延边黄牛肉挥发性风味物质

侯婷婷南京煕林 墨许美娜刘 田王 娟李官浩

(1. 延边大学农学院，吉林 延吉 133000；2. 延边大学食品研究中心，吉林 延吉 133000；3. 延边出入境检验检疫局，吉林 延吉 133000)

延边黄牛肉，取自中国五大地方良种牛之一的延边黄牛，其不饱和脂肪酸、必需氨基酸及所含风味氨基酸含量均较高[1]。挥发性风味物质是牛肉香味的来源，不同部位的肉由于脂肪、蛋白质含量或组成的不同呈现出不同的香味，而气味是评价牛肉品质的重要指标之一。目前延边黄牛肉的挥发性风味物质研究还未见报道。

食品中挥发性成分通常采用固相微萃取法(SPME)与气相色谱质谱联用(GC/MS)的方法进行分析[2-4]。牛肉中挥发性成分的SPME-GC/MS分析已见报道，綦艳梅等[5]采用65 μm PDMS/DVB、75 μm CAR/PDMS、100 μm PDMS 3种萃取纤维萃取月盛斋清香牛肉的挥发性成分，经GC-MS鉴定分析确定75 μm CAR/PDMS萃取纤维对月盛斋清香牛肉的挥发性化合物的萃取较有利；韩云秀[6]研究发现75 μm CAR/PDMS萃取纤维对生、熟皓月品牌牛肉萃取效果最佳。萃取纤维的选择影响牛肉中挥发性成分的萃取结果，应优先进行考虑。原琦等[7]采用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取纤维对奶公犊不同部位小白牛肉(牛腩、牛柳、牛霖)的挥发性物质进行萃取，指出同一类化合物在不同部位所占比例不同，且不同部位挥发性风味物质种类及占总风味含量的比例也不同。因此，部位不同牛肉中的挥发性成分可能存在差异。

本研究在优化延边黄牛肉挥发性成分的萃取纤维的前提下，进一步以延边黄牛西冷、后臀、牛腩3种部位为研究对象，利用顶空固相微萃取技术(HS-SPME)和气相色谱—质谱(GC-MS)联用分析3个部位挥发性风味物质组成，结合主成分分析探讨不同部位牛肉挥发性成分的差异和挥发性风味物质的特征。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

延边黄牛肉：取自延边大学农学院牧场；

萃取纤维：100 μm PDMS型、65 μm PDMS/DVB型、75 μm CAR/PDMS型，美国Supelco公司；

电子分析天平：BSM 220.3型，上海卓精电子科技有限公司；

毛细管色谱柱：DB-5MS型，美国Supelco公司；

气相-质相联用仪：QP2010 Plus型，日本岛津公司。

1.2 试验方法

1.2.1 萃取纤维的活化 初次使用固相微萃取纤维需在气相色谱进样口进行老化，100 μm PDMS型、65 μm PDMS/DVB型萃取纤维老化温度为250 ℃，75 μm CAR/PDMS型萃取纤维老化温度为300 ℃，老化时间均为0.5 h。

1.2.2 GC-MS分析条件

(1) 色谱条件：DB-5MS毛细管色谱柱，长30.0 m，内径0.25 mm，膜厚0.25 μm；进样口温度250 ℃，进样方式为不分流，载气为氦气(He)，柱流速1 mL/min，吹扫流量3.0 mL/min，分流比50∶1；升温程序：起始温度40 ℃，保持10 min，以5 ℃/min升至200 ℃，再以20 ℃/min升至280 ℃，保持5 min。

(2) 质谱条件：离子源(EI)温度200 ℃，接口温度280 ℃，溶剂延迟时间2 min，电子能量70 eV，扫描质量范围m/z40～550。

1.2.3 固相微萃取法制备样品 取绞碎样品3.0 g置于25 mL 的样品瓶内，密封后在60 ℃沙浴中恒温15 min，采用手动SPME进样器在60 ℃沙浴中吸附60 min，按照1.2.2条件进行GC-MS分析。

1.2.4 数据分析 通过NIST08和NIST08s谱库进行检索，对化合物进行定性分析[8-9]。定性匹配度>80的化合物。按峰面积归一法计算各化合物相对含量[10]。

2 结果与分析

2.1 SPME萃取纤维的选择

选用65 μm PDMS/DVB、75 μm CAR/PDMS、100 μm PDMS 3种挥发性成分常用纤维对延边黄牛西冷部位挥发性成分进行萃取，分别鉴定出挥发性化合物90(总峰面积为8.45×107)，12(总峰面积为4.53×107)，76(总峰面积为4.03×107)种(图1)。3种纤维共鉴定出141种化合物，其中仅仅4种化合物为3种萃取纤维共同鉴定出。SPME中纤维涂层是关键因素[11]。不同类型纤维的涂层不同，萃取到的累积挥发性物质峰面积越大则表明萃取纤维的灵敏度越高[12]。与其他2种型号萃取纤维相比，65 μm PDMS/DVB型萃取纤维对延边黄牛肉所萃取到的挥发性风味物质总峰面积最大、挥发性物质数量最多，萃取效果最佳。因此，后续对延边黄牛肉不同部位的研究均采用该纤维进行挥发性成分萃取。本试验萃取纤维的选择结果不同于月盛斋清香牛肉和皓月品牌牛肉选择75 μm CAR/PDMS萃取纤维[5-6]。

2.2 延边黄牛3个部位的挥发性成分

采用65 μm PDMS/DVB萃取纤维对延边黄牛西冷、牛腩、后臀部位挥发性成分进行萃取。图2对延边黄牛西冷、牛腩、后臀部位挥发性成分的数量、总峰面积和类别进行了比较。结果表明，西冷部位共鉴定出挥发性化合物90种(色谱总峰面积为8.45×107)，检出了较多的烃类(相对峰面积52.12%)和醇类(相对峰面积21.28%)化合物；后臀部位同样鉴定出90种(色谱总峰面积为2.21×108)挥发性成分，其中检出的醇类(相对峰面积41.55%)和酮类(相对峰面积22.29%)含量较高；而牛腩部位鉴定出挥发性化合物48种(色谱总峰面积2.04×108)，含量较高的为醇类和醛类化合物。不同部位所检出的挥发性成分在数量、总峰面积和类别3个方面均有差别，且在类别的分布上没有发现规律性。

图1 萃取纤维的比较Figure 1 The comparison of extraction fibers

图2 延边黄牛3个部位挥发性成分的比较

图2 The comparison of volatile components in three parts from Yanbian yellow cattle

图3为延边黄牛肉3个部位挥发性成分的主成分分析示意图，通过主成分分析可得到2个主成分，主成分1、2对延边黄牛肉中的挥发性成分特征具有很好的代表性，因此从3个部位与主成分1、2的关系来看可进一步说明3个部位在挥发性成分上是存在差异的。

○代表挥发性成分；◇代表部位图3 延边黄牛肉3个部位挥发性成分的主成分分析

图3 The principal component analysis of volatile components in three parts from Yanbian yellow cattle

2.3 延边黄牛肉3个部位主要挥发性风味物质的分析

延边黄牛西冷、后臀、牛腩3种部位中共检测到155种化合物，其中仅有15种化合物为3个部位共有(表1)。不同部位挥发性成分的种类有所不同，其风味也可能不同。延边黄牛3种部位共有的醇类化合物共5种，醇类化合物大部分来自于脂肪的氧化降解，如不饱和醇1-辛烯-3-醇具有蘑菇味和青草香[13]，延边黄牛肉3个部位中1-辛烯-3-醇相对含量均最高，1-辛烯-3-醇的香气阈值低(阈值为1)[14]，是延边黄牛肉3个部位的主要挥发性风味物质；其他醇类共有成分的相对含量也较高，庚醇、戊醇等醇类也都具有清香味，因此醇类物质对黄牛肉总体风味的贡献不容忽视。醛类化合物一般由脂肪氧化产生，阈值较低，具有较强的挥发性和脂肪香味，有研究[15]证实醛类化合物对牛肉香味的构成起到不可替代的作用。延边黄牛3个部位中所共有的醛类化合物有7种，其中壬醛具有清草味和脂肪味，在各部位中的相对含量也较高，仅次于1-辛烯-3-醇，其香气阈值也为1[14]，因此也是延边黄牛肉3个部位的主要挥发性风味物质之一；其他醛类的相对含量也较高，辛醛、十二醛[15]、十四醛等醛类都可呈现令人愉悦的香味，对黄牛肉总体风味的贡献大。酮类化合物是一类重要的香气物质，后臀部位所检测的酮类含量最高，3种部位共同检索到的酮类只有2-庚酮，酮类物质主要呈现桉叶味、脂肪味和焦燃味，酮类香气阈值总体低，且在后臀、牛腩部位含量相对较高，可能会对延边黄牛个体香气贡献较大。检测出的烃类化合物的数量相对较多，但对牛肉的香气贡献不大[16]，其中在西冷、后臀部位也有苯类化合物被检测出来。酯类化合物形成较为复杂，除含硫酯以外的酯阈值较高，对肉品风味贡献不大。酸类化合物阈值很高且含量很少，对牛肉总体风味贡献不大。含硫化合物苯并噻唑具有炖肉味、肉汤味及烧烤味[17]。有文献[18]表明动物在饲养条件下肌肉中挥发性风味物质有一定的差异，因此，不同养殖环境下的延边黄牛其肉质中的挥发性风味物质可能会产生一些变化。

表1 延边黄牛肉3个部位的共有挥发性成分Table 1 Common volatile components in three parts from Yanbian yellow cattle

3 结论

通过3种萃取纤维对延边黄牛肉挥发性成分萃取效果的比较，发现65 μm PDMS/DVB型萃取纤维效果最佳。采用该纤维对3个部位萃取到的挥发性成分进行比较，得3个部位挥发性成分的数量、种类和相对含量均有所不同，在类别上的分布也未表现出规律性。西冷部位萃取到挥发性成分为90种，以烃类和醇类化合物含量最高；后臀部位同样萃取到90种，以醇类和酮类化学物为主；牛腩部位仅检测到48种，以醇类和醛类含量较高。检索到的155种挥发性成分中仅15种为3个部位的共有成分，且对延边黄牛肉的风味贡献较大，其中醇类、醛类化合物相对含量较高，是延边黄牛肉中主要挥发性风味物质，对其风味贡献较大。