不同飼養(yǎng)環(huán)境、歲齡及部位大青山山羊肉風味前體物質的差異分析

張保軍，戈美玲，劉志紅，張燕軍，李金泉，賀銀鳳,

（1.內蒙古農業(yè)大學食品科學與工程學院，內蒙古呼和浩特 010018；2.內蒙古蒙牛乳業(yè)（集團）股份有限公司，內蒙古呼和浩特 011500；3.內蒙古農業(yè)大學動物科學學院，內蒙古呼和浩特 010018）

大青山山羊是內蒙古當地培育的典型山羊類群之一，以肉質鮮美深受消費者青睞。山羊養(yǎng)殖具有飼養(yǎng)周期長、傳統放牧與現代舍飼相結合等特點，其肉品風味前體物質的探析日漸成為研究重點。

肉品的風味物質可概括為小分子的易揮發(fā)物質和風味前體物質，其中，后者在一定條件下較為穩(wěn)定，只有通過傳統的烹調、煮制等其他手段發(fā)生復雜的物理、化學反應才表現出肉品的特征性風味。就風味前體物質而言，其種類繁多、作用復雜，其中，還原糖、硫胺素、氨基酸及脂肪酸是重要的研究對象。還原糖不僅有助于產生令人愉悅的甜味，還可以與肉中的氨基酸反應生成揮發(fā)性香氣化合物[1]。PIAO等[2]比較了不同品種牛背最長肌還原糖含量，發(fā)現所有感官性狀與還原糖含量呈正相關，加熱等生產過程中還原糖可與氨基酸、肽甚至蛋白質發(fā)生美拉德反應形成風味物質[3]。硫胺素的熱降解過程是食品加工過程中風味形成的主要途徑之一[4]，熱加工或貯存過程中硫胺素損失量和脂肪氧化程度二者間存在強關聯[5]，其含量不僅在不同品種的肉品中存在差異，在同一品種不同部位的肉樣中也存在差異[6]。山羊肉中氨基酸的含量及組成是評價蛋白質營養(yǎng)價值高低的重要指標[7]，其含量及比例亦是構成并影響肉品風味及消費者可接受性的重要因子[8]，如甘氨酸、谷氨酸和蘇氨酸的游離氨基酸含量差異與焦味強度呈線性相關[9]。肉中的脂質部分主要由脂肪組織和瘦肉間的脂質成分構成，脂類物質的組成及變化是影響肉品風味的主要因素之一[10]，可補充Mn通過調節(jié)參與脂肪生成和分解的基因以改善北京鴨胸肌的肉品質和肌內脂肪[11]，同時脂類產生不同的氧化產物也是肉質香味差異的主要原因之一，當然不同烹調方式下其成品中的脂肪酸含量也會不同（雞胸肉為例）[12]。綜上可見，目前就各類風味前體物質及其對肉品質的影響已有較為豐富的報道，但就山羊肉品風味前體物質的基礎研究相對欠缺。

影響肉品風味特性的因素很多，諸如品種、飼草資源、管理模式等，針對大青山山羊肉的研究報道上世紀從染色體組型入手證實了二狼山、阿爾巴斯、遼寧和大青山白絨山羊絨毛類型的不同[13]，從瘤胃液pH、氨態(tài)氮（NH3-N）濃度及揮發(fā)性脂肪酸（VFA）濃度變化研究了阿爾巴斯型絨山羊和大青山型絨山羊在不同養(yǎng)殖方式下瘤胃發(fā)酵受到的影響[14]，近年來有科研工作者通過比較阿爾巴斯絨山羊與大青山山羊的體尺和體重，得出二者存在一定的關系[15]，從肌纖維特性著手研究大青山山羊肉的肌纖維組成、類型及其質構特性等[16]，但是系統的就大青山山羊的肉質特性及相關研究，尤其是風味前體物質方面的報道較為鮮見。本文討論飼養(yǎng)環(huán)境、歲齡及部位三個因素對大青山山羊肉中四類重要風味前體物質沉積的影響，為大青山山羊肉質風味特性的深入研究及實際生產加工奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大青山山羊肉 內蒙古某公司提供;甲醇、正庚烷、異辛烷 色譜純，國藥集團化學試劑有限公司；檸檬酸鈉 優(yōu)級純，國藥集團化學試劑有限公司；葡萄糖、鹽酸、硫酸銅、冰乙酸、異丁醇、苯酚、乙醚等分析純，國藥集團化學試劑有限公司；鐵氰化鉀等分析純，天津市風船化學試劑科技有限公司。

CP1502C型分析天平 北京賽多利斯科學儀器有限公司；OPtionS7小型超純水系統 英國ELGA公司；-80 °C超低溫冰箱 美國THERMO公司；1260型高效液相色譜儀 美國安捷倫公司；GC-5977B氣相色譜與質譜儀連用儀 安捷倫科技有限公司；L-8900全自動氨基酸分析儀 HiTachI日立公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗分組 根據實驗需要，結合飼草資源情況及當地養(yǎng)殖習俗將實驗對象分為灘地養(yǎng)殖和山地養(yǎng)殖兩組，其中，灘地組全年在內蒙古呼和浩特境內海拔900～1000 m的平原、以傳統放牧和適當補飼相結合的方式進行飼養(yǎng)，而山地組為4～11月份在當地海拔1300 m以上的大青山上采取傳統放牧且自由采食、其余月份同灘地組進行飼養(yǎng)。兩個實驗組每組結合實驗設計和實際生產現狀均取1.5、2.5、3.5歲的羯羊各10只，共計6個實驗組、60只大青山山羊作為實驗對象，每只山羊屠宰后皆取臂三頭肌、背最長肌、股二頭肌作為研究對象，進行風味前體物質指標的測定、分析。為方便數據統計，以字母B、Q、H分別代表實驗對象的背最長肌、臂三頭肌、股二頭肌。

1.2.2 樣品采集、保存 根據流程，待宰山羊宰前需禁食24 h、停水2 h，宰殺后從每只山羊取三個不同部位的肌肉組織作為實驗樣品，放血宰殺至樣品采集均需在1 h之內完成，樣品可采用干冰暫存（-20 ℃）或液氮暫存后進行低溫貯存（-80 ℃），待測。

1.2.3 指標測定

1.2.3.1 還原糖含量測定 還原糖按照GB/T 5009.7-2016采用直接滴定法進行測定[17]。供試樣品經乙酸鋅溶液和亞鐵氰化鉀溶液去除蛋白質后以亞基藍作為指示劑，加熱條件下（保持沸騰狀態(tài)）滴定已標定過的堿性酒石酸銅溶液，最后根據葡萄糖（1.0 mg/mL）消耗體積計算還原糖含量。計算公式如下：

式中：X為試樣中還原糖含量（g/100 g）；m1為酒石酸銅溶液質量（mg）；m為樣品質量（g）；F為系數（取1）；V是平均消耗葡萄糖溶液的體積（mL）；250為定容體積；1000為換算系數。

1.2.3.2 硫胺素含量測定 硫胺素按照GB/T 9695.27-2008采用高效液相法進行測定[18]。具體流程為將肉樣解凍、絞碎、均質，經酸水解、酶解后將得到的游離硫胺素在堿性鐵氰化鉀作用條件下顯色，然后用準備好的異丁醇萃取，過濾后用高效液相色譜儀測定。計算公式如下：

式中：X為試樣中硫胺素含量（mg/100 g）；c為標準溶液中硫胺素濃度（μg/mL）；A為樣品中硫胺素的峰面積；V為吸收硫胺素標準工作液進行前處理的體積（mL）；B為標準溶液中硫胺素的峰面積；m為樣品質量（g）。

1.2.3.3 氨基酸的測定 氨基酸采用自動分析儀測定，具體步驟參照GB/T 5009.124-2016[19]執(zhí)行。步驟如下：

每份實驗樣品稱0.06 g置于水解管并加入15 mL、6 moL/L鹽酸，通入氮氣2 min后放入110 °C恒溫烘箱中水解24 h，待冷卻后搖勻、過濾，濾液收集到25 mL容量瓶中并定容；然后從容量瓶取1 mL 濾液在60 °C下氮吹至干，加入200 μL水，重復兩次氮吹干操作。隨后向吹干的離心管中加入2 mL 0.02 moL/L鹽酸，放入超聲儀中超聲30 min；將超聲后的溶液過0.22 μm的濾膜，濾液收集于進樣瓶中，于4 °C保存至上機待測。色譜條件：分離柱填料：磺酸型陽離子樹脂，直徑3 μm；分離柱溫：57 °C；反應柱溫：135 °C；流動相：PH1（B1）、PH2（B2）、PH3（B3）、PH4（B4）、PH-RG；檢測波長：440 nm和570 nm；柱溫：57 °C；流速；0.4 mL/min；柱后衍生劑流速：0.35 mL/min；進樣量：20 μL。計算公式如下：

式中：X為試樣中氨基酸的含量（mg/100 g）；c為試樣測定液中氨基酸含量（g）；F為試樣稀釋倍數；V為水解后定容體積（mL）；M為氨基酸分子量；m為試樣質量（g）。

1.2.3.4 脂肪酸的測定 脂肪酸借鑒張明等[20]測定脂肪酸成分的方法，改進后采用GC-MS分析儀測定，具體條件：采用SP2560色譜柱（250 °C）：（100 m×250 μm×0.2 μm）；進樣口溫度：220 °C；載氣：He氣；進樣量：1 μL；掃描模式：全掃描；掃描開始時間：11 min；掃描范圍（m/z）：50～900 m/z；閾值：0；數據采集頻率：50 Hz；離子源溫度：230 °C；四極桿溫度：150 °C。測定結果參照NIST14.L全庫進行比對，脂肪酸含量具體計算公式如下：

式中：x為試樣中脂肪酸含量（mg/100 g），ρ為脂肪酸質量濃度（μg/mL），V為正己烷體積（mL）；m為試樣質量（g）。

1.3 數據處理

所有供試樣品采集后均取平行樣3份進行指標測定，檢測指標的差異性依據分組單獨比較，以飼養(yǎng)環(huán)境為例，所有供試樣品僅按照山地組和灘地組分類（不考慮歲齡和部位因素），每組30只羊、共90個樣品采用Excel 2016匯總、SPSS 26.0統計分析，部分實驗結果采用軟件Origin 2021分析并繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同飼養(yǎng)環(huán)境、歲齡及部位還原糖含量的差異分析

不同飼養(yǎng)環(huán)境、歲齡及部位的大青山山羊肉中還原糖含量見圖1。

圖1 不同飼養(yǎng)環(huán)境、歲齡及部位大青山山羊肉的還原糖含量Fig.1 Reducing sugar content of Daqingshan goat meat in different feeding environments, ages and cuts

山地實驗組各部位還原糖平均含量為4.03±0.50 mg/g，略低于灘地實驗組（4.86±0.63 mg/g），兩組間的還原糖含量無顯著性差異（P＞0.05）。不論是山地實驗組還是灘地實驗組，其還原糖含量較現有文獻中提供的綿羊還原糖含量（3.836 mg/g）略高[21-22]，這可能與大青山山羊品種本身有一定的關系，同時也說明大青山山羊肉能提供含量更高的還原糖以貢獻肉質風味特性。馬曉冰等[23]以綿羊為研究對象，發(fā)現還原糖在舍飼條件和放牧條件下產生顯著差異，而本實驗條件下的結果與之不盡相同，這可能與山羊和綿羊品種上的差異、不同的養(yǎng)殖環(huán)境及飼草資源等有關。

比較三個歲齡段的還原糖含量，2.5歲齡實驗組和其他兩個實驗組間不存在顯著差異（P＞0.05），而1.5歲齡實驗組含量最高（4.79±0.60 mg/g）且和3.5歲齡實驗組存在顯著差異（P＜0.05）。本實驗條件下，隨著大青山山羊的養(yǎng)殖時間延長其肉品中的還原糖含量亦發(fā)生變化，這可能是由于不同歲齡階段大青山山羊的生理活動、機體代謝狀況不同等原因所造成的。

不同部位比較，臂三頭肌的還原糖含量較背最長肌和股二頭肌略低，但均不存在顯著差異（P＞0.05）。

2.2 不同飼養(yǎng)環(huán)境、歲齡及部位硫胺素含量的差異分析

不同飼養(yǎng)環(huán)境、歲齡及部位的大青山山羊肉中硫胺素含量見圖2。

圖2 不同飼養(yǎng)環(huán)境、歲齡及部位大青山山羊肉的硫胺素含量Fig.2 Thiamine content in Daqingshan goat meat in different feeding environments, ages and cuts

由圖2可知飼養(yǎng)環(huán)境和部位的差別均未對硫胺素的差異造成顯著性影響（P＞0.05）。硫胺素作為一類重要的風味前體物質，也是反芻動物維持碳水化合物代謝和神經功能所必需的維生素[24]，所有實驗組的硫胺素含量約為1.80 mg/kg，本實驗結果均相對低于蘇尼特羊肉的分析結果（1.89 mg/kg）[25]，但從飼養(yǎng)環(huán)境和部位而言，整體趨于相對穩(wěn)定的水平。

以歲齡為因素比較實驗對象硫胺素的變化，發(fā)現硫胺素百分含量在1.5歲齡（1.46±0.13 mg/kg）較低且與其他兩個歲齡階段存在顯著差異（P＜0.05）；而2.5歲齡和3.5歲齡之間無顯著差異（P＞0.05），表明大青山山羊肉中硫胺素含量在2.5歲齡前隨著歲齡的增加在體內沉積增多，但2.5歲后變化不明顯，這可能與大青山山羊在2.5歲齡階段各類體征指標均已達到成羊有關。

2.3 不同飼養(yǎng)環(huán)境、歲齡及部位氨基酸含量的差異分析

根據氨基酸的酸堿性，被洗脫出來的次序一般為酸性氨基酸、中性氨基酸、堿性氨基酸，標準品完全衍生按照1.2.3.3條件進行測定，結果能清晰分辨出每一種氨基酸且沒有雜峰，可進行下一步數據采集及定量分析。不同飼養(yǎng)環(huán)境、歲齡及部位的大青山山羊肉中氨基酸具體含量見圖3。

由1.2.1可知不同飼養(yǎng)環(huán)境下大青山山羊的飼養(yǎng)方式及日糧組成均不同，結合圖3得到飼養(yǎng)環(huán)境對大青山山羊肉的必需氨基酸（Essential amino acids,EAA）、非必須氨基酸（Nonessential amino acids,NEAA）、條件必需氨基酸（Conditionally essential amino acids, CEAA）及氨基酸總量（Total amino acids, TAA）均造成了顯著差異（P＜0.05），且均以灘地實驗組含量較高，分別為0.80±0.13、0.86±0.12、0.11±0.02、1.77±0.27 mg/100 g。類似的眾多研究結果如黃金玉等[26]發(fā)現飼養(yǎng)條件下山羊肌肉氨基酸組成不同、CHEN等[27]的研究表明不同日糧對波爾山羊的氨基酸組成及總膽固醇含量等肉質指標均有顯著影響，可見就氨基酸含量和組成而言，飼養(yǎng)環(huán)境的改變對山羊肉質也會造成影響，大青山山羊亦不例外。

圖3 不同飼養(yǎng)環(huán)境、歲齡及部位大青山山羊肉的氨基酸含量Fig.3 Amino acid content of Daqingshan goat meat in different feeding environments, ages and cuts

大青山山羊肉的CEAA在各歲齡階段均無顯著差異（P＞0.05），EAA、NEAA及TAA含量在3.5歲齡和其他兩個歲齡階段無顯著差異（P＞0.05），而1.5歲齡和2.5歲齡存在顯著差異（P＜0.05），且以2.5歲齡的各指標值為最低，分別為0.62±0.13、0.68±0.15和1.39±0.30 mg/100 g。氨基酸進行分解代謝，或轉變?yōu)槠渌镔|、或參與新的蛋白質的合成[28]，雖然山羊在野外采食無法統計其采食量及飼草比例等，但2.5歲齡大青山山羊的機體代謝、合成等生理活動基本接近成年羊，由此推斷可能在該階段氨基酸的代謝、消耗及合成蛋白質等方面相對更為旺盛，從而在1.5至3.5歲整個階段氨基酸含量呈現下降又上升的趨勢。

部位差異對大青山山羊肉的EAA、CEAA、NEAA及TAA均未造成顯著影響（P＞0.05）。

2.4 不同飼養(yǎng)環(huán)境、歲齡及部位脂肪酸含量的差異分析

利用Agilent Technologies氣相色譜與質譜儀聯用儀采集所有實驗組樣品中的總離子流數據，所有脂肪酸分離較好，分辨率均大于1.5，數據質量較好。不同飼養(yǎng)環(huán)境、歲齡及部位的大青山山羊肉中脂肪酸含量見圖4。

由圖4可得飼養(yǎng)環(huán)境的不同對大青山山羊肉的短鏈脂肪酸（Short-chain fatty acids, SCFA）、中鏈脂肪酸（Medium-chain fatty acids, MCFA）、長鏈脂肪酸（Long-chain fatty acids, LCFA）產生顯著差異（P＜0.05）且山地實驗組較高，分別為20.81±1.54、76.45±5.14和2019.49±847.85 mg/100 g，對超長鏈脂肪酸（Very long-chain fatty acids，VLCFA）無顯著影響（P＞0.05），但山地實驗組較灘地實驗組稍高。脂肪酸的分布和組成在一定程度上影響肉品質的高低和消費者的健康[29]，SCFA含量提升對于增加骨密度具有積極作用[30]，MCFA對于腸道菌群的平衡及其免疫系統具有一定調節(jié)作用[31]，一些LCFA在機體中發(fā)揮信號分子的作用[32]，MCFA與LCFA的生理代謝途徑有著明顯差異[33]，結合文獻研究及實驗結果可見山地養(yǎng)殖環(huán)境對大青山山羊脂肪酸的含量及組成具有積極意義；VLCFA作為營養(yǎng)物質及皮膚屏障組成對動物體的生長發(fā)育起著至關重要的作用[34]，大青山山羊的VLCFA沉積未因飼養(yǎng)環(huán)境的不同而發(fā)生顯著性改變，可能與其品種本身存在一定關系?？傮w而言，因飼養(yǎng)環(huán)境不同，大青山山羊的脂肪酸含量不同，山地飼養(yǎng)環(huán)境對大青山山羊肉中的脂肪酸沉積有更積極的促進意義，賦予其更為豐富、濃郁的風味特性。

1.5歲齡的SCFA（21.89±1.22 mg/100 g）顯著高于（P＜0.05）2.5歲齡階段（20.02±2.13 mg/100 g）和3.5歲齡階段（20.45±0.76 mg/100 g），而2.5歲齡和3.5歲齡無顯著差異（P＞0.05）；1.5歲齡的LCFA（1201.78±142.57 mg/100 g）顯著低于（P＜0.05）2.5歲齡階段（1507.54±424.96 mg/100 g）和3.5歲齡階段（1735.00±604.31 mg/100 g），而2.5歲齡和3.5歲齡無顯著差異（P＞0.05）。歲齡對MCFA和VLCFA含量基本沒有影響，在各歲齡階段間無顯著差異（P＞0.05）。就脂肪酸含量而言，總體呈現隨養(yǎng)殖時間延長而增加的趨勢，養(yǎng)殖時間越長其肉質風味特性越明顯。

部位差異對大青山山羊肉的SCFA、MCFA、LCFA及VLCFA均未形成顯著影響（P＞0.05）。

3 結論

本研究就飼養(yǎng)環(huán)境、歲齡及部位三個因素對大青山山羊肉中主要風味前體物質：還原糖、硫胺素、氨基酸及脂肪酸在體內的沉積情況進行差異分析，得出如下結論：

飼養(yǎng)環(huán)境和部位因素均未對還原糖和硫胺素含量造成顯著性影響（P＞0.05）。歲齡對硫胺素含量有顯著性影響（P＜0.05），對還原糖無顯著性影響（P＞0.05）。

灘地養(yǎng)殖的大青山山羊肉中所有氨基酸含量均顯著高于山地組（P＜0.05）；歲齡對大青山山羊肉中CEAA含量未形成顯著差異（P＞0.05），其余氨基酸在3.5歲齡和其他兩個歲齡階段無顯著差異（P＞0.05）；部位不同對大青山山羊肉的氨基酸未造成顯著影響（P＞0.05）。

山地養(yǎng)殖的大青山山羊肉中SCFA、MCFA和LCFA顯著高于灘地組（P＜0.05），而飼養(yǎng)環(huán)境的不同對VLCFA未形成顯著性影響（P＞0.05）。1.5歲齡的SCFA和LCFA與其他兩個歲齡階段存在顯著差異（P＜0.05），歲齡對MCFA和VLCFA在各個歲齡階段間未產生顯著差異（P＞0.05）。部位因素對大青山山羊肉的脂肪酸未形成顯著性影響（P＞0.05）。

總之，從大青山山羊肉風味前體物質的變化規(guī)律可以看出，養(yǎng)殖環(huán)境對大青山山羊肉的風味有一定的影響；養(yǎng)殖時間是影響風味的主要因素，2.5歲以上風味物質基本趨于穩(wěn)定，是大青山山羊屠宰的較佳時機。本文對于研究大青山山羊肉品質具有積極意義，但是影響肉品風味的因素眾多，如小分子類的揮發(fā)性風味成分、核苷酸及肽類物質等，可作為科研工作進一步的努力方向。