冷鲜与真空冷冻干燥猪里脊肉中脂肪酸气相色谱—质谱分析

摘 要：目的：建立猪肉脂肪酸气相色谱-质谱（gas chromatograph-mass spectrometer，GC-MS）检测方法，并对冷鲜和真空冷冻干燥猪肉中脂肪进行分析，研究不同处理猪肉脂肪酸的差异。方法：猪肉进行真空冷冻，脂肪酸利用GC-MS测定。结果：在冷鲜猪肉和真空冷冻干燥猪肉样品中脂肪酸分别确定了11 种和8 种；猪肉脂肪酸中油酸含量最高，其他含量由高到低依次为硬脂酸、棕榈酸、反亚油酸、棕榈油酸、肉豆蔻酸、顺-11-二十碳烯酸、花生四烯酸、顺-11，14-二十碳二烯酸、花生酸、癸酸；真空冷冻干燥猪肉粉未检出癸酸、花生四烯酸和顺-11，14-二十碳二烯酸；冷鲜猪肉中脂肪酸成分及相对含量与真空冷冻干燥样品无显著差异。结论：GC-MS法能有效对脂肪酸进行分析；真空冷冻干燥是一种可行的干燥方法，能有效保持猪肉中脂肪酸成分及结构。

关键词：猪肉；真空冷冻干燥；气相色谱-质谱法；脂肪酸

中图分类号：TS251.51 文献标志码：A文章编号：1001-8123（2014）07-0015-04

中国是世界上最大的肉类生产国家，年产量达7 000万 t以上，其中2/3为猪肉，特别在内陆地区猪肉更是居民消费的最主要动物性食品[1]。猪肉以其高蛋白、低脂肪、肉质鲜嫩和风味良好等特点，受到世人的喜爱。猪肉的脂肪含量和脂肪酸组成在很大程度上决定了其营养价值和加工后产品的风味，营养学上一般用多不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸值来评价肉的营养价值，此值越高代表营养价值越好[1]。脂质氧化是肉品变质的主要原因之一，肉品在贮存加工过程中，脂类物质氧化产生醛、醇、酮等有机化合物，从而改变脂肪酸组成和含量，其气味和味道很难被消费者接受[2]。由于脂肪酸的组成和含量关系到肉的营养价值，同时脂肪又是重要的风味前体物质，因此不同加工方法也就影响到肉的营养价值和风味[3]。采用一般干燥方法所得到的猪肉脱水制品质地紧密、颜色黝黑、不易复水、营养成分损失大。

真空冷冻干燥是一个有效延长食品货架期的技术，其先为将含水物质在低温下冻结，然后使其水分在真空条件下升华的一种干燥方法。冷冻干燥后的物质，物理、化学和生物性状基本不变，物质中的挥发性成分和受热性营养成分损失很小[4]；而且只有原体质量的10%～15%，不需要冷链贮藏，使其运输、分散和商业化更加容易。然而，冷冻干燥处理需要利用深度低温和低压过程，持续1～3 d，这使的冷冻干燥非常昂贵。在食品工业，冷冻干燥仅限于高附加值产品中，例如咖啡、茶叶和凝胶，即食产品的配料（蔬菜、水果粉、肉类、奶酪发酵剂、鱼、虾等）和几个芳香类植物[5]。

油脂中的脂肪酸组分一般采用气相色谱法进行分离和测定，脂肪酸一般是以甘油酯形式存在，沸点较高，可利用酯交换，先将油脂中的脂肪酸甲酯化后再进行气相色谱测定。气相色谱法是利用色谱柱中装入的固定液，用载气把要分析的混合物带入色谱柱，在一定的温度与压力条件下，各气体组分在载气和固定液薄膜的气液两相中的分配系数不同，随着载气的向前流动，样品各组分在气、液两相中反复进行分配，使脂肪酸各组分的移动速度有快有慢，从而可将各组分分离[6]。Cardenia等[7]利用气相色谱-质谱联用法（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）确定了9种脂肪酸，猪肌肉脂肪含量为总质量的3.8%～10.3%，脂肪酸含量依次为油酸（39%～45%）、棕榈酸（24%～26%）、硬脂酸（12%～15%）、棕榈油酸（约3%）和肉豆蔻酸（1%～2%）。在长链多不饱和脂肪酸中，花生四烯酸最为丰富，二十二碳六烯酸和二十碳五烯酸含量极低。饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量分别占总脂肪酸的38%～43%、46%～53%和8%～11%。

本实验以猪肉为研究对象，建立猪肉脂肪酸GC-MS检测方法，探讨冷鲜猪肉和真空冷冻干燥猪肉粉中脂肪酸含量，旨在为猪肉脂肪酸分析和冷冻干燥提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪里脊肉 市购。

37种脂肪酸甲酯混合标准品（纯度99.9%） 美国Supelco公司；氦气（高纯度99.999%） 北京嘉世旺科技有限公司；氯仿、甲醇、盐酸、氯化钾、氢氧化钾、正己烷、无水硫酸钠均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

FSH-2型可调高速匀浆机 江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；EYELA FDU-1100真空冷冻干燥器 日本

东京理化公司；气相色谱-质谱联用仪 美国Thermo Scientific ISQ公司；FW-200高速万能粉碎机 北京中兴伟业仪器有限公司；ME204E万分之一天平 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；500/2E真空包装机 上海祥正机械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

猪里脊肉在低温（冰盒）条件下，迅速去除可见脂肪和结缔组织，切成5 mm薄片，每块约20～35 g。样品分成2 份，一份用于真空冷冻干燥，另一份真空包装，0～4 ℃条件下贮藏[8]。

1.3.2 真空冷冻干燥

称取一定质量的猪肉，切成约5 mm的肉片，质地和性状均匀。肉片放在-40 ℃冰箱中进行预冷，至少4 h；预冷后把肉样品放到真空冷冻干燥箱中，干燥室内的真空度控制在（10±5）Pa，温度为（-45±5） ℃，进行真空冷冻干燥24 h。

1.3.3 脂肪酸提取与皂化

脂肪酸提取和皂化的方法根据参考文献[7，9]，进行适当修改。称取冷鲜猪肉（约3.0 g）和真空冷冻干燥猪肉粉（约1.5 g）；放到玻璃容器中，添加40 mL提取液（氯仿∶甲醇=2∶1，V/V）；组织匀浆后，滤纸过滤，滤液放到分液漏斗中；然后添加20 mL 1 mol/L KCl溶液，4 ℃条件下静置分层过夜。

过夜分层后，得到下层有机相，氮气吹干得到脂质提取物；干燥后，称取质量；干燥物溶解在5 mL 正己烷中，放到螺帽试管中；在试管中添加5 mL 1 mol/L KOH甲醇溶液，50 ℃条件下皂化2 h；皂化结束后，添加5 mL 正己烷和15 mL 5% HCl溶液，进行分层；上层为有机相（正己烷层），得到上层相，用正己烷定容至10 mL；然后加入无水Na2SO4除去多余的水分；用正己烷稀释10倍进行GC-MS分析。

1.3.4 脂肪酸GC-MS分析条件

GC-MS方法根据参考文献[10-11]，进行适当修改。气相色谱条件：TR-WAXMS石英毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；载气为高纯度氦气（99.999%），恒定流量为1.0 mL/min；进样量为1 μL；分流比为50∶1；程序升温：从50℃开始（保持1 min），以10 ℃/min升温到140 ℃（保持5 min），接着4 ℃/min升温到210 ℃（保持15 min），以3 ℃/min升温到230 ℃（保持16 min）；进样口温度为250 ℃，气相色谱-质谱接口温度300 ℃。

质谱条件：EI离子源，电子能量70 eV，离子源温度280 ℃，全扫描方式，质量扫描范围为50～500 u。

2 结果与分析

2.1 真空冷冻干燥得率

根据预实验及参考文献[12-13]，确定真空冷冻干燥的条件及步骤。由表1可知，3次重复实验证明，猪肉质地均匀，重复效果显著，猪肉干燥后得率为25.43%。

2.2 脂肪酸检测结果

由图1可知，本实验方法能有效对37种脂肪酸甲酯化标准品进行分析。

由图1～3可知，通过保留时间和每种成分的质谱图与标准品进行对照，最终在冷鲜猪肉中确定了11 种脂肪酸，真空冷冻干燥猪肉中确定了8 种脂肪酸；冷鲜猪肉脂肪酸中油酸（34.099%）含量最高，其他由高到低依次为硬脂酸、棕榈酸、反亚油酸、棕榈油酸、肉豆蔻酸、顺-11-二十碳烯酸、花生四烯酸、顺-11，14-二十碳二烯酸、花生酸、癸酸；冷冻干燥猪肉粉中未检出癸酸、花生酸和顺-11，14-二十碳二烯酸，具体信息如表2所示。宋凡[6]采用极性毛细管柱气相色谱法，准确的测定了猪肉中8 种脂肪酸：豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和花生酸。喻文娟等[14]采用外标-气相色谱-质谱法准确测定了猪肉中14 种脂肪酸的含量和百分含量：癸酸、肉豆蔻酸、十五酸、棕榈酸、棕榈油酸、十七酸、硬脂酸、反油酸、油酸、亚麻酸、亚油酸、花生酸、顺-11-二十烯酸。

由表2可知，冷鲜猪肉中脂肪酸总含量为18.860 mg/g，冷冻干燥猪肉中脂肪酸总含量为6.292 mg/g。

2.2.1 饱和脂肪酸

由表2可知，冷鲜猪肉与真空冷冻干燥猪肉中的饱和脂肪酸含量占到了总量48.00%以上，冷鲜猪肉包括癸酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸和花生酸，真空冷冻干燥猪肉中包括肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸，其中棕榈酸和硬脂酸含量都尤为突出。真空冷冻干燥对饱和脂肪酸比例影响较小，百分含量基本相同，但冷冻干燥猪肉中少了含量最低的两种脂肪酸，冷冻干燥对饱和脂肪酸组成具有一定的影响。

2.2.2 单不饱和脂肪酸

单不饱和脂肪酸是指含有1个双键的脂肪酸，一般说来，动物脂肪约含30%～50%的单不饱和脂肪酸[15]。由表2可知，冷鲜猪肉与真空冷冻猪肉中单不饱和脂肪酸相对含量基本相同，占总含量的37%～39%，并且脂肪酸种类相同（棕榈烯酸、油酸和顺-11-二十碳烯酸）。单不饱和脂肪酸对降低心血管疾病有着重要意义，在单不饱和脂肪酸中具有代表性的是油酸（C18∶1），它具有降低低密度脂蛋白胆固醇的效果，可以预防动脉硬化，而且并不降低对人体有益的高密度脂蛋白胆固醇水平。同时可以降低甘油三酯的熔点，提高脂肪球的流动性及其代谢能力，因此对于其他脂肪酸的吸收具有积极作用。霍晓娜等[2]研究发现，在不饱和脂肪酸中单不饱和脂肪酸的含量居多，猪里脊肉中含量为（41.91±4.80）%，单不饱和脂肪酸以C18∶1和C15∶1为主，C18∶1占到了（23.63±1.25）%，而C15∶1也达到了（11.47±4.94）%。陈银基等[16]研究表明，油酸、单不饱和脂肪酸百分含量以及单不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸比值与肌内脂肪含量存在正相关，大理石花纹越丰富，肌内脂肪中油酸和单不饱和脂肪酸百分含量越高，单不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸比值也越高。本研究表明，油酸是最主要的单不饱和脂肪酸（33%～34%），而且冷冻干燥对单不饱和脂肪酸组成及相对含量几乎没有影响。

2.2.3 多不饱和脂肪酸

由表2可知，冷鲜猪肉与真空冷冻干燥猪肉中的多不饱和脂肪酸含量无明显差异，真空冷冻干燥猪肉中多不饱和脂肪酸含量（13.628%）稍微高于冷鲜肉的（12.663%），但真空冷冻干燥猪肉中未检出顺-11，14-二十碳二烯酸。多不饱和脂肪酸具有多种功效，如亚油酸和花生四烯酸都是人体必需脂肪酸，亚油酸可降低血液中胆固醇，预防动脉粥样硬化，但恰当的摄入量才具有良好的降低胆固醇水平的作用，研究表明，当亚油酸摄入量超过15%，其降胆固醇效果下降，同时高密度胆固醇含量也降低[17-18]；花生四烯酸是人体大脑和视神经发育的重要物质，对预防心脑血管疾病，糖尿病和肿瘤等具有重要功效。冷冻干燥可有效的保留这两种脂肪酸，并且对其含量无影响。肌内富含不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸比饱和脂肪酸更易自动氧化而产生肉味，特别是多不饱和脂肪酸极易被氧化，其氧化产物直接影响风味物质的组成，在烹调过程中是一种很重要的风味物质来源[19-20]。本研究表明，真空冷冻干燥能有效保存多不饱和脂肪酸的含量，保证猪肉风味品质。

3 结 论

本实验通过对猪肉进行真空冷冻干燥，得到真空冷冻干燥猪肉；并且利用GC-MS分析了冷鲜和真空冷冻干燥猪里脊肉中脂肪酸。冷鲜猪肉和真空冷冻干燥猪肉样品中脂肪酸分别确定了11种和8种；猪肉脂肪酸中油酸含量最高，其他由高到低依次为硬脂酸、棕榈酸、反亚油酸、棕榈油酸、肉豆蔻酸、顺-11-二十碳烯酸、花生四烯酸、顺-11，14-二十碳二烯酸、花生酸、癸酸；冷冻干燥猪肉粉未检出癸酸、花生酸和顺-11，14-二十碳二烯酸。冷鲜和冻干猪里脊肉脂肪酸含量分别为18.860、6.292 mg/g。饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量分别为总脂肪酸的48%～49%、37%～39%和12%～14%。冷鲜猪肉中脂肪酸组成及百分含量与真空冷冻干燥样品无显著差异，这表明冷冻干燥是一种可行的干燥方法，能有效保持猪肉中脂肪酸成分及结构。

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