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        GC-O法在肉制品風(fēng)味分析中的應(yīng)用

        2011-11-02 13:57:56高瑞萍闞建全周春紅劉方菁
        食品工業(yè)科技 2011年12期
        關(guān)鍵詞:嗅聞肉制品氣味

        劉 輝,高瑞萍,闞建全,周春紅,劉方菁

        (西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,重慶400715)

        GC-O法在肉制品風(fēng)味分析中的應(yīng)用

        劉 輝,高瑞萍,闞建全*,周春紅,劉方菁

        (西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,重慶400715)

        氣相色譜-嗅覺(jué)測(cè)量法(Gas Chromatography-Olfactometry,GC-O)作為肉制品風(fēng)味物質(zhì)研究的有力工具,能夠確定單一風(fēng)味組分對(duì)整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)大小,彌補(bǔ)了MS在這一領(lǐng)域研究的不足之處,正受到越來(lái)越多的重視。簡(jiǎn)述了GC-O的原理和分析方法,重點(diǎn)介紹了GC-O在肉制品風(fēng)味分析中的應(yīng)用,以使人們對(duì)GC-O有所了解,為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供一些幫助。

        氣相色譜-嗅覺(jué)測(cè)量法,風(fēng)味分析,應(yīng)用,肉制品

        圖1 氣相色譜-嗅味檢測(cè)儀結(jié)構(gòu)示意圖

        2 GC-O的分析方法

        隨著感官評(píng)定培訓(xùn)的專(zhuān)業(yè)化,評(píng)審人員的嗅覺(jué)變得更加敏銳,使得一些通常只用于傳統(tǒng)感官評(píng)定的分析方法也開(kāi)始應(yīng)用于GC-O數(shù)據(jù)的收集和處理,并以此來(lái)評(píng)價(jià)單個(gè)風(fēng)味活性組分對(duì)物質(zhì)整體感官的貢獻(xiàn)大?。?]。這些方法又稱(chēng)為氣味測(cè)量技術(shù)(sniffing),通常分為四類(lèi):稀釋法(dilution)、頻率檢測(cè)法(detection frequency)、時(shí)間-強(qiáng)度法(timeintensity)和峰后強(qiáng)度法(posterior intensity)[8-10]。

        2.1 稀釋法

        稀釋法是通過(guò)對(duì)香氣提取物進(jìn)行連續(xù)稀釋?zhuān)敝吝_(dá)到評(píng)審人員的嗅覺(jué)感受閾值的測(cè)量技術(shù)。該法的應(yīng)用最為廣泛,主要包括CHARM法(combined hedonic aroma response method)[8]和 AEDA分析法(aroma extraction dilution analysis)[11]。

        2.1.1 CHARM法 CHARM法是Acree在1984年提出的,該法對(duì)揮發(fā)性成分采取逐步稀釋的方法,然后隨機(jī)抽取稀釋樣品進(jìn)行GC-O分析,這樣可以在一定程度上避免評(píng)審員主觀(guān)偏見(jiàn)的干擾。Charm值可以通過(guò)方程c=dn-1來(lái)計(jì)算,其中:c代表Charm值,d代表稀釋值,n是評(píng)審小組對(duì)某成分具有一致反應(yīng)的人數(shù)[8]。

        2.1.2 AEDA分析 AEDA分析法由 Ullrich和Grosch最先提出,是對(duì)樣品進(jìn)行一系列的梯度稀釋?zhuān)缓蠓謩e對(duì)各梯度稀釋的樣品進(jìn)行GC-O分析并評(píng)價(jià),直至檢測(cè)不到呈味物質(zhì)的存在為止[11]。通過(guò)AEDA可以確定呈味化合物的稀釋因子值(Dilution Factor value,F(xiàn)D值),即呈味化合物的初始濃度和最大稀釋后濃度的比值。一般而言,F(xiàn)D值越大表明其氣味強(qiáng)度越大,對(duì)整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)愈大。AEDA分析時(shí),一般采用蒸餾法制樣,近年來(lái)有人將靜態(tài)頂空提取、動(dòng)態(tài)頂空提取以及SPME法同AEDA分析相結(jié)合[6]。

        2.2 頻率檢測(cè)法

        頻率檢測(cè)法最早是由Linssen等于1993年提出的,該法由大量非專(zhuān)業(yè)的評(píng)審人員(通常為6至12人)對(duì)GC分離物同時(shí)評(píng)定。每位評(píng)審員的檢測(cè)頻率為1/n(n為嗅聞到該氣味的評(píng)審員人數(shù)),n值越大表明嗅聞到的人數(shù)越多,檢測(cè)頻率就越高[12]。該法簡(jiǎn)便易行,一次實(shí)驗(yàn)即可完成評(píng)定,對(duì)評(píng)審人員要求較低,且具有較高的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此,其應(yīng)用廣泛。

        2.3 時(shí)間-強(qiáng)度法

        時(shí)間-強(qiáng)度法是測(cè)試者在嗅聞到氣味后,立即記下該氣味成分的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間,并對(duì)其進(jìn)行描述。氣味強(qiáng)度通過(guò)一次實(shí)驗(yàn)獲得,對(duì)嗅聞人員要求較高。但該法不需對(duì)樣品進(jìn)行稀釋?zhuān)⒁着c其它提取技術(shù)結(jié)合使用。代表性方法有:OSME法和指距法(Finger Span)[5]。

        2.3.1 OSME法 OSME法是由McDaniel等在1990年[13]提出的,該方法中評(píng)審人員通過(guò)手動(dòng)可調(diào)電阻來(lái)確定氣味成分的強(qiáng)度。與此電阻連接的電腦會(huì)將不同的強(qiáng)度信號(hào)同步的以圖譜的形式顯示出來(lái)。圖譜以保留時(shí)間為橫坐標(biāo),以風(fēng)味強(qiáng)度為縱坐標(biāo),峰高表示風(fēng)味強(qiáng)度,峰寬表示持續(xù)時(shí)間[5]。

        2.3.2 指距法 指距法(Finger Span)是利用指距與跨通道匹配相結(jié)合的方法對(duì)氣味強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)的。它使得拇指與其他手指間的距離得以精確測(cè)量。兩手指間的距離和氣味強(qiáng)度成正相關(guān),手指滑動(dòng)的時(shí)間和氣味的持續(xù)時(shí)間相對(duì)應(yīng)[14]。

        2.4 峰后強(qiáng)度法

        峰后強(qiáng)度法即在GC分析出峰后的一定時(shí)間內(nèi)跟蹤記錄氣味強(qiáng)度變化的方法。它將感受到的氣味強(qiáng)度以標(biāo)度進(jìn)行描述,常見(jiàn)的有5~9點(diǎn)標(biāo)度法。各標(biāo)度均代表相應(yīng)的強(qiáng)度,以5點(diǎn)標(biāo)度法為例:1-極弱;2-弱;3-中等;4-強(qiáng);5-極強(qiáng)。該法對(duì)于感官評(píng)價(jià)員而言屬于中等難度,在使用標(biāo)度時(shí)可能會(huì)因評(píng)價(jià)員的不同而有較大的差異[15]。

        3 GC-O在肉制品風(fēng)味物質(zhì)分析中的應(yīng)用

        隨著 GC-O在乳制品[16]、咖啡[7]、茶葉[17]、水果[18]、蔬菜[19]等食品風(fēng)味研究中展現(xiàn)出的優(yōu)越性,GC-O也被引入到了肉制品風(fēng)味分析領(lǐng)域,并受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者越來(lái)越多的重視。

        3.1 GC-O在畜肉制品風(fēng)味分析中的應(yīng)用

        Machiels等[20]使用頻率檢測(cè)法對(duì)愛(ài)爾蘭市售的傳統(tǒng)飼喂法生產(chǎn)的牛肉和有機(jī)牛肉的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了強(qiáng)度分析和描述,結(jié)合GC-MS共鑒定出81種風(fēng)味物質(zhì)(傳統(tǒng)牛肉72種,有機(jī)牛肉62種),包括14種醛類(lèi)、12種雜環(huán)化合物、11種酮類(lèi)、10種醇類(lèi)、10種酸、7種烷烴、6種腈類(lèi)、5種氨基化合物、3種脂類(lèi)、3種硫化物和1種內(nèi)酰胺類(lèi)物質(zhì)。氣味活性物質(zhì)方面,傳統(tǒng)牛肉確認(rèn)出11種,有機(jī)牛肉14種;共同的風(fēng)味物質(zhì)10種,分別為甲硫醇、二甲基硫醚、2-丁酮、乙酸乙酯、2-甲基丁醇、3-甲基丁醇、2-辛酮、正癸醛、苯并噻唑和一種未知化合物;兩種牛肉在揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)和風(fēng)味特征方面存在很大差異。

        何潔等[21]運(yùn)用動(dòng)態(tài)頂空制樣和氣相色譜-嗅聞結(jié)合氣-質(zhì)聯(lián)機(jī)法對(duì)宣威火腿的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行了分析,共鑒定出42種香味活性物質(zhì),包括15種醛類(lèi),5種酮類(lèi),1種酸類(lèi),3種醇類(lèi),2種酯類(lèi),7種硫化物,6種含氮化合物,4種芳烴以及2種萜類(lèi)化合物。并將3-甲基丁醛(黑巧克力味)、己醛(青草味)、3-甲硫基丙醛(土豆味)、1-辛烯-3-酮(蘑菇味)、辛醛(清香、甜香)確認(rèn)為宣威火腿重要的香味活性物質(zhì)。

        宋煥祿[22]和田懷香等[23]分別通過(guò)GC-O實(shí)驗(yàn)對(duì)金華火腿中的風(fēng)味活性物質(zhì)進(jìn)行了研究,檢測(cè)出56種氣味化合物,確定了42種,并認(rèn)為丁二酮、己醛、1-辛烯-3-酮、甲基丙醛、3-甲基丁醛、丙酸乙酯、庚醛、己酸乙酯、順-4-庚烯醛、2-乙?;?1-吡咯啉、蛋硫醛和反-2-壬烯醛這十二種物質(zhì)為金華火腿的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)。田懷香等人用自制的Sniffing裝置,通過(guò)GC-O分析,有效地將風(fēng)味物質(zhì)由88種精簡(jiǎn)到較重要的22種,包括9種醛類(lèi)化合物(2-甲基丙醛、3-甲基丁醛、2-甲基丁醛、己醛、庚醛、3-甲硫基丙醛、辛醛、苯乙醛、壬醛),4種含硫化合物(甲硫醇、二甲基二硫化物、3-甲硫基丙醛、二甲基三硫化物)和3種雜環(huán)化合物(甲基-吡嗪、2,6,-二甲基吡嗪、2-戊基呋喃),并認(rèn)為它們對(duì)金華火腿的整體風(fēng)味貢獻(xiàn)很大。

        Carrapiso等[24]采用頻率檢測(cè)法對(duì)正常和腐敗的Iberian火腿中的風(fēng)味活性物質(zhì)進(jìn)行了研究,并首次鑒定出腐敗的Iberian火腿中臭味物質(zhì)為丁酸乙酯、二甲基二硫醚、苯乙醛、醋酸、丙酸、丁酸、3-甲基丙酸和戊酸。正?;鹜戎幸胰┑臋z測(cè)頻率值(DF,detection frequency values)最大,2-甲基丙醛、乙酸-2甲基丙酯、乙酸-2甲基丁酯、苯乙醛和3-甲硫基丙醛的DF值最低,這些呈味物質(zhì)在腐敗火腿中的DF值則表現(xiàn)出顯著的差異。

        3.2 GC-O在水產(chǎn)品風(fēng)味分析中的應(yīng)用

        Niimi等[25]采用指距法對(duì)新西蘭南部和北部所產(chǎn)的球海膽卵的氣味活性成分進(jìn)行了研究,評(píng)審人員嗅聞到81種氣味活性成分,經(jīng)MS鑒定出包括8種中短鏈游離脂肪酸、4種醇類(lèi)、4種芳香環(huán)類(lèi)化合物和兩種萜類(lèi)化合物在內(nèi)的18種主要?dú)馕痘钚猿煞?并認(rèn)為上述物質(zhì)對(duì)球海膽卵的風(fēng)味起到了較大的貢獻(xiàn)作用。

        趙慶喜等[26]用氣相色譜-質(zhì)譜-嗅覺(jué)檢測(cè)器聯(lián)用技術(shù)對(duì)微波蒸餾(MD)-固相微萃取(SPME)提取的鳙魚(yú)魚(yú)肉揮發(fā)性成分進(jìn)行了分析鑒別,共確定出以C6~C9羰基化合物和揮發(fā)性醇類(lèi)為主的53種風(fēng)味物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論認(rèn)為,己醛、1,5-辛二烯-3-酮、2-己烯醛、2,5-辛二酮、2-壬烯醛、1-戊烯-3-醇、2,4-庚二烯醛、2-辛烯-1-醇、1-辛烯-3-醇、l-辛醇、3,6-壬二烯醇、1,10-二甲基-9-萘烷醇等揮發(fā)性物質(zhì)的協(xié)同作用構(gòu)成了鳙魚(yú)魚(yú)肉特殊的魚(yú)腥味和泥腥味。

        陳德慰[27]在對(duì)熟制大閘蟹的風(fēng)味研究中,使用了HS-SPME-GC-MS結(jié)合GC-O技術(shù),認(rèn)為三甲胺、甲硫醚、3-甲硫基丙醛、1-辛烯-3-酮、二甲基三硫、1-辛烯-3-醇、苯甲醛和2-乙?;邕?yàn)槭熘菩啡庵饕娘L(fēng)味化合物,對(duì)其“魚(yú)腥、蟹肉”、“土豆”、“青甜、雞蛋”以及“硫臭”、“泥土”等氣味的形成具有重要作用。

        張青等[28]采用SDE-GC-O結(jié)合GC-MS技術(shù)對(duì)鰱魚(yú)肉中的揮發(fā)性氣味活性物質(zhì)進(jìn)行了特征評(píng)價(jià)和定性分析。得到的31種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中有11種具有氣味活性,主要體現(xiàn)為魚(yú)腥,青味、油脂和蘑菇等氣味。通過(guò)稀釋法發(fā)現(xiàn),(E)-2-辛烯醛和3-甲硫基丙醛對(duì)鰱魚(yú)肉的腥味有很大貢獻(xiàn),并認(rèn)為SDE-GC -O法能有效地篩選出鰱魚(yú)肉中的氣味活性物質(zhì),同時(shí)確定了各物質(zhì)對(duì)魚(yú)肉風(fēng)味的貢獻(xiàn)大小。

        4 展望

        GC-O在肉制品風(fēng)味物質(zhì)研究領(lǐng)域的應(yīng)用展示了其強(qiáng)大的功能,然而任何技術(shù)或多或少的都會(huì)存在不足之處。鼻子的靈敏度會(huì)因人甚至因時(shí)而異,每位嗅聞人員對(duì)不同氣味敏感度也有所差異。嗅聞人員的參與,就決定了該方法在一定程度上會(huì)受到主觀(guān)因素的制約。通過(guò)對(duì)評(píng)審人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的嗅聞培訓(xùn),并將評(píng)審人員的描述進(jìn)行比較從而確認(rèn)結(jié)果的可靠性,可以解決個(gè)人主觀(guān)因素造成的困擾。萃取方法的不同也會(huì)影響到GC-O的分析結(jié)果,如果想對(duì)待測(cè)物風(fēng)味化合物組成進(jìn)行較全面的研究,充分的富集萃取方法就顯得十分重要。

        GC-O解決了MS在風(fēng)味研究中的難題,但不可能完全取代MS的地位,因此通過(guò)MS來(lái)獲取化合物的結(jié)構(gòu)信息仍是不可或缺的。若將GC-O與MS結(jié)合使用,使其相互取長(zhǎng)補(bǔ)短,集成兩者的優(yōu)點(diǎn),會(huì)使其在肉制品風(fēng)味研究的領(lǐng)域中發(fā)揮更大的作用。

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        Applications of gas chromatography-olfactometry(GC-O) in meat flavor analysis

        LIU Hui,GAO Rui-ping,KAN Jian-quan*,ZHOU Chun-hong,LIU Fang-jing
        (College of Food Science,Southwest University,Chongqing 400715,China)

        Gas chromatography-olfactometry method(GC-O)as a powerful tool,it could identify a single component of flavor’s contribution to the overall flavor and make up the research of MS in this area.Researchers concerned more and more about this method.The principle and analytical method of GC-O were introduced,its application in meat flavor analysis also introduced emphatically,to make people understand this technology better,and provide some help for later relative research.

        gas chromatography-olfactometry(GC-O);flavor analysis;application;meat products

        TS251.1

        A

        1002-0306(2011)12-0577-04

        對(duì)于肉類(lèi)食品而言,風(fēng)味是其整體可接受性中一個(gè)非常重要的指標(biāo)。在當(dāng)前,對(duì)肉制品風(fēng)味物質(zhì)的研究中,GC-MS法是最常用的分析手段。但在大量的揮發(fā)性化合物中,往往只是一小部分閾值和含量都很低的物質(zhì)對(duì)食品風(fēng)味有貢獻(xiàn),并非所有成分都有貢獻(xiàn),使用GC-MS往往不能對(duì)這些低含量的有效風(fēng)味物質(zhì)加以鑒定。同時(shí),GC-MS也無(wú)法確定單一風(fēng)味活性物質(zhì)對(duì)整體風(fēng)味貢獻(xiàn)的大小。氣相色譜-嗅覺(jué)測(cè)量法(GC-O)的引入,使風(fēng)味物質(zhì)研究有了新的突破。因?yàn)槿说谋亲油ǔ1热魏挝锢頇z測(cè)器都更敏感,人類(lèi)鼻子能感知到食品中揮發(fā)物其揮發(fā)性的強(qiáng)弱與揮發(fā)性化合物釋放的相關(guān)程度。從肉制品大量的揮發(fā)性物質(zhì)中有效的區(qū)分出風(fēng)味活性物質(zhì)(或關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì))已成為肉制品風(fēng)味分析的一項(xiàng)重要任務(wù),GC-O法為該領(lǐng)域的研究提供了一個(gè)有力的工具[1-5]。

        1 GC-O的原理

        氣相色譜-嗅覺(jué)測(cè)量法(Gas Chromatography-Olfactometry,GC-O)是將氣味檢測(cè)儀(或使用人的鼻子作檢測(cè)器來(lái)分析氣流中的氣味活性物質(zhì))與氣相色譜儀相結(jié)合的一種感官檢測(cè)技術(shù)[6],是一種能夠從復(fù)雜的混合物中選擇和評(píng)價(jià)氣味活性物質(zhì)的有效方法。其原理是在氣相色譜柱末端安裝分流口,把處理好的樣品經(jīng)GC分離,并將得到的流出組分經(jīng)分流閥分為兩路,一路進(jìn)入到檢測(cè)器[如氫火焰離子檢測(cè)器(FID)或質(zhì)譜(MS)],另一路通過(guò)專(zhuān)用的傳輸線(xiàn)進(jìn)入嗅探口。嗅探口通常是圓錐形的,由玻璃或者聚四氟乙烯制成。嗅聞人員就在嗅探口處對(duì)所聞到的氣味進(jìn)行描述和記錄[2],其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        2010-10-29 *通訊聯(lián)系人

        劉輝(1984-),男,碩士研究生,研究方向:食品安全與質(zhì)量控制。

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