SPME-GC-MS法測定冷卻肉的揮發(fā)性成分

肖 虹，謝 晶*

(上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306)

SPME-GC-MS法測定冷卻肉的揮發(fā)性成分

肖 虹，謝 晶*

(上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306)

對(duì)固相微萃取(SPME)萃取條件進(jìn)行優(yōu)化，并利用SPME對(duì)冷卻肉的揮發(fā)性成分進(jìn)行提取。應(yīng)用SPME結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用技術(shù)初步鑒定冷卻肉的揮發(fā)性成分，并分析其在不同貯藏溫度以及不同貯藏時(shí)間下?lián)]發(fā)性成分的氣味變化。結(jié)果表明：在35℃萃取溫度和40min萃取時(shí)間的條件下，宜采用65μm PDMS/DVB萃取頭對(duì)冷卻肉的揮發(fā)性成分進(jìn)行萃取；經(jīng)SPME-GC-MS檢測后，共獲得25種揮發(fā)性成分，并發(fā)現(xiàn)醇類物質(zhì)和三甲胺的相對(duì)含量會(huì)隨著貯藏時(shí)間的變化而不斷增加。

冷卻肉；固相微萃?。粴赓|(zhì)聯(lián)用；揮發(fā)性成分

冷卻肉以其新鮮、肉嫩、味美、營養(yǎng)、衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)受到消費(fèi)者的青睞[1]。在冷卻豬肉的加工、流通和貯藏等過程中，其品質(zhì)易受溫度、酶、微生物等作用，出現(xiàn)腐敗變質(zhì)，并產(chǎn)生具有異味的揮發(fā)性代謝產(chǎn)物[2]。通過對(duì)冷卻肉特征揮發(fā)性成分的測定，能夠判斷冷卻肉的新鮮度和腐敗程度。運(yùn)用氣相色譜和質(zhì)譜(GC-MS)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜混合物的成分分析、鑒定和定量分析[3]。固相微萃取(SPME)[4]采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣為一體，與氣質(zhì)聯(lián)用儀聯(lián)用，實(shí)驗(yàn)效率高[5]。SPME結(jié)合GC-MS在檢測牛奶[6]、面包[7]、果蔬[8]、火腿[9]等食品的揮發(fā)性成分及預(yù)測其新鮮度方面已有研究[10]，相對(duì)豬肉[11-13]的揮發(fā)性風(fēng)味成分的研究而言，對(duì)冷卻肉在貯藏過程中揮發(fā)性成分變化的研究相對(duì)較少。

本實(shí)驗(yàn)利用SPME技術(shù)對(duì)冷卻肉的揮發(fā)性成分進(jìn)行提取，結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)初步鑒定了冷卻肉的揮發(fā)性成分，并分析其在不同貯藏溫度下，經(jīng)歷不同貯藏時(shí)間過程中揮發(fā)性成分的變化，旨在為建立冷卻肉揮發(fā)性化合物的氣味數(shù)據(jù)庫提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

從屠宰場無菌操作取常規(guī)屠宰后內(nèi)部無污染的豬后腿肉，修去皮、骨、筋腱，無菌薄膜包裝后置于0～4℃冷卻24h。

營養(yǎng)瓊脂、0.85%滅菌生理鹽水 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 西安波意爾公司；GC6890-MS597氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國Agilent公司；手動(dòng)SPME進(jìn)樣器 美國Supelco公司。

1.2 方法

1.2.1 揮發(fā)性成分的測定

取5g樣品于15mL樣品瓶中，每個(gè)樣品做3個(gè)平行。將裝樣的頂空樣品瓶放入磁力攪拌器中加熱，進(jìn)行頂空萃取。萃取完畢后迅速用GC-MS對(duì)樣品的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析鑒定。

把冷卻肉樣品分別貯藏在277、283K的溫度條件下，把貯藏在283K的樣品每天取樣，277K的樣品隔天取樣，分別進(jìn)行SPME-GC-MS分析。

在對(duì)冷卻肉樣品進(jìn)行SPME-GC-MS分析前，先對(duì)SPME的萃取條件進(jìn)行優(yōu)化：1)在萃取溫度35℃、解析時(shí)間45min條件下，分別用75μm Carboxen PDMS、50 μm/30μm DVB/Carboxen/PDMS、100μm PDMS、65 μm PDMS/DVB四種萃取頭萃取冷卻肉的揮發(fā)性成分，根據(jù)離子峰個(gè)數(shù)選取最適宜的萃取頭；2)用選取的萃取頭，在不同的萃取溫度和萃取時(shí)間條件下萃取揮發(fā)性成分，根據(jù)峰面積選定萃取溫度和萃取條件，萃取溫度和萃取時(shí)間的條件組合為30℃、20min，30℃、30min，30℃、40min，35℃、20min，35℃、30min，35℃、40min，40℃、20min，40℃、30min，40℃、40min。1.2.2菌落總數(shù)的測定

按GB/T 4789.2—2003《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)：菌落總數(shù)測定》進(jìn)行操作，把貯藏在283K的樣品每天取樣，277K的樣品隔天取樣，進(jìn)行菌落總數(shù)的測定。1.3色譜和質(zhì)譜條件

1.3.1 色譜條件

色譜柱：DB-35ms彈性毛細(xì)管柱(30m×0.25mm，0.25μm)；程序升溫：初溫35℃、保持3min，以5℃/ min上升至120℃，再以10℃/min升至250℃；進(jìn)樣口溫度為260℃，載氣為氦氣，載氣流量為1.5mL/min。

1.3.2 質(zhì)譜條件

傳輸線溫度280℃；離子源溫度230℃；四極桿溫度150℃；電子轟擊(EI)離子源；電子能量70eV；質(zhì)量掃描范圍m/z 35～350。

1.4 數(shù)據(jù)分析

定性方法：GC-MS檢測的化合物經(jīng)計(jì)算機(jī)檢索同時(shí)與NIST05 Library相匹配。本研究僅報(bào)道相似指數(shù)(SI)大于800(最大值1000)的鑒定結(jié)果。定量方法：相對(duì)含量按峰面積歸一化計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 SPME萃取條件的優(yōu)化

2.1.1 不同萃取頭的選擇

在萃取溫度35℃、解析時(shí)間45min條件下，分別用75μm Carboxen PDMS、50μm/30μmDVB/Carboxen/ PDMS、100μm PDMS、65μm PDMS/DVB四種萃取頭萃取冷卻肉的揮發(fā)性成分，得到如圖1所示的GC-MS總離子色譜圖。從各圖的比較中可以看出，在圖1D中獲得的色譜峰的數(shù)目要多于圖A、B、C，尤其是在保留時(shí)間中的前15min內(nèi)，只有用65μm PDMS/DVB萃取頭獲得了足夠多的色譜峰。

圖1 利用SPME檢測冷卻肉揮發(fā)性成分的GC-MS總離子色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of the volatile components extracted by different SPME fibers

2.1.2 萃取溫度、萃取時(shí)間的選擇

選用65μm PDMS/DVB為SPME萃取頭，在不同的萃取溫度和萃取時(shí)間條件下，利用GC-MS總離子得到的總峰面積作對(duì)比分析。如圖2所示，在萃取溫度35℃、萃取時(shí)間40min時(shí)，其峰面積最大，可以得到理想的萃取結(jié)果。因此，可以認(rèn)為35℃的萃取溫度和40min的萃取時(shí)間是用SPME研究冷卻肉揮發(fā)性成分的最佳選擇。

圖2 不同萃取時(shí)間、萃取溫度下的峰面積Fig.2 Peak areas of volatile components extracted at different extraction time and temperatures

2.2 不同貯藏時(shí)間下冷卻肉揮發(fā)性成分的變化

表1 冷卻肉揮發(fā)性成分Table1 Volatile components in chilled pork

隨著貯藏時(shí)間的延長，貯藏于277、283K的冷卻肉揮發(fā)性成分不斷發(fā)生變化，共獲得25種不同的揮發(fā)性成分，其中，烷烴類物質(zhì)3種、醇類物質(zhì)5種、醛類物質(zhì)2種、酮類物質(zhì)4種、烯烴類物質(zhì)4種、胺類物質(zhì)1種、酯類物質(zhì)1種、雜環(huán)化合物1種、芳香烴類4種，這些揮發(fā)性化合物一般是由于貯藏過程中脂肪酸化合物的氧化而產(chǎn)生，這些揮發(fā)性成分可能會(huì)引起腐臭的異味[14]，通過研究冷卻豬肉揮發(fā)性成分的特征物質(zhì)，以期判斷冷卻肉在貯藏過程中的腐敗程度。

圖3 不同貯藏溫度條件下醇類物質(zhì)的相對(duì)含量Fig.3 Relative content of alcohols in chilled pork stored at different temperatures

圖4 不同貯藏溫度條件下冷卻豬肉菌落總數(shù)的變化Fig.4 Change of aerobic bacterial counts in chilled pork stored at different temperatures

65μm PDMS/DVB萃取頭對(duì)醇、胺類物質(zhì)有較強(qiáng)的吸附和萃取能力。圖3是在277、283K貯藏溫度下，第2天之后醇類物質(zhì)的相對(duì)含量的變化。可以看出，在第3天和第5天，283K條件下的醇類物質(zhì)的相對(duì)含量明顯高于277K條件下醇類物質(zhì)的相對(duì)含量。而從圖4可以看出，在經(jīng)歷相同的貯藏天數(shù)后，在第3天和第5天，283K條件下菌落總數(shù)的數(shù)量高于277K條件下的數(shù)量。顯然，高溫會(huì)加劇微生物的產(chǎn)生，從而產(chǎn)生較多的醇類物質(zhì)。

從分析結(jié)果看出，本實(shí)驗(yàn)測得的胺類物質(zhì)以三甲胺為主。冷卻肉中的氧化三甲胺((CH3)3NO具有一種特殊的鮮味。氧化三甲胺在細(xì)菌的作用下會(huì)被還原成三甲胺[(CH3)3N]。另一方面，生物體內(nèi)的卵磷脂經(jīng)微生物作用也分解產(chǎn)生三甲胺[15]。在283K條件下，三甲胺的相對(duì)含量從第4天的0.5%增加到第5天的1.19%，而生成的三甲胺越多則說明冷卻肉的鮮度愈差。但是，本實(shí)驗(yàn)并未在277K條件下測得三甲胺。這可能是由于實(shí)驗(yàn)儀器的靈敏度不足以測到微量的三甲胺，因?yàn)閺膱D2可以看出，277K條件下第8天的菌落總數(shù)值低于283K條件下第4天的菌落總數(shù)值，而少量的微生物的作用所產(chǎn)生的三甲胺也較少，其產(chǎn)生的量不能被儀器測到。

3 結(jié) 論

3.1 通過對(duì)75μm Carboxen PDMS、50μm/30μmDVB/ Carboxen/PDMS、100μm PDMS、65μm PDMS/DVB四種萃取頭的優(yōu)化，根據(jù)獲得離子圖譜的離子峰及總峰面積，確定了由65μm PDMS/DVB萃取頭對(duì)冷卻肉的揮發(fā)性成分進(jìn)行萃取，對(duì)吸附和萃取醇、胺類物質(zhì)有較強(qiáng)的能力。

3.2 在不同的萃取溫度和萃取時(shí)間條件下，利用GCMS總離子得到的總峰面積作對(duì)比分析，確定35℃的萃取溫度和40min的萃取時(shí)間作為用SPME研究冷卻肉揮發(fā)性成分的最佳選擇。

3.3 冷卻肉在277、283K貯藏溫度條件下貯藏不同時(shí)間，經(jīng)SPME-GC-MS檢測后，共獲得25種揮發(fā)性成分，并發(fā)現(xiàn)醇類物質(zhì)和三甲胺的相對(duì)含量會(huì)隨著貯藏時(shí)間的延長而不斷增加。

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Determination of Volatile Components of Chilled Pork Based on SPME-GC-MS

XIAO Hong，XIE Jing*
(College of Food science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

In order to optimize the extraction conditions of chilled pork, the volatile components in chilled pork were extracted by solid phase micro-extraction (SPME) and determined by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The volatile components in chilled pork were analyzed during the various storage temperatures and time. Results indicated that the optimal SPME conditions was extraction using a 65 μm PDMS/DVB fiber at 35 ℃ for 40 min. Totally 25 volatile compounds were identified and the relative contents of trimethylamine and alcohols were increased with the extension of storage time.

chilled pork；solid phase micro-extraction (SPME)；gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)；volatile components

TS205.7；TS251.51

A

1002-6630(2010)20-0406-04

2010-07-06

“十一五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2009BAK43B17)；上海市教育委員會(huì)重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目(J50704)

肖虹(1985—)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称繁ｕr。E-mail：xiaohong19851227@yahoo.com.cn

*通信作者：謝晶(1968—)，女，教授，博士，研究方向?yàn)槭称防洳乩滏?。E-mail：jxie@shou.edu.cn