氣質聯用分析肉制品中風味物質的研究進展

陳佳新，孔保華

（東北農業大學食品學院，黑龍江哈爾濱150030）

氣質聯用分析肉制品中風味物質的研究進展

陳佳新，孔保華*

（東北農業大學食品學院，黑龍江哈爾濱150030）

綜述了肉制品風味物質的來源和組分以及揮發性風味物質氣質聯用分析方法的研究進展，并提出了風味物質研究方向的展望。

肉制品；風味物質；氣質聯用

目前我國人民生活水平日益提高，人們對肉制品的消費量也逐年加大，對肉制品的營養價值、外觀品質、風味感受的要求也不斷的提升。評價不同的動物種類肉品特征最重要的指標之一是香氣，其次是肉的質地。肉制品風味的好壞直接影響了消費者的購買欲望，而肉制品味道的貢獻遠小于香氣和質地[1]。揮發性物質是肉類制品風味特征的最主要的影響要素，具有肉類制品特殊氣味的揮發性物質被稱為肉類制品獨特風味性化合物，主要包括含硫脂肪酸族、含氮、氧、硫的雜環化合物、以及含羰基的揮發性物質[2]。

氣相色譜檢測技術是一種能對檢測樣品進行分離定性定量檢測的傳統技術，發明于20世紀50年代，通過半個世紀的應用與發展，我國在工業、農業、食品行業等領域已廣泛使用了這種技術進行檢測。流動相是氣體的色譜檢測技術謂之氣相色譜檢測技術。但是由于氣相色譜檢測技術定性的能力較弱，所以通常對樣品定性分析就會采用組分的保留特征進行，且其應用很不方便。隨著計算機技術的不斷發展，逐步出現了氣相色譜和質譜聯用（GC/MS）技術，且GC/MS技術具有分離效率高、靈敏度高、分析速度快、定量準確等特點，達到了單獨使用色譜分析無法達到的檢測效果[3]。目前，肉制品風味的研究備受各國學者的關注。如何收集檢測肉制品產生的風味物質就成了關鍵的問題，氣質聯用技術作為一種檢測分析技術在肉制品揮發性風味物質定性定量的研究中起到了技術支撐作用。

1 氣質聯用技術

氣相色譜-質譜聯用儀是由氣相色譜儀、質譜儀及其二者中間裝置接口組成的。氣相色譜和質譜二者都是通過氣相分離來對物質進行分析的技術，二者對同一物質進行檢測的靈敏度大致相同，其分析過程都是在氣態條件下進行的，且二者對于實驗樣品的制備和預處理方法也比較相近。色譜質譜聯用在結構上不用進行任何的改動，實驗樣品中的待測組分通過氣相色譜進行分離后進入質譜儀進行分析，作為檢測器的質譜儀起到確定各類化合物的官能團以及分子質量的作用，然后通過標準譜庫檢索，從而較準確地對待測樣品進行定性、定量的分析檢測[4]。

2 分析樣品的前處理

在采集食品香氣成分前，需要將食品進行預處

理，包括下列一步或幾步：研磨、均化、過濾或擠壓[5]。在不同的肉制品中風味物質的來源和組成成分復雜多樣。肉制品特異性風味與原料特性有關，如品種、年齡、飼養因素、屠宰因素、溫度等，同時也與加工工藝密不可分[6]。目前肉制品中檢測到的揮發性香氣成分多達千余種，主要包括醛類、酮類、醇類、酚類、呋喃和吡嗪等，這些物質主要來源于美拉德反應、脂肪氧化、氨基酸及硫胺素的降解等過程[7]。

目前肉類制品中的揮發性風味物質的提取方法有蒸餾法、液液萃取、頂空分析、同時整流萃取、固相微萃取法等[5]。其中固相微萃?。⊿PME）已被廣泛的應用于樣品的前處理步驟中，對于揮發性以及半揮發性的有機樣品使用該方法處理效果較好[8]。其與傳統的萃取方法相比，具有集萃取、濃縮、解析、進樣于一體的優點，該提取方法較靈敏、簡單、高效、無需有機溶劑，且對微量、痕量的物質擁有極強的預富集能力，其與（GC/MS）聯用已廣泛用于肉制品特征性風味物質的組分分析中[9-10]。

3 氣相色譜-質譜聯用的定性定量分析

目前在氣質聯用儀的數據庫中，通常儲存了近30萬種化合物的標準質譜圖。因此，GC/MS最主要的定性方法是通過檢索庫中的數據。對總離子色譜圖進行分析可以得到任意一組分的質譜圖，通過檢索計算機中的數據庫可以得到質譜圖。從檢索結果中可以分析出多種最可能的化合物。包括化合物的名稱、分子質量、基峰、分子式以及可靠程度等。

色譜法定量分析與GC/MS定量分析方法比較類似。從GC/MS獲取的質量色譜圖或離子色譜圖，相應組分的含量與其色譜峰面積成正比，如果需要測定其中的某一組份，可以采用色譜分析法中的內標法、外標法、歸一化法等不同方法進行測定。這時可以將GC/ MS法理解為質譜儀起到色譜儀檢測器的作用。GC/MS法定量與色譜法有兩點不同，其一可利用質量色譜圖進行定量，其二GC/MS法還可以利用總離子色譜圖進行定量。如此一來其他組分的干擾就可以被最大程度的去除[11]。

4 氣相色譜質譜法在肉制品中的檢測成果

4.1 在發酵肉制品中的應用

在發酵香腸中，典型的風味物質中揮發性物質（醇酮類物質、醛類、呋喃類）和非揮發性物質（氨基酸、多肽類、糖和核苷酸）有一定平衡關系。這些物質源于原材料（肉、香辛料、亞硝酸鹽和其他添加物）或由發酵和后熟過程中的生化反應產生[12]。主要風味物質是肌肉組織與微生物酶發生生化反應的產物，其中揮發性風味物質影響氣味，而非揮發性風味物質影響滋味。發酵肉制品中碳水化合物經過糖酵解異型發酵產生丁二酮、乙醛、羥基丁酮、二氧化碳等物質，氨基酸經過降解反應產生支醛、支醇、支酸；脫氨反應產生醛、酮、酸、氨；脫羧反應產生胺類，游離脂肪酸經過氧化反應生成揮發性化合物，這些生化反應影響發酵肉制品的氣味[13]。許鵬麗等[14]采用氣質聯用技術檢測廣式臘腸風味物質成分，共檢測出11種揮發性風味物質，其中主要是乙醇、乙酸乙酯、丁酸乙酯和己酸乙酯，且這4種物質占總揮發物的88.85%，且試驗表明優質和變質廣式臘腸中不飽和脂肪酸含量均高于飽和脂肪酸含量，廣式臘腸產生異味的原因可能為飽和脂肪酸含量增加。Corral等[15]采用GC/MS技術研究鹽濃度減少對緩慢發酵香腸中風味物質的影響中，檢測到95個化合物，其中20種醛，11種烷酮、13種酮、1種吡嗪、8種含硫化合物、8種酸、17種醇類、10種酯、6種芳烴和1種萜烯，且指出鹽的減少會影響緩慢發酵香腸生產的質量，尤其會降低香氣，口感、多汁性和整體質量。趙冰等[16]采用GC/MS技術對不同等級金華火腿揮發性風味物質進行了分析，在對特級火腿的檢測中第一簽測出了27種揮發性風味物質，其中含4種碳氫化合物，相對含量為27.47%；4種醛類物質，相對含量為25.51%；3種內酯類物質，相對含量為10.89%；4種酮類物質，相對含量為10.44%；3種酸類物質，相對含量為7.35%；5種醇類物質，相對含量為6.96%；2種酯類物質，相對含量為5.68%；其他物質2種，相對含量為5.70%，且試驗確定了不同等級金華火腿的主要風味形成物質。Flores等[17]采用GC/MS技術在德巴利氏酵母屬對風干發酵香腸風味物質及感官品質影響的研究中，共檢測出75種揮發性風味物質，其中有12種醛、10種醇、9種酮、12種酸、14種酯、14種碳氫化合物、2種硫化合物和呋喃類化合物，且表明乳酸菌和葡萄球菌通過抑制酸敗的過程和生成有助于提高香腸香氣的乙基酯對最終的風味和感官質量有積極影響。

4.2 在牛肉制品中的應用

通過對嫩度較好的牛肉質量的研究表明，在牛肉食用中風味和多汁性是影響消費者滿意度的最重要的因素[18]。與其它品種肉的風味比較，牛肉的風味被研究的更加廣泛，Maarse等所著的《食品中的揮發性化合物》書中列出了熟牛肉中有880種揮發性成分[19]。包括含硫化合物、呋喃類、硫化物、醛類、酮類和其他雜環化合物[20]。Watanabe等[21]使用GC/MS技術研究宰后成

熟對熟牛肉中揮發性化合物的影響，共鑒定出69種化合物。其中有17種為含氮雜環化合物（包括12種吡嗪類化合物、1種吡啶和4種吡咯化合物）、7種含硫雜環化合物、8種含氧雜環化合物、4種碳環化合物和33種非芳香化合物如醛、醇、酮、脂肪酸和烴類化合物，試驗表明宰后成熟不僅對熟制牛肉口味很重要，而且對熟制牛肉的香氣也起到重要影響。Ma等[22]采用GC/MS技術在響應曲面法分析牛肉中香氣物質，得到24種風味物質，其中包括11種醛類、2種酮類、2種呋喃類、4種氮、硫化合物、1種烷類、3種醇類、1種萜類物質。試驗結果表明，對熟牛肉揮發性風味化合物平衡頂空進樣濃度的研究中，提取溫度被認為是最關鍵的影響因素。牛樂寶等[23]采用GC/MS技術在對不同工藝條件對鹵牛肉中揮發性風味物質試驗組樣品中共檢測到44種風味化合物，其中烴15種，酮類2種，醇類4種，醛類6種，酸類11種，酯類1種，含硫含氮及雜環化合物5種。Lee等[24]在使用代謝組學方法測定牛肉風味主要相關的揮發性物質（美拉德反應產物還原型谷胱甘肽）的試驗中，采用多樣分析，結合GC/MS技術和感官評價等方法，確定了揮發性化合物和谷胱甘肽美拉德反應產物的感官屬性之間的可能關鍵因素，并表明，基于代謝組學的多樣性分析方法可用來鑒定牛肉風味關鍵的揮發性物質。Stetzer等[25]使用GC/MS技術對年齡變化和經過強化處理對牛的不同部位肌肉的風味和揮發性物質的影響進行研究，發現牛肉風味活性揮發物包括壬醛、戊醛、3-羥基-2-丁酮、2-戊基呋喃、1-辛烯-3-醇、丁酸、戊醛和己酸，脂質過氧化有關化合物等，其受各種不同肌肉的強化處理和年齡變化的影響，且識別和量化了牛肉的風味活性的揮發性化合物和感官特性。

4.3 在羊肉制品中的應用

羊肉由于它獨特的天然的風味物質，受到消費者普遍的歡迎[26]。同時羊肉也具有低脂肪、高蛋白、低膽固醇等特點，但由于有一種特殊的膻味，常引起消費者的不滿[2]。烹飪羊肉中的脂肪含量是香氣成分的主要來源，其中支鏈脂肪酸對羊肉香氣起到主要的作用[27-28]。Zhan等[29]在對羊骨蛋白酶解對羊肉香氣風味的影響的研究中，采用GC/MS技術發現了超過100種揮發性風味物質，其中醇類10種，醛類26種，酮類8種，噻吩類4種、噻唑類3種、烷類9種、羧酸類12種、呋喃類3種、酯類4種、嗪類5種、吡咯類2種、烯烴類2種、酚類2種、含硫化合物3種，吡喃類1種，和7種未知化合物，試驗結果表明，水解度是肉味香精的制備過程中的一個重要的指標。張同剛等[30]對手抓羊肉加工工藝優化，在揮發性風味物質檢測中發現了54種揮發性物質，其中烴類18種、雜環類化合物5種、醛類9種、酯類6種、醇類5種、酮類6種、酸類2種、醚類3種。試驗從手抓羊肉主要風味物質進行分析得出，其產生主要揮發性物質的途徑是美拉德反應和脂肪氧化降解。Madruga[31]等用3種常用技術提取山羊肉的揮發性風味的試驗中，使用GC/MS技術發現了203種風味物質，其中占絕大多數的155種風味化合物是脂質氧化形成的，包括39種醛類、42種碳氫化合物、26種酮類、21種醇類、10種羧酸類、9種呋喃類、6種酯類和2種酚類物質。通過美拉德反應形成的揮發性化合物占其中的一小部分一共有48種，包括含氧、氮和硫的雜環化合物，如13種吡嗪類、5種噻吩類、4種噻唑類、3種吡咯類、2種吡啶類，以及非雜環化合物，如斯特雷克醛類、烷烴類，羥基酮和10種脂肪族硫化物。且在熟制羊肉風味物質組成中首次報道了其中的159種物質。

4.4 在魚肉中的應用

魚肉中揮發性成分復雜，種類繁多，對魚肉的風味起著重要的作用；近年來分析儀器的快速發展與普及，促進了對魚肉中揮發性成分的提取與分析研究[32]。Tao等[33]用GC/MS技術對人工養殖暗紋東方鲀的熟肉制品中氣味化合物的結構特征進行研究，發現了68種揮發性風味物質，包括23種醛類、10種醇、9種酮，17種含氮或含硫化合物和芳香族化合物、3種酸、3種烷烴、3種酯類。同時確定源自揮發性化合物醛類、芳烴類、醇類、含氮和含硫化合物的31中活性物質是熟制人工養殖暗紋東方鲀的關鍵風味影響物質。Iglesias等[34]采用GC/MS技術對冷凍養殖金頭鯛魚主要揮發性風味物質研究發現，意大利魚樣品揮發性化合物的數量最多的主要為烴類、萜類和芳香族化合物，且1-戊烯-3-醇是在新鮮的魚類物種最豐富的化合物，其次在意大利魚肉樣品中是己醛、1-辛烯-3-醇，在西班牙魚肉樣品中是己醛和2-乙基己醇。試驗證明可以通過長期的冷凍貯存期的揮發性分布變化，以及其與評價脂質氧化的化學指標的相關性和能被識別的標記化合物之間的比較，來作為質量指標區分凍融的新鮮魚樣品。Iglesias等[35]用氣質聯用技術測定魚肌肉氧化的揮發性化合物確定了79個化合物，其中16個被選為代表魚肉脂質氧化的化合物作為潛在的標記，以評估在魚肌肉的脂質氧化，試驗證明可通過揮發性化合物的分析成功地來顯示魚肌肉的氧化變質。Song等[36]分析了鰹魚、西班牙鯖、日本比目魚、鯉魚和4種魚類肝臟和肌肉組織中的揮發性成分，試驗發現4個魚的樣品中肝組織含有

比肌肉組織更多的揮發物質，且在質量和數量上都不同于肌肉組織。試驗還檢測出了之前從未發現的丁基羥基甲苯，并推測這種物質可能是通過食物鏈進入魚體內的食品添加劑。

5 展望

肉制品中的揮發性風味物質成分復雜多樣，不同的加工方法產生的揮發性風味物質成分及含量不同。但并非所有的揮發性成分都參與肉制品的香氣構成，所以GC/MS技術在肉制品中的應用有較好的前景，進一步應該研究如何找到并歸類出不同肉制品的揮發性風味物質成分的指紋信息。從GC/MS技術本身來說，如何能更有效地把氣相色譜與質譜的優點發揮出來也是可以進一步深入的研究，例如若發現新的接口技術能更好的達到流動相在色譜與質譜中的轉換，那么對氣質聯用技術必然又是一個新的突破。

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Flavor Com pound Analysis by GC/MS in M eat Products：A Review

CHEN Jia-xin，KONGBao-hua*
（Collegeof Food Science，NortheastAgriculturalUniversity，Harbin 150030，Heilongjiang，China）

The research progress of the source and composition of flavor compounds inmeat products and the GC/MS analysismethod of volatile flavor compounds were reviewed.At the same time the prospect of the research of flavor compoundswasdiscussed.

meatproducts；flavor compounds；GC/MS

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.23.047

2016-03-07

國家自然科學基金（31471599）；黑龍江省應用技術研究與開發重點計劃（GA15B302）

陳佳新（1993—），男（漢），碩士在讀，研究方向：畜產品加工。

*通信作者：孔保華，女，教授，博士生導師，研究方向：畜產品加工。