電子鼻技術(shù)檢測豬肉揮發(fā)性成分的研究

電子鼻技術(shù)檢測豬肉揮發(fā)性成分的研究

生豬是日常生活中大量食用的肉類來源。肉類質(zhì)量的安全關(guān)系到人們的身心健康和生命安全。隨著生活水平的提高和健康意識的提高，人們越來越多地關(guān)注肉類的質(zhì)量。在影響豬肉品質(zhì)的一系列因素中,微生物的污染不容忽視。自從人們將目標(biāo)投向豬肉中的微生物以來,相關(guān)的工作也在不斷進(jìn)行,而利用電子鼻對于豬肉微生物進(jìn)行檢測、預(yù)測,目前國內(nèi)報(bào)道很少。電子鼻作為一種新型技術(shù)手段,因其客觀、準(zhǔn)確、快速、無損等特點(diǎn)已被國外廣泛用于食品微生物的檢測。利用電子鼻分析豬肉中的微生物,只需對樣品進(jìn)行簡單的分割,保證了樣品的原始信息,能更好地反映樣品的真實(shí)狀況。本實(shí)驗(yàn)以超市冷鮮豬肉為研究對象,用電子鼻技術(shù)考察在不同儲藏溫度條件下豬肉揮發(fā)性成分發(fā)生的變化,同步進(jìn)行細(xì)菌總數(shù)的測定,對利用電子鼻輸出值預(yù)測豬肉中負(fù)載的微生物數(shù)量進(jìn)行初探。1材料和方法1.1鼻、表1和2.2進(jìn)樣器市購新鮮豬肉,選擇冷卻豬肉背最長肌部分開展實(shí)驗(yàn)。Fox-4000氣味指紋分析儀(電子鼻)、HS100電子鼻配套自動(dòng)進(jìn)樣器法國AlphaMOS公司;BCD-196F冰箱海爾集團(tuán);GNP-9080隔水式恒溫培養(yǎng)箱上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;JJ-2組織搗碎勻漿機(jī)江蘇金壇精達(dá)儀器制造廠;SW-CJ-1CU雙人單面超凈工作臺上海松泰凈化科技有限公司;BagMixer400W型拍打式均質(zhì)器法國INTERSCIENCE公司。1.2虛實(shí)袋中殺菌將新鮮豬肉在無菌操作條件下一部分切塊分割,每塊準(zhǔn)確稱取25g,立即裝入經(jīng)紫外殺菌處理后的密實(shí)袋中;另一部分切割成3~5cm3小塊,充分混勻。取上述混勻后小塊肉樣用絞肉機(jī)絞碎,準(zhǔn)確稱取每份2g的待測樣品,立即裝入5mL電子鼻自動(dòng)進(jìn)樣瓶,每次5個(gè)平行,封蓋后分別置于4℃冰箱、20℃恒溫箱中儲藏備用。1.3取樣方法d4℃儲藏樣品分別于0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10d取樣;20℃儲藏樣品于0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4d取樣,進(jìn)行電子鼻和細(xì)菌總數(shù)測定(n=3)。1.3.1空氣注射針用量對應(yīng)各個(gè)時(shí)間段取出裝有肉樣的電子鼻自動(dòng)進(jìn)樣瓶,各組于37℃平衡10min后,以潔凈干燥空氣為載氣,流速150mL/min,進(jìn)樣體積為1500μL,1s進(jìn)樣完畢,注射針溫度47℃,數(shù)據(jù)采集時(shí)間120s,延滯時(shí)間10min。1.3.2微生物指標(biāo)的測定取25g肉樣放入225mL稀釋液中用拍打式均質(zhì)器拍打2min,制成1:10的樣品勻液,按GB/T4789.2—2008《食品微生物學(xué)檢驗(yàn):菌落總數(shù)測定》進(jìn)行測定。2結(jié)果與分析2.1不同儲藏天數(shù)豬肉的揮發(fā)性變化圖1顯示了不同儲藏溫度條件下,電子鼻輸出信號的PCA分析圖。從圖中可以看出,隨著儲藏天數(shù)的增加,樣品的揮發(fā)性氣味也不斷變化,PCA分析較好的區(qū)分了同一溫度條件下不同儲藏天數(shù)的豬肉樣品。4、20℃儲藏條件下,兩個(gè)主成分PC1、PC2之和均高于96%,說明兩個(gè)主成分之和能夠較全面的代表原有信息,且電子鼻能夠捕捉這一信息,進(jìn)而可以將同一溫度條件下不同儲藏天數(shù)的樣品給予很好的區(qū)分。2.2不同儲藏溫度對豬肉細(xì)菌總數(shù)的影響細(xì)菌污染是冷卻豬肉腐敗變質(zhì)的主要因素,其數(shù)量與冷卻豬肉的質(zhì)量有密切關(guān)系,當(dāng)細(xì)菌總數(shù)超過106CFU/g時(shí),認(rèn)為冷卻豬肉品質(zhì)已變壞,此時(shí)冷卻豬肉呈現(xiàn)腐臭氣味、發(fā)黏、色變等不可食用的感觀特征。圖2是不同儲藏溫度條件下細(xì)菌總數(shù)隨儲藏天數(shù)變化的關(guān)系曲線。從圖中可以看出,隨著儲藏天數(shù)的增加,細(xì)菌總數(shù)也在增加。4℃儲藏條件下微生物的延滯時(shí)間較20℃長,且4℃儲藏條件下細(xì)菌總數(shù)在第9天才達(dá)到108數(shù)量級,而20℃儲藏條件下細(xì)菌總數(shù)在第3.5天時(shí)就已經(jīng)達(dá)到1010數(shù)量級。由上所述,豬肉在低溫4℃條件下儲藏時(shí),微生物的生長受到抑制,而在較高的溫度20℃條件下,微生物很容易生長,且生長較快,容易導(dǎo)致產(chǎn)品的腐敗變質(zhì),此時(shí)儲藏時(shí)間較短。在實(shí)際的生產(chǎn)、加工、流通和銷售等環(huán)節(jié)中,不能完全保證產(chǎn)品始終處于低溫條件,但也要嚴(yán)格控制溫度不能超過20℃。2.3電子鼻輸出信號的線性回歸分析冷卻豬肉中微生物數(shù)量與不同的品質(zhì)指標(biāo)變化緊密相關(guān)。李苗云等研究指出,在冷卻豬肉品質(zhì)變化過程中,微生物與生物胺存在密切關(guān)系,由尸胺的數(shù)量可以推知微生物的數(shù)量及冷卻豬肉的腐敗程度。在利用電子鼻檢測豬肉品質(zhì)變化的過程中,電子鼻輸出信號會隨著豬肉品質(zhì)的變化而發(fā)生變化,柴春祥等利用電子鼻檢測了豬肉的新鮮度,指出可嘗試?yán)秒娮颖羌夹g(shù)評價(jià)豬肉新鮮度的變化。豬肉的新鮮度變化過程中微生物也在發(fā)生變化,其產(chǎn)生的氣味物質(zhì)同樣可以對電子鼻的輸出信號產(chǎn)生影響。ElBarbrid等已驗(yàn)證了不同溫度條件下,電子鼻輸出信號與不同儲藏天數(shù)的牛、羊肉中負(fù)載的細(xì)菌總數(shù)有良好的對應(yīng)關(guān)系。用最小線性回歸定量分析(partialleastsquareregression,PLS),以細(xì)菌總數(shù)(lg(CFU/g))為橫坐標(biāo),電子鼻輸出信號為縱坐標(biāo),對電子鼻測定不同溫度、不同儲藏天數(shù)的細(xì)菌總數(shù)的線性模型做初步分析,建立PLS線性曲線(圖3)。按照等級規(guī)律,4℃和20℃條件下的線性相關(guān)系數(shù)分別為0.9003和0.9940,說明20℃儲藏條件下較4℃具有更好的線性?？梢?建立的細(xì)菌總數(shù)與電子鼻輸出信號之間的PLS曲線具有較好的線性關(guān)系。若電子鼻輸出信號作為輸入值,得出的輸出值即為細(xì)菌總數(shù)。3豬肉的鼻特性分析通過對在4℃和20℃儲藏條件下冷鮮豬肉樣品進(jìn)行菌落總數(shù)測定和電子鼻檢測,發(fā)現(xiàn)同一儲藏溫度條件下,隨著儲藏天數(shù)的增加,電子鼻輸出特征值與新鮮豬肉樣品的輸出值間的間距逐漸增大,PCA分析可以很好地區(qū)分不同儲藏天數(shù)的樣品;20℃條件下豬肉樣品