1 研究背景

三黃雞是中國著名的土雞品種，以味道鮮美而聞名。香料能提高雞肉的風味，并能很好地保存雞肉。五香料(CS)和格拉姆馬薩拉(GM)分別為中國和巴基斯坦常規使用的香料。傳統香料(CS和GM)不僅能提供令人愉悅的風味，而且可以保留大量的功能成分，如抗氧化劑，可以成為肉類保存的良好資源。香料被廣泛地添加到肉類中以增強其風味，但對其風味特征的研究還不夠，并且在香料以及雞肉香料混合物中發現的揮發性有機化合物(VOCs)數量很少。

為了解決這些問題，上海交通大學劉源教授團隊在《Food Science and Human Wellness》期刊（IF=4.41）上發表了題目為“Volatile profi le and mul Tivariant analysis of Sanhuang chicken breast in combination with Chinese 5-spice blend and garam masala ”的文章（DOI: 10.1016/j.fshw.2022.07.023)，采用電子鼻(E-nose)、固相微萃取氣相色譜-質譜聯用(SPME - GC-MS)和氣相色譜離子遷移譜法(GC-IMS)測定了三黃雞胸肉（CB）及其與CS、GM共混物的風味特征。

文章中用到E-nose電子鼻就是由我們上海保圣自主研發，那么如何使用電子鼻系統分析揮發性化合物呢？

2 E-nose分析揮發性化合物使用方法

電子鼻對雞肉樣品揮發性化合物進行分析，電子鼻中配備了各種金屬氧化物半導體(MOS)傳感器。MOS傳感器具有較高的交叉選擇性和靈敏度，可以有效地將響應信號傳播到各種揮發性化合物中。由于靈敏度高，每個傳感器在檢測不同種類的揮發物時會產生不同的響應信號。此次使用14個MOS傳感器，包括s1(胺類和氨)、s2(硫化物和硫化氫)、s3(氫)、s4(乙醇和其他有機溶劑)、s5(醛類、醇類、酮類和芳香化合物)、s6(沼氣、天然氣和甲烷)、s7(可燃氣體)、s8(揮發性有機化合物)、s9(天然氣和液化氣)、s10(可燃氣體和液化氣)、s11(乙醇、烷烴、煙霧和天然氣)、s12(乙醇和有機溶劑)、s13(烹飪氣味和煙霧)、s14(天然氣和甲烷)。

將5克煮熟的雞肉樣品稱重，裝入20毫升的電子鼻小瓶中，蓋緊蓋子。樣品在室溫(21±2℃)下靜置30分鐘，然后由電子鼻裝置進行檢測。樣品中的VOCs通過傳感器以0.6 L/min的速率吸附60 s。當一個樣品完成后，在插入下一個樣品之前，用潔凈空氣以相同的流速清洗系統120 s，使其重新平衡。每種配方設置7個重復。

文章采用主成分分析(PCA)對電子鼻的譜圖和GC-MS數據進行分析。采用偏最小二乘回歸(PLS-R)對3種雞肉樣品的揮發性化合物和電子鼻傳感器的相關數據進行可視化分析。

3 實驗結果

1 電子鼻結果分析

圖 (a) E-nose數據和(b) GC-MS數據(濃度揮發性化合物)的PCA結果，代表了三種雞肉樣品的整體香氣特征和空間分布。

采用主成分分析法對雞肉香氣的空間分布和距離進行分析(圖a)，如PCA三維圖所示，三個主成分(PCs)，PC1、PC2和PC3分別解釋了26.52%、49.21%和18.83%的方差。三種雞肉配方在不同位置表明，不僅香料影響雞肉的香氣，而且不同的香料在雞肉香料混合物（CSBs）中也有顯著的變化。

2 多元分析

圖 (a)雞肉樣品(每個樣品的一個重復)的揮發性特征與二維光譜1的比較，(b)不同強度下3個雞樣品4個重復揮發性化合物譜圖，包括單體和二聚體。樣品以行表示，化合物以列表示，兩個圖中的顏色強度與化合物的濃度強度相關，數字1-4和樣本名稱代表他們的重復。

主成分分析是一種外推方法，通過獲取主成分來壓縮數據維數，提高特征指標。電子鼻不僅能區分出三種雞肉樣品的香氣特征，還能找出不同配方之間的差異。CB與C + CS距離較近，與C + GM距離較遠，C + CS保留了更多普通雞胸肉的香氣特征，而GM賦予了雞肉更多香氣。雞肉配方香氣譜圖的差異是由于揮發性化合物的種類和濃度的差異。

PLS-R是一種有效的相關分析方法，可以在一個點上對不同來源的多個目標進行相關分析。MOS傳感器可以有效地識別雞肉、干腌火腿、牛肉和羊肉等食品的揮發性化合物，因此，配備MOS傳感器陣列的電子鼻可以有效地檢測到雞肉上方揮發性化合物產生的信號。此外，研究表明，與分析普通雞肉相比，傳感器分析香料時產生的揮發物的變化更大，因此MOS傳感器可以成為分析香料香氣的良好工具。在六組揮發物中，觀察到高度相關的有醇類、碳氫化合物和醛類，其次是酚類和酸類。只有一種酮“2-辛酮”受到了PLS-R的影響，傳感器對它的靈敏度較低，但是高濃度的CB可以被清楚地分別出來。2-辛酮具有藍紋奶酪的香氣，在雞肉中由于脂質過氧化作用而被認為具有異味。因此，由于香料的抗氧化活性，雞肉的氧化顯著減少，可能導致異味的減少。

由圖可知，C + CS中受影響最大的揮發物是醇類和酸類，C + GM中受影響最大的揮發物是碳氫化合物和酚類。即使化合物的性質在兩種混合物之間有所不同，但這些化合物的香氣幾乎是相似的，分別是辛辣、木質、草本和萜烯氣味。雖然所有傳感器都能有效地檢測和區分雞肉樣品，但s6、s8和s10對CB檢測更高效，s2和s4對C + CS更高效，s1、s3和s9對C + GM的揮發性化合物的檢測效率更高。