四種生鮮乳營養成分的比較分析

范麗霞，李 騰，趙善倉，丁蕊艷

(山東省農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所/山東省食品質量與安全檢測技術重點實驗室，濟南 250100)

牛乳是人類利用最多的動物乳。山羊乳可作為一種很好的牛乳替代品，供對牛乳過敏的人群食用[1-3]。本文對奶牛、山羊、駱駝和水牛的生鮮乳的營養成分進行了比較分析，并運用判別分析對四種生鮮乳進行分類判別，為生鮮乳的生產和管理提供參考和依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

于2016年和2017年從山東、陜西、新疆和廣西養殖場分別采集牛乳、山羊乳、駱駝乳、水牛乳各50份共計200份生鮮乳樣品。

1.2 儀器設備

全自動氨基酸分析儀，日本日立公司 HITACHI L-8900；全自動凱氏定氮儀，丹麥福斯分析儀器公司 KjeltecTM2300；氣相色譜儀，美國Agilent公司 6890N。

1.3 試驗方法

蛋白質采用國家標準GB 5009.5-2010 《食品中蛋白質的測定》中凱氏定氮法進行測定；氨基酸(除色氨酸外)的測定參考GB/T 5009.124-2010《食品中氨基酸的測定》[4-5]；色氨酸采用堿水解的方法用氨基酸分析儀進行測定；脂肪采用GB/T 5009.6-2003《食品中脂肪的測定》進行測定；脂肪酸采用GB 5413.27-2010《嬰幼兒食品和乳品中脂肪酸的測定》進行測定。

1.4 數據處理

利用SPSS 22.0軟件對數據進行方差分析、主成分分析和判別分析。

2 結果與分析

2.1 蛋白質和脂肪含量分析

如表1所示，水牛乳的蛋白質和脂肪含量分別為4.63%和7.54%，在四種生鮮乳中均為最高；其次是駱駝乳，蛋白質和脂肪含量分別為3.82%和5.20%；牛乳和山羊乳中蛋白質與脂肪含量相近，山羊乳蛋白質和脂肪含量略高于牛乳。

表1 四種生鮮乳中蛋白質和脂肪含量比較(%)

注：同行肩標不同小寫字母表示顯著差異 (P<0.05)

2.2 氨基酸含量分析

從單個氨基酸含量來看，除了精氨酸是駱駝乳最高，組氨酸是駱駝乳和水牛乳一樣高外，其余的氨基酸含量都是水牛乳最高。牛乳、山羊乳、駱駝乳、水牛乳中氨基酸總量分別為3.033、2.837、3.646、3.985 g/100g；8種必需氨基酸含量分別為1.252、1.207、1.548、1.667 g/100g；必需氨基酸分別占總氨基酸含量的41.3%、42.5%、42.5%、41.8%，羊乳和駱駝乳一樣高；必需氨基酸與非必需氨基酸的比值分別為0.703、0.740、0.738、0.719，羊乳最高(表2)。

由表3可以看出，牛乳的鮮味類氨基酸和芳香族類氨基酸比例最高，而水牛乳的甜味類氨基酸比例最高。

表2 四種生鮮乳中氨基酸含量比較

注：*必需氨基酸；TAA—總氨基酸；EAA—必需氨基酸；NEAA—非必需氨基酸；以g/100g為單位；同行肩標不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

表3 四種生鮮乳中味覺氨基酸比例(%)

2.3 四種生鮮乳中脂肪酸含量測定結果

由表4可以看出，四種生鮮乳中檢出的主要脂肪酸均為雙數碳脂肪酸，且主體脂肪酸為豆蔻酸(C14：0)、棕櫚酸(C16：0)、硬脂酸(C18：0)、油酸(C18：1)，超過總量的80%。將測得的脂肪酸按短、中、長鏈分類[6]，由表5可以看出，牛乳、山羊乳、駱駝乳、水牛乳的脂肪酸均以長鏈脂肪酸為主，含量分別為88.4%、81.8%、97.2%、91.8%，四種生鮮乳中長鏈脂肪酸含量駱駝乳最高，山羊乳最低。

2.4 營養成分含量的主成分分析

對四種生鮮乳的30種營養成分含量進行主成分分析[7]，結果表明，前四個主成分的累計方差貢獻率達到88%，包括了各營養成分的含量信息(表6)。利用前3

個主成分的標準化得分做散點圖(圖1)，可見不同生鮮乳基本上有其各自的分布區域。

表4 四種生鮮乳中脂肪酸含量比較

注：以%為單位。同行肩標不同小寫字母表示顯著差異(P<0.05)

表5 四種生鮮乳中脂肪酸含量分類比較(%)

表6 前四個主成分的載荷矩陣及方差貢獻率

圖1 四種生鮮乳樣品前3個主成分標準化得分

2.5 四種生鮮乳營養成分含量的判別分析

對四種生鮮乳的30個指標進行逐步判別分析[8-11]。在0.05的顯著水平上，19種對地域判別作用顯著的指標先后被引入到判別模型中，并建立判別模型(1～4)：

Y牛乳=652.801Asp-717.628Thr+14.659Glu+2 247.546Gly+373.694Cys+12.431Val-1 501.970Ile+2 751.307His-1 755.021Arg+56.690丁酸+147.002已酸+169.402辛酸+12.111癸酸+5.599月桂酸+29.724肉豆蔻酸+32.942棕櫚酸+49.904油酸+55.430蛋白質+2.898脂肪-1 862.755

(1)

Y山羊乳=668.268Asp-782.583Thr-26.572Glu+1 360.703Gly+1 160.009Cys+384.828Val-1 476.228Ile +3 879.343His-2 997.042Arg+52.001丁酸+2.433已酸+274.470辛酸+71.489癸酸-67.405月桂酸+40.722肉豆蔻酸+33.017棕櫚酸+53.730油酸+56.445蛋白質+0.291脂肪-2 068.540

(2)

Y駱駝乳=-453.157Asp-44.680Thr+206.134Glu-332.257Gly+992.642Cys-1 115.188Val-836.956Ile+1 375.199His+2 387.453Arg+46.184丁酸+13.545已酸+179.535辛酸+58.937癸酸-120.203月桂酸+61.908肉豆蔻酸+26.950棕櫚酸+44.562油酸+54.008蛋白質+5.700脂肪-1 676.658

(3)

Y水牛乳=933.340Asp-622.532Thr-36.425Glu+1 852.324Gly+310.494Cys+689.596Val-937.610Ile+2 105.755His-3 589.561Arg+54.622丁酸+163.418已酸+184.508辛酸+11.678癸酸-36.034月桂酸+39.352肉豆蔻酸+32.675棕櫚酸+49.904油酸+65.908蛋白質+7.600脂肪-1 952.534

(4)

利用建立的判別模型對生鮮乳進行歸類，同時結合交叉檢驗法對所建模型的有效性進行驗證。表7結果顯示，不同品種生鮮乳樣品的整體判別效果理想，其回代檢驗和交叉檢驗的整體正確率分別為100%和99.5%，說明通過檢測這些營養成分可以很好的對牛乳、山羊乳、駱駝乳、水牛乳進行判別。利用前兩個判別函數得分做圖(圖2)，可以直觀地看出不同哺乳動物乳有其各自的空間分布特征，表明篩選出的19種營養成分指標建立的判別模型是有效的。

3 結論與討論

牛乳、山羊乳、駱駝乳、水牛乳中蛋白質含量分別為3.46%、3.68%、3.82%、4.63%，脂肪含量分別為3.22%、3.29%、5.20%、7.54%，四種生鮮乳中水牛乳的蛋白質和脂肪含量均為最高。四種生鮮乳中必需氨基酸含量占總氨基酸含量為41.3%～42.5%，E/N值為0.703～0.740，接近FAO/WHO標準規定的必需氨基酸含量(40%)和E/N值(0.6)[12-13]，說明四種生鮮乳都屬于優質蛋白質資源。必需氨基酸含量及總氨基酸含量均為水牛乳最高，但二者比值則為山羊乳和駱駝乳一樣高。大量研究表明，氨基酸中的絲氨酸、谷氨酸、甘氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、丙氨酸和脯氨酸是香味的前體氨基酸，尤其是谷氨酸和天門冬氨酸，是主要鮮味物質[14-15]。本研究對四種生鮮乳中的味覺氨基酸(鮮味類、甜味類和芳香族類氨基酸)的分析結果表明，牛乳的鮮味類氨基酸和芳香族類氨基酸最高，因此牛乳的口感相對更好。

表7 四種生鮮乳樣品的LDA分析結果

注：A表示回代檢驗的整體正確率為100%、B表示交叉檢驗的整體正確率為99.5%

圖2 四種生鮮乳的判別函數得分

長鏈脂肪酸與中短鏈脂肪酸相比不容易被人體消化吸收，且短鏈脂肪酸具有一定的保健功效，中鏈脂肪酸具有抗菌作用[16-17]。四種生鮮乳的中鏈脂肪酸含量為山羊乳>牛乳>水牛乳>駱駝乳，所以山羊乳更容易被人體吸收，其脂肪酸質量優于其他三種生鮮乳，其次是牛乳，而駱駝乳則相對不容易消化。此外，大多數人認為奶的膻味是由奶中所含的中、短鏈脂肪酸含量高引起的[18]，這應該也是為什么山羊乳喝起來膻味更大的主要原因。

本研究分析了四種生鮮乳中部分營養成分的組成特征，通過逐步判別分析篩選出對生鮮乳種類判別有效的指標，它們對四種生鮮乳樣品的回代檢驗和交叉檢驗的整體正確率分別達 100%和99.5%，表明營養成分指紋分析對生鮮乳種類判別是有效可行的，為進一步分析不同品種生鮮乳的指紋信息提供了前提條件。◇