基于 HS-SPME-GC-MS 和 GC-IMS 结合电子鼻分析真空冷却对酱牛肉风味的影响

　　

　　材料与方法

　　

　　真正“陆稿荐”真空冷却酱牛肉、真正“陆稿荐”自然冷却酱牛肉。

　　

　　实验方法

　　

　　样品前处理 酱牛肉去除表面冻卤和筋腱后，用实验室绞肉机搅碎至颗粒状，进行样品测定前称取 1 g 样品于 20 mL 顶空进样瓶中。

　　

　　气相电子鼻检测条件 本实验使用全自动超快速气相色谱电子鼻 Heracles Ⅱ对两种酱牛肉进行检测。检测参数如表1所示。电子鼻的气相部分含有两根平行不同极性的色谱柱，其中，FID1 是高极性色谱柱，FID2 是中极性色谱柱。每个样品重复3 次。
 

　　

       结果与分析

　　

　　由表2可知，在真空冷却和自然冷却的酱牛肉中共检测到92种挥发性风味化合物，包括酯类19种、醇类20种、醚类3种、酮类13种、醛类11种、烃类12种、酸类8种、酚类2种和杂环类化合物4种，其中，自然冷却的酱牛肉中共检测到76种，真空冷却的酱牛肉中共检测到68种，共有化合物有54种。经不同冷却方式的酱牛肉挥发性成分种类及含量均有明显变化。在自然冷却的酱牛肉中，醇类和酯类物质相对含量最高，分别为52.84%和11.86%，而在真空冷却的酱牛肉中，相对含量最高的是醇类和酮类物质，分别为39.78%和30.53%。说明真空冷却的酱牛肉与自然冷却相比其新鲜度具有一定的优势，因为醛酮类物质可以反映熟肉的新鲜程度。
 

　　

　　

　　两种酱牛肉中挥发性化合物指纹图谱分析

　　

　　为了解析自然冷却的酱牛肉和真空冷却的酱牛肉之间挥发性化合物差异 ，采用仪器配套的 GalleryPlot 插件生成指纹图谱，见图 1。
 

　　

        图 1 中的横向指示不同冷却方法处理的 3 个平行酱牛肉样品（从上到下分别是真空冷却的酱牛肉、自然冷却的酱牛肉），纵向指示不同冷却方式的酱牛肉中同一挥发性化合物（颜色越深，化合物含量越大）。从图 1 的横纵向差异对比可见，不同冷却方法冷却的酱牛肉样品挥发性有机物存在较大的差异。其中，真空冷却的酱牛肉酮类物质含量增加，包括 2-庚酮和 2-戊酮；酯类物质含量增加，包括 2-糠酸甲酯、正己酸乙酯等；苯甲醛含量增加；正己醇和四氢呋喃含量明显降低了。说明真空冷却增加了酱牛肉的甜香味和果香，降低了香精香料的损失，减少了刺激性味道的产生，这与前面不同冷却方式处理酱牛肉的 GC-MS 结果大致对应。

　　

　　两种酱牛肉挥发性有机物主成分分析

　　

　　将两种酱牛肉的 GC-IMS 挥发性成分数据进行主成分分析（PCA），结果见图 2。由图 2 所示，根据 PCA 结果，两个主成分的贡献率（PC1 为 68%；PC2 为 19%）占方差的 87%，能反映出样品的总体特征。真空冷却酱牛肉样品和自然冷却酱牛肉样品风味物质图谱相对集合，提示 GC-IMS 联合 PCA 分析可以对真空冷却酱牛肉和自然冷却酱牛肉进行分类。真空冷却的酱牛肉和自然冷却的酱牛肉在第一主成分和第二主成分上有明显差异，表明两种酱牛肉的味道差异较大，能够很好的区分出来，与图 1 不同冷却方法处理酱肉食品的指纹图谱成分变化规律结果大致对应。本文采用 GC-IMS 对真空冷却和自然冷却酱牛肉风味物质进行分析，结果具有可行性。
 

　　

       两种酱牛肉挥发性物质的电子鼻分析

　　

　　根据图 3 气相电子鼻雷达图谱中峰的数量和大小，可以看到不同冷却方式处理的酱牛肉挥发性成分种类和含量分布情况。从两张雷达图中可以看到两种酱牛肉的整体风味轮廓大致相同，一些未重合的峰可能是只在一种酱牛肉中检测到的风味化合物。出峰面积不同可能是因为真空冷却处理增强了酱牛肉中的某些特征风味物质或者降低了一些因氧化而产生的酸败刺激性气味。这与 HS-SPME-GC-MS 挥发性化合物分析结果基本一致。
 

　　

       电子鼻的主成分分析

　　

　　将本实验电子鼻数据做主成分分析，如图 4 所示。第一主成分的方差贡献率为 95.713%，第二主成分的方差贡献率为4.128%，两个主成分的贡献率之和达到 99.841%，能够很好地反映样品实际情况。同时，识别指数（discrimination index, DI）是用来表征样品之间区分度大小的一种判断方法，有效范围在 80~100，且值越高说明得到的数据效果越好。在本实验 PCA 分析中，识别指数达到 99，说明自然冷却的酱牛肉和真空冷却的酱牛肉可以很好地区分出来，且效果较佳。在主成分分析中，样品之间相对距离越远，表明样品间气味差异越大，从图中可以看出两种冷却方式处理的酱牛肉之间距离较远，在第一主成分方向显示出明显的分离，表明两种酱牛肉气味差异较为显著，可以被很好地区分。
 

　　

       结论

　　

　　本实验采用 HS-SPME-GC-MS 和气相电子鼻对自然冷却和真空冷却的酱牛肉中挥发性化合物进行了分析，两种酱牛肉中共检测到 92 种挥发性风味化合物，其中，自然冷却的酱牛肉中共检测到 76 种，真空冷却的酱牛肉中共检测到 68 种，包括酯类、醇类、醚类、酮类、醛类、烃类、酸类、酚类和杂环类化合物。结果表明，真空冷却能够在一定程度上减少酱牛肉在自然冷却过程中产生的一些具有刺激性气味的化合物，如乙酸、异戊醇等，同时增加了甜香味。真空冷却的酱牛肉在保留香辛料气味方面比自然冷却的酱牛肉更有优势，且两种不同冷却方式处理的酱牛肉气味存在差别，可以通过快速气相色谱电子鼻进行快速鉴别。