大足黑山羊宰后成熟过程中挥发性风味物质的变化

羊肉作为我国城乡居民重要的肉类食品，其营养价值得到了越来越广泛的认可，其独特的风味和健康安全的特质已深入人心，消费呈现逐年上涨态势 [1]。羊肉是一种含有高蛋白、低脂肪、低胆固醇 [2]、丰富矿物质的畜禽肉，具有很高的营养价值，但由于其独特的风味和气味，很多人避食羊肉。宰后成熟是肉类生产的重要工艺，肉品本身含有一定的风味物质前体化合物，在成熟过程中发生一系列的化学变化，从而对肉的风味产生影响 [3]。挥发性风味物质直接反应了肉的风味特色，目前已有宰后成熟过程中牛肉 [4]、猪肉 [5]等挥发性风味物质的相关报道，但羊肉涉及较少，本研究以大足黑山羊为研究对象，采用顶空固相微萃取（headspace solid phasemicro-extraction，HS-SPME）结合气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）联用技术测定其后腿肉在成熟过程中挥发性风味物质的变化，为工业化生产过程中提高羊肉风味品质提供依据。

1 材料与方法

随机抽取12 只大足黑山羊（16月龄，40～50 kg），宰前禁食12 h，宰后取新鲜后腿肉，购于重庆北碚。氯化钠（分析纯）天津市福晨化学试剂厂。

2010型GC-MS联用仪日本岛津公司；DB-5ms色谱柱（30.0 m×0.25 mm，0.25 μm）美国Agilent公司；萃取瓶美国Perkinelmer公司；手动SPME进样器、75 μm碳分子筛/聚二甲基硅氧烷涂层萃取头美国Supelco公司。

将现宰的黑山羊后腿肉用保鲜膜包裹，放入事先准备好的保温冰盒中，10 min内运回实验室，立即将其放在-18 ℃冰箱中快速冷却至中心温度低于4 ℃后，用已消过毒的砧板和手术刀将腿肉分割成30 g左右的小块，装入自封袋，控制在3～5 min内完成。自封袋材料：聚乙烯，自封袋规格：120 mm×80 mm。包装结束后立即将肉样放置在0～4 ℃环境中进行成熟。

分别在成熟的第0、24、72、120、168小时5 个时间点（0 h样品为取样开始时的肉样），取去除结缔组织的肉样在4 ℃左右条件下经绞肉机迅速绞碎成0.3～0.5 mm的肉糜。

在15 mL顶空萃取瓶中加入4.0 g肉糜，再加入质量分数20%氯化钠溶液，混匀，放入90 ℃水浴锅中恒温加热15 min。将老化后的SPME针头插入顶空萃取瓶中，缓慢推动手柄使石英纤维头推出并暴露于样品上部空间，在90 ℃恒温水浴锅中萃取风味物质30 min。等萃取结束后，推动手柄使纤维头缩回针头内，并拔出针头。取出SPME针管后将其插入GC-MS进样口，缓慢推动手柄，伸出纤维头，热脱附5 min，然后缩回萃取头，并将SPME针管退出进样口，同时启动仪器开始采集数据。

GC条件 [6-7]：DB-5ms毛细管柱（30.0 m×0.25 mm，0.25 μm）；载气：He；柱箱温度40.0 ℃；进样口温度250.0 ℃；进样方式：分流模式；进样时间1.00 min；流量控制方式：线速度；压力33.4 kPa；总流量15.7 mL/min；柱流量0.80 mL/min；线速率32.2 cm/s；吹扫流量3.0 mL/min；分流比14.9∶1；升温程序：40.0 ℃保持1.00 min，以10.00 ℃/min升至230 ℃，保持1.00 min。

MS条件：离子源温度230 ℃；接口温度250 ℃；溶剂延迟时间1 min；阀值1 000。

挥发性风味物质经色谱柱分离后，通过计算机标准谱图库NIST中的数据对GC-MS结果进行分析，并结合相关文献进行人工谱图解析，以确定其化学成分，再利用峰面积归一法计算出各化合物在黑山羊肉挥发性风味物质中的相对含量。

2 结果与分析

宰后成熟过程中黑山羊腿肉挥发性风味物质总离子流色谱图如图1所示。通过GC-MS联用技术分析，山羊肉成熟过程中共检测出77 种挥发性风味物质，主要包括烃类（39 种）、醛类（11 种）、醇类（9 种）、酮类（1 种）、芳香族化合物（15 种）和杂环类化合物（2 种），这6 大类77 种挥发性风味物质的种类及相对含量如表1所示。

表1 宰后成熟过程中黑山羊腿肉挥发性风味物质组成及相对含量
Table1 Volatile compounds and relative contents in hindquarter meat of Dazu black goat during postmortem aging

序号中文名称相对含量/% 0 h24 h72 h120 h168 h烃类化合物1 2,7-二甲基辛烷3.04——2 2,2-二甲基丁烷0.14——0.05—3 3,7-二甲基癸烷—0.28——4 3,7-二甲基十一烷0.24——0.65 52,5,5-三甲基-1,6-庚二烯0.15——0.14—62,3,5,8-四甲基-1,5,9-十三烯5.96——4.85—7（-）-异丁香烯1.98—0.621.650.30 8十一烷——0.50—9十二烷0.390.71——0.71 10十三烷2.644.203.192.75—112,3,5,8-四甲基癸烷0.15——123,7,11,15-四甲基-2-十六碳烯0.35——13十五烷—3.880.69——14十六烷0.567.09—1.191.78 15十八烷—0.95——16十九烷0.260.430.29——172-甲基十一烷—0.652.11——182,3,6-三甲基癸烷—0.26——192,6,11-三甲基十二烷—0.23——20长叶烯—0.13——21雪松烯—0.47——22（3-环戊基丙基）环己烷—0.59——232-甲基十五烷—0.98——242-甲基十六烷—0.30——252-甲基十七烷—0.24——264-甲基十二烷—0.28——274-乙基癸烷—0.69——282,6,10-三甲基十四烷—0.26——292,6,10-三甲基十五烷—0.70——

续表1

注：—.未检出。

序号中文名称相对含量/% 0 h24 h72 h120 h168 h 303-甲基十六烷—0.12——31alpha-柏木烯—0.88——32癸烷——0.12——333,4,5,6-四甲基辛烷——0.25 342,5-二甲基己烷——1.47——35（Z）-2-十二烯——0.18——361,1,3-三甲基-2-（3-甲基戊基）环己烷——0.49——371,1-双（十二烷氧基）-十六烷——0.48—388-甲基-1-癸烯——0.80—391,1,2,3-四甲基环己烷——0.13总量15.8624.329.1612.413.82醛类化合物1己醛5.382.852.103.343.08 2庚醛2.512.195.361.532.47 3辛醛2.402.847.752.773.45 4壬醛4.779.5623.499.6411.17 5癸醛—4.024.23—0.35 6十一醛—0.32——0.78 7月桂醛——2.63——8十六醛—3.299.061.461.34 9十八醛3.750.32—14.425.61 10（E）-2-壬烯醛—0.45——11（Z）-2-壬烯醛——0.49——总量18.8125.8455.1133.1448.25醇类化合物1十二醇0.40—2.07——2 2-丙基-1-庚醇—0.38——36,10,13-三甲基十四醇—0.54——4雪松醇—1.03——6 2-癸烯-1-醇——0.25——7（Z）-2-壬烯-3-醇——0.45——8二十四烷醇——0.36——9十九醇——0.60总量0.401.953.13—0.60酮类化合物1 2-甲基-1-庚烯-6-酮—1.15——总量—1.15——芳香族化合物1（1-丁基己基）苯——0.17——2（1-丙基庚基）苯——0.19——3（1-戊基己基）苯——0.57——4（1-丁基庚基）苯——0.95——5（1-丙基十七烷基）苯——0.76——6 2,6-二叔丁基对甲酚——0.750.500.52 7 3-苯基十一烷——0.41——8（1-戊基庚基）苯——1.15——9（1-丁基辛基）苯——1.36——10（1-丙基壬基）苯——0.90——11（1-丁基壬基）苯——0.97——123-苯基十二烷——0.50——134-苯基十三烷——0.30——147-苯基十三烷——0.20—15（1,1-二乙基丙基）苯——0.31总量——8.980.70.83杂环类化合物1 2-正戊基呋喃——0.80——2吡啶—2.41—9.34—总量—2.410.809.34—

成熟时间为0 h时，检测出烃类12 种、醛类5 种、醇类1 种，而酮类、芳香族和杂环化合物均未检出，其中烃类和醛类为主要成分，且主要成分中2,3,5,8-四甲基-1,5,9-十三烯占5.96%，己醛占5.38%，壬醛占4.77%。

在成熟时间为24 h时，检测出烃类22 种、醛类9 种、醇类3 种、酮类1 种、杂环类1 种，而芳香族化合物仍未检出，其中烃类、醛类和醇类为主要成分，且主要成分中十六烷占7.09%，壬醛占9.56%，癸醛占4.02%，雪松醇占1.03%。检出的唯一的酮类为2-甲基-1-庚烯-6-酮，相对含量为1.15%。杂环类为吡啶，相对含量为2.41%。

在成熟时间为72 h时，检测出芳香族13 种、烃类9 种、醛类8 种、醇类4 种，杂环类1 种，而酮类化合物未检出，其中芳香族、烃类和醛类为主要成分，且主要成分中（1-丁基辛基）苯占1.36%，（1-戊基庚基）苯占1.15%，十三烷占3.19%，2-甲基十一烷占2.11%，壬醛占23.49%，十六醛占9.06%。检测出的唯一的杂环类化合物为2-正戊基呋喃，其相对含量为0.80%。

在成熟时间为120 h时，检测出烃类9 种、醛类6 种、芳香族2 种、杂环类1 种，而醇类和酮类化合物未检出，其中烃类、醛类和芳香族为主要成分，且主要成分中2,3,5,8-四甲基-1,5,9-十三烯占4.85%，十三烷占2.75%，十八醛占14.4%，壬醛占9.64%。2 种芳香族化合物为2,6-二叔丁基对甲酚和7-苯基十三烷，其相对含量分别为0.50%和0.20%。吡啶是唯一的杂环类化合物，其相对含量为9.34%。

在成熟时间为168 h时，共检测出醛类8 种、烃类6 种、芳香族2 种、醇类1 种，而酮类和杂环类化合物未检出，其中醛类、烃类和芳香族为主要成分，且主要成分中十八醛占25.61%，壬醛占11.17%，2,6-二叔丁基对甲酚占0.52%。检测出的十九醇为唯一的醇类，其相对含量为0.60%。

如图2所示，羊肉中的烃类物质在成熟24 h时，其相对含量最高，共检出22 种，相对含量为24.32%；醛类物质在成熟72 h时，虽然只检测出了8 种，但其相对含量最高，占55.11%；其次为168 h，检出8 种，相对含量为48.25%；羊肉中的醇类物质在成熟72 h（4 种）时，其相对含量最高，占3.13%；酮类物质，仅在24 h检测出一种，其相对含量为1.15%，其他时间点均未检出；羊肉中的芳香族化合物，在成熟72 h时，检出13 种，其相对含量最高，为8.98%，而在120 h和168 h各检出2 种，且相对含量较低。杂环类物质仅检测出2 种，2-正戊基呋喃和吡啶，分别在24、72 h和120 h时检测出1 种，其他时间点未检出。

同一成熟时间点，醛类化合物为主要成分，其相对含量最高，其次为烃类物质。不同成熟时间点处，6 类挥发性风味物质的检出种类及相对含量存在显著差异，其中以24、72 h检出物质种类最多，各挥发性物质总相对含量最高。

羊肉特殊的风味是经过多种化合物共同作用形成的，而羊肉味和膻味是决定羊肉烹饪后可口性的关键指标，其中膻味是羊肉特有的风味。羊肉香味的主要成分是羰基化合物和不饱和脂肪酸（C 8～C 10） [8-9]。在羊肉脂肪中含有支链脂肪酸，即一些带有甲基取代基的饱和脂肪酸，其中4-甲基壬酸和4-甲基辛酸是羊肉风味形成的根本原因，也就是人们所描述的膻味 [10]。肉类香味化合物产生的途径主要有3 个：氨基酸与还原糖间的美拉德反应；蛋白质、游离氨基酸（如天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸及赖氨酸等）、糖类、核苷酸等物质的热降解；脂肪的氧化作用 [11-12]。

羊肉中的风味前体物质主要是低分子质量的水溶性物质如还原糖、含硫氨基酸、肽类和肌酸肝等与脂肪组织的氧化产物如烷烃、内酯、醇和醛。羊肉中挥发性香味物质包括10 种醛、3 种酮、1 种内酯，包括烷烃、醛、酮、醇、内酯和杂环化合物 [13]。表1显示，羊肉在不同成熟时间点处，烃类、醛类、醇类、酮类、芳香类和杂环类6 大类挥发性风味物质的相对含量存在显著差异，并且除了168 h，其余时间点检测出的烃类化合物的种类最多，而在同一成熟时间点，醛类化合物为主要成分，其相对含量最高。

烷烃类化合物的来源主要是脂肪酸烷氧自由基的均裂，羊肉中检出的支链烷烃可能来源于支链脂肪酸的氧化。一般认为烷烃类化合物由于具有较高的香味阈值，其本身不具有明显的风味特征 [14-15]，对羊肉风味形成的直接贡献不大，但因其种类丰富，可能有助于提高羊肉的整体风味。

醛类化合物的来源主要是脂肪的氧化和降解，另外，斯特雷克尔氨基酸反应也是醛类化合物的重要来源之一 [16-17]。醛类化合物具有脂肪的香味，且阈值一般很低，是羊肉特征风味物质的来源。醛类在脂肪氧化中生成速率较快，C 3、C 4的醛具有强烈的刺激性风味；C 5～C 9的醛具有清香、油香、脂香味，分子质量较大的醛具有橘子皮似的风味，而支链醛带有愉快的甜味或水果特征风味 [18]。黑山羊肉样品中已检出的直链饱和醛（如己醛、庚醛、辛醛、壬醛、癸醛）和不饱和醛（如2-壬烯醛）使羊肉具有水果清香和脂香味，其中己醛是肉中脂肪酸自动氧化最重要的产物之一，己醛含量多少直接会影响到肉类的“过热”味 [19]，羊肉宰后成熟过程中己醛含量的增加可能会引起黑山羊肉风味劣变；辛醛和壬醛都是油脂氧化的产物，带有水果清香味；癸醛带有甜香、柑橘香、蜡香和花香；（Z）-2-壬烯醛是亚油酸主要挥发物的氧化产物，具有甜香味。十六醛具有脂肪香味等。因此，醛类物质在羊肉风味中占非常重要的位置。

醇类化合物由肉中的醛类和酮类化合物经醇还原酶还原或不饱和脂肪酸氧化而形成的，在成熟后期中通过酯化反应或氧化反应而消失 [20]。醇类化合物一般带有芳香、植物香和酸败味。羊肉中检出的醇类物质中，直链饱和醇（如十二醇、十九醇等）阈值较高，一般对于食品风味的影响不大；不饱和醇（如2-癸烯-1-醇、2-壬烯-3-醇等）阈值较低，具有蘑菇味和金属味，一般认为对风味的形成有贡献 [21-22]。已有研究 [18]结果，直链的低级醇虽然总体是无风味的，但随着碳原子数的增加，风味逐渐增强，从而表现出清香、木香、脂肪香的特征。

在羊肉挥发性成分中含有多种芳香烃，由脂质高温反应生成，这种化合物的阈值较高 [23]，其在羊肉中相对含量较少，且集中出现在72 h，故对羊肉风味没有太大贡献。有研究提出存在于脂肪中、具有挥发性的烷基苯酚对于羊肉气味和风味有很大的影响，其中烷基苯酚包括甲基苯酚、异丙基苯酚和其他化合物 [24]。

酮类化合物是脂肪氧化和降解的另一主要产物。在羊肉中酮类化合物的种类少，其相对含量也较低。大多数酮类物质的阈值较高，因此其对羊肉风味特征的贡献不大，但有些酮类是形成杂环化合物的重要中间体，杂环化合物的阈值较低，对肉香味的形成起着不可忽视的作用 [25]。

3 结论

采用HS-SPME-GC-MS技术检测到黑山羊宰后成熟过程中的挥发性风味物质共6 大类77 种，分别为烃类（39 种）、醛类（11 种）、醇类（9 种）、酮类（1 种）、芳香族化合物（15 种）和杂环类化合物（2 种）。其中醛类物质所占的比重最高，其次为烃类、醇类、芳香族化合物，而酮类、杂环类化合物所占的种类较少且相对含量也较低。在不同成熟时间点处，6 类挥发性风味物质的检出种类及相对含量存在显著差异，其中以24、72 h检出物质种类最多，各挥发性物质总相对含量最高，在72 h时醛类物质检出相对含量最高，在24 h时烃类物质检出相对含量最高，但醛类物质相对含量较少。醛类化合物是羊肉特征风味物质的主要来源，对羊肉风味形成有重大贡献，而烃类化合物对羊肉风味形成的直接贡献不大，只是有助于提高羊肉的整体风味，所以72 h时羊肉风味最佳。综合实验结果可以得出：宰后成熟工艺有利于羊肉风味的改善，且72 h为羊肉的最佳成熟时间点。

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（1.西南大学食品科学学院，重庆 400716；2.农业部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室（重庆），重庆 400716；3.重庆市特色食品工程技术研究中心，重庆 400716）

摘要：采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术，研究黑山羊后腿肉在成熟过程中挥发性风味物质的变化。结果显示：在黑山羊宰后成熟过程中，共检测出6 类共77 种挥发性风味物质，分别为烃类、醛类、醇类、酮类、芳香族和杂环类化合物。其中醛类物质所占的比重最高，其次为烃类、醇类、芳香族化合物，而酮类、杂环类化合物所占的种类较少且含量也较低。在不同成熟时间点处，6 类挥发性风味物质的检出种类及相对含量存在显著差异，其中以72 h检出物质种类较多，各挥发性物质总相对含量最高。结果表明，宰后成熟工艺有利于羊肉风味的改善，且72 h为羊肉的最佳成熟时间点。

关键词：黑山羊后腿肉；顶空固相微萃取；气相色谱-质谱联用；挥发性风味物质

Changes in Volatile Flavor Components in Dazu Black Goat Meat during Postmortem Aging

WANG Yana 1, WANG Xiaoxiang 1, WANG Zhenhua 1, ZHANG Congcong 1, SHANG Yongbiao 1,2,3,*
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China; 2. Quality and Safety Risk Assessment Laboratory of Products Preservation (Chongqing), Ministry of Agriculture, Chongqing 400716, China; 3. Chongqing Engineering Research Center of Regional Food, Chongqing 400716, China)

Abstract：Headspace solid phase microextraction (HS-SPME) combined with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) was used for measuring changes in volatile flavor compounds in hindquarter meat of Dazu black goat. The results showed that six 77 volatile fl avor compounds, including hydrocarbons, aldehydes, alcohols, ketones, aromatic and heterocyclic compounds, were detected. The highest proportion was aldehydes, followed by those of hydrocarbons, alcohols, aromatic compounds. The numbers and amounts of ketones and heterocyclic compounds were lower. Among different aging times, there were signifi cant differences in the numbers and relative contents of volatile fl avor compounds belonging to six different classes, most of which were detected at 72 h and the content of each volatile compound was the highest simultaneously. Therefore, postmortem aging was benefi cial to the improvement of fl avor components in mutton, and the optimal aging time was 72 h.

Key words：hindquarter meat of Dazu black goat; headspace solid phase micro-extraction (HS-SPME); gas chromatographymass spectrometry (GC-MS); volatile flavor compounds

基金项目：公益性行业（农业）科研专项（201303144）；重庆市特色食品工程技术研究中心能力提升项目（cstc2014pt-gc8001）

作者简介：王亚娜（1990—），女，硕士研究生，研究方向为食品质量与安全控制。E-mail：718339716@qq.com

*通信作者：尚永彪（1964—），男，教授，博士，研究方向为农产品加工。E-mail：shangyb64@sina.com

大足黑山羊宰后成熟过程中挥发性风味物质的变化

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结 论

3 结论