基于HS-SPME-GC-MS法比較瓢雞和鹽津烏骨雞不同部位揮發性風味成分

荀 文 王桂瑛 趙文華 俞媛瑞 廖國周 葛長榮

(1云南農業大學食品科學技術學院，云南 昆明 650201；2云南農業大學云南省畜產品加工工程技術研究中心，云南 昆明 650201)

雞肉是我國消費人群最廣的肉類之一[1]。云南由于其獨特的地理和氣候條件，形成了眾多具有地方特色的雞種，如武定雞、鹽津烏骨雞、瓢雞、騰沖雪雞、茶花雞等，且這些地方雞資源主要集中于地形復雜、交通不便的邊遠地區，長期處于小群封閉、自繁自養狀態，受外界影響較小[2]。瓢雞，主產于云南省普洱市鎮沅縣，生長在中高海拔、氣溫較低的山區，其獨特之處在于沒有“尾巴”——無主尾羽、尾椎骨、尾宗骨、尾脂腺，臀部形似“葫蘆瓢”，故稱瓢雞，屬肉蛋兼用型地方品種，成年瓢雞體重約1.8～3.2 kg，肉質鮮美細嫩，屬肉中佳品[3-4]。鹽津烏骨雞，因主產于云南省昭通市鹽津縣，全體通黑而命名[5]，分布于地形復雜的中高海拔地區，自然隔絕形成了封閉的小群體生產，成年鹽津烏骨雞的體重約2.0～4.0 kg，也屬肉蛋兼用性品種，肉質鮮嫩美味，有較好的營養和藥用價值，被稱作“名貴食療珍禽”[6]。

風味是雞肉食用品質的重要指標之一，也是食品領域的研究熱點，影響著消費者的選擇和喜好[7]。王春青等[8]利用頂空固相微萃取(headspace solid-phase microextraction，HS-SPME)技術分析比較了10 個不同品種雞肉中的揮發性風味物質，共鑒定出72 種物質，其中(E)-2-壬烯醛、(E)-2-辛烯醛、庚醇和2-癸酮為主要風味物質，且不同品種雞肉的風味物質存在明顯差異。Ayseli 等[9]在生雞胸肉中共鑒定出33 種揮發性風味物質，其中己醛和(E)-2-庚烯醛為關鍵風味物質。孫月嬌[10]研究了不同日齡和飼養方式對北京油雞肉風味化合物的影響，結果表明雞肉中揮發性物質的種類隨著日齡的增加逐漸增加，半舍飼養相較于籠養的雞肉風味更好；呂學澤等[11]也得到了相似的研究結果。雖然不同品種、飼養方式、處理方法等對雞肉揮發性風味物質存在影響，但從揮發物的種類上來看，主要包括醛類、酮類、醇類、烴類、酸類和呋喃類化合物，其中醛、雜環化合物和含硫直鏈化合物為雞肉主要香味呈味物質[12]。瓢雞和鹽津烏骨雞體型、用途和主產地地理環境相似，肉質鮮美、風味獨特，深受消費者的喜愛，然而關于這2 種地方雞雞肉中揮發性風味成分鮮有報道。

本研究以300日齡的瓢雞與鹽津烏骨雞為研究對象，利用 HS-SPME 和氣相色譜質譜聯用(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)技術分析其胸肌與腿肌肉中的揮發性風味成分，并結合相對氣味活度值(relative odor activity value，ROAV)確定不同樣品的主體風味物質，旨在為瓢雞和鹽津烏骨雞的精深加工提供初步的理論支持，同時為我國優質地方雞種質資源的開發提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

瓢雞和鹽津烏骨雞均由云南農業大學試驗種雞場提供，選取同一養殖條件下同一批次300日齡的瓢雞(2.27±0.04 kg)和鹽津烏骨雞(2.12±0.08 kg)各6只，公母各半，斷食12 h，用電擊暈后頸靜脈放血處死，取其胸肌和腿肌，去除肉眼可見脂肪和筋膜組織，絞碎混勻，真空包裝后于-80℃冰箱保存，7 d 內分析。2-甲基-3-庚酮標準品，色譜純，美國Sigma-Aldrich 公司。

1.2 主要儀器與設備

7890B-5977B 氣相色譜-質譜聯用儀，美國安捷倫公司；CTC 三位一體自動進樣器、20 mL 頂空樣品瓶、50/30 μm DVB/CAR/PDMS(1 cm)萃取頭，美國Supelco 公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 風味物質分離 將雞肉樣品置于4℃條件下緩慢解凍12 h。參照Xia 等[13]的方法，取4 g 樣品于20 mL 頂空瓶(不超過5 mL 刻度線)中，加入10 μL 20 μg·mL-1內標，加蓋封口。50℃條件下250 r·min-1振蕩15 min。使用SPME 萃取頭插入頂空瓶中，于50℃頂空萃取30 min。將萃取針插入氣相色譜儀進樣口進行解吸，解吸溫度260℃，解吸時間5 min。

氣相色譜條件:色譜柱:DB-wax(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；載氣:氦氣(99.999%)；流速:1 mL·min-1；進樣溫度:260℃；不分流模式進樣。色譜柱初始溫度為40℃保持5 min，以5℃·min-1升至250℃，保持5 min。

質譜條件:電離方式:電轟擊離子源(EI)，電子能量:70 ev；離子源溫度:230℃；四級桿溫度:150℃；采用全掃描模式采集信號，質量掃描范圍20～500 aum。

1.3.2 風味物質鑒定 根據化合物的保留時間，通過NIST 2011 數據庫進行檢索比對，配合手動檢索篩選正、反匹配度均大于800 的化合物，利用內標法計算樣品中各揮發物質的相對含量。根據公式計算各成分的ROAV[14]，并據此確定主體風味成分:

式中，CA和TA分別表示各揮發性物質的相對含量和感覺閾值；Cstan和Tstan分別表示對總體風味貢獻最大的揮發性物質的相對含量和感覺閾值。

1.4 數據處理

采用Microsoft Excel 2007 對數據進行分析；SIMCA 14.1 軟件對數據進行主成分分析(principal component analysis，PCA)；采用SPSS 25.0 軟件對數據進單因素方差分析，并用鄧肯復極差法(Duncan’s)進行多重顯著性差異分析，結果以平均值±標準差表示，顯著性水平為P＜0.05；熱圖采用TBtools 軟件繪制。

2 結果與分析

2.1 瓢雞和鹽津烏骨雞不同部位肌肉揮發性風味成分主成分分析

PCA 是一種常用的無監督的多元統計模式識別方法，通過一定的數學變化，對數據進行降維，選取少數幾個主成分因子進行分析，通常以得分圖顯示樣品的分類信息[15]。PCA 分析的總貢獻率可以反映其分析的可靠性，貢獻率越大，可靠性越高，一般要求總貢獻率在70%以上[16]。由圖1可知，所有的樣品都在95%的置信區間內，第一主成分貢獻率為51.6%，第二主成分貢獻率為28.1%，總貢獻率為79.7%，表明提取的主成分因子能夠較好地反映原始樣本數據的大部分信息。不同樣品的散點在得分圖上距離越接近，其揮發性風味組分和含量越接近，不同品種不同部位的雞肉樣品間有各自特定的分布區域且無重疊，說明不同樣品間揮發性風味組分和含量差異明顯，PCA 適合用于分析這2 個品種不同部位雞肉間的揮發性風味成分。

2.2 瓢雞和鹽津烏骨雞不同部位肌肉揮發性風味成分GC-MS 分析

采用HS-SPME 富集雞肉中的揮發性風味成分，利用GC-MS 結合NIST 譜庫檢索的方法對其揮發性風味成分進行分析鑒定。以2-甲基-3-庚酮為標準品，由各揮發化合物峰面積與內標峰面積比計算各揮發性物質的相對含量。由表1和圖2可知，從瓢雞胸肌和腿肌以及鹽津烏骨雞胸肌和腿肌樣品中共檢出76 種揮發性化合物，包括醛類12 種、酮類5 種、醇類17 種、酯類4 種、烴類25 種、酸類9 種和其他物質4 種。相同部位不同品種間，瓢雞胸肌和腿肌中揮發性風味物質的相對總含量分別顯著高出鹽津烏骨雞71.95%、11.15%(P＜0.05)；不同部位相同品種間，瓢雞、鹽津烏骨雞胸肌中揮發性風味物質的相對總含量分別較腿肌顯著降低24.46%、51.17%(P＜0.05)。酮類化合物在鹽津烏骨雞的胸肌和腿肌中含量均最高，占各自揮發性成分總量的38.19%和45.87%，雞肉樣品中主要檢出的酮類化合物有丙酮、2，3-丁二酮等。酮類物質通常由多不飽和脂肪酸氧化、美拉德反應、氨基酸降解或微生物氧化所產生[17]，其中4-甲基-2-戊酮僅在瓢雞和鹽津烏骨雞的腿肌中檢出，含量分別為1.45、2.49 ng·g-1。烴類化合物在瓢雞胸肌和腿肌中含量均最高，分別占總量的30.38%和31.55%。烴類化合物也是所有樣品中檢出種類數最多的化合物，主要包括2，2，4，6，6-五甲基庚烷、十二烷、十六烷等。烴類化合物主要由脂肪烷氧自由基裂解產生，是部分雜環化合物的中間物質，其閾值較高，對雞肉風味的直接貢獻較小，但因其含量較高有利于提高雞肉的整體風味[18]。醛類化合物主要由多不飽和脂肪酸的雙鍵氧化而來，其閾值一般較低，是雞肉中一類重要的風味化合物[7]，研究表明醛類物質是肉類脂肪加熱時的特征呈香物質[19]，本研究檢測出的醛類化合物主要包括己醛、壬醛、戊醛、2-甲基丁醛等，這些物質主要呈現青草、油脂、面包香味等[20]。瓢雞的胸肌和腿肌中醛類物質均為12 種，占比分別為18.72%和17.72%，其中主要為己醛；鹽津烏骨雞的胸肌和腿肌中檢測出的醛類物質分別為8 種和9 種，占比分別為13.21%和14.75%，主要為2-甲基丁醛。瓢雞胸肌和腿肌以及鹽津烏骨雞胸肌和腿肌中各檢測出16、17、15 和16 種醇類物質，占比分別為13.95%、19.36%、20.10%和13.95%，主要包括1-辛烯-3-醇、3-甲基-2-丁醇、1-戊醇等，其中3-己醇僅在瓢雞肉中檢出。醇類與相應的酮類和醛類化合物相比閾值更高，可分為飽和醇和不飽和醇，不飽和醇的閾值較低，且氣味獨特[21]，對雞肉的特征風味具有一定的貢獻作用。樣品中檢測出的酸類化合物主要包括乙酸、丁酸等，其閾值較低，對雞肉香氣貢獻較小，但這些物質是一些風味化合物如醛、醇、酯類的前體物質，對雞肉風味起協調作用[22]。相比其他種類的化合物，酯類是樣品中檢測出種類和相對含量最少的一類化合物，由醇和小分子的游離脂肪酸反應生成，一般短鏈脂肪酸生成的酯呈現典型的果香味，長鏈脂肪酸生成的酯具有油脂味[23]。此外，本試驗在不同品種不同部位雞肉中均檢測出一定含量的二甲硫醚。二甲硫醚是一種含硫直鏈化合物，通常被描述為甜、奶油玉米、蔥蒜味[20]，是雞肉中一類重要的風味化合物[24]。

表1 瓢雞和鹽津烏骨雞揮發性風味成分分析結果Table 1 Analysis results of volatile flavor components in different muscle parts of Piao chicken and Yanjin silky fowl /(ng·g-1)

表1(續)

為了快速而直觀地比較不同品種不同部位雞肉間揮發性化合物的差異，對不同樣品所檢測出的共76 種揮發性風味物質進行了聚類分析，如圖3所示。不同部位不同品種雞肉的揮發性化合物有明顯的差異，與PCA 結果一致。相同品種不同部位間，腿肌的顏色強度明顯高于胸肌，說明腿肉中的揮發性風味物質高于胸肌。瓢雞的胸肌和腿肌集聚在一起，鹽津烏骨雞的胸肌和腿肌聚集在一起，說明不同部位相同品種的雞肉間揮發性化合物存在相似性，相同部位不同品種的雞肉間相似度較低。

2.3 瓢雞和鹽津烏骨雞不同部位肌肉關鍵揮發性風味物質的分析

感覺閾值是指引起感覺所需要刺激的最小值，不同的揮發性物質在相同含量下閾值越小越容易被感知。一般情況下，5～10 個碳原子的化合物閾值較低，16 個碳原子以上的醇類、醛類和酯類化合物在食品正常濃度范圍內幾乎沒有氣味[23，25]。醛類物質的閾值較其他類化合物更低，不飽和醇閾值比飽和醇更高[21]，烴類在雞肉風味形成過程中作用較小[26]。因此，揮發性風味物質含量的高低并不能說明其對整體風味貢獻的大小，還需結合閾值進行判斷。

通過查詢，共找到23 種揮發性風味物質的香味閾值[14，26-30]，如表2所示。根據“ROAV”法[14]定義，所有組分均滿足0＜ROAV≤100，且ROAV 值越大，表明該化合物對雞肉樣品的總體風味貢獻越大。ROAV≥1 的揮發性風味物質對雞肉的整體風味有顯著影響，為關鍵風味成分；0.1≤ROAV＜1 的揮發性風味物質對雞肉的整體風味有重要作用，為重要風味成分，對總體風味具有重要的修飾作用。瓢雞的胸肌和腿肌以及鹽津烏骨雞胸肌中1-辛烯-3-醇的含量較高，分別為18.01、25.42 和18.06 ng·g-1，且閾值較小，為1 ng·g-1，呈典型的蘑菇味[20]，還可增強肉中的脂肪香味，對3 種雞肉樣品的總體風味貢獻最大，所以定義1-辛烯-3-醇的ROAVstan=100。在鹽津烏骨雞腿肌中2-甲基丁醛的相對含量較高(26.35 ng·g-1)，且閾值較低(1 ng·g-1)，具有獨特的可可香氣及甜的、微帶水果味的香韻[20]，所以定義其ROAVstan=100。由表2可知，醛類化合物對雞肉的整體風味貢獻最大，瓢雞和鹽津烏骨雞的腿肌和胸肌中共有的關鍵風味成分(ROAV≥1)有2-甲基丁醛、己醛、壬醛和1-辛烯-3-醇，但對每種樣品的貢獻程度不同，己醛具有生油脂、青草氣、蘋果香味，而壬醛具有脂肪及柑橘樣風味[20]。相比于鹽津烏骨雞，反-2-辛烯醛、戊醛、庚醛、辛醛、辛烷是瓢雞中特有的關鍵風味成分(ROAV≥1)，這些物質主要呈現油脂、堅果香味等[20]，這可能是不同品種間雞肉風味差異的主要原因。除1-辛烯-3-醇外，其他醇類物質閾值較高，相對含量較少，對整體風味貢獻不大。酸類化合物一般揮發性較小閾值較低對香氣貢獻小，其中丁酸在瓢雞肉中為重要風味成分(0.1≤ROAV＜1)，其香氣刺鼻，類似于乳酪、黃油氣味[20]，對瓢雞的整體風味有重要作用。乙酸乙酯是瓢雞胸肌中的關鍵風味成分(ROAV≥1)，對瓢雞腿肌風味有一定貢獻(0.1≤ROAV＜1)，但對鹽津烏骨雞風味貢獻很小(ROAV＜0.1)，其呈現甜香、果香香氣[20]，可使雞肉具有淡淡的香甜味。

3 討論

風味是評判雞肉食用品質的一個重要標準，也是消費者購買雞肉產品的重要依據之一，風味物質的種類和含量對雞肉最終風味的形成起著重要的作用。目前已發現禽肉中的揮發性風味物質達到幾百種，其中主要包括醛類、酮類、醇類、烴類、酸類和呋喃類化合物[12]。潘愛鑾等[31]比較了地方雞與快大型肉雞的風味物質，結果發現地方雞的風味優于快大雞。袁華根[32]以不同日齡、性別、部位的愛拔益加雞為研究對象，結果發現揮發性化合物的種類和含量隨著日齡的增加而顯著增加(P＜0.05)，腿肌顯著高于胸肌(P＜0.05)，但不同性別之間的揮發物質差異不顯著(P＞0.05)。張玉玉等[33]在水煮雞肉中共鑒定出22 種揮發性風味物質，其中主要為醛類、醇類、酮類、烴類化合物。劉登勇等[34]從溝幫子熏雞肉中共鑒定出72 種揮發性風味物質并利用ROAV 法確定了二甲基二硫醚、己醛、檸檬烯、壬醛、芳樟醇、糠醛、庚醛、2-戊基呋喃為其主體風味成分。本研究結果表明，瓢雞和鹽津烏骨雞中主要的揮發性風味物質包括醛類、酮類、醇類、烴類化合物，其中醛類物質對雞肉風味的貢獻最大，這與前人的研究結果基本一致，但有些風味物質未檢出，這可能與雞的品種、日齡、飼養方式以及前處理方法有關。瓢雞和鹽津烏骨雞的腿肌中揮發性風味物質高于胸肌，與袁華根[32]的研究一致，也與普遍認為腿肌的滋味一般優于胸肌的觀念相符，出現這種結果可能與不同部位肌肉的運動量、風味前體物以及脂質含量有關。本研究選擇的2 個品種雞日齡相同，飼養方式、環境、日糧組成以及樣品前處理方法一致，但相同部位的瓢雞和鹽津烏骨雞的雞肉之間相似度較低，導致不同品種之間雞肉風味差異的原因可能是2 個品種雞本身的風味物質及其前體物組成和含量存在差異。

表2 瓢雞和鹽津烏骨雞不同部位肌肉中揮發性風味物質的閾值及ROAVTable 2 Threshold and ROAV of volatile flavour compounds in different muscle parts of Piao chicken and Yanjin silky fowl

4 結論

本研究通過HS-SPME-GC-MS 技術測定了瓢雞、鹽津烏骨雞胸肌和腿肌中的揮發性風味成分，4 種雞肉樣品中共鑒定出76 種揮發性風味化合物，其中瓢雞胸肌和腿肌以及鹽津烏骨雞胸肌和腿肌中各鑒定出68、71、57 和66 種風味化合物。通過PCA 結合聚類分析對樣品間風味成分進行直觀分析比較，結果表明不同品種不同部位之間的揮發性風味物質的組分和含量之間存在明顯差異，但相同品種不同部位的雞肉樣品間存在一定相似性。通過計算部分風味物質的ROAV，確定2-甲基丁醛、己醛、壬醛、1-辛烯-3-醇、反-2-辛烯醛、戊醛、庚醛、辛醛、辛烷為瓢雞肉主體風味物質，2-甲基丁醛、己醛、壬醛、1-辛烯-3-醇為鹽津烏骨雞肉主體風味物質，主體風味物質對不同部位不同品種雞肉樣品的貢獻程度不同。本研究為瓢雞與鹽津烏骨雞的分割加工提供了初步的數據支持，明確了兩個品種雞優勢和劣勢，為下一步改善雞肉品質，增強肉味，以及建立地方雞評價標準工作奠定了基礎，也為其生產遺傳改良及開發利用提供了理論依據。