王勇勤，郭 新，黃笠原，王 遠(yuǎn)，王 斌，張 杰，張燕麗，王慶玲,

（1.石河子大學(xué)食品學(xué)院，新疆 石河子 832003；2.新疆綠翔牧業(yè)有限責(zé)任公司，新疆 額敏 834600）

干腌羊肉火腿是以新鮮羊后腿為原料，經(jīng)過(guò)腌制、洗曬、整形和發(fā)酵制成的特色肉制品，以其豐富的營(yíng)養(yǎng)、濃郁的香氣深受消費(fèi)者喜愛(ài)[1]。風(fēng)味是消費(fèi)者判斷食品質(zhì)量和可接受性的重要感官屬性之一[2]，干腌火腿的香氣主要由加工成熟階段蛋白水解和脂肪氧化產(chǎn)生的醛、醇、酮、羧酸、碳?xì)浠衔锏葥]發(fā)性化合物組成[3]。

電子鼻技術(shù)和氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用是目前食品風(fēng)味分析的重要研究手段[4]。電子鼻通過(guò)對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味輪廓信息進(jìn)行綜合分析，已經(jīng)用于水果和蔬菜新鮮分級(jí)及產(chǎn)品溯源地追蹤[5-6]，及飲料、化妝品、醫(yī)藥等[7]。GC-MS技術(shù)則能夠?qū)崿F(xiàn)待測(cè)樣品具體風(fēng)味化合物的定性和定量，GC-MS與電子鼻技術(shù)的結(jié)合能夠全面分析和評(píng)價(jià)食品的風(fēng)味特性[8]。

前期研究發(fā)現(xiàn)羊肉火腿成品具有濃郁的香氣，但在貯藏過(guò)程中風(fēng)味逐漸發(fā)生變化，為探明火腿成品不同貯藏時(shí)間的風(fēng)味差異，本研究以室溫條件下不同貯藏時(shí)間的真空包裝羊肉火腿為研究對(duì)象，利用電子鼻及GC-MS技術(shù)對(duì)風(fēng)味化合物進(jìn)行檢測(cè)，以期為新疆干腌羊肉火腿工業(yè)化生產(chǎn)及產(chǎn)品貯運(yùn)提供參考。

1 材料與方法

以5 ℃/min升至90 ℃；再以10 ℃/min升至180 ℃；接著以10 ℃/min升至230 ℃，保留7 min。載氣為He，流量0.8 mL/min；汽化室溫度230 ℃。

MS條件：電子電離源；電子能量70 eV；接口溫度250 ℃；離子源溫度200 ℃；燈絲發(fā)射電流200 μA；檢測(cè)器電壓1 kV。

1.3.5 揮發(fā)性物質(zhì)定性及定量

定性方法：通過(guò)比較質(zhì)譜與NIST 15質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)及保留指數(shù)（retention index，RI）鑒定化合物，保留正、反匹配度均大于800（最大值1 000）的鑒定結(jié)果[11]。根據(jù)揮發(fā)物的保留時(shí)間計(jì)算RI，按下式計(jì)算：

式中：tR（x）、tR（n）、tR（n+1）分別為待測(cè)揮發(fā)物、含n 個(gè)及（n+1）個(gè)碳原子的正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間/min。

定量方法：采用峰面積歸一化法求得各揮發(fā)性化合物相對(duì)含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

1.1 材料

新鮮巴什拜羊后腿購(gòu)自新疆石河子市友好超市。

1.2 儀器與設(shè)備

Fox 4000電子鼻 法國(guó)Alpha MOS公司；7890A-7000B GC-MS聯(lián)用儀 日本島津公司；JJ-2BS型組織搗碎機(jī) 常州崢嶸儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

羊肉火腿加工參考馬艷梅等[9]的方法。取同一批次不同火腿成品3 份，切片（5 cm×3 cm×0.8 cm）后真空包裝，于（22±1） ℃、相對(duì)濕度40%條件下貯藏，分別于0、30、60、90、120、150 d和180 d取樣，剔除樣品表面脂肪和肉眼可見(jiàn)肌膜，組織搗碎機(jī)攪碎，備用。

1.3.2 電子鼻測(cè)定

準(zhǔn)確稱(chēng)?。?.00±0.01）g樣品于20 mL樣品瓶中密封，并于50 ℃加熱5 min。以潔凈的干燥空氣作為載氣，恒定流速100 mL/min，注射針總體積2 000 μL，1.5 s進(jìn)樣完成，注射溫度60 ℃，數(shù)據(jù)采集2 min，延滯時(shí)間15 min[10]。

1.3.3 頂空固相微萃取

準(zhǔn)確稱(chēng)取（5.00±0.01） g樣品置于20 mL頂空瓶中，將老化后的50/30 μm二乙基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷萃取頭插入樣品瓶頂空部分，于60 ℃吸附30 min，吸附后的萃取頭取出后插入GC進(jìn)樣口，于250 ℃解吸3 min，同時(shí)啟動(dòng)儀器采集數(shù)據(jù)[11]。

1.3.4 GC-MS檢測(cè)條件

GC條件：DB-WAX毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；恒定流量模式；升溫程序：起始柱溫40 ℃，

采用The Unscrambler v9.7進(jìn)行主成分分析（principal component analysis，PCA）和判別因子分析（discriminant factor analysis，DFA）；SPSS 17.0軟件進(jìn)行顯著性分析，顯著水平P＜0.05；每組樣品測(cè)定3 組重復(fù)，結(jié)果以 ±s表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 電子鼻結(jié)果分析

2.1.1 不同貯藏時(shí)間干腌羊肉火腿風(fēng)味雷達(dá)指紋圖譜分析

圖1 不同貯藏時(shí)間羊肉火腿揮發(fā)性成分雷達(dá)圖譜Fig.1 Radar chart of volatile components of mutton ham with different storage times

表1 不同貯藏時(shí)間羊肉火腿揮發(fā)性物質(zhì)種類(lèi)及相對(duì)含量Table1 Classes and relative contents of volatile compounds in mutton ham with different storage times

采用配備有18 種金屬傳感器的Fox 4000型電子鼻分析羊肉火腿在不同貯藏時(shí)間的揮發(fā)性風(fēng)味特征，其香氣不僅取決于風(fēng)味分子組成，還取決于風(fēng)味中分子濃度。由圖1可以看出，P30/1、TA/2、PA/2、T70/2、P10/2、T30/1傳感器對(duì)不同貯藏時(shí)間羊肉火腿風(fēng)味響應(yīng)值較大，其中P30/1、T70/2、T30/1感應(yīng)器區(qū)分度較高；P30/1傳感器響應(yīng)值最大，傳感信號(hào)強(qiáng)度依次是180、120、150、90、0、30 d和60 d，且180 d的傳感信號(hào)強(qiáng)度顯著高于其他貯藏期間的傳感信號(hào)強(qiáng)度，在90 d和120 d雷達(dá)指紋圖譜幾乎重疊，表明在樣品中存在相似的揮發(fā)性成分；LY2/LG、LY2/G、LY2/AA、LY2/GH、LY2/gCTL、LY2/gCT傳感器響應(yīng)值明顯小于其他傳感器，表明上述傳感器對(duì)某些風(fēng)味物質(zhì)響應(yīng)不敏感或該類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)含量較低，因而傳感器響應(yīng)較小；整體而言，雷達(dá)圖能有效區(qū)分干腌羊肉火腿不同貯藏時(shí)間揮發(fā)性成分。

2.1.2 不同貯藏時(shí)間干腌羊肉火腿風(fēng)味PCA和DFA結(jié)果

圖2 不同貯藏時(shí)間羊肉火腿電子鼻PCA（a）和DFA（b）Fig.2 PCA plot (a) and DFA plot (b) of mutton ham with different storage times

PCA使用正交變換將一組可觀(guān)相關(guān)變量的觀(guān)測(cè)值轉(zhuǎn)換為一組主成分的線(xiàn)性不相關(guān)變量值[12]。DFA是將傳感器數(shù)據(jù)重新組合優(yōu)化區(qū)分性的分類(lèi)技術(shù)，主要目的是使各個(gè)組間的重心距離最大，同時(shí)保證組內(nèi)差異最小，不同類(lèi)數(shù)據(jù)之間差異最大化[13]。如圖2a所示，PC1和PC2貢獻(xiàn)率分別為81.12%和8.07%，總貢獻(xiàn)率為89.19%，表明PC1、PC2提取了干腌羊肉火腿貯藏期揮發(fā)性化合物的主要特征[14]，可用于分析羊肉火腿在不同貯藏期揮發(fā)性香氣成分的變化規(guī)律。由圖2a可知，羊肉火腿不同貯藏時(shí)間在PC1上有明顯的位置遷移，說(shuō)明不同貯藏時(shí)間下火腿風(fēng)味呈現(xiàn)顯著變化，同時(shí)可以看出90 d和120 d圖譜存在交叉重疊，表明貯藏90 d和120 d火腿風(fēng)味差異不顯著，存在相似成分，但貯藏150 d后風(fēng)味呈現(xiàn)顯著變化，此結(jié)果與雷達(dá)圖譜分析結(jié)果一致。由圖2b可以看出，不同貯藏時(shí)間干腌羊肉火腿分散程度大，組內(nèi)差異小，PC1和PC2貢獻(xiàn)率為98.02%和1.07%，總貢獻(xiàn)率為99.09%，DFA能對(duì)所有樣品進(jìn)行良好地區(qū)分且區(qū)分效果顯著高于PCA。

2.2 風(fēng)味化合物的GC-MS測(cè)定結(jié)果

由表1、2可以看出，羊肉火腿中各類(lèi)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)在不同貯藏時(shí)間存在顯著變化。通過(guò)GC-MS聯(lián)用技術(shù)共檢測(cè)和鑒定出干腌羊肉火腿烴類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)、醇類(lèi)、酸類(lèi)、酯類(lèi)和其他風(fēng)味物質(zhì)7類(lèi)，共計(jì)94 種。各貯藏時(shí)間分別鑒定出揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)56、55、59、64、69、61 種和68 種。其中烴類(lèi)、醛類(lèi)種類(lèi)和相對(duì)含量最多，其中，貯藏0 d時(shí)烴類(lèi)、醛類(lèi)相對(duì)含量分別為34.469%和43.688%；貯藏結(jié)束時(shí)分別為39.674%、36.788%。表明干腌羊肉火腿在不同貯藏時(shí)間風(fēng)味存在顯著差異，此結(jié)果與電子鼻分析結(jié)果一致。

2.3 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

2.3.1 烴類(lèi)化合物

烷烴類(lèi)化合物主要由脂質(zhì)分解產(chǎn)生，一般具有較高的閾值，大多香氣較弱或者無(wú)味，一般不作為羊肉火腿的主要香味物質(zhì)，有研究表明烴類(lèi)化合物是雜環(huán)化合物的重要中間體，因此對(duì)火腿風(fēng)味具有基底作用[15]。但烯

烴類(lèi)化合物可作為酮、醛的前體物質(zhì)，對(duì)風(fēng)味具有潛在作用，并且烯烴具有較低的閾值[16]；在干腌羊肉火腿中共鑒定出5 種烯烴，分別為2,4-二甲基-1-庚烯、1-己二烯、反式石竹烯、（2E）-3,7,11,15-四甲基-2-十六碳烯、4-戊基丁烷-4-烯烴，其中2,4-二甲基-1-庚烯在整個(gè)貯藏過(guò)程中始終存在，且貯藏過(guò)程中相對(duì)含量逐漸增加，表明該物質(zhì)為烴類(lèi)主要風(fēng)味物質(zhì)，此結(jié)果與Martínez-Onandi等[17]對(duì)伊比利亞火腿揮發(fā)性成分鑒定結(jié)果一致。

表2 不同貯藏時(shí)間的羊肉火腿揮發(fā)性香氣成分及相對(duì)含量Table2 Volatile aroma components and their relative contents in mutton ham with different storage times

續(xù)表2

2.3.2 酸酯類(lèi)化合物

糖酵解、蛋白質(zhì)水解、脂肪氧化以及內(nèi)源酶作用是火腿產(chǎn)生揮發(fā)性化合物主要途徑[18]，酯類(lèi)化合物是酯化反應(yīng)的重要產(chǎn)物，也是發(fā)酵過(guò)程中重要的產(chǎn)物之一，它們賦予干腌火腿果味和甜味[19]，在貯藏期共檢測(cè)出3 種酯類(lèi)化合物，1 種長(zhǎng)鏈酯（苯乙酸-2-十四酯），1 種內(nèi)酯（γ-庚內(nèi)酯）和1 種短鏈酯（亞硫酸十二烷基戊酯），它們?cè)谫A藏過(guò)程中相對(duì)含量較低，貯藏結(jié)束時(shí)相對(duì)含量分別為0.895%、0.12%、0.233%，其中內(nèi)酯是通過(guò)羥基酸的分子內(nèi)酯化形成[20]。酸類(lèi)物質(zhì)可能來(lái)自于火腿中甘油和磷脂的降解，是火腿重要的風(fēng)味物質(zhì)，乙酸作為一種糖類(lèi)微生物代謝的衍生物，而癸酸與蛋白質(zhì)水解有關(guān)[21]。在貯藏過(guò)程中共檢測(cè)出酸類(lèi)9 種，其中丁酸、戊酸和十六酸相對(duì)含量顯著增加；乙酸和十五酸相對(duì)含量顯著降低；3-甲基丁酸和辛酸具有奶味和油脂味且貯藏180 d后消失；己酸和癸酸無(wú)顯著變化，此結(jié)果與伊比利亞火腿風(fēng)味變化規(guī)律[22]一致；這也體現(xiàn)了干腌羊肉火腿風(fēng)味貯藏過(guò)程中變化規(guī)律。

2.3.3 醛酮類(lèi)化合物

干腌羊肉火腿貯藏過(guò)程中醛酮類(lèi)化合物相對(duì)含量較高，并且此類(lèi)物質(zhì)閾值較低，氣味濃郁，對(duì)風(fēng)味貢獻(xiàn)較大[23]。貯藏過(guò)程中共檢測(cè)出醛類(lèi)15 種，酮類(lèi)10 種。醛類(lèi)主要表現(xiàn)為水果味[24]，在貯藏過(guò)程中顯著降低，貯藏0 d時(shí)，醛類(lèi)物質(zhì)總相對(duì)含量為43.688%，但在180 d總相對(duì)含量為36.788%，降低6.900%；酮類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)則相對(duì)含量有所上升，貯藏0 d時(shí)，酮類(lèi)物質(zhì)總相對(duì)含量為3.170%，120 d時(shí)相對(duì)含量為9.873%。醛酮類(lèi)揮發(fā)性風(fēng)味化合物主要由脂質(zhì)氧化降解、氧化脂質(zhì)和氨基酸或蛋白質(zhì)之間的相互作用以及長(zhǎng)鏈化合物降解生成[25]；醛多數(shù)為脂質(zhì)氧化和降解產(chǎn)生的脂肪族化合物，如具有油脂味和辛辣味的辛醛、苯乙醛等線(xiàn)性醛主要通過(guò)不飽和脂肪酸的自動(dòng)氧化和氧化脫氨-脫羧作用產(chǎn)生，可能通過(guò)Strecker降解[26]；苯甲醛由α-亞麻酸的降解形成，而苯乙醛由苯丙氨酸經(jīng)美拉德反應(yīng)形成，5-甲基己醛是由支鏈氨基酸轉(zhuǎn)化生成[27]；酮類(lèi)化合物性質(zhì)穩(wěn)定，香氣持久，一般具有花香氣味[28]，羊肉火腿貯藏中酮類(lèi)整體含量變化幅度較小，所以酮類(lèi)化合物對(duì)火腿貯藏風(fēng)味具有重要作用。其中2-辛酮、2-壬酮、四氫-6-丙基-2H-吡喃-2-酮貫穿于整個(gè)貯藏期且變化幅度小，表明其香氣持久穩(wěn)定。

2.3.4 醇類(lèi)化合物

醇類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)與脂肪降解、氨基酸代謝、甲基酮還原和微生物繁殖密切相關(guān)[29]，但醇類(lèi)物質(zhì)閾值相較于醛酮化合物較高，因此其對(duì)干腌羊肉火腿風(fēng)味貢獻(xiàn)較小。醇類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)在貯藏過(guò)程中相對(duì)含量顯著降低（表1），2-丁基-1-辛醇和1-辛烯-3-醇為主要醇類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)，在貯藏0 d時(shí)相對(duì)含量分別為5.426%和2.391%，貯藏180 d相對(duì)含量分別為0.921%和1.199%；2-丁基-1-辛醇屬于支鏈醇，主要由氨基酸Strecker降解反應(yīng)生成；由花生四烯酸氧化產(chǎn)生的1-辛烯-3-醇具有蘑菇味，對(duì)豬肉香味有重要貢獻(xiàn)[30]。

2.3.5 其他化合物

其他類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)主要有吡嗪類(lèi)化合物、醚類(lèi)化合物、呋喃類(lèi)化合物、酚等共計(jì)10 種。吡嗪類(lèi)風(fēng)味化合物廣泛存在于發(fā)酵火腿中，主要由α-氨基酮經(jīng)美拉德反應(yīng)生成吡嗪化合物，也可能與微生物有關(guān)，通常賦予肉品堅(jiān)果、烘烤的香味[31]。呋喃可以由糖焦糖化和碳水化合物降解產(chǎn)生；2-戊基-呋喃通常在加熱過(guò)程中由脂質(zhì)氧化和降解形成，常見(jiàn)于熟肉及肉制品中，賦予產(chǎn)品烘烤味[32]。

2.4 偏最小二乘法相關(guān)性分析結(jié)果

圖3 偏最小二乘不同貯藏時(shí)間的羊肉火腿相關(guān)性載荷圖Fig.3 PLSR correlation loadings plot for mutton ham with different storage times

通過(guò)偏最小二乘法對(duì)GC-MS和電子鼻數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，以94 種揮發(fā)性成分為X自變量、電子鼻響應(yīng)值為Y因變量，如圖3所示。14 個(gè)Y變量和33個(gè)X變量位于r2為50%和100%橢圓之間，表明其可以被偏最小二乘模型較好地解釋[33]。LY2/LG、LY2/AA、LY2/gCTL、LY2/gCT、LY2/GH等傳感器與多數(shù)烴類(lèi)物質(zhì)相關(guān)性較高，此類(lèi)傳感器能對(duì)烴類(lèi)較好地識(shí)別，但烴類(lèi)閾值較高，在傳感器響應(yīng)值較小，此結(jié)果與雷達(dá)圖結(jié)果一致。同時(shí)，偏最小二乘法表明3-甲硫基丁醛、戊醛、己醛、5-甲基己醛、壬醛、苯甲醛、2-甲基-2-十一烷硫醇、1-戊醇、1-辛烯-3-醇、2-辛酮、丁二酮、2-壬酮、乙酸、2,6-二甲基吡嗪等15 種物質(zhì)為羊肉火腿貯藏過(guò)程中主要香氣成分；在貯藏90～150 d時(shí)特征香氣相對(duì)含量及種類(lèi)較高，此時(shí)羊肉火腿食用風(fēng)味最佳。

3 結(jié) 論

采用電子鼻與頂空固相微萃取GC-MS相結(jié)合的方法能有效鑒定不同貯藏期干腌羊肉火腿揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。電子鼻分析結(jié)果表明不同貯藏時(shí)間羊肉火腿香氣輪廓存在顯著差異，除90 d和120 d存在交叉重疊外，整體區(qū)分效果較好；GC-MS共鑒定出揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)94 種，共7 類(lèi)，烴類(lèi)38 種、醛類(lèi)15 種、酮類(lèi)10 種、醇類(lèi)9 種、酸類(lèi)9 種、酯類(lèi)3 種、其他10 種，醛類(lèi)物質(zhì)在貯藏期相對(duì)含量最高，酯類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)相對(duì)含量最少；偏最小二乘結(jié)果表明3-甲硫基丁醛、戊醛、己醛、5-甲基己醛、壬醛、苯甲醛、2-甲基-2-十一烷硫醇、1-戊醇、1-辛烯-3-醇、2-辛酮、丁二酮、2-壬酮、乙酸、2,6-二甲基吡嗪等是羊肉火腿貯藏過(guò)程中主要香氣成分，貯藏90～150 d時(shí)食用最佳。