應(yīng)用氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用與感官評(píng)價(jià)分析豬肉丸子風(fēng)味

姬雪可+楊璐+鄭麗敏

摘 要：為評(píng)價(jià)分析消費(fèi)者對(duì)不同豬肉丸子的喜愛程度，對(duì)4 種肥瘦比不同的豬肉丸子進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，并用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜（headspace-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）法獲取丸子的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。感官評(píng)價(jià)結(jié)果表明：4 種丸子的香味、嫩度、多汁性、受喜愛程度等感官評(píng)價(jià)指標(biāo)差異顯著，嫩度、多汁性與受喜愛程度的相關(guān)性大于香味與受喜愛程度的相關(guān)性。對(duì)4 種丸子共有的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行相對(duì)氣味活度值（relative odor activity value，ROAV）分析，確定丸子的關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)為己醛、辛醛、壬醛、反式-2-壬烯醛、桉樹醇、1-辛烯-3-醇。使用偏最小二乘回歸（partial least squares regression，PLSR）模型對(duì)香味和關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)所有關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)都與香味相關(guān)，其中己醛和桉樹醇對(duì)香味具有顯著影響。

關(guān)鍵詞：豬肉丸子；感官評(píng)價(jià)；頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法；相對(duì)氣味活度值；偏最小二乘回歸

Application of Gas Chromatography-Mass Spectrometry and Sensory Evaluation for Flavor Analysis of Pork Balls

JI Xueke1， YANG Lu1，*， ZHENG Limin1，2

（1.College of Information and Electrical Engineering， China Agricultural University， Beijing 100083， China；

2.Beijing Laboratory of Food Quality and Safety， China Agricultural University， Beijing 100083， China）

Abstract： In order to evaluate and analyze consumers affection for different pork balls， four pork balls with different fat-to-lean meat ratios were evaluated by sensory evaluation and the volatile flavor compounds were determined by headspace-solid phase microextraction coupled to gas chromatography-mass spectrometry （HS-SPME-GC-MS）. Through the sensory evaluation， we found significant differences in aroma， tenderness， juiciness and consumer liking among four meatball samples. Consumer liking was more correlated with tenderness and juiciness than with aroma. Based on the relative odor activity values （ROAV） for the volatile flavor compounds which were common to all samples， hexanal， octanal， nonanal，

（E）-non-2-enal， cineol， 1-octen-3-ol were identified as the key volatile compounds of pork balls. A partial least squares regression （PLSR） model was developed for the analysis of aroma and key volatile compounds. We also found that all the key volatile compounds， especially hexanal and cineol， were related to the aroma of pork balls.

Key words： pork balls； sensory evaluation； headspace-solid phase microextraction coupled to gas chromatography-mass spectrometry （HS-SPME-GC-MS）； relative odor activity value （ROAV）； partial least squares regression （PLSR）

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201707008

中圖分類號(hào)：TS251.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-8123（2017）07-0044-06

引文格式：

姬雪可， 楊璐， 鄭麗敏. 應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用與感官評(píng)價(jià)分析豬肉丸子風(fēng)味[J]. 肉類研究， 2017， 31（7）： 44-49. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201707008. http：//www.rlyj.pub

JI Xueke， YANG Lu， ZHENG Limin. Application of gas chromatography-mass spectrometry and sensory evaluation for flavor analysis of pork balls[J]. Meat Research， 2017， 31（7）： 44-49. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201707008. http：//www.rlyj.pubendprint

豬肉丸子是豬肉常見的加工方式，分析消費(fèi)者對(duì)不同肥瘦比豬肉丸子喜愛程度的差異、確定豬肉丸子中影響消費(fèi)者評(píng)價(jià)的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)和感官指標(biāo)對(duì)于豬肉丸子生產(chǎn)過程中的成本控制和配方研究具有參考意義。

傳統(tǒng)感官分析技術(shù)的定義是用于喚起、測(cè)量、分析和解釋通過視覺、嗅覺、味覺和聽覺而感知到的食品及其物質(zhì)的特征或性質(zhì)的一種科學(xué)方法[1]。感官評(píng)價(jià)方法無需復(fù)雜的儀器、簡(jiǎn)便易操作、結(jié)果直觀，但是評(píng)價(jià)員在對(duì)食品進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)帶有主觀性，使評(píng)分的可靠性受到影響，導(dǎo)致評(píng)定結(jié)果之間存在個(gè)體差異。為了獲取真實(shí)的結(jié)果，必須對(duì)評(píng)定所得數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析。

頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜（headspace-solid

phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometer，HS-SPME-GC-MS）技術(shù)被廣泛應(yīng)用于食品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的研究中。相洋等[2]利用GC-MS技術(shù)分析了復(fù)合天然保鮮劑處理前后冷卻豬肉的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)使用復(fù)合保鮮劑處理冷卻豬肉能夠增加冷卻豬肉中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類；潘見等[3]采用GC-MS技術(shù)鑒定了2 種熟制豬肉中的揮發(fā)性風(fēng)味成分，發(fā)現(xiàn)醛、醇、酮含量不同是造成定遠(yuǎn)黑豬肉和瘦肉型豬肉風(fēng)味差異的重要原因；為了從提取到的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中識(shí)別出影響食物風(fēng)味的關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，陳海濤等[4]將GC-MS技術(shù)與香氣活性值（odor activity value，OAV）結(jié)合，鑒定了內(nèi)蒙古風(fēng)干牛肉的風(fēng)味活性物質(zhì)；劉登勇等[5]定義了一個(gè)新的參數(shù)“相對(duì)氣味活度值（relative odor activity value，ROAV）”，并用該參數(shù)分析了各揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)對(duì)臘腸總體風(fēng)味的貢獻(xiàn)；為了在揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)與感官評(píng)價(jià)指標(biāo)間建立聯(lián)系，Tian Huaixiang等[6]將牛肉調(diào)味料的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)與牛肉味、脂肪味、蔬菜味等感官指標(biāo)做偏最小二乘回歸（partial least squares regression，PLSR）分析，結(jié)果表明，PLSR模型能很好地說明感官評(píng)價(jià)指標(biāo)與揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)間的相關(guān)性；傅靜等[7]先用OAV法確定了花生粉的關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，然后應(yīng)用PLSR分析了關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)與感官評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的相關(guān)性。

本研究采用感官評(píng)價(jià)方法分析了4 種不同肥瘦比的豬肉丸子，確定有顯著差異的感官指標(biāo)及其與丸子受喜愛程度的相關(guān)性；應(yīng)用HS-SPME-GC-MS技術(shù)提取豬肉丸子的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，使用ROAV法確定豬肉丸子的關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，并用PLSR分析關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)與香味的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

瘦豬肉餡、肥豬肉餡 北京資源集團(tuán)；深井碘鹽 中鹽北京市鹽業(yè)公司；大紅袍花椒 北京羽利興商貿(mào)有限公司；味精 沈陽紅梅食品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Trace1310-TSQ8000 GC-MS聯(lián)用儀 美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司；Fiber手動(dòng)SPME（75 μm）進(jìn)樣器、二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethysiloxane，DVB/CAR/PDMS）型萃取頭 美國(guó)Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 豬肉丸子的制作

豬肉丸子的配方如表1所示，其中花椒水是花椒泡水（100 g花椒加水1 000 mL）10 h后過濾得到。將肥、瘦豬肉餡和調(diào)料按照配方中的比例混合，攪拌20 min，加工制作成丸子（10 g/個(gè)），用水將丸子煮熟（丸子∶水=

1∶2，m/V）。

1.3.2 感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)小組由食品專業(yè)的10 位博士生組成，所有感官評(píng)價(jià)人員均接受過專業(yè)學(xué)習(xí)，滿足GB/T 16291.1—2012

《感官分析選拔、培訓(xùn)與管理評(píng)價(jià)員一般導(dǎo)則》。為了獲得評(píng)價(jià)員對(duì)每種丸子較為真實(shí)的評(píng)價(jià)，每個(gè)評(píng)價(jià)員對(duì)每種丸子分別品嘗4 次，每次品嘗完用清水漱口，每種丸子共產(chǎn)生40 條感官評(píng)價(jià)記錄。樣品的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

1.3.3 揮發(fā)性化合物的SPME提取

準(zhǔn)確稱取3 g樣品，裝入固相微萃取小瓶中，旋緊蓋子，放入55 ℃水浴鍋中，然后將固相微萃取針頭插入瓶中，纖維頭處于頂空狀態(tài)，吸附揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)40 min。

1.3.4 色譜條件

色譜柱：JTG-Wax極性柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣：高純氦氣（純度>99.99%）；升溫程序：進(jìn)樣口溫度230 ℃，起始柱溫40 ℃，保持5 min，以3 ℃/min的速率升溫到170 ℃，再以15 ℃/min的速率升溫到230 ℃，保持2 min；載氣流速1.0 mL/min；不分流進(jìn)樣。

1.3.5 質(zhì)譜條件

電子電離方式；傳輸線溫度2 230 ℃；電子能量70 eV；離子源溫度280 ℃；質(zhì)量掃描范圍設(shè)定為40～600 u。

1.3.6 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的鑒定

通過美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（National Institute of Standards and Technology，NIST）和Willey譜庫檢索，對(duì)樣品的揮發(fā)性組分進(jìn)行分析。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20.0軟件對(duì)感官評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，The Unscrambler X 10.4.1軟件進(jìn)行PLSR分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品的感官評(píng)價(jià)

李華等[8]認(rèn)為，不同的評(píng)價(jià)員存在異質(zhì)性，造成異質(zhì)性的原因主要有：評(píng)價(jià)尺度、評(píng)價(jià)位置及評(píng)價(jià)方向的差異，因此獲得的感官評(píng)價(jià)結(jié)果并不能直接用于分析，需要先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。表3是本研究中的3 位評(píng)價(jià)員對(duì)4 種丸子嫩度的評(píng)價(jià)結(jié)果，由表3可知，即使對(duì)于同一評(píng)價(jià)員，4 次品嘗結(jié)果的評(píng)價(jià)尺度也會(huì)有所不同，不同評(píng)價(jià)員具有不同的評(píng)價(jià)尺度，如果直接對(duì)感官評(píng)價(jià)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，評(píng)價(jià)位置較大的評(píng)價(jià)記錄會(huì)削弱評(píng)價(jià)位置較小的評(píng)價(jià)記錄的影響，例如第3位評(píng)價(jià)員的第1條評(píng)價(jià)結(jié)果的評(píng)價(jià)尺度為2～4，與其他3 次評(píng)價(jià)相比偏差較大，因此對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行直接處理不能反映4 種丸子間的真實(shí)差異。在進(jìn)行進(jìn)一步分析前，需要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，進(jìn)行無量綱化處理。使用均值化法[9]對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，消除量綱和數(shù)量級(jí)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響。表4是對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后的方差分析表。由表4可知，4 種丸子的香味、嫩度、多汁性和受喜愛程度具有顯著差異endprint

（P<0.05），鮮味差異不顯著。

由圖1可知，4 種丸子的香味、嫩度、多汁性和受喜愛程度隨肥肉含量的增多呈上升趨勢(shì)，樣品2、3的嫩度及多汁性變化尤為明顯，說明二者的嫩度和多汁性差異較大；樣品4的香味、嫩度、多汁性及受喜愛程度得分均最高，這可能是由于樣品的肥肉含量最高，從而增加了丸子的香味、嫩度和多汁性。王文勇[10]在研究胡蘿卜雞肉丸的配方時(shí)也發(fā)現(xiàn)肥肉不但可以增加丸子特有的香氣，掩蓋不良?xì)馕叮€可以與水、蛋白質(zhì)發(fā)生乳化作用，從而有利于丸子口感的改善，使丸子口感嫩滑。

2.2 感官指標(biāo)與受喜愛程度的相關(guān)性分析

對(duì)樣品的香味、嫩度、多汁性與受喜愛程度進(jìn)行相關(guān)性分析，得到它們之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.831 0、0.997 1和0.996 7，表明嫩度和多汁性與樣品受喜愛程度的相關(guān)性大于香味與樣品的受喜愛程度，這說明消費(fèi)者更加在意丸子的嫩度和多汁性。因此在丸子的生產(chǎn)過程中，可以優(yōu)先提高丸子的嫩度和多汁性。

2.3 樣品的氣相色譜-質(zhì)譜分析

豬肉風(fēng)味的形成主要是豬肉在熱加工過程中通過美拉德反應(yīng)及脂質(zhì)的降解氧化反應(yīng)形成的。4 種丸子分別做2 組HS-SPME-GC-MS檢測(cè)，結(jié)果取平均值。在4 種丸子中共檢測(cè)出67 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，其中4 種丸子中共同含有的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)為38 種（如表5所示）。樣品1～4中分別檢測(cè)出60、55、54、50 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，瘦肉含量越高的丸子中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類越多，這和Estévez等[11]對(duì)豬肉的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的研究結(jié)論一致。

由表5可知，樣品1中相對(duì)含量較高的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有己醛（23.42%）、桉樹醇（17.56%）、反式-2-辛烯醇（13.48%）、1-辛烯-3-醇（6.77%）和胡椒酮（4.45%）；樣品2中相對(duì)含量較高的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有己醛（31.21%）、桉樹醇（16.41%）、4-萜烯醇（13.19%）和1-辛烯-3-醇（4.22%）；樣品3中相對(duì)含量較高的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有己醛（36.46%）、桉樹醇（12.04%）、4-萜烯醇（7.41%）、1-辛烯-3-醇（5.34%）、正己醇（5.32%）和2，5-辛二酮（4.82%）；樣品4中相對(duì)含量較高的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有己醛（37.79%）、桉樹醇（11.89%）、1-辛烯-3-醇（8.59%）、2，5-辛二酮（7.00%）和4-萜烯醇（6.95%）。含量較高的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中己醛、反式-2-辛烯醇、

1-辛烯-3-醇、正己醇和2，5-辛二酮均在以往的豬肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)研究中出現(xiàn)過，桉樹醇、4-萜烯醇和胡椒酮在對(duì)清燉豬肉的研究中均未出現(xiàn)過[14-16]，但出現(xiàn)在對(duì)花椒的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析中[17-18]，推測(cè)桉樹醇、4-萜烯醇和胡椒酮可能來自配方中的花椒水。

4 種豬肉丸子的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中醇類和醛類的含量較高，這與Mottrams[19]的研究結(jié)果一致。醛類在4 種丸子中的相對(duì)含量分別為30.68%、38.46%、43.31%和46.75%，4 種丸子中所含的醛類物質(zhì)種類較多，其中己醛的含量最高，這也與之前對(duì)豬肉的研究結(jié)果一致[20-21]。醛類可以由脂肪酸氧化產(chǎn)生，也可以由氨基酸經(jīng)Streker降解產(chǎn)生，醛類的閾值較低且含量較高，可能對(duì)丸子的風(fēng)味有重要影響。醇類在4 種丸子中的相對(duì)含量分別為42.2%、38.34%、36.25%和32.27%。在脂肪氧化過程中，烷氧基自由基和另一個(gè)脂肪分子反應(yīng)，產(chǎn)生一個(gè)醇和一個(gè)烷自由基[22]。

2.4 基于ROAV法對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的分析

采用ROAV法分析各揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)ROAV≥1時(shí)，認(rèn)為其對(duì)整體風(fēng)味有直接影響，是食品的關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)[23]。除9 種未查到感覺閾值的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)外，4 種丸子中共有的其余29 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的ROAV值如表6所示。

由表6可知，在4 種丸子中ROAV均大于1的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有己醛、辛醛、壬醛、反式-2-壬烯醛、桉樹醇和1-辛烯-3-醇，這些物質(zhì)被認(rèn)為是關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。己醛來自ω-6不飽和脂肪酸，是亞油酸的基本產(chǎn)物，呈油脂、青香、葉香、果香和木香香味[24]；辛醛是油酸的氧化產(chǎn)物，具有果香和脂肪香氣[25]；壬醛有清香味，在濃度較高時(shí)有油脂味[26]；1-辛烯-3-醇是由亞油酸氧化得到的不飽和醇，有蘑菇香味[27]。

由表5～6可知，相對(duì)含量較低的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)可能由于有較低的感覺閾值而對(duì)丸子的整體風(fēng)味有較大貢獻(xiàn)，樣品1中己醛和辛醛的相對(duì)含量分別為23.42%和0.98%，但是二者的ROAV分別為53.11和100，辛醛對(duì)樣品1整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)更大。同一種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)對(duì)食物整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)還受食物中其他揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響，如桉樹醇在樣品1、2中的相對(duì)含量分別為17.56%和16.41%，但ROAV分別是14.9和18.2，其在樣品2中對(duì)食物整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)更大，這是因?yàn)樵跇悠?中有其他揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)對(duì)丸子整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)更大。

2.5 香味與揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的PLSR分析

為了確定與香味相關(guān)的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，采用PLSR法對(duì)6 個(gè)關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)（X變量）和香味（Y變量）建立PLSR模型，所有數(shù)據(jù)在PLSR分析前都進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理。圖2是PLSR相關(guān)載荷圖，圖中的C1～C6分別代表己醛、辛醛、壬醛、反式-2-壬烯醛、桉樹醇和1-辛烯-3-醇，小橢圓代表50%的解釋方差，大橢圓代表100%的解釋方差。

由圖2可知，Y變量和所有X變量都在2 個(gè)橢圓內(nèi)，表示模型能很好地解釋這些變量[28-29]，模型解釋了94%的X變量和92%的Y變量；香味與己醛、辛醛、壬醛、反式-2-壬烯醛及1-辛烯-3-醇呈正相關(guān)，與桉樹醇呈負(fù)相關(guān)。

采用Jack-Knife不確定性測(cè)試方法計(jì)算回歸系數(shù)[30]，進(jìn)一步分析與香味有關(guān)的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的貢獻(xiàn)率。結(jié)果表明，己醛和桉樹醇的回歸系數(shù)分別為0.262 8和endprint