化不明顯。

盡管采用GC-IMS分析出廣式臘肉的36種揮發(fā)性成分，但相比于氣相色譜質譜儀（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）對全成分的分析，仍然存在一定缺陷，表現(xiàn)在需要預先對所有可能的成分進行數(shù)據(jù)庫建設，通過與譜庫信息的比對，才能給出匹配的結果。本試驗中，共檢出36種成分，但有10種未知成分，即目前的數(shù)據(jù)庫尚不能完全滿足廣式臘肉揮發(fā)性有機物成分的分析。

2.5 不同加工工藝廣式臘肉主體風味的相似度分析

采用軟件根據(jù)樣品的揮發(fā)性有機物組分對不同樣品的主成分相似度進行分析，結果見圖6、表2所示。

圖6 不同漂燙溫度制備廣式臘肉揮發(fā)性風味的主成分分析Fig.6 PCA analysis of VOCs in cantonese bacon with different preparation techniques

表2 不同漂燙溫度制備廣式臘肉間的揮發(fā)性風味相似度Table 2 VOCs similarity of cantonese bacon with different preparation techniques %

不同制備方法獲取產品的揮發(fā)性物質主成分在PC1和PC2上的方差貢獻值分別為54%和19%，總方差貢獻值為73%，小于85%，說明還有其他成分在特征性風味的呈現(xiàn)上起著重要作用。結合表1可知，不同加工工藝廣式臘肉VODs含量最高的兩種物質為酯類、醇類物質，即通過酯類物質和醇類物質的分析，并不能將不同產品進行有效區(qū)分。

且由2.3可知，C和S樣品的氣相色譜離子遷移譜差異圖差異不顯著，結合圖6中兩種產品在PC1和PC2上的重合，以及表2中以全部揮發(fā)性物質信息作為計算對象，C和S的相似度在91%以上，說明常規(guī)處理和高溫處理（80℃、15 s）之間的揮發(fā)性物質成分差異較小，與2.4結果一致。而H與HG在PC1和PC2方向上的距離較近，與表2中兩者相似度均在86%以上一致，即50℃、15 s的熱處理，添加GE并不會顯著改變臘肉產品的風味特征。但GE的添加對未進行熱處理的C樣品產生了顯著影響，兩者之間的相似度均處于72%與75%之間，在三組對照樣品中變化最為明顯，即熱處理能夠降低GE對臘肉風味的影響，也與2.4結果一致。

3 結論

本文采用氣相色譜-離子遷移譜系統(tǒng)（GC-IMS），建立了不同加工工藝臘肉樣品揮發(fā)性物質成分的快速分析方法，并對所得數(shù)據(jù)進行了分析，漂燙和添加銀杏葉提取物均會對廣式臘肉的揮發(fā)性物質產生影響，但相比于50℃漂燙，80℃漂燙處理對產品風味的影響較小。相比于常規(guī)和80℃漂燙處理，50℃漂燙處理后添加銀杏葉提取物對產品的風味影響較小，即漂燙、添加銀杏葉提取物均會影響產品的風味，但在50℃處理時，銀杏葉提取物的作用效果最小。

除80℃漂燙結合銀杏葉提取物處理外，其它熱處理和添加方案均增加了廣式臘肉的風味豐富度。開展揮發(fā)性風味物質的數(shù)據(jù)庫建設，將有效提升GC-IMS檢測的有效性和準確度，同時與標準物質的譜圖對比，也有助于開展肉制品風味釋放的探索。