西藏不同海拔牦牛酥油的營養、風味及功能特性比較

謝司偉 劉春愛 孫術國 羅 章 楊飛艷

(1. 中南林業科技大學食品科學與工程學院，湖南 長沙 410004;2. 西藏農牧學院食品科學學院，西藏 林芝 860000)

中國西藏地區有著特殊的高寒氣候，為了適應這一氣候，藏人通過食用牦牛及其乳制品來補充蛋白質和能量[1]。酥油是一種典型的牦牛乳制品，是從牦牛乳中提煉出來的，類似黃油[2]，是藏區人們最喜愛的食物之一。與普通黃油相比，酥油的功能、營養價值更高，主要體現在其不飽和脂肪酸含量更高，功能性脂質比普通黃油更豐富，如其共軛亞油酸(CLA)是普通黃油的2倍多，油酸約為普通黃油的8倍[3]；酥油中也含有一定的抗氧化乳酸菌等[4]。在歐美地區，共軛亞油酸被用作功能因子添加至保健品中以及應用于醫學臨床[5-6]，酥油還可以增加糌粑的營養和風味、治療嬰幼兒腹瀉、益智以及治療老年人便秘等。然而，酥油的營養價值和醫療功效受其原料配方、加工工藝以及海拔地區等條件的影響，有關其類似的基礎研究報道甚少[2，7]。研究擬以西藏3個不同海拔(2 500～2 800,3 500～4 000 m以及4 300 m以上)地區的牦牛酥油樣品為研究對象，分析其在營養、流變特性、風味特性及抗氧化活性方面的差異，探索海拔高度對酥油營養及功能特性的影響，旨在為酥油的合理膳食、利用以及新產品開發提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 試驗材料

選取西藏3個不同海拔地區的市售牦牛酥油，分別編號為S2(海拔2 500～2 800 m)，S3(海拔3 500～4 000 m)，S4(海拔4 300 m以上)。為了降低選樣所造成的誤差，同一海拔酥油原料購于5個不同的銷售點，混勻后用于檢測分析，并于-20 ℃保存備用。

1.1.2 主要試劑

濃鹽酸：分析純，湖南匯虹試劑有限公司；

氯化鐵：分析純，國藥集團化學試劑有限公司；

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)：分析純，上海瑞永生物科技有限公司。

1.2 主要儀器與設備

紫外可見分光光度計：UV-2600型，島津儀器(蘇州)有限公司；

差示掃描量熱儀：DSC200F3型，德國(耐馳)公司；

流變儀：DHR-2型，德國Rheotest公司；

串聯質譜儀：7890B/7000CGC/MS型，美國安捷倫科技有限公司；

高效液相色譜儀：2777CUPLC system型，美國Waters公司。

1.3 方法

1.3.1 脂肪酸組成分析 參照GB 5009.168—2016 的第一法。

1.3.2 揮發性成分分析 采用GC-MS法[8]。

1.3.3 流變特性分析 根據李婕妤等[7]的方法稍作修改。應變掃描：振蕩模式，掃描頻率1 Hz，掃描溫度25 ℃，平衡時間180 s，應變范圍0.01%～100.00%；頻率掃描：振蕩模式，經應變掃描選定應變為0.02%，掃描頻率0.1～10.0 Hz；測定酥油的儲藏模量G′和損耗模量G″。

1.3.4 抗氧化活性的測定

(1) DPPH自由基清除能力：用無水乙醇配置濃度為0.1 mmol/L的DPPH溶液。稱取2 g樣品，加入少量70%乙醇超聲提取1 h，定容至100 mL，過濾備用。取0.5 mL 待測樣品，加入0.5 mL乙醇和3 mL DPPH溶液，測定518 nm處吸光度；以未添加DPPH溶液的樣品為對照組，以未添加樣品的為空白組，測定518 nm處吸光度。按式(1)計算DPPH自由基清除能力[9]。

(1)

式中：

R1——DPPH自由基清除率，mmol/100 g Trolox；

c——標曲讀數；

100——每100 g標準品中含有Trolox的量，mmol；

n——稀釋倍數。

(2) 鐵離子還原抗氧化能力(FRAP)：將醋酸鈉緩沖液(pH 3.6)、三氯化鐵(20 mmol/L)、TPTZ(10 mmol/L)按V醋酸鈉緩沖液∶V三氯化鐵∶VTPTZ=10∶1∶1混勻制得工作液。取0.5 mL 70%乙醇、0.5 mL酥油水解液、9 mL工作液混勻，37 ℃恒溫培養10 min，以緩沖液為空白，測定593 nm處吸光度值，按式(2)計算鐵離子還原抗氧化能力[10]。

(2)

式中：

R2——鐵離子還原抗氧化能力，mmol/100 g Trolox；

C——標曲讀數；

V1——樣品提取總體積，mL；

V2——所測樣品體積，mL；

m——樣品質量，g；

10——反應體系總體積，mL。

(3) 羥基自由基清除能力：分別取2 mL磷酸鹽緩沖液(pH 7.4，0.2 mol/L)，0.3 mL鄰菲羅啉溶液(5 mmol/L)，混勻，加入0.2 mL FeSO4溶液(7.5 mmol/L)，加入酥油水解上清液，混勻，再加入2 mL H2O2(1%)，并補充體積至8 mL。另設置未損傷管和損傷管，其中未損傷管不加H2O2，損傷管加入1 mL H2O2。37 ℃保溫1 h，測定536 nm 處吸光值，按式(3)計算羥基自由基清除率[11]。

(3)

式中：

R3——羥基自由基清除率，%；

A0——未損傷管的吸光值；

A1——損傷管的吸光值；

A2——加樣品液的吸光值。

(4) 超氧陰離子自由基清除能力： 取5 mL Tris-HCl緩沖液(50 mmol/L，pH 8.2)，25 ℃水浴20 min，再加入0.5 mL鄰苯三酚溶液(0.3 mmol/L)，立即混勻倒入比色杯中，測定325 nm處吸光度值，每30 s測定一次，共5 min。以時間為橫坐標，吸光值為縱坐標繪制曲線，其斜率為鄰苯三酚自氧化速率。以1 mL樣品溶液代替1 mL 蒸餾水繪制曲線，其斜率為樣品超氧陰離子清除速率。按式(4)計算超氧陰離子自由基清除率[12]。

(4)

式中：

R4——超氧陰離子自由基清除率，%；

V0——鄰苯三酚氧化速率；

V1——樣品超氧陰離子清除速率。

(5) 過氧化氫清除能力(H2O2)：取2 mL樣品與800 μL 過氧化氫(4 mmol/L)混勻，室溫培養20 min，以蒸餾水為對照，再加入1 200 μL HRPase-苯酚紅溶液(300 μg/mL)室溫培養10 min，測定610 nm處吸光度值，并按式(5)計算過氧化氫清除率[13]。

(5)

式中：

R5——過氧化氫清除率，%；

A1——樣品組吸光度值；

A0——對照組吸光度值。

1.4 數據分析

每個樣品重復3次，采用GraphPad Prism 8軟件進行數據分析，結果表示為平均值±標準差；采用SPSS 22.0 軟件進行方差分析和顯著性檢驗，采用Origin lab 2017軟件制圖。

2 結果與分析

2.1 脂肪酸組成比較

由表1可知，西藏牦牛酥油主要含有棕櫚酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)、油酸(C18:1n9c)，其中，油酸含量隨海拔高度的增高而顯著降低(P<0.05)，與喻峰等[2]的結論基本一致。不同海拔的牦牛酥油含有不同濃度的功能性脂肪酸，如S2含有更高比例的棕櫚油酸、α-亞麻酸和木焦油酸，S3含有更高比例的亞油酸和順-11-二十碳-烯酸，S2含有更高比例的肉豆蔻油酸和花生四烯酸。這可能是因為不同海拔高度的牦牛奶脂肪酸成分存在差異[14]。

2.2 揮發性成分比較

由表2可知，西藏牦牛酥油中含有25種風味物質，包括酸類、烯烴類、醇類、酮類、醛類、烷烴類和芳香烴類。酥油的主要呈味物質是烯烴類，呈果香和芳香味，其揮發性組分含量高達26.14%。

由表3可知，不同海拔高度的牦牛酥油均有10種以上風味物質，其種類豐富，整體香氣豐滿協調，構成了酥油獨特的風味特征。低海拔酥油S2的揮發性組分主要為酸類，其次是烯烴類、酮類、醛類和醇類，由于酸類較多，導致酥油S2具有一定的刺鼻酸敗味，降低了其風味品質。中度海拔S3的揮發性組分主要為烯烴類，其次是芳香烴類、酸類、酮類、醛類和醇類，因其不含刺鼻酸敗味的3-甲基丁酸和2-甲基丁酸，但含有少量己酸，所以其風味品質較S2明顯提高。高海拔酥油S4的主要揮發性組成是烯烴類和芳香烴類，其次是少量醛類和酮類，由于其揮發性組分中不含任何具有不良氣味的酸類，而且其特征揮發性組成烯烴類和芳香烴類含量豐富，因此氣味純，風味品質最佳。這可能是因為酥油原料配比和加工工藝不同，也有可能與不同海拔地區酥油貯藏條件有關，如低海拔貯藏條件下，由于環境濕度和氧氣濃度相對較高，更易于導致富含不飽和脂肪酸的酥油酸敗，但仍需進一步驗證。

表1 不同海拔高度的牦牛酥油的脂肪酸組成?

2.3 流變特性比較

由圖1可知，隨著頻率的增大，G′逐漸減小；G′隨海拔高度的上升而減少，說明隨著海拔高度的增加，酥油在能量儲存后可恢復的彈性性質也在逐漸減小。當頻率為0.01～1.00 rad/s時， tanδ逐漸降低，當頻率為1～10 rad/s 時，tanδ隨頻率的增大而增大，且酥油S3的tanδ顯著高于S4和S2的，黏性比例更大，表現出更強的流動性[15-16]。

2.4 抗氧化活性比較

由圖2可知，西藏牦牛酥油均有不同程度的抗氧化能力。相對高海拔的酥油S3和S4，低海拔的酥油S2具有更強的抗氧化活性，包括更強的DPPH自由基清除能力、羥基自由基清除能力、超氧陰離子清除能力以及鐵離子螯合抗氧化能力；與酥油S4相比，酥油S3具有更強的羥基自由基清除能力。這可能是因為其組分的差異，酥油中抗氧化活性成分主要是不飽和脂肪酸、蛋白質、功能脂肪酸、維生素等[17-18]，如酥油S2在油酸、α-亞麻酸和棕櫚油酸等不飽和脂肪酸含量方面顯著高于S3和S4。然而，由于酥油組成成分的復雜性，從不飽和脂肪酸含量角度解釋酥油的抗氧化活性顯然不夠合理，其抗氧化機制有待進一步探索。

表2 牦牛酥油的揮發性組分含量?

表3 牦牛酥油的風味物質比較

圖1 不同海拔牦牛酥油儲能模量和損耗正切值隨頻率的變化

字母不同表示差異顯著(P<0.05)

3 結論

研究分析了海拔高度對西藏牦牛酥油的脂肪酸組成、揮發性成分、流變學特性及抗氧化功能的影響。結果表明，海拔高度對牦牛酥油的脂肪酸組成、揮發性成分、流變學特性及抗氧化功能具有顯著影響(P<0.05)，其中海拔2 500～2 800 m的牦牛酥油的不飽和脂肪酸含量相對最高，但海拔4 300 m以上的牦牛酥油的風味品質最佳，海拔3 500～4 000 m的牦牛酥油具有更好的流動性。不同海拔的牦牛酥油均有不同程度的抗氧化能力，其中海拔2 500～2 800 m的牦牛酥油具有最強的抗氧化活性。但牦牛酥油的風味形成機制和抗氧化機理還需進一步探討。