賽默飛挑戰(zhàn)業(yè)內(nèi)難點(diǎn)，利用Orbitrap MS解密烤肉風(fēng)味

新年伊始，這是一個(gè)有味道的推送：不負(fù)烤肉不負(fù)卿

說到春節(jié)美食，肉類必不可少，而肉食的做法，燒烤可以說穩(wěn)坐頭把交椅。

火的使用，照亮了人類文明的前進(jìn)方向，也讓人類飲食開掛一般進(jìn)入了全新的世界，加熱后的食物不僅能消滅絕大部分病菌的而且也使得食物更有營養(yǎng)、更易消化；上帝給了人類火把，也給了一個(gè)最大的饋贈——美拉德反應(yīng)，說它是最美味的化學(xué)反應(yīng)一點(diǎn)都不為過。

美拉德反應(yīng)在1912年就被法國化學(xué)家路易斯·卡米拉·美拉德發(fā)現(xiàn)，至此開啟了美食解密之旅，美拉德反應(yīng)也成為與現(xiàn)代食品工業(yè)密不可分的技術(shù)。

食物中的還原糖、氨基酸、蛋白質(zhì)在加熱時(shí)發(fā)生的一系列復(fù)雜反應(yīng)，可以帶來食物變幻萬千的風(fēng)味和誘人的色澤…

這些千奇百怪的味道，到底是何方神圣？為了最大限度還原烤肉的味道，我們將肉剪成薄片，用錫紙包裹，進(jìn)行了模擬烤制，一時(shí)間香溢實(shí)驗(yàn)室。

近年來，頂空-固相微萃取（HS-SPME）在食品香氣分析中被廣泛應(yīng)用，但用于肉味分析卻受限于關(guān)鍵化合物濃度低。傳統(tǒng)SPME-GCMS方法有兩個(gè)先天不足：1. 檢出揮發(fā)性化合物數(shù)量少；2. 關(guān)鍵香氣活性化合物（如含硫化合物、吡嗪等）定性缺失；含硫化合物和吡嗪類物質(zhì)（烘烤中美拉德反應(yīng)產(chǎn)物）在肉制品中通常濃度極低（ppt-ppb級別），卻因閾值極低，能夠輕易被人的嗅覺細(xì)胞所感知，是貢獻(xiàn)肉味、肉湯、燒烤香氣的極其重要的化合物，也是賽默飛重點(diǎn)關(guān)注的化合物。

一向手握重器（靜電場軌道阱質(zhì)譜家族中的 GC-Orbitrap/MS）的賽默飛決定挑戰(zhàn)業(yè)內(nèi)難點(diǎn)，利用Orbitrap MS獨(dú)有的高分辨、高靈敏度和譜圖定性優(yōu)勢，彌補(bǔ)傳統(tǒng)四極桿GCMS方法的不足，解密烤肉風(fēng)味。

氣味成分鑒定

在親朋好友的幫助下，賽默飛集齊了常見和不常見的豬牛羊肉，15個(gè)烤肉樣本共鑒定出揮發(fā)性化合物，包括酸、醛、酮、酯、醇吡嗪、呋喃、含硫化合物、烯萜類等共99種。這些化合物就是烤肉的風(fēng)味基因，反應(yīng)了不同肉類的特性。相比于其他肉類，豬肉中醛類化合物含量最高，均在50%左右；而牛肉中含硫化合物含量相對較高，為58%，羊肉次之，為41%。

對于重點(diǎn)關(guān)注的含硫化合物和吡嗪類化合物，我們發(fā)現(xiàn)二硫化碳是含硫化合物中含量相對最高的化合物，最高達(dá)70%；牛肉、羊肉中含量最高；甲硫醇和二甲基二硫醚是含量僅次于二硫化碳的化合物，在羊肉和黑豬肉中含量最高。吡嗪類化合物的產(chǎn)生與生肉樣品烤制過程密切相關(guān)，甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、2-乙基-6-甲基吡嗪、三甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪是其中含量較高的。

SPME-GC-Orbitrap/MS鑒定出樣品中9種含硫化合物（點(diǎn)擊查看大圖）

SPME-GC-Orbitrap/MS鑒定出樣品中15種吡嗪類化合物（點(diǎn)擊查看大圖）

物質(zhì)成分鑒定

通過了解肉類氣味成分的不同，我們是否可以通過這些特征物質(zhì)來區(qū)分不同種類的肉，甚至是具有產(chǎn)地特色的肉呢？

進(jìn)行了常規(guī)的PCA分析后，這個(gè)問題有了答案：3個(gè)土豬肉樣品之間的差異較小，而牛肉、黑豬肉和普通豬肉的三個(gè)樣本之間存在一定差異；牛肉和羊肉呈現(xiàn)出的揮發(fā)性化合物組成較為類似；豬肉的揮發(fā)性化合物組成明顯異于牛肉和羊肉，尤其是普通豬肉。也就是說，豬肉，牛肉和羊肉均可以清晰分離，不同種類的豬肉也可以清晰分區(qū)。黑豬肉的香氣介于牛羊肉和其他豬肉之間，比較有特色。

賽默飛通過重器超高靈敏度高分辨氣質(zhì)結(jié)合利器HS-SPME，充分改善了普通SPME-GCMS的不足，以迅雷不及掩耳盜鈴兒響叮當(dāng)之勢解密了豬牛羊肉的香氣！

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