延邊黃牛肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)

侯婷婷南京煕林 墨許美娜劉 田王 娟李官浩

(1. 延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院，吉林 延吉 133000；2. 延邊大學(xué)食品研究中心，吉林 延吉 133000；3. 延邊出入境檢驗(yàn)檢疫局，吉林 延吉 133000)

延邊黃牛肉，取自中國(guó)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(fēng)味氨基酸含量均較高[1]。揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)是牛肉香味的來(lái)源，不同部位的肉由于脂肪、蛋白質(zhì)含量或組成的不同呈現(xiàn)出不同的香味，而氣味是評(píng)價(jià)牛肉品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。目前延邊黃牛肉的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)研究還未見(jiàn)報(bào)道。

食品中揮發(fā)性成分通常采用固相微萃取法(SPME)與氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GC/MS)的方法進(jìn)行分析[2-4]。牛肉中揮發(fā)性成分的SPME-GC/MS分析已見(jiàn)報(bào)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(fā)性成分，經(jīng)GC-MS鑒定分析確定75 μm CAR/PDMS萃取纖維對(duì)月盛齋清香牛肉的揮發(fā)性化合物的萃取較有利；韓云秀[6]研究發(fā)現(xiàn)75 μm CAR/PDMS萃取纖維對(duì)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(fā)性成分的萃取結(jié)果，應(yīng)優(yōu)先進(jìn)行考慮。原琦等[7]采用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取纖維對(duì)奶公犢不同部位小白牛肉(牛腩、牛柳、牛霖)的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)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(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類及占總風(fēng)味含量的比例也不同。因此，部位不同牛肉中的揮發(fā)性成分可能存在差異。

本研究在優(yōu)化延邊黃牛肉揮發(fā)性成分的萃取纖維的前提下，進(jìn)一步以延邊黃牛西冷、后臀、牛腩3種部位為研究對(duì)象，利用頂空固相微萃取技術(shù)(HS-SPME)和氣相色譜—質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用分析3個(gè)部位揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組成，結(jié)合主成分分析探討不同部位牛肉揮發(fā)性成分的差異和揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的特征。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

延邊黃牛肉：取自延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院牧場(chǎng)；

萃取纖維：100 μm PDMS型、65 μm PDMS/DVB型、75 μm CAR/PDMS型，美國(guó)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(xì)管色譜柱：DB-5MS型，美國(guó)Supelco公司；

氣相-質(zhì)相聯(lián)用儀：QP2010 Plus型，日本島津公司。

1.2 試驗(yàn)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(jìn)樣口進(jìn)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(shí)間均為0.5 h。

1.2.2 GC-MS分析條件

(1) 色譜條件：DB-5MS毛細(xì)管色譜柱，長(zhǎng)30.0 m，內(nèi)徑0.25 mm，膜厚0.25 μm；進(jìn)樣口溫度250 ℃，進(jìn)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(zhì)譜條件：離子源(EI)溫度200 ℃，接口溫度280 ℃，溶劑延遲時(shí)間2 min，電子能量70 eV，掃描質(zhì)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?jī)?nèi)，密封后在60 ℃沙浴中恒溫15 min，采用手動(dòng)SPME進(jìn)樣器在60 ℃沙浴中吸附60 min，按照1.2.2條件進(jìn)行GC-MS分析。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析 通過(guò)NIST08和NIST08s譜庫(kù)進(jìn)行檢索，對(duì)化合物進(jìn)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(jì)算各化合物相對(duì)含量[10]。

2 結(jié)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(fā)性成分常用纖維對(duì)延邊黃牛西冷部位揮發(fā)性成分進(jìn)行萃取，分別鑒定出揮發(fā)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(guān)鍵因素[11]。不同類型纖維的涂層不同，萃取到的累積揮發(fā)性物質(zhì)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(hào)萃取纖維相比，65 μm PDMS/DVB型萃取纖維對(duì)延邊黃牛肉所萃取到的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)總峰面積最大、揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量最多，萃取效果最佳。因此，后續(xù)對(duì)延邊黃牛肉不同部位的研究均采用該纖維進(jìn)行揮發(fā)性成分萃取。本試驗(yàn)萃取纖維的選擇結(jié)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(gè)部位的揮發(fā)性成分

采用65 μm PDMS/DVB萃取纖維對(duì)延邊黃牛西冷、牛腩、后臀部位揮發(fā)性成分進(jìn)行萃取。圖2對(duì)延邊黃牛西冷、牛腩、后臀部位揮發(fā)性成分的數(shù)量、總峰面積和類別進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，西冷部位共鑒定出揮發(fā)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(duì)峰面積52.12%)和醇類(相對(duì)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(fā)性成分，其中檢出的醇類(相對(duì)峰面積41.55%)和酮類(相對(duì)峰面積22.29%)含量較高；而牛腩部位鑒定出揮發(fā)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(fā)性成分在數(shù)量、總峰面積和類別3個(gè)方面均有差別，且在類別的分布上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)規(guī)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(gè)部位揮發(fā)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(gè)部位揮發(fā)性成分的主成分分析示意圖，通過(guò)主成分分析可得到2個(gè)主成分，主成分1、2對(duì)延邊黃牛肉中的揮發(fā)性成分特征具有很好的代表性，因此從3個(gè)部位與主成分1、2的關(guān)系來(lái)看可進(jìn)一步說(shuō)明3個(gè)部位在揮發(fā)性成分上是存在差異的。

○代表?yè)]發(fā)性成分；◇代表部位圖3 延邊黃牛肉3個(gè)部位揮發(fā)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(gè)部位主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的分析

延邊黃牛西冷、后臀、牛腩3種部位中共檢測(cè)到155種化合物，其中僅有15種化合物為3個(gè)部位共有(表1)。不同部位揮發(fā)性成分的種類有所不同，其風(fēng)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(lái)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(gè)部位中1-辛烯-3-醇相對(duì)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(gè)部位的主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)；其他醇類共有成分的相對(duì)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(zhì)對(duì)黃牛肉總體風(fēng)味的貢獻(xiàn)不容忽視。醛類化合物一般由脂肪氧化產(chǎn)生，閾值較低，具有較強(qiáng)的揮發(fā)性和脂肪香味，有研究[15]證實(shí)醛類化合物對(duì)牛肉香味的構(gòu)成起到不可替代的作用。延邊黃牛3個(gè)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(duì)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(gè)部位的主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)之一；其他醛類的相對(duì)含量也較高，辛醛、十二醛[15]、十四醛等醛類都可呈現(xiàn)令人愉悅的香味，對(duì)黃牛肉總體風(fēng)味的貢獻(xiàn)大。酮類化合物是一類重要的香氣物質(zhì)，后臀部位所檢測(cè)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(zhì)主要呈現(xiàn)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(duì)較高，可能會(huì)對(duì)延邊黃牛個(gè)體香氣貢獻(xiàn)較大。檢測(cè)出的烴類化合物的數(shù)量相對(duì)較多，但對(duì)牛肉的香氣貢獻(xiàn)不大[16]，其中在西冷、后臀部位也有苯類化合物被檢測(cè)出來(lái)。酯類化合物形成較為復(fù)雜，除含硫酯以外的酯閾值較高，對(duì)肉品風(fēng)味貢獻(xiàn)不大。酸類化合物閾值很高且含量很少，對(duì)牛肉總體風(fēng)味貢獻(xiàn)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(xiàn)[18]表明動(dòng)物在飼養(yǎng)條件下肌肉中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有一定的差異，因此，不同養(yǎng)殖環(huán)境下的延邊黃牛其肉質(zhì)中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)可能會(huì)產(chǎn)生一些變化。

表1 延邊黃牛肉3個(gè)部位的共有揮發(fā)性成分Table 1 Common volatile components in three parts from Yanbian yellow cattle

3 結(jié)論

通過(guò)3種萃取纖維對(duì)延邊黃牛肉揮發(fā)性成分萃取效果的比較，發(fā)現(xiàn)65 μm PDMS/DVB型萃取纖維效果最佳。采用該纖維對(duì)3個(gè)部位萃取到的揮發(fā)性成分進(jìn)行比較，得3個(gè)部位揮發(fā)性成分的數(shù)量、種類和相對(duì)含量均有所不同，在類別上的分布也未表現(xiàn)出規(guī)律性。西冷部位萃取到揮發(fā)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(xué)物為主；牛腩部位僅檢測(cè)到48種，以醇類和醛類含量較高。檢索到的155種揮發(fā)性成分中僅15種為3個(gè)部位的共有成分，且對(duì)延邊黃牛肉的風(fēng)味貢獻(xiàn)較大，其中醇類、醛類化合物相對(duì)含量較高，是延邊黃牛肉中主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，對(duì)其風(fēng)味貢獻(xiàn)較大。