超聲波清洗處理對豬肉品質的影響

徐 靜，丁珊珊，曹江偉，蔡 瑋

（1.蚌埠學院食品與生物工程學院，安徽 蚌埠 233030；2.蚌埠市宏業肉類聯合加工有限責任公司，安徽 蚌埠 233000）

超聲波是頻率高于20 kHz且不引起聽覺的機械彈性波[1]。超聲波在介質中傳播的過程中會產生壓力波，擾動介質中的粒子，從而形成空腔或氣泡[2]。在連續循環超聲波作用下，不斷增長的空腔變得不穩定，最終坍塌，從而產生高溫和高壓，從宏觀和微觀層面影響生物材料和組織，達到促進分離或變性的目的[3]。因此，超聲波作為一種現代化技術，在食品加工中應用范圍廣泛。

超聲波能破壞肉類肌肉細胞和斷裂肌肉纖維，釋放出細胞內的鈣離子，激活鈣激活酶，繼而分解肌肉蛋白質，從而起到嫩化肉質的作用[4-5]。超聲波也能加速質量和熱量傳遞，從而加速肉類腌制。因此，低頻高強度超聲波被廣泛應用于肉類行業的嫩化、乳化傳質、解凍、腌制等處理中[6-8]。有關超聲波處理對肉的品質的研究報道較多。康大成[9]認為超聲波輔助腌制處理可促進Desmin和Troponin-T蛋白的降解，提高牛肉的嫩度和保水性，改善牛肉的質構特性，進而提高醬鹵牛肉產品的食用品質。Guo Zonglin等[10]利用超聲波輔助解凍白牦牛肉，發現超聲波能夠提高解凍效率，減少質量損失，改善肉質。李可等[11]的研究表明低頻高強度超聲波處理可使雞胸肉肌原纖維蛋白結構變得更加無序，從而提高了其乳化特性。

在工業上，肉類屠體去污依賴于噴灑高壓飲用水。然而，傳統噴水清洗方式效率低、水耗高且存在傳播細菌的可能性[12-13]。其中，用熱水或蒸汽噴灑能有效減少微生物的數量，但高溫水或蒸汽會對肉的營養價值和感官品質造成不利影響[14]。超聲波清洗是一種利用機械作用、空化作用以及熱效應達到剝離污垢的清洗方式，高功率超聲波聯合次氯酸鹽、輕度加熱、壓力或少量有機酸處理能增強抗菌效果[15]。諶玲薇等[16]采用超聲波與檸檬酸清洗劑聯用的方式對克氏原螯蝦肉進行清洗，結果表明，清洗后蝦肉中菌落總數減少1.12（lg（CFU/g）），聯用清洗方式對霉菌酵母、產硫化菌以及嗜冷菌有較好的抑制效果。綜上，低頻高強度超聲波被廣泛應用于食品行業清洗處理工序中，但作為食品商業化最初的關鍵環節，清洗與食品品質密切相關，而超聲波清洗預處理對肉品品質影響的研究鮮見報道。

本研究利用超聲波的熱作用、空化作用和機械作用對豬肉進行清洗，通過檢測肉的一般營養元素含量、貯藏品質、微量金屬元素含量、揮發性風味物質含量等，考察超聲波清洗預處理對豬肉品質和風味的影響，以期為超聲波清洗設備進入中央廚房提供使用依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬背最長肌市售。

硫酸銅、鹽酸、硫酸鉀、乙醇、丙二醇、硫酸、氯化鉀、無水乙醚、乙二胺四乙酸、氯化鈉、氫氧化鈉、乙酸鎂、硼酸（均為分析純）國藥集團化學試劑有限公司；三氯乙酸（分析純）上海阿拉丁試劑有限公司；2-硫代巴比妥酸、氧化鎂（均為分析純）上海展云化工公司。

1.2 儀器與設備

SN-SH-10A鹵素水分儀 上海尚普儀器設備有限公司；KDN-04C消解爐、KDN凱氏定氮儀 杭州綠博儀器有限公司；KSL-1100X高溫爐 合肥科晶材料技術有限公司；PHS-25 pH計 上海儀電科學儀器股份公司；722S可見分光光度計 上海菁華科技有限公司；F-060SD超聲波清洗機 深圳福洋科技集團有限公司；CNose電子鼻、TA.XTC-18質構儀 上海保圣實業發展有限公司；微波消解儀 美國CEM MARS公司；6000 SERIES電感耦合等離子體發射光譜儀（inductively coupled plasma optical emission spectrometer，ICPOES）、ICAP Q電感耦合等離子體質譜儀（inductively coupled plasma-mass spectrometry，ICP-MS）、TSQ9000三重四極桿氣相色譜質譜聯用儀 美國賽默飛世爾科技公司；DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭 美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

操作流程：

選取新鮮的豬里脊切成約500 g肉塊，放在-18 ℃冰柜里冷凍5 d以上。4 ℃冰箱中自然解凍一夜，分割成5 cm×4 cm×4 cm大小的肉塊，放入超聲波清洗機（初始溫度為20 ℃、頻率恒定為40 kHz、功率為480 W）中洗滌10、20、30 min或者簡單沖洗（對照組，20 ℃水沖洗解凍后的豬肉1 min），用濾紙將表面多余的水和油脂除去，放入密封袋中置于4 ℃冷藏待測。

1.3.2 指標檢測

1.3.2.1 持水性的測定

加壓損失率的測定：參照Zou Yunhe等[17]的實驗方法利用取樣器沿豬肉肌纖維垂直方向取樣，稱質量后，用36 層定性濾紙包裹后，采用TA.XTC-18質構儀進行恒壓（35 kg）測試，保持加壓3 min，稱質量，計算加壓前后肉樣質量差值占加壓前質量的百分率。

蒸煮損失率的測定：參照康大成[9]的實驗方法，將肉塊隔水加熱，設置水浴溫度為72 ℃，肉塊中心溫度達到70 ℃時取出，冷卻至室溫。用濾紙吸去肉表面水分，稱質量，計算煮制前后肉樣質量差值占煮前質量的百分率。

1.3.2.2 營養成分的測定

開機并質量校準后，稱量約2 g用絞肉機處理后的均質試樣置于鹵素水分測定儀錫紙托盤上，水分質量分數直接在儀器顯示盤上讀取；粗脂肪質量分數按照GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》[18]中的索氏抽提法進行測定；粗蛋白質量分數按照GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》[19]中的凱氏定氮法進行測定；粗灰分質量分數按照GB 5009.4—2016《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》[20]進行測定。

1.3.2.3 貯藏品質測定

總揮發性鹽基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）值按照GB 5009.228—2016《食品安全國家標準 食品中揮發性鹽基氮的測定》[21]規定的自動凱氏定氮法測定；硫代巴比妥酸反應物（thiobarbituric reactive substances，TBARS）值按照GB 5009.181—2016《食品安全國家標準 食品中丙二醛的測定》[22]中分光光度法測定；pH值參照GB 5009.237—2016《食品安全國家標準食品中pH值的測定》[23]方法測定。

1.3.2.4 剪切力測定

參照農業行業標準NY/T 1180—2006 《肉嫩度的測定 剪切力測定法》[24]對肉樣進行處理。用取樣器按肌肉紋理方向取1 cm×1 cm×2 cm方柱，采用TA.XTC-18質構儀進行剪切，測量數值的最高點被認為是該樣品的剪切力。

1.3.2.5 元素檢測

參考GB 5009.268—2016《食品安全國家標準 食品中多元素的測定》[25]的方法進行測試。將絞肉機均質后的豬肉樣品進行微波消解，硒、銅、錳元素采用ICP-MS進行檢測；鈣、鋅、鎂、鐵元素采用ICP-OES進行檢測。

1.3.2.6 風味特征分析

采用電子鼻測定樣品的風味。取均勻混合的樣品2.00 g于40 mL樣品瓶中，在室溫下平衡1 h，以干燥的空氣為載氣，氣體流量1 L/min，測試時間60 s。電子鼻傳感器得到的數據經過儀器自帶軟件cNose System采用線性判別分析（linear discriminant analysis，LDA）法進行降維分析。

1.3.2.7 揮發性成分測定

樣品預處理：稱取5.0 g均質處理的樣品于樣品瓶中并旋緊瓶蓋，靜置平衡[26-27]。采用頂空固相微萃取（head space solid phase microextraction，HS-SPME）提取揮發性化合物。將萃取頭置于氣相色譜-質譜聯用儀（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）的進樣口，在250 ℃下老化10 min，插入樣品瓶中，于55 ℃下頂空微萃取40 min，隨后將萃取頭置于GC-MS進樣口解吸5 min，進行測試分析。

GC-MS 設備參數條件：色譜柱：TG-5SilMS（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；程序升溫：溫度在40 ℃保持2 min，然后以5 ℃/min升到200 ℃（保持3 min），然后以5 ℃/min升到250 ℃（保持1 min），再以8 ℃/min升溫到230 ℃（保持10 min）。載氣氦氣的流速為1.0 mL/min。質譜在70 eV下獲得，掃描質量范圍為40～600m/z。

半定量分析：采用面積歸一法。與標準數據庫（NIST MS Search）進行比較，確定揮發性風味化合物以及相對含量。

1.4 數據處理與分析

每組實驗做3 次平行，結果表示為平均值±標準差。前期利用Microsoft Excel軟件整理數據，運用SPSS 26軟件進行單因素方差分析，P＜0.05表示差異顯著，采用Origin 9.1軟件繪圖。豬肉檢測數據均采用Origin 9.1軟件進行主成分分析（principal component analysis，PCA），得到超聲處理對豬肉品質影響的載荷圖。

2 結果與分析

2.1 超聲波清洗處理對豬肉持水性的影響

加壓損失率和蒸煮損失率是衡量肉的持水性的常用指標[9,17]。持水性代表肉品后期加工以及貯藏等過程對原有水分保持和外來水分吸收的能力[28]。由表1可知，各組豬肉蒸煮損失率無顯著差異，說明超聲波清洗對豬肉的蒸煮損失沒有影響。Li Xiuxia等[7]的研究表明不同功率超聲波輔助解凍鰹魚對蒸煮損失沒有影響，這與本研究結果一致。對照組的加壓損失率為22.76%，超聲處理20 min的豬肉加壓損失率為17.99%，顯著降低了4.77 個百分點，其他各組間豬肉的加壓損失無顯著差異。超聲波處理能夠加快Desmin和Troponin-T蛋白的降解[9]，增大肌原纖維結構空隙[29]，而肌原纖維蛋白質網絡之間的空隙影響著肉品的持水力。推測超聲波能夠促進致密、均勻肌纖維蛋白網狀結構的形成[9,29]，從而使肌纖維之間的水分子保持牢固，但超聲波處理對肉品內結合水含量基本不產生影響[5,17]。然而，超聲處理時間過長會使肌纖維結構過度破壞，導致肉的持水能力反而下降。因此，加壓損失率隨著超聲處理時間延長呈先下降后上升的趨勢。Wang Xiaodan等[30]在牛肉凍融過程中采用超聲處理，對比發現處理后樣品的持水性能從69%提升到78%；Guo Zonglin等[10]認為超聲波輔助解凍肉的持水性能與超聲處理條件相關，本研究與這些研究結果類似。綜上，超聲處理20 min能夠顯著改善豬肉的持水性能。

表1 超聲波清洗處理對豬肉持水性的影響Table 1 Effect of ultrasonic cleaning on water-holding capacity of pork

2.2 超聲波清洗處理對豬肉營養成分的影響

豬肉基本營養成分包括水分、粗蛋白質、粗脂肪以及粗灰分，與豬肉的口感、經濟以及營養價值等相關。由表2可知，生豬肉的水分質量分數為64.91%，粗灰分質量分數為1.02%，粗脂肪和粗蛋白質量分數分別為3.31%和22.26%，符合動物性食物營養成分要求，超聲波清洗后的豬肉的水分、粗灰分、粗蛋白質以及粗脂肪質量分數與對照組的差異不顯著。查閱文獻可知，豬背最長肌含營養成分的分布范圍較大，營養成分一般為水分質量分數60%～75%，灰分質量分數約1%，肌內脂肪質量分數1.5%～4.0%、粗蛋白質量分數20%～26%[31-32]，本研究超聲波處理組和對照組的豬肉營養成分皆在此范圍內。綜上，超聲波清洗對豬肉中各類營養成分含量無顯著影響（P＞0.05），即采用超聲波設備對生豬肉進行清洗并不會造成較大的營養損失。

表2 超聲波清洗處理對豬肉營養成分的影響Table 2 Effect of ultrasonic cleaning on nutritional composition of pork

2.3 超聲波清洗處理對豬肉貯藏品質的影響

肉類中蛋白質和脂質的氧化會導致嫩度和多汁性降低，風味與色澤劣變，進而導致食用品質下降。TVB-N值是反映蛋白質氧化劣變程度的重要指標，常用于判斷肉品的新鮮程度。TBARS值常被用于評估脂肪氧化程度。脂質氧化和蛋白質氧化之間具有相關性，甚至一些學者認為兩者之間會相互促進[33-34]。pH值是反映肉酸敗的重要指標，它可以影響肉的顏色、烹飪損失率等品質，可用于衡量生肉品質穩定性[35]。

從表3 可以看出，較短時間的超聲波清洗對蛋白質氧化以及脂肪氧化并無顯著影響，而超聲處理30 min 后豬肉的TVB-N 值和TBARS 值顯著降低（P＜0.05），由對照組豬肉的11.31 mg/100 g和0.52 mg/kg分別降到8.45 mg/100 g和0.36 mg/kg。脂質氧化通常會導致異味產生，從而對感官特性產生負面影響，適當時間的超聲波處理能改善貯藏性能和肉的風味品質。目前很多研究表明超聲波會促進脂肪氧化，Bao Gaoliang等[26]采用超聲輔助干腌牦牛肉時發現，超聲波促進了脂質氧化，但對蛋白質氧化并無影響。這與本研究結果差異較大，推測可能與超聲波處理條件不同有關。

表3 超聲波清洗處理對豬肉貯藏品質的影響Table 3 Effect of ultrasonic cleaning on storage quality of pork

生肉的pH值在貯藏期間有所下降，pH值終點一般在5.6左右[28]，本研究所有組生豬肉的pH值都在5.5附近；與對照組相比，超聲波處理組的pH值變化不大，表明超聲波處理組對生豬肉的pH值基本沒有影響。豬肉在貯藏、解凍以及清洗的過程中，蛋白質在酶和細菌的作用下分解而產生氨以及胺類等具有揮發性堿性含氮物質；不飽和脂肪酸被氧化形成酮醛揮發酸類。TVB-N的產生使得肉的pH值升高，而脂肪氧化程度可能會使pH值降低。與對照組相比，超聲20 min處理組的TVB-N值基本不變，但是脂肪氧化量降低，使得pH值宏觀上呈現略微升高的表象；超聲30 min處理組的TVB-N值和TBARS值整體下降，而pH值略微增加。

2.4 超聲波清洗處理對豬肉剪切力的影響

剪切力與嫩度呈負相關，剪切力越小嫩度越大。如圖1所示，對照組的豬肉剪切力為40.53 N，超聲波清洗處理10 min后豬肉剪切力沒有顯著變化，超聲波清洗處理20～30 min后剪切力顯著變小，超聲處理20 min和超聲處理30 min后剪切力分別為36.08 N和33.92 N，表明適當的超聲波清洗處理能明顯降低肉的剪切力，提升肉的嫩度，且剪切力的下降程度與超聲波處理時間存在一定的相關性。研究表明，剪切力與肌纖維結構相關[36]。適當的超聲條件能夠使肌原纖維碎片化，有助于降低肉品剪切力，提升肉品嫩度。很多研究表明超聲波處理或者輔助處理可以嫩化肉質，如Xiong Guoyuan等[6]發現，300 W超聲波（10 min、4 ℃）結合蛋白質水解酶能夠提高雞胸肉的持水性能和嫩度，這與本實驗結果類似。超聲處理效果受操作參數的影響，其中超聲波的強度和頻率被認為是影響嫩化效果的主要參數[8]，不同的原料肌肉結構組成有所差別，對應的超聲波效果也有所差別。Li等[4]發現600 W超聲波嫩化鵝肉的效果顯著優于300 W超聲。Guo Zonglin等[10]發現200 W的超聲波輔助解凍能提升白牦牛肉的嫩度，而600 W超聲波輔助卻使得其剪切力顯著增加。綜上，適當的超聲波清洗處理能提升豬肉嫩度，改善口感。

圖1 超聲波清洗處理對豬肉剪切力的影響Fig.1 Effect of ultrasonic cleaning on shear force of pork

2.5 超聲波清洗處理對豬肉微量元素的影響

錳、鐵、銅、鋅和硒等是保證人體內正常代謝功能所必需的元素。從營養學角度來講，肉類是人類某些礦物元素的重要來源[37]。本實驗選取豬肉中常量元素鈣、鎂以及人體所必需的微量元素硒、鐵、鋅、錳、銅作為研究對象，考察超聲波清洗預處理過程礦物元素含量的變化情況。如表4所示，超聲波清洗能顯著降低營養元素鐵、鋅、錳、銅、鈣的含量，硒和鎂元素卻因超聲波處理整體有所升高；不同的超聲波時間處理組各營養元素含量之間總體存在明顯的統計學差異，但并不都呈簡單的線性變化規律。處理組間豬肉的鐵、錳、鈣、硒和鎂5 種元素含量都是超聲20 min處理組最高；超聲10 min處理組銅含量相對與其他兩個處理組較高，為0.432 mg/kg；處理組間豬肉中鋅元素含量最高的是超聲30 min處理組，為23.333 mg/kg。Guo Zonglin等[10]的研究表明解凍過程中超聲波處理減少了汁液流失量，增加了肉類中礦物質和維生素的保留量。這與本研究結果有所差異，主要原因是本研究對照組是未經處理的樣品。研究結果表明超聲波清洗處理會導致鈣、鋅、錳、銅微量元素的流失，但這與后期加熱處理所造成營養損失相比基本上可以忽略不計。

表4 超聲波清洗處理對豬肉礦物元素含量的影響Table 4 Effect of ultrasonic cleaning on mineral element contents of pork

2.6 超聲波清洗對豬肉風味的影響

電子鼻是一種模擬人類嗅覺系統的分析儀器，可以區分揮發性化合物的細微變化，且檢測過程簡單快速、具有非破壞性[38]，其應用能夠減少食品品質評審中的人為評定差異。本研究采用LDA法對電子鼻的響應信號進行降維分析。LDA法能夠使類別之間的方差最大化，并使類別內的方差最小化[39]。由圖2可知，主成分（principal component，PC）1貢獻率為89.51%，主成分PC2貢獻率7.50%，第一和第二主成分總貢獻率為97.01%，基本上覆蓋了樣品原始風味特征信息；各超聲波清洗處理組數據相對集中，數據采集點之間的離散程度大，組間分化較好；對照組的豬肉與超聲波清洗的豬肉數據點在PC1軸上分布較遠，表明超聲波清洗后的豬肉與對照組豬肉風味信息特征差距較大；超聲波清洗的豬肉風味信息數據有部分重合，但超聲波10 min與30 min處理序數據沒有重合，超聲波清洗時間越長對于風味品質的改善效果越明顯。超聲波能改善豬肉的風味，這與Zou Yunhe等[40]在利用超聲波輔助蒸煮改善醬鹵牛肉風味的結果類似。電子鼻分析結果表明，適當的超聲波清洗處理有助于改善生豬肉的氣味。電子鼻傳感器雷達圖顯示對照組與超聲處理組Sn9（對酮、醛、醇、苯類敏感）、Sn11（對烷烴類敏感）以及Sn12（對甲烷靈敏）響應值差異明顯（圖3）。綜上，超聲波能改善豬肉的特征風味，主要是酮、醛、醇、苯類以及烷烴相關的風味。

圖2 主成分LDA圖Fig.2 Linear discriminant analysis of principal components

圖3 電子鼻傳感器雷達圖Fig.3 Radar plot of electronic nose responses

2.7 超聲波清洗處理對豬肉揮發性氣體成分的影響

豬肉的風味是影響消費者購買欲的主要指標之一，豬肉中有著豐富的油脂香味，其主要來源于豬肉中的揮發性化合物，但其同時帶有腥味等不良氣味。本實驗通過HP-SPME-GC-MS對處理后的豬肉和對照組的豬肉中揮發性成分進行檢測，考察超聲波清洗處理對豬肉風味的具體影響。

由圖4可知，處理組和對照組豬肉中酸、醇、醛類、烴類以及酮類等揮發性成分相對含量差別較大，表明超聲波清洗處理對豬肉中的揮發性主成分影響明顯。未經處理的豬肉揮發性成分主要是醛類和醇類物質，總相對含量為86.84%。處理后的豬肉中醛類和醇類物質仍含量豐富，但相比對照組相對含量明顯降低。超聲波清洗處理10 min后豬肉中醛醇類兩者總相對含量最低，為40.67%。與未處理的豬肉相比，處理后的豬肉中烴、酯、酮以及酸類物質相對含量明顯提升。隨著超聲處理時間的延長，酮、酸、酯類物質總相對含量呈現出先升高后降低的趨勢，這與醇、醛類物質總相對含量變化趨勢相反。推測可能是超聲波的空化和熱效應會促使部分醇、醛類氧化成酮、酸、酯類等物質。如圖4和表5所示，烴類相對含量和種類與超聲波處理時間呈正相關。樣品中烴類化合物相對含量都在10%以內，相較于烴類化合物較高的氣味閾值[41]，其對豬肉整體風味影響可以忽略不計。除烴類化合物外的其他化合物皆能由脂質氧化得到[26]。超聲波清洗處理后豬肉中除烴類以外的揮發性成分總相對含量是降低的，這與前文中TBARS值分析結果相印證。未經處理的豬肉中主要的風味物質由醇、醛物質構成，超聲波清洗處理后的豬肉中主要揮發性成分物質類別豐富，表明超聲處理能夠改善豬肉的風味。Guo Zonglin等[10]研究表明超聲解凍白牦牛肉會影響其風味物質，增加揮發性化合物的含量，這與本研究結果類似。

圖4 超聲波清洗處理對豬肉揮發性物質的影響Fig.4 Effect of ultrasonic cleaning on contents of volatile substances in pork

表5 超聲波清洗處理豬肉主要揮發性成分Table 5 Major volatile components of ultrasonic treated pork

由表5可以看出，超聲處理組和對照組豬肉中酸類、醇類、醛類、酮類等揮發性成分種類和含量差異較大。對照組中酯類和酸類物質共4 種，經過超聲處理后的豬肉中酯類和酸類物質最多增加到了10 種。雖然酯類和酸類的揮發性較低，對肉的風味貢獻相對較小[41-42]，但隨著其相對含量的增加，對肉的整體風味影響不可忽視。超聲處理20 min后十二內酯相對含量由對照組的0.30%升至9.69%。超聲處理10 min的豬肉己酸含量達到最高（5.95%）。醛類具有較低的味覺閾值，對肉品風味貢獻較大[41]。超聲波清洗處理的豬肉中醛類化合物由對照組中的7 種下降到4 種。對照組豬肉中己醛、壬醛的相對含量分別為28.21%和31.71%，經過超聲波清洗處理10 min后顯著下降至3.05%和19.91%，下降幅度分別為89.19%和37.21%；對照組中庚醛的相對含量為1.85%，超聲處理后豬肉中基本檢測不到庚醛。1-辛醇經超波聲處理20 min后相對含量由對照組中的6.55%上升至7.47%；對照組豬肉中的丙二醇相對含量為5.30%，經過超聲波處理后含量基本上可忽略不計。酮類物質在超聲處理組之間也存在顯著差異。超聲波處理20 min的豬肉中環庚三烯-1-酮相對含量最高，為2.26%。揮發性風味物質大多具特殊的氣味，如1-辛醇具有強烈的油脂氣味；酯類具有芳香族氣味；酮類對肉的花香或者果香風味有貢獻[42]；辛醛、己醛、壬醛具有清香的青草味，庚醛具有油脂香和果香風味[17,42]。鮑偉等[41]認為揮發性醛類、酯類和醇類等化合物含量變化是賦予巴馬香豬豬肉油脂氣味、果香和清香青草氣味以及減少腥味的關鍵。綜上，酸、醇、醛類等揮發性風味物質種類以及其相對含量會影響豬肉的整體風味。

HP-SPME-GC-MS分析結果表明超聲波清洗處理能夠明顯改善豬肉的風味，其中醛類、醇類以及酸類物質風味貢獻較大，這與電子鼻分析結果相印證。

2.8 豬肉各品質指標的PCA結果

PCA是一種數據降維處理分析方法，能夠綜合地分析肉品相關指標數據[34]。Bao Gaoliang等[26]采用主成分分析較好地表征了超聲預處理對干腌牦牛肉品質影響。根據上文中的分析，去除無明顯差異蒸煮損失率以及營養成分數據，對其他所有數據進行PCA，且以主成分累計貢獻率不低于85%為標準[43]，確定主成分個數和相關特征值。

由表6可知，PC1、PC2、PC3的方差貢獻率分別為49.54%、23.29%、15.48%。前3 個主成分的累計方差貢獻率為92.30%，基本上覆蓋了豬肉品質的基本信息，可以用三維PCA圖準確識別并分析數據，以評估不同處理的豬肉品質。

表6 主成分的特征值Table 6 Eigenvalues of principal components

圖5A顯示組內數據點相對集中，組間數據采集點分離較好。圖5B顯示指標pH值、微量元素（Se、Mg）含量處于PC1的負象限；指標TVB-N值、TBARS值、微量元素（Cu、Mn、Ga、Fe、Zn）含量以及加壓損失率處于PC1的正象限。這表明主成分分析能很好地反映出超聲處理操作與肉品品質相關性。PC1反映出對照組與超聲處理組之間的品質差異，對照組和超聲處理組之間的數據點在PC1軸上分布距離較遠，表明超聲波清洗處理后豬肉品質與對照組豬肉品質差異顯著。PC1和PC2顯示不同超聲處理組間數據采集點離散程度較大，超聲20 min處理組與其他兩個處理組間距離都較遠，表明不同超聲處理時間的豬肉品質差異顯著。PCA結果表明這些豬肉品質指標數據能夠良好地體現出超聲波清洗處理對豬肉的品質影響，其中超聲波清洗處理20 min后豬肉品質與其他組區別最顯著。

圖5 豬肉品質指標的PCA圖Fig.5 PCA plots of pork quality indicators

3 結論

研究通過對豬肉的營養元素、貯藏品質、微量金屬元素、揮發性風味物質等進行檢測，探討超聲波清洗處理（0～30 min）對豬肉品質的影響，結果發現超聲波清洗處理對豬肉的營養成分、蒸煮損失、pH值沒有顯著影響；電子鼻和HP-SPME-GC-MS分析結果顯示，超聲波清洗處理的豬肉整體風味和風味層次都得到改善，尤其是與醛、醇、酸類相關的風味。超聲波清洗處理20 min和30 min都能顯著提升豬肉的嫩度（P＜0.05）；雖然超聲波清洗處理30 min豬肉的TVB-N值和TBARS值最小，但長時間的清洗會使得肌纖維結構受損嚴重，持水性能變差；而超聲波清洗處理20 min能顯著提升豬肉的持水性能（P＜0.05），豬肉品質指標的PCA結果也顯示超聲處理20 min的豬肉品質顯著區別于其他組，因此，豬肉超聲波清洗處理20 min較為合適。本研究結果可為超聲波清洗設備應用于中央廚房和企業提供理論支持。