蔡雨靜，張振宇，王彩玲，劉冬梅，白 婷，易宇文，張 浩,

（1.四川旅游學院烹飪學院，四川成都 610100；2.肉類加工四川省重點實驗室，四川成都 610106；3.四川旅游學院烹飪科學四川省高等學校重點實驗室，四川成都 610100）

青海省牦牛養(yǎng)殖數(shù)量位居全國第一，占我國牦牛總數(shù)量38%[1]。玉樹牦牛生活在海拔3500 米到4500 米高原、高山、高寒地區(qū)，屬于散養(yǎng)草飼牦牛。草飼牦牛肉高蛋白、低脂肪、營養(yǎng)豐富[2]。牦牛肉烤制后風味深受消費者喜愛，但不同部位風味、肉質(zhì)差異較大，要尋找最適合燒烤的牦牛肉部位，需要對牦牛肉不同部位的滋味、氣味和風味特征進行研究。

目前，關(guān)于牦牛肉研究大多集中于牦牛肉品質(zhì)影響因素[3-4]、牦牛產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀[5-7]、不同性別牦牛肉營養(yǎng)成分分析[8-10]、不同地區(qū)牦牛肉營養(yǎng)分析[11-12]等。對于牦牛不同部位的風味研究很少，特別是氣味和滋味研究較少。

食品的風味包括滋味和氣味，常見的食品風味鑒別方法主要是感官評價。目前先進的電子感官智能檢測系統(tǒng)包括電子舌（electronic tongue ）和電子鼻（electronic nose），可以模仿人類嗅覺和味覺，從食物的氣味和滋味方面識別樣品中整體風味信息[13-15]。固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用（Solid-phase micro extraction，SPME-GC-MS）技術(shù)主要檢測揮發(fā)性化合物，能夠區(qū)分不同的風味物質(zhì)[16]。電子感官智能系統(tǒng)結(jié)合固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)共同分析食品的風味，可以綜合判別肉類的氣味、滋味、化合物風味特征。潘曉倩等采用GC-MS 的研究表明，牛肉的特征風味物質(zhì)主要是醛類、醇類、酮類及烯烴類化合物構(gòu)成[17]，劉曉等的研究認為SPME-GC-MS 具有靈敏度高、抗干擾性強等優(yōu)點，可用于萃取、吸附揮發(fā)性及半揮發(fā)性成分[18]。對牦牛肉風味化合物的分析，可以幫助確認燒烤后風味物質(zhì)來源，確定相對含量較高的部位，香味揮發(fā)性化合物含量較高的部位就是最適合燒烤的部位。

本研究以牦牛前胸肉、前腿肉、背部肉、后腿肉四個部位為研究對象，分別采用傳統(tǒng)感官評價和Etongue、E-nose 智能感官系統(tǒng)，以及SPME-GC-MS檢測揮發(fā)性化合物，運用感官評價、主成分分析（PAC）、聚類（CA）、相關(guān)性分析（Pearson）等方法，從牦牛肉風味特征入手，分析風味物質(zhì)和滋味數(shù)據(jù)，找出影響牦牛肉風味特征的主要化合物，為今后牦牛肉烹飪加工工藝和風味特征辨別提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

選取自然放牧、發(fā)育正常、健康無病、體重相近、年齡在3 歲左右，青海玉樹地區(qū)高原草飼牦牛。取胴體左側(cè)四個部位，先進行24 h 低溫排酸，然后真空包裝進行36 h 濕式熟成，再冷凍到-18 ℃后運送到實驗室，解凍到室溫25 ℃，剔去筋膜和脂肪，剁成肉糜待檢。樣品編號分類見表1。

表1 牦牛肉部位樣品分類Table 1 Beef samples from different regions

BCD-206SM 冰箱 青島海爾集團；WP-UPUV-20 去離子水機 四川沃特爾公司；FALLC4N 電子天平 常州市衡正電子儀器有限公司；FOX 4000電子鼻 法國Alpha MOS 公司；α-ASTREE 電子舌法國Alpha MOS 公司；SQ680+Clarus SQ8T 氣質(zhì)聯(lián)用儀、色譜柱Elite-5MS 美國PerkinElmer；固相微萃取裝置、PC-420D 專用磁力加熱攪拌裝置、75 μm CAR/PDMS 手動萃取頭 美國Supelco；15 mL頂空瓶 北京譜朋科技有限公司；

1.2 實驗方法

1.2.1 感官評價 參考GB/T 22210-2008《國家肉與肉制品感官評定規(guī)范標準》鑒定標準，隨機選取10 位烹飪營養(yǎng)與教育專業(yè)學生組成評定小組，先期進行感官評價培訓，內(nèi)容包括：肉類色澤鑒別、肉類表面粘度鑒別、肉類氣味鑒別、肉類橫切面組織鑒別。然后在專業(yè)感官品評實驗室對樣品進行感官評價。評分標準見表2。

表2 鮮牦牛肉感官評分標準Table 2 Sensory evaluation requirements of fresh yak

1.2.2 電子舌分析 法國產(chǎn)電子舌傳感器包括：AHSSourcess、PKS、CTS-Saltiness、NMS-umami、CPS，ANS、SCS，其中Ag/AgCl 作為參比電極[19]。傳感器AHS-Sourcess（酸味）、CTS-Saltiness（咸味）、NMS-umami（鮮味）對食品酸、咸、鮮三種滋味可以直接辨別，而對甜味、苦味、澀味識別，需要添加標準品來識別。運用Alpha MOS 電子舌分析軟件，能夠獲得樣品在0～10 之間的酸、咸、鮮、甜和苦味的相對強度值，利用強度值可對樣品在酸、咸、鮮、甜和苦味維度上進行滋味強度排序[20]。

1.2.2.1 樣品處理 參考袁燦的方法[21]：取四個部位牦牛肉樣品剁碎，每個樣品取10.0 g 碎牦牛肉放入燒杯中，然后倒入100 mL 去離子水充分攪拌，用50 HZ 超聲波浸提30 min（不加熱），取上清液中性濾紙過濾，最后將80 mL 濾液移至電子舌專用燒杯分別編號待檢。

1.2.2.2 分析條件 自動進樣，數(shù)據(jù)采集時間120 s，采集周期為1.0 s，采集延遲10 s，攪拌速度1 r/s，樣品平行檢測5 次，樣品間隔80 mL 去離子水清洗感應器。取3 次傳感器在120 s 時三個相對穩(wěn)定數(shù)據(jù)進行分析[22]。

1.2.3 電子鼻分析 法國產(chǎn)電子鼻是通過MXT-5（弱極性）和MXT-7（中極性）色譜柱分離氣味物質(zhì)，一共由18 根金屬氧化傳感器組成，每根傳感器對應一類或幾類物質(zhì)敏感[23]，采用氫離子檢測器分析色譜信息[24]，完成檢測后，即可使用儀器自帶數(shù)據(jù)庫對樣品揮發(fā)性物質(zhì)進行定性、定量分析。電子鼻傳感器性能特點見表3。

表3 電子鼻傳感器性能特點Table 3 Performance characteristics of electronic nose sensor

1.2.3.1 樣品處理 將四個部位牦牛肉剁碎，分別取2.00 g 肉末放入10 mL 頂空瓶中密封，分別編號待檢。

1.2.3.2 分析條件 電子鼻設備初始化、校準、診斷。頂空溫度40 ℃，頂空加熱300 s；載氣流量150 mL/s；進樣量1.00 mL；進樣速度1.00 mL/s；數(shù)據(jù)采集時間120 s；數(shù)據(jù)采集延遲180 s；手動進樣實驗方法。每個樣品平行測試5 次。取3 次傳感器在第120 s時獲得的穩(wěn)定信號進行分析。

1.2.4 固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)（SPME-GC-MS）分析1.2.4.1 樣品處理 分別取四個部位牦牛肉剁細，精確稱量4.00 g 樣品，放入15 mL 頂空進樣瓶中，加入20% NaCl 飽和液進行鹽析，密封，編號待檢。

1.2.4.2 頂空條件 樣品置于磁力攪拌器（60 ℃，30 min），后將老化（250 ℃，5 min）的75 μm CAR/PDMS 手動萃取頭插入頂空瓶中吸附30 min，將進樣針插入GC-MS 進樣口，解析600 s。

1.2.4.3 氣相條件 進樣口溫度250 ℃；色譜柱Elite-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；升溫程序：起始溫度50 ℃，保持2 min，以3 ℃/min，升至80 ℃，以5 ℃/min 升至120 ℃，以10 ℃/min 升至250 ℃，保留5 min。載氣：高純氦氣，流速1 mL/min，分流比10:1。

1.2.4.4 質(zhì)譜條件 EI 離子源，電子轟擊能量為70 eV，離子源溫度230 ℃；全掃描，質(zhì)量掃描范圍30～600 m/z；標準調(diào)諧文件。

數(shù)據(jù)先進行定量、定性分析，檢索NIST 2011 譜庫、計算其保留指數(shù)，結(jié)合人工解析質(zhì)譜圖進行確定，選取正反匹配度＞600 的化合物進行判斷，采用峰面積歸一法計算出相對含量，最后進行歸一化處理。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS26、Origin2021、Microsoft Excel 16進行數(shù)據(jù)處理和主成分分析、雷達圖分析等。其中，P＜0.05 表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評價結(jié)果分析

表4 感官評價結(jié)果表明：HB＞HT＞QT＞QX。感官評價結(jié)果平均值差異主要是由于個體嗅聞對評分影響較大。樣品HB 得分最高，但平均差也較大，主要是感官評價人為的對脂肪層風味和色澤喜愛、嗜好差異大；樣品HT 得分其次，但平均差較小，說明認可度均衡，數(shù)據(jù)真實度強；樣品得分最差的是QX，主要是嗅聞氣味得分低，以及色澤和肌肉組織的觸感較差。

表4 牦牛肉感官評分結(jié)果Table 4 Sensory scoring standards for yak meat

2.2 電子舌分析結(jié)果

2.2.1 傳感器味覺強弱分析 圖1A 是電子舌味覺信號強度圖，可見酸味強度值（AHS）：HT＞QX＞HB＞QT，且樣品HT 與樣品QT 酸味強度值相差5.2，差異顯著；咸味強度值（CTS）：QT＞HB＞HT＞QX，且樣品QT 與樣品QX 咸味強度值相差4.9，差異明顯；鮮味強度值（NMS）：HT＞QX＞HB＞QT，且樣品HT 與樣品QT 鮮味強度值相差4.7，差異明顯。電子舌味覺信號強度差異表明牦牛肉不同部位滋味差異明顯。

圖1 電子舌味覺強度、雷達圖Fig.1 Taste intensity and radar map of the electronic tongue

樣品QT 咸味強度值高達9.3，與其他樣品顯示出較大差異，蓬桂華等[25]的研究表明這可能是高濃度的水溶性離子型有機物和無機物等咸味貢獻物質(zhì)造成的。樣品HT 鮮味強度數(shù)值高達8.2，有研究表明，可能是由于含有較高濃度的核苷酸、氨基酸等鮮味貢獻物質(zhì)[26]，而氨基酸通過自身熱降解和參與美拉德反應兩種途徑形成一系列揮發(fā)性芳香成分[27]，因此可以判定樣品HT 滋味較好。

2.2.2 電子舌主成分分析 圖2 顯示主成分PC1 貢獻率為73.36%、PC2 貢獻率為22.10%，表明主成分降維后數(shù)據(jù)能反映原數(shù)據(jù)的整體信息，四個樣品分布在四個象限中，無重疊，表明樣品之間存在較明顯差異性。主成分雙標圖貢獻影響因子在圖中以線段表示，越靠近樣品所在坐標軸，說明影響因子對其影響越大。樣品HT 最靠近X 軸，且樣品HT 與QX 相近，滋味相似；樣品HB 距離其他樣品較遠，位于第四象限，其滋味差異主要體現(xiàn)在PC1 上；結(jié)果表明，電子舌能明顯區(qū)分四個部位樣品，且樣品之間滋味差異明顯。

圖2 電子舌主成分雙標圖Fig.2 Ballot of principal components of electronic tongue

2.3 電子鼻分析結(jié)果

2.3.1 氣味指紋圖譜分析 四個部位電子鼻氣味指紋雷達圖3 表明：樣品HT 在P10/1、P10/2、P40/1與其他樣品出現(xiàn)差異，P 型傳感器一般對極性化合物和非極性化合物敏感；樣品HT 與QT 在T40/2、T40/1、TA/2 區(qū)分較為明顯，而T 型傳感器對氧化氣體和含硫化合物敏感[28]，說明在含硫化合物含量上樣品HT 與樣品QT 差異較大。孫曉紅等的研究認為，電子鼻在化合物分析上還需結(jié)合不同的數(shù)據(jù)才能將其結(jié)果量化[29]，需要結(jié)合SPME-GC-MS 數(shù)據(jù)對具體化合物進行研判。

圖3 電子鼻指紋雷達圖Fig.3 Electronic nose odor fingerprint

2.3.2 主成分分析 如圖4 所示：四個部位樣品能夠獨立區(qū)分出來，說明電子鼻能夠辨別樣品氣味特征，且PC1 貢獻率為87.06%、PC2 貢獻率為7.77%，說明大量有效信息存在于第一主成分。候婷婷等的研究表明當PC1 遠大于PC2，說明樣品在橫坐標距離越大，其差異性越大[30]?？梢耘袛啵瑯悠稨T、HB、QT 氣味特征相近，樣品QX 氣味特征與其他部位差異較大。

圖4 電子鼻主成分圖Fig.4 Electronic nose principal component score chart

2.4 SPME-GC-MS 固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)結(jié)果分析

2.4.1 牦牛肉四個部位樣品SPME-GC-MS 揮發(fā)性風味物質(zhì)檢測結(jié)果 表5～表6 可見，牦牛肉共鑒定出57 種揮發(fā)性物質(zhì)，包括：醛類（12 種）、醇類（11 種）、烴類（11 種）、酸類（5 種）、酮類（3 種）和其它雜類含硫化合物（15 種）；其樣品QX、QT、HT、HB 分別含有45、41、49、46 種。其中，醛類化合物相對含量在35.350%～54.746%，可見醛類是牦牛肉風味主體化合物；醇類化合物相對含量在9.205%～23.687%、烴類化合物相對含量在8.105%～25.402%之間，可見醇類、烴類是牦牛肉風味重要構(gòu)成；雜環(huán)含硫化合物相對含量在3.598%～18.333%之間，差異巨大，可見影響牦牛肉風味的最大因素是雜環(huán)含硫化合物含量差異。

表5 牦牛肉揮發(fā)性風味物質(zhì)檢測結(jié)果Table 5 Detection results of volatile flavor substances in yak meat

表6 牦牛肉化合物相對含量統(tǒng)計Table 6 Statistical table of compound content in yak meat

2.4.2 牦牛肉化合物類別分析 醛類化合物是肉類加熱后脂類氧化產(chǎn)生的揮發(fā)性化合物，是肉類香氣主要指標[35]。四個部位牦牛肉共檢測出12 種醛類化合物，其中最突出的是：苯甲醛、壬醛、庚醛、己醛、辛醛；樣品QT、HT 中苯甲醛（帶有堅果香氣）相對含量22.236%～24.652%，高于其他部位，這也許是玉樹牦牛前腿、后腿風味較好，且?guī)в袌怨L味的重要原因，也是影響牦牛肉風味主要化合物；樣品HB 中壬醛（帶有玫瑰和柑橘香氣）含量高達20.933%，是其他樣品的2.5 倍，壬醛含有玫瑰和柑橘的香氣應該是后背肉風味清淡的重要原因。

醇類化合物源自脂肪氧化分解[36]。牦牛肉共檢測出11 種醇類化合物，其中最為突出的是：2-乙基-1-己醇、苯甲醇、1-辛醇；樣品QX 中2-乙基-1-己醇（有香料特殊氣味）含量高達9.558%，是其他部位的3 倍左右，表明樣品QX 含有較多的脂肪成分，降解后會產(chǎn)生高于其他部位的醇類物質(zhì)。

烴類化合物是肉類氨基酸、脂肪氧化后期產(chǎn)物。牦牛肉共檢測出11 種烴類化合物，其中最為突出的是：間二甲苯、鄰二甲苯、對二甲苯。間二甲苯（有強烈芳香味），樣品QT 含量高達18.775%，而HT 含量僅僅1.337%，凸顯出前后腿牦牛肉風味差異很大；普遍認為會帶來甲苯臭味的鄰二甲苯在樣品QT、HT 分別是2.274%和1.814%，而樣品QX、HB 分別是6.868%和5.073%，說明牦牛腿肉整體氣味優(yōu)于前胸和后背部位。

酸類化合物相對含量不大，共檢測出5 種，包括苯甲酸（難聞芳香酸）、乙酸（不愉快椰肉油味）、壬酸（特殊味道）、丁酸（難聞刺激性氣味）等，都是牦牛肉難聞的特征化合物。樣品HT 中己酸、丁酸含量明顯高于其他部位，導致酸類總含量在8.752%，高于樣品QT（酸類總量2.691%），表明HT 部位氣味與其他樣品差異較大。

酮類化合物在生肉檢測中出現(xiàn)很少，目前只檢測出4 種，美拉德反應后對風味有一定的影響。

雜類含硫化合物：對肉類風味起決定作用的是含硫、含氮、雜環(huán)化合物和含羰基化合物[37]，含硫化合物和其他雜類化合物閾值低[38]，卻對牛肉風味貢獻大。四個部位牦牛肉共檢測出雜類化合物15 種，相對含量在3.598%～18.133%之間，差異五倍之多；其中，李少覲研究認為吡嗪類為含氮類化合物（具有堅果香氣），可能為美拉德反應產(chǎn)物[39]，在樣品HT 中均檢測出，可以判定：牦牛肉四個部位燒烤后，含硫化合物形成的風味物質(zhì)會有巨大的差異；樣品HT 中2-乙酰吡咯（烤堅果的風味）含量為4.761%，表明牦牛后腿肉燒烤后風味較好；樣品HT 中2-硝基吡啶、噻吩、2-乙基呋喃（有烤肉香氣）、2-戊基呋喃等物質(zhì)[40]等主要呈香特征物質(zhì)，檢測中均含量較高；樣品QT、HB 雜類含硫化合物總含量僅3.991%、3.598%，與HT（總含量18.133%）差異較大的原因主要是2-乙酰吡咯（4.76%）、烯丙基甲基硫醚（3.979%）含量非常突出，基本可以判斷這兩種化合物對牦牛肉四個部位風味差異有較大影響。

2.4.3 牦牛肉揮發(fā)性化合物主成分分析 揮發(fā)性化合物數(shù)據(jù)歸一化處理后，進行主成分分析。圖5 顯示PC1 貢獻率86.70%，PC2 貢獻率6.92%，表明主成分經(jīng)降維后數(shù)據(jù)能反映原數(shù)據(jù)整體信息；其中，苯甲醛、壬醛、2-乙酰吡咯、2-乙基-1-己醇、間二甲苯相對含量突出，構(gòu)成牦牛肉的主要化合物；樣品HT 中苯甲醛（帶有堅果香氣）、2-乙酰吡咯（烤堅果的風味）相對含量較高，可以確定牦牛肉后腿帶有堅果風味，燒烤后風味獨特；而樣品QX、HB、QT 風味化合物主要構(gòu)成是壬醛、間二甲苯、2-乙基-1-己醇，位置相對較近，判斷風味相似。

圖5 牦牛肉揮發(fā)性化合物主成分圖Fig.5 Principal components of volatile compounds in four parts of yak

2.4.4 SPME-GC-MS 與電子鼻數(shù)據(jù)相關(guān)性分析 研究表明，取每個類別、相對含量前五揮發(fā)性化合物做相關(guān)性熱圖[41]，可以辨別兩個數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性和差異性。電子鼻傳感器數(shù)據(jù)是宏觀化合物解析、SPME-GC-MS 是具體化合物相對含量，因此有一定的相關(guān)性。采用Pearson 相關(guān)性分析，將電子鼻傳感器數(shù)據(jù)與SPME-GC-MS 相對含量較高的主要數(shù)據(jù)，歸一化處理后，進性相關(guān)性分析。r代表反映X 軸、Y 軸的線性相關(guān)程度，|r|越大相關(guān)性越強，|r|越小相關(guān)性越弱（r值在-1～1 之間），P≤0.5 表示顯著，其結(jié)果如圖6 所示。

圖6 電子鼻數(shù)據(jù)與主要化合物相關(guān)性熱圖Fig.6 Thermal diagram of correlation between electronic nose data and main compounds

1-辛醇、1-辛稀-3-醇、庚醛、己醛均同P 型、T 型的全部12 根傳感器呈顯著相關(guān)或正相關(guān)，這類傳感器對有機化合物、芳香族化合物、極性化合物敏感，比如醇類、醚類、甲烷、乙醇、碳氧基化合物，而在 LY2/LG、LY2/G、LY2/G、LY2/AA、LY2/Gh、LY2/gCT1、LY2/gCT 呈顯著負相關(guān)或負相關(guān)，這類傳感器對有機化合物、硫化氫敏感，如硫化物、硫醚、碳氧基化合物敏感；間二甲苯、對二甲苯、乙基苯、丁基化羥基甲苯均同P 型、T 型傳感器呈顯著負相關(guān)或負相關(guān)，而在LY2/LG、LY2/G、LY2/G、LY2/AA、LY2/Gh、LY2/gCT1、LY2/gCT 呈顯著正相關(guān)或正相關(guān)，可以看出甲苯類化合物在電子鼻中的位置與醛類、醇類和雜類含硫化合物剛好相反。

綜上分析可見，電子鼻傳感器數(shù)據(jù)與主要風味化合物呈現(xiàn)相關(guān)性，因此判定電子鼻也能區(qū)分牦牛肉揮發(fā)性化合物，并且辨別氣味特征。

3 結(jié)論

電子舌可以區(qū)分四個部位樣品滋味，且樣品之間差異明顯；其中，樣品HT 與QX 滋味相似，樣品HB 獨立區(qū)別于其他樣品。

電子鼻可以區(qū)分四個部位風味特征，結(jié)果顯示樣品HB、QT 氣味相似，而樣品HT 與QX 相對獨立于其他樣品。

揮發(fā)性風味物質(zhì)結(jié)果表明，牦牛肉共鑒定出57 種揮發(fā)性物質(zhì)，包括：醛類、醇類、烴類、酮類和其它雜類含硫化合物；其中，醛類化合物相對含量在35.350%～54.746%，可見醛類是牦牛肉風味主體化合物；醇類化合物相對含量在9.205%～23.687%、烴類化合物相對含量在8.105%～25.402%之間，表明醇類、烴類是牦牛肉風味重要構(gòu)成；雜環(huán)含硫化合物相對含量在3.598%～18.333%之間，證明影響牦牛肉風味的最大因素是含硫雜類化合物，這與電子鼻數(shù)據(jù)分析相同；樣品QT、HT 中苯甲醛（帶有堅果香氣）相對含量22.236%～24.652%，高于其他部位，表明玉樹牦牛肉前腿、后腿風味較好，且?guī)в袌怨L味；牦牛后腿肉苯甲醛、2-乙酰吡咯相對含量較高，可以確定風味獨特；胸肉、前腿肉、后背肉的風味化合物主要構(gòu)成是壬醛、間二甲苯、2-乙基-1-己醇，判斷風味相似；研究結(jié)果為今后牦牛肉加工和風味特征辨別提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。