气相色谱-离子迁移谱分析漂烫和银杏叶提取物对腊肉挥发性物质成分的影响

（菏泽学院农业与生物工程学院，山东菏泽274000）

肉制品品质除受动物基因型[1]、性别[2]、去势方式[3]、饲养环境[4]、饲料组分[5]、屠宰日龄[6]、屠宰方式[7]和养殖地区[8]等因素影响外，肉制品加工方式，如烹饪方法[9-10]、冷冻途径[11]、辅料种类[12]、嫩化方式[13]等，也会对肉制品的颜色、风味等感官品质，以及氧化状态等理化性质产生影响。而肉制品风味、颜色等感官特性是影响消费者购买意愿大小的决定性因素，也是影响产品业价值的重要因素，尤其是产品的风味又会直接影响到消费的体验[14]。

针对风味的分析，采用基于电子鼻技术的主体特征分析，可以进行不同肉制品[1，15]、橄榄油[16]的识别分析，尽管电子鼻技术可以有效应用于产品挥发性物质的聚类分析，但是缺乏用于数据量化分析的数据支持；采用质谱分析技术，能够对挥发性组分进行定量分析，如进行五香牛肉[17]、羊肉香肠[18]等挥发性风味组分，是进行挥发性物质分析的有效方法[19]，但是质谱数据分析需要大量时间，缺乏在线分析结果，无法满足现代化工业生产的需要，而通过气相色谱-离子迁移谱分析方法，可以实现挥发性有机物（volatile organic compounds，VOCs）的在线分析，是开展食品风味组分分析的良好补充方法[20]。

在肉制品中添加活性物质，如天然植物或植物提取物[21-23]等，均呈现良好的品质保持和抑制氧化作用，即外源活性物质会通过抑制氧化作用等方式，提升肉制品品质。银杏（Ginkgo biloba L.）叶提取物（ginkgo biloba extract，GE）含有丰富的黄酮类物质[24]，可以提升珊瑚果水解液的抗氧化特性和抗增殖活性[25]，通过饲养动物，也可以提升肉制品的抗氧化活性[26]，具有巨大的应用开发潜力。但是将银杏叶提取物应用于肉制品加工的研究较少，尤其是在腌腊肉制品中的应用研究鲜有报道，基于此，本文采用气相色谱-离子迁移谱分析方法对漂烫和银杏叶提取物作用下的广式腊肉VOCs组分进行了分析，为腌腊肉制品的风味研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

五花肉：北京中瑞食品有限公司；食盐、五香粉、味精、白砂糖、异抗坏血酸钠（食品级）：北京新发地批发市场；52°白曲酒：泸州老窖股份有限公司；银杏叶提取物（总黄酮甙含量：24%～26%，总萜内酯含量8%～10%）：深圳悍强医药生物科技有限公司。

BSA822-CW天平：赛多利斯科学仪器有限公司；Cascada BIO纯水机：美国PALL公司；KBF P 240（E5.2）恒温恒湿箱：德国宾德有限责任公司；Flavour－Spec气相色谱离子迁移谱联用仪：德国G.A.S.。

1.2 试验方法

1.2.1 广式腊肉制作

五花肉修整为3 cm×3 cm×15 cm规格，经与辅料混合均匀后静置腌制48 h，期间每隔8 h翻动一次，然后在12℃、相对湿度80%条件下低温成熟，成品率为60%。每组样品原料肉使用量为10 kg，样品成熟后均分为两组，每条腊肉取20 g样品（切横截面），混匀后切碎（直径小于3 mm）备用，每次测试从混碎的样品中均匀取2 g。

基础辅料为（占原料肉的质量百分比）：白砂糖（10.0%）、食盐（2.0%）、五香粉（0.2%）、异抗坏血酸钠（0.2%）、味精（0.5%）白酒（2.0%）和水（10.0%）。各试验组处理方案分别为：C组（对照组）、CG组（C+0.5%GE）、H 组（50℃，15s）、HG 组（H+0.5%GE）、S组（80℃，15 s）和 SG 组（S+0.5%GE）。

1.2.2 气相色谱-离子迁移谱联用技术（gas chromatography-ion mobility spectrometry，GC-IMS）分析

采用顶空进样方式，取2.00 g样品置于顶空瓶密封，于60℃下孵育30 min，进样体积为500 μL。

GC-IMS分析条件为：色谱柱为FS-SE-54-CB-0.5（15 m，ID：0.53 mm），柱温为 60 ℃，分析时间为30 min；载气为 N2，流量，0～2 min，2 mL/min，2 min～10 min，2 mL/min～15 mL/min，10 min～20 min，15 mL/min～100 mL/min，20 min～30 min，100 mL/min～150 mL/min；漂移气体为N2，流量为150 mL/min；检测器温度为45℃，进样针温度为85℃，每个样品进行两次重复。

1.3 数据分析

采用 Laboratory Analytical Viewer和 GC×IMS Library Search Software对广式腊肉中的挥发性物质组分进行定性、定量以及聚类分析；采用SPSS 9.1进行误差性分析，数值标记为：平均值±标准差；采用Origin 8.0软件进行挥发性物质总量的整理和作图。

2 结果与讨论

2.1 不同腊肉挥发性物质的气相色谱离子迁移分析

不同广式腊肉VOCs组分离子迁移谱图如图1所示。GC-IMS为VOCs组分提供了可视化结果，所有样品均有明显的乙醇峰，与样品制备过程中添加2%的白酒（52°）有关，这也是广式腊肉呈现醇香味的原因之一。

图1 不同制备工艺广式腊肉气相色谱离子迁移谱图Fig.1 GC-IMS of cantonese bacon with different preparation techniques

图1直观的将挥发性成分在不同场内的迁移分布表现了出来，其中，纵坐标为气相保留时间，横坐标为离子迁移时间；整个图背景为蓝色，左侧红色竖线为反应离子峰（reaction ion peak，RIP峰，漂移时间为7.84 ms），RIP峰右侧条状峰（红色箭头所指）为乙醇峰（样品中浓度过高贯穿始终）；RIP峰两侧的每一个点代表一种挥发性有机物，白色表示浓度较低，红色表示浓度较高，颜色越深表示浓度越高；RIP峰和乙醇峰有间断是因为此时水合质子所带的电荷被右侧同一气相保留时间的物质夺走导致。

2.2 不同腊肉挥发性物质的气相色谱离子迁移标记分析

不同漂烫温度制备广式腊肉的挥发性成分气相色谱离子迁移谱标记图如图2所示。

图2 不同制备工艺广式腊肉气相色谱离子迁移谱标记图Fig.2 GC-IMS signature of cantonese bacon with different preparation techniques

由图2可知，通过与数据库数据匹配，共标记到36种成分，即可以实时将挥发性组分进行标记，缩短了分析时间，而且更为直观。

2.3 不同腊肉挥发性物质的气相色谱离子迁移差异分析

不同制备工艺广式腊肉气相色谱离子迁移谱差异图见图3。

以C谱图为参照，其它谱图中浓度相同的物质颜色抵消为白色。被参比样品中的蓝色区域表示该物质浓度低于参比样品，蓝色越深，表示浓度越低；被参比样品中的红色区域表示该物质浓度高于参比样品，红色越深，表示浓度越高。

图3 不同制备工艺广式腊肉气相色谱离子迁移谱差异图Fig.3 GC-IMS difference plot of cantonese bacon with different preparation techniques

由图3可知，与C谱图相比，H谱图中乙醇峰蓝颜色加深，S谱图中红颜色加深，说明50℃、15 s处理时样品乙醇含量会降低，而在80℃、15 s处理时乙醇含量又会升高，即温度会对样品乙醇含量产生影响。与C谱图相比，CG、H、HG和SG样品谱图中红色和蓝色斑点更加明显，且蓝色斑点数量较多，说明热处理和添加GE均会对样品的挥发性组分产生影响，但是只进行高温处理（80℃、15 s）对挥发性组分的影响较小。

2.4 不同制备工艺广式腊肉挥发性有机物指纹图谱

由图3可知，高温处理（50℃、15 s）样品，添加GE对腊肉样品风味物质组成影响较小；常规加工工艺下，添加GE对腊肉样品风味物质组成影响最大，且蓝色标记更为明显，说明热处理并未提升GE的作用效果。为了更加全面地对比不同样品间挥发性有机物组分的差异，选取谱图中所有的待分析峰生成指纹图谱。

不同制备工艺广式腊肉的挥发性有机物指纹图谱（Gallery Plot图）见图4。

图4 不同制备工艺广式腊肉的挥发性有机物指纹图谱（Gallery Plot图）Fig.4 Fingerprint of VOCs in Cantonese bacon with different preparation techniques

图中每一行为一种样品；图中每一列为同一保留时间及漂移时间下的有机物（不同样品中相同的物质）的信号峰。

不同漂烫温度制备广式腊肉的挥发性有机物含量见图5。

图5 不同漂烫温度制备广式腊肉的挥发性有机物含量Fig.5 VOCs content in Cantonese bacon with different preparation techniques

6组产品中的挥发性物质总量由图5所示，在不添加GE样品中，C和S之间差异不显著（P＞0.05），H与其它两组样品均有显著性差异（P＜0.05），且挥发性物质含量最高（P＜0.05）。添加GE样品中，随着漂烫温度的升高，挥发性物质的含量呈现为降低的趋势，SG样品含量最低（P＜0.05），CG与HG之间差异不显著（P＞0.05）。除常规处理添加GE后挥发性物质含量明显增加外（P＜0.05），其它两组产品挥发性物质含量均发生了下降（P＜0.05）。即，GE能够增加常规处理样品的挥发性物质，但会降低漂烫处理样品的挥发性物质含量，除SG外，其它添加GE的处理组挥发性风味均得到加强。

指纹图谱中挥发性物质位置及峰强度见表1。

参照图2、图3，由图4、表1可知，添加GE后，未知成分1的含量均明显增加，以未进行热处理样品含量最高；H和HG样品的未知成分2、未知成分3、甲基丁酸乙酯（ethyl 2-methylbutyrate）、甲基丙酸乙酯（ethyl2-methylpropanoate）、乳酸乙酯（ethyl lactate）、未知成分4、糠醇（2-furanmethanol）在未添加CG和添加CG样品中含量均处于较低水平。

表1 指纹图谱中挥发性物质位置及峰强度Table 1 Location and peak intensity of VOCs in fingerprint

续表1 指纹图谱中挥发性物质位置及峰强度Continue table 1 Location and peak intensity of VOCs in fingerprint

辛醇（2-Octanol）含量在添加GE后明显增加，尤其以CG样品增加最多；且CG中未知成分5、乙酸乙酯二聚体（ethyl hexanoate dimer）、戊酸乙酯（ethyl pentanoate）、乙酸丙酯（propyl acetate）、柠檬烯（limonene）、芳樟醇（linalool）、未知成分 6、壬醛二聚体（n-Nonanal dimer）、壬醛单体（n-Nonanal dimer）、未知成分 7 和未知成分8含量均处于较高的水平。

H和HG样品中戊二酮（2_3-pentanedione）含量在未添加GE和添加GE样品中均处于较高水平，H和CG样品中己酸（hexanoic acid）含量在未添加GE和添加GE样品中均处于较高水平，CG和HG样品中2-乙酰基呋喃（2-Acetylfuran）、未知成分10、5-甲基糠醇（5-methyl-2-Furanmethanol）、丁二醇（2_3-Butanediol）含量高于未添加GE的C和H样品，但在SG样品中含量则低于S样品；SG中丙醇（1-Propanol）、甲基丙醛（2-Methylpropanal）含量均发生了下降的现象；相比于未添加CG样品，添加CG样品中丁二酮（2_3-Butanedione）、丙酸乙酯（ethyl propanoate）、己酸乙酯单体（ethyl hexanoate monomer）、丁酸甲酯（ethyl butanoate）的含量均发生了下降；3-甲基-3-丁烯-1-醇（3-methyl-3-buten-1-ol）、乙酸乙酯（ethyl acetate）、辛酸乙酯（ethyl octanoate）含量变化不明显。

尽管采用GC-IMS分析出广式腊肉的36种挥发性成分，但相比于气相色谱质谱仪（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）对全成分的分析，仍然存在一定缺陷，表现在需要预先对所有可能的成分进行数据库建设，通过与谱库信息的比对，才能给出匹配的结果。本试验中，共检出36种成分，但有10种未知成分，即目前的数据库尚不能完全满足广式腊肉挥发性有机物成分的分析。

2.5 不同加工工艺广式腊肉主体风味的相似度分析

采用软件根据样品的挥发性有机物组分对不同样品的主成分相似度进行分析，结果见图6、表2所示。

图6 不同漂烫温度制备广式腊肉挥发性风味的主成分分析Fig.6 PCA analysis of VOCs in cantonese bacon with different preparation techniques

表2 不同漂烫温度制备广式腊肉间的挥发性风味相似度Table 2 VOCs similarity of cantonese bacon with different preparation techniques %

不同制备方法获取产品的挥发性物质主成分在PC1和PC2上的方差贡献值分别为54%和19%，总方差贡献值为73%，小于85%，说明还有其他成分在特征性风味的呈现上起着重要作用。结合表1可知，不同加工工艺广式腊肉VODs含量最高的两种物质为酯类、醇类物质，即通过酯类物质和醇类物质的分析，并不能将不同产品进行有效区分。

且由2.3可知，C和S样品的气相色谱离子迁移谱差异图差异不显著，结合图6中两种产品在PC1和PC2上的重合，以及表2中以全部挥发性物质信息作为计算对象，C和S的相似度在91%以上，说明常规处理和高温处理（80℃、15 s）之间的挥发性物质成分差异较小，与2.4结果一致。而H与HG在PC1和PC2方向上的距离较近，与表2中两者相似度均在86%以上一致，即50℃、15 s的热处理，添加GE并不会显著改变腊肉产品的风味特征。但GE的添加对未进行热处理的C样品产生了显著影响，两者之间的相似度均处于72%与75%之间，在三组对照样品中变化最为明显，即热处理能够降低GE对腊肉风味的影响，也与2.4结果一致。

3 结论

本文采用气相色谱-离子迁移谱系统（GC-IMS），建立了不同加工工艺腊肉样品挥发性物质成分的快速分析方法，并对所得数据进行了分析，漂烫和添加银杏叶提取物均会对广式腊肉的挥发性物质产生影响，但相比于50℃漂烫，80℃漂烫处理对产品风味的影响较小。相比于常规和80℃漂烫处理，50℃漂烫处理后添加银杏叶提取物对产品的风味影响较小，即漂烫、添加银杏叶提取物均会影响产品的风味，但在50℃处理时，银杏叶提取物的作用效果最小。

除80℃漂烫结合银杏叶提取物处理外，其它热处理和添加方案均增加了广式腊肉的风味丰富度。开展挥发性风味物质的数据库建设，将有效提升GC-IMS检测的有效性和准确度，同时与标准物质的谱图对比，也有助于开展肉制品风味释放的探索。