頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用檢測(cè)豬肉新鮮度

馬瑜璐，朱 斌，張 雷，徐昕榮

(1.華南理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，廣東 廣州 510640；2.華南理工大學(xué)分析測(cè)試中心，廣東 廣州 510640)

頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用檢測(cè)豬肉新鮮度

馬瑜璐1，朱 斌2,*，張 雷1，徐昕榮2

(1.華南理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，廣東 廣州 510640；2.華南理工大學(xué)分析測(cè)試中心，廣東 廣州 510640)

以豬肉為研究對(duì)象，采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(HS-SPME-GC-MS)技術(shù)考察在不同新鮮程度下?lián)]發(fā)性成分的變化，建立一種可用于評(píng)價(jià)豬肉的新鮮度的檢測(cè)方法。結(jié)果顯示，不同新鮮度的豬肉的揮發(fā)性成分有很大差異，隨著新鮮程度的降低，出現(xiàn)了甲硫醇、二甲基二硫、二甲基三硫、二甲基四硫、吲哚等物質(zhì)。結(jié)果表明，HS-SPME-GC-MS可以檢測(cè)到這些物質(zhì)的變化，因此可嘗試用HS-SPME-GC-MS技術(shù)來(lái)評(píng)價(jià)豬肉新鮮度。

頂空固相微萃取(HS-SPME)；氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)；豬肉；新鮮度

豬肉是人們最常食用的肉類食品。在貯存過(guò)程中，由于自身和外界環(huán)境的影響，豬肉會(huì)發(fā)生腐敗現(xiàn)象，新鮮度下降，產(chǎn)生不良風(fēng)味，導(dǎo)致豬肉品質(zhì)下降。檢驗(yàn)肉類新鮮度的方法，一般分為感官檢驗(yàn)、理化檢驗(yàn)和微生物檢驗(yàn)。在豬肉品質(zhì)評(píng)價(jià)過(guò)程中，感官評(píng)價(jià)受人為因素影響較大，微生物和理化檢測(cè)存在費(fèi)時(shí)、費(fèi)力等缺點(diǎn)，因此需要一種新的客觀、簡(jiǎn)潔、快速準(zhǔn)確評(píng)價(jià)豬肉新鮮度的技術(shù)[1]。

氣質(zhì)聯(lián)用[2]具有客觀、準(zhǔn)確、快捷地評(píng)價(jià)揮發(fā)性氣體，并且重復(fù)性好的特點(diǎn)，固相微萃取(SPME)自從19世紀(jì)被應(yīng)用于分析揮發(fā)性組分以來(lái)就顯示了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，簡(jiǎn)便、快速、經(jīng)濟(jì)安全、無(wú)溶劑、選擇性好且靈敏度高，可直接與氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用，集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體，大大加快了分析檢測(cè)的速度，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于檢測(cè)肉類食品[3-13]中的揮發(fā)性物質(zhì)。氣質(zhì)聯(lián)用在肉品中的風(fēng)味物質(zhì)，以前的研究或者是研究新鮮肉中的風(fēng)味物質(zhì)，或者最近出現(xiàn)的研究豬胴體變質(zhì)后的有機(jī)物[14]，關(guān)于研究肉的新鮮度的變化(不同等級(jí))的較少。本工作以豬肉為研究對(duì)象，采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(HS-SPME-GCMS)技術(shù)考察在不同新鮮程度下?lián)]發(fā)性成分的變化，旨在為HS-SPME-GC-MS技術(shù)評(píng)價(jià)豬肉新鮮度提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮豬肉 廣州市天河區(qū)五山路金沙超市。

三合一自動(dòng)進(jìn)樣器 美國(guó)CTC公司；Varian4000GC/MS/MS system氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(配有EI電離源) 美國(guó)瓦里安公司；50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭 Supelco公司；進(jìn)樣隔墊[ThermogreenTMLB-2 Septa，diam=11.0mm (7/16 in.)]；BS110S電子天平 北京賽多利斯天平有限公司；頂空瓶(22mm×75mm×20mL)；色譜柱： 19091R-316毛細(xì)管柱VOC(60m×0.32mm，1.80 μm) 美國(guó)Agilent公司；絞肉機(jī) 飛利浦(中國(guó))公司。

1.2 方法

1.2.1 原料處理

將鮮豬肉用絞肉機(jī)(使用前消毒，以減少微生物的污染)攪碎。豬肉攪碎的目的是為了使樣品均勻；每次購(gòu)肉500g左右，絞肉機(jī)絞肉2遍，每遍絞1～2min。對(duì)豬肉碎肉稱質(zhì)量，每份樣品為1g(精確到0.001g)。研究肉在冰箱冷凍-18℃(每隔1d檢測(cè)1次)、冷藏4℃(每隔1d檢測(cè)1次)和20℃條件下(每隔4h左右檢測(cè)1次)肉的變化情況，限于冷凍-18℃、冷藏4℃保存時(shí)間較長(zhǎng)，室溫20℃肉新鮮程度的變化較快，結(jié)果顯著，本實(shí)驗(yàn)僅對(duì)室溫20℃的情況進(jìn)行討論。

1.2.2 頂空固相微萃取

萃取纖維頭的老化：第一次使用之前，萃取纖維頭按照廠家提供的溫度、時(shí)間進(jìn)行老化。以后使用時(shí)先于老化溫度下老化30min，再在與做樣相同的條件下不加樣品做數(shù)次空白，直到解析空白萃取頭的色譜峰不變?cè)僮鰳印?/p>

在20mL頂空瓶中加1g豬肉樣品，將頂空瓶中的肉類樣品在50℃，500r/min平衡30min，然后插入50/30μm DVB/CAR/PDMS纖維頭，于50℃萃取5min。

1.2.3 色譜條件

色譜柱：Agilent 19091R-316毛細(xì)管柱，VOC(60m× 0.32mm，1.80μm)；升溫程序：35℃保持3min，以10℃/min升至85℃，以2℃/min升至160℃，以20℃/min升至200℃，保持5min；載氣(He)流速1.0mL/min，進(jìn)樣口溫度：220℃；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣。解吸時(shí)間：5min。

1.2.4 質(zhì)譜條件

電子轟擊(EI)離子源；電子能量70eV；傳輸線溫度230℃；離子源溫度170℃；離子肼溫度180℃，質(zhì)量掃描范圍m/z 30～200。分析結(jié)果運(yùn)用NIST檢索，并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)及標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行解譜。

2 結(jié)果與分析

豬肉的新鮮程度對(duì)豬肉的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)具有很大的影響，其主要原因在于豬肉中氨基酸的分解。豬肉在一定溫度下的存放過(guò)程中，其氣味的變化主要是其揮發(fā)性成分隨新鮮程度的不同而變化。本實(shí)驗(yàn)使用GC-MS聯(lián)用技術(shù)檢測(cè)了20℃條件下豬肉中揮發(fā)物隨豬肉新鮮程度不同的變化情況。本實(shí)驗(yàn)研究了豬肉保存到90h的揮發(fā)物質(zhì)的變化規(guī)律。

豬肉在20℃條件下保存時(shí)產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)圖1。新鮮豬肉中的揮發(fā)物種類比較少，峰強(qiáng)度較低，隨著新鮮程度的下降揮發(fā)物種類不斷增多，且峰強(qiáng)度增加。肉的新鮮度的判斷參照傳統(tǒng)肉的新鮮度的檢測(cè)方法，結(jié)果表明兩者較吻合。

圖1 不同新鮮程度豬肉揮發(fā)物的GC-MS總離子流圖Fig.1 TIC of volatile components of pork at different freshness levels

豬肉在20℃條件下保存不同時(shí)間使豬肉的新鮮程度下降后變化明顯的9種化合物的分析結(jié)果(使用SPSS軟件進(jìn)行主成分分析結(jié)果)(表1)。對(duì)9種含量變化明顯的化合物的特征離子進(jìn)行抽提后的離子流圖的面積積分結(jié)果，從該積分面積可以看出各種組分的相對(duì)變化(表2)。由表1、2可以看出，1號(hào)物質(zhì)(2-氨基-1-丙醇）在新鮮豬肉和次新鮮豬肉中含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)比較低，隨著新鮮程度的降低該物質(zhì)含量也增加；3號(hào)物質(zhì)在新鮮豬肉中含量較低、隨著豬肉新鮮程度的降低，該物質(zhì)含量增加；4號(hào)物質(zhì)(3-羥基-2-丁酮)在新鮮豬肉中含量較高，隨著新鮮程度的降低逐漸較少，并逐漸檢測(cè)不到；2、5、7、8號(hào)含硫化合物(甲硫醇、二甲基硫醚、二甲基三硫、二甲基四硫)在新鮮豬肉中檢測(cè)不到，隨著豬肉品質(zhì)變得不新鮮，出現(xiàn)了這些含硫化合物，且這些含硫化合物隨著豬肉新鮮程度的降低而增加，并且這些物質(zhì)的增加趨勢(shì)一致，這可能是蛋氨酸通過(guò)酵母代謝的中間產(chǎn)物，甲硫醇可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為二甲基二硫、二甲基三硫等化合物[15]；6號(hào)物質(zhì)(苯酚)，從腐敗到一定程度以后出現(xiàn)，并且隨著腐敗程度的增加有上升的趨勢(shì)；9號(hào)物質(zhì)(吲哚)在新鮮豬肉中含量很低，隨著新鮮程度的下降，吲哚含量急劇增加。

表1 20℃貯存條件下9種含量變化明顯的的化合物的分析結(jié)果Table 1 Information on 9 volatile compounds changing significantly during storage at 20 ℃

選取同樣儲(chǔ)存條件下的豬肉分析5次，各個(gè)色譜峰峰面積和保留時(shí)間的平均相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)分別在3.2%～4.70%和0.31%～0.62%之間。此結(jié)果表明方法具有較高的精密度和重現(xiàn)性。

實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：在20℃條件下保存不同時(shí)間，豬肉樣品從新鮮到嚴(yán)重腐敗，其揮發(fā)物的種類和峰面積發(fā)生了顯著變化，這可能是因?yàn)樵谝欢ǖ谋４鏈囟认?，隨著保存時(shí)間的延長(zhǎng)，豬肉樣品在微生物和酶等因素的作用下，蛋白質(zhì)發(fā)生的催化降解反應(yīng)，致使豬肉樣品產(chǎn)生了不同的揮發(fā)性成分，并且隨著反應(yīng)的進(jìn)程，揮發(fā)性的成分發(fā)生了顯著變化，含氮和含硫化合物最明顯反映了肉的變質(zhì)，對(duì)應(yīng)于表1中的2、3、5～9組分，這些微觀的化學(xué)變化過(guò)程可以通過(guò)GC-MS檢測(cè)到，并且通過(guò)對(duì)這些物質(zhì)進(jìn)行分析，可以反映出肉類的新鮮程度，該方法可以作為一種肉類新鮮度的檢驗(yàn)評(píng)價(jià)方法。

表2 20℃貯存條件下9種含量變化明顯的化合物的積分面積Table 2 Integral areas of 9 volatile compounds changing significantly after different periods of storage at 20 ℃×104

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)新鮮程度不同的豬肉樣品的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，隨著新鮮程度的變化，豬肉樣品的揮發(fā)性物質(zhì)會(huì)發(fā)生明顯的變化，在不同新鮮程度下，豬肉揮發(fā)性成分發(fā)生變化，GC-MS可以檢測(cè)到這些組分的變化。本方法檢測(cè)肉的新鮮度只需使用少量樣品即可，對(duì)樣品消耗極低，并且前處理簡(jiǎn)單、快速，整個(gè)檢測(cè)過(guò)程完全自動(dòng)化，可解決目前傳統(tǒng)的感官檢驗(yàn)、理化檢驗(yàn)豬肉的新鮮度等方法存在的主觀性、復(fù)雜性、不準(zhǔn)確性等缺點(diǎn)，顯著提高肉的新鮮度的檢測(cè)的客觀性和準(zhǔn)確性，有利于開發(fā)一種客觀、簡(jiǎn)潔、快速、準(zhǔn)確檢測(cè)豬肉新鮮度的新方法。

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Evaluation of Pork Freshness by HS-SPME-GC-MS

MA Yu-lu1，ZHU Bin2,*，ZHANG Lei1，XU Xin-rong2
(1. School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China；2. Analytical and Testing Center, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)

A method to evaluate pork freshness was proposed based on the use of headspace solid-phase microextraction gas chromatography-mass spectrometry (HS-SPME-GC-MS) to analyze changes in the volatile composition of pork with different freshness. Pork samples with different freshness showed a big difference in their volatile composition. Along with the decrease in freshness, some toxic sulfides and amines were detected including methanethiol, disulfide dimethyl, dimethyl trisulfide, tetrasulfide dimethyl, indole and so on. Our results indicated that HS-SPME-GC-MS could changes in these compounds in pork, therefore providing an applicable approach to evaluate pork freshness.

headspace-solid-phase microextraction (HS-SPME)；gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)；pork；freshness

O657.63

A

1002-6630(2011)14-0253-04

2010-09-14

馬瑜璐(1985—)，女，碩士研究生，主要從事分析化學(xué)研究。E-mail：zzumayulu@163.com

*通信作者：朱斌(1966—)，男，高級(jí)工程師，博士，主要從事分析化學(xué)研究。E-mail：esbzhu@scut.edu.cn