基于顶空气相色谱-离子迁移谱技术的冷冻猪肉储藏时间快速判别方法

冷冻储藏是一种在一定储藏时间内维持猪肉良好品质状态的常规储藏方法，可以最大程度地抑制和减缓与猪肉腐败变质相关的生理生化反应。在长时冷冻储藏过程中，蛋白质氧化、脂肪氧化、微生物及冰晶的传热传质等因素导致的劣变效果叠加会大大降低冷冻猪肉的感官品质、食用品质及加工性

能。加之，近年来发生了多起“僵尸肉”和“过期肉”事件，导致企业和民众对于冷冻猪肉储藏时间的质疑及其食用安全性的担忧，如何判别冷冻猪肉的储藏时间已成为亟待解决的课题。

采用气相离子迁移谱技术，样品不经前处理可直接顶空进样分析，20min后可得到样品的挥发性有机物信息，建立分析模型后可快速判断猪肉样品的储存时间。

1 样品信息

取5g不同储存时间猪肉样品置于20mL顶空瓶中待分析，样品信息见下表。

说明：

每个样品做三个平行；

2 分析结果

2.1 不同储存时间猪肉样品的气相色谱离子迁移谱对比谱图（Report图）

图1 不同储存时间猪肉样品的气相色谱离子迁移谱图

说明：

1) 纵坐标为气相保留时间，横坐标为离子迁移时间；

2) 整个图背景为蓝色，左侧红色竖线为 RIP峰（反应离子峰，drift time=7.95ms）；

3) RIP峰两侧的每一个点代表一种挥发性有机物，白色表示浓度较少，红色表示浓度较大，颜色越深表示浓度越大。

4) Report图主要应用于少量谱图对比。

为了更加直观地比较不同储存时间猪肉样品之间的差异，软件可给出如图2的差异图。由图可知，随着储存时间延长猪肉中挥发性物质种类越来越多，有些挥发性物质浓度增加，还有少量的挥发性物质浓度降低。

图2 不同储存时间猪肉样品的气相色谱离子迁移谱差异图

说明：

软件能够以一张谱图为参照，其它几张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。

下图3为四种猪肉样品气相色谱离子迁移谱3D图，新出现的峰、浓度发生变化的峰在3D图中能够很明显的看出。

图3 不同储存时间猪肉样品的气相色谱离子迁移谱3D图

2.2 不同储存时间猪肉样品指纹图谱(Gallery图)

为了用户更加方便地对比不同样品间挥发性有机物组分的差异，G.A.S.公司开发的LAV软件的GalleryPlot插件，可选取谱图中所有的待分析峰，自动生成指纹图谱，结果如下：

图4 不同储存时间猪肉样品气相离子迁移谱图中选取的挥发性有机物的Gallery图

说明：

1) 图4中每一行为一种猪肉样品，由该样品所含的全部挥发性有机物信号峰组成；

2) 图4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；

3) Gallery图主要应用于大量样品对比。

图4中用A红框标识出了新鲜猪肉中浓度较高，经储藏后浓度降低的风味物质，B红框标识出了随储藏时间延长新出现或浓度逐渐升高的风味物质。指纹谱图左侧为一些新鲜猪肉中浓度较低，因为一定时间的储存浓度升高的物质。下表2为指纹图中部分物质定性结果。

说明:

1) Count 为对应指纹图中的峰号；

2) Rt为气相保留时间；

3) Dt为相对迁移时间。

2.3不同储存时间猪肉样品的主成分分析

此外，我们可通过主成分分析（PCA），辨别不同样品，如图5。

图5 不同储存时间猪肉样品的PCA分析

主成分分析结果显示不同储存时间猪肉样品间区分明显，而且随储存时间延长，样品在图中呈现从左向右的有规律的分布。建立肉制品的存储时间分类模型后，可为精准判断肉制品的存储时间提供科学的数据支撑。

3 结论

使用FlavourSpec®风味分析仪检测不同储存时间猪肉样品我们可以得到以下信息：

1) 新鲜猪肉中一些诸如Ethyl 3-methylbutanoate、3-methylbutanol、Hexan-2-one、Pentanal等成分会因储存而减少；

2) 储存过的猪肉中会产生新的挥发性物质，部分醛酮类物质浓度随储存时间延长逐渐升高；

3）根据PCA聚类分析结果可知，随着存储时间的延长，猪肉样品从左至右分布，建立不同存储时间肉制品分类模型后，可以为冷冻肉、僵尸肉的存储时间的判断提供数据支撑。

参考文献： 《食品科学》杂志网络首发 《基于顶空气相色谱-离子迁移谱技术的冷冻猪肉储藏时间快速判别方法》