《Foods》:Comparative Analysis of Volatile Components Changes in Horse Fat During Dry Fractionation by E-Nose, HS/GC-IMS and SPME/GC-MS
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马脂是传统肉制品中宝贵的脂质来源,但加工过程中其风味品质仍不清楚。为了研究干法分提对精炼马脂挥发性特征的影响,研究人员使用电子鼻(E-nose)、顶空气相色谱-离子迁移谱(HS/GC-IMS)和固相微萃取-气相色谱-质谱(SPME/GC-MS)分析了不同温度下
马脂是传统肉制品中宝贵的脂质来源,但加工过程中其风味品质仍不清楚。为了研究干法分提对精炼马脂挥发性特征的影响,研究人员使用电子鼻(E-nose)、顶空气相色谱-离子迁移谱(HS/GC-IMS)和固相微萃取-气相色谱-质谱(SPME/GC-MS)分析了不同温度下获得的样品。电子鼻结果显示,样品的挥发性特征差异显著,在25 °C和15 °C获得的固体馏分(S25和S15)表现出更强的传感器响应并聚集在一起,而5 °C的液体馏分(L5)显示出最弱的整体信号。HS/GC-IMS共鉴定出55种挥发性化合物,主要为醛类、烯烃类、酯类、醇类、酮类和含氮化合物。与精炼马脂相比,S25和S15富含酮类、含硫化合物和含氮化合物,而L5以醇类和醛类为主。SPME/GC-MS鉴定出53种挥发性化合物,所有样品中醛类为主要类别。S5显示出最多的挥发性种类和最丰富的香气特征,而S25和S15显示出最低的复杂性。总挥发性含量排序为精炼马脂 > S5 > L5 > S15 > S25,酯类含量顺序为S5 > L5 > 精炼马脂 > S25 > S15。总体而言,干法分提温度显著调节了马脂中挥发性化合物的分布。这些发现可能为马脂在食品加工和产品开发中的潜在应用提供理论基础。
马脂作为哈萨克斯坦传统肉制品加工中的副产物,富含不饱和脂肪酸(如亚油酸和α-亚麻酸)及生物活性成分,具有抗炎、抗菌等潜在价值,但因其感官风味特征不佳,在食品和化妆品工业中的应用受限。干法分提是一种基于熔点差异分离脂质的环保方法,无需溶剂即可调控脂质体系的理化性质和挥发性成分分布。然而,不同温度干法分提对精炼马脂风味特征的影响尚不明确,且缺乏电子鼻(E-nose)、顶空气相色谱-离子迁移谱(HS/GC-IMS)和固相微萃取-气相色谱-质谱(SPME/GC-MS)三种技术的系统联合应用。为此,研究人员旨在通过综合分析,揭示干法分提温度对马脂挥发性成分分布和香气特征的调控规律,为马脂在食品加工中的风味优化提供理论依据。该研究论文发表在《Foods》。
**主要技术方法**
研究人员采用E-nose快速获取样品整体挥发性气味图谱,利用HS/GC-IMS鉴定挥发性化合物并生成指纹图谱,结合SPME/GC-MS进行定性与半定量分析。样品来源为哈萨克斯坦Shakarim University提供的精炼马脂,经25、15和5 °C干法分提获得固体馏分(S25、S15、S5)和液体馏分(L25、L15、L5)。
**研究结果**
**3.1 电子鼻分析**
通过E-nose的10个金属氧化物半导体传感器阵列,研究人员发现不同温度和相态的馏分挥发性气味特征差异显著。S25和S15在芳香类、含硫、烤香和果香相关传感器(如W1C、W5S、W1W、W2W)上响应更强,表明固体馏分富含这些气味活性化合物;L5在所有传感器上响应最弱,液体馏分挥发性风味物质丰度较低。主成分分析(PCA)进一步确认S25和S15聚为一类,S5和L5分离于另一侧,说明分提温度共同影响风味轮廓。
**3.2 HS/GC-IMS鉴定挥发性化合物**
HS/GC-IMS共鉴定出55种挥发性化合物,分为醛类(20.00%)、烯烃类(16.36%)、酯类(14.55%)、醇类(12.73%)、酮类(10.91%)和含氮化合物(10.91%)等。与精炼马脂相比,S25和S5富含酮类、含硫和含氮化合物(如2-戊酮、二丙基硫醚),S15以酮类、硫化物和酯类为主,而L5和精炼马脂以醇类和醛类(如1-丁醇、庚醛)为主。差异图谱显示,S25和S5有19种化合物与精炼马脂差异显著,S15有11种,L5仅5种,与E-nose结果一致。
**3.3 SPME/GC-MS定性分析挥发性化合物**
SPME/GC-MS共鉴定出53种挥发性化合物,包括20种烷烃、8种酮类、14种醛类、4种酯类及其他。醛类在所有样品中占主导(68.50%–72.55%),主要为反-2-戊烯醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛、壬醛等不饱和醛,赋予脂肪、青草和油炸气味。S5挥发性种类最多(42种),总挥发性含量最高(15.85 μg/g,以2-辛醇为内标半定量),酯类含量也最高(3.25%),表明低温分提保留更丰富的香气特征;S25和S15复杂性最低(各33种),总含量分别为11.94和12.25 μg/g。热图显示S5在多数化合物上信号最强、分布最广,而S25和S15信号较弱。
**讨论与结论**
三种方法结果一致且互补:E-nose揭示整体气味差异,HS/GC-IMS锁定关键标记化合物,SPME/GC-MS提供更全面的挥发性谱图。干法分提温度显著调控挥发性化合物在固相和液相间的分布。较高温度(25和15 °C)使固体馏分富集酮类、含硫和含氮化合物,赋予肉香、烤香和洋葱味;较低温度(5 °C)则保留更多醛类、酯类和醇类,使S5香气更丰富复杂。结论部分翻译如下:干法分提温度显著影响精炼马脂的挥发性风味特征。E-nose分析显示各馏分整体气味轮廓差异明显。HS/GC-IMS共鉴定55种挥发性化合物,并表明S25和S15富含酮类、含硫化合物和含氮化合物。HS-SPME/GC-MS进一步证实醛类为所有样品中主要挥发性类别,而S5保留最丰富的挥发性特征。这些发现表明,分提温度调控香气活性化合物在固液相间的分布,从而影响马脂风味。因此,干法分提为风味控制提供了实用策略,并为开发具有改善感官品质的马脂产品提供了指导。