• 上海保圣電子鼻助力上海交通大學(xué)劉源教授團隊在《Food Science and Human Wellness》發(fā)表關(guān)于三黃雞胸肉與中國五香調料和格拉姆馬薩拉混合的揮發(fā)性特征及多變量分析的文章
    發(fā)布時(shí)間:2024/03/07 瀏覽:

    1 研究背景

    三黃雞是中國著(zhù)名的土雞品種,以味道鮮美而聞名。香料能提高雞肉的風(fēng)味,并能很好地保存雞肉。五香料(CS)和格拉姆馬薩拉(GM)分別為中國和巴基斯坦常規使用的香料。傳統香料(CS和GM)不僅能提供令人愉悅的風(fēng)味,而且可以保留大量的功能成分,如抗氧化劑,可以成為肉類(lèi)保存的良好資源。香料被廣泛地添加到肉類(lèi)中以增強其風(fēng)味,但對其風(fēng)味特征的研究還不夠,并且在香料以及雞肉香料混合物中發(fā)現的揮發(fā)性有機化合物(VOCs)數量很少。

    為了解決這些問(wèn)題,上海交通大學(xué)劉源教授團隊在《Food Science and Human Wellness》期刊(IF=4.41)上發(fā)表了題目為“Volatile profi le and multivariant analysis of Sanhuang chicken breast in combination with Chinese 5-spice blend and garam masala ”的文章(DOI: 10.1016/j.fshw.2022.07.023),采用電子鼻(E-nose)、固相微萃取氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(SPME - GC-MS)和氣相色譜離子遷移譜法(GC-IMS)測定了三黃雞胸肉(CB)及其與CS、GM共混物的風(fēng)味特征。

     

    文章中用到E-nose電子鼻就是由我們上海保圣自主研發(fā),那么如何使用電子鼻系統分析揮發(fā)性化合物呢?

     

    2 E-nose分析揮發(fā)性化合物使用方法

    通過(guò)電子鼻E-nose(上海保圣)對雞肉樣品揮發(fā)性化合物進(jìn)行分析,電子鼻中配備了各種金屬氧化物半導體(MOS)傳感器。MOS傳感器具有較高的交叉選擇性和靈敏度,可以有效地將響應信號傳播到各種揮發(fā)性化合物中。由于靈敏度高,每個(gè)傳感器在檢測不同種類(lèi)的揮發(fā)物時(shí)會(huì )產(chǎn)生不同的響應信號。此次使用14個(gè)MOS傳感器,包括s1(胺類(lèi)和氨)、s2(硫化物和硫化氫)、s3(氫)、s4(乙醇和其他有機溶劑)、s5(醛類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)和芳香化合物)、s6(沼氣、天然氣和甲烷)、s7(可燃氣體)、s8(揮發(fā)性有機化合物)、s9(天然氣和液化氣)、s10(可燃氣體和液化氣)、s11(乙醇、烷烴、煙霧和天然氣)、s12(乙醇和有機溶劑)、s13(烹飪氣味和煙霧)、s14(天然氣和甲烷)。

    將5克煮熟的雞肉樣品稱(chēng)重,裝入20毫升的電子鼻小瓶中,蓋緊蓋子。樣品在室溫(21±2℃)下靜置30分鐘,然后由電子鼻裝置進(jìn)行檢測。樣品中的VOCs通過(guò)傳感器以0.6 L/min的速率吸附60 s。當一個(gè)樣品完成后,在插入下一個(gè)樣品之前,用潔凈空氣以相同的流速清洗系統120 s,使其重新平衡。每種配方設置7個(gè)重復。

    文章采用主成分分析(PCA)對電子鼻的譜圖和GC-MS數據進(jìn)行分析。采用偏最小二乘回歸(PLS-R)對3種雞肉樣品的揮發(fā)性化合物和電子鼻傳感器的相關(guān)數據進(jìn)行可視化分析。

    3 實(shí)驗結果

    1 電子鼻結果分析

      

    圖 (a) E-nose數據和(b) GC-MS數據(濃度揮發(fā)性化合物)的PCA結果,代表了三種雞肉樣品的整體香氣特征和空間分布。

     

    采用主成分分析法對雞肉香氣的空間分布和距離進(jìn)行分析(圖a),如PCA三維圖所示,三個(gè)主成分(PCs),PC1、PC2和PC3分別解釋了26.52%、49.21%和18.83%的方差。三種雞肉配方在不同位置表明,不僅香料影響雞肉的香氣,而且不同的香料在雞肉香料混合物(CSBs)中也有顯著(zhù)的變化。

    2 多元分析

    圖 (a)雞肉樣品(每個(gè)樣品的一個(gè)重復)的揮發(fā)性特征與二維光譜1的比較,(b)不同強度下3個(gè)雞樣品4個(gè)重復揮發(fā)性化合物譜圖,包括單體和二聚體。樣品以行表示,化合物以列表示,兩個(gè)圖中的顏色強度與化合物的濃度強度相關(guān),數字1-4和樣本名稱(chēng)代表他們的重復。

     

    主成分分析是一種外推方法,通過(guò)獲取主成分來(lái)壓縮數據維數,提高特征指標。電子鼻不僅能區分出三種雞肉樣品的香氣特征,還能找出不同配方之間的差異。CB與C + CS距離較近,與C + GM距離較遠,C + CS保留了更多普通雞胸肉的香氣特征,而GM賦予了雞肉更多香氣。雞肉配方香氣譜圖的差異是由于揮發(fā)性化合物的種類(lèi)和濃度的差異。

    PLS-R是一種有效的相關(guān)分析方法,可以在一個(gè)點(diǎn)上對不同來(lái)源的多個(gè)目標進(jìn)行相關(guān)分析。MOS傳感器可以有效地識別雞肉、干腌火腿、牛肉和羊肉等食品的揮發(fā)性化合物,因此,配備MOS傳感器陣列的電子鼻可以有效地檢測到雞肉上方揮發(fā)性化合物產(chǎn)生的信號。此外,研究表明,與分析普通雞肉相比,傳感器分析香料時(shí)產(chǎn)生的揮發(fā)物的變化更大,因此MOS傳感器可以成為分析香料香氣的良好工具。在六組揮發(fā)物中,觀(guān)察到高度相關(guān)的有醇類(lèi)、碳氫化合物和醛類(lèi),其次是酚類(lèi)和酸類(lèi)。只有一種酮“2-辛酮”受到了PLS-R的影響,傳感器對它的靈敏度較低,但是高濃度的CB可以被清楚地分別出來(lái)。2-辛酮具有藍紋奶酪的特有香氣,在雞肉中由于脂質(zhì)過(guò)氧化作用而被認為具有異味。因此,由于香料的抗氧化活性,雞肉的氧化顯著(zhù)減少,可能導致異味的減少。

    由圖可知,C + CS中受影響最大的揮發(fā)物是醇類(lèi)和酸類(lèi),C + GM中受影響最大的揮發(fā)物是碳氫化合物和酚類(lèi)。即使化合物的性質(zhì)在兩種混合物之間有所不同,但這些化合物的香氣幾乎是相似的,分別是辛辣、木質(zhì)、草本和萜烯氣味。雖然所有傳感器都能有效地檢測和區分雞肉樣品,但s6、s8和s10對CB檢測更高效,s2和s4對C + CS更高效,s1、s3和s9對C + GM的揮發(fā)性化合物的檢測效率更高。

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