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基于巴克夏和杜洛克猪选育猪肉风味物质的HS/SPME—GC/MS对比分析

范文

刘诗瑶徐宏邓杰王国泽龚建军李翔

摘要：通过对以巴克夏和杜洛克猪为父本选育的猪肉中挥发性风味物质进行研究，了解不同品种猪肉之间挥发性风味物质的差异，通过对猪肉中挥发性风味物质的评价为选育优质猪种提供参考。采用顶空固相萃取提取猪肉的挥发性风味物质，并用气相色谱-质谱法检测风味物质，应用Origin 8.0软件和Xcalibur软件对实验数据进行分析，对比猪肉中风味物质的含量差异及稳定性。结果表明：DLY系猪肉样品中共检测出38 种挥发性风味物质，其中醛类13 种、呋喃类1 种、醇类6 种、酮类3 种、含硫化合物1 种、酸类14 种，DLY933猪肉样品中的正己醛相对含量最高，达45.895%；SH451系猪肉样品中共检测出50 种挥发性风味物质，其中醛类25 种、呋喃类1 种、醇类9 种、酮类2 种、含硫化合物1 种、酸类11 种，SH451-2猪肉样品中的正己醛相对含量最高，达75.986%；DLY和SH451系猪肉样品共有的风味物质占15 种，SH451系猪肉样品的挥发性风味物质种类多于DLY系猪肉；SH451系猪肉样品的醛类物质平均相对含量为74.68%，显著高于DLY系猪肉的57.47%，但DLY系猪肉样品的含硫化合物含量高于SH451系猪肉，2 个猪种的风味各有特点。

关键词：杜洛克猪；巴克夏猪；风味物质；固相微萃取；气相色谱-质谱法

Comparative Analysis of Volatile Pork Flavor Compounds of Crossbred Pigs Sired by Berkshire and Duroc Using Headspace Solid-Phase Microextraction Combined with Gas Chromatography-Mass Spectrometry

LIU Shiyao1， XU Hong1， DENG Jie1， WANG Guoze1， GONG Jianjun2， LI Xiang1，*

（1.Meat-Processing Key Laboratory of Sichuan， Chengdu 610106， China；

2.Sichuan Animal Science Academy， Chengdu 610066， China）

Abstract： In this study， we conducted a comparative analysis of the volatile flavor compounds of meat from two crossbreeds （DLY and SH451） from Berkshire and Duroc boars， respectively in order to provide a basis for breeding improved pig breeds. The volatile compounds were extracted by headspace solid-phase microextraction （HS-SPME） and detected by gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）. The experimental data obtained were comparatively analyzed using Origin 8.0

and Xcalibur software. We identified a total of 38 volatile compounds in DLY pig meat including 13 aldehydes， 1 furan， 6 alcohols， 3 ketones， 1 sulfide-containing compound and 14 acids， with n-hexanal being the most abundant compound （45.895%）. A total of 50 volatile compounds were detected in SH451 pig meat including 25 aldehydes， 1 furan， 9 alcohols，

2 ketones， 1 sulfide-containing compound and 11 acids. The major volatile compound in SH451 pork was similarly n-hexanal （up to 75.986%）. Fifteen compounds were common to both meat samples， a larger proportion of which was detected in SH451 pork than in DLY pig meat. The average aldehyde content in SH451 pork was 74.68%， which was significantly higher than that in DLY pork （57.47%）， while the former contained a lower amount of sulfide-containing compound.

Keywords： Duroc； Berkshire； flavor compounds； headspace solid-phase microextraction； gas chromatography-mass spectrometry

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201801009

中圖分类号：TS251.1 文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2018）01-0052-06

引文格式：

刘诗瑶，徐宏，邓杰，等. 基于巴克夏和杜洛克猪选育猪肉风味物质的HS/SPME-GC/MS对比分析[J]. 肉类研究， 2018， 32（1）： 52-57. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201801009. http：//www.rlyj.pub

LIU Shiyao， XU Hong， DENG Jie， et al. Comparative analysis of volatile pork flavor compounds of crossbred pigs sired by berkshire and duroc using headspace solid-phase microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry[J]. Meat Research， 2018， 32（1）： 52-57. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201801009. http：//www.rlyj.pub

四川是畜牧業大省，其畜牧业产值已占到农业总产值的50%以上，全省年出栏生猪近9 000 万头，产业带来的直接经济效益已达1 500 亿元以上，间接效益达2 000 亿元以上，生猪产业已成为四川省的特色支柱产业[1]。

注重肉品的营养品质、安全卫生及其风味特性是现代畜牧业及肉制品的发展方向。巴克夏（Berkshire）猪是1770年前后英国引进中国猪和暹罗猪，与当地猪杂交所得猪种，巴克夏猪对生存环境的适应能力很强，且生长快、易催肥，缺点是产仔数低、酮体含脂肪较多，是不可多得的黑毛终端父本[2]。杜洛克（Duroc）猪产于美国，瘦肉率高、料肉比低、生长快、屠宰率高、瘦肉颜色好、肢体健壮，公猪配种比较积极，是目前世界上享誉盛名的优良猪种之一，缺点是猪的母性较弱，常被用作终端父本[3-5]。上述2 个猪种都有各自的缺陷，不能很好地满足本地市场需求，因此将其与四川本地猪种杂交后选育出新品种，以期能够将各个猪种的优点相结合，培育出饲养时间短、肥瘦适中、品质和风味良好的猪种。

对肉质进行评定通过测定反映肉质特性的相关指标（如糖原酵解潜力、肉色评分、系水力、大理石纹评分、嫩度评分和嫩度值等）来实现，再与感官评定小组最后的综合评分相比较[6]。研究猪肉的风味物质对猪种选育及肉制品加工和贮藏具有重要指导意义[7]，国内外通过研究得出的猪肉风味物质大约有1 000多种[8]，采用风味物质对比分析基于巴克夏和杜洛克猪选育猪肉风味品质的研究还不多见。本研究以巴克夏（DLY）和杜洛克（SH451）猪与川藏黑猪配种选育的2 种猪肉为对照组，通过顶空-固相微萃取（headspace/solid-phase microextraction，HS/SPME）提取，并采用气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC/MS）法检测选育的DLY系和SH451系2 种猪肉的风味物质，对比其风味物质构成及稳定性，从猪肉风味物质组成角度为猪种选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

DLY系是川藏黑猪配套系的一个专门化父系，由巴克夏猪直接选育而成；SH451系也是川藏黑猪配套系的一个专门化父系，由杜洛克猪直接选育而成。DLY和SH451 2 种猪均由四川省畜牧科学研究院的遂宁市繁育场提供，饲养环境和饲料均相同，6 月龄，体质量90 kg。DLY系和SH451系各6 头，编号分别为DLY916、DLY933、DLY975、DLY953、DLY977、DLY985和SH451-1、SH451-2、SH451-6、SH451-7、SH451-9、SH451-11。

当天屠宰后取猪的背最长肌（肌肉色泽鲜红、有光泽，脂肪呈乳白色，外表微干或微浸润，不黏手，无异味和臭味），及时送回实验室，4 ℃冷藏备用[9-10]。

1.2 仪器与设备

SPME进样器、75 μm碳分子筛/聚二甲基硅氧烷（carboxen/polydimethylsiloxane，CAR/PDMS）纤维美国Supelco公司；GC-MS仪美国Aligent公司。

1.3 方法

1.3.1 猪肉预处理

将猪肉样品常温解冻，去掉表面结缔组织、筋膜及可见脂肪，用消毒后的刀剖开，切取中部未暴露的肉5 g，装入洁净小型试剂瓶，密封，0～4 ℃低温保藏，待测。

1.3.2 猪肉挥发性成分提取

取5 g猪肉样品于样品瓶中密封，80 ℃水浴平衡40 min，萃取前将SPME纤维在GC-MS仪进样口老化，将老化好的SPME纤维插入样品瓶顶空萃取气体15 min，在GC-MS仪进样[11-13]。

1.3.3 GC-MS分析

GC条件：INNOWax色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；初始温度50 ℃，保持5 min，以20 ℃/min升至210 ℃，保持5 min，再以5 ℃/min升至270 ℃，保持

5 min[14-16]；进样口温度260 ℃[17]；载气N2，流速l mL/min[18-19]。

MS条件：电子轰击（electron ionization，EI）离子源，电子能量70 eV，离子源温度230 ℃[20-21]，接口温度250 ℃，灯丝电流150 A，质量扫描范围20～450 u[22-23]。

1.4 数据处理

应用Origin 8.0软件和Xcalibur软件对样品总离子流色谱图及实验数据进行对比分析，在NIST谱库结合人工谱图检索并匹配、确定分离所得化合物，筛选出相似度较大的风味物质，采用峰面积归一化法计算各风味化合物的相对含量。

2 结果与分析

2.1 DLY系猪肉

2.1.1 DLY系猪肉主要风味物质的总离子流色谱图

DLY系列6 个猪肉样品的HS/SPME-GC/MS总离子流色谱图如图1所示，应用Origin 8.0软件对6 个猪肉样品的总离子流色谱图进行拟合对比，图谱如图2所示。

2.1.2 DLY系猪肉的风味物质分析

6 个DLY系猪肉样品中共检测出38 种挥发性风味物质，将实验数据由Xcalibur软件系统处理，未知化合物经计算机检索，同时与NIST谱库相匹配，确定出17 种物质。由表1可知，6 个猪肉样品中的风味物质包括醛类、呋喃类、醇类、酸类物质及含硫化合物等。DLY916、DLY933、DLY975、DLY953、DLY977和DLY985猪肉分别含17、17、16、15、16、16 种风味物质，其中正己醛的相对含量均最高，分別达33.224%、45.895%、40.809%、39.241%、32.670%和35.650%。

由图3及表2可知，6 个DLY系猪肉样品中风味物质变化图的波形十分相似，表明DLY系选育猪种的风味物质较为稳定。6 个猪肉样品中醛类物质的含量均远远高于其他物质，是风味物质的最主要成分，其次为酸类物质，其含量略高于醇类物质，呋喃类物质和含硫化合物的含量接近。DLY933样品中醛类物质的总含量高达70.25%，6 个猪肉样品中醛类物质的平均相对含量为57.47%。DLY977和DLY985样品中酸类物质含量较高，其中DLY977样品中的相对含量为19.72%。每个样品所得数据与均值之间的偏离程度较小，说明选育的品种较为稳定。

2.2 SH451系猪肉

2.2.1 SH451系猪肉主要风味物质的总离子流色谱图

SH451系列6 个猪肉样品的HS/SPME-GC-MS总离子流色谱图如图4所示，应用Origin 8.0软件对6 个猪肉样品的总离子流色谱图进行拟合对比，图谱如图5所示。

2.2.2 SH451系猪肉的风味物质分析

SH-451系6 个猪肉样品中共检测出50 种挥发性风味物质，经NIST谱库结合人工谱图检索并匹配，确定出21 种物质。由表3可知，6 个猪肉样品中均含有醛类、呋喃类、醇类、酸类和酮类物质。SH451-1、SH451-2、SH451-6、SH451-7、SH451-9和SH451-11猪肉中分别检出16、16、20、19、20、18 种风味物质，其中正己醛的相对含量均最高，分别达27.508%、75.986%、44.424%、70.266%、54.318%和54.081%。

由图6及表4可知，6 个SH451系猪肉样品中风味物质变化图的波形十分相似，表明SH451系选育猪种的风味物质也较为稳定。6 个猪肉样品中醛类物质的相对含量均远远高于其他物质，是风味物质的最主要成分，SH451-2样品中醛类物质的相对含量高达86.00%；SH451-2样品中呋喃类物质的相对含量达5.47%，远远高于其他几个样品；SH451-1样品中醇类物质的相对含量达14.30%，略高于其他几个样品，其所含酸类物质的相对含量达12.60%，远远高于其他样品。

2.3 DLY系与SH451系选育猪种的风味物质对比

DLY系猪肉样品中共检测出38 种风味物质，其中醛类13 种、呋喃类1 种、醇类6 种、酮类3 种、含硫化合物1 种、酸类14 种，经NIST谱库结合人工谱图检索并匹配，确定出17 种物质。SH451系猪肉样品中共检测出50 种风味物质，其中醛类25 种、呋喃类1 种、醇类9 种、酮类2 种、含硫化物1 种、酸类11 种，经NIST谱库结合人工谱图检索并匹配，确定出21 种物质。DLY和SH451系猪肉样品共有的风味物质占15 种，分别为正己醛、正庚醛、2-正戊基呋喃、正戊醇、正辛醇、反式-2-庚烯醛、正壬醛、反式-2-辛烯醛、1-辛烯-3-醇、苯甲醛、正辛醇、正戊酸、正己酸、正辛酸和棕榈酸。

由图7和表2、4可知，SH451系猪肉样品的醛类物质平均相对含量为74.68%，显著高于DLY系猪肉的57.47%，但DLY系猪肉样品的含硫化合物含量高于SH451系猪肉，而醛类物质和含硫化合物都是对猪肉风味贡献较大的物质，说明2 个猪种的风味各有特点。

3 结论

本研究通过HS/SPME技术提取基于巴克夏（DLY）和杜洛克（SH451）猪选育猪肉的风味物质，并通过GC-MS进行分离和分析。DLY系猪肉样品中共检测出38 种风味物质，SH451系共检测出50 种风味物质，杜洛克猪选育的SH451系猪肉的风味物质种类明显多于巴克夏猪选育的DLY系猪肉。2 个猪种共有的风味物质占15 种，其中醛类物质含量最高，而且以正己醛含量最高；SH451系猪肉中的醛类物质平均相对含量为74.68%，显著高于DLY系猪肉的57.47%，其中SH451-2样品的正己醛相对含量最高，达75.986%；但DLY系猪肉的含硫化合物含量高于SH451系猪肉，正己醛和含硫化合物都是对猪肉风味贡献较大的物质，说明2 个猪种的风味各有特点。通过计算所测数据的方差，发现数据偏离度较小，结合GC-MS谱图相似度，说明选育的品种稳定性较好。

本研究对不同品种选育猪肉中的风味物质及风味稳定性进行研究，对比不同选育种类猪肉之间的风味差异，更好地完善了猪肉风味的评价指标，为满足消费者对猪肉风味和口感的需求、选育更优质猪种和选择养殖方法提供参考。

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