基于電子鼻和氣相色譜-離子遷移譜分析 60Co-γ對(duì)冷吃兔VOCs的影響

摘要：為探究輻照（ ⁶⁰Co-γ）劑量（6，10，14 kGy）對(duì)冷吃兔揮發(fā)性有機(jī)物（volatile organic compounds，VOCs）的影響，試驗(yàn)采用感官評(píng)價(jià)、質(zhì)構(gòu)儀、色差儀、電子鼻、氣相色譜-離子遷移譜技術(shù)（gas chromatography-ion mobility spectroscopy，GC-IMS）結(jié)合氣味活性值（odor activity value，OAV）、正交偏最小二乘判別分析（orthogonal partial least squares discriminant analysis，OPLS-DA）分析不同劑量的 ⁶⁰Co-γ對(duì)冷吃兔VOCs的影響。感官評(píng)價(jià)、質(zhì)構(gòu)和色差分析表明輻照劑量對(duì)樣品的影響不大；電子鼻分析表明樣品的氣味強(qiáng)度隨著輻照劑量的增加而增強(qiáng)；GC-IMS分析共鑒定出55種VOCs，醛類、烴類、吡嗪類和酸類是主要VOCs；乙酸乙酯、庚醛-D、β-月桂烯-M、己醛-D、2-甲基丁酸-3-甲基丁酯、松油烯、（E）-2-庚烯醛-M、β-月桂烯-D、丁酸甲酯、（E）-2-庚烯醛-D、異丁醛、β-蒎烯-M、己醛-M等是樣品差異性VOCs。6 kGy ^"60Co-γ及以上的劑量均能有效滅殺微生物；輻照滅菌能使部分VOCs的濃度得到提高，未檢測(cè)到有明顯異味的VOCs。6，10，14 kGy劑量的 ⁶⁰Co-γ對(duì)冷吃兔VOCs的影響均在消費(fèi)者可接受范圍內(nèi)。

關(guān)鍵詞：冷吃兔；輻照劑量；氣相色譜-離子遷移譜技術(shù)；電子鼻；氣味活性值；正交偏最小二乘判別分析

中圖分類號(hào)：TS251.54文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1000-9973（2025）03-0098-10

Analysis of Effect of ^"60Co-γ Irradiation on VOCs in Spicy Rabbit Meat Based

on Electronic Nose and Gas Chromatography-Ion Mobility Spectroscopy

TONG Guang-sen^1，2， YANG Kui³， LI Xiang¹， ZAN Bo-wen¹， HUANG Kai-zheng¹，

CHEN Tao¹， GAO Yuan-ju¹， WEI Wen-ting¹， YI Yu-wen^4*

（1.Sichuan Tourism University， Chengdu 610100， China; 2.Key Laboratory of Artificial Intelligence

for Sichuan Cuisine， Chengdu 610100， China; 3.Sichuan Urban Vocational College， Chengdu 610100，

China; 4.Key Laboratory of Culinary Science in Institutions of Higher Education in Sichuan

Province， Sichuan Tourism University， Chengdu" 610100， China）

Abstract： In ordet to investigate the effect of irradiation （⁶⁰Co-γ） doses （6，10，14 kGy） on the volatile organic compounds （VOCs） in spicy rabbit meat， sensory evaluation， texture analyzer， colorimeter， electronic nose， and gas chromatography-ion mobility spectroscopy （GC-IMS） combined with odor activity value （OAV） and orthogonal partial least squares discriminant analysis （OPLS-DA） are used to analyze the effect of different doses of ⁶⁰Co-γ on VOCs of spicy rabbit meat. Sensory evaluation， texture and color difference analysis show that irradiation dose has little effect on samples. Electronic nose analysis shows that the odor intensity of the samples increases with the increase of irradiation dose.Fifty-five VOCs are identified by GC-IMS analysis." Aldehydes， hydrocarbons， pyrazines and acids are the main VOCs. Ethyl acetate， heptanal-D， β-myrcene-M， "hexanal-D， 2-methylbutyric acid-3-methylbutyl ester， terpinene， （E）-2-heptenal-M， β-myrcene-D，" methyl" butyrate， （E）-2-heptenal-D， isobutyraldehyde， β-pinene-M， hexanal-M are differential VOCs of samples. Doses of 6 kGy ⁶⁰Co-γ and above can effectively eliminate microoganisms. Irradiation sterilization can increase the concentration of some VOCs， and no VOCs with obvious odor are detected. The effects of 6， 10， 14 kGy doses of ⁶⁰Co-γ on VOCs in spicy rabbit meat are all within the acceptable range of consumers.

Key words： spicy rabbit meat; irradiation dose; gas chromatography-ion mobility spectroscopy; electronic nose; odor activity value; orthogonal partial least squares discriminant analysis

收稿日期：2024-09-28

基金項(xiàng)目：川菜人工智能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目（CR23Z17）；川菜工業(yè)化四川省高等學(xué)校工程研究中心資助項(xiàng)目（GCZX22-25）

作者簡(jiǎn)介：童光森（1980—），男，教授，碩士，研究方向：烹飪科學(xué)。

*通信作者：易宇文（1980—），男，研究員，碩士，研究方向：食品風(fēng)味化學(xué)。

“冷吃兔”是四川自貢鹽幫菜中一道經(jīng)典傳統(tǒng)菜肴。這道菜的獨(dú)特之處在于兔肉經(jīng)腌制和炸收，待冷卻后食用，呈現(xiàn)出色澤醬紅、爽口不綿、麻辣鮮香、肉質(zhì)堅(jiān)實(shí)、嚼勁十足等特點(diǎn)，深受消費(fèi)者喜愛。然而，由于保鮮問題突出，目前冷吃兔的銷售大多局限于自貢附近，且主要依賴于冷鏈銷售，難以大規(guī)模進(jìn)入商超，限制了其在更廣泛地區(qū)的流通。常用的保鮮技術(shù)包括防腐劑、熱滅菌和輻照滅菌。防腐劑雖然能有效延長(zhǎng)保質(zhì)期并保持風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)，但卻面臨消費(fèi)者的健康憂慮、接受度較低等問題。熱滅菌雖然是一種常用的有效方法，但它對(duì)產(chǎn)品的風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)有較大影響。輻照滅菌通過使用輻射源（例如 ⁶⁰Co-γ、¹³⁷Cs或高能電子束）滅殺微生物來保鮮，其作用機(jī)理包括破壞微生物的細(xì)胞核、抑制細(xì)胞增殖或破壞細(xì)胞質(zhì)^[1-2]。輻照滅菌在肉制品加工中已被廣泛應(yīng)用，多項(xiàng)研究已證明其效果。張艷艷等^[3]使用高能電子束照射醬鹵牛肉時(shí)，發(fā)現(xiàn)6 kGy的劑量就足以確保肉制品中的微生物不超標(biāo)，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)影響甚微。王超等^[4]的研究表明， ⁶⁰Co-γ照射低溫火腿能有效殺滅肉制品中的微生物，且對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)和色澤影響不大。此外，Badr等^[5]和倪珊^[6]的研究也進(jìn)一步證實(shí)了輻照滅菌技術(shù)在肉類產(chǎn)品保鮮中的潛力和效果，且對(duì)VOCs的影響并不大。目前對(duì)冷吃兔的研究主要集中在冷吃兔加工^[7]、高溫滅菌和防腐劑保鮮^[8]以及常溫儲(chǔ)藏過程中風(fēng)味物質(zhì)的變化^[9]等領(lǐng)域，未見輻照滅菌對(duì)冷吃兔風(fēng)味影響的相關(guān)報(bào)道。

在分析揮發(fā)性有機(jī)物（volatile organic compounds，VOCs）時(shí)，考慮到其低分子量、低沸點(diǎn)和快速擴(kuò)散的特性，選取恰當(dāng)?shù)姆治龇椒@得尤為關(guān)鍵。對(duì)這類物質(zhì)的分析通常可從宏觀和微觀兩個(gè)維度進(jìn)行。宏觀分析中，電子鼻作為一種模擬人類嗅覺系統(tǒng)的高級(jí)仿生設(shè)備，可通過不同金屬氧化物傳感器的電勢(shì)差異來區(qū)分不同物質(zhì)。該方法具有方便、快捷，客觀性和重復(fù)性良好等特點(diǎn)，且能結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果圖形化和可視化，是研究風(fēng)味化學(xué)的有效工具。然而，電子鼻的檢測(cè)能力主要集中在宏觀氣味特征的識(shí)別上，并不能深入到具體氣味分子的分析中。相較之下，氣相色譜-離子遷移譜（gas chromatography-ion mobility spectroscopy，GC-IMS）技術(shù)能在分子水平上精確分析VOCs組成，該技術(shù)結(jié)合了氣相色譜的高效分離能力和離子遷移譜高靈敏度的精確鑒定和檢測(cè)功能，對(duì)VOCs具有出色的分離和鑒定效果。電子鼻和GC-IMS結(jié)合在食用油脂^[10]、水產(chǎn)品加工^[11]、畜產(chǎn)品加工^[12]等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。另外，正交偏最小二乘判別分析^[13] （orthogonal partial least squares discriminant analysis，OPLS-DA）作為一種先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)方法，專門用于揭示和分析不同數(shù)據(jù)集間的關(guān)鍵性差異。該技術(shù)通過有效分離與分類直接相關(guān)的變異和其他無關(guān)變異，能顯著提高數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和模型的解釋能力。

本研究擬以不同劑量的 ⁶⁰Co-γ 輻射源處理冷吃兔時(shí)微生物被滅活所引發(fā)的冷吃兔VOCs變化為研究對(duì)象，采用感官評(píng)價(jià)、質(zhì)構(gòu)儀、色差儀等分析冷吃兔在感官、質(zhì)構(gòu)、色差等物理指標(biāo)上的差異，同時(shí)結(jié)合電子鼻、GC-IMS、OAV、OPLS-DA分析探究不同劑量的 ⁶⁰Co-γ對(duì)冷吃兔整體氣味輪廓的影響，鑒定冷吃兔中的VOCs，分析冷吃兔的主要VOCs及差異，為改進(jìn)冷吃兔的保鮮工藝提供了參考。

1材料與方法

1.1原料及耗材

兔肉和調(diào)味料等：購(gòu)于成都市龍泉驛區(qū)永輝超市。

月桂基硫酸鹽胰蛋白胨肉湯（BR）：杭州百思生物技術(shù)有限公司；氯化鈉（AR）、氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 mol/L）：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；磷酸二氫鉀（CP）：西隴科學(xué)股份有限公司；煌綠乳糖膽鹽肉湯培養(yǎng)基（BR）：廣東環(huán)凱微生物科技有限公司。

1.2實(shí)驗(yàn)儀器

TMS-Pro型質(zhì)構(gòu)儀美國(guó)FTC公司；NR200型色差儀深圳市三恩馳科技有限公司；FOX 4000型電子鼻（該電子鼻由18根金屬氧化物傳感器組成，其傳感器性能見表1）法國(guó)Alpha MOS公司；Flavour Spec氣相色譜-離子遷移譜（GC-IMS）聯(lián)用儀德國(guó)G.A.S公司；FJX-432G2型全自動(dòng) ⁶⁰Co-γ輻照裝置（鈷源活度約3.01×10¹⁶Bq）四川省原子能研究院；其他實(shí)驗(yàn)室常用儀器設(shè)備。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1樣品制備

冷吃兔配方：兔肉10 kg、大蔥0.8 kg、精鹽0.55 kg、料酒200 mL、胡椒粉40 g、干辣椒1.55 kg、紅花椒0.15 kg、青花椒0.15 kg、桂皮0.06 kg、洋蔥0.75 kg、生姜0.25 kg、大蒜0.25 kg、味精0.05 kg、雞精0.15 kg、陳皮0.05 kg、精煉菜籽油6.2 kg。

制作流程：將干辣椒（長(zhǎng)1.5 cm）、桂皮（掰碎）、陳皮（切絲）、青花椒、紅花椒置于60 ℃的溫水浸泡1 h。兔肉切?。?.5 cm×1.5 cm×1.5 cm），添加料酒、大蔥（0.4 kg）、生姜（0.125 kg）、精鹽（0.275 kg）、胡椒粉腌制（室溫25 ℃）1 h。鍋中加入精煉菜籽油燒至180 ℃，加入兔丁炸至表面金黃，兔丁失水率約為25%，撈出瀝干油。鍋中加入菜籽油燒至150 ℃，加入辣椒、青花椒、紅花椒、蔥（長(zhǎng)1 cm）、蒜、洋蔥（切絲）、桂皮，將溫度升至150 ℃并保持15 min，然后加入兔丁，煸炒10 min，加入精鹽、雞精、味精拌勻即成。

1.3.2滅菌

滅菌在四川省原子能研究院完成。樣品制備完成后，立即用不透明的鋁塑袋密封抽真空后送至四川省原子能研究院（常溫，成都地區(qū)1月常溫約為10 ℃），單層擺放，輻照方式為動(dòng)態(tài)步進(jìn)（使用Ag2Cr2O7劑量計(jì)進(jìn)行劑量跟蹤），用劑量為6 kGy（B）、10 kGy（C）、14 kGy（D）的 ⁶⁰Co-γ射線照射，完成輻照滅菌。未滅菌的樣品編號(hào)為A。

1.3.3微生物檢測(cè)

菌落總數(shù)測(cè)定：參照 GB 4789.2—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》。

1.3.4感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)小組由25名（13女12男）接受過感官評(píng)價(jià)相關(guān)課程培訓(xùn)的本科生組成，感官評(píng)價(jià)在符合ISO 8589—2007標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，室溫為（20±2） ℃，相對(duì)濕度為（65±2）%。感官評(píng)價(jià)小組以感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（見表2）進(jìn)行評(píng)分。同時(shí)采用9點(diǎn)快感標(biāo)度法對(duì)冷吃兔進(jìn)行喜好程度評(píng)價(jià)：1表示極度不喜歡，2表示極不喜歡，3表示中等不喜歡，4表示輕度不喜歡，5表示無所謂，6表示輕度喜歡，7表示中等喜歡，8表示很喜歡，9表示極度喜歡。每個(gè)樣品隨機(jī)編號(hào)，按不同的順序評(píng)價(jià)3次，最后取平均值作為評(píng)價(jià)結(jié)果。

1.3.5質(zhì)構(gòu)分析

在進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析時(shí)，采用直徑為12 mm的平底柱形探頭。測(cè)試參數(shù)設(shè)置：初始下降速度設(shè)定為30 mm/min，測(cè)試過程中的壓縮速度為60 mm/min，測(cè)試完成后探頭的回升速度維持在60 mm/min。為了確保一致性和可重復(fù)性，每次壓縮的程度固定為50%。樣品在測(cè)試間隔為5 s的條件下進(jìn)行測(cè)定，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。每種樣品重復(fù)進(jìn)行3次測(cè)定，取平均值作為結(jié)果進(jìn)行分析。

1.3.6色差分析

在使用NR200型色差儀前，必須先進(jìn)行白板校正，確保測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。該色差儀使用D65光源，測(cè)量結(jié)果包括L*（明度，范圍－100～100，－100為黑色，100為白色）、a*（紅綠度，正值為紅色，負(fù)值為綠色）和b*（黃藍(lán)度，正值為黃色，負(fù)值為藍(lán)色）。

1.3.7電子鼻分析

樣品制備：將兔肉用攪拌機(jī)攪碎，取樣品2 g裝入10 mL頂空瓶中，用頂空瓶蓋密封，待測(cè)。

測(cè)試條件：設(shè)置頂空加熱溫度為60 ℃，加熱時(shí)間為300 s；進(jìn)樣量為1 000 μL，手動(dòng)進(jìn)樣，進(jìn)樣速率為1 000 μL/s；載氣流速為150 mL/s；數(shù)據(jù)采集時(shí)間為120 s；傳感器清潔時(shí)間為180 s。每個(gè)樣品進(jìn)行20次平行檢測(cè)，選取10次穩(wěn)定（依據(jù)主成分圖中的集中程度）信號(hào)進(jìn)行分析。

1.3.8GC-IMS分析

樣品制備：取攪碎混勻的樣品2.00 g裝入20 mL專用頂空瓶中，密封備用。

樣品孵化溫度為60 ℃，孵化轉(zhuǎn)速為500 r/min，孵化時(shí)間為15 min，進(jìn)樣針溫度為65 ℃，進(jìn)樣量為500 μL。MXT-5色譜柱（15 m×0.53 mm×1 μm）。以高純N2（純度≥99.999%）為載氣，載氣流速：初始載氣流速2 mL/min，保持2 min，在28 min內(nèi)載氣流速線性升至100 mL/min，分析時(shí)間31 min。IMS溫度為45 ℃，飄逸氣（高純氮?dú)?，純度?9.999%）流速為150 mL/min。以n-酮C4～C8為外標(biāo)，計(jì)算各組分的保留指數(shù)（RI），然后將RI與IMS數(shù)據(jù)庫(kù)中的相應(yīng)信息進(jìn)行比對(duì)定性。每個(gè)樣品平行檢測(cè)3次。

1.4OAV分析

氣味活性值（odor activity value，OAV）是評(píng)價(jià)食品中各氣味物質(zhì)對(duì)樣品整體氣味貢獻(xiàn)的常用評(píng)價(jià)指標(biāo)。OAV的計(jì)算參考劉登勇等^[14]的方法：

OAV=CiTi。

式中：Ci為第i個(gè)揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量；Ti為該物質(zhì)在水中的閾值。

1.5數(shù)據(jù)處理

采用Origin 2021軟件繪制雷達(dá)圖和主成分分析圖；平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差（x±s）計(jì)算采用Excel 2021軟件；采用SIMCA 14.1軟件進(jìn)行OPLS-DA分析、繪圖、預(yù)測(cè)變量重要性投影（variable importance in projection，VIP）。

2結(jié)果與分析

2.1微生物檢測(cè)結(jié)果

冷吃兔輻照滅菌后微生物檢測(cè)結(jié)果見表3。

由表3可知，A、B、C均檢測(cè)到菌落總數(shù)和大腸桿菌，但均不超標(biāo)；D樣品未檢測(cè)到菌落總數(shù)和大腸桿菌，說明隨著輻照劑量的增大，微生物被徹底滅殺。

2.2感官評(píng)價(jià)分析

感官評(píng)價(jià)雷達(dá)圖見圖1。

由圖1可知，未滅菌的冷吃兔（A）的色澤、香味、組織狀態(tài)、滋味和喜好度得分均最高，而其他樣品隨著輻照劑量的增加，其色澤、香味、組織狀態(tài)、滋味和喜好度得分均呈下降趨勢(shì)，D樣品的各個(gè)維度得分均最低，說明輻照劑量對(duì)樣品的感官指標(biāo)有一定影響。

2.3質(zhì)構(gòu)分析

冷吃兔輻照滅菌后質(zhì)構(gòu)檢測(cè)結(jié)果見表4。

由表4可知，輻照滅菌對(duì)樣品的內(nèi)聚性、彈性和咀嚼性均無顯著性影響（Pgt;0.05），說明輻照滅菌對(duì)冷吃兔的內(nèi)聚性、彈性和咀嚼性的影響不顯著。而A樣品的彈性顯著高于其他組別，說明輻照滅菌降低了冷吃兔肉的彈性，隨著輻照劑量的增加，彈性進(jìn)一步降低，顯示出劑量效應(yīng)?？傮w來講，輻照滅菌會(huì)降低冷吃兔的彈性，尤其在高劑量的輻照條件下；而對(duì)內(nèi)聚性、彈性和咀嚼性沒有顯著影響。

2.4色差分析

冷吃兔輻照滅菌后的色差分析結(jié)果見表5。

由表5可知，輻照滅菌對(duì)冷吃兔的L*有顯著影響，尤其是樣品D，其明度顯著高于其他樣品，這可能是輻照過程中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化所導(dǎo)致。在a* 、b*上，樣品A、B、C、D差異均不顯著（Pgt;0.05），說明輻照滅菌對(duì)冷吃兔的紅綠度、黃藍(lán)度沒有顯著影響。輻照滅菌可以改變冷吃兔的色澤，尤其是明度，這可能會(huì)影響產(chǎn)品的外觀和消費(fèi)者的感官接受度，因此在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)考慮這些潛在的影響。

2.5電子鼻分析

經(jīng)輻照滅菌的冷吃兔電子鼻分析雷達(dá)圖見圖2。

由圖2可知，A（最低）、B、C、D（最高）樣品在T型和P型傳感器上的響應(yīng)值均呈遞增趨勢(shì)（Dgt;Cgt;Bgt;A），4個(gè)樣品在所有傳感器（LY2型除外）上的差異均較明顯，表明隨著輻照源劑量的增加，樣品的氣味強(qiáng)度發(fā)生了明顯變化。有研究表明^[15]，在電子鼻檢測(cè)中傳感器的響應(yīng)值越大，樣品的氣味越濃郁，說明相對(duì)于其他樣品，D樣品的氣味最濃郁。所有樣品在LY2型傳感器上的響應(yīng)值和差異均較小，結(jié)合LY2型傳感器的特性，說明經(jīng)不同輻照劑量滅菌的冷吃兔均僅含較低劑量的氧化能力強(qiáng)、有毒的有機(jī)化合物和易燃?xì)怏w，輻照滅菌可能未產(chǎn)生對(duì)LY2型傳感器敏感的物質(zhì)。電子鼻雷

達(dá)圖結(jié)果與感官評(píng)價(jià)分析趨勢(shì)一致。雷達(dá)圖僅能說明樣品存在差異，但無法明確樣品之間的相似性，為明確樣品之間的相似性，需進(jìn)行主成分分析。

經(jīng)不同輻照劑量滅菌的冷吃兔經(jīng)電子鼻分析結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)在95%置信區(qū)間的主成分分析結(jié)果見圖3。在化學(xué)計(jì)量學(xué)領(lǐng)域，主成分分析作為一種被廣泛采用的多變量統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)，其核心理念在于通過降低數(shù)據(jù)維度的復(fù)雜性，將眾多相關(guān)性較高的變量轉(zhuǎn)換成數(shù)量較少的獨(dú)立綜合因子，進(jìn)而構(gòu)建出反映數(shù)據(jù)核心信息的主要成分^[16-17]。

由圖3可知，PC1和PC2的貢獻(xiàn)率分別為83.6%和3.5%，累計(jì)貢獻(xiàn)率為87.1%。有研究表明^[18]，當(dāng)通過主成分分析（PCA）提取的第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到80%時(shí)，可以認(rèn)為主成分提取的電子鼻檢測(cè)結(jié)果的信息較全面，能夠反映樣品的主要特征信息。有研究表明^[18]，當(dāng)PC1（X軸）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于PC2時(shí)，即使樣品在PC1上的距離很近，其差異也會(huì)很大。由圖3可知，B、C比較靠近，分布在二維圖中Y軸附近，說明差異較?。欢鳤、D分布在二維圖中X軸的兩端，即差異主要來源于PC1，所以A、D差異較大。

2.6GC-IMS分析

2.6.1GC-IMS指紋圖譜分析

經(jīng)不同輻照劑量滅菌的冷吃兔經(jīng)GC-IMS檢測(cè)，結(jié)合LAV軟件中Gallery Plot插件生成的樣品VOCs指紋圖譜見圖4。圖4中“行”代表一個(gè)樣品的所有VOCs的離子信號(hào)峰，“列”代表同一VOCs在不同樣品中的離子信號(hào)峰，暗色是揮發(fā)性物質(zhì)的背景，淺色代表離子峰的強(qiáng)度，淺色面積大小代表含量。即淺色越強(qiáng)，表明離子峰強(qiáng)度越大；淺色面積越大表明濃度越高^[19]。本研究利用GC-IMS技術(shù)共檢測(cè)到64種VOCs信號(hào)峰，最后鑒定出55種VOCs，包括醇類、醛類、酮類、烯烴類、酯類、吡嗪類和酸類。VOCs中有二聚體被檢測(cè)到，其與單體的保留時(shí)間接近，而遷移時(shí)間不同，這是氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的^[20]，說明GC-IMS具有更高的靈敏度。

圖4中A區(qū)是4個(gè)樣品的共有物質(zhì)（32種），其中有4種物質(zhì)未能定性，這些共有物質(zhì)的含量大致相似，說明這些物質(zhì)及其含量沒有受 ⁶⁰Co-γ及其劑量的影響。共有物質(zhì)包括烯烴類11種、酸類2種、醛類9種、酮類2種、酯類2種、吡嗪類2種。

圖4中B區(qū)是未滅菌樣品含量較高的物質(zhì)（2-甲基-3-呋喃硫醇、1-辛烯-3-醇（蘑菇醇）、辛醛-D），而經(jīng)輻照滅菌后，這些物質(zhì)的濃度降低，說明這些物質(zhì)受輻照的影響較大。

圖4中C區(qū)是經(jīng)滅菌后濃度升高的物質(zhì)，這些物質(zhì)共16種，其中有5種未能定性，這些物質(zhì)包括烯烴類2種、醛類3種、吡嗪類2種、醇類2種、酮類1種、酯類1種。

圖4中D區(qū)是經(jīng)6 kGy ^"60Co-γ 滅菌后濃度大幅升高的物質(zhì)，這些物質(zhì)（7種）以醛類物質(zhì)為主，包括2-庚烯醛-D、己醛-D、（E）-2-戊烯醛-D、（E）-2-己烯醛-M、丁酸甲酯、羥基丙酮、環(huán)己酮-D。

圖4中E區(qū)是經(jīng)10 kGy ^"60Co-γ 滅菌后濃度大幅升高的物質(zhì)， 這些物質(zhì)共4種，包括吡嗪、環(huán)己酮-M、丙酮、乙酸乙酯。

圖4中F區(qū)是經(jīng)14 kGy ^"60Co-γ 滅菌后，濃度大幅升高的物質(zhì)，共有2種，包括2-甲基丙醇、庚醛-D。

總體來看，經(jīng)不同輻照劑量滅菌后的冷吃兔，總體風(fēng)味物質(zhì)基本未變，但某些物質(zhì)的含量大幅上升。

2.6.2GC-IMS定性、定量分析

樣品經(jīng)GC-IMS定性、定量（體積峰相對(duì)含量）分類分析結(jié)果見表6。

由表6可知，醛類、烯烴類、吡嗪類和酸類物質(zhì)是主要的VOCs。

有研究表明，醛類物質(zhì)的來源與脂肪自動(dòng)氧化、氨基酸的Strecker 降解反應(yīng)有關(guān)，這些反應(yīng)能生成一些小分子的醛類物質(zhì)^[21-23]，大多數(shù)醛類物質(zhì)對(duì)樣品的氣味有積極作用^[24]。4個(gè)樣品共檢測(cè)到18種醛類物質(zhì)， C樣品含量最低（18.88%），B、D樣品含量（均gt;23%）差異不大。含量較高（gt;1%）的醛類物質(zhì)有壬醛、（E）-2-庚烯醛-M、（E）-2-庚烯醛-D、3-甲硫基丙醛、辛醛-M、庚醛-M、庚醛-D、己醛-M、己醛-D、戊醛-D、丙醛，大多為單體或者二聚體。庚醛-D的含量相對(duì)于A樣品增加了300%以上，是含量增加最多的物質(zhì)；D樣品中的辛醛-D相對(duì)于A樣品減少了57%，是含量減少最多的物質(zhì)。

烯烴類物質(zhì)主要是香辛料中脂肪酸烷氧化自由基斷裂的產(chǎn)物^[25]，是香辛料的主要VOCs^[26-27]。烴類物質(zhì)共檢測(cè)到13種，以單體和二聚體為主。烯烴類物質(zhì)總體呈下降趨勢(shì)，A樣品含量最高，為25.07%；B、D樣品含量最低，為21.78%。除二惡烷、α-蒎烯-D外，其他物質(zhì)的烯烴類含量大多大于1%。D樣品的萜品油烯含量較A樣品增加了23%，是含量增加最多的物質(zhì)，γ-萜品烯-M含量較A樣品減少了37%，是含量減少最多的物質(zhì)。

吡嗪類物質(zhì)主要是氨基酸經(jīng)美拉德反應(yīng)生成的^[28]。共檢測(cè)到5種吡嗪類物質(zhì)，含量總體呈上升趨勢(shì)。A樣品含量最低（15%），C樣品含量最高（24.21%）。2-乙烷基-3，5-二甲基吡嗪是4個(gè)樣品中含量最高且隨輻照劑量增加含量升高最多的物質(zhì)（增加了50%以上）。

酸類物質(zhì)僅檢測(cè)到乙酸-D和乙酸-M。乙酸在樣品A、B、C、D中的含量分別為25.28%、21.27%、22.30%、20.96%，總體呈下降趨勢(shì)。乙酸-D和乙酸-M在4個(gè)樣品中的含量均大于10%。乙酸-D在D樣品中下降得最多（28%），乙酸-M在C樣品中增加了6%。

2.6.3OAV分析

為進(jìn)一步確定不同輻照劑量對(duì)冷吃兔中VOCs的影響，需對(duì)樣品進(jìn)行OAV分析。一般認(rèn)為香氣物質(zhì)對(duì)樣品整體的貢獻(xiàn)取決于物質(zhì)的含量和呈味閾值。有研究表明^[29]，OAV≥1的物質(zhì)是貢獻(xiàn)較大的關(guān)鍵香氣物質(zhì)，0.1≤OAVlt;1的物質(zhì)是對(duì)樣品有修飾作用的物質(zhì)。OAV分析結(jié)果見表7。

由表7可知，OAVgt;1的物質(zhì)有38種，其中醛類16種、烯烴類12種、吡嗪類1種、酮類2種、酯類4種、醇類3種。OAVgt;500的物質(zhì)有壬醛、3-甲硫基丙醛、辛醛-M、庚醛-M、庚醛-D、己醛-D、β-月桂烯-M、β-月桂烯-D、2-乙烷基-3，5-二甲基吡嗪、2-甲基丁酸甲酯、1-辛烯-3-醇（蘑菇醇）、2-甲基-3-呋喃硫醇，共計(jì)12種。10≤OAV≤500的物質(zhì)有（E）-2-庚烯醛-M、（E）-2-庚烯醛-D、辛醛-D、己醛-M、戊醛-D、戊醛-M、正丁醛、丙醛、異丁醛、檸檬烯-M、松油烯、β-蒎烯-M、β-蒎烯-D、α-蒎烯-M、α-蒎烯-D、2-辛酮、2-甲基丁異戊酯、丁酸甲酯、乙酸乙酯，共計(jì)19種。OAV≥10的物質(zhì)共計(jì)31種。結(jié)合表6可知，2-乙烷基-3，5-二甲基吡嗪是4個(gè)樣品中含量較高（均gt;13%）且閾值（0.000 04 mg/kg）較低的物質(zhì)，OAV均大于330 000，具有燒焦的杏仁味和炒花生香，對(duì)樣品香氣的形成有重要貢獻(xiàn)。2-甲基-3-呋喃硫醇是一種具有肉香的物質(zhì)，其在4個(gè)樣品中的含量均lt;0.5%，但閾值極低（0.000 007 mg/kg），OAV均高于35 000，其可能來源于兔肉。有研究表明^[31]，以半胱氨酸、?；撬?、硫胺素、木糖為熱反應(yīng)模型體系，利用蘑菇蛋白酶解液中較高的谷氨酸濃度可以合成2-甲基-3-呋喃硫醇。

綜上，壬醛、3-甲硫基丙醛、辛醛-M、庚醛-M、β-月桂烯-M、β-月桂烯-D、2-乙烷基-3，5-二甲基吡嗪、2-甲基丁酸甲酯、1-辛烯-3-醇（蘑菇醇）、2-甲基-3-呋喃硫醇對(duì)A樣品的香氣形成有重要貢獻(xiàn)。壬醛、3-甲硫基丙醛、辛醛-M、庚醛-M、庚醛-D、己醛-D、β-月桂烯-M、β-月桂烯-D、2-乙烷基-3，5-二甲基吡嗪、2-甲基丁酸甲酯、1-辛烯-3-醇（蘑菇醇）、2-甲基-3-呋喃硫醇對(duì)B樣品的香氣形成有重要貢獻(xiàn)。壬醛、3-甲硫基丙醛、辛醛-M、庚醛-M、庚醛-D、β-月桂烯-M、β-月桂烯-D、2-乙烷基-3，5-二甲基吡嗪、2-甲基丁酸甲酯、1-辛烯-3-醇（蘑菇醇）、2-甲基-3-呋喃硫醇對(duì)C樣品的香氣形成有重要貢獻(xiàn)。壬醛、3-甲硫基丙醛、辛醛-M、庚醛-M、庚醛-D、己醛-D、β-月桂烯-M、β-月桂烯-D、2-乙烷基-3，5-二甲基吡嗪、2-甲基丁酸甲酯、1-辛烯-3-醇（蘑菇醇）、2-甲基-3-呋喃硫醇對(duì)D樣品的香氣形成有重要貢獻(xiàn)。壬醛、3-甲硫基丙醛、辛醛-M、庚醛-M、β-月桂烯-M、β-月桂烯-D、2-乙烷基-3，5-二甲基吡嗪、2-甲基丁酸甲酯、1-辛烯-3-醇（蘑菇醇）、2-甲基-3-呋喃硫醇是樣品共有的主要VOCs。

2.7多元統(tǒng)計(jì)分析

2.7.1OPLS-DA

為進(jìn)一步明確輻照滅菌對(duì)冷吃兔VOCs的影響，試驗(yàn)利用OAV分析結(jié)果，選擇OAV≥10的物質(zhì)結(jié)合OPLS-DA分析輻照滅菌對(duì)冷吃兔VOCs的影響，結(jié)果見圖5中a。所建立的OPLS-DA模型累計(jì)可以解釋81.5%的原始變量^[32]，說明所建立的模型具有良好的解釋能力，能夠反映樣品的真實(shí)情況。由圖5中a可知，4個(gè)樣品分布在二維圖95%的置信區(qū)間內(nèi)，所有樣品均無交叉重合，說明輻照滅菌對(duì)樣品VOCs的影響顯著，所建立的OPLS-DA模型能有效區(qū)分不同劑量的 ⁶⁰Co-γ滅菌的樣品。

為進(jìn)一步驗(yàn)證模型的擬合能力，試驗(yàn)采用200次循環(huán)迭代置換檢驗(yàn)，結(jié)果見圖5中b。由圖5中b可知，Q2的回歸線與縱軸（Y）的焦點(diǎn)均在負(fù)半軸，說明OLPS-DA模型穩(wěn)定可靠，沒有過擬合現(xiàn)象。

2.7.2差異性風(fēng)味物質(zhì)篩選

OPLS-DA變量重要性投影（VIP）值可以說明OPLS-DA的每個(gè)變量對(duì)樣品分組的貢獻(xiàn)能力，能篩選出重要的差異性特征化合物^[33]。一般認(rèn)為物質(zhì)的VIP值gt;1時(shí)對(duì)樣品的分組具有重要作用^[34]，即VIP值越大，該物質(zhì)越重要。

由圖6可知，經(jīng)OPLS-DA發(fā)現(xiàn)乙酸乙酯、庚醛-D、β-月桂烯-M、己醛-D、2-甲基丁酸異戊酯、松油烯、（E）-2-庚烯醛-M、β-月桂烯-D、丁酸甲酯、（E）-2-庚烯醛-D、異丁醛、β-蒎烯-M、己醛-M共13種物質(zhì)，這些物質(zhì)可作為樣品差異性特征物質(zhì)。

3結(jié)論

試驗(yàn)采用感官評(píng)價(jià)、質(zhì)構(gòu)儀、色差儀、電子鼻、GC-IMS結(jié)合OAV、OPLS-DA分析不同劑量的 ⁶⁰Co-γ對(duì)冷吃兔VOCs的影響。感官評(píng)價(jià)表明輻照劑量對(duì)樣品的感官指標(biāo)有一定影響；質(zhì)構(gòu)和色差分析表明輻照劑量對(duì)樣品有影響，但總體差異不顯著；電子鼻分析表明樣品的氣味強(qiáng)度隨著輻照劑量的增加而增強(qiáng)，呈現(xiàn)出Dgt;Cgt;Bgt;A；GC-IMS分析共鑒定出55種VOCs，醛類、烯烴類、吡嗪類和酸類是主要的VOCs；OAV分析表明壬醛、3-甲硫基丙醛、辛醛-M、庚醛-M、β-月桂烯-M、β-月桂烯-D、2-乙烷基-3，5-二甲基吡嗪、2-甲基丁酸甲酯、1-辛烯-3-醇（蘑菇醇）、2-甲基-3-呋喃硫醇是樣品共有的主要VOCs；乙酸乙酯、庚醛-D、β-月桂烯-M、己醛-D、2-甲基丁酸異戊酯、松油烯、（E）-2-庚烯醛-M、β-月桂烯-D、丁酸甲酯、（E）-2-庚烯醛-D、異丁醛、β-蒎烯-M、己醛-M是樣品差異性VOCs。6 kGy ^"60Co-γ及以上的劑量均能有效滅殺微生物，確保冷吃兔中的微生物符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；輻照滅菌能使部分VOCs的濃度得到提高，未檢測(cè)到有明顯異味的VOCs。輻照滅菌對(duì)冷吃兔VOCs的影響均在消費(fèi)者可接受范圍內(nèi)。

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