小尾寒羊不同部位風味物質與風味前體物的相關性分析

王 宇，淑 英，王慧婷，張 旭，梁孫碩，焦穎雪，張志勝*

（1 河北農業大學 河北保定071000 2 保定市食品藥品檢驗所 河北保定 071000）

小尾寒羊是我國肉裘兼用的綿羊，其生長較快，有生育能力強，遺傳性能穩定，適應性強，體型高大，抗病性強等優良的種族特征，被列為全國優良品種，是我國著名的地方良種，產于河北南部、河南東部和東北部、山東南部及皖北、蘇北一帶，其生長速度較快，飼養6 個月就可以達到50 kg，飼養1 年就可以達到100 kg，已經成年的小尾寒羊體質量能達到140～200 kg。

肉類富含蛋白質、脂肪和礦物質等營養物質。鮮肉經過發酵成熟或熱加工處理后，風味前體物降解產生大量滋味物質，呈現出肉類特有的鮮味。風味前體物是指在肉品加工過程中能產生揮發性香味物質或者滋味物質的化合物組分，脂質氧化是產生風味物質的主要途徑。氨基酸降解同樣對肉類風味有重要作用，是肉類甜味、苦味和鮮味的主要來源。

目前對寧夏灘羊、甘肅高山細毛羊、小尾寒羊肌肉部位肌纖維等的相關研究較多，而對于小尾寒羊不同部位風味物質與風味前體物的相關性研究較少。本文以小尾寒羊的不同部位為研究對象，旨在為小尾寒羊品種改良、營養調控肉質、羊肉相關產品開發等提供基礎數據，為下一步建立優質地方羊評價標準奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

所選羊為6～7 月齡、體質量為50 kg 的小尾寒羊公羊（n=6），自由采食，宰前禁食24 h，分析樣本為頸肉（NM）、左側背最長?。↙LDM）和右后腿肉（RG）。宰殺后立即取樣用液氮冷凍后運回實驗室于-80 ℃貯存，待測。

石油醚、硫酸銅、硫酸鉀、氫氧化鈉、乙酸鎂、鹽酸、苯酚、檸檬酸鈉，天津市科密歐化學試劑有限公司；焦性沒食子酸，上海源葉生物科技有限公司；C7～C40正構烷烴混標、15%三氟化硼甲醇溶液、2-甲基-3-庚酮（99%）、十一碳酸甘油三酯、37 種脂肪酸甲酯標準品，上海安譜實驗科技股份有限公司。

1.2 儀器與設備

JXFSTPRP-CL-24 冷凍研磨機，上海凈信實業發展有限公司；SOX606 全自動索氏提取儀、K1100 全自動凱氏定氮儀，海能未來技術集團股份有限公司；7890B-5977A 型GC-MS 聯用儀、HP-INNOWAX 色譜柱（60 m×0.32 mm×0.5 μm），美國安捷倫科技有限公司；HT-1010 氨基酸分析儀，青島海泰億諾科技有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 營養成分分析 參照國家標準方法[1-5]，測定蛋白質、粗脂肪、粗灰分、脂肪酸、總氨基酸，每組樣品平行測定3 次。

1.3.2 羊肉揮發性風味成分分析

1.3.2.1 HS-SPME 進樣 準確稱取2.00 g 樣品至20 mL 頂空樣品瓶中，加入1.0 μL（0.408 μg/μL）2-甲基-3-庚酮溶液并密封。55 ℃水浴平衡20 min，利用75 μm CAR/PDMS 萃取頭在55 ℃下進行吸附。40 min 后，解析5 min。

1.3.2.2 GC-MS 分析 GC 分析參數：進樣口溫度：250 ℃，氦氣流量：1.0 mL/min，進樣方式：不分流，程序升溫：初始柱溫為50 ℃保持7 min，然后以15 ℃/min 的速率升至100 ℃，再以5 ℃/min 的速率升至220 ℃，保持10 min，最后以10 ℃/min的速率升至260 ℃。

MS 分析參數：EI，離子源溫度230 ℃，電子能量：70 eV，質量掃描范圍m/z：20～450。

1.3.2.3 GC-O 分析 不同揮發性風味物質經GC分離后，分別進入嗅聞儀檢測器和質譜檢測器，分流比為1∶1，由3 名專業評價員進行氣味特征的評價。

1.3.2.4 定性分析 采用NIST14 標準譜庫輔助人工圖譜解析方式，對GC-MS 所得揮發性成分的質譜信息進行分析，并結合C7～C40 正構烷烴混標計算各揮發性風味成分保留指數RI。

1.3.2.5 定量分析 采用內標法進行定量分析。根據2-甲基-3-庚酮溶液峰面積計算各揮發性風味物質的含量。公式為：

式中，Cx——目標化合物的質量濃度（ng/g）；Ax——目標化合物峰面積；Ci——內標物質量濃度（ng/g）；Ai——內標物峰面積。

1.3.2.6 關鍵揮發性風味物質的分析 以香氣活性值（OAV）對樣品中關鍵揮發性風味物質進行確定。公式如下：

式中，Cx——目標化合物的質量濃度（ng/g）；Ct——該物質的感覺閾值（ng/g）。

1.3.3 數據處理 試驗結果平行測定3 次，測定數據表示為“平均值±標準差”，以P＜0.05 作為顯著性檢驗標準，利用SPSS 22.0 進行數據整理和主成分分析，Origin8.0 繪圖。

2 結果與分析

2.1 小尾寒羊不同部位營養成分含量

不同部位的羊肉營養物質含量分析見表1，動物性蛋白質大多屬于優質蛋白質，且在人體吸收率較高，營養價值也高，RG 和LLDM 的蛋白質含量差異不顯著，然而均顯著高于NM 的蛋白質含量（P＜0.05），蛋白質含量與肌間脂肪含量有關，因此肌間脂肪較少的RG 和LLDM 蛋白質含量高于NM；脂肪是動物所必需的一種營養物質，適量增加脂肪含量，會對肉類的風味起積極的作用，然而過量的脂肪含量會降低肉類的口感并產生油膩感，NM 中的脂肪含量顯著高于RG 和LLDM（P＜0.05），可能因為NM 中肌間脂肪含量較高導致脂肪含量相較RG 和LLDM 更高；灰分是用于評定肉類礦物質含量的基礎，對肉類營養品質起一定的作用，RG 和LLDM 的灰分含量顯著高于NM 的灰分含量（P＜0.05），說明RG 和LLDM 中蘊含著更豐富的礦物質。

表1 小尾寒羊不同部位營養成分含量Table 1 Contents of nutritional components in muscle of different parts of small-tail Han sheep

2.2 小尾寒羊不同部位揮發性風味物質分析

小尾寒羊不同部位揮發性風味物質含量如表2 所示。

表2 小尾寒羊不同部位揮發性風味物質含量Table 2 Contents of flavor compounds in different parts of small tail Han sheep

通過采用譜庫檢索（MS）、計算正構烷烴的保留指數（LRI）對揮發性風味物質進行定性分析，在小尾寒羊的NM、RG 和LLDM 中共檢測出45 種揮發性風味物質，其中包括醛類（11 種）、醇類（8種）、酸類（10 種）、酯類（3 種）、酮類（3 種）、烷烴類（2 種）、萜烯類（1 種）、芳香類（5 種）、雜環類（2種）。

醛類化合物主要是由肉類氧化降解所產生，是對羊肉風味貢獻較大的一類化合物[6]，庚醛、己醛和壬醛在LLDM 中含量最高，反式-2-壬烯醛、十七碳醛和（E，E）-2，4-癸二烯醛只有在LLDM中檢出，正辛醛只有在LLDM 和RG 中檢測出，癸醛、十八碳醛、反-2-辛烯醛、（E，E）-2，4-壬二烯醛只有在RG 中檢出，在3 個部位中均檢出己醛、壬醛、庚醛、反式-2-壬烯醛。其中己醛、壬醛、庚醛含量最高，這一結果與席嘉佩等[7]的結果一致，這可能是因為羊肉中的脂肪氧化和美拉德反應導致[8]，庚醛中具有讓人不愉快的脂肪氣味，壬醛中具有青草味，己醛中也具有青草味，這可能是因為小尾寒羊的喂養方式不同所導致[9-10]。

醇類化合物主要是脂肪氧化的產物，在醇類中除1-辛烯-3-醇外，閾值都普遍較高，對于羊肉風味的貢獻相對不大，而1-辛烯-3-醇只有在LLDM 中檢出，其閾值很低（1 ng/g），因此對羊肉風味的貢獻相對較大[11]，1-辛烯-3-醇具有蘑菇香和柑橘氣味，對小尾寒羊的風味形成也具有重要作用[12-13]。

酸類化合物共檢測出11 種，酯類化合物檢測出3 種，所檢測到的化合物閾值都較高，且含量較低，對羊肉的風味貢獻不大。

酮類化合物也是脂肪氧化的產物，酮類對于風味的貢獻比醛類化合物和醇類化合物低，然而對羊肉的風味也有較大的貢獻[14]。2，3-辛二酮只有在LLDM 中檢出且具有奶油香味，3-羥基-2-丁酮具有奶香氣，只有在LLDM 和RG 中有檢出且差異不明顯。

芳香類化合物共檢出5 種，其中甲苯和苯乙烯只有在NM 中檢出，苯酚只有在LLDM 中檢出，苯甲醛在LLDM 中的含量顯著高于NM 和RG（P＜0.05）且閾值相對較小，具有堅果和杏仁味，對小尾寒羊風味也有一定的貢獻。

烴類化合物的閾值相對較高，對于小尾寒羊的風味貢獻都相對較低[15]。

萜烯類物質D-檸檬烯在NM 中的含量顯著高于LLDM 和RG（P＜0.05），雜環類物質2-正戊基呋喃在NM 和LLDM 中的含量顯著高于RG（P＜0.05），因為其閾值較低，具有鮮花香和黃油味，在小尾寒羊的風味中有重要的作用[16]。

2.2.1 小尾寒羊揮發性風味物質OAV 值與貢獻率 通過結果分析得出，OAV 值大于1 的揮發性風味物質共11 種，其中醛類8 種，醇類1 種，芳香類1 種，雜環類1 種，由此得出小尾寒羊的風味中醛類的貢獻率最高，對小尾寒羊整體風味有重要影響。

為進一步說明揮發性風味物質在小尾寒羊整體風味中的貢獻度，對每種揮發性風味物質的貢獻度進行分析，醛類為庚醛（8≤OAV≤92）、壬醛（53≤OAV≤110）、反式-2-壬烯醛（195≤OAV≤737）、己醛（39≤OAV≤122）、正辛醛（128≤OAV≤268）、癸醛（OAV=24.8）、反-2-辛烯醛（OAV=1.53）、（E，E）-2，4-癸二烯醛（OAV=124.2），醇類為1-辛烯-3-醇（OAV=41.8），芳香類為苯甲醛（1≤OAV≤41），雜環類為2-正戊基呋喃（2≤OAV≤34），通過計算說明在小尾寒羊的NM、LLDM、RG 中貢獻率較高的揮發性風味物質為反式-2-壬烯醛和正辛醛。

2.2.2 小尾寒羊不同部位風味物質的主成分分析

由表3 可知，第1 主成分和第2 主成分的特征值依次為27.183，17.817，其累積貢獻率達60.406%，100%，按照貢獻率大于85%的原則[17]。故提取這2個因子來反映小尾寒羊不同部位中所有風味物質的原始信息。

表3 因子總方差解析結果Table 3 Results of factorial total variance analysis

從表4 的主成分載荷矩陣中可以得出，第1主成分中的各類化合物可視作不同部位間存在差異的主要風味化合物，推測庚醛、壬醛、苯甲醛、己醛、正辛醛、十七碳醛、（E，E）-2，4-癸二烯醛、反式-2-癸烯醇、己醇、1-辛烯-3-醇、2，3-丁二醇、己酸、癸酸、庚酸、辛酸、丁酸、反-6-十八烯酸、鄰苯二甲酸二丁酯、N，N-二乙基二硫代氨基甲酸甲酯、4-壬酮、2，3-辛二酮、D-檸檬烯、苯酚、對二甲苯，這24 類風味物質是致使不同部位揮發性風味物質產生差異的主要影響因素。

表4 小尾寒羊不同部位揮發性風味物質主成分載荷矩陣Table 4 Principal component loading matrix of flavor compounds in different parts of small tail Han sheep

圖1 小尾寒羊不同部位揮發性風味物質主成分載荷圖Fig.1 Principal component loading diagram of flavor compounds in different parts of small tail Han sheep

2.3 小尾寒羊不同部位脂肪酸分析

小尾寒羊不同部位脂肪酸含量及不同部位飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸含量對比如表5 和圖2～4 所示。

圖2 小尾寒羊不同部位飽和脂肪酸組成及含量Fig.2 Composition and content of saturated fatty acids in different parts of small tail Han sheep

圖3 小尾寒羊不同部位單不飽和脂肪酸組成及含量Fig.3 Composition and content of monounsaturated fatty acids in different parts of small tail Han sheep

圖4 小尾寒羊不同部位多不飽和脂肪酸組成及含量Fig.4 Composition and content of polyunsaturated fatty acids in different parts of small tail Han sheep

表5 小尾寒羊不同部位脂肪酸含量Table 5 Fatty acid content in different parts of small tail Han sheep

由圖、表可知，飽和脂肪酸檢測出9 種，棕櫚酸和硬脂酸為主要的飽和脂肪酸，羊肉中膻味的產生可能與這兩種脂肪酸有關[18]，飽和脂肪酸中肉豆蔻酸、硬脂酸、棕櫚酸、珍珠酸等含量較高。肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、珍珠酸在NM 和RG 的含量均顯著高于LLDM（P＜0.05）。

單不飽和脂肪酸檢測出6 種，以棕櫚油酸、油酸和反油酸為主。NM 和LLDM 中棕櫚油酸含量顯著高于RG（P＜0.05），棕櫚油酸對某些慢性疾病有積極作用[19]，同時還可以促進細胞代謝，改善皮膚狀態[20]；LLDM 中的油酸含量顯著高于其它2 個部位（P＜0.05）。油酸對于一些血管疾病有益處，然而人體日常所需的油酸不能全部由自身產生，需要通過外界的攝取來補充[21]。反油酸在RG 和NM中的含量顯著高于LLDM（P＜0.05），反油酸會造成內皮細胞損傷，增加對人體健康有害的炎癥因子的表達[22]。

多不飽和脂肪酸檢測出5 種，其中亞油酸和花生四烯酸含量較高，NM 中的亞油酸含量明顯高于LLDM 和RG（P＜0.05），具有保持血脂平衡等作用[23-24]；LLDM 中花生四烯酸的含量明顯高于NM 和RG（P＜0.05），花生四烯酸在人體免疫、心血管和神經系統中起重要作用[25]，已被國家食品藥品監督管理總局證實是安全的[26]，可用于嬰幼兒配方奶粉、化妝品、醫藥等領域[27-29]。

綜合以上分析可以得出，LLDM 脂肪酸配比更符合人體對高營養價值的需要，對人身體健康更有利。

2.4 小尾寒羊不同部位總氨基酸分析

小尾寒羊不同部位氨基酸含量如表6 所示。

表6 小尾寒羊不同部位氨基酸含量Table 6 Amino acid content of different parts of small tail Han sheep

如表6 所示，檢出的氨基酸包括7 種EAA 和9 種NEAA，3 個部位的氨基酸組成相同，而含量卻存在一定差異，在測出的氨基酸中以Asp、Glu、Ala、Leu、Lys、Arg 為主，其中RG 除Met、Tyr、Lys外，含量均為最高，且除Gly 和Pro 外，與LLDM差異不顯著（P＞0.05）；3 個部位的EAA/TAA 比值均超過了60%，LLDM 的EAA/TAA 比值甚至達到了70%，除此之外，3 個部位EAA/TAA 的比例均超過了40%，而相互之間差異不顯著（P＞0.05），由此說明，小尾寒羊的3 個部位均為優質蛋白質，而LLDM 在其中營養價值最高[30]。

EAA 包括His、Ile 等，RG 中7 種EAA 的總含量顯著高于NM（P＜0.05），且與LLDM 差異不顯著（P＞0.05），本研究中的RG 和LLDM 具有較高的EAA 含量，每日攝入EAA 的多少對人體健康很重要，由于EAA 不能在體內合成，必須從日常飲食中攝取，EAA 的存在會使礦物質和維生素發揮其應有的生理功能[31]。然而每天大量食用肉類同樣會引發肥胖、心臟病和癌癥等疾病[32]。

NEAA 包括Asp、Ser 等，RG 的NEAA 含量也最高，LLDM 次之，NM 最低，NM、LLDM 和RG 的總NEAA 含量差異顯著（P＜0.05），RG 是更好的NEAA 來源。

小尾寒羊3 個部位檢測出的呈味物質分別為甜味氨基酸（Thr、Lys、Ser、Gly、Ala、Pro）、苦味氨基酸（Val、Met、Ile、Leu、Phe、Tyr、His、Arg）和鮮味氨基酸（Asp、Glu），呈味氨基酸會賦予肉類甜、苦、鮮等口感，而其含量會直接影響肉類的味覺[33]。由圖5 可知，3 個部位苦味氨基酸的含量均為最高，這與馬龍等[34]的研究結果一致，RG 和LLDM 甜味氨基酸、苦味氨基酸和鮮味氨基酸的含量顯著高于NM，通過對于各呈味氨基酸含量的對比，結果表明RG 和LLDM 的風味比NM 好。

圖5 小尾寒羊不同部位呈味氨基酸組成及含量Fig.5 Composition and content of flavor amino acids in different parts of small tail Han sheep

2.5 脂肪酸對揮發性風味物質的影響

脂肪是肉類風味的主要貢獻者，風味在不同部位之間存在差異，而不同部位之間的差異主要來源于脂肪，由于脂肪酸的不同，脂肪組織也會賦予肉特定的風味，眾所周知，反芻動物多不飽和脂肪酸的組成和含量主要取決于飲食，以不飽和脂肪酸和氧為原料，通過自由基鏈機制合成過氧化物、醛類、酯類、酮類[35-36]。

脂肪在風味發展中起重要作用，Shahidi[37]研究得出，在生產、處理和熱處理過程中，脂肪作為一種溶劑來溶解肉類中的揮發性化合物，牛肉風味受氧化變化過程中產生的某些化合物的影響，并與瘦肉組織重新結合產生獨特的風味化合物。Mottram 和Edwards[38]研究得出C14 ∶1，C16 ∶1，C18 ∶0，C18∶1，C18∶2，C18∶3 脂肪酸與牛肉風味之間存在一定的關系。另一方面，不同部位之間風味主要取決于酮類、飽和醛類、脂肪酸和不飽和醛類，它們都在肉類風味中起主要作用[39]。不同部位之間的肉類風味在加熱后具有相似的機制，即肉類中都含有糖和氨基酸，而風味可能有所不同，肉味是由所有熟肉共有的瘦肉組織提供的前體產生的，在脂質降解后，醛類在某些物種中具有典型特征。例如：反式-2-壬烯醛、辛醛、壬醛和癸醛，都與特定的風味和香氣有關，因此，由于脂肪酸的差異，風味會受到影響[40]。

揮發性風味物質與脂肪酸的相關性分析如圖6 所示，圖中橫坐標代表脂肪酸，縱坐標代表揮發性風味物質，顏色代表它們之間的相關性，紅色代表正相關，綠色代表負相關，顏色的深淺代表了它們之間的相關系數。由圖可知，大多數的揮發性風味物質與脂肪酸呈負相關，而多不飽和脂肪酸與大多數揮發性風味物質間呈顯著正相關，不飽和脂肪酸對風味的影響很大，尤其是多不飽和脂肪酸，因為多不飽和脂肪酸相較于單不飽和脂肪酸來說更容易發生氧化反應產生揮發性風味物質，進而影響羊肉的整體風味[41]。在本研究中，LLDM中的花生四烯酸的含量高于RG 和NM，1-辛烯-3-醇和己醛主要來源于花生四烯酸的氧化[42-43]；這可能是LLDM 中己醛和1-辛烯-3-醇含量較高的主要原因。油酸氧化可產生庚醛、壬醛等，因此LLDM 油酸含量最高，與此對應的LLDM 庚醛、辛醛、壬醛的含量也最高，呋喃和油酸之間存在顯著相關性，與之前的研究一致[44]。

圖6 揮發性風味物質與脂肪酸的相關性分析Fig.6 Correlation analysis of flavor compounds and fatty acids

2.6 氨基酸對揮發性風味物質的影響

蛋白水解會產生肽和氨基酸，這些肽和氨基酸通過Strecker 降解和美拉德反應促進肉類風味的產生。氨基酸是動物體內用于構成蛋白質的基本單位，是肉類鮮味的主要來源[45]。因此，肉類氨基酸組成被認為是肉類營養價值的重要參數[46]。其中還原糖和氨基酸之間的反應是形成熟肉香氣化合物的主要途徑，半胱氨酸和Met 被認為是肉類風味發展的最大貢獻者，鮮肉的非揮發性成分包括糖、肽、氨基酸、無機鹽和有機酸等都是促成熟肉基本味道（甜、咸、苦和酸）的風味前體[47]。此外，氨基酸中包括呈味氨基酸，其與肉的味道有關[37]，有專家學者認為適當的苦味對肉類的總體滋味有利，而過量苦味則會對肉類的風味有所損壞。

由圖7 可知，氨基酸與大多數的醛類和醇類都呈正相關，與雜環類物質和大多數的芳香類物質呈負相關，其中含硫氨基酸是對食品風味影響較大的一類氨基酸，降解后會產生具有強烈揮發性味道的物質，如吲哚、硫化氫、氨等。Phe、Leu、Ile、Tyr、Val、Asp 等通過轉氨反應、脫羧反應、脫氫反應、氧化反應后生成醇、醛、酸、酯等揮發性風味物質[48]，這可能就是與大多數醇、醛、酸、酯呈正相關的原因，如Asp 通過反應就可生成3-羥基-2-丁酮和2，3-丁二酮，在脫羥酶的作用下，還可以轉化為蘇氨酸，最后生成乙醛、乙醇等物質，這與本試驗的結果一致。

圖7 揮發性風味物質與脂肪酸的相關性分析Fig.7 Correlation analysis between flavor compounds and amino acids

3 結論

小尾寒羊NM 中的脂肪含量顯著高于RG 和LLDM；RG 和LLDM 的蛋白質含量顯著高于NM的蛋白質含量；RG 和LLDM 的灰分含量顯著高于NM 的灰分含量。

運用HS-SPME-GS-MS 對小尾寒羊3 個部位中揮發性風味物質進行測定。在小尾寒羊的NM、RG 和LLDM 中共檢測出45 種揮發性風味物質，其中NM 22 種，LLDM 33 種，RG 26 種。通過主成分分析結果表明，庚醛、壬醛、苯甲醛、己醛、正辛醛、十七碳醛、（E，E）-2，4-癸二烯醛、反式-2-癸烯醇、己醇、1-辛烯-3-醇等24 種風味物質是導致不同部位之間揮發性風味物質有差異的主要影響因素。

運用GS-MS 對小尾寒羊不同部位中脂肪酸組成及含量進行分析，小尾寒羊的NM、LLDM、RG中分別檢出20，20，19 種脂肪酸，飽和脂肪酸檢測出9 種，單不飽和脂肪酸檢測出6 種，多不飽和脂肪酸檢測出5 種，LLDM 中對人體有益的單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸含量都很高。因此，LLDM 脂肪酸配比更符合人體對高營養價值的需要，對人身體健康更有利。

氨基酸在3 個部位都檢測出16 種，包括7 種EAA 和9 種NEAA，在測出的氨基酸中以Asp、Glu、Ala、Leu、Lys、Arg 為主，其中RG 除蛋氨酸、酪氨酸、賴氨酸外，含量均為最高，3 個部位的EAA/TAA 比值均超過了60%，EAA/TAA 的比例均超過了40%，說明3 個部位均為優質蛋白質的肉類，并結合呈味氨基酸的分析說明RG 和LLDM的風味比NM 好。

多不飽和脂肪酸與大多數揮發性風味物質間呈正相關，且與醛類、醇類和芳香類等揮發性物之間呈顯著正相關，這可能是因為多不飽和脂肪酸極易氧化，在氧化過程中生成醛類、醇類和芳香類等物質；氨基酸與大多數醛類和醇類都呈正相關，這可能是因為氨基酸通過轉氨反應等一系列反應，最終生成醛類和醇類等物質。