基于电子舌和色谱技术分析蒸煮猪肉滋味物质

郭金英 李 杰 吴 影 任国艳 崔国庭 王 萍 刘建学,2

(1. 河南科技大学食品与生物工程学院，河南 洛阳 471023；2. 河南省食品原料工程技术研究中心，河南 洛阳 471023；3. 食品加工与安全国家级实验教学示范中心，河南 洛阳 471023)

猪肉的风味主要包括滋味和香味。滋味主要由滋味活性物质与味蕾接触产生，主要包括酸味、咸味、鲜味、甜味和苦味[1]。滋味物质在猪肉风味呈现中起主要作用，如当某类苦味物质与氯化钠接触时就会触及四周的神经细胞，并发生相互作用，使得氯化钠与该苦味物质产生抑制作用[2]。研究[3]表明，瘦肉型猪肉与地方性猪肉滋味有显著性差异，其中对滋味影响较大的氨基酸包括：丙氨酸、丝氨酸、谷氨酸、苏氨酸、赖氨酸、精氨酸、甘氨酸、缬氨酸，鸟苷酸和肌苷酸，这些氨基酸对猪肉鲜味和滋味均具有一定的影响。

藏香猪主要出产于中国西藏林芝地区，是藏民常食的肉类，皮薄、肉质鲜美。藏香猪肉蛋白高、脂肪低、含有对健康有益的不饱和脂肪酸和必需氨基酸[4]。三门峡黑猪是地方优良猪品种，猪肉肌纤维细，口感较好。杜长大白猪为三元杂交猪，该猪生长快，饲料转化率高，瘦肉率高，杜长大白猪及其杂交群体占中国猪肉生产量的70%以上，在中国猪肉生产中占有重要地位[5]。目前对藏香猪的研究主要集中在养殖和肉品质分析阶段[6-7]，三门峡黑猪的研究主要集中在猪肉品质分析方面[8]。关于蒸煮后藏香猪肉、三门峡黑猪肉和杜长大白猪肉滋味物质比较研究还未见报道。

电子舌类似一种称为敏感膜的生物材料，具有传感器的作用，当滋味物质与敏感膜接触时，就会产生膜电势差，进而检测滋味物质间的相互作用。这种滋味传感器具有重复性、灵敏性和可靠性，可以检测滋味的总体差异[9]，因而广泛地应用于酒类[10]、醋类[11]、奶制品[12]和肉制品[13]等食品的滋味研究中，但在蒸煮后猪肉的应用尚未见报道。试验拟利用色谱技术和电子舌技术，分析蒸煮后藏香猪、三门峡黑猪、杜长大白猪猪肉滋味物质，以期为提高地方性品种猪肉的应用价值提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

藏香猪后腿肌肉、三门峡黑猪后腿肌肉、杜长大白猪后腿肌肉：雏鹰集团；

氨基酸标品：Waters公司；

核苷酸标品5′-AMP、5′-GMP、5′-IMP：西格玛公司；

乙腈(色谱纯)、洗脱液(A)甲醇、洗脱液(B)0.05%磷酸：国药集团化学试剂有限公司；

高效液相色谱仪：Agilent 1200型， G1315D检测器，安捷伦科技有限公司；

固相萃取装置：Visiprep DL SPE型，Supelco公司；

磁力搅拌器：EMS-19型，天津欧诺仪器股份有限公司；

超声清洗器：Prima TD型，美瑞泰克科技(天津)有限公司；

电子舌：Astree II型，法国Alpha MOS公司；

气相色谱仪：Agilent 7820A型，安捷伦科技有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 样品制备 剔除冷鲜猪后腿肉中的可见脂肪和结缔组织，将红色肌肉切成3 cm×2 cm×1 cm 的小块。水煮处理：称取约300 g清洗沥干的红色肌肉样品，放入盛有450 mL 质量分数为1%的食盐水煮锅中，加热(肉中心温度为 85 ℃)时开始计时间，蒸煮30 min。

1.2.2 游离氨基酸测定 参考顾伟钢等[14]的方法，稍改动。称取样品，冰浴中匀浆3次(每次10 s)，加入三氯乙酸水溶液，混匀，放置，滤纸过滤，滤液调pH，透析，备用。

色谱条件：Nova-PakC18柱(150 mm×3.9 mm，4 μm)，紫外波长254 nm，进样量10 μL；流动相A：将AccQ·Tag Eluent与超纯水按体积比1∶10稀释而得；流动相B：乙腈(色谱纯)；流动相C：超纯水；流速1 mL/min。洗脱条件见表1。

表1 梯度洗脱条件Table 1 Gradient elution condition

1.2.3 呈味核苷酸含量测定 参照Chen等[15]的方法，并稍加修改。取样品置于离心管中，加入高氯酸溶液，高速均质，离心，悬浮，透析，色谱测定。

1.2.4 味精当量 按式(1)计算。

Y=∑aibi+1 218(∑aibi)(∑ajbj)，

(1)

式中：

Y——EUC值，g MSG/100 mL；

ai——Asp，Glu的浓度，g/100 mL；

bi——相对鲜度系数(Glu：1；Asp：0.077)；

aj——5′-IMP，5′-GMP，5′-AMP浓度，g/100 mL；

bj——相对鲜度系数(5′-IMP：1；5′-GMP：2.3；5′-AMP：0.18)；

1 218——协同作用常数。

1.2.5 脂肪酸含量测定

(1) 样品甲酯化：脂肪酸含量在甲酯化后采用气相色谱仪测得，准确称量样品0.5 g于15 mL干燥螺口玻璃管中，加入5.0 mL甲苯，氮吹1 min后，于80 ℃水浴2 h，期间震荡6次，冷却后溶液转移至离心管中，用碳酸钠溶液清洗玻璃管3次，合并，混匀，离心。取上清液1.0 mL用甲苯溶液稀释10倍，透析，备用。

(2) 气相色谱条件：色谱柱Agilent 112-88A7:2 HP-88，配FID检测器。载气流速为1.0 mL/min，炉温在80 ℃保持1 min，然后以3 ℃/min升到200 ℃，保留12 min，再以4 ℃/min升到230 ℃，保留15 min。检测器温度300 ℃，进样口温度200 ℃，进样量10 μL。

1.2.6 电子舌测定 取样品24.00 g置于250 mL烧杯中，加入120 mL高纯水，40 ℃恒温水浴30 min，然后用8层纱布过滤，取滤液，于3 000 r/min离心20 min，之后真空抽提，最后于4 ℃保存，供测定使用。取100 mL抽提液进行电子舌检测，每个样品重复检测7次。

取80 mL样品倒入电子舌烧杯中，用电子舌传感器采样，采集时间120 s。7根传感器的代号分别为ZZ、BA、BB、CA、GA、HA、JB。采用第120 s所得的稳定数据作为输出值。

1.2.7 数据分析 运用SPSS 19进行数据分析，通过方差分析和Duncan多重比较确定统计差异，并使用P<0.05 的显著性水平。

2 结果与分析

2.1 猪肉中游离氨基酸含量

蒸煮后3个品种猪后腿肉游离氨基酸含量见表2。由表2可以看出，蒸煮后3个品种猪肉游离氨基酸总量有较大差异，三门峡黑猪游离氨基酸总量最高，杜长大白猪次之，藏香猪的游离氨基酸总量最低。游离氨基酸不仅可以直接形成肉产品滋味，还可以形成肉的风味[16]。因此，不同品种的游离氨基酸含量反映猪肉滋味差异。天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸属于鲜味氨基酸，从表2中还可以看出，3个品种猪肉间的鲜味氨基酸具有显著性差异(P<0.05)。从鲜味氨基酸占总氨基酸比例看，藏香猪的鲜味氨基酸占比最高，表明藏香猪的鲜味最强，三门峡黑猪的次之，杜长大白猪的鲜味最弱。其中在鲜味氨基酸中，甘氨酸和丙氨酸具有甜味，可以对酸碱味起柔和的作用，丰富食品的风味[17-18]。甘氨酸在美拉德反应中，可以中和含硫氨基酸的刺激性味道，使食品的气味更加柔和、香醇。丙氨酸是略显苦味的甜味氨基酸，三门峡黑猪丙氨酸含量最高，杜长大白猪次之，藏香猪的丙氨酸含量最低，与三门峡黑猪和杜长大白猪相比，具有显著性差异(P<0.05)。

鲜味氨基酸中，谷氨酸能与肌苷酸和鸟苷酸等组合具有鲜味相乘作用。3个品种猪肉谷氨酸含量具有显著性差异，三门峡黑猪值最高，其次杜长大白猪，藏香猪的谷氨酸含量最低。在蒸煮过程中，可能由于蒸煮一部分游离氨基酸遗留在汁液中，肉中的游离氨基酸含量总体下降。藏香猪肌肉中游离氨基酸可能损失比较严重，而总体上鲜味氨基占总氨基酸的比值最高，可以得出3个品种猪肉中藏香猪后腿肉的鲜味较香甜。Toldra等[19]研究发现游离氨基酸主要通过以下3种途径转换生成挥发性风味物质：① 缬氨酸、异亮氨酸和亮氨酸的Streker降解反应生成2-甲基-丙醛、2-甲基-丁醛和3-甲基-丁醛；② 含硫氨基酸如蛋氨酸、半胱氨酸和胱氨酸生成二甲基二硫醚类化合物；③ 通过美拉德反应生成吡嗪类化合物。

表2蒸煮后3个品种猪后腿肉游离氨基酸含量†

Table2Thecontentoffreeaminoacidsofthreecookedporks mg/100g

游离氨基酸藏香猪三门峡黑猪杜长大白猪天门冬氨酸---丝氨酸19.30±0.46b31.68±0.81a31.82±1.32a谷氨酸29.67±1.03b53.19±1.21a39.67±0.44b甘氨酸20.95±0.74b32.03±0.20a28.16±0.32b组氨酸38.05±1.97a40.32±0.52a25.94±0.40b精氨酸81.80±1.00b145.20±5.90a176.40±3.60a苏氨酸62.96±0.47b67.69±1.68b72.24±0.32a丙氨酸77.32±0.43b82.21±0.62a81.64±0.43a脯氨酸16.52±0.06a16.80±1.40a17.33±0.55a酪氨酸17.35±0.24a29.27±0.85a23.36±0.45b缬氨酸14.38±0.00b23.01±0.05a16.37±0.91b蛋氨酸2.40±0.90b5.00±0.72a5.61±0.33a赖氨酸25.14±0.05b40.27±0.68a36.71±0.38b异亮氨酸13.35±0.51c21.92±1.30a16.54±1.20b亮氨酸26.59±0.56b38.31±0.30a34.38±1.15b苯丙氨酸12.64±0.39b18.67±0.88a17.18±0.39a鲜味氨基酸总量140.57±0.26b178.41±6.54a166.46±0.14a甜味氨基酸总量197.05±1.24b226.92±4.95a232.82±1.36a氨基酸总量430.63±25.31b648.60±2.57a629.30±2.96a

† 鲜味氨基酸包括天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸；甜味氨基酸包括苏氨酸和丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸和脯氨酸；“-”表示未检测出；同行字母不同表示差异显著(P<0.05)。

2.2 猪肉中核苷酸含量

蒸煮后3个品种猪后腿肉核苷酸含量见表3。由表3可以看出，3个品种猪肉中5′-IMP的含量最高，其次是5′-AMP含量，而5′-GMP的含量最低，说明5′-IMP是主要的降解产物，IMP在肉中的降解较慢，会在肉中积累。IMP自身具有呈味作用，与丙氨酸、谷氨酸具有协同作用，可使鲜味更为突出。在肉类风味中，AMP、IMP是主要的呈味核苷酸，IMP与谷氨酸、丙氨酸具有鲜味协同效应，能增加肉的鲜味强度[20]。蒸煮后，3个品种的谷氨酸无显著性差异，在呈味核苷酸的含量中藏香猪的5′-IMP的含量与三门峡黑猪、杜长大白猪有显著性差异(P<0.05)，藏香猪中IMP含量最高达159.04 mg/100 g，因此蒸煮后3个品种中，藏香猪的鲜味最强。从核苷酸总量来看，藏香猪的总含量最高，三门峡黑猪次之，杜长大白猪的核苷酸总量最低。5′-AMP和5′-IMP具有鲜味增强作用，藏香猪中二者含量最高达192.41 mg/100 g，三门峡黑猪次之，杜长大白猪最小，且三者具有显著性差异(P<0.05)。因此，从呈味的角度讲，藏香猪的呈味效果最强。可能由于藏香猪后腿肉中ATP酶、肌激酶和脱氢酶的活性比较高。

表3蒸煮后3个品种猪后腿肉核苷酸含量†

Table3Thenucleotidecontentofthreecooked

hindlegporks mg/100g

核苷酸藏香猪三门峡黑猪杜长大白猪腺苷酸(5′-AMP)33.37±2.79a7.57±0.29b8.61±4.51b鸟苷酸(5′-GMP)8.53±0.58a5.67±2.06b3.94±0.15b肌苷酸(5′-IMP)159.04±9.13a90.04±2.93b61.30±3.45c5′-AMP+5′-IMP192.41±14.58a97.62±3.92b69.91±1.70c总量200.94±12.47a103.28±3.64b73.85±1.32c

† 同行字母不同表示差异显著(P<0.05)。

藏香猪、三门峡黑猪、杜长大白猪的EUC值分别为0.07，0.07，0.04 g MSG/100 g，表明藏香猪和三门峡黑猪鲜味较强。

2.3 猪肉中脂肪酸含量

蒸煮后3种猪肉共检测出25种脂肪酸，其中含量在0.01 mg/g以上的脂肪酸见表4。由表4可以看出，蒸煮后猪后腿肉单不饱和脂肪酸含量减少，可能是一部分游离脂肪酸存在于弃去的汤汁中，也可能是肉品多次解冻造成的。蒸煮后，三门峡黑猪肉饱和脂肪酸含量最高，其次为藏香猪，杜长大白猪的饱和脂肪酸含量最低。三门峡黑猪的多不饱和脂肪酸含量最高，杜长大白猪的次之，藏香猪的最低。三门峡黑猪的单不饱和脂肪酸的最高，其次为藏香猪，杜长大白猪最低。SFA+MUFA值可用来衡量肉类及肉制品的风味、 嫩度和多汁性等质量标准[21]。

表4蒸煮后3个品种猪后腿肉脂肪酸含量†

Table4Fattyacidcontentofthreecookedhindlegporks mg/g

脂肪酸藏香猪三门峡黑猪杜长大白猪C16:00.30±0.00b0.67±0.01a0.28±0.01cC16:10.05±0.00b0.11±0.00a0.03±0.00cC18:00.17±0.00b0.33±0.00a0.16±0.00bC18:1n9c0.42±0.01b1.12±0.01a0.32±0.01cC18:2n6c0.08±0.00c0.37±0.00a0.25±0.00bC22:1n90.00±0.00c0.02±0.00a0.02±0.00b∑SFA0.47±0.01b1.00±0.01a0.44±0.01b∑MUFA0.47±0.01b1.24±0.02a0.37±0.01b∑PUFA0.08±0.00c0.37±0.00a0.25±0.00bPUFA/SFA0.16±0.01c0.36±0.00b0.56±0.00aSFA+MUFA0.94±0.02b2.25±0.02a0.81±0.01b总量1.00±0.02b2.61±0.03a1.05±0.02b

† 其他饱和脂肪酸包括C16:0、C18:0；其他单不饱和脂肪酸包括C16:1、C18:1n9c、C22:1n9；其他多不饱和脂肪酸包括C18:2n6c；SFA表示饱和脂肪酸；MUFA表示单一不饱和脂肪酸；PUFA表示多不饱和脂肪酸；同行字母不同表示差异显著(P<0.05)。

从表4可以看出，三门峡黑猪、藏香猪、杜长大白猪的SFA+MUFA的值分别为2.25，0.94，0.81 mg/g。

2.4 电子舌检测

蒸煮前后3个品种猪后腿肉PCA分析图谱见图1。由图1可以看出，3个品种猪肉的第1主成分贡献率和第2主成分贡献率之和为99.226%>90%，表明第1主成分和第2主成分包含的信息量能够反映样品的整体信息。电子舌PC图谱第1主成分大于第2主成分，表明样品间差异主要在第1主成分上。与原料肉相比较，蒸煮后3种猪后腿肉第1主成分显著提高，表明蒸煮前后样品间滋味物质具有显著性差异(P<0.05)。蒸煮后藏香猪、三门峡黑猪和杜长大白猪第1主成分无显著性差异，表明3种猪后腿肉的滋味具有相似性。

1. 煮制藏香猪 2. 煮制三门峡黑猪 3. 煮制杜长大白猪 4. 藏香猪原料肉 5. 三门峡黑猪原料肉 6. 杜长大白猪原料肉

3 结论

通过对3个品种猪肉蒸煮后的游离氨基酸、脂肪酸、核苷酸含量分析，发现蒸煮后地方性著名品种藏香猪和三门峡黑猪猪肉鲜味增强明显，脂肪酸含量显著高于杜长大白猪。电子舌分析发现，与原料肉相比，蒸煮提高了3个品种猪肉滋味物质含量，但蒸煮后3种猪肉滋味相似。猪肉含有多种呈味物质，猪肉的滋味是猪肉呈味成分的综合反应，不同呈味物质的组成和比例形成了不同的滋味。藏香猪和三门峡黑猪猪肉滋味来源还需要进一步研究。