基于GC-IMS分析2种饲料鸡蛋中挥发性风味物质.pdf

收稿日期:第一作者简介:杨瑶()女硕士研究生主要从事食品科学的研究通信作者:莫开菊()女博士教授主要从事林特食品加工与开发的研究文章编号:():././.基于 分析 种饲料鸡蛋中挥发性风味物质杨 瑶林秀贤程 超莫开菊(湖北民族大学 生物与食品工程学院湖北 恩施)摘要:风味是影响消费者购买鸡蛋的重要因素 以人参大米鸡蛋和玉米鸡蛋为研究对象采用气相色谱离子迁移谱()技术分析鸡蛋中挥发性风味物质的组成情况并进行鉴定和比较分析 结果表明 种饲料鸡蛋中共鉴定出 种挥发性风味物质包括酮类、醛类、醇类、酯类化合物其中醇类化合物在人参大米鸡蛋和玉米鸡蛋中的相对含量最高分别为.、.不同饲料鸡蛋的特征风味物质不同正丁醇(单聚体和二聚体)、叔丁醇单聚体、己醇单聚体对人参大米鸡蛋的风味贡献表达正相关羟基丙酮、庚醇、戊酮、甲基戊醛对玉米鸡蛋的风味贡献表达正相关 根据 建立的 种不同饲料鸡蛋指纹图谱差异较大能有效区分蛋鸡的养殖条件和所产鸡蛋的风味差异关键词:饲料鸡蛋挥发性风味物质气相色谱离子迁移谱指纹谱图主成分分析中图分类号:.文献标志码:():.().().:鸡蛋作为一种具有成本优势的蛋白质来源其生产量和消费量逐年上涨 中国的鸡蛋产量从 年的 万吨到 年达到了 万吨增长了 倍 鸡蛋生产已经满足了消费者的需求但目前提高鸡蛋质量至关重要蛋白质量、蛋黄质量、鸡蛋风味等都被消费者密切关注 而鸡蛋的质量受到内部和外界因素的影响例如蛋鸡的肠道微生物可直接或间接对鸡蛋品质产生影响 等 和 等研究表明来自肠道内或产卵环境的微生物可通过附着在蛋壳上进入其内部利用鸡蛋中营养物质进行繁殖产生不良气味和有害毒素 于海涛等研究表明散养的方式提高了蛋鸡的运动量进而使得蛋鸡体内水分消耗增加鸡蛋蛋白的含水量下降鸡蛋品质得到提高鸡蛋的风味在一定程度上影响了消费者的接受度含有的风味物质种类丰富且含量丰厚可以使鸡蛋更第 卷第 期 湖北民族大学学报(自然科学版).年 月 ().受消费者欢迎 朱梅芳等的研究发现用自主研配的红枣富硒饲料可减弱鸡蛋的腥味和提升鸡蛋香气值 等研究表明饲料中添加 亚麻籽可提升消费者对鸡蛋的香气、风味和异味的评分值且饲料中额外添加抗氧化剂补充剂维生素 或丁基羟基甲苯与未添加的在感官评估上差别不大 已有研究表明在饲料中添加人参茎叶可提高鸡蛋品质和营养水平袁进等研究了广州驯化藏鸡蛋和五黑鸡蛋的风味物质发现广州驯化藏鸡蛋风味物质含量比五黑鸡蛋要高而原产地藏鸡蛋的风味物质含量也高于五黑鸡蛋说明鸡蛋中风味物质受蛋鸡品种的影响 吕学泽等研究北京油鸡不同养殖条件下鸡蛋的风味差异结果表明在放养条件下鸡蛋的鲜味更浓通过科学的鉴定方法可以得到更加客观的数据来对鸡蛋品质进行评价 目前定性分析挥发性风味物质最常用的方法有气相色谱嗅闻、气相色谱质谱联用技术、全二维气相色谱质谱法和核磁共振技术 等通过气相色谱质谱()分析法鉴定出 种不同品种带壳鸡蛋的挥发性风味物质有 或 种其中壬醛、癸醛和 甲基庚烯酮是主要挥发性风味物质离子迁移谱()的分离原理是在大气压弱电场的影响下物质被电离成离子形式然后对离子迁移率的差异进行分析检测最终对物质进行分离定性 气相色谱离子迁移谱()是将 与 相结合的一种分析技术兼具 分离的高选择性和 优良的灵敏度可以在极少量的样品或者不需要制备样品的情况下进行分析检测 国内外有关不同饲料鸡蛋风味的影响研究鲜有报道尤其采用 快速测定分析鸡蛋风味变化规律的研究更少拟用 技术对人参大米鸡蛋(喂食恩施富硒大米、长白山人参和各种中药材等的蛋鸡所产)和玉米鸡蛋(喂食玉米的蛋鸡所产)的风味物质进行检测和比较分析探究 种饲料鸡蛋中的主要风味成分和特征风味物质为鉴别不同饲料鸡蛋之间风味区别提供参考依据 材料与方法.材料人参大米鸡蛋(由某公司提供)、玉米鸡蛋(市售)、正构烷烃(贸易有限公司分析纯).主要仪器与设备气相离子迁移谱联用仪(德国.公司)、毛细管色谱柱(美国 公司)、顶空进样瓶(上海赛默飞世尔科技(中国)有限公司).方法.样品预处理 取新鲜鸡蛋制成全蛋液称取 置于 顶空瓶中密封在 下孵育 然后自动进样 每个样品重复测定 次.分析 自动顶空进样条件是:进样体积为 孵育时间为 孵育温度为 进样针温度为 孵化器转速为/条件是:色谱柱类型为(.)柱温为载气为 载气流速程序是:初始流速为 /维持 内升至 /再在 内升至/总 运行时长为 条件是:漂移管温度为 载气为 漂移气流速为/电场强度为/漂移管长度为.定量分析 采用峰体积归一化法对检测出的风味物质进行定量分析得到每种已检测出的挥发性风味物质的相对含量(单位:).数据处理鸡蛋样品中的特征挥发性风味物质采用仪器配套的分析软件 得出分析谱图用软件内置的美国国家标准与技术研究院()数据库和 数据库对特征挥发性风味物质进行定性、定量分析 运用 中 和指纹图谱()插件直观对比鸡蛋样品之间的谱图差异以定量分析鸡蛋样品的特征挥发性风味物质的种类 采用 软件对鸡蛋样品进行主成分分析()和聚类热图分析采用.软件对样品进行正交偏最第 期 杨 瑶等:基于 分析 种饲料鸡蛋中挥发性风味物质 小二乘判别分析法()分析采用 软件对数据进行处理并计算风味物质相对含量 两种鸡蛋挥发性风味物质组成分析.指纹谱图及相对含量通过 判断出 种鸡蛋的挥发性风味物质的种类由分析软件 中 插件得出的人参大米鸡蛋和玉米鸡蛋样品的挥发性风味物质指纹图谱如图 所示 每行代表的是不同鸡蛋样品中全部挥发性风味物质的信号峰每列代表的是在不同鸡蛋样品中相同挥发性风味物质的信号峰 谱图的背景为蓝色颜色代表物质的浓度白色表示浓度较低红色表示浓度较高颜色越深表示浓度越大 由图 可知 种样品之间挥发性风味物质的差异共发现 种挥发性化合物数字 表示的是无法从迁移谱库中定性的物质 因此共可鉴定出 种可定性的挥发性化合物分别是 种酮类化合物、种醛类化合物、种醇类化合物、种酯类化合物 这些挥发性风味物质主要为 的碳链化合物其中一些化合物还产生了单体和二聚体 注:代表单体 代表二聚体、代表 种鸡蛋的平行样图 人参大米鸡蛋()和玉米鸡蛋()中的挥发性风味物质的指纹谱图.()()指纹图谱为 种不同鸡蛋样品的挥发性风味物质对比可通过挥发性风味物质的种类和浓度对 种鸡蛋进行区分 由图 可知为了方便观察比较将其分为 个区域分别为、区域物质在人参大米鸡蛋中浓度最高主要物质有:己醇、辛烯酮、正丁醇、甲基丁酸乙酯、乙酸乙酯和 丁醇 区域物质在玉米鸡蛋中浓度最高主要物质有:叔丁醇、庚醛、丙醛、正丁醛、丙酮、丁酮、戊酮、羟基丙酮、甲基戊醛、庚醇、甲基丁醇、乙酸异戊酯和 甲基丙酸乙酯等对已定性的挥发性风味物质进行相对定量分析如表 所示 由表 可知 种鸡蛋中最主要的风味物质为醇类其次是醛类、酮类和酯类 醇类化合物在人参大米鸡蛋(.)和玉米鸡蛋(.)中的相对含量最高玉米鸡蛋中醛类化合物(.)和酮类化合物(.)相对含量比人参大米鸡蛋要高而酯类化合物在人参大米鸡蛋(.)和玉米鸡蛋(.)中的相对含量相差不大由表 可知在酮类化合物中人参大米鸡蛋中的 戊酮相对含量最高戊酮可能具有苹果香味而玉米鸡蛋中的羟基丙酮相对含量最高 种鸡蛋中醛类化合物相对含量较高的是丙醛 在醇类化合物中正丁醇含量最高单体和二聚体的总含量在人参大米鸡蛋和玉米鸡蛋中分别为.和.醇类含量高可赋予肉蛋制品草木、脂肪香气 占酯类化合物含量最高的乙酸乙酯在人参大米鸡蛋和玉米鸡蛋 种鸡蛋中的含量分别为.和.酯类化合物是由于羧酸和醇的酯化反应短链酯类可能具有甜味或果香长链酯类具有脂肪味鸡蛋中的蛋白质和脂肪对于风味的形成有重要的影响 蛋白质在加热过程中被组织蛋白酶分解后游离氨基酸增加了其通常有改善鸡蛋香气的作用此外氨基酸还通过美拉德反应或斯特雷克反应导致鸡蛋具有不同的风味 脂肪氧化后又可分解为醛、酮、醇等物质从而也呈现出鸡蛋特有的风味.主成分分析由于有 种挥发性风味物质无法根据迁移谱库进行定性因此分别对已确定的和全部的挥发性风味物质进行主成分分析以分析 种未确定的挥发性风味物质对整体鸡蛋风味的贡献 首先对已确定的 种挥发性风味物质进行主成分分析如图 所示 由图 可知第 主成分()解释了.的总方差第 主成分()解释了.的总方差说明这 个因子可解释原变量.的信息即这 个主成分对分析 湖北民族大学学报(自然科学版)第 卷表 人参大米鸡蛋()和玉米鸡蛋()中鉴定出的挥发性风味物质.()()编号风味化合物名称分子式保留指数保留时间/迁移时间/相对含量/人参大米鸡蛋玉米鸡蛋丙酮().羟基丙酮().丁酮().戊酮().庚酮().辛烯酮().酮类化合物合计.丙醛().正丁醛().甲基戊醛().庚醛().庚醛().醛类化合物合计.正丁醇().正丁醇().丁醇().叔丁醇().叔丁醇().甲基丁醇().己醇().己醇().庚醇().醇类化合物合计.乙酸乙酯().乙酸乙酯().甲基丙酸乙酯().丙酸丁酯().甲基丁酸乙酯().乙酸异戊酯().酯类化合物合计.注:相对含量表示为“平均值标准差”注:数值编号代表检出的挥发性风味物质与表 中化合物编号一致图 人参大米鸡蛋()和玉米鸡蛋()已定性的挥发性风味物质 图.()()图 人参大米鸡蛋()和玉米鸡蛋()全部的挥发性风味物质 图.()()第 期 杨 瑶等:基于 分析 种饲料鸡蛋中挥发性风味物质 结果有一定的代表性 再对全部挥发性风味物质进行主成分分析如图 所示 由图 可知第 主成分()解释了.的总方差第 主成分()解释了.的总方差说明这 个因子可解释原变量.的信息 由图 可知大量挥发性风味物质位于 的正负两端 可以对 种鸡蛋风味差异进行区分 正丁醇、正丁醇、丁醇、叔丁醇、己醇、己醇、甲基丁酸乙酯等风味物质对于 负端贡献较大 丙酮、羟基丙酮、丁酮、戊酮、庚酮等风味物质对 正端贡献较大 对比图、以上两者贡献率的差别不大说明未确定的 种挥发性风味物质对于整体鸡蛋的风味贡献并不大因此采用已鉴定出的 种挥发性风味物质能很好地区分其风味差异因此由图、中可知在 上 种鸡蛋之间的区分度很大没有出现重叠鸡蛋风味有明显差别说明 种鸡蛋均具有各自的特征风味物质与 的结论一致证明 可以有效区分 种鸡蛋的风味物质表 特征挥发性风味物质 值.特征挥发性风味物质 值正丁醇.正丁醇.羟基丙酮.庚醇.叔丁醇.戊酮.甲基戊醛.己醇.注:、代表着 种鸡蛋的平行样图 人参大米鸡蛋()和玉米鸡蛋()特征挥发性风味物质的热图和聚类分析图.()().特征风味物质的识别采用正交偏最小二乘判别分析模型区分 种鸡蛋的特征风味化合物 采用变量重要性投影值()区分出特征风味物质 在辨识特征风味物质模型计算中 值通常被用来评估某个风味物质对 模型的贡献率 值大于 通常被认为是关键风味反之则说明是该物质对样品的区分影响较小 种鸡蛋样品构建的 模型可以判别出 种鸡蛋的特征挥发性风味物质并且根据模型可以得到很好地区分 通常使用、和 对模型进行评估这些值的范围为大于.表示该模型可接受越接近 表示模型拟合得越好 模型得出 .、.和 .说明该模型拟合良好预测能力较强用来分析特征性风味物质较为可靠 模型可确定的特征挥发性风味物质如表 所示 由表 可知正丁醇、正丁醇、羟基丙酮、庚醇、叔丁醇、戊酮、甲基戊醛、己醇 的 值均大于 为了进一步可视化特征挥发性风味物质对鸡蛋风味的贡献利用 模型得到的特征挥发性风味物质峰体积进行聚类热图分析结果如图 所示 由图 可知根据 种鸡蛋筛选出的特征挥发性风味物质()在人参大米鸡蛋中正丁醇、正丁醇、叔丁醇、己醇 对风味贡献表达出了正相关羟基丙酮、庚醇、戊酮、甲基戊醛对玉米鸡蛋的风味贡献表达正相关 讨论与结论以人参大米鸡蛋和玉米鸡蛋 种鸡蛋作为原料通过对这 种鸡蛋的 指纹图谱的分析发现挥发性风味物质在 种鸡蛋中有明显差异 进一步利用 分析和 模型将 种鸡蛋中出现的 种挥发性风味物质聚焦到了 种特征挥发性风味物质同时也证明了这 种特征挥发性风味物质在不同日粮饲喂条件下产出的蛋中有着重要的代表性这给 种鸡蛋带来了不同的风味 研究发现 较 对低含量物质识别更敏感且快速严红光等研究发现顶空固相微萃取结合气质联用()和顶空气相色谱离子迁移谱技术()鉴定出的 种代表性米酸汤产品主要挥发性物质成分分别有 种和 种通过比对发现两种技术检测出的共同 湖北民族大学学报(自然科学版)第 卷挥发性物质成分有 种说明采用这两种技术手段协同分析可获得更加全面的挥发性风味物质成分信息对 检测出的挥发性风味物质数据做 分析结果显示大量挥发性风味物质集中在图中心位置而 检测出的物质中大部分位于 和 的正负两端说明 对低含量挥发性风味物质更敏感因此利用 可以区分出不同饲料饲喂产出的鸡蛋风味从而对产品进行区分为探究不同饲料鸡蛋的风味呈现提供了一定的参考依据参考文献:./.().:/./.():.():.:.于海涛夏树立赵向华等.饲料中添加干蚯蚓和海藻粉对淘汰蛋鸡蛋、肉品质及肠道菌群的影响.中国饲料():.徐峥高健保倪润滋等.个品种鸡的鸡蛋品质和风味特点研究.食品研究与开发():.朱梅芳覃建基彭辉才.红枣富硒饲料对灵山土鸡肉、蛋中硒含量和风味的影响.中国饲料():.():.赵中利李欣马惠海等.人参加工副产物对吉林芦花鸡蛋品质及蛋中氨基酸、脂肪酸沉积水平的影响.黑龙江畜牧兽医():.袁进吴清洪陈傍柱等.广州驯化藏鸡与五黑鸡蛋品质及营养成分比较分析.中国比较医学杂志():.吕学泽杨卫芳王梁等.不同饲养方式下北京油鸡产品风味和营养物质差异研究.食品研究与开发():./.:.陈金明杨盛茹张秋双等.麦胚蛋白水解物美拉德反应工艺优化及产物挥发性风味物质分析.食品安全质量检测学报():.林恒宗梁志源秦小明等.基于 鉴别活体太平洋牡蛎不同流通阶段气味特征变化.食品科学():.林凯王栋郭平等.固相微萃取全二维气相色谱质谱法解析井冈蜜柚中的风味物质特征.食品安全质量检测学报():.王永瑞王松磊陈放等.基于 和 研究烤牛脂水分分布及关键挥发性风味物质/.食品科学:().:/./.:./.:.().():.:.():.():.(下转第 页)第 期 杨 瑶等:基于 分析 种饲料鸡蛋中挥发性风味物质 时为负载提供的功率约为.在输电线路出现断路等极端情况时设计的双电源能为在线监测传感器系统提供 以上的供电时长为数据完整传输提供了可靠的电能保障 设计的电源装置体积小、安全可靠、安装方便可适应输电线路电流大范围波动主要用于 及以下的交流输电线路参考文献:.():.:.王敏学李黎周达明等.分布式光纤传感技术在输电线路在线监测的应用研究综述.电网技术():.杨兴裴慧坤张有佳.基于 技术的输电线路风荷载响应在线监测设计.现代电子技术():.颉钰.输电线路微气象低功耗实时监测系统设计.自动化仪表():.段双明.太阳能供电系统在通信基站中的应用分析.现代工业经济和信息化():.秦欢.高压测量系统感应取能电源设计.现代电力():.朱成喜刘亚东盛戈嗥等.导线监测装置取电研究.电力电子技术():.陈文哲.高压输电线路监控设备感应取电装置的设计.宁夏电力():.高迎霞毕卫红刘丰.电子式电流互感器高压端供能电源的设计.电力电子技术():.程江洲孙晶魏业文等.输电线路感应取能的优化设计.电力科学与技术学报():.王智博.电流互感器取电电源的研究与设计.杭州:浙江大学.杨震韩宇超.基于电流互感器取电的故障指示器电源研究/陕西省电网节能与电能质量技术学会电网节能与电能质量技术论文集.西安:中国电工技术学会:.刘亚东盛戈嗥王又佳等.基于功率控制法电流互感器取电电源设计.电力系统自动化():.陈岗张武娟李俊等.基于阻尼谐振型 滤波电路的无变压器型混合电力滤波器的设计与稳定性的研究.电力学报():.李卫东刘洛阳孙迅雷.基于超级电容储能模块在输电线路中取电的研究与应用.电工技术():.责任编辑:高 林(上接第 页).:.徐桂云王喜琼.鸡蛋风味物质研究现状及存在问题.中国家禽():.毕玉芳.鸡蛋风味特征及贮藏期间风味相关成分分析.武汉:华中农业大学.龚霄陈廷慧胡小军等.基于 技术的百香果果啤风味分析.食品与机械():.严红光张建炀林莉等.凯里米酸汤挥发性成分 和 分析.食品与发酵工业():.责任编辑:高 山第 期 刘思尧等:基于感应取电的高压输电线路传感器双电源供电装置设计与实现