冷却包装猪肉辐照异味气体成分研究

中国农业科学2008,41(3):918-924ScientiaAgriculturaSinica收稿日期：2006-07-19；接受日期：2006-10-31基金项目：国家自然基金（10475025）资助作者简介：林若泰（1953-），男，湖北黄冈人，副研究员，学士，研究方向为农业生物物理。Tel：[phone]；Fax：[phone]；E-mail：[e-mail]。通讯作者耿胜荣（1979-），女，湖北红安人，硕士，研究方向为农产品辐照。Tel：[phone]；E-mail：[e-mail]冷却包装猪肉辐照异味气体成分研究林若泰1，耿胜荣1，刘杨岷2，王利平2，王红3，张金木1，陈玉霞1，徐盈4，姚思德5（1湖北省农业科学院辐照加工研究所，武汉430064；2江南大学分析测试中心，江苏无锡214036；3湖北省产品质量监督检验所，武汉430072；4中国科学院水生生物研究所，武汉430072；5中国科学院上海应用物理研究所，上海201800）摘要：【目的】研究冷却真空包装辐照猪肉异味气体主要成分和寻找异味源，为探明异味产生机理及去除方法奠定理论基础。【方法】用真空系统液氮冷却装置收集冷却真空包装猪肉辐照异味气体，用气相色谱质谱联用仪测定收集气体成分，确定异味气体成分并推测异味源。【结果】冷却真空包装猪肉辐照异味气体主要成分是二甲硫、二甲二硫、甲硫醇、乙酸甲硫醇酯；辐照异味气体来源于肉中半胱氨酸、蛋氨酸和维生素B1。异味气体量随辐照剂量增加而增加（0～3kGy），随辐照后冷藏时间延长而下降，与包装类型密切相关（P＜0.05）。【结论】冷却真空包装猪肉辐照异味气体主要成分为含硫化合物，来源于含硫氨基酸和维生素B1。关键词：辐照；猪肉；异味；GC-MSStudyonOff-OdorVolatilesofIrradiatedPackagedRawPorkLINRuo-tai1,GENGSheng-rong1,LIUYang-min2,WANGLi-ping2,WANGHong3,ZHANGJin-mu1,CHENYu-xia1,XUYing4,YAOSi-de5(1InstituteforIrradiatingandProcessing,HubeiAcademyofAgriculturalSciences,Wuhan430064;2TestingandAnalysisCenter,SouthernYangtzeUniversity,Wuxi214036,Jiangsu;3InstituteofQualitySupervision,InspectionofProductsofHubeiProvince,Wuhan430072;4InstituteofHydrobiology,ChineseAcademyofSciences,Wuhan430072;5ShanghaiInstituteofAppliedPhysics,ChineseAcademyofSciences,Shanghai201800)Abstract:【Objective】Analysingthecompositionsofoff-odorvolatilesinirradiatedrefrigeratedvacuum-packagedporkandresearchonitsorigin.【Method】First,theoff-odorvolatileswerecollectedbyacooledviainliquidnitrogen,thenthemaincompositionofoff-odorvolatileswereanalyzedbygaschromatographmassspectrometry(GC-MS).【Result】Themaincompositionofoff-odorvolatilesaredimethyldisulfide,dimethylsulfide,dimethyltrisulfide,methanethiolandS-methylthioacetate.Theoff-odorvolatilescomefromirradiatedcystine,methionineandVB1.【Conclusion】Themaincompositionofoff-odorvolatilesareS-containingcompoundsfromirradiatedS-containingaminoacidandVB1.Keywords:Irradiation;Pork;Off-odor;GC-MS0引言【研究意义】辐照处理冷却包装分割猪肉可有效杀灭各种致病性微生物和人畜共患寄生虫，减少食源性疾病，延长保质期[1~5]。目前食品冷杀菌技术仍然是辐照方法最好，如电磁杀菌、常温高压杀菌等还未产业化，添加杀菌剂会引入化学残留，在屠宰场对酮体喷淋消毒或充分冷却可以减少但不可能杀灭已进入的致病菌。但是，目前国际国内辐照肉类研究和应用进展缓慢，主要是因为肉类被辐照后存在辐照异味问题。长期以来辐照异味是影响国内外辐照肉类推广的主要技术障碍，是消费者难以接受的主要原因。【前人研究进展】国际上十分重视肉类辐照异味研究，并作出了艰辛努力。20世纪90年代研究结果认为牛肉辐照异味成分主要是methionalacetaldehyde、1-壬醛和苯基乙醛，且以20﹕2﹕1的比率存在[6]，然而最近Nam3期林若泰等：冷却包装猪肉辐照异味气体成分研究919等指出异味主要成分是含硫化合物，包括二甲硫、乙醛等[7]。Patterson等也认为生鸡肉辐照异味是二甲三硫[8]。Yoo等认为橘汁辐照异味是二甲硫[9]。这些研究主要采用带吹扫捕集装置的气质联用分析方法。目前中国在肉类辐照研究方面主要集中在辐照杀菌效果上，对异味成分研究很少。【本研究切入点】本试验采用与上述不同的方法，为了客观反映辐照异味化学成分，采用收集自然生成的异味气体方法，即真空系统液氮冷却法收集异味气体物质，用GC-MS分析。【拟解决的关键问题】确定肉类稳态辐解产物中的主要异味气体成分，并探索辐照异味源。为确立辐照肉类产生异味的机理，继而指导减轻或去除肉类辐照异味新方法的建立奠定基础。1材料与方法1.1试验材料本研究气体收集试验和异味感官评定于2005年1月至10月在湖北省农业科学院辐照加工研究所进行；气质分析测定于2005年6月至10月在江南大学分析测试中心进行。猪肉购自湖北省农业科学院自由市场。1.2试验方法1.2.1辐照异味气体收集方法将刚屠宰猪的新鲜纯瘦肉即时绞成肉糜，于0～4℃预冷24h，每个样品肉重1200g，装进5000ml单口蒸馏烧瓶中，抽真空，置塑料泡沫箱中的冰水中，保持0～4℃，送本所60CO-γ射线辐照源（活度：1.11×1016Bq，3×105Ci）辐照。采用动态辐照，中间翻身，以确保辐照的均匀性。剂量测定采用硫酸亚铁剂量计（Fricke）和重铬酸银剂量计（中国计量科学研究院提供）。辐照后立即收集辐照异味气体（图1）。1.2.2气质联用分析方法将收集异味气体的样品瓶置0～4℃泡沫箱中，密封，快运到江南大学分析测试中心，次日进行测定。用进样针抽取10µl收集的异味气体注入气质联用仪中。进样气体于225℃热解析30s。分流进口分流比调节为39∶1。采用DB-1毛细管柱。气相色谱升温条件：20℃停留2min，2℃/min升至30℃，再变速为5℃/min升至45℃，再变速为20℃/min升至110℃，再变速为10℃/min升至200℃，保持2min。高纯氮气为载气，流速1.1ml·min-1。质谱仪电子加速电压为70eV，扫描范围为32.60～325.40m/z，扫描线速度为每秒3.21次。未知化合物的定性用分析软件LIST和Wileylibrary谱库中的有关1.40℃水浴；2.辐照冷却猪肉；3.三通真空阀；4.真空阀；5.异味气体收集瓶；6.液氮1.40℃water;2.Irradiatedpork;3,4.Vacuumvalve;5.Vial;6.Liquidnitrogen图1真空系统液氮冷却收集异味气体装置Fig.1Apparatusforcollectingoff-odor标准化合物质谱图相比较而确定，挥发性化合物的定量采用对色谱峰面积积分获得。先对以下分析参数进行优化试验：（1）样品管的热解析和温度、时间；（2）最佳色谱柱的选定（HP-5MS，HP-624，HP-1，HP-Wax，DB-1色谱柱）；（3）最佳分流比的确定；（4）气相色谱程序升温条件的优化以获得各个色谱峰的最佳分离。将标样各取1ml于40ml小瓶中，盖塞，振荡混合，用进样针取1µl气体注入气质联用仪中，气质分析条件如上述。1.2.3试验设计冷却真空包装猪肉（纯瘦肉）的辐照试验：不同吸收剂量、辐照后不同冷藏天数和不同包装类型[10]对辐照异味气体成分影响的试验。异味源模型有机物的辐照试验：含硫氨基酸和不含硫氨基酸以及VB1（分子结构含硫）辐照异味成分测定试验。取样品3g，磨碎，加蒸馏水1000ml，转移至5000ml单口蒸馏烧瓶中，具体操作见1.2.1的气体收集方法和1.2.2的气体分析方法。1.2.4主要仪器及试剂气质联用仪为FiniganTraceGC&TraceMS；DB-1毛细管柱：0.25mm内径，50m长，液膜厚度0.25µm；标样：甲硫醇（标准气）23.7mg·kg-1，佛山市科的气体有限公司提供；二甲硫醚2000µg·ml-1USA；苯基乙醛（含量不少于94%），上海双喜香料助剂厂提供；1-壬醛（nonanal）97%，美国Lancaster市；甲硫基丙醛[3-（methylthio）-propionaldehyde，C4H8OS]，Sigma公司。920中国农业科学41卷2结果与分析2.1冷却真空包装猪肉辐照异味气体主要成分分析2.1.1不同辐照剂量下冷却真空包装猪肉辐照异味气体成分分析从表1可知，冷却真空包装猪肉辐照异味含硫有机化合物主要是二甲硫、二甲二硫、二甲三硫、甲硫醇和乙酸甲硫醇酯，其中主要以二甲硫和二甲二硫存在。由表1可知，随吸收剂量增加，二甲硫含量增加，但超过3kGy增加幅度较小。而其它主要含硫有机化合物含量在3kGy处比在7kGy处高，达到显著水平（P＜0.05）。未辐照样品挥发物中含硫化合物甚微，仅极微量二甲二硫（730×103离子数）和Vangardbt（403×103离子数）。冷藏15d，辐照冷却真空包装猪肉中含硫化合物大幅下降，二甲硫含量下降10倍，其它含硫化合物几近于无（表2）。这说明随着贮藏时间延长，辐照气味逐渐减轻。该结果与辐照冷却真空包装猪肉的异味感官评价结果吻合。表1辐照剂量对真空包装冷却猪肉辐照异味的影响（峰面积）Table1Effectofabsorbentdoseoncompositionofoff-odorvolatilesofirradiatedpork[Area(ioncounts×103)]吸收剂量Absorbentdose(kGy)主要含硫化合物MainS-containingcompound01.537甲硫醇Mercaptomethane0d11913b15598a8079c二甲基硫2-Thiapropane少Fewd16055c125791b143351a甲基乙基硫醚2-Thiabutane0d186c5956a2496b乙酸甲硫醇酯S-Methylthioacetate0d4087c47256a35730b二甲基二硫Methyldisulfide730d17894b119930a17796c1,3-二硫杂环戊烷1,3-Dithiacyclopentane0c0c1809a522b二甲基三硫2,3,4-Trithiapentane少Fewd11986b14126a1589c3,5-二甲基-1,2,4-三硫杂环戊烷3,5-Dimethyl-1,2,4-trithiolane0c0c1