八眉豬不同部位肌肉氨基酸組成分析及營養評價

楊曉玲,席 斌,李維紅,郭天芬,杜天慶,高雅琴

(中國農業科學院蘭州畜牧與獸藥研究所,農業農村部畜產品質量安全風險評估實驗室(蘭州),甘肅蘭州 730050)

豬肉及其產品在人類的食物消費中有著舉足輕重的地位,是人體所需蛋白的主要來源之一。豬肉是目前世界上消費量最大的肉產品,占世界肉消費總量的37%[1]。我國2017年豬肉的消費總量為5457 萬噸,較2001年累計上升了34.70%,占世界消費量的比重由2001年的48.4%上升至2017年的49.1%[2]。隨著社會的快速發展以及人們生活水平不斷提高,消費市場產品結構逐漸發生變化,中高端豬肉市場占比上升,產品呈現多樣化發展趨勢[2],消費者對豬肉提出了更高的要求,在提供綠色安全肉的前提下,肉產品同時要具備優質的風味和營養價值。以瘦肉型的白條肉和冷鮮肉為主的豬肉產品已不能滿足人們的消費追求,而地方豬種因獨有地域性、獨特的生長環境及獨具的風味,越來越受到消費者的青睞。鄭婷婷等[3]測定并評價了海南五指山五腳豬肉的一般營養成分、礦物質含量、脂肪酸及氨基酸組成及含量;翁亞煩等[4]比較分析了云南撒壩豬、滇南小耳豬和高黎貢山豬三個地方種豬肉的營養價值;李瑞麗等[5]分析了江西玉山黑豬肉的營養特性;李曉鳳等[6]分析了貴州江口蘿卜豬肌肉的氨基酸組成及營養價值。結果顯示,地方豬種均具有營養成分豐富、肉味鮮美、營養價值高等特點。

我國地方豬種八眉豬屬華北豬種,因額部有縱行“八”字皺褶,故稱為八眉豬,是高原地區特有的生態條件下,經長期自然和人工選擇而形成的地方豬種。在青海主要分布于東部農業區,又稱互助豬,具有適應性強、耐粗放飼養管理、產仔多、性狀遺傳穩定等優點,屬寶貴的豬種資源,其肉產品也具有柔嫩多汁、肉味香濃等優良品質[7]。近年來八眉豬主要以繁殖性能[8-10]、生產及肉質性能[11-13]為研究對象,也有少量的營養分析等研究[7,14-15],但對不同部位肌肉中氨基酸的含量差異及評價幾乎無報道。國內外側重于不同部位豬肉營養價值、胴體品質的研究報道也比較少,D’Souza等[16]研究了母豬育肥期不同分割部位肉的脂肪和肌肉沉積類型,以及肌內脂肪含量和肥瘦比的變化;霍曉娜等[17]報道了不同部位冷卻豬肉中脂肪酸組成與脂肪氧化的變化;郭建鳳等[18]分析了長白豬不同部位肌肉的氨基酸、脂肪酸和脂肪含量等營養成分的差異。

利用地方豬種及培育豬種生產“優質風味豬肉”,憑借其優良的風味和口感,占有中高端豬肉市場是近年來發展的一個方向[12],為有效利用八眉豬優質種質特性,發展特色優質風味豬肉,本實驗以青海八眉豬為對象,對其不同部位肌肉中氨基酸種類和含量進行測定,并進一步分析評價了其營養價值,以期為充分利用與開發這一地方豬種資源,開發生產具有高原特色的優質風味豬肉提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

八眉豬 10頭,青海省互助縣養殖場健康、10～15月齡,禁食24 h后屠宰場宰殺,分別取新鮮背肌(背最長肌)和腹肌(肋排上肌肉,俗稱五花肉)樣品凍存備用;鹽酸 優級純,國藥集團化學試劑有限公司;17種氨基酸混合標準品 德國Sigma公司。

Biochrom30+全自動氨基酸分析儀 英國百康公司;BSA224S電子天平 賽多利斯科學儀器(北京)有限公司;旋轉蒸發儀 上海亞榮生化儀器廠;BUCHI Mixer B-400 均質儀 瑞士步琦公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 氨基酸測定方法 樣品中氨基酸的含量測定以GB/T 5009.124-2016《食品安全國家標準 食品中氨基酸的測定》為依據進行。將凍存的各肌肉樣品于4 ℃條件下解凍,然后用勻漿機絞碎均勻,取200.0000 mg(精確至0.0001 g)均勻樣品于氨基酸水解管中,加入10 mL 6 mol/L鹽酸溶液,真空保護狀態下封口,于110 ℃恒溫干燥箱中水解22 h。消解液放至室溫,定容于100 mL容量瓶。移取10 mL濾液,旋轉蒸發儀60 ℃旋蒸至干。最后,加入10 mL樣品稀釋液復溶,過0.45 μm濾膜上機待測。上機分析條件:4.6 mm×200 mm分析柱,Ultropac8陽離子交換樹脂鈉型,柱溫45～98 ℃,反應圈溫度135 ℃,緩沖液流速35 mL/h,茚三酮流速25 mL/h。

1.2.2 氨基酸評價方法

1.2.2.1 化學評分法 化學評分亦稱氨基酸分或蛋白質分,是對蛋白質營養質量進行化學評分時“理論上最好的化學方法”[19-20]。具體計算公式[5]如下:

1.2.2.2 氨基酸比值系數法 根據FAO/WHO必需氨基酸模式[21-23],計算樣品中必需氨基酸(EAA)的氨基酸比值(RAA)、氨基酸比值系數(RC)和比值系數分(SRC),計算公式如下:

SRC=100-CV×100

式中,CV是RC的變異系數,CV=標準差/均數。

1.2.2.3 模糊識別評價 根據蘭氏距離法[24-25]定義對象u和標準蛋白a的貼近度U(a,u),貼近度值反映評價對象蛋白質質量與標準蛋白質a的接近程度。U值越接近1,其蛋白質營養價值相對越高。

式中:c為適當選擇的常數,常數c取0.09以使結果處于區間[0,1],并能增加分辨度,利于結果比較;ak(k=1,2,…,7)為標準蛋白(雞蛋蛋白質模式)a的7種EAA含量;uik為第i個評價對象的第k種EAA含量。

1.3 數據處理

樣品均進行平行樣兩次重復實驗,實驗數據采用Excel及SPSS 22.0軟件進行統計分析,結果用平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 不同部位肌肉氨基酸組成

由表1可知,青海八眉豬背肌和腹肌都含有17種氨基酸(色氨酸在酸水解法中易被破環,未做檢測),種類比較齊全,與其他豬肉種類大致相同[4-6,26-27]。而背肌和腹肌中,必需氨基酸含量與氨基酸總含量均差異顯著(P<0.05),各氨基酸含量,除胱氨酸外,其余16種氨基酸也存在差異顯著(P<0.05),且背肌高于腹肌。其中,谷氨酸、天冬氨酸、賴氨酸在背肌與腹肌中含量均排在前三位。背肌與腹肌兩部位EAA/TAA的值分別為40.04%、39.98%,EAA/NAA的值分別為66.78%和66.62%。

表1 八眉豬不同部位肌肉中氨基酸含量(g/100 g)

2.2 不同部位肌肉氨基酸評價

由表2可知,八眉豬背肌與腹肌中,必需氨基酸質量分數均高于FAO/WHO模式的規定值,均低于標準雞蛋模式的規定值。其中,兩部位除蛋氨酸+胱氨酸略低于FAO/WHO模式外,其余各氨基酸質量分數均高于FAO/WHO模式,尤其是賴氨酸,兩部位質量分數分別達到了9.0%、9.2%。同樣,唯有賴氨酸質量分數高出標準雞蛋模式近3%。但是,背肌與腹肌兩部位組間并無太大差異。

表2 八眉豬不同部位肌肉中必需氨基酸占總氨基酸的質量分數與模式譜比較(%)

由表3可知,八眉豬背肌與腹肌兩部位間氨基酸比值系數(RC)非常接近,各氨基酸RC的大小也存在一致性。蘇氨酸、異亮氨酸和亮氨酸RC值非常接近1,纈氨酸、蛋氨酸+胱氨酸RC值偏小,與玉山黑豬[5]和西藏藏豬[27]的研究結果一致,尤其是蛋氨酸+胱氨酸RC值分別只有0.76和0.73,苯丙氨酸+酪氨酸、賴氨酸RC值超過1相對偏大。兩部位的氨基酸比值系數分(SRC)分別為83.10、81.60,背肌較腹肌略高一些。兩部位間的化學評分(CS)也非常接近,各氨基酸的CS值大小同樣存在一致性,除蛋氨酸+胱氨酸評分較低外,其他氨基酸都與1相接近。兩部位的蛋白貼近度分別為0.923、0.917,背肌較腹肌稍高一些,都非常接近1。

表3 八眉豬不同部位肌肉中必需氨基酸營養價值

2.3 不同部位肌肉風味氨基酸分析

由表4可以看出,八眉豬風味氨基酸主要有鮮味氨基酸包括天冬氨基酸和谷氨酸;甜味氨基酸包括丙氨酸、脯氨酸、蘇氨酸、甘氨酸、絲氨酸。背肌與腹肌兩部位間的風味氨基酸含量分別為9.42、6.38 g/100 g,存在顯著差異(P<0.05),其中鮮味氨基酸天冬氨酸和谷氨酸在風味氨基酸中含量相對較多,跟其他地方豬種表現一致[4-6],這與地方豬種獨有的風味與口感有關,其占到了FAA的50%以上,兩部位之間差異顯著(P<0.05)。FAA占TAA的比值分別為48.99%、49.92%,背肌略低于腹肌。

表4 八眉豬不同部位肌肉中風味氨基酸的含量(g/100 g)

3 討論

3.1 不同部位肌肉氨基酸組成

豬肉作為肉類生產的主體、消費的主角,一直是人們優質蛋白質的主要來源,氨基酸又是蛋白質組成的基本單位,從營養學角度來看,蛋白質的種類、含量和比例決定了豬肉的營養價值[31-32]。本實驗中,八眉豬背肌與腹肌都含有17種氨基酸,種類豐富齊全。背肌、腹肌氨基酸總量分別為19.23、12.78 g/100 g,氨基酸總量差異顯著(P<0.05),背肌高于腹肌,可能由于腹肌脂肪含量比背肌偏多[14],在一定程度上限制了蛋白質沉淀[33]。根據聯合國糧農組織及農業組織/世界衛生組織(FAO/WHO)的模式標準,EAA/TAA約40%,EAA/NAA在60%以上被視為質量較好的蛋白組成[34]。本實驗中,背肌、腹肌中EAA/TAA分別為40.04%、39.98%,EAA/NAA分別為66.78%、66.62%,說明八眉豬背肌、腹肌氨基酸符合FAO模式,其比例和構成符合人體需要,營養價值較高。席斌等[15]分析比較八眉豬與甘肅黑豬的肉品質與營養成分發現,八眉豬氨基酸總量小于甘肅黑豬,但鮮味氨基酸、必需氨基酸占有的比例均高于甘肅黑豬;郭建鳳等[35]對杜洛克豬背最長肌氨基酸的測定,發現杜洛克豬肉中17種氨基酸的含量為18.91 g/100 g,必需氨基酸占氨基酸總量的39.64%,與八眉豬相差不大;辜雪冬等[27]對西藏藏豬進行了氨基酸分析,結果顯示西藏藏豬肉中氨基酸含量為21.17 g/100 g,必需氨基酸占氨基酸總量的41.14%,稍高于八眉豬。由此,八眉豬整體還是有很高的營養價值,背肌、腹肌中氨基酸總量雖然有顯著差異,其類別、分布、比例還是比較均衡的,兩部位表現出一致性。這與李鐵志[36]的研究一致,半野血藏豬、杜長大豬和良雜豬幾種不同部位部位肉之間氨基酸含量高低有差異,但通脊部位肉的大多數氨基酸含量高于后臀尖部位,幾種呈現出一致性。

3.2 不同部位肌肉氨基酸評價

豬肉中氨基酸的含量和組成是評價豬肉營養價值的重要指標,也是影響豬肉品質的重要因素[37]。1973年聯合國糧食組織(FAO)和世界衛生組織(WHO)研究提出了評價蛋白質營養價值的必需氨基酸模式(FAO/WHO)[20-21]。本實驗中,與氨基酸模式相比較,八眉豬背肌與腹肌兩部位除蛋氨酸+胱氨酸略低于FAO模式外,其他幾種氨基酸均超過模式標準值,具有較高的營養價值,這與方晨等[28]、席斌等[15]研究一致。

氨基酸比值系數法[23]是基于氨基酸平衡理論設計的評價蛋白質營養價值的方法。氨基酸比值系數(RC)其意義是與氨基酸相當量的一份食物氨基酸比值。如果食物中氨基酸組成與氨基酸模式一致,則各氨基酸比值系數都應等于1,否則都表示偏離氨基酸模式,RC>1,表示氨基酸相對過剩;RC<1,表示相對不足。RC值最小的則是限制性氨基酸。本實驗中,八眉豬背肌、腹肌中蛋氨酸+胱氨酸RC值最低,為限制性氨基酸,而蛋氨酸在許多肉類蛋白質中含量相對不足[27,38],纈氨酸為第二限制性氨基酸。八眉豬背肌、腹肌中,賴氨酸RC值最高相對富余,其被稱為“最特別的,不可缺少的氨基酸”,它可以調節人體代謝平衡,促進兒童智力的發育,防止記憶力衰退,還能促進胃液的分泌,增強食欲。每百克豬肉中賴氨酸含量高于植物幾十倍[39],而大米和面粉等主食中賴氨酸為限制性氨基酸,與豬肉搭配食用可以更好地促進營養平衡[27]。除賴氨酸,其他氨基酸RC值都非常接近1。氨基酸比值系數分(SRC)表示食物蛋白質的氨基酸組成與氨基酸模式一致,則CV=0,SRC為100;當食物蛋白質的RC越分散,表示這些氨基酸平衡上做的貢獻越大,則CV變大,SRC變小,蛋白質營養價值越差。本實驗中,八眉豬背肌、腹肌氨基酸SRC分別為83.10、81.60,可能是賴氨酸偏高,蛋氨酸+胱氨酸偏低而增大了數據的離散性,但其他氨基酸組成與氨基酸模式相近。由此,八眉豬兩部位肌肉中氨基酸構成較為合理,營養價值較高,根據蛋白互補法[40-41]和其它蛋白按一定比例互混互相補充,提高其營養價值利用。

現代營養學理論認為,蛋白質的營養價值與蛋白質的氨基酸組成密切相關,當食物蛋白質的氨基酸組成越接近人體蛋白質的組成時,其營養價值越高?；瘜W評分法(CS)用來評價待測蛋白質中某一必需氨基酸的相對含量與標準雞蛋中相應必需氨基酸相對含量的接近程度。CS值越接近1,說明與標準蛋白的組成越接近,營養價值就越高[20]。本實驗中,八眉豬背肌、腹肌化學評分都非常接近1。同時兩部位的蛋白貼近度分別達到了0.923、0.917,都非常接近1,接近標準蛋白,說明背肌與腹肌中蛋白質有很高的營養價值。

3.3 不同部位肌肉風味氨基酸

氨基酸是維系人體生命活動的重要物質,它不僅具有各種生理功能,還在食品呈味方面扮演著十分重要的角色[42-43]。豬肉中的風味氨基酸,如谷氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、精氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、絲氨酸和脯氨酸與肉的風味有直接關系,其種類和含量是決定豬肉質風味的重要因素,對肉鮮味的形成以及緩沖咸、酸等不良味道有著特殊作用[31,37],又是嗅覺和味蕾引起的味覺的綜合感官印象,是肉品質量和消費者確定購買的主要因素之一[44]。本實驗中,八眉豬背肌、腹肌中風味氨基酸包含了鮮味和甜味多種氨基酸,尤其是天冬氨酸和谷氨酸占風味氨基酸50%以上,決定了其肉質的鮮美程度,這也與八眉豬具有肉質濃郁、風味獨特的觀點一致[7,45],此外,谷氨酸還可促進養分的消化吸收[46-47],參與胃腸道感覺[48-49]。背肌與腹肌FAA/TAA的值分別為48.99%、49.92%,背肌略低于腹肌,說明腹肌比背肌的風味更鮮美多汁一些,也是大家喜歡五花肉的緣由之一。這可能與腹肌肌內脂肪含量較多有關[14],揮發性物質是合成香味的前體物質,肌內脂肪影響揮發性物質形成從而影響豬肉的香味[50-51],腹肌在這一點上更具優勢。根據各部位肉質特性,李鐵志[36]開發了半野血藏豬瘦肉類、排骨類、五花肉類各種風味的休閑食品,為更好有效地開發八眉豬豬肉資源提供借鑒。

4 結論

青海八眉豬兩個不同部位背肌與腹肌中,氨基酸除在含量上存在顯著差異外,其種類齊全,均含有17種氨基酸,且分布、比例及構成表現出一致性,EAA/TAA、EAA/NAA完全符合FAO/WHO提出的理想蛋白的要求。蛋氨酸+胱氨酸為第一限制性氨基酸,賴氨酸含量富余,其他氨基酸與FAO/WHO模式接近,化學評分都非常接近1,氨基酸比值系數分分別為83.10、81.60,蛋白質貼近度分別為0.923、0.917,說明八眉豬兩部位構成比例較合理,營養均衡,蛋白質營養價值高。此外,兩部位均含有豐富的風味氨基酸,決定了其肉質的鮮美程度,腹肌因肌內脂肪含量優勢較背肌味道更鮮美一些。綜上,青海八眉豬肌肉氨基酸種類齊全,比例均衡且味道鮮美,足以為人們提供優質蛋白質的同時,提供不同風味的肉制品,也因其獨特的地理優勢與生長環境,具有開發優質特色風味豬肉的潛力。