舍飼與放養飼養方式下蕨麻豬肉的揮發性成分對比

孫志昶，韓 玲,*，李永鵬，楊 勤

(1.甘肅農業大學食品科學與工程學院，甘肅 蘭州 730070；2.甘南州畜牧獸醫科學研究所，甘肅 合作 747000)

舍飼與放養飼養方式下蕨麻豬肉的揮發性成分對比

孫志昶1，韓 玲1,*，李永鵬1，楊 勤2

(1.甘肅農業大學食品科學與工程學院，甘肅 蘭州 730070；2.甘南州畜牧獸醫科學研究所，甘肅 合作 747000)

利用氣相色譜質譜聯用技術(GC-MS)，研究甘肅甘南藏族自治州舍飼(谷物飼料)與放養(天然草料)6月齡蕨麻豬背最長肌中的揮發性風味化合物。兩者的差異主要體現在醛類化合物上(舍飼組38.33%，放養組25.19%)。對于來源于美拉德反應的揮發性化合物而言，甲硫基丙醛(呈肉香)與苯并噻唑(呈肉湯味)在舍飼組的含量分別比放養組多23%和122%。舍飼組脂肪氧化產物總相對含量顯著高于放養組(P＜0.05)，且兩組肉樣中脂肪氧化產物的種類差異很大。放養組蕨麻豬肉中的萜類含量顯著高于舍飼組(P＜0.05)。結果表明，飼養方式會對蕨麻豬肉揮發性化合物產生影響，進而可能會影響到蕨麻豬肉的風味。

蕨麻豬；豬肉；舍飼；放養；揮發性化合物；氣相色譜質譜聯用技術(GC-MS)

蕨麻豬，又稱合作豬、藏香豬，屬于中國高原小型豬的一種，也是甘肅省的特產畜種之一。蕨麻豬產肉性好，肉質鮮美，營養豐富，是天然的綠色食品。蕨麻豬的傳統飼養方式為天然放養，近年來為減少放養對草原生態環境的破壞，人們開始嘗試通過舍飼方式飼養蕨麻豬。

通常不同的飲食條件會對肉制品風味產生影響[1]。Lu等[2]就發現添加了大豆油和亞麻籽油的飲食會影響豬肉的風味。Elmore等[3]也發現在用青貯飼料和谷物飼料喂養的公牛肉中，主要揮發性化合物存在明顯的差異。Elmore等[4]甚至發現飲食差異會引起羊肉中不同脂肪酸分解產物的差異。但是，目前關于不同飼養方式對蕨麻豬揮發性風味化合物的影響研究甚少。

本研究采用頂空固相微萃取(HS-SPME)方法及氣相色譜質譜聯技術(GC-MS)對放養和舍飼兩種飼養方式下蕨麻豬肉的揮發性化合物進行了分析，目的在于研究兩種飼養條件下蕨麻豬肉揮發性風味化合物的差異。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及肉樣采集

隨機選取甘南藏族自治州舍飼和天然放養的6月齡公蕨麻豬各3頭，作為實驗對象。舍飼組在豬舍中飼養，所用飼料是以谷物為主的混合飼料(25%玉米、18%豆類、57%青稞)。放養組以甘南州當地野生植物為食，尤其是以蕨麻草和苜蓿為主。

屠宰前禁食24h，禁水2h，宰后1h內取背最長肌。稱取50g肉樣，切成1cm3肉丁，置于150mL具塞玻璃瓶中密封并貼標，急凍后于-18℃條件下儲藏備用。1.2儀器與設備

手動SPME進樣器(50/30μm DVB/CAR/PDMS) 美國Supelco公司；AUTOSYSTEM XL- TURBOMASS氣相色譜-質譜聯用儀(配有電子轟擊(EI)離子源及TuborMass 4.1.1數據處理系統) 美國Perkinelmer公司；DS-Ⅱ電熱三用水箱 北京市醫療設備廠。

1.3 揮發性化合物檢測方法

1.3.1 頂空固相微萃取(SPME)

肉樣解凍后，加入10g NaCl，然后在90℃水浴鍋中加熱60min充分熟制。然后在60℃恒溫條件下，用手動SPME進樣器吸附30min，之后進行GC-MS分析。1.3.2氣相色譜-質譜聯用(GC-MS)檢測條件

色譜條件：色譜柱為OV1701色譜柱(50m×0.2mm，0.33μm)；升溫程序：50℃保持2min，以3℃/min升至225℃，保持1min；載氣(He)流速0.8mL/min，不分流進樣，20min后打開分流閥；分流比10∶1。

質譜條件：電子轟擊(EI)離子源；電子能量70eV；離子源溫度200℃；質量掃描范圍m/z 10～400。

1.3.3 數據處理

用TuborMass 4.1.1數據處理系統，對GC-MS結果進行分析，通過對比系統自帶的NBS、Nist等數據庫進行人工解析，各物質峰所得質譜圖與標準數據庫進行比對，根據匹配度鑒定各揮發性化合物。并用峰面積歸一化法計算出各揮發性成分的相對含量。

2 結果與分析

2.1 舍飼與放養蕨麻冷凍豬肉揮發性化合物主體成分分析

在舍飼和放養組中，均鑒定出113種揮發性化合物。這些化合物涵蓋了脂肪族烴類、醛類、醇類、酮類、酸類、雜環化合物、芳香族烴類、含硫化合物。表1為兩種蕨麻豬肉中各類揮發性化合物相對含量的對比。在舍飼和放養蕨麻豬肉中，烴類和醛類化合物的總相對含量都是最高的，舍飼組中烴類和醛類相對含量分別高達39.58%和38.33%；而在放養組中烴類和醛類相對含量分別高達57.09%和25.19%。對兩組間8類化合物含量進行單因素方差分析發現：舍飼組中醛類、酸類的相對含量顯著高于放養組；而烴類、含硫化合物則顯著低于放養組(P＜0.05)。其他4類化合物差異不顯著(P＞0.05)。

在舍飼組中相對含量較高的化合物是己醛(10.38%)、十四烷(6.77%)、壬醛(6.34%)、十六烷(6.18%)、十一烷(5.75%)；放養組中則是十一烷(14.73%)、辛烷(11.53%)、十六醛(6.69%)、植物烷(6.04%)、十六烷(5.66%)。兩種蕨麻豬肉中都是脂肪族直鏈醛類和烴類占主導，其中己醛、壬醛的含量在舍飼組中更高(放養組中分別為2.76%和1.58%)，十六醛則在放養組中更高(舍飼組中為2.73%)。己醛、壬醛、十六醛是占主導的醛類，而這與Wettasinghe等[5]的研究結果相似。由于脂肪族直鏈烴類對肉類風味貢獻通常不大，所以兩種蕨麻豬肉在揮發性風味化合物上的差異主要體現在醛類物質上。

此外，Tikk等[6]發現熟豬肉中的己醛和壬醛與“過熱味”有關，因此蕨麻豬舍飼很可能比放養更易導致“過熱味”的產生。

表1 舍飼和放養蕨麻豬肉中各類揮發性化合物相對含量比較Table 1 Comparisons of relative contents of volatile compound groups in feedlot-raised and pasture-raised pork

2.2 來自美拉德反應的揮發性化合物

根據Calkins的綜述中所描述的肉品中美拉德反應的主要途徑及主要產物[7]，在本實驗中共發現8種美拉德反應產物(表2)。其中甲硫基丙醛在舍飼組中的含量比放養組多23%，苯并噻唑比放養組多122%。甲硫基丙醛具有肉香及肉湯風味[7]，而苯并噻唑具有燉肉味、肉湯味及燒烤味[8]。這兩種含硫化合物的含量雖然不高，但其極低的閾值仍然會引起肉香風味的明顯差異。其他幾種美拉德產物除乙醛外差異均不顯著(P＞0.05)。

表2 舍飼和放養蕨麻豬肉中美拉德反應產物的比較Table 2 Comparisons of relative contents of volatile compounds that can be derived from Maillard reaction in feedlot-raised and pastureraised pork

2.3 來自脂質氧化過氧化分解反應的揮發性化合物

依據Calkins的綜述中所描述的肉類揮發性化合物中脂肪氧化產物所具有的結構特點和官能團(如直鏈的飽和及不飽和醛、羥基和雙鍵處于碳鏈某一端的烯醇、甲基酮等)[7]以及Wood[1]綜述中所描述的肉品中主要的脂肪氧化產物，本研究中共發現了34種脂質氧化產物(表3)，舍飼和放養蕨麻豬肉中的總相對含量分別為33.65%和13.89%，這包括19種醛類化合物、7種烯醇、8種甲基酮。烯醇類和醛類在舍飼蕨麻豬肉中的含量顯著高于放養蕨麻豬肉(P＜0.05)，甲基酮在兩種蕨麻豬肉間差異不顯著(P＞0.05)。其中己醛、壬醛、辛醛、庚醛的相對含量較高，這4種物質都是在舍飼組中含量顯著更高(P＜0.05)。

本實驗中，舍飼組的壬醛含量更高；而Lorenz等[9]卻發現草場放養的牛肉中壬醛含量高于圈養牛的，這一點與本實驗的結果不同。但牛是反芻動物，而豬不是，因此除了飲食成分會外，動物自身的消化方式也可能會對肉類風味產生影響。舍飼組的辛醛含量顯著高于放養組，而Lu等[2]研究發現在豬的飼料中添加亞麻籽會提高豬肉揮發性成分中的辛醛含量，這似乎暗示出谷物混合飼料可能有和亞麻籽油相似的成分。此外，Elmore等[3]還發現以谷物飼料喂養的牛肉中己醛、辛醛、庚醛含量明顯高于以青貯飼料喂養的，本實驗中舍飼組與放養組蕨麻豬肉間的差異也與之類似。

1-辛烯-3-醇也是舍飼組與放養組蕨麻豬肉中差異較大的脂肪氧化產物。這種物質在肉制品的揮發性化合物中很常見，甚至在未經加熱的生豬肉中都曾被檢出過[10]，等[11]發現1-辛烯-3-醇可以用作熟豬肉的氧化程度的指標，其含量高低往往和肉制品中的“過熱味”強度相關。舍飼蕨麻豬肉中這種物質含量更高，這可能和相應的脂肪氧化強度差異有關；也可能是因為放養蕨麻豬所食用的青綠草料中含有更多的天然抗氧化成分，從而抑制了其肉中脂質氧化。

Elmore等[12]研究了飼料中的脂肪酸與肉的揮發性化合物的關系，根據其研究成果，本實驗的脂肪氧化產物中戊醛、己醛、庚醛、2-庚烯醛、反-2-辛烯醛、反-2-壬烯醛、2,4-癸二烯醛、1-辛烯-3-醇、順-2-辛烯-1-醇、反-2-辛烯-1-醇、2-庚酮來自亞油酸氧化分解；而2-戊烯醛、2-己烯醛、順-4-庚烯醛、2,4-庚二烯醛、苯甲醛、1-戊烯-3-醇則來自亞麻酸氧化降解。舍飼組中亞油酸分解產物的含量普遍比放養組高，而放養組中亞麻酸分解產物的含量普遍比舍飼組高。Wood等[1]指出亞麻酸是青綠牧草中最主要的脂肪酸，Campo等[13]也提到谷物飼料富含亞油酸。可見不同飼養方式會對蕨麻豬肉揮發性化合物中脂肪氧化產物的種類有影響，這很可能與飼料的脂肪酸組成有關。

表3 舍飼和放養蕨麻豬肉中脂肪氧化產物的比較Table 3 Comparisons of relative contents of volatile compounds as lipid oxidation products in feedlot-raised and pasture-raised pork

2.4 萜類化合物

表4 舍飼和放養蕨麻豬肉中萜類化合物的比較Table 4 Comparisons of relative contents of terpenes in feedlot-raised and pasture-raised pork

兩種蕨麻豬肉中共發現了7種萜類化合物(表4)。舍飼組與放養組中萜類含量分別為5.40%和16.25%，放養組約是舍飼組的3倍。而愈創木酚僅在放養組中被檢出。除植物-2-醇差異不顯著外，其他萜類在放養組中的含量均顯著高于舍飼組(P＜0.05)。

植物-1-烯與植物-2-烯在放養組中的含量甚至是舍飼組的10倍以上。Elmore等[3]發現如果用青貯飼料喂牛，牛肉中植物-1-烯含量要比谷物飼料喂養的高，這與本實驗蕨麻豬肉中的結果一致。萜類幾乎全部由植物界來合成，如果用青綠草料喂養動物，在其肉制品的揮發性化合物中通常可以檢出萜類化合物[14]。因而放養組萜類含量更高與其以天然草料為主的飲食有關。Schreurs等[15]指出這些來自天然草料的揮發性化合物會使得肉品具有一種草樣的風味(放牧風味或田園風味)，而這種風味會使得肉品更不易被消費者所接受。因而放養蕨麻豬肉很可能更易受到草樣風味的不良影響。

3 結 論

通過對舍飼及放養蕨麻豬肉中揮發性化合物的GCMS分析，可以發現兩種蕨麻豬肉之間揮發性化合物的主要差異存在于脂肪族直鏈烴類和脂肪族直鏈醛類，如果考慮到揮發性化合物對肉類風味的貢獻，最主要的差異就是醛類物質，而差異最大的化合物就是己醛、壬醛等占主導的醛類。

舍飼和放養蕨麻豬肉中，揮發性風味化合物的具體差異：1)來自美拉德反應的含硫化合物，甲硫基丙醛(肉香味)與苯并噻唑(肉湯味)，在舍飼組中的含量顯著高于放養組；2)脂肪氧化產物主要差異表現在脂肪族直鏈醛類，其中己醛、壬醛、辛醛、庚醛以及1-辛烯-3-醇是差異較大脂肪氧化產物，且兩組肉樣中脂肪氧化產物的種類差異很大。脂肪氧化產物存在巨大差異很可能與飼料中的脂肪酸組成或相應脂肪氧化強度差異有關；也可能是因為放養組飲食中的青綠草料含有更多的天然抗氧化成分，可以抑制肉中的脂質氧化；3)放養組的萜類含量顯著高于舍飼組，因而放養的飼養方式可能會使蕨麻豬肉更易受到牧草的不良影響。

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Comparison of Volatile Components in Pork from Feedlot-raised and Pasture-raised Tibetan Miniature Pigs

SUN Zhi-chang1，HAN Ling1,*，LI Yong-peng1，YANG Qin2
(1. College of Food Science and Engineering, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China；2. Animal Husbandry Science Research Institute of Gannan Tibet Autonomous Region, Hezuo 747000, China)

The volatile compounds in longissimus dorsi muscles from 6 month-old Tibetan miniature pigs raised in feedlot with cereal and on natural pasture from Gannan Tibetan Autonomous Prefecture, Gansu province were investigated by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Feedlot-raised and pasture-raised Tibetan miniature pigs mostly varied in their aldehyde contents (38.33% and 25.19%, respectively). Methylthiopropanal (meaty flavor) and benzothiazole (gravy flavor) that can be derived from Mailard reaction in feedlot-raised pork were 23% and 122% more than that in pasture-raised pork, respectively. Lipid oxidation products showed a significant increase in feedlot-raised pork as compared with their pasture-raised pork (P < 0.05), and a significant difference in the types of lipid oxidation products was also found. Pasture-raised pork exhibited significantly higher terpene content than feedlot-raised pork (P < 0.05). From these results, we concluded that raising methods can affect volatile compounds in pork from Tibetan miniature pig and therefore might affect pork flavor.

Tibetan miniature pig；pork；feedlot；pasture；volatiles；gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)

TS251.51

A

1002-6630(2011)14-0257-04

2010-09-25

孫志昶(1987—)，男，碩士研究生，研究方向為營養與食品衛生。E-mail：371137837@qq.com

*通信作者：韓玲(1963—)，女，教授，博士，研究方向為食品營養與加工。E-mail：hanl@gsau.edu.cn