利用电子鼻和气质联用研究腊肉挥发性风味物质的形成规律_黄业传

Study on formation law of volatile flavor compounds in bacon using electronic nose and GC-MS
HUANG Ye-chuan，LI Feng，HUANG Tian，SUN Juan （College of Life Science and Engineering，Southwest University of Science and Technology，Mianyang 621010，China）
alkanes，ketones，heterocyclic compounds，alcohols，phenols，esters，etc. As the process continued，the kinds of
flavor compounds increased from 75 in the green bacon to 116 in the final products，and the total peak area
收 稿 日 期 ：2013－08－13 作者简 介：黄业传（1975-），男，博士，副教授，研究方向：肉制品食品
加工与酶工程。 基 金 项 目 ：国家自然科学基金资助项目（31271892）；西南科技大学博
士基金（12zx7110）。
了烟熏腊肉，成波[4]研究了湘味腊肉，许鹏丽等[5]研究 了广味腊肉，XIE等[6]研究了烟熏烤乳猪的风味，另外 闫文杰等[8]研究了添加酶对快速腌制腊肉风味的影 响，冯彩平等[9]研究了快速成熟对低盐腊肉挥发性成 分的影响，但大部分仅限于对成品中挥发性物质的 分离鉴定或比较不同工艺加工产品的风味物质差 异，而对风味物质的形成过程研究较少；刘士健[9]、尚 永彪等[10]用同时蒸馏萃取（SDE）法对川味腊肉各加 工阶段的挥发性风味物质进行了比较，探究了川味 腊肉风味形成的初步规律，但SDE法在处理过程中 的高温蒸煮会使风味物质的组成发生显著变化，而 固相微萃取（SPME）是一种新的萃取技术，萃取条件 较温和，萃取过程中风味物质的损失少，现广泛用于 食品风味研究，但目前还没有将其用于川味腊肉风
solid-phase microextraction （SPME） combined with gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS），then
whole flavor of these different samples was compared by Partial Least Squares （PLS） regression analysis and
electronic nose（eNose）. The results showed that a total of 183 volatile compounds were identified by GC-MS
in the headspace of at least one processing stage sample，which could be grouped into classes of aldehydes，
compounds in the samples of Sichuan traditional smoke-cured bacon changed significantly during processing，
its flavor was formed gradually.
Key words：bacon；volatile flavor compound；SPME；GC-MS；electronic nose
increased by about 4 times over the whole processing. The eNose and PLS analysis could distinguish the
samples of different processing stages well. So both the whole flavor and the kinds or content of volatile flavor
1.2 腊肉加工及样品采集
1.2.1 腊肉加工 加工时间为2011年冬季，气温多 在0～10℃间。原料肉切成长方形小块，每块约250g， 然后进行腌制，食盐用量为6%～7%左右，时间为3d， 腌制结束后悬挂于农家灶堂的正上方，利用三餐煮 饭 或 取 暖 烧 柴 产 生 的 烟 进 行 烟 熏 ，每 日 约 6 ～ 8h ，共 30d，燃料以木材、松树枝、柏树枝为主。烟熏结束后， 悬挂于通风良好的房间进行后熟，时间为30d。 1.2.2 样品采集 分别取原料（A）、腌制后样品（B）、 烟熏前期样品（烟熏第10d，C）、烟熏中期样品（烟熏 第20d，D）、烟熏结束样品（烟熏第30d，E）、成熟后样 品（F）各6份，每份约50g，作分析用。样品分析前于20℃冻藏。
挥发性物质的峰面积能初步反映其绝对含量， 从峰面积的变化可以看出各类物质在加工中含量的 变化规律。从表2可以看出，随着加工时间的推移，样 品总的峰面积逐渐增加，特别是腌制过程中，增加了 近2.5倍，在烟熏过程中，总的峰面积继续增加，烟熏 末期时是原料肉的4倍多，而在成熟期则略有降低。 从各类物质来看，直链饱和醛、直链不饱和醛、脂肪 醇的变化规律相似，均是在腌制时显著增加，由于这 3类物质大都来自脂肪的自动氧化，说明在腌制过程 中脂肪的水解和氧化程度较高，在随后的烟熏和成 熟过程中，除了直链饱和醛在成熟期略有增加外，其 余的均是随时间的推移而减少，可能是发生分解生 成了其他物质或其他物质的中间反应物，直链饱和 醛在成熟阶段的增加可能是由于样品中剩余的一些 饱和或单不饱和脂肪仍在发生自动氧化，它们氧化 的产物主要是直链脂肪醛。支链醛、杂环类化合物和 酯的峰面积在加工中大都处于增加的状态，支链醛
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Science and Technology of Food Industry
分析检测
味物质研究的报道。气相色谱-质谱联用（GC-MS）能 对样品中风味物质的种类和含量进行检测，但它不 能分析这些物质作为一个整体时对样品风味的贡 献[11-13]，而电子鼻能对各样品的整体香气特征进行比 较，两者配合有利于从宏观和微观上全面研究食品 的风味[14]。本研究对川味传统烟熏腊肉各加工阶段 的挥发性风味物质进行SPME-GC-MS分析，并用偏 最小二乘回归分析（PLS）和电子鼻对各加工阶段样 品的整体风味进行比较，以明确腊肉加工的各阶段 其整体风味是否会发生明显变化，为进一步探究川 味腊肉的风味形成机理奠定理论基础。
Abstract：To investigate the changes in whole flavor of bacon during processing，the volatile flavor compounds
in samples of Sichuan traditional smoked -and -cured bacon from each processing stage were analyzed by
分析检测
Vol . 35 , No . 06 , 2014
利用电子鼻和气质联用研究 腊肉挥发性风味物质的形成规律
黄业传，李 凤，黄 甜，孙 娟 （西南科技大学生命科学与工程学院，四川绵阳 621010）
摘 要：为研究腊肉加工过程中整体风味的变化，用固相微萃取（SPME）结合气相色谱-质谱联用（GC-MS）对川味传 统烟熏腊肉不同加工阶段样品中的挥发性风味物质进行了鉴定，并应用电子鼻和偏最小二乘回归（PLS）分析比较各 加工阶段样品的整体风味。结果表明，在川味腊肉加工的6个阶段，共鉴定出挥发性风味成分183种，包括醛、酮、酯、 醇、酸、酚、醚和杂环类等；随着加工的不断进行，挥发性风味物质的种类不断增加，从原料中的75种增加到成品中的 116种，其峰面积也增加了近4倍；PLS分析和电子鼻可以很好地区分6个不同加工阶段的样品。因此川味腊肉加工过 程中，无论是整体风味还是挥发性物质的种类和含量都会发生显著变化，其风味是在加工中逐渐形成的。 关 键 词 ：腊肉，挥发性风味物质，固相微萃取，气质联用，电子鼻
质谱：电离方式为EI；电子能量70eV；接口温度 250℃；离子源温度230℃；灯丝电流150μA；扫描质量 范围35～450amu。 1.3.3 定性与定量分析 各化合物经计算机检索同 时与系统自带的数据库（NIST05和NIST05S）相匹配。 并采用正构烷烃混标（C5～C24）在相同条件下进行分 析，按照Van[15]的方法计算各挥发性风味物质的保留 指 数（RI），仅 报 道 相 似 指 数（SI）大 于 80 以 及 RI 与 文 献[1，16-19]比较定性的化合物。利用峰面积及峰面
1.3 GC-MS分析
1.3.1 固相微萃取（SPME） 称取3.0g待测样品于 15mL样品瓶内，在60℃水浴锅中预热15min后，将固 相微萃取器插入样品瓶中并推出萃取头，使其暴露 在样品瓶中样品的上部，于60℃萃取30min，萃取结 束 后 ，将 萃 取 头 插 入 气 相 色 谱 进 样 口 于 250 ℃ 解 吸 5min，同时启动仪器采集数据。 1.3.2 GC-MS条件 气相色谱：DB-5MS毛细管色谱柱 （30m×0.25mm×0.25μm）；载气为氮气，流速1mL/min； 进样口温度250℃，分流比5∶1；起始温度为35℃，保持 3min，以4℃/min升到130℃并保持2min，最后以8℃/min 升到230℃并保持5min。
1 材料与Biblioteka Baidu法
1.1 材料与仪器
猪肋骨肉 购于绵阳好又多超市；C5～C24正构烷 烃混标 Sigma公司。
GCMS-QP2010 Plus型气相色谱-质谱联用仪 日 本岛津公司；75μm CAR/PDMS萃取头、手动SPME进 样器 美国Supelco公司；αFOX 4000型电子鼻 法 国Alpha M.O.S公司。
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积占总面积的百分比进行定量分析。
1.4 电子鼻分析
载气：合成干燥空气，流速：150mL/min；样品准 备 小 瓶 体 积 10mL，样 品 量 1.0g；顶 空 产 生 时 间 900s， 产 生 温 度 65℃ ，搅 动 速 度 500r/min；顶 空 注 射 体 积 2.5mL，注射针总体积5.0mL，注射速度2.5mL/S，注射 针温度75℃；参数获取时间120s；数据分析方法为主 成分分析法（PCA）。各阶段样品重复测定6次。
中 图 分 类 号 ：TS251.1
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号：1002-0306（2014）06-0073-06
腊肉是我国具有悠久历史的传统猪肉制品之 一，是将新鲜猪肉腌制后，再经晾晒、烘烤或烟熏等 处理加工而成的生肉类制品，具有色泽美观、风味浓 郁、贮藏性好、食用方便等特点。腊肉按产地和风味 主要分为川味腊肉、广式腊肉和三湘腊肉，其中川味 腊肉主产于四川和重庆等地。腊肉的风味形成是一 个漫长而复杂的过程，很多学者都对腊肉的风味物 质进行了鉴定，如YU Ainong[1-2]、KOSTYRA等[3]研究
2 结果与分析
2.1 GC-MS分析结果
在6个加工阶段样品中共鉴定出挥发性风味物 质183种，如表1所示。其中在A、B、C、D、E、F中分别鉴 定出75、88、94、100、110、116种（如表2所示），只有33 种物质在6样品中均被检出，因此挥发性物质的种类 在加工中发生了显著变化。随着加工时间的推移，挥 发性物质的种类越来越多，从原料中的75种到成品 中的116种，增加了41种，增加的物质主要是支链醛、 高级醇、杂环类化合物、烯烃、酚类和酯类，其中支链 醛如2-甲基丁醛、3-甲基丁醛，杂环类如吡嗪、吡咯、 呋喃酮等可能是由于美拉德反应所产生，酚类如愈 创木酚、苯酚等，高级醇如松油醇、里哪醇、雪松醇、 桉树脑等，烯烃类如石竹烯、松油烯、月桂烯等主要 是来自木材等发烟物燃烧所产生的烟，而酯类则主 要是在成熟过程中生成；直链饱和醛、烷烃、芳香烃 等在加工过程中种类变化不大；而直链不饱和醛、酮 类、脂肪醇、酸的种类则随着时间的推移显著减少， 可能是发生了分解，也可能是发生化学反应生成了 其他物质，如醇和酸之间的酯化反应。
1.5 统计分析
不同加工阶段对腊肉挥发性风味成分的影响用 偏最小二乘回归（PLS）进行分析，以6个0/1变量（A， B，C，D，E，F）为X轴，Y轴为在6个加工阶段样品中检 测到的183种挥发性物质的峰面积占总面积的百分 比（各成分的代号见表1）。PLS分析采用Unscrambler 软件，V9.7（挪威CAMO ASA公司），所有数据在分析 前均进行标准化和中心化。