兩種產地藏羊肉揮發性風味物質和脂肪酸組成比較研究

中拉毛草，張 銳，林宇紅，江春德，拉毛草

（1.甘南藏族自治州動物疫病預防控制中心，甘肅 合作 747000；2.成都大學肉類加工四川省重點實驗室，四川 成都 610106；3.甘肅農業大學食品科學與工程學院，甘肅 蘭州 730070；4.甘南州碌曲縣動物疫病預防控制中心，甘肅 碌曲 747200）

我國養羊業歷史悠久，是畜牧業不可或缺的一部分。根據聯合國糧食及農業組織（FAO）統計數據顯示，自1998年以來，我國的羊類養殖數量一直位于世界首位。同時，我國羊種資源豐富，擁有71個綿羊品種和69 個山羊品種[1]。藏羊是我國三大粗毛羊品種之一，其分布區域廣泛。由于常年放牧于天然牧場，對高寒、缺氧、營養匱乏等惡劣環境有較強的適應性，藏羊是我國青藏地區特有的地方品種，也是我國重要的種質資源[2]，其肉質鮮嫩，香氣濃郁，富含優質蛋白質、氨基酸和多不飽和脂肪酸，藏羊肉被認為具有綠色食品的特點。隨著我國居民飲食觀念和膳食結構的變化，人們對于飲食健康逐漸重視。綠色有機食品作為一種健康、環保的食品，越來越受到消費者的關注和喜愛[3]。

甘南藏羊主產區位于甘肅省甘南藏族自治州，是全國“五大牧區”之一，主要有甘加羊、歐拉羊、喬科羊等品種資源，目前已經成為中國農業農村部認可的農產品地理標志[4]。甘南藏羊具有典型的感官特征、自由放養的條件，以野生植物為食。海北藏羊主要分布在青海湖周圍，可根據體型和外貌、生產性能和毛質等特征分為高原型、山谷型和歐拉型三個不同類型。海北藏羊是在獨特的地理位置、人文環境和資源條件下形成的一個獨具特色的地方品牌。近年來，本團隊對甘南藏羊和海北藏羊進行了大量研究。師希雄等[5]研究了甘南歐拉藏羊宰后肌肉成熟過程中能量代謝、細胞凋亡和嫩度之間的關系，并解釋了其背后的分子機制；張攀高等[6]探究了冰溫貯藏對歐拉藏羊肉脂質氧化和肉色穩定性的影響；周力等[7]比較了海北黑藏羊不同年齡間的肉品質和肌纖維組織學特性的差異，研究結果發現，隨著年齡的增長，肌纖維類型由氧化型向酵解型轉化；師希雄等[8]研究了甘南歐拉藏羊肉中肌原纖維蛋白的特性；王芳等[9]比較了藏羊、烏珠穆沁羊和湖羊在物理指標、常規營養及氨基酸上的差異，但未結合脂肪酸和揮發性成分對肉質的重要影響進行分析。目前，藏羊的飼養方式[10]和不同部位品質比較等方面[11]已經得到廣泛的研究，但對于不同產地藏羊的脂肪酸和揮發性成分的比較分析研究還不夠系統、全面。本研究旨在通過系統測定和比較甘南藏羊和海北藏羊的品質、風味組成、脂肪酸組成及感官評分等指標，客觀評價二者之間的差異，以期為藏羊肉的市場定位及藏羊資源的進一步開發利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

隨機選取自然放牧條件下健康無病、發育正常、體重相近的4～5 歲歐拉藏羊和海北藏羊各20 只，公母各半，宰前禁食24 h，停水2 h。采用伊斯蘭教屠宰法屠宰放血后，迅速取其背最長肌進行后續測定。其中部分用于測定pH值、肉色、剪切力、蒸煮損失、加壓損失和感官評分，其余部分則在冷藏條件下迅速轉移至實驗室后于-20 ℃貯藏，進行脂肪酸、揮發性風味組成分析。

氯化鈉、氫氧化鉀、硫酸、正己烷、無水乙醇、2-甲基-3-庚酮（均為分析純），37種脂肪酸甲酯混合標準品（純度99.9%）、過濾膜（0.22μm），均購自國藥集團化學試劑有限公司。

1.1.2 儀器與設備

PHS-ZF 型pH 計，上海威圖儀器有限公司；Agilent 6890 GC-5973 MSD氣相色譜-質譜聯用儀，美國Agilent 公司；OV-1701色譜柱（60 m×0.25 mm，0.5μm），日本津島公司；C-LM4 型肌肉嫩度儀，東北農業大學；7890A-5975C 型頂空固相微萃取儀（HS-SPME），50/30μm DVB/CAR/PDMS 固相微萃取纖維，美國Supelco公司；CR 410型色彩色差儀，日本Konica Minolta公司；YYW-2型應變控制式無側限壓力儀，南京土壤儀器廠有限公司；DKS28 型恒溫水浴鍋，上海精宏實驗設備有限公司。

1.2 方法

1.2.1 測定項目與方法

1.2.1.1 pH

分別于屠宰后45 min 和24 h 依次測定背最長肌的pH值。pH計每次開機后校準，選取5個不連續的肌肉位置，將探頭垂直插入肉樣中，待讀數穩定后記錄結果。

1.2.1.2 色度

取肉厚約1.0 cm 的新鮮橫切面，在O2中放置氧合30 min。色差儀校準后，在切面上隨機選取3個不同位置，測定亮度（L*）值、紅度（ɑ*）值和黃度（b*）值。每個樣品選取至少5個測試點。

1.2.1.3 加壓損失

取體積為2 cm×2.5 cm×1 cm的肉樣稱其質量，隨后迅速在肉樣上下各放置一層脫脂紗布和14～16 層吸水紙（吸水紙應充分吸干不透水）以保持樣品的濕度狀態。將肉樣放置于壓力儀臺上施加35 kg 的壓力，保持5 min。取出肉樣并再次稱其質量，根據損失水分計算加壓損失率，計算公式如下：

式中：m1為加壓前肉樣質量，g；m2為加壓后肉樣質量，g。

1.2.1.4 蒸煮損失及剪切力

將肉樣修整為規則的2.5 cm厚的肉塊，稱其質量后，將肉塊放入密閉的自封袋中，隨后將其浸入70～75 ℃恒溫水浴鍋中，待肉的中心溫度達到75 ℃時取出。用濾紙吸去表面多余水分后稱其質量，計算蒸煮損失率；沿著肌肉纖維平行方向取出6 個圓柱形肉樣（直徑=1.27 cm），用肌肉嫩度儀測定剪切力（N），結果取平均值。

式中：m1為蒸煮前肉樣質量，g；m2為蒸煮后肉樣質量，g。

1.2.1.5 脂肪酸含量

采用外標法[12]對羊肉的脂肪酸組成進行分析。

脂肪的提取及甲酯化：稱取解凍后的肉樣5.0 g置于研缽中，并加入液氮進行充分研磨。稱取研磨后的樣品（1.0 g）于具塞試管內，加入0.7 mL 濃度為10 mol/L的KOH溶液和5.3 mL無水甲醇后于55 ℃水浴1.5 h，進行游離脂肪酸甲酯化。隨后，在冷卻后的具塞試管中加入0.58 mL 濃度為12 mol/L 的H2SO4溶液，繼續水浴1.5 h。提取完成后，在樣品中加入3 mL正己烷，混勻轉移至離心管。在室溫下以3 000 r/min轉速離心5 min 后收集上清液。使用過濾膜將溶液過濾至樣品瓶中待測。

色譜條件：DB-23石英毛細管柱；柱流速1 mL/min；進樣量1μL；升溫程序為初溫50 ℃保持4 min，10 ℃/min升溫至150 ℃保持4 min，5 ℃/min 升溫至230 ℃并保持5 min。

質譜（MS）條件：離子源溫度230 ℃，四級桿溫度150 ℃，電子轟擊能70 eV，掃描范圍（m/z）為15～550，輔助溫度為230 ℃。

定性及定量：依據脂肪酸標準品色譜峰的保留時間，結合NIST Library譜庫的標準質譜圖，對樣本中不同脂肪酸進行分析；采用外標法分析各樣本中不同脂肪酸的含量。

1.2.1.6 揮發性風味物質

將2.0 g待測羊肉樣品放入20 mL 進樣瓶中，加入1.5μL 內標物溶液（1.68μg/μL 的2-甲基-3-庚酮）。隨后用帶聚四氟乙烯硅膠墊片（PTFE）的頂空瓶蓋封住，在55 ℃下平衡20 min。萃取頭插入頂空瓶中吸附風味物質40 min，完成后置于250 ℃下解吸3 min。

氣相色譜（GC）條件：色譜柱DB-WAX（30 m×0.32 mm×0.25μm）不分流進樣；升溫程序為起始溫度40 ℃，保持2 min，以4 ℃/min升溫至230 ℃，然后保持5 min。

MS條件：離子源溫度250 ℃，使用電子轟擊電離源（70 eV）獲得質譜，掃描范圍（m/z）為30～400。

1.2.1.7 揮發性風味物質定性與定量分析

定性分析：通過與NIST 質譜庫（2.0 版）、文獻和在線數據庫（http://www.flavornet.org;http://www.odour.org.uk）比對，對化合物進行鑒定。

定量分析：通過已知內標的濃度及峰面積，計算得到被鑒定化合物的含量。計算公式如下：

式中：C為被測組分的含量，μg/kg；Ax為各鑒定物質的峰面積；C0為內標物濃度，μg/μL；V為內標物進樣量，μL；A0為內標物的峰面積；m為被測樣品的質量，g。

1.2.1.8 氣味活性值（OAV）

氣味活性值計算公式如下：

式中：Ci為測定物質的含量，μg/kg；OTi為其在水中的閾值，μg/kg。

1.2.1.9 感官指標測定

由10名經過培訓、具有豐富經驗的評價員（男女各5 名）組成評定小組，依據感官評價標準（表1），從羊肉色澤、氣味、黏度和保水性4個方面進行評定[13]。

表1 藏羊肉感官評價標準Table 1 Sensory evaluation criteria for tibetan mutton

1.2.2 數據處理

所有指標均平行測定3次，結果用xˉ±s表示，采用SPSS 19.0 軟件進行方差分析，結合Duncan’s 多重范圍檢驗進行評估，采用Origin 2017軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 羊肉品質分析

肌肉pH是反映糖酵解速度的重要屠宰質量參數之一，同時也是區分正常肉質和劣質肉的依據[14]。研究表明，pH 值與肉色、保水性、嫩度以及加工過程中的黏合性有密切聯系[14]。由表2可知，甘南藏羊與海北藏羊宰后45 min的pH值分別為6.46、6.35，二者無顯著差異。一般來說，屠宰后的平均pH 值在6～7 范圍內，經過僵直過程后降低至最低值（5.4～5.6）。在排酸24 h后，肉的pH 值維持在5.8左右，甘南藏羊和海北藏羊之間無顯著差異。pH下降過快會導致滴水損失上升，使肉質變差，試驗中pH45min和pH24h均處于正常范圍內。

表2 甘南藏羊肉和海北藏羊肉品質比較（n=20）Table 2 Qualities comparison of Gannan tibetan mutton and Haibei tibetan mutton(n=20)

肉色不僅是影響消費者購買行為和喜愛程度的重要因素，同時也是反映肉類新鮮度和貯存質量的關鍵指標[13]。由表2可以看出，甘南藏羊的L*、ɑ*和b*值均顯著高于海北藏羊肉（P＜0.05），其肉色較紅，色澤優于海北藏羊。

剪切力可反映肉的嫩度。研究表明：當剪切力值超過52.72 N 時，肉質口感較韌；而當剪切力低于42.72 N 時，肉質細嫩[15]。由表2 可知，甘南藏羊肉的剪切力值顯著低于海北藏羊肉（P＜0.05），表明甘南藏羊肉的肉質更嫩。

加壓損失被認為是衡量肌肉保水性良好與否的關鍵指標之一。由表2可知，甘南藏羊肉與海北藏羊肉之間加壓損失無顯著差異，說明兩種藏羊肉保水性能相近。

蒸煮損失可反映熟肉率的大小，同時可以判斷肉類對溫度變化和烹調方式的敏感度。甘南藏羊肉和海北藏羊肉之間的蒸煮損失差異不顯著，表明在加工過程中，甘南藏羊和海北藏羊有著近似的產品得率。

2.2 脂肪酸組成分析

由表3可知，甘南藏羊肌肉脂肪的主要脂肪酸含量由高到低分別是C18:1、C16:0、C18:0、C18:2、C16:1、C14:0、C17:0，其累計含量占肌肉總脂肪酸的92.00%。海北藏羊與甘南藏羊類似，上述脂肪酸占比達到總脂肪酸的94.39%。甘南藏羊肉的飽和脂肪酸中，C14:0含量為329.86 mg/kg，顯著低于海北藏羊肉（P＜0.05）。C16:0和C18:0已被證明在羊體內脂肪酸代謝過程中發揮重要作用，與膻味的形成密切相關[16]。作為生物活性物質，單不飽和脂肪酸（MUFA）的水平決定了肉品的營養價值，然而容易氧化的MUFA 會直接影響到肉品的滋味和風味[17]。兩種藏羊肉的MUFA含量分別為6 594.93 mg/kg 和6 709.47 mg/kg，二者之間無顯著性差異。C18:1可氧化生成庚醛、壬醛等物質，使肉品呈脂肪香與花香，并且可以降低血液中的膽固醇水平，從而降低患冠心病的風險[18]。C18:1在兩種藏羊肉脂肪酸中均占比最大，其中甘南藏羊肉油酸含量為5 911.14 mg/kg，海北藏羊肉油酸含量為5 948.57 mg/kg，二者間無顯著性差異。C18:3是一種人體必需的不飽和脂肪酸，屬于ω-3系列，它不能被人體合成，只能從食物中獲取。C18:3對人體健康有多種益處，如預防心血管疾病、降低血脂等[19]。此外，C18:3可以降低可溶性蛋白含量，促進血液流動[19]。由表3 可知，甘南藏羊肉中α-亞麻酸含量為97.01 mg/kg，顯著高于海北藏羊肉（P＜0.05），說明甘南藏羊肉不僅具有豐富的脂肪香與花香，還可能更高效地降低膽固醇。C18:2也是人體必需脂肪酸之一，屬于ω-6脂肪酸家族。C18:2可以轉化為多種生物活性物質，如前列腺素和白三烯等，其對人體健康具有重要作用，可降低血液中的膽固醇和甘油三酯水平、預防心血管疾病、調節免疫功能等[20]。甘南藏羊的亞油酸含量為440.73 mg/kg，顯著低于海北藏羊（P＜0.05）。此外，ω-6/ω-3 PUFA比值是評估肉品營養價值的重要指標，通常在1.0～2.0之間[21]。比值越小，說明ω-3脂肪酸含量越高[21]。由于陸生動物的ω-3脂肪酸來源非常有限，但其是腦部發育所必需的脂肪酸，對人體健康意義重大，ω-6/ω-3 的比率越接近1.0 表明脂肪酸組成具備保健價值。甘南藏羊肌肉脂肪的ω-6/ω-3比值為1.29，在理想范圍內且更接近1.0，因此，相比于海北藏羊肉具有較高的保健價值。

表3 不同產地藏羊肉脂肪酸含量（n=20）Table 3 Fatty acids contents in tibetan mutton from different regions(n=20) 單位：mg/kg

綜上所述，相比于海北藏羊，甘南藏羊富含α-亞麻酸，且具備ω-6/ω-3比值低的特點，可能具有降低膽固醇的潛在保健功效。

2.3 揮發性風味物質分析

經過一系列反應，各種風味前體物可共同作用形成羊肉的風味[22]。在兩種產地藏羊肉中共檢測到12類70種揮發性風味物質（表4），包括醛類（12種）、醇類（9 種）、酮類（8 種）、烴類（9 種）、酸類（6 種）、酯類（13種）、呋喃類（2種）、芳香類（3種）、胺類（2種）、醚類（2 種）、酚類（2 種）和其他（2 種）。如圖1 所示，甘南藏羊肉整體揮發性風味物質種類比海北藏羊肉更豐富，其中甘南藏羊肉含有61種揮發性化合物，而海北藏羊肉僅含有50種。

圖1 不同產地藏羊肉各類揮發性化合物數量（n=20）Fig.1 Number of various volatile compounds in tibetan mutton from different regions(n=20)

一般而言，揮發性風味物質對整體風味的貢獻由其濃度和氣味閾值決定。因此，本試驗采用OAVs評估了揮發性風味化合物的貢獻程度。當OAV值大于1 時，認為該物質的氣味可以被感知到并產生香味；當OAV 值大于5 時，表示該物質是重要風味物質[23]。表5 列出了羊肉揮發性化合物的OAVs、氣味閾值和氣味特征描述。根據OAV 值的結果，鑒定出14種關鍵的揮發性化合物。

表5 不同產地藏羊肉中揮發性風味物質OAV值（n=20）Table 5 OAV values of volatile flavor compounds in tibetan mutton from different regions(n=20)

醛類化合物是羊肉揮發性風味物質中種類最多、含量最高的風味成分之一，主要由脂肪氧化和分解反應產生，也可作為氨基酸的Strecker降解產物，在肉和肉制品香氣中扮演著重要角色，其閾值普遍較低，因此通常只需極低濃度即可對總體風味產生顯著影響[24]。由表4 和表5 可知，兩種產地藏羊肉中檢測到12 種醛類物質，其中含量較高的己醛、辛醛和壬醛具有較低閾值，是形成羊肉風味的主要物質[25]。甘南藏羊肉中，富有肉脂香味的壬醛和（E）-2-辛烯醛（OAV＞5）的含量分別為海北藏羊肉的4.49 倍和4.44倍，具有焦香、柑橘香的辛醛（OAV＞5）含量為海北藏羊肉的6.14 倍，含有青草香的己醛（OAV＞5）約為海北藏羊肉的2 倍，苯乙醛（花香）和苯甲醛（堅果香、杏仁香）約為海北藏羊肉的10 倍和4 倍，且富有柑橘香和肉脂香的癸醛（OAV＞5）僅在甘南藏羊肉中被檢測出，壬醛的主要來源是長鏈脂肪酸（如亞油酸和花生四烯酸）的氧化，富有肉脂香味[25]，癸醛在肉中屬于長鏈直鏈醛，對羊肉的整體風味起到修飾作用[26]。綜上，甘南藏羊肉相對于海北藏羊肉具有更濃郁、更豐富的肉脂香和果香味，這可能與其豐富的脂肪酸組成有關。

醇類化合物主要由亞油酸的降解和不飽和脂類氧化產生，對整體風味的形成具有協同作用。由表4可知，甘南藏羊肉和海北藏羊肉分別含有8種和5種醇類化合物，其中4 種共有化合物為1-辛烯-3-醇、叔十六硫醇、3,7,11-三甲基-1-十二烷醇和2-丁基辛醇。甘南藏羊肉中這4 種化合物的含量均顯著高于海北藏羊肉（P＜0.05）。苯乙醇、1-庚炔-3-醇、丁二醇、1-二十醇僅在甘南藏羊肉中被檢測到，其中甘南藏羊肉中的不飽和醇（1-辛烯-3-醇）比海北藏羊肉高22%。不飽和醇閾值較低，對肉香味的貢獻大，1-辛烯-3-醇具有蘑菇香和蔬菜香的風味特點，對羊肉香味的形成有積極影響，是關鍵揮發性風味物質（OAV＞5）。苯乙醇和1-庚炔-3-醇是僅在甘南藏羊肉中檢測到的重要不飽和醇，具有玫瑰香氣，其增加了甘南藏羊肉風味的豐富度。

甘南藏羊肉中檢測到的酯類物質有11 種，海北藏羊肉中有7種，共有的5種物質在甘南藏羊肉中均顯著高于海北藏羊肉（P＜0.05）。具有芳香氣味的鄰苯二甲酸二丁酯含量在甘南藏羊肉中比海北藏羊肉高111%。此外，肼基甲酸芐酯、泛酰內酯、鄰苯二甲酸正丁異辛酯、油酸甲酯、月桂酸甲酯、癸酸甲酯僅在甘南藏羊肉中被檢出。酯類物質通常由酯化反應生成，這些物質富有果味和甜味[27]，表明甘南藏羊肉果香味更豐富。

在本試驗中共檢測出6 種酸類物質，其可作為一些風味物質如醛、醇、酯類的前體物質[28]，而具有羊膻味的關鍵酸類化合物4-甲基辛酸和4-甲基壬酸在兩種藏羊肉中均未檢出。

脂肪族碳氫化合物來自脂質的氧化，而芳香族碳氫化合物是由支鏈芳香族酸的氧化產生，后者能夠賦予羊肉清香和甜香的氣味，然而，烴類化合物通常有一個相對較高的閾值，因此對肉類產品的整體香氣感知影響不大[29]。

2.4 感官評價

感官特性是決定鮮肉品質的關鍵指標，直接影響著消費者的購買意向[13]。由圖2 可知，甘南藏羊和海北藏羊肉的黏度評分和保水性評分差異不顯著，但其他指標均存在差異。甘南藏羊肉在色澤和氣味感官屬性的評分均顯著高于海北藏羊肉（P＜0.05），這與揮發性風味物質種類及數量的研究結果一致。

圖2 不同產地藏羊肉的感官評分雷達圖（n=20）Fig.2 Sensory scores radar diagram of tibetan mutton from different regions(n=20)

甘南藏羊長期在飼草充足、交通方便、水源充足且無污染地區終年放牧。這種生長條件使得甘南藏羊肉的肉質緊實，脂肪分布更加合理，同時促進具有肉香味等優質風味的物質，如壬醛、（E）-2-辛烯醛和辛醛等的產生[30]。這些物質在甘南藏羊肉中的含量約為海北藏羊肉的4～6倍；甘南藏羊中關鍵風味成分苯甲醛、2-戊基呋喃含量約為海北藏羊肉的3～4 倍，賦予了甘南藏羊肉更為濃郁的燒烤香氣。此外，優質青貯飼料的使用對甘南藏羊肉的風味品質也有重要作用[31]，可有效避免羊膻味等不良風味物質的產生，比如具有羊膻味的關鍵酸類化合物4-甲基辛酸和4-甲基壬酸在甘南藏羊肉中未檢出，這說明甘南藏羊肉不良風味較弱，在脂肪源香氣成分方面，甘南藏羊肉具有一定的燒烤香氣優勢，適合用于開發優質肉制品。

3 結論

綜上，甘南藏羊背最長肌中的PUFA含量顯著低于海北藏羊肉（P＜0.05），但甘南藏羊肉的脂肪酸組成更加合理，ω-6/ω-3 比值較低，接近推薦人體攝入脂肪酸的比例（1∶1）。揮發性風味物質測定結果顯示，兩組樣品共鑒定出12類70種物質，其中，甘南藏羊肉檢出61種，而海北藏羊肉只檢出50種。氣味活性值分析表明，甘南藏羊肉比海北藏羊肉更具有豐富的肉脂香味和果香味。綜合比較，甘南藏羊肉比海北藏羊肉的感官評分更高，這為今后藏羊肉市場的定位提供了理論支持。