王永瑞，柏 霜，羅瑞明，王松磊

（1.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2.寧夏大學(xué)食品與葡萄酒學(xué)院，寧夏 銀川 750021）

羊肉因其獨(dú)特的風(fēng)味以及蛋白質(zhì)、氨基酸和鈣、鉀等物質(zhì)含量高，脂肪和膽固醇含量低而倍受消費(fèi)者的青睞[1]。但是，鑒于羊肉的價(jià)格高居不下，某些個(gè)人或企業(yè)為了牟取暴利將羊肉脂肪部分與雞肉、鴨肉、豬肉、貂肉、老鼠肉等混合或僅添加羊肉香精處理后冒充羊肉進(jìn)行銷(xiāo)售[2]。近年來(lái)，全國(guó)各地假羊肉事件屢屢發(fā)生，如2009年無(wú)錫假羊肉事件[3]、2013年臨邑與遼寧假羊肉事件[4-5]、 2017年大連假羊肉事件等[6]。因此，假羊肉準(zhǔn)確快速的鑒別對(duì)穩(wěn)定市場(chǎng)秩序、維護(hù)消費(fèi)者權(quán)益極其重要。

羊肉最早的鑒別方式為感官評(píng)價(jià)，隨著科學(xué)技術(shù)的革新，羊肉（制品）的鑒別方法已經(jīng)發(fā)展到儀器分析法。如以蛋白質(zhì)分析為主的電泳分析法、免疫分析法及色譜分析法等，以核酸分析為主的聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法[7-10]、 環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)、DNA分子雜交技術(shù)、重組酶聚合酶擴(kuò)增技術(shù)等[11]，以波譜學(xué)為主的色譜分析法[12-14]、質(zhì)譜檢測(cè)法、近紅外光譜法[15-18]，還有以化學(xué)傳感器為主的電子鼻與電子舌法[19-22]的鑒別技術(shù)已被廣泛研究應(yīng)用。電子鼻具有操作簡(jiǎn)單、快速等優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)樣品一類(lèi)物質(zhì)的差異進(jìn)行有效區(qū)分，但無(wú)法準(zhǔn)確定量樣品中各具體揮發(fā)性化合物[23-24]。而氣相色譜-質(zhì)譜具有準(zhǔn)確定性、定量的特點(diǎn)，與電子鼻結(jié)合可極大發(fā)揮儀器的優(yōu)勢(shì)[25]， 可廣泛應(yīng)用于肉品摻假檢測(cè)等方面。Hansen等[26]采用電子鼻結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）技術(shù)對(duì)肉類(lèi)加工中的原材料進(jìn)行了鑒別。Nurjuliana等[27]采用GC-MS法對(duì)原料肉和香腸是否摻入豬肉進(jìn)行了鑒定。徐春暉等[28]采用GC-MS結(jié)合化學(xué)計(jì)量法鑒別出3種江西名茶中的20種特征揮發(fā)性成分，這為電子鼻、GC-MS結(jié)合化學(xué)計(jì)量法檢測(cè)不同摻假羊肉樣品特征差異揮發(fā)性成分提供了支持。

鴨肉的價(jià)格便宜，并且烤制后在色澤上以及口感上都與羊肉相似，因而是最常用于烤羊肉中摻假銷(xiāo)售。本實(shí)驗(yàn)以烤羊肉摻假烤鴨肉為研究對(duì)象，采用電子鼻結(jié)合GC-MS對(duì)摻假不同比例烤鴨肉的烤羊肉樣品進(jìn)行定性、定量分析，通過(guò)主成分分析（principal component analysis，PCA）對(duì)肉品揮發(fā)性成分的電子鼻傳感器響應(yīng)進(jìn)行區(qū)分，建立偏最小二乘判別模型篩選不同摻假比例烤羊肉樣品中差異揮發(fā)性化合物，以期為烤羊肉摻假進(jìn)行鑒定以及定量分析。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

羊肉為9 月齡體質(zhì)量（30±1）kg的鹽池公羊后腿，由寧夏鑫海食品有限公司提供；優(yōu)質(zhì)鴨腿肉 市購(gòu)；1,2-二 氯苯、正構(gòu)烷烴（C6～C26）（均為分析純） 美國(guó) Sigma-Aldrich公司；甲醇（色譜純） 賽默飛世爾科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Qp2010ultra型GC-MS聯(lián)用儀 日本Shimadzu公司；PK157330-U型手動(dòng)固相微萃?。╯olid phase microextraction，SPME）進(jìn)樣器、50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭 美國(guó)Supelco公司；DB-WAX毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm） 美國(guó)Agilent公司；PEN 3.5 電子鼻 德國(guó)Airsence公司；WNB22型精密數(shù)顯恒溫水浴槽 上海樹(shù)立儀器儀表有限公司；LT202E型電子 天平 常熟市天量?jī)x器有限責(zé)任公司；XW-80A旋渦混合儀 上海嘉鵬科技有限公司；HQ-405型電烤箱 青島漢尚電器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 烤羊肉摻假鴨肉樣品的制備

將羊骨頭、鴨骨頭分別從羊腿、鴨腿上去除，然后用自來(lái)水清洗羊肉、鴨肉，將表面的血跡和其他雜質(zhì)洗凈[29]。洗凈后，將羊肉、鴨肉分別切成1.5 cm×1.5 cm×1.0 cm的小塊，并分別置于上下面火都為250 ℃的電烤箱中，烤制12 min。取烤制成熟后的羊肉、鴨肉切碎成肉末，按照0%、25%、50%、75%、100%比例將烤鴨肉肉末摻入烤羊肉肉末中制成烤羊肉摻假樣品，再進(jìn)行渦旋使其充分混勻。

1.3.2 電子鼻檢測(cè)

準(zhǔn)確稱(chēng)取2.00 g樣品于50 mL電子鼻進(jìn)樣瓶?jī)?nèi)，用聚四氟乙烯隔膜將瓶口密封。置于50 ℃水浴鍋內(nèi)保溫30 min，然后放置室溫平衡30 min。所有樣品在12 h內(nèi)完成檢測(cè)，以最大程度降低樣品之間的其他差異。每個(gè)樣品平行3 次。設(shè)置電子鼻實(shí)驗(yàn)參數(shù)：樣品準(zhǔn)備5 s；檢測(cè)時(shí)間100 s；測(cè)量計(jì)數(shù)1 s；自動(dòng)調(diào)零時(shí)間10 s；清洗時(shí)間300 s；內(nèi)部流量400 mL/min；進(jìn)樣流量400 mL/min。

1.3.3 摻假樣品揮發(fā)性成分的頂空SPME萃取以及GC-MS分析

1.3.3.1 1,2-二氯苯內(nèi)標(biāo)液的配制

稱(chēng)取0.064 2 g的1,2-二氯苯，用甲醇溶解并定容至100 mL容量瓶，配制成642 μg/mL的1,2-二氯苯-甲醇溶液母液并進(jìn)行搖勻。取1 mL母液用甲醇稀釋至100 mL容量瓶?jī)?nèi)并搖勻，配制成6.42 μg/mL的1,2-二氯苯-甲醇溶液作為內(nèi)標(biāo)物溶液進(jìn)行后續(xù)分析。

1.3.3.2 風(fēng)味物質(zhì)的萃取

在使用萃取頭萃取揮發(fā)性物質(zhì)之前，先將50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭進(jìn)行老化[30]。分別稱(chēng)取烤羊肉摻假樣品（2±0.01）g置于15 mL頂空瓶中，向每個(gè)樣品中加入用作內(nèi)標(biāo)的1,2-二氯苯（4 μL，6.42 μg/mL），使用渦旋儀混勻后用聚四氟乙烯隔膜將頂空瓶口密封。將其置于55 ℃水浴中20 min。然后將老化后的萃取頭插入密封的萃取瓶中進(jìn)行吸附，保持30 min，然后立即將其轉(zhuǎn)移到GC進(jìn)樣口250 ℃解吸5 min。

1.3.3.3 GC-MS條件

GC條件：DB-WAX毛細(xì)管色譜柱（30 m× 0.25 mm，0.25 μm）；程序升溫：起始溫度40 ℃，保持3 min，然后以5 ℃/min升溫到90 ℃，再以8 ℃/min升溫到230 ℃保持10 min，載氣為He，恒定流速1.8 mL/min，進(jìn)樣口溫度250 ℃。

MS條件：電子電離源；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；質(zhì)量掃描范圍m/z20～350；掃描方式為全掃描；溶劑延遲時(shí)間3 min。

1.3.3.4 定性與定量分析

揮發(fā)性物質(zhì)經(jīng)色譜柱分離后，化合物由質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)NIST對(duì)比鑒定。根據(jù)已知質(zhì)量濃度的1,2-二氯苯的峰面積，按式（1）計(jì)算烤羊肉摻假樣品中各揮發(fā)性物質(zhì)的含量：

式中：Ax和Ai分別為目標(biāo)化合物的峰面積和內(nèi)標(biāo)化合物的峰面積；Ci為內(nèi)標(biāo)化合物的質(zhì)量濃度/（μg/mL）；4為加入標(biāo)準(zhǔn)品體積/μL；2為加入樣品質(zhì)量/g；Mx為目標(biāo)化合物的含量/（μg/kg）。

1.3.4 風(fēng)味物質(zhì)的評(píng)價(jià)

濃度以及感覺(jué)閾值共同決定了揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)于樣品總體氣味的貢獻(xiàn)大小，因而本實(shí)驗(yàn)采用相對(duì)氣味活度值（relative odor activity value，ROAV）法[31]對(duì)烤羊肉摻假樣品中揮發(fā)性物質(zhì)的香氣貢獻(xiàn)進(jìn)行分析。ROAV按 式（2）計(jì)算：

式中：Mx和Ti分別為各揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量/%和感覺(jué)閾值/（μg/kg）；Mmax和Tmax分別為對(duì)總體氣味貢獻(xiàn)最大的揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量/%和感覺(jué)閾值/（μg/kg）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差分析；使用SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)顯著性差異分析，P＜0.01，差異極顯著；電子鼻PCA圖及GC-MS數(shù)據(jù)偏最小二乘判別分析（partial least squares-discriminant analysis，PLS-DA）圖由SIMCA軟件制作，熱圖由R語(yǔ)言制作。其他圖使用Origin 18C軟件制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 電子鼻數(shù)據(jù)分析

2.1.1 電子鼻傳感器響應(yīng)信號(hào)分析

PEN3.5電子鼻內(nèi)部含有10個(gè)金屬傳感器，當(dāng)電子鼻傳感器的響應(yīng)曲線(xiàn)向上或向下偏離1時(shí)，則表明有揮發(fā)性化合物被檢出。若傳感器響應(yīng)曲線(xiàn)在1附近趨于平穩(wěn)則表示沒(méi)有揮發(fā)性化合物被檢出。50%摻假烤羊肉樣品的電子鼻傳感器響應(yīng)曲線(xiàn)，如圖1所示。電子鼻的10個(gè)傳感器在進(jìn)樣后開(kāi)始響應(yīng)并且響應(yīng)值逐漸偏離基線(xiàn)，然后逐漸趨于平穩(wěn)，多數(shù)傳感器在85 s后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，因而選取88～90 s這3 s的平均響應(yīng)值作為特征值。肉樣最高響應(yīng)值達(dá)到5以上，說(shuō)明肉樣的揮發(fā)性成分濃度較高。其他傳感器響應(yīng)變化值差別不大，而W5S、W1W、W1S、W2W和W2S急劇增加，這表明摻假肉樣中的含硫化合物、氮氧化合物以及部分芳香族化合物的含量較高。醛類(lèi)和醇類(lèi)是樣品整體風(fēng)味的主要貢獻(xiàn)者。含硫含氮含氧等雜環(huán)化合物對(duì)烤制肉品的風(fēng)味具有重要貢獻(xiàn)，一般呈現(xiàn)烤肉香氣特征。這些雜環(huán)類(lèi)化合物主要與蛋白質(zhì)和碳水化合物因高溫而發(fā)生美拉德反應(yīng)、Strecker降解反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)和熱解反應(yīng)等有關(guān)[32]。這些物質(zhì)的變化可能導(dǎo)致?lián)郊贅悠稺5S、W1W、W1S、W2W和W2S傳感器檢測(cè)到的響應(yīng)值急劇增加，由此說(shuō)明電子鼻能較好反映摻假肉樣的總體揮發(fā)性成分信息。

圖1 電子鼻對(duì)烤羊肉摻假的響應(yīng)Fig. 1 Electronic nose sensor responses to volatile components of roast mutton adulterated with duck meat

如圖2所示，不同比例摻假烤羊肉的雷達(dá)響應(yīng)圖存在明顯差異，表明這5個(gè)樣品能通過(guò)電子鼻進(jìn)行區(qū)分。不同烤鴨肉比例的摻假烤羊肉樣品的W5C、W6S、W3C、W1C和W3S的響應(yīng)值幾乎無(wú)變化，說(shuō)明烷烴類(lèi)化合物、氨類(lèi)化合物以及大部分芳香族化合物含量較低且變化較小。其中由脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的氫過(guò)氧化物氣味是導(dǎo)致W6S氣味輪廓曲線(xiàn)差異的原因，這表明烤羊肉摻假樣品中沒(méi)有氫過(guò)氧化物或者特別少[33]。W5S傳感器對(duì)氮氧化合物敏感，純烤羊肉樣品對(duì)該傳感器響應(yīng)值最高，25%鴨肉摻假、50%鴨肉摻假、75%鴨肉摻假逐漸降低，純烤鴨肉的響應(yīng)值最低，表明烤羊肉樣品中的雜環(huán)類(lèi)化合物的含量高于烤鴨肉樣品。而W2S傳感器則顯示相反的變化趨勢(shì)，表明烤鴨肉中醇類(lèi)化合物含量高于烤羊肉樣品。W1W和W2W均對(duì)硫化物敏感，而不同烤羊肉摻假樣品的傳感器響應(yīng)值變化不顯著。W1S的變化也表明烤鴨肉中醇類(lèi)化合物含量高于烤羊肉樣品。

圖2 電子鼻對(duì)烤羊肉摻假烤鴨肉響應(yīng)雷達(dá)圖Fig. 2 Radar chart of electronic nose sensor responses to roast mutton adulterated with duck

2.1.2 電子鼻數(shù)據(jù)PCA

PCA是將研究對(duì)象的復(fù)雜多指標(biāo)問(wèn)題通過(guò)特定方式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單且較少數(shù)量綜合指標(biāo)的一種重要統(tǒng)計(jì)方法，這些綜合指標(biāo)之間既互不相關(guān)又能最大化提供研究對(duì)象原有指標(biāo)所反映的絕大部分信息，并能快速實(shí)現(xiàn)模式或關(guān)系的可視化識(shí)別[34]。利用SIMCA 14.0軟件對(duì)摻假烤羊肉揮發(fā)性物質(zhì)的含量進(jìn)行PCA。在PCA中，R2X表示模型在X軸方向的解釋率（即在X軸方向保留原始數(shù)據(jù)信息百分比的平方），R2X的值越接近于1，則保留原始數(shù)據(jù)信息就越多；Q2值代表模型的可預(yù)測(cè)能力，Q2值大于0.5時(shí)表明該模型的預(yù)測(cè)能力良好。本實(shí)驗(yàn)烤羊肉摻假樣品PCA模型R2X為0.986，Q2為0.849，表明建立的模型可靠。

從圖3a可以看出，5個(gè)烤羊肉摻假樣品分布在PC空間中5個(gè)相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域，得到了明顯區(qū)分，說(shuō)明這5個(gè)樣品揮發(fā)性成分的種類(lèi)和相對(duì)含量存在差異。圖3b可反映引起5個(gè)樣品差異的關(guān)鍵變量，其中W1C、W3C、W3S傳感器與純烤羊肉相關(guān)聯(lián)，W5S、W6S傳感器與75%烤羊肉樣品相關(guān)聯(lián)，W1W、W2W傳感器與50%烤羊肉相關(guān)聯(lián)，W5C傳感器與25%烤羊肉相關(guān)聯(lián)，W1S，W2S傳感器與純烤鴨肉相關(guān)聯(lián)。

圖3 烤羊肉摻假樣品PCA二維得分圖（a）和二維載荷圖（b）Fig. 3 PCA score plot (a) and loading plot (b) of roast mutton adulterated with duck

2.2 SPME-GC-MS檢測(cè)結(jié)果分析

2.2.1 樣品揮發(fā)性化合物種類(lèi)和含量分析

基于電子鼻數(shù)據(jù)對(duì)于烤羊肉摻假樣品揮發(fā)性物質(zhì)的區(qū)分，進(jìn)一步采用頂空-SPME結(jié)合GC-MS對(duì)烤羊肉摻假樣品進(jìn)行揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)萃取，進(jìn)行定量分析。在不同比例烤鴨肉摻假的烤羊肉樣品中共檢測(cè)出53種揮發(fā)性成分，其中檢測(cè)出醇類(lèi)12種、醛類(lèi)15種、酸類(lèi)3種、酯類(lèi)2種、酮類(lèi)8種、烷烴類(lèi)8種、雜環(huán)類(lèi)1種、其他物質(zhì)4種。由圖4可知，苯乙烯、6-甲基-十三烷、2,5二甲基十三烷、癸烷、乙酸己酯、4-甲基壬酸、丙酸、1-己醇、4-壬醇等物質(zhì)在含烤鴨肉比例高的樣品中含量較高，而大部分醛類(lèi)和醇類(lèi)物質(zhì)在含烤羊肉比例高的樣品中含量較高。純烤羊肉中雜環(huán)類(lèi)化合物如2-戊基呋喃的含量明顯高于其他樣品，這與電子鼻W5S傳感器的結(jié)果一致。

圖4 5個(gè)烤羊肉摻假樣品揮發(fā)性化合物聚類(lèi)熱圖Fig. 4 Clustering heat map of volatile compounds in five adulterated roast mutton samples

由圖5A可知，在純烤羊肉樣品中，醛類(lèi)物質(zhì)、酮類(lèi)物質(zhì)、酸類(lèi)物質(zhì)以及雜環(huán)類(lèi)物質(zhì)的總含量明顯高于純烤鴨肉樣品。其他類(lèi)別揮發(fā)性化合物總含量差異不明顯。而純烤鴨肉樣品中醇類(lèi)物質(zhì)的含量明顯高于純烤羊肉樣品。這一結(jié)果與電子鼻的結(jié)果相對(duì)應(yīng)，純烤鴨肉樣品對(duì)W2S傳感器響應(yīng)值最高，25%鴨肉摻假、50%鴨肉摻假、75%鴨肉摻假逐漸降低，純烤羊肉的響應(yīng)值最低。圖5B表明在烤羊肉摻假樣品的揮發(fā)性成分中，醛類(lèi)物質(zhì)和醇類(lèi)物質(zhì)種類(lèi)最多，為烤羊肉摻假樣品揮發(fā)性物質(zhì)的主要貢獻(xiàn)者。

圖5 5個(gè)烤羊肉摻假樣品揮發(fā)性化合物含量圖（A）和種類(lèi)圖（B）Fig. 5 Contents (A) and types (B) of volatile compounds in five adulterated roast lamb samples

醇類(lèi)物質(zhì)主要來(lái)源于脂肪氧化，脂肪氧化程度會(huì)隨著溫度升高而加強(qiáng)。在烤羊肉摻假樣品中主要檢測(cè)到的醇類(lèi)物質(zhì)多為飽和醇如戊醇、庚醇、己醇、壬醇、辛醇，飽和醇的嗅覺(jué)閾值較高，因而對(duì)烤肉的整體風(fēng)味貢獻(xiàn)較小，主要呈現(xiàn)出清新的花草香氣[35]。己醇、 4-壬醇、戊醇和2-乙基-1-己醇含量隨烤羊肉中烤鴨肉摻假比例的增加呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，為樣品整體風(fēng)味增添了青草香味。1-辛烯-3-醇、丁醇和2,3-丁二醇等隨烤羊肉中烤鴨肉摻假比例的增加呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。1-辛烯-3-醇屬于不飽和醇類(lèi)，其含量在烤肉香氣中占比較高，可通過(guò)15-脂氧合酶催化二十碳五烯酸和12-脂氧合酶催化 花生四烯酸形成，主要呈現(xiàn)令人愉悅的蘑菇味和青 草香[36]。醛類(lèi)物質(zhì)是烤羊肉摻假樣品揮發(fā)性物質(zhì)的重要組成部分，含量比其他幾類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)高，而脂肪的氧化、降解及Strecker氨基酸反應(yīng)是醛類(lèi)物質(zhì)的主要來(lái)源。在烤羊肉摻假樣品中幾乎所有的醛類(lèi)物質(zhì)隨著烤羊肉中烤鴨肉摻假比例的增加呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。由于醛類(lèi)物質(zhì)普遍感覺(jué)閾值低，因而對(duì)烤羊肉摻假樣品整體風(fēng)味貢獻(xiàn)值較大[37]。在烤羊肉摻假樣品中，以己醛、壬醛、癸醛、(E)-2-壬烯醛、庚醛、辛醛等醛類(lèi)物質(zhì)的含量較高，這些C6～C9的醛類(lèi)物質(zhì)被證明多數(shù)呈現(xiàn)出脂肪味、水果味和青草味[38-39]。己醛是亞油酸的降解產(chǎn)物，主要呈現(xiàn)蘋(píng)果香、生油脂味。壬醛是油酸氧化的產(chǎn)物，具有水果香氣。苯甲醛可能來(lái)自于苯丙氨酸的降解[40]，呈現(xiàn)果香、苦杏仁味，能夠賦予烤肉濃厚的脂香。酸類(lèi)物質(zhì)是脂肪氧化裂解或脂肪水解過(guò)程中變?yōu)榈图?jí)脂肪酸而產(chǎn)生[41]， 酸類(lèi)物質(zhì)由于含量較低感覺(jué)閾值相對(duì)較高，對(duì)烤羊肉整體風(fēng)味貢獻(xiàn)值較小。己酸來(lái)源于己醇、己醛的氧化以及己酸酯的分解，在25%烤羊肉樣品以及純烤鴨肉樣品中存在。乙酸作為一種糖類(lèi)微生物代謝的衍生物，在肉烤制過(guò)程中可能來(lái)自于甘油和磷脂的降解[42]。酯類(lèi)物質(zhì)主要是酸類(lèi)和醇類(lèi)物質(zhì)酯化反應(yīng)的產(chǎn)物[43]。蛋白質(zhì)水解、糖酵解、脂肪氧化以及內(nèi)源酶作用也是酯類(lèi)化合物形成的重要途徑[44]?？狙蛉鈸郊贅悠分械孽ヮ?lèi)風(fēng)味物質(zhì)主要存在于純烤羊肉樣品中，以乙酸己酯、苯甲酸-2-乙基己酯為主。酮類(lèi)化合物不僅是美拉德反應(yīng)的產(chǎn)物，也可能是脂肪氧化的結(jié)果。主要酮類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)有3-羥基-2-丁酮、3,5-壬二烯-2-酮、1-辛烯-3-酮、3,5-辛二烯-2-酮，這些物質(zhì)隨著烤羊肉中烤鴨肉的摻假比例增加呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。酮類(lèi)物質(zhì)具有一定的氣味，但酮類(lèi)物質(zhì)的嗅覺(jué)閾值比醛類(lèi)物質(zhì)高，因而對(duì)烤肉的整體風(fēng)味貢獻(xiàn)較小，主要表現(xiàn)為谷香味、杏仁味以及奶香味。賴(lài)氨酸、精氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸與葡萄糖或者果糖的反應(yīng)是酮類(lèi)化合物生成的主要途徑。3-羥基-2-丁酮可能來(lái)自糖原的降解[45]，也可能是2-乙基乳酸脫羧反應(yīng)的副產(chǎn)物[46]。雜環(huán)類(lèi)化合物主要來(lái)源于美拉德反應(yīng)、氨基酸的熱降解以及硫胺素的熱降解[47]，在烤羊肉摻假樣品中只檢測(cè)出 2-戊基呋喃。呋喃類(lèi)化合物大都具有很強(qiáng)的肉香味，主要由硫胺素降解、焦糖化和碳水化合物降解產(chǎn)生[48]，而2-正戊基呋喃呈現(xiàn)水果香氣[49]。烷烴類(lèi)化合物以十二烷含量高，烷烴類(lèi)物質(zhì)對(duì)烤肉整體風(fēng)味貢獻(xiàn)較小。

2.2.2 GC-MS數(shù)據(jù)的PLS-DA

采用SIMCA 14.0軟件對(duì)GC-MS數(shù)據(jù)進(jìn)行PLS-DA，以尋找烤羊肉摻假樣品特征揮發(fā)性成分。由圖6a可知，純烤羊肉，純烤鴨肉分別位于第3、4象限，不同烤鴨肉摻假比例的烤羊肉樣品分別在第1、2象限，差異沒(méi)有純烤羊肉、純烤鴨肉明顯，但可以區(qū)分。揮發(fā)性化合物對(duì)已構(gòu)建的分析模型的貢獻(xiàn)大小可由PLS載荷圖反映。揮發(fā)性化合物離中心圓點(diǎn)和主要化合物團(tuán)越遠(yuǎn)，說(shuō)明其對(duì)已構(gòu)建的模型貢獻(xiàn)最大，從圖6b可以看出，在烤羊肉摻假樣品中1-丁醇（1）、十三醛（24）、1-庚醇（3）、十五烷（46）、2-甲氧基酚（51）、2-十一烯醛（15）、2-丁基-1-辛醇（8）等化合物在載荷圖中的位置與純烤羊肉在得分圖中的位置相近，表明這些化合物為純烤羊肉的主要揮發(fā)性物質(zhì)。而2,4,6-三甲基辛烷（45）、3-壬酮（30）、十二烷（43）等揮發(fā)性物質(zhì)分別為75%烤羊肉、50%烤羊肉以及25%烤羊肉的主要揮發(fā)性物質(zhì)。苯甲酸-2-乙基己酯（40）、十九烷酮（32）、癸烷（42）、4-甲基壬烷（44）、2,5-二甲基-十三烷（48）、丙酸（38）、乙酸己酯（39）、6-甲基十三烷（49）、苯乙烯（50）等揮發(fā)性物質(zhì)是純烤鴨肉的主要揮發(fā)性物質(zhì)。

圖6 烤羊肉摻假樣品揮發(fā)性化合物PLS二維得分圖（a）和 二維載荷圖（b）Fig. 6 PLS score plot (a) and loading plot (b) of volatile compounds in roast mutton adulterated with duck meat

2.3 摻假樣品特征揮發(fā)性成分的篩選

采用有監(jiān)督的PLS-DA進(jìn)行分析時(shí)易產(chǎn)生過(guò)擬合現(xiàn)象，因此通過(guò)200 次響應(yīng)的置換檢驗(yàn)驗(yàn)證PLS-DA模型是否存在過(guò)擬合現(xiàn)象。如圖7所示，置換檢驗(yàn)得到R2為0.364，Q2為-0.65，Q2與Y軸的截距為負(fù)，表明該模型不存在過(guò)擬合現(xiàn)象，模型的預(yù)測(cè)能力好，能夠勝任后續(xù)特征揮發(fā)性物質(zhì)的篩選。

圖7 PLS-DA模型的置換檢驗(yàn)Fig. 7 Permutation test of PLS-DA model

權(quán)重重要性排序（variable importance for the projection，VIP）展示每個(gè)變量對(duì)樣品分類(lèi)的貢獻(xiàn)大小，其中VIP值大于1的變量通常被認(rèn)為是模型的重要標(biāo)志化合物。VIP值越大的變量在判別過(guò)程中貢獻(xiàn)越大，在樣品之間的差異也越顯著[28]。從圖8可以看出，有23個(gè)香氣組分VIP值大于1.0，可作為區(qū)分5個(gè)烤羊肉摻假樣品的重要揮發(fā)性化合物。分別為3-壬酮、十四烷、2,4,6-三甲基辛烷、十四醛、2-丙基-1-庚醇、乙酸、己醛、十二烷、4-癸酮、1-辛醇、1-丁醇、1-戊醇、1-庚醇、甲苯、2-乙基-1-己醇、十三醛、2-十九烷酮、乙酸己酯、苯乙烯、丙酸、6-甲基十三烷、2,5-二甲基十三烷、2-甲氧基酚。以上揮發(fā)性物質(zhì)能作為摻假羊肉的關(guān)鍵變量，可用于區(qū)分不同比例烤羊肉摻假樣品。

圖8 烤羊肉摻假樣品揮發(fā)性化合物VIP排序圖Fig. 8 VIPs of volatile compounds in roast mutton adulterated with duck meat

采用SPSS 25.0版軟件對(duì)VIP值大于1的變量進(jìn)行單因素方差分析，以P＜0.01表示具有極顯著性差異，篩選不同摻假烤羊肉樣品中的差異揮發(fā)性物質(zhì)。綜合分析，最終篩選出5種特征揮發(fā)性物質(zhì)，分別為1-辛醇、1-戊醇、己醛、乙酸、十二烷。其中1-辛醇、1-戊醇、己醛、乙酸，作為脂肪氧化、裂解產(chǎn)物，與鴨腿、羊腿肌肉中的脂肪含量有關(guān)，十二烷來(lái)源目前不詳。這5種物質(zhì)可作為建立烤羊肉摻假烤鴨肉比例分析的定量關(guān)系式的主要因變量。在肉類(lèi)的特征揮發(fā)性物質(zhì)當(dāng)中，濃度以及感覺(jué)閾值共同決定了揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)于樣品總體氣味的貢獻(xiàn)大小，因此對(duì)5種特征揮發(fā)性物質(zhì)做ROAV分析結(jié)果如圖9所示[31]。由圖9可知，在5種特征揮發(fā)性物質(zhì)中，己醛對(duì)樣品香氣貢獻(xiàn)率最高，乙酸次之。

圖9 特征揮發(fā)性物質(zhì)的ROAV熱圖Fig. 9 Heat map of ROAVs of characteristic volatile compounds

3 結(jié) 論

采用GC-MS、電子鼻并結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對(duì)5個(gè)烤羊肉摻假烤鴨肉樣品進(jìn)行分析鑒別，PCA可對(duì)5個(gè)樣品進(jìn)行區(qū)分，PLS-DA篩選出5個(gè)摻假樣品中5種差異極顯著揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。證實(shí)了一些重要化合物的含量在5個(gè)烤羊肉摻假樣品中存在顯著差異，這也是5個(gè)摻假樣品具有各自獨(dú)特香氣特征的原因。該方法比傳統(tǒng)的感官評(píng)價(jià)方法更客觀、高效、準(zhǔn)確，可為烤羊肉的質(zhì)量鑒別與品質(zhì)控制提供有效的鑒定方法。后續(xù)實(shí)驗(yàn)還可以進(jìn)一步考察這5種揮發(fā)性差異物質(zhì)與烤羊肉產(chǎn)假比例的定量關(guān)系，建立定量關(guān)系式，為準(zhǔn)確的摻假比例提供依據(jù)。