性別對巴美肉羊品質特性的影響

劉 暢,羅玉龍,李文博,竇 露,楊致昊,趙麗華,蘇 琳,靳 燁

(內蒙古農業大學食品科學與工程學院,內蒙古呼和浩特 010018)

巴美肉羊(Bamei)是內蒙古地區培育的新品種肉用羊,具有耐粗飼、增重快和適應性強等優點[1]。隨著巴美肉羊在肉羊產業地位的逐漸上升,關于巴美肉羊肉用品質的研究也越來越多。張宏博等[2]研究發現巴美肉羊的屠宰性能與胴體質量優于小尾寒羊與蘇尼特羊。衡量羊品質特性的指標主要包括胴體品質、食用品質以及營養品質。胴體品質可反映羊的產肉性能,食用品質包括色澤、嫩度、pH和風味等。其中肉的風味由滋味和氣味組成,是影響消費者認可度和接受程度的重要品質指標。滋味包括酸、甜、苦、咸、鮮，由非揮發性風味成分決定;氣味由揮發性風味物質決定,包括烴類、醇類、醛類、酮類、酸類及其他化合物。揮發性風味成分大部分來源于脂質氧化,脂肪酸是揮發性風味成分的重要前體物質,且肉的特征氣味也是由脂質決定的[3]。Ventanas等[4]研究發現肌內脂肪含量影響揮發性化合物的產生。同時,脂肪酸也是影響羊肉營養價值的重要因素,很多學者采用多不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比值(P/S)作為評價肉品營養的指標。

影響羊肉品質的因素有品種[5]、日糧[6]、飼養方式[7]、年齡[8]和部位[9]等。此外,性別也是影響肉品質的重要因素。目前針對巴美肉羊胴體品質、食用品質和營養價值的全面研究較少,因此本試驗測定了巴美肉羊的胴體指標和食用品質,采用電子舌和固相微萃取-氣相色譜-質譜(SPME-GC-MS)法測定巴美肉羊的滋味、風味和脂肪酸組成,以此從性別角度分析巴美肉羊的品質特性，以期為肉品產業發展提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

巴美肉羊 從內蒙古巴彥淖爾市烏拉特中旗畜牧業育種園區內隨機選擇舍飼條件下健康的12月齡巴美肉羊共22只,公母各半,飼料以葵花桿、葵花籽皮、玉米青貯為主,同時補充育肥飼料;三氯甲烷、三氟化硼-乙醚絡合物、氫氧化鈉、無水硫酸鈉、三乙胺、氯仿、磷酸、高氯酸、氯化鉀(均為分析純)、正己烷(色譜純)、甲醇(色譜純) 國藥集團化學試劑有限公司;37種脂肪酸甲酯的混合標準品、磷酸腺苷標準品(AMP)、二磷酸腺苷標準品(ADP)、肌苷酸標準品(IMP)、肌苷標準品(INO)、次黃嘌呤標準品(HYP) 美國Sigma公司。

pH-STAR型胴體直測型pH計 德國MATTHAUS公司;CLM-3B型數顯式肌肉嫩度儀 秦皇島市謝利科技開發有限公司;TC-P2A全自動色差儀 北京奧依克光電儀器有限公司;TS-5000Z型電子舌 北京盈盛恒泰科技公司;HJ-6 型多頭磁力加熱攪拌器 江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司;Trace 1300、ISQ型GC-MS聯用儀 美國賽默飛世爾科技公司;SPME萃取頭 美國Supelco公司;RE-52AA旋轉蒸發器 上海亞榮生化儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品采集 對選取的巴美肉羊進行現場屠宰,宰后測定胴體指標、pH、嫩度、蒸煮損失和色澤。另取背最長肌100 g左右,在-20 ℃條件下冷凍,用于滋味、揮發性風味物質以及脂肪酸的測定。

1.2.2 胴體品質的測定 羊屠宰后,測定并記錄胴體重、胴體長、胴體深、背標厚和眼肌面積。

背膘厚:在羊胴體 12～13 肋骨處切開,從靠近脊柱的一端起,在眼肌長度的 3/4 處,垂直于外表面測量該處的脂肪厚度,使用游標卡尺測定[10]。

眼肌面積:測量第12 和13 胸肋脊椎間眼肌的橫切面積,用硫酸繪圖紙貼在橫切眼肌面上,用記號筆沿眼肌斷面邊緣描下輪廓,用坐標方格紙計算面積[10]。

1.2.3 食用品質的測定

1.2.3.1 pH的測定 使用胴體直測式pH計測定巴美肉羊屠宰后45 min內肌肉的pH。

1.2.3.2 嫩度的測定 參照侯艷茹等的方法[11],沿肌肉方向取2.5 cm×3.0 cm×5.0 cm的肌肉塊,用自封袋密封后水浴加熱(75 ℃、45 min),冷卻至室溫后沿著肌纖維的方向將肉塊切成3 cm×1 cm×1 cm的條狀,使用嫩度儀測定剪切力。每個樣品測定5～6次,記錄數據并計算平均值。

1.2.3.3 蒸煮損失率的測定 參照張宏博等的方法[12],取背最長肌約50 g 左右,記錄其煮前質量(M1),于75 ℃水浴煮制45 min,冷卻至室溫后,擦干表面水分,記錄其煮后質量(M2)。

1.2.3.4 色澤的測定 使用TC-P2A全自動色差儀對肉的色澤進行測定。L*表示亮度值,b*為黃度值,a*表示紅度值。

1.2.3.5 滋味的測定方法 參照田曉靜等的方法[13],稍作修改。稱取10 g切碎的肉樣,加入0.01 mol/L的氯化鉀溶液100 mL,磁力攪拌30 min后,以4 ℃,3000 r/min離心10 min,取上清液用于電子舌檢測。

Reference-solution(參比溶液):2.2365 g KCl,加入0.045 g酒石酸,定容至1000 mL。

以參比溶液為對照,酸味的無味點響應值為-13,咸味無味點為-6,其他味覺的無味點均為0。測得的樣品響應值在無味點以下,視為樣品中沒有此味道[14]。

1.2.3.6 揮發性風味物質的測定方法 參照羅玉龍等的方法[5],稍作修改。將肉樣解凍,切成肉丁(去除筋膜)后稱取5 g,放置于20 mL采樣瓶中,60 ℃水浴20 min后,將萃取針插入采樣瓶中,60 ℃吸附40 min后取出插入GC進樣口,250 ℃解析3 min。

GC-MS條件:TR-5色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm),載氣為He;載氣流速1.0 mL/min;進樣口和接口溫度250 ℃;升溫程序:初始溫度為40 ℃,保持5 min,以5 ℃/min升溫到200 ℃,保持5 min,再以20 ℃/min升溫到230 ℃,保持5 min,不分流進樣;離子源溫度250 ℃;傳輸線溫度250 ℃;質量掃描范圍m/z 35～400;溶劑延遲1 min。

用離子流色譜圖峰面積表示樣品揮發性風味物質含量,最終結果為每克樣品中各揮發性風味物質的含量。

1.2.4 脂肪酸的測定方法 根據Folch等[15]的方法稍作調整,將肉樣解凍切碎后稱取5 g,以1∶2的比例加入甲醇和三氯甲烷,磁力攪拌器攪拌2 h,浸泡8 h后過濾,在濾液中加入5 mL的20%氯化鈉溶液,靜置分層。在得到的下層溶液中加入無水硫酸鈉脫水,40 ℃旋轉蒸發濃縮得到粗脂肪。然后加入5 mL 0.5 mol/L的氫氧化鈉-甲醇溶液,70 ℃下回流5 min,加入5 mL的三氟化硼乙醚溶液,70 ℃下回流2 min。加入2 mL正己烷,70 ℃下回流1 min后,加入5 mL飽和NaCl溶液,靜置10 min,取1 mL正己烷層經0.22 μm有機濾膜過濾后放置進樣瓶中,進行氣相色譜分析。

氣相色譜-質譜條件參照王柏輝等的方法[16]。氣相色譜條件:Rt-2560石英毛細管柱(100 m×0.25 mm,0.20 μm);載氣:氦氣;載氣流速:1 mL/min;進樣口溫度:240 ℃;進樣量:1 μL;分流比:100∶1。采用程序升溫:初始溫度為60 ℃,保持1 min;以20 ℃/min的速率升至120 ℃,保持1 min;以5 ℃/min的速率升至240 ℃,保持15 min。

質譜條件:離子源溫度:300 ℃,傳輸線溫度240 ℃,質量掃描范圍m/z 50～500,溶劑延遲時間4 min。

用離子流色譜圖峰面積表示樣品脂肪酸含量。

1.3 數據處理

采用Microsoft Excel 2019軟件進行數據統計和圖表繪制,使用SPSS 22.0軟件進行單因素方差分析,以P<0.05為顯著性檢驗標準。

2 結果分析

2.1 性別對巴美肉羊胴體品質的影響

胴體品質是衡量產肉性能的重要指標。由表1可知,性別對巴美肉羊胴體品質的影響較大。公羊的胴體長和胴體深均顯著高于母羊(P<0.05),與之對應的是公羊的胴體重也顯著高于母羊(P<0.05)。背膘厚度越大表明瘦肉率越低,反之越高,由表1可知,性別對巴美肉羊的背膘厚無顯著影響(P>0.05)。此外,母羊的眼肌面積顯著小于公羊(P<0.05),眼肌面積與瘦肉率呈正相關[17],由此可知公羊的瘦肉率高于母羊。總體上看,公羊的胴體品質優于母羊,具有更好的產肉性能。

表1 公羊與母羊產肉性能的差異分析Table 1 Difference analysis of meat yield performance between ram and ewe

注:同行不同小寫字母表示差異顯著,P<0.05;表2～表4同。

2.2 性別對巴美肉羊食用品質的影響

2.2.1 性別對巴美肉羊pH、嫩度、熟肉率和色澤的影響 肌肉的pH可反映動物屠宰后的糖酵解速率,也是判別正常肉和異常肉的重要指標。由表2可知,性別對羊肉的pH無顯著影響(P>0.05)。剪切力是反映肉嫩度的指標,剪切力越大,嫩度越低。性別對羊肉嫩度影響顯著,公羊的剪切力顯著高于母羊,表明母羊的嫩度顯著高于公羊(P<0.05)。肉蒸煮損失率越高,表明熟肉率越低,由表2可知,母羊的蒸煮損失率顯著低于公羊(P<0.05),表明公羊的熟肉率顯著低于母羊(P<0.05)。L*代表亮度值,L*越大,肉色越亮,公羊的L*顯著高于母羊(P<0.05),表明公羊肉較母羊肉明亮。肉的色澤主要由肌紅蛋白(Mb)含量和氧化狀態決定,氧合肌紅蛋白占的比例高,則肉色呈鮮紅色[18]。因此,由肌紅蛋白含量和氧化狀態的差異可能導致公羊肉的色澤更亮。

表2 公羊與母羊肉品質的差異分析Table 2 Difference analysis of meat quality between ram and ewe

2.2.2 性別對巴美肉羊滋味的影響 肉的滋味主要取決于游離氨基酸、核苷酸及代謝產物、小分子肽及無機鹽等。電子舌共能檢測出9種味覺指標,本實驗結果顯示咸味(Saltiness)、苦味(Bitterness)、鮮味(Umami)和豐度(Richness)強度均高于無味點,可以作為評價巴美肉羊滋味的有效指標。

由圖1可以看出,巴美肉羊肉的滋味指標中咸味和鮮味強度較高。咸味主要取決于細胞內外的鉀鈉離子,從圖1可以看出,公羊與母羊的咸味差異不顯著(P>0.05),這表明不同性別羊的細胞內外鉀鈉離子濃度差異不顯著(P>0.05)。母羊的苦味略高于公羊,可能是母羊中與苦味相關的肽或氨基酸如丙氨酸、異亮氨酸、亮氨酸等含量較高。鮮味是肉品風味的重要指標,呈鮮氨基酸和肌苷酸是鮮味的主要貢獻者,豐度是鮮的回味。從圖1可以看出,公羊與母羊的鮮味及鮮味的回味并無顯著差異(P>0.05)。

圖1 公羊與母羊背最長肌的味覺指標Fig.1 Taste indicators in longissimus dorsi of ram and ewe注:對于同一種味覺指標,不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.2.3 性別對巴美肉羊揮發性風味物質的影響 從表3可以看出,公羊與母羊背最長肌中共檢測出36種揮發性化合物,包括酮類、醇類、醛類、酸類、烴類、其他類。公羊共檢測出31種揮發性香氣物質,母羊檢測出35種,且有5種揮發性風味物質的含量差異顯著(P<0.05)。

表3 公羊與母羊背最長肌揮發性香風味物質的差異分析Table 3 Difference analysis of volatile flavor compounds in longissimus dorsi between ram and ewe

注:AU:計算每種化合物的總離子色譜圖的面積單位,-表示未從文獻中查到;ND表示未在樣品中檢測到;表4同。 酮類化合物是形成肉風味的重要物質[19]。由表3可知,巴美肉羊共檢測出3種酮類化合物:3-羥基-2-丁酮、2,3-辛二酮和2-甲基-3-辛酮。公羊的3-羥基-2-丁酮含量顯著低于母羊(P<0.05)。3-羥基-2-丁酮的風味閾值較低，為0.055 mg/kg,具有奶油和脂肪味,因此它可能是區分不同性別羊肉氣味的重要物質[20]。公羊的2,3-辛二酮含量顯著高于母羊(P<0.05),它可以賦予公羊肉較強的奶油香氣。在巴美肉羊中檢測出的醇類化合物有正戊醇、2-戊烯-1-醇、正己醇、反-2-辛烯-1-醇和1-辛烯-3-醇。正戊醇主要來自亞油酸的氧化,具有面包香、果香和酒香,但其閾值較大,對羊肉氣味的貢獻較小。1-辛烯-3-醇的閾值為1 μg/kg,具有清香和熟蘑菇味,有助于羊肉特征氣味的形成。

醛類風味物質閾值較低,是脂質氧化的次級產物[21]。巴美肉羊檢測出8種醛類物質,其中己醛、壬醛含量較高。己醛的氣味閾值為4.5 μg/kg,具有清香的青草味,由亞油酸和花生四烯酸氧化產生[22-23]。庚醛和壬醛都具有脂肪香味、花香、柑橘香,氣味閾值分別為3和1 μg/kg。從表3中可看出,母羊的苯甲醛含量顯著高于公羊(P<0.05)。Gkarane等研究表明,羯羊肉的苯甲醛含量極顯著高于公羊(P<0.001)[24]。苯甲醛具有堅果和杏仁味,氣味閾值為355 μg/kg,可能通過氨基酸的Strecker降解形成[25]。

巴美肉羊中酸類物質種類多、且含量高,是一類重要的氣味成分,其中辛酸、壬酸、己酸和庚酸等占主要地位。3-羥基十二烷酸僅存在于母羊中。母羊肌肉中癸酸含量顯著低于公羊(P<0.05)。癸酸又稱羊蠟酸,具有酸敗氣味,是影響羊肉膻味的主要物質,因此癸酸可能是引起公羊與母羊膻味差異的主要酸類物質。烴類化合物主要源于脂肪酸烷氧自由基的斷裂。本試驗共檢測出五種烴類化合物,其中甲苯僅存在于公羊,而反-2-辛烯和癸烷僅存在于母羊中。母羊中的1-甲氧基-十二烷含量顯著低于公羊(P<0.05)。由于烴類化合物的嗅覺閾值一般較高,對羊肉氣味的直接貢獻并不大。

總體上看,巴美肉羊的揮發性風味物質中3-羥基-2-丁酮、2,3-辛二酮、1-辛烯-3-醇、己醛、己酸、庚酸和辛酸等占主要地位。母羊肉中揮發性風味成分種類高于公羊,風味物質更加豐富。3-羥基十二烷酸和反-2-辛烯僅在母羊中檢測到,而甲苯僅在存在公羊中。母羊肉中3-羥基-2-丁酮、苯甲醛含量顯著高于公羊(P<0.05);公羊肉中2,3-辛二酮和癸酸含量顯著高于母羊(P<0.05)。

2.3 性別對巴美肉羊脂肪酸的影響

脂肪酸是評價羊肉營養品質的重要指標,尤其是不飽和脂肪酸對人體健康具有重要作用。同時,脂肪酸是揮發性風味成分的重要前體物質,脂肪酸組成及含量的差異會影響肉的風味。由表4可知,巴美肉羊共檢測出24種脂肪酸,包括飽和脂肪酸(SFA)8種,單不飽和脂肪酸(MUFA)5種,以及多不飽和脂肪酸(PUFA)11種。

表4 公羊與母羊背最長肌脂肪酸的差異分析Table 4 Difference analysis of fatty acids in longissimus dorsi between ram and ewe

巴美肉羊中的SFA主要以棕櫚酸(C16∶0)和硬脂酸(C18∶0)為主。性別因素對總SFA含量影響顯著,母羊肌肉的總SFA含量顯著高于公羊(P<0.05)。其中母羊的棕櫚酸含量顯著高于公羊(P<0.05)。棕櫚酸可引發心血管疾病和動脈粥樣硬化等。這與Lind等研究結果一致,其研究了性別對羊肉品質的影響,結果表明雌性羔羊肉比雄性具有更高的棕櫚酸含量(P<0.05)[26]。MUFA主要以油酸(C18∶1n9c)為主。公羊與母羊的總MUFA含量差異顯著(P<0.05)。公羊的反油酸(C18∶1n9t)含量顯著高于母羊,而母羊的油酸含量顯著高于公羊(P<0.05),母羊的高油酸含量可能是庚醛、辛醛和壬醛含量高于公羊的原因。此外油酸是對人體健康有益的脂肪酸,能夠降低人體血液中總膽固醇和低密度膽固醇,而不破壞高密度膽固醇[27]。油酸是由硬脂酸經硬脂酰Co-A去飽和酶作用形成的[28]。本試驗結果顯示母羊的硬脂酸含量高于公羊,可能因此導致母羊的油酸含量顯著高于公羊(P<0.05)。

PUFA以亞油酸(C18∶2n6c)和花生四烯酸(C20∶4n6)為主。亞油酸氧化可生成具有令人愉快氣味的戊醇;花生四烯酸氧化可產生青草味的己醛。公羊的二十碳二烯酸(C20∶2)含量顯著高于母羊(P<0.05)。共軛亞油酸(CLA)具有抗腫瘤、防止動脈粥樣硬化等生理功能[29-30]。EPA(C20∶5n3)和DHA(C22∶6n3)具有降膽固醇、降血脂等作用,對人體健康有益[31]。有很多學者以P/S作為評價肉類的營養指標,P/S值為0.45或稍大于此值為最佳。從表4中可以看出,公羊P/S值為0.35,母羊為0.28,從營養角度上看,公羊肉的營養價值要高于母羊。反芻動物的瘤胃微生物主要為具有氫化作用的菌類,可將日糧中獲取的多數長鏈不飽和脂肪酸進行加氫,轉化成飽和脂肪酸,因此反芻動物的P/S值偏低[19]。

總體上看,母羊的總脂肪酸含量高于公羊,但公羊脂肪酸的營養價值高于母羊。公羊與母羊的差異脂肪酸為棕櫚酸、反油酸、油酸以及二十碳二烯酸。脂肪酸組成的差異可能與性類固醇有關。性類固醇可影響脂肪沉積或通過腸道微生物、抗氧化酶來影響脂肪酸的組成。通常雌性動物的肌內脂肪含量顯著高于雄性動物,Craigie等[32]研究了性別對羔羊肉品質的影響,結果發現公羊的肌內脂肪含量明顯低于母羊。這可能是由睪酮引起的,睪酮能夠增加肌肉生長并減少肌內脂質的沉積[33]。性類固醇與腸道微生物具有交互作用,而腸道微生物與羊肉中脂肪酸沉積具有相關性[34-35]。此外,Kankofer等[36]的研究證實了性類固醇激素對谷胱甘肽過氧化物酶活性的影響和調節作用。谷胱甘肽過氧化物酶的活性可以影響脂質氧化程度,從而影響脂肪酸的組成及含量。綜上所述,性類固醇可能引起不同性別脂肪酸組成的差異,進一步影響肉的風味[37]。通過干預腸道菌群或調節體內抗氧化系統來影響脂肪酸可作為改善羊肉風味的重要途徑。

3 結論

在本試驗中,巴美公羊的胴體品質優于巴美母羊,具有更好的產肉性能;而母羊的食用品質如嫩度和熟肉率優于公羊。電子舌的測定結果顯示巴美肉羊的滋味指標中咸味和鮮味強度較高。巴美肉羊的風味物質以3-羥基-2-丁酮、2,3-辛二酮、1-辛烯-3-醇、己醛、己酸、庚酸和辛酸為主,母羊的風味物質種類較公羊豐富。公羊的2,3-辛二酮、癸酸含量顯著高于母羊(P<0.05);而母羊中的3-羥基-2-丁酮、苯甲醛含量顯著高于公羊(P<0.05)。在脂肪酸中,公羊的反油酸、二十碳二烯酸含量顯著高于母羊(P<0.05);母羊的棕櫚酸、油酸含量顯著高于公羊(P<0.05)。公羊的多不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比值(P/S)高于母羊。總體上,公羊的胴體品質和脂肪酸的營養價值優于母羊,但母羊的食用品質較公羊好。