羊肉膻味物質的影響因素及候選基因研究進展

薛麗娜，周勝花

（山西農業大學（山西省農業科學院）動物科學學院，山西太原030032）

羊肉是一種藥食同用的優質肉產品，含有豐富的蛋白質、維生素和微量礦質元素（鐵、鋅、硒），相對少的脂肪、膽固醇和反式脂肪酸，深受廣大消費者的喜愛[1]。然而羊肉特有的膻味制約著人們的消費，導致全球羊肉的消費量遠低于其他畜產品[2]。目前，我國羊只數目居世界第一[3]，對羊肉膻味形成原因、物質組成、檢測方法、影響因素及基因調控的了解，有助于進一步探索膻味形成機制，尋求降低羊肉膻味的方法，對擴大羊肉消費市場具有指導意義。

1 羊肉膻味的成因及物質組成

羊肉膻味源于羊肉脂肪組織，在早期的研究中，人們很難區分去除脂肪組織的羊肉和其他肉品，而將羊肉的脂肪加入到其他肉品中，人們往往會誤判為羊肉。隨后人們對羊肉膻味的物質組成進行了大量研究，認為與羊肉膻味相關物質主要為脂肪酸，它與機體對脂肪的利用密切相關。在羊的瘤胃中，微生物可將脂肪水解為大量的不飽和脂肪酸，而部分不飽和脂肪酸經反式異構生成支鏈及奇數碳脂肪酸[4]，進而沉積到羊肉脂肪組織中，使羊肉呈現出特有的風味。

1.1 支鏈脂肪酸（BCFAs）

BCFAs 是最早發現也是最主要的與羊肉膻味相關物質，它在羊脂肪中的含量高于其他反芻動物中的含量[5-6]。進一步研究表明，BCFAs 中的4- 甲基辛酸、4- 甲基壬酸及4- 乙基辛酸是與羊膻味相關的物質。BRENNAND 等[7]分析羔羊中揮發性BCFAs發現，4- 甲基辛酸和4- 乙基辛酸對羊肉膻味起主要作用。而YOUNG 等[8]研究發現，4- 甲基辛酸和4- 甲基壬酸與羊肉這種特有的風味相關。KAFFAMIK 等[9]對美利奴羊、法國伊爾奴羊雜交羊和新西蘭羊雜交羊的皮下脂肪組織研究發現，3 種BCFAs含量依次為4- 甲基辛酸＞4- 乙基辛酸＞4- 甲基壬酸。我國科研工作者研究發現，造成羊肉膻味的主要化學物質是己酸、辛酸及癸酸，其中癸酸起主要作用，三者按0.5∶1∶9 的比例結合成化合物可呈現羊肉特有的膻味[10]。異構體之間表現出的膻味強度也有差異，HEINSMAN 等[11]研究發現，4- 甲基辛酸在羊中主要以R 構型存在，其膻味強度是4-甲基辛酸S 構型的5～10 倍。

1.2 硬脂酸（C18∶0）

硬脂酸即十八烷基飽和脂肪酸，也是羊肉中重要的致膻物質。SANUDO 等[12]研究發現，硬脂酸和亞麻酸均是導致羊肉有特殊風味的物質。在亞麻酸含量高的羊肉中膻味要大于亞油酸含量高的羊肉[13]。張利平等[14-15]研究認為，短鏈脂肪酸（C6～C12）和硬脂酸均是羊肉中的致膻物質。

1.3 酚類和吲哚

1979 年，首次在烹飪羊肉的揮發物中檢測到酚類[16]。BONNEAU 等[17]研究認為，吲哚及其衍生物與豬肉風味負相關。進一步研究發現，3- 甲基吲哚（糞臭素）和4- 甲基苯酚是放牧條件下飼養的綿羊羊肉主要的膻味物質，它們是氨基酸在瘤胃微生物作用下生成后沉積到脂肪組織中，因其具有糞臭味而使羊肉有不良風味[18-19]。飼料結構和放牧方式對羊肉中酚類和吲哚含量有較大影響。YOUNG 等[18]研究認為，放牧組羊肉中3- 甲基吲哚的含量顯著高于飼喂苜蓿及玉米組。肉品中的pH 值也會對酚類含量產生影響，羊肉中2- 甲基苯酚和4- 甲基苯酚含量與pH 值成正比[20]。

除此之外，與羊肉膻味有關的物質還包括含硫酚類、吡啶、羰基化合物、內酯、萜類等，這些揮發性化合物共同作用使羊肉表現出特有的膻味。

2 影響羊肉膻味的因素

2.1 營養

2.1.1 日糧類型 食物中的營養成分經消化最終被吸收，動物攝取食物的結構不同導致其各個組織中化合物結構及組成發生改變。YOUNG 等[8]研究表明，放牧組羅姆尼公羊皮下脂肪中BCFAs 含量低于飼喂苜蓿組和玉米組，而苜蓿組的含量又低于玉米組。張培松等[21]研究發現，進食白三葉草、苜蓿、燕麥、羽衣甘藍和油菜等草料的羊有強烈的膻味，因此，人們在宰前7～14 d 停止飼喂這些草料，以降低羊肉中的膻味。不同谷物類型使羔羊脂肪中支鏈脂肪酸含量有差異。DUNCAN 等[5]研究發現，大麥組和小麥組羔羊脂肪中支鏈脂肪酸含量高于玉米組。CROUSE 等[22]研究認為，對羔羊飼喂不同能量級別的飼料（低能量組中苜蓿質量占比為89%、玉米質量占比為8%，高能量組中苜蓿占比為4%、玉米質量占比為59%），結果發現，低能飼料組表現出強烈的風味。

2.1.2 飼料添加劑 飼料添加劑在飼料中含量少，卻能有效提高動物生產性能，改善肉品質。羅海玲等[23]研究表明，在波爾山羊中添加維生素E 后，膻味相關的短鏈脂肪酸和硬脂酸含量明顯下降，這可能是由于維生素E 可以通過捕獲自由基而阻止脂肪氧化產生烷烴、醛、酮和內酯等膻味組成物質[24]。葉紅等[25]研究認為，硫元素的缺乏與羊肉膻味相關，這可能是由于硫元素能將機體中的羰基化合物轉化為半胱氨酸，而羰基化合物是與膻味相關的化合物，當體內缺乏硫元素，羊體內含羰基化合物積累而使膻味變大。丙鹽酸是合成脂肪酸的前體物質，可間接參與到脂肪從頭合成，最終合成BCFAs。BERTHELOT 等[26]研究發現，在飼料中添加丙鹽酸可顯著提高羔羊皮下及內臟脂肪中奇數碳及BCFAs 含量。MITCHELL 等[27]研究認為，鈷元素與羊肉膻味有關，鈷元素是VB12的組成成分，VB12是甲基丙二酰輔酶A 變位酶的輔助因子，催化甲基丙二酰輔酶A 轉化為琥珀酰輔酶A。當鈷元素缺乏，導致丙二酰輔酶A 積累，合成大量支鏈脂肪酸，而使羊肉膻味加重。草料中不含鈷元素，反芻動物只能通過飼料添加攝取鈷元素。

2.2 品種

品種作為遺傳性狀在一定程度上會對羊肉膻味造成影響。ALVES 等[28]比較了達馬拉肥尾羊、杜波羊和美利奴羊尾脂中的膻味組成物質甲基支鏈脂肪酸含量發現，達馬拉肥尾羊含量高于其他2 個品種。韓衛杰等[29]研究表明，同羊和灘羊脂肪組織中4- 甲基辛酸、4- 甲基壬酸、總揮發性支鏈脂肪酸含量要低于小尾寒羊。在我國的藏羊肉中，幾乎沒有膻味[24]。膻味性狀與其他性狀也有一定程度的相關性。對哥倫比亞羊、蘭布列羊和塔吉羊研究發現，羊肉膻味強度與羊毛品質呈正相關關系[30]。

2.3 性別和年齡

一般而言，公羊的膻味要大于母羊和羯羊（閹割羊），成年羊的膻味要大于羔羊，這可能是性別和年齡不同的羊機體內激素水平、代謝水平等的差異引起羊肉中脂肪酸組成發生改變所致。前人研究發現，30 周齡公羊脂肪組織中4- 甲基辛酸和4- 甲基壬酸含量分別是同齡閹割羊的13 倍和4 倍，而公羊和閹割羊脂肪組織中這2 種支鏈脂肪酸含量在 30 周齡時顯著高于 10 周齡[31，12]。

2.4 組織部位

羊不同組織中的膻味也是有差異的。RESCONI等[32]研究表明，膻味組成物4- 甲基辛酸在背部皮下脂肪中含量顯著高于內臟脂肪。BRENNAND 等[7]研究發現，BCFAs 含量在羔羊皮下脂肪組織中高于腎周脂肪和肌間脂肪。SMITH[33]研究表明，在動物腺體中（哈德氏腺、瞼板腺和尾脂腺），膻味相關物質BCFAs 是脂肪酸合成的主要產物。

3 膻味相關物質的檢測和分析方法

羊肉膻味化合物組成復雜且含量較小（通常以mg/kg 計算），因此，在檢測之前要先通過同時蒸餾萃取、固相微萃取和吸附等技術對其分離、富集及濃縮等，以提高檢測準確性。然后通過氣相色譜、液相色譜和氣相色譜- 質譜聯用等方法進行定性定量分析[34]。

楊曉燕等[35]采用固相微萃取結合氣相色譜- 質譜聯用分析技術，測定了寧夏灘羊背最長肌中揮發性物質，共鑒定出 34 種，但沒有 BCFAs。CHEN 等[36]采用中空纖維支撐液膜結合氣相色譜方法檢測出羊肉中膻味相關物質有4- 甲基辛酸和4- 甲基壬酸。KAFFARNIK 等[9]采用氣相色譜- 質譜法，在離子檢測模式下檢測到了羊脂肪組織中的膻味相關物。GRAVADOR 等[37]采用微波輔助提取結合氣相色譜- 火焰離子定量檢測方法檢測了羊皮子脂肪組織中的BCFAs。

4 膻味候選基因研究進展

羊肉脂肪酸的組成及含量直接影響其膻味大小，因此，與膻味相關調控機制研究一直聚焦在參與脂肪酸代謝過程的各種酶上。在反芻動物中，乙酸在酶作用下生成乙酰輔酶A（乙酰Co-A），然后在乙酰輔酶A 羧化酶（ACC）的催化下形成丙二酸單酰輔酶A，在脂肪酸合成酶（FAS）催化下合成長鏈脂肪酸。脂蛋白脂酶（LPL）和激素敏感酯酶（HSL）分別催化與蛋白質相連的甘油三酯和脂肪組織中的甘油三酯水解為甘油和脂肪酸。

FAS 是一個結構復雜的多酶復合體，韓衛杰[34]研究發現，在綿羊和山羊FAS 中的乙酰Co-A/丙二酰輔酶轉移酶A（AT/MT）基因與其他物種相比有10 處突變位點，導致FAS 蛋白二級結構發生改變，這可能使得FAS 更容易結合帶有支鏈的底物而合成BCFAs。曹艷紅[38]研究表明，沉默山羊乳腺上皮細胞FAS 基因可導致其中脂肪酸組成發生改變。GUNAWAN 等[39]對不同水平膻味羊肝臟組織中差異基因的表達分析表明，CYP2A6、KIF12、SULT1C1和GSTM1基因的表達量存在顯著差異。

5 展望

膻味極大影響了人們對羊肉產品的消費，因此，有必要對致膻原因深入研究，探索膻味形成機制，尋求降低羊肉膻味的方法。膻味主要物質組成是揮發性脂肪酸，而對膻味機理研究大多集中在脂肪代謝途徑方面。羊的食物、品種、年齡及性別等眾多因素都會對膻味產生影響。目前，關于羊肉膻味的研究成果非常有限，這可能與膻味相關物質的含量較低而不易分析有關。今后要探索更有效的檢測膻味相關物質的方法，同時利用分子生物技術，研究膻味相關物質的分子調控機制，從根本上解決羊肉的膻味問題，推動羊肉消費市場的發展。