基于頂空氣相色譜-離子遷移譜技術(shù)的冷凍豬肉儲(chǔ)藏時(shí)間快速判別方法
冷凍儲(chǔ)藏是一種在一定儲(chǔ)藏時(shí)間內(nèi)維持豬肉良好品質(zhì)狀態(tài)的常規(guī)儲(chǔ)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(shí)冷凍儲(chǔ)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(huì)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(duì)于冷凍豬肉儲(chǔ)藏時(shí)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(chǔ)藏時(shí)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(jìn)樣分析，20min后可得到樣品的揮發(fā)性有機(jī)物信息，建立分析模型后可快速判斷豬肉樣品的儲(chǔ)存時(shí)間。
1 樣品信息
取5g不同儲(chǔ)存時(shí)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(gè)樣品做三個(gè)平行；
2 分析結(jié)果
2.1 不同儲(chǔ)存時(shí)間豬肉樣品的氣相色譜離子遷移譜對(duì)比譜圖（Report圖）
圖1 不同儲(chǔ)存時(shí)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(shí)間，橫坐標(biāo)為離子遷移時(shí)間；
2) 整個(gè)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(gè)點(diǎn)代表一種揮發(fā)性有機(jī)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(duì)比。
為了更加直觀地比較不同儲(chǔ)存時(shí)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(chǔ)存時(shí)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(chǔ)存時(shí)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(chǔ)存時(shí)間豬肉樣品的氣相色譜離子遷移譜3D圖
2.2 不同儲(chǔ)存時(shí)間豬肉樣品指紋圖譜(Gallery圖)
為了用戶更加方便地對(duì)比不同樣品間揮發(fā)性有機(jī)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(dòng)生成指紋圖譜，結(jié)果如下：
圖4 不同儲(chǔ)存時(shí)間豬肉樣品氣相離子遷移譜圖中選取的揮發(fā)性有機(jī)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(jī)物信號(hào)峰組成；
2) 圖4中每一列為同一保留時(shí)間及漂移時(shí)間下的有機(jī)物(不同樣品中相同的物質(zhì))的信號(hào)峰；
3) Gallery圖主要應(yīng)用于大量樣品對(duì)比。
圖4中用A紅框標(biāo)識(shí)出了新鮮豬肉中濃度較高，經(jīng)儲(chǔ)藏后濃度降低的風(fēng)味物質(zhì)，B紅框標(biāo)識(shí)出了隨儲(chǔ)藏時(shí)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?yàn)橐欢〞r(shí)間的儲(chǔ)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(duì)應(yīng)指紋圖中的峰號(hào)；
2) Rt為氣相保留時(shí)間；
3) Dt為相對(duì)遷移時(shí)間。
2.3不同儲(chǔ)存時(shí)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(chǔ)存時(shí)間豬肉樣品的PCA分析
主成分分析結(jié)果顯示不同儲(chǔ)存時(shí)間豬肉樣品間區(qū)分明顯，而且隨儲(chǔ)存時(shí)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(chǔ)時(shí)間分類模型后，可為精準(zhǔn)判斷肉制品的存儲(chǔ)時(shí)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(cè)不同儲(chǔ)存時(shí)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(huì)因儲(chǔ)存而減少；
2) 儲(chǔ)存過的豬肉中會(huì)產(chǎn)生新的揮發(fā)性物質(zhì)，部分醛酮類物質(zhì)濃度隨儲(chǔ)存時(shí)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(chǔ)時(shí)間的延長，豬肉樣品從左至右分布，建立不同存儲(chǔ)時(shí)間肉制品分類模型后，可以為冷凍肉、僵尸肉的存儲(chǔ)時(shí)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(chǔ)藏時(shí)間快速判別方法》