冷鮮與真空冷凍干燥豬里脊肉中脂肪酸氣相色譜—質譜分析

侯召華 羅婧 寧浩然 崔松煥

摘 要：目的：建立豬肉脂肪酸氣相色譜-質譜（gas chromatograph-mass spectrometer，GC-MS）檢測方法，并對冷鮮和真空冷凍干燥豬肉中脂肪進行分析，研究不同處理豬肉脂肪酸的差異。方法：豬肉進行真空冷凍，脂肪酸利用GC-MS測定。結果：在冷鮮豬肉和真空冷凍干燥豬肉樣品中脂肪酸分別確定了11 種和8 種；豬肉脂肪酸中油酸含量最高，其他含量由高到低依次為硬脂酸、棕櫚酸、反亞油酸、棕櫚油酸、肉豆蔻酸、順-11-二十碳烯酸、花生四烯酸、順-11，14-二十碳二烯酸、花生酸、癸酸；真空冷凍干燥豬肉粉未檢出癸酸、花生四烯酸和順-11，14-二十碳二烯酸；冷鮮豬肉中脂肪酸成分及相對含量與真空冷凍干燥樣品無顯著差異。結論：GC-MS法能有效對脂肪酸進行分析；真空冷凍干燥是一種可行的干燥方法，能有效保持豬肉中脂肪酸成分及結構。

關鍵詞：豬肉；真空冷凍干燥；氣相色譜-質譜法；脂肪酸

中圖分類號：TS251.51 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2014）07-0015-04

中國是世界上最大的肉類生產國家，年產量達7 000萬 t以上，其中2/3為豬肉，特別在內陸地區豬肉更是居民消費的最主要動物性食品[1]。豬肉以其高蛋白、低脂肪、肉質鮮嫩和風味良好等特點，受到世人的喜愛。豬肉的脂肪含量和脂肪酸組成在很大程度上決定了其營養價值和加工后產品的風味，營養學上一般用多不飽和脂肪酸/飽和脂肪酸值來評價肉的營養價值，此值越高代表營養價值越好[1]。脂質氧化是肉品變質的主要原因之一，肉品在貯存加工過程中，脂類物質氧化產生醛、醇、酮等有機化合物，從而改變脂肪酸組成和含量，其氣味和味道很難被消費者接受[2]。由于脂肪酸的組成和含量關系到肉的營養價值，同時脂肪又是重要的風味前體物質，因此不同加工方法也就影響到肉的營養價值和風味[3]。采用一般干燥方法所得到的豬肉脫水制品質地緊密、顏色黝黑、不易復水、營養成分損失大。

真空冷凍干燥是一個有效延長食品貨架期的技術，其先為將含水物質在低溫下凍結，然后使其水分在真空條件下升華的一種干燥方法。冷凍干燥后的物質，物理、化學和生物性狀基本不變，物質中的揮發性成分和受熱性營養成分損失很小[4]；而且只有原體質量的10%～15%，不需要冷鏈貯藏，使其運輸、分散和商業化更加容易。然而，冷凍干燥處理需要利用深度低溫和低壓過程，持續1～3 d，這使的冷凍干燥非常昂貴。在食品工業，冷凍干燥僅限于高附加值產品中，例如咖啡、茶葉和凝膠，即食產品的配料（蔬菜、水果粉、肉類、奶酪發酵劑、魚、蝦等）和幾個芳香類植物[5]。

油脂中的脂肪酸組分一般采用氣相色譜法進行分離和測定，脂肪酸一般是以甘油酯形式存在，沸點較高，可利用酯交換，先將油脂中的脂肪酸甲酯化后再進行氣相色譜測定。氣相色譜法是利用色譜柱中裝入的固定液，用載氣把要分析的混合物帶入色譜柱，在一定的溫度與壓力條件下，各氣體組分在載氣和固定液薄膜的氣液兩相中的分配系數不同，隨著載氣的向前流動，樣品各組分在氣、液兩相中反復進行分配，使脂肪酸各組分的移動速度有快有慢，從而可將各組分分離[6]。Cardenia等[7]利用氣相色譜-質譜聯用法（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）確定了9種脂肪酸，豬肌肉脂肪含量為總質量的3.8%～10.3%，脂肪酸含量依次為油酸（39%～45%）、棕櫚酸（24%～26%）、硬脂酸（12%～15%）、棕櫚油酸（約3%）和肉豆蔻酸（1%～2%）。在長鏈多不飽和脂肪酸中，花生四烯酸最為豐富，二十二碳六烯酸和二十碳五烯酸含量極低。飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸含量分別占總脂肪酸的38%～43%、46%～53%和8%～11%。

本實驗以豬肉為研究對象，建立豬肉脂肪酸GC-MS檢測方法，探討冷鮮豬肉和真空冷凍干燥豬肉粉中脂肪酸含量，旨在為豬肉脂肪酸分析和冷凍干燥提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬里脊肉 市購。

37種脂肪酸甲酯混合標準品（純度99.9%） 美國Supelco公司；氦氣（高純度99.999%） 北京嘉世旺科技有限公司；氯仿、甲醇、鹽酸、氯化鉀、氫氧化鉀、正己烷、無水硫酸鈉均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

FSH-2型可調高速勻漿機 江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；EYELA FDU-1100真空冷凍干燥器 日本

東京理化公司；氣相色譜-質譜聯用儀 美國Thermo Scientific ISQ公司；FW-200高速萬能粉碎機 北京中興偉業儀器有限公司；ME204E萬分之一天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；500/2E真空包裝機 上海祥正機械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

豬里脊肉在低溫（冰盒）條件下，迅速去除可見脂肪和結締組織，切成5 mm薄片，每塊約20～35 g。樣品分成2 份，一份用于真空冷凍干燥，另一份真空包裝，0～4 ℃條件下貯藏[8]。

1.3.2 真空冷凍干燥

稱取一定質量的豬肉，切成約5 mm的肉片，質地和性狀均勻。肉片放在-40 ℃冰箱中進行預冷，至少4 h；預冷后把肉樣品放到真空冷凍干燥箱中，干燥室內的真空度控制在（10±5）Pa，溫度為（-45±5） ℃，進行真空冷凍干燥24 h。

1.3.3 脂肪酸提取與皂化

脂肪酸提取和皂化的方法根據參考文獻[7，9]，進行適當修改。稱取冷鮮豬肉（約3.0 g）和真空冷凍干燥豬肉粉（約1.5 g）；放到玻璃容器中，添加40 mL提取液（氯仿∶甲醇=2∶1，V/V）；組織勻漿后，濾紙過濾，濾液放到分液漏斗中；然后添加20 mL 1 mol/L KCl溶液，4 ℃條件下靜置分層過夜。

過夜分層后，得到下層有機相，氮氣吹干得到脂質提取物；干燥后，稱取質量；干燥物溶解在5 mL 正己烷中，放到螺帽試管中；在試管中添加5 mL 1 mol/L KOH甲醇溶液，50 ℃條件下皂化2 h；皂化結束后，添加5 mL 正己烷和15 mL 5% HCl溶液，進行分層；上層為有機相（正己烷層），得到上層相，用正己烷定容至10 mL；然后加入無水Na2SO4除去多余的水分；用正己烷稀釋10倍進行GC-MS分析。

1.3.4 脂肪酸GC-MS分析條件

GC-MS方法根據參考文獻[10-11]，進行適當修改。氣相色譜條件：TR-WAXMS石英毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣為高純度氦氣（99.999%），恒定流量為1.0 mL/min；進樣量為1 μL；分流比為50∶1；程序升溫：從50℃開始（保持1 min），以10 ℃/min升溫到140 ℃（保持5 min），接著4 ℃/min升溫到210 ℃（保持15 min），以3 ℃/min升溫到230 ℃（保持16 min）；進樣口溫度為250 ℃，氣相色譜-質譜接口溫度300 ℃。

質譜條件：EI離子源，電子能量70 eV，離子源溫度280 ℃，全掃描方式，質量掃描范圍為50～500 u。

2 結果與分析

2.1 真空冷凍干燥得率

根據預實驗及參考文獻[12-13]，確定真空冷凍干燥的條件及步驟。由表1可知，3次重復實驗證明，豬肉質地均勻，重復效果顯著，豬肉干燥后得率為25.43%。

2.2 脂肪酸檢測結果

由圖1可知，本實驗方法能有效對37種脂肪酸甲酯化標準品進行分析。

由圖1～3可知，通過保留時間和每種成分的質譜圖與標準品進行對照，最終在冷鮮豬肉中確定了11 種脂肪酸，真空冷凍干燥豬肉中確定了8 種脂肪酸；冷鮮豬肉脂肪酸中油酸（34.099%）含量最高，其他由高到低依次為硬脂酸、棕櫚酸、反亞油酸、棕櫚油酸、肉豆蔻酸、順-11-二十碳烯酸、花生四烯酸、順-11，14-二十碳二烯酸、花生酸、癸酸；冷凍干燥豬肉粉中未檢出癸酸、花生酸和順-11，14-二十碳二烯酸，具體信息如表2所示。宋凡[6]采用極性毛細管柱氣相色譜法，準確的測定了豬肉中8 種脂肪酸：豆蔻酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸和花生酸。喻文娟等[14]采用外標-氣相色譜-質譜法準確測定了豬肉中14 種脂肪酸的含量和百分含量：癸酸、肉豆蔻酸、十五酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、十七酸、硬脂酸、反油酸、油酸、亞麻酸、亞油酸、花生酸、順-11-二十烯酸。

由表2可知，冷鮮豬肉中脂肪酸總含量為18.860 mg/g，冷凍干燥豬肉中脂肪酸總含量為6.292 mg/g。

2.2.1 飽和脂肪酸

由表2可知，冷鮮豬肉與真空冷凍干燥豬肉中的飽和脂肪酸含量占到了總量48.00%以上，冷鮮豬肉包括癸酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸和花生酸，真空冷凍干燥豬肉中包括肉豆蔻酸、棕櫚酸和硬脂酸，其中棕櫚酸和硬脂酸含量都尤為突出。真空冷凍干燥對飽和脂肪酸比例影響較小，百分含量基本相同，但冷凍干燥豬肉中少了含量最低的兩種脂肪酸，冷凍干燥對飽和脂肪酸組成具有一定的影響。

2.2.2 單不飽和脂肪酸

單不飽和脂肪酸是指含有1個雙鍵的脂肪酸，一般說來，動物脂肪約含30%～50%的單不飽和脂肪酸[15]。由表2可知，冷鮮豬肉與真空冷凍豬肉中單不飽和脂肪酸相對含量基本相同，占總含量的37%～39%，并且脂肪酸種類相同（棕櫚烯酸、油酸和順-11-二十碳烯酸）。單不飽和脂肪酸對降低心血管疾病有著重要意義，在單不飽和脂肪酸中具有代表性的是油酸（C18∶1），它具有降低低密度脂蛋白膽固醇的效果，可以預防動脈硬化，而且并不降低對人體有益的高密度脂蛋白膽固醇水平。同時可以降低甘油三酯的熔點，提高脂肪球的流動性及其代謝能力，因此對于其他脂肪酸的吸收具有積極作用。霍曉娜等[2]研究發現，在不飽和脂肪酸中單不飽和脂肪酸的含量居多，豬里脊肉中含量為（41.91±4.80）%，單不飽和脂肪酸以C18∶1和C15∶1為主，C18∶1占到了（23.63±1.25）%，而C15∶1也達到了（11.47±4.94）%。陳銀基等[16]研究表明，油酸、單不飽和脂肪酸百分含量以及單不飽和脂肪酸/飽和脂肪酸比值與肌內脂肪含量存在正相關，大理石花紋越豐富，肌內脂肪中油酸和單不飽和脂肪酸百分含量越高，單不飽和脂肪酸/飽和脂肪酸比值也越高。本研究表明，油酸是最主要的單不飽和脂肪酸（33%～34%），而且冷凍干燥對單不飽和脂肪酸組成及相對含量幾乎沒有影響。

2.2.3 多不飽和脂肪酸

由表2可知，冷鮮豬肉與真空冷凍干燥豬肉中的多不飽和脂肪酸含量無明顯差異，真空冷凍干燥豬肉中多不飽和脂肪酸含量（13.628%）稍微高于冷鮮肉的（12.663%），但真空冷凍干燥豬肉中未檢出順-11，14-二十碳二烯酸。多不飽和脂肪酸具有多種功效，如亞油酸和花生四烯酸都是人體必需脂肪酸，亞油酸可降低血液中膽固醇，預防動脈粥樣硬化，但恰當的攝入量才具有良好的降低膽固醇水平的作用，研究表明，當亞油酸攝入量超過15%，其降膽固醇效果下降，同時高密度膽固醇含量也降低[17-18]；花生四烯酸是人體大腦和視神經發育的重要物質，對預防心腦血管疾病，糖尿病和腫瘤等具有重要功效。冷凍干燥可有效的保留這兩種脂肪酸，并且對其含量無影響。肌內富含不飽和脂肪酸，不飽和脂肪酸比飽和脂肪酸更易自動氧化而產生肉味，特別是多不飽和脂肪酸極易被氧化，其氧化產物直接影響風味物質的組成，在烹調過程中是一種很重要的風味物質來源[19-20]。本研究表明，真空冷凍干燥能有效保存多不飽和脂肪酸的含量，保證豬肉風味品質。

3 結 論

本實驗通過對豬肉進行真空冷凍干燥，得到真空冷凍干燥豬肉；并且利用GC-MS分析了冷鮮和真空冷凍干燥豬里脊肉中脂肪酸。冷鮮豬肉和真空冷凍干燥豬肉樣品中脂肪酸分別確定了11種和8種；豬肉脂肪酸中油酸含量最高，其他由高到低依次為硬脂酸、棕櫚酸、反亞油酸、棕櫚油酸、肉豆蔻酸、順-11-二十碳烯酸、花生四烯酸、順-11，14-二十碳二烯酸、花生酸、癸酸；冷凍干燥豬肉粉未檢出癸酸、花生酸和順-11，14-二十碳二烯酸。冷鮮和凍干豬里脊肉脂肪酸含量分別為18.860、6.292 mg/g。飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸含量分別為總脂肪酸的48%～49%、37%～39%和12%～14%。冷鮮豬肉中脂肪酸組成及百分含量與真空冷凍干燥樣品無顯著差異，這表明冷凍干燥是一種可行的干燥方法，能有效保持豬肉中脂肪酸成分及結構。

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