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-嗅覺測量法(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，正受到越來越多的重視。簡述了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-嗅覺測量法，風(fēng)味分析，應(yīng)用，肉制品

圖1 氣相色譜-嗅味檢測儀結(jié)構(gòu)示意圖

2 GC-O的分析方法

隨著感官評定培訓(xùn)的專業(yè)化，評審人員的嗅覺變得更加敏銳，使得一些通常只用于傳統(tǒng)感官評定的分析方法也開始應(yīng)用于GC-O數(shù)據(jù)的收集和處理，并以此來評價單個風(fēng)味活性組分對物質(zhì)整體感官的貢獻(xiàn)大小［7］。這些方法又稱為氣味測量技術(shù)(sniffing)，通常分為四類：稀釋法(dilution)、頻率檢測法(detection frequency)、時間-強(qiáng)度法(timeintensity)和峰后強(qiáng)度法(posterior intensity)［8-10］。

2.1 稀釋法

稀釋法是通過對香氣提取物進(jìn)行連續(xù)稀釋，直至達(dá)到評審人員的嗅覺感受閾值的測量技術(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審員主觀偏見的干擾。Charm值可以通過方程c=dn-1來計算，其中：c代表Charm值，d代表稀釋值，n是評審小組對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，是對樣品進(jìn)行一系列的梯度稀釋，然后分別對各梯度稀釋的樣品進(jìn)行GC-O分析并評價，直至檢測不到呈味物質(zhì)的存在為止［11］。通過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，對整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)愈大。AEDA分析時，一般采用蒸餾法制樣，近年來有人將靜態(tài)頂空提取、動態(tài)頂空提取以及SPME法同AEDA分析相結(jié)合［6］。

2.2 頻率檢測法

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

2.3 時間-強(qiáng)度法

時間-強(qiáng)度法是測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)時間，并對其進(jìn)行描述。氣味強(qiáng)度通過一次實(shí)驗(yàn)獲得，對嗅聞人員要求較高。但該法不需對樣品進(jìn)行稀釋，并易與其它提取技術(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，該方法中評審人員通過手動可調(diào)電阻來確定氣味成分的強(qiáng)度。與此電阻連接的電腦會將不同的強(qiáng)度信號同步的以圖譜的形式顯示出來。圖譜以保留時間為橫坐標(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)合的方法對氣味強(qiáng)度進(jìn)行評價的。它使得拇指與其他手指間的距離得以精確測量。兩手指間的距離和氣味強(qiáng)度成正相關(guān)，手指滑動的時間和氣味的持續(xù)時間相對應(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)。該法對于感官評價員而言屬于中等難度，在使用標(biāo)度時可能會因評價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，并受到國內(nèi)外學(xué)者越來越多的重視。

3.1 GC-O在畜肉制品風(fēng)味分析中的應(yīng)用

Machiels等［20］使用頻率檢測法對愛爾蘭市售的傳統(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、12種雜環(huán)化合物、11種酮類、10種醇類、10種酸、7種烷烴、6種腈類、5種氨基化合物、3種脂類、3種硫化物和1種內(nèi)酰胺類物質(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，5種酮類，1種酸類，3種醇類，2種酯類，7種硫化物，6種含氮化合物，4種芳烴以及2種萜類化合物。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GC-O實(shí)驗(yàn)對金華火腿中的風(fēng)味活性物質(zhì)進(jìn)行了研究，檢測出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GC-O分析，有效地將風(fēng)味物質(zhì)由88種精簡到較重要的22種，包括9種醛類化合物(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)為它們對金華火腿的整體風(fēng)味貢獻(xiàn)很大。

Carrapiso等［24］采用頻率檢測法對正常和腐敗的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、4種芳香環(huán)類化合物和兩種萜類化合物在內(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-嗅覺檢測器聯(lián)用技術(shù)對微波蒸餾(MD)-固相微萃取(SPME)提取的鳙魚魚肉揮發(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)成了鳙魚魚肉特殊的魚腥味和泥腥味。

陳德慰［27］在對熟制大閘蟹的風(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-乙酰基噻唑?yàn)槭熘菩啡庵饕娘L(fēng)味化合物，對其“魚腥、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)對鰱魚肉中的揮發(fā)性氣味活性物質(zhì)進(jìn)行了特征評價和定性分析。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)為魚腥，青味、油脂和蘑菇等氣味。通過稀釋法發(fā)現(xiàn)，(E)-2-辛烯醛和3-甲硫基丙醛對鰱魚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肉中的氣味活性物質(zhì)，同時確定了各物質(zhì)對魚肉風(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)或多或少的都會存在不足之處。鼻子的靈敏度會因人甚至因時而異，每位嗅聞人員對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受到主觀因素的制約。通過對評審人員進(jìn)行專業(yè)的嗅聞培訓(xùn)，并將評審人員的描述進(jìn)行比較從而確認(rèn)結(jié)果的可靠性，可以解決個人主觀因素造成的困擾。萃取方法的不同也會影響到GC-O的分析結(jié)果，如果想對待測物風(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MS來獲取化合物的結(jié)構(gòu)信息仍是不可或缺的。若將GC-O與MS結(jié)合使用，使其相互取長補(bǔ)短，集成兩者的優(yōu)點(diǎn)，會使其在肉制品風(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

對于肉類食品而言，風(fēng)味是其整體可接受性中一個非常重要的指標(biāo)。在當(dāng)前，對肉制品風(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往往不能對這些低含量的有效風(fēng)味物質(zhì)加以鑒定。同時，GC-MS也無法確定單一風(fēng)味活性物質(zhì)對整體風(fēng)味貢獻(xiàn)的大小。氣相色譜-嗅覺測量法(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測器都更敏感，人類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有力的工具［1-5］。

1 GC-O的原理

氣相色譜-嗅覺測量法(Gas Chromatography-Olfactometry，GC-O)是將氣味檢測儀(或使用人的鼻子作檢測器來分析氣流中的氣味活性物質(zhì))與氣相色譜儀相結(jié)合的一種感官檢測技術(shù)［6］，是一種能夠從復(fù)雜的混合物中選擇和評價氣味活性物質(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)入到檢測器［如氫火焰離子檢測器(FID)或質(zhì)譜(MS)］，另一路通過專用的傳輸線進(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。