延邊黃牛肉揮發性風味物質

侯婷婷南京煕林 墨許美娜劉 田王 娟李官浩

(1. 延邊大學農學院，吉林 延吉 133000；2. 延邊大學食品研究中心，吉林 延吉 133000；3. 延邊出入境檢驗檢疫局，吉林 延吉 133000)

延邊黃牛肉，取自中國五大地方良種牛之一的延邊黃牛，其不飽和脂肪酸、必需氨基酸及所含風味氨基酸含量均較高[1]。揮發性風味物質是牛肉香味的來源，不同部位的肉由于脂肪、蛋白質含量或組成的不同呈現出不同的香味，而氣味是評價牛肉品質的重要指標之一。目前延邊黃牛肉的揮發性風味物質研究還未見報道。

食品中揮發性成分通常采用固相微萃取法(SPME)與氣相色譜質譜聯用(GC/MS)的方法進行分析[2-4]。牛肉中揮發性成分的SPME-GC/MS分析已見報道，綦艷梅等[5]采用65 μm PDMS/DVB、75 μm CAR/PDMS、100 μm PDMS 3種萃取纖維萃取月盛齋清香牛肉的揮發性成分，經GC-MS鑒定分析確定75 μm CAR/PDMS萃取纖維對月盛齋清香牛肉的揮發性化合物的萃取較有利；韓云秀[6]研究發現75 μm CAR/PDMS萃取纖維對生、熟皓月品牌牛肉萃取效果最佳。萃取纖維的選擇影響牛肉中揮發性成分的萃取結果，應優先進行考慮。原琦等[7]采用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取纖維對奶公犢不同部位小白牛肉(牛腩、牛柳、牛霖)的揮發性物質進行萃取，指出同一類化合物在不同部位所占比例不同，且不同部位揮發性風味物質種類及占總風味含量的比例也不同。因此，部位不同牛肉中的揮發性成分可能存在差異。

本研究在優化延邊黃牛肉揮發性成分的萃取纖維的前提下，進一步以延邊黃牛西冷、后臀、牛腩3種部位為研究對象，利用頂空固相微萃取技術(HS-SPME)和氣相色譜—質譜(GC-MS)聯用分析3個部位揮發性風味物質組成，結合主成分分析探討不同部位牛肉揮發性成分的差異和揮發性風味物質的特征。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

延邊黃牛肉：取自延邊大學農學院牧場；

萃取纖維：100 μm PDMS型、65 μm PDMS/DVB型、75 μm CAR/PDMS型，美國Supelco公司；

電子分析天平：BSM 220.3型，上海卓精電子科技有限公司；

毛細管色譜柱：DB-5MS型，美國Supelco公司；

氣相-質相聯用儀：QP2010 Plus型，日本島津公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 萃取纖維的活化 初次使用固相微萃取纖維需在氣相色譜進樣口進行老化，100 μm PDMS型、65 μm PDMS/DVB型萃取纖維老化溫度為250 ℃，75 μm CAR/PDMS型萃取纖維老化溫度為300 ℃，老化時間均為0.5 h。

1.2.2 GC-MS分析條件

(1) 色譜條件：DB-5MS毛細管色譜柱，長30.0 m，內徑0.25 mm，膜厚0.25 μm；進樣口溫度250 ℃，進樣方式為不分流，載氣為氦氣(He)，柱流速1 mL/min，吹掃流量3.0 mL/min，分流比50∶1；升溫程序：起始溫度40 ℃，保持10 min，以5 ℃/min升至200 ℃，再以20 ℃/min升至280 ℃，保持5 min。

(2) 質譜條件：離子源(EI)溫度200 ℃，接口溫度280 ℃，溶劑延遲時間2 min，電子能量70 eV，掃描質量范圍m/z40～550。

1.2.3 固相微萃取法制備樣品 取絞碎樣品3.0 g置于25 mL 的樣品瓶內，密封后在60 ℃沙浴中恒溫15 min，采用手動SPME進樣器在60 ℃沙浴中吸附60 min，按照1.2.2條件進行GC-MS分析。

1.2.4 數據分析 通過NIST08和NIST08s譜庫進行檢索，對化合物進行定性分析[8-9]。定性匹配度>80的化合物。按峰面積歸一法計算各化合物相對含量[10]。

2 結果與分析

2.1 SPME萃取纖維的選擇

選用65 μm PDMS/DVB、75 μm CAR/PDMS、100 μm PDMS 3種揮發性成分常用纖維對延邊黃牛西冷部位揮發性成分進行萃取，分別鑒定出揮發性化合物90(總峰面積為8.45×107)，12(總峰面積為4.53×107)，76(總峰面積為4.03×107)種(圖1)。3種纖維共鑒定出141種化合物，其中僅僅4種化合物為3種萃取纖維共同鑒定出。SPME中纖維涂層是關鍵因素[11]。不同類型纖維的涂層不同，萃取到的累積揮發性物質峰面積越大則表明萃取纖維的靈敏度越高[12]。與其他2種型號萃取纖維相比，65 μm PDMS/DVB型萃取纖維對延邊黃牛肉所萃取到的揮發性風味物質總峰面積最大、揮發性物質數量最多，萃取效果最佳。因此，后續對延邊黃牛肉不同部位的研究均采用該纖維進行揮發性成分萃取。本試驗萃取纖維的選擇結果不同于月盛齋清香牛肉和皓月品牌牛肉選擇75 μm CAR/PDMS萃取纖維[5-6]。

2.2 延邊黃牛3個部位的揮發性成分

采用65 μm PDMS/DVB萃取纖維對延邊黃牛西冷、牛腩、后臀部位揮發性成分進行萃取。圖2對延邊黃牛西冷、牛腩、后臀部位揮發性成分的數量、總峰面積和類別進行了比較。結果表明，西冷部位共鑒定出揮發性化合物90種(色譜總峰面積為8.45×107)，檢出了較多的烴類(相對峰面積52.12%)和醇類(相對峰面積21.28%)化合物；后臀部位同樣鑒定出90種(色譜總峰面積為2.21×108)揮發性成分，其中檢出的醇類(相對峰面積41.55%)和酮類(相對峰面積22.29%)含量較高；而牛腩部位鑒定出揮發性化合物48種(色譜總峰面積2.04×108)，含量較高的為醇類和醛類化合物。不同部位所檢出的揮發性成分在數量、總峰面積和類別3個方面均有差別，且在類別的分布上沒有發現規律性。

圖1 萃取纖維的比較Figure 1 The comparison of extraction fibers

圖2 延邊黃牛3個部位揮發性成分的比較

圖2 The comparison of volatile components in three parts from Yanbian yellow cattle

圖3為延邊黃牛肉3個部位揮發性成分的主成分分析示意圖，通過主成分分析可得到2個主成分，主成分1、2對延邊黃牛肉中的揮發性成分特征具有很好的代表性，因此從3個部位與主成分1、2的關系來看可進一步說明3個部位在揮發性成分上是存在差異的。

○代表揮發性成分；◇代表部位圖3 延邊黃牛肉3個部位揮發性成分的主成分分析

圖3 The principal component analysis of volatile components in three parts from Yanbian yellow cattle

2.3 延邊黃牛肉3個部位主要揮發性風味物質的分析

延邊黃牛西冷、后臀、牛腩3種部位中共檢測到155種化合物，其中僅有15種化合物為3個部位共有(表1)。不同部位揮發性成分的種類有所不同，其風味也可能不同。延邊黃牛3種部位共有的醇類化合物共5種，醇類化合物大部分來自于脂肪的氧化降解，如不飽和醇1-辛烯-3-醇具有蘑菇味和青草香[13]，延邊黃牛肉3個部位中1-辛烯-3-醇相對含量均最高，1-辛烯-3-醇的香氣閾值低(閾值為1)[14]，是延邊黃牛肉3個部位的主要揮發性風味物質；其他醇類共有成分的相對含量也較高，庚醇、戊醇等醇類也都具有清香味，因此醇類物質對黃牛肉總體風味的貢獻不容忽視。醛類化合物一般由脂肪氧化產生，閾值較低，具有較強的揮發性和脂肪香味，有研究[15]證實醛類化合物對牛肉香味的構成起到不可替代的作用。延邊黃牛3個部位中所共有的醛類化合物有7種，其中壬醛具有清草味和脂肪味，在各部位中的相對含量也較高，僅次于1-辛烯-3-醇，其香氣閾值也為1[14]，因此也是延邊黃牛肉3個部位的主要揮發性風味物質之一；其他醛類的相對含量也較高，辛醛、十二醛[15]、十四醛等醛類都可呈現令人愉悅的香味，對黃牛肉總體風味的貢獻大。酮類化合物是一類重要的香氣物質，后臀部位所檢測的酮類含量最高，3種部位共同檢索到的酮類只有2-庚酮，酮類物質主要呈現桉葉味、脂肪味和焦燃味，酮類香氣閾值總體低，且在后臀、牛腩部位含量相對較高，可能會對延邊黃牛個體香氣貢獻較大。檢測出的烴類化合物的數量相對較多，但對牛肉的香氣貢獻不大[16]，其中在西冷、后臀部位也有苯類化合物被檢測出來。酯類化合物形成較為復雜，除含硫酯以外的酯閾值較高，對肉品風味貢獻不大。酸類化合物閾值很高且含量很少，對牛肉總體風味貢獻不大。含硫化合物苯并噻唑具有燉肉味、肉湯味及燒烤味[17]。有文獻[18]表明動物在飼養條件下肌肉中揮發性風味物質有一定的差異，因此，不同養殖環境下的延邊黃牛其肉質中的揮發性風味物質可能會產生一些變化。

表1 延邊黃牛肉3個部位的共有揮發性成分Table 1 Common volatile components in three parts from Yanbian yellow cattle

3 結論

通過3種萃取纖維對延邊黃牛肉揮發性成分萃取效果的比較，發現65 μm PDMS/DVB型萃取纖維效果最佳。采用該纖維對3個部位萃取到的揮發性成分進行比較，得3個部位揮發性成分的數量、種類和相對含量均有所不同，在類別上的分布也未表現出規律性。西冷部位萃取到揮發性成分為90種，以烴類和醇類化合物含量最高；后臀部位同樣萃取到90種，以醇類和酮類化學物為主；牛腩部位僅檢測到48種，以醇類和醛類含量較高。檢索到的155種揮發性成分中僅15種為3個部位的共有成分，且對延邊黃牛肉的風味貢獻較大，其中醇類、醛類化合物相對含量較高，是延邊黃牛肉中主要揮發性風味物質，對其風味貢獻較大。