基于頂空氣相色譜-離子遷移譜技術(shù)的冷凍豬肉儲藏時間快速判別方法

冷凍儲藏是一種在一定儲藏時間內(nèi)維持豬肉良好品質(zhì)狀態(tài)的常規(guī)儲藏方法，可以最大程度地抑制和減緩與豬肉腐敗變質(zhì)相關(guān)的生理生化反應(yīng)。在長時冷凍儲藏過程中，蛋白質(zhì)氧化、脂肪氧化、微生物及冰晶的傳熱傳質(zhì)等因素導(dǎo)致的劣變效果疊加會大大降低冷凍豬肉的感官品質(zhì)、食用品質(zhì)及加工性

能。加之，近年來發(fā)生了多起“僵尸肉”和“過期肉”事件，導(dǎo)致企業(yè)和民眾對于冷凍豬肉儲藏時間的質(zhì)疑及其食用安全性的擔(dān)憂，如何判別冷凍豬肉的儲藏時間已成為亟待解決的課題。

采用氣相離子遷移譜技術(shù)，樣品不經(jīng)前處理可直接頂空進樣分析，20min后可得到樣品的揮發(fā)性有機物信息，建立分析模型后可快速判斷豬肉樣品的儲存時間。

1 樣品信息

取5g不同儲存時間豬肉樣品置于20mL頂空瓶中待分析，樣品信息見下表。

說明：

每個樣品做三個平行；

2 分析結(jié)果

2.1 不同儲存時間豬肉樣品的氣相色譜離子遷移譜對比譜圖（Report圖）

圖1 不同儲存時間豬肉樣品的氣相色譜離子遷移譜圖

說明：

1) 縱坐標(biāo)為氣相保留時間，橫坐標(biāo)為離子遷移時間；

2) 整個圖背景為藍(lán)色，左側(cè)紅色豎線為 RIP峰（反應(yīng)離子峰，drift time=7.95ms）；

3) RIP峰兩側(cè)的每一個點代表一種揮發(fā)性有機物，白色表示濃度較少，紅色表示濃度較大，顏色越深表示濃度越大。

4) Report圖主要應(yīng)用于少量譜圖對比。

為了更加直觀地比較不同儲存時間豬肉樣品之間的差異，軟件可給出如圖2的差異圖。由圖可知，隨著儲存時間延長豬肉中揮發(fā)性物質(zhì)種類越來越多，有些揮發(fā)性物質(zhì)濃度增加，還有少量的揮發(fā)性物質(zhì)濃度降低。

圖2 不同儲存時間豬肉樣品的氣相色譜離子遷移譜差異圖

說明：

軟件能夠以一張譜圖為參照，其它幾張譜圖中濃度相同的物質(zhì)顏色抵消為白色。被參比樣品中的藍(lán)色區(qū)域表示該物質(zhì)濃度低于參比樣品，藍(lán)色越深，表示濃度越低；被參比樣品中的紅色區(qū)域表示該物質(zhì)濃度高于參比樣品，紅色越深，表示濃度越高。

下圖3為四種豬肉樣品氣相色譜離子遷移譜3D圖，新出現(xiàn)的峰、濃度發(fā)生變化的峰在3D圖中能夠很明顯的看出。

圖3 不同儲存時間豬肉樣品的氣相色譜離子遷移譜3D圖

2.2 不同儲存時間豬肉樣品指紋圖譜(Gallery圖)

為了用戶更加方便地對比不同樣品間揮發(fā)性有機物組分的差異，G.A.S.公司開發(fā)的LAV軟件的GalleryPlot插件，可選取譜圖中所有的待分析峰，自動生成指紋圖譜，結(jié)果如下：

圖4 不同儲存時間豬肉樣品氣相離子遷移譜圖中選取的揮發(fā)性有機物的Gallery圖

說明：

1) 圖4中每一行為一種豬肉樣品，由該樣品所含的全部揮發(fā)性有機物信號峰組成；

2) 圖4中每一列為同一保留時間及漂移時間下的有機物(不同樣品中相同的物質(zhì))的信號峰；

3) Gallery圖主要應(yīng)用于大量樣品對比。

圖4中用A紅框標(biāo)識出了新鮮豬肉中濃度較高，經(jīng)儲藏后濃度降低的風(fēng)味物質(zhì)，B紅框標(biāo)識出了隨儲藏時間延長新出現(xiàn)或濃度逐漸升高的風(fēng)味物質(zhì)。指紋譜圖左側(cè)為一些新鮮豬肉中濃度較低，因為一定時間的儲存濃度升高的物質(zhì)。下表2為指紋圖中部分物質(zhì)定性結(jié)果。

說明:

1) Count 為對應(yīng)指紋圖中的峰號；

2) Rt為氣相保留時間；

3) Dt為相對遷移時間。

2.3不同儲存時間豬肉樣品的主成分分析

此外，我們可通過主成分分析（PCA），辨別不同樣品，如圖5。

圖5 不同儲存時間豬肉樣品的PCA分析

主成分分析結(jié)果顯示不同儲存時間豬肉樣品間區(qū)分明顯，而且隨儲存時間延長，樣品在圖中呈現(xiàn)從左向右的有規(guī)律的分布。建立肉制品的存儲時間分類模型后，可為精準(zhǔn)判斷肉制品的存儲時間提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。

3 結(jié)論

使用FlavourSpec®風(fēng)味分析儀檢測不同儲存時間豬肉樣品我們可以得到以下信息：

1) 新鮮豬肉中一些諸如Ethyl 3-methylbutanoate、3-methylbutanol、Hexan-2-one、Pentanal等成分會因儲存而減少；

2) 儲存過的豬肉中會產(chǎn)生新的揮發(fā)性物質(zhì)，部分醛酮類物質(zhì)濃度隨儲存時間延長逐漸升高；

3）根據(jù)PCA聚類分析結(jié)果可知，隨著存儲時間的延長，豬肉樣品從左至右分布，建立不同存儲時間肉制品分類模型后，可以為冷凍肉、僵尸肉的存儲時間的判斷提供數(shù)據(jù)支撐。

參考文獻(xiàn)：《食品科學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)首發(fā) 《基于頂空氣相色譜-離子遷移譜技術(shù)的冷凍豬肉儲藏時間快速判別方法》