海能未來技術集團股份有限公司
利用GC-IMS分析豬肉中不同肌肉的揮發性有機化合物
檢測樣品：豬肉
檢測項目：揮發性有機化合物
方案概述：采用氣相色譜-離子遷移譜對四種肌肉進行分析，并對這些肌肉中的揮發性有機化合物進行分析和鑒定。
以杜洛克豬的四塊肌肉(腰、腿、肩、腹)為試驗對象。采用氣相色譜-離子遷移譜對四種肌肉進行分析，并對這些肌肉中的揮發性有機化合物進行分析和鑒定。利用主成分分析(PCA)和偏最小二乘判別分析(PLS-DA)等多元統計方法，對四種肌肉的VOCs差異進行分析，以確定豬肉四種肌肉中的特征化合物。
圖1 四種肌肉中揮發性有機化合物的二維圖
從圖1可以看出，豬肉的四種肌肉中的VOCs存在明顯的差異。豬腰肉和豬腿中的揮發性有機物亮點較多，而豬肉肩部和腹部的揮發性有機物亮點較少，說明腰肉和豬腿中的VOCs含量高于肩部和腹部。
圖2 四種肌肉中揮發性有機化合物的二維圖譜差異比較
為了更明顯地感知四塊肌肉中VOCs的差異，通過Reporter插件的差異比較選項，選擇豬里脊的二維圖作為參考，并從其他三塊肌肉的譜圖中扣除該參考，得到GC-IMS的二維差異比較圖譜。如果四塊肌肉中的VOCs一致，則扣除后的背景為白色，紅色表示物質濃度高于參考值，藍色表示物質濃度低于參考值。如圖2所示，豬腿肉的整體揮發性有機化合物含量高于豬里脊，而豬肉肩部和腹部的整體揮發性有機化合物含量低于豬里脊。
圖3 四塊豬肉肌肉中揮發性有機化合物的指紋圖譜(注：B代表豬里脊，H代表豬腿，J代表豬肩，W代表豬肚)。
圖3顯示了每塊豬肉的揮發性有機化合物的完整信息，以及豬肉之間揮發性有機化合物的差異。如圖所示，豬腰肉和豬腿肉的揮發性有機化合物與豬肩和豬肚在A區的揮發性有機化合物有顯著差異，所涉及的化合物主要是23種揮發性有機化合物，包括壬醛(M)、壬醛(D)、苯甲醛(M)、苯甲醛(D)、3-甲基丁醛(D)、(E，E)-2，4-庚二烯醛和1-辛烯-3-醇。這23種化合物在豬腰肉和豬腿肉中含量較高，而在豬肩和豬肚中含量較低。
B區涉及的化合物為2-辛醇(M)、(E)-2-庚烯(D)和乙酸乙酯。這些化合物在豬里脊肉中含量相對較低，而在豬腿肉中含量相對較高。C、D、E區的揮發性有機化合物主要為烯丙基乙酸、丙酸、1，2-丙二醇、異丙醇、2-乙基呋喃、2-甲基丙醛、丁醛(D)、叔丁基甲醚、乙酸乙酯等16種化合物，但僅存在于豬腿肉、豬肩和豬肚中。
圖4 四種肌肉中揮發性有機化合物的主成分分析圖
主成分分析圖如圖4所示，PC1和PC2的貢獻率分別為45.5%和19.7%，兩個主成分的累積方差貢獻率為65.2%，能夠反映豬肉四塊肌肉的揮發性有機物差異。從圖中可以看出，來自同一塊豬肉肌肉的樣本點大致聚集在一起，其中豬腰肉和豬腿肉與豬肩和豬肚明顯分開，表明前兩塊肌肉和后兩塊肌肉的VOC值差異明顯。豬里脊和豬腿肉中VOCs的出現部分重疊，但采樣點明顯分開，說明這兩塊豬肉肌肉中的VOCs比較相似，但總體上存在一定的差異。豬肩和豬肚的VOCs范圍也有重疊，表明豬肩和豬肚的VOCs相似，但兩塊豬肉的VOCs仍然存在差異。
采用頂空氣相色譜-離子遷移譜(HS-GC-IMS)對四種豬肉中的VOCs進行分析鑒定。GC-IMS共鑒定出49種揮發性有機化合物，包括18種醛、10種醇、6種酮、5種酯、2種醚、3種酸、2種雜環化合物和3種烴類。以投影變量重要度大于1，顯著水平小于0.05為判據，通過偏最小二乘判別分析和顯著性差異分析篩選出差異顯著的有機化合物。確定了2-戊基呋喃、2-丁酮(M)、正戊醛(M)、丁醛(D)、(E)-2-己烯醛、(E)-2-庚烯醛(D)、1，2-丙二醇和2-甲基丙醛是區別四種豬肉的區別有機化合物。
通過本研究，氣相色譜-離子遷移譜法為不同部位肉的鑒別提供了判斷依據和理論基礎。
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