內蒙古地區不同養殖草食動物背最長肌氨基酸組成及營養價值評價

哈斯額爾敦　敖長金　薩茹麗　曹琪娜　白晨

以內蒙古地區集約化養殖草食動物牛、綿羊、山羊和驢背最長肌為研究對象，與雞胸肉參照，采用全自動氨基酸分析儀內標法檢測氨基酸含量，評價肌肉氨基酸組成及營養價值。結果表明，各氨基酸在不同動物肌肉中的含量均呈顯著差異（<0.05），雞胸肉、牛肉和山羊肉總必需氨基酸含量顯著高于綿羊肉（<0.05），驢肉與其他肉無顯著差異，牛肉和驢肉總非必需氨基酸含量顯著高于山羊肉（<0.05），其他肉無顯著差異;不同草食動物肌肉必需氨基酸指數均高于95，屬于優質蛋白質來源，EAAI順序為山羊肉>雞胸肉>綿羊肉>牛肉>驢肉;驢肉甜味氨基酸含量顯著高于其他肉（<0.05），牛肉和綿羊肉鮮味氨基酸含量顯著高于其他肉（<0.05），雞胸肉苦味氨基酸含量顯著高于其他肉（<0.05），牛肉和綿羊肉總呈味氨基酸含量顯著高于其他肉（<0.05）;以氨基酸相對含量聚類，綿羊肉和牛肉在圖譜中最接近，驢肉處于圖譜最遠端。

草食動物;肌肉;氨基酸;必需氨基酸;風味氨基酸

Evaluation of Amino Acid Composition and?Nutritional Value of ?from Different Farmed?Herbivores in Inner Mongolia Region

KHAS-Erdene， AO Changjin， SA Ruli， CAO Qina， BAI Chen

?The objective of this study was to evaluate the amino acid composition and nutritional?value of ?muscles from?different herbivores?（cattle， sheep， goats， and donkeys）?and?chicken breast meat （control） from intensive?farms in Inner Mongolia region. Amino acid contents?were?determined on an automatic amino acid analyzer by using an internal standard method. The results showed that the contents of amino acids in the muscle of different animals were significantly different （?< 0.05）. Total essential amino acid contents?in muscles of chickens， cattle and goats were?significantly higher than that in?sheep?muscle?（?< 0.05）， while donkey muscle showed?no?significant?difference from muscles from?the other species （?> 0.05）. The total non-essential amino acid values of cattle and donkey?meat?were higher than that?of goat?meat?（?< 0.05）， but were not significantly?different from those of sheep and chicken meat?（?> 0.05）. The essential amino acid?indexes （EAAI）?of?the muscles?of the herbivore animals were all higher than 95， which indicates?that they are high quality protein sources， and?the EAAI?values decreased in the following order：?goat > chicken > sheep > cattle > donkey. The relative content of sweet taste amino acids in?donkey muscle was significantly higher than those in the other meats?（?< 0.05）， and the relative contents of umami amino acids in?cattle and sheep?meats were higher than those in the?other meats （?< 0.05）. The relative content of bitter taste amino acids was higher in chicken than in the other meats （?< 0.05）， and the relative content of total flavor amino acids was significantly higher?in beef and sheep meat?compared with the other meats （?< 0.05）. Cluster analysis was performed on the relative contents of?amino acid， revealing that?sheep and cattle meats are closest to each other in the heatmap， whereas donkey?meat?is the furthest.

?herbivore; muscle; amino acid; essential amino acid; flavor amino acid

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20211223-241

中圖分類號：TS251.2 ?????????????文獻標志碼：A ????????????????????文章編號：

草食動物是我國內蒙古和其他北方地區主要的養殖動物，其中牛、綿羊、山羊是主要的肉食品來源，而驢肉具有地區性，或為特定食物的原料。隨著飲食結構的多元化，草食動物來源肉食品的地域性特點逐漸淡化，已廣泛成為人們膳食的重要組成。氨基酸含量與組成是評價蛋白質品質及食品加工特性的重要指標，評價指標包括必需氨基酸含量、呈味氨基酸含量、必需氨基酸評分、必需氨基酸指數等。動物肌肉蛋白質中必需氨基酸組成的評價普遍高于植物來源蛋白質及多數其他動物源性蛋白質。動物肌肉蛋白質氨基酸組成受多種因素影響，其中包括動物種類、飼料組成、地域環境、養殖方式等。多數研究表明，雜食動物與草食動物肌肉氨基酸組成特點不同，而同為草食動物，不同物種間亦存在差異，如綿羊與山羊、綿羊與牛等。本研究以內蒙古地區集約化養殖條件下，谷飼草食動物牛、綿羊、山羊和驢背最長肌樣品為研究對象，以雞胸肉作為參比，評價其氨基酸組成，并探討不同草食動物種類對肌肉氨基酸組成、必需氨基酸評分、呈味氨基酸組成的影響，旨在為草食動物肉制品加工及利用提供數據參考與理論依據。

1.1 ??材料與試劑

不同養殖草食動物，牛、綿羊、山羊和驢背最長肌鮮肉凍存樣品各50 份，共200 份，均來自內蒙古地區標準化養殖場健康出欄動物。樣品來源的動物品種包括蒙古牛（=50）、蒙古綿羊（=50）、阿爾巴斯山羊（=50）、德州驢（=50），養殖模式均為集約化舍飼，飼料組成為牧草和配合谷物飼料。以本地區另一重要肉食品來源雞胸肉為參照，雞胸肉（=50）來源為白羽來航雞，養殖模式為集約化籠養，飼喂配合谷物飼料。

17 種混合氨基酸標準品、檸檬酸緩沖溶液、茚三酮顯色劑 ??日本Wako公司;鹽酸（優級純）、無水乙醇（色譜純） ??國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 ??儀器與設備

L8900全自動氨基酸分析儀 ??日本日立公司;JXDC-400氮氣吹掃儀 ??上海凈信實業發展有限公司;Biosafer-10C真空冷凍干燥機 ??賽飛（中國）有限公司;BSA224S-CW精密天平 ??賽多利斯科學儀器（北京）有限公司;101-3AB電熱鼓風干燥箱 ??天津市泰斯特儀器有限公司;SB-5200DTD超聲波儀 ??寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.3 ??方法

1.3.1 ??樣品處理

新鮮凍存肌肉樣品切成1～2 cm肉塊，用小型絞肉機切碎，稱取適量，在-70～-80 ℃真空干燥后，研缽搗碎，密封保存，用于氨基酸測定。

1.3.2 ??氨基酸測定

參照GB 5009.124—2016《食品安全國家標準 食品中氨基酸的測定》，采用酸水解法對樣品進行處理。稱取肌肉凍干粉碎樣品50 mg（精確至0.1 mg）放入消解管，加入10.0 mL 6.0 mol/L鹽酸溶液，經冰浴和充氮氣后封口，110 ℃烘箱內水解24 h，移入容量瓶定容至25 mL，移取0.5 mL上述溶液，50 ℃干浴氮氣濃縮至干，用0.02 mol/L鹽酸溶液定容至2.5 mL，移取約1.5 mL上述準備液，0.22 μm濾膜過濾后用氨基酸分析儀定量檢測氨基酸含量，以鮮肉質量計。

1.3.3 ??氨基酸分析儀色譜條件

采用鈉離子樹脂填充交換柱（4.6 mm×60 mm，3 μm），檸檬酸鹽緩沖溶液作為流動相，流速0.40 mL/min;分離柱工作溫度57 ℃，柱后茚三酮衍生顯色，反應柱工作溫度135 ℃;內標法雙通道檢測，波長分別為420 nm和570 nm，前者檢測脯氨酸峰度，后者檢測其他16 種氨基酸峰度。

1.3.4 ??氨基酸營養價值評價

根據聯合國糧農組織/世界衛生組織/聯合國大學（Food and Agriculture Organization/World Health Organization/United Nations University，FAO/WHO/UN）建議的成年人理想蛋白質氨基酸評分標準進行計算及比較，分別按公式（1）～（2）計算必需氨基酸評分和必需氨基酸指數（essential amino acid index，EAAI）。

式中：為比較的必需氨基酸數目（=8，包括亮氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸+半胱氨酸、酪氨酸+苯丙氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、色氨酸）;下標為測定肌肉蛋白質中必需氨基酸含量/（mg/g）;下標為標準模式蛋白質中對應必需氨基酸含量/（mg/g）。

1.4 ??數據處理

以動物物種為主效應的單因素方差分析采用SAS Studio（大學版，SAS Institute Inc.）ANOVA程序分析，進行LSD多重比較，<0.05為差異顯著。不同動物肌肉蛋白質中氨基酸相對含量的方差分析結果進一步采用ClustVis 2.0進行系統聚類分析。

2.1 ??不同養殖草食動物肌肉氨基酸含量比較

由表1可知，不同動物肌肉樣本檢測出17 種氨基酸，其中包括10 種必需氨基酸和7 種非必需氨基酸，色氨酸在酸水解過程中被破壞，未檢出。4?種養殖草食動物肌肉中17 種氨基酸總量，牛肉和驢肉顯著高于綿羊肉和山羊肉（<0.05），但與雞胸肉無顯著差異。各氨基酸在不同動物肌肉中的含量均呈現顯著差異（<0.05），其中牛肉和山羊肉總必需氨基酸含量高于綿羊肉，與驢肉無顯著差異;而雞胸肉總必需氨基酸含量顯著高于綿羊肉（<0.05），與其他幾種動物無顯著差異。比較總非必需氨基酸含量，驢肉最高，且顯著高于綿羊肉、山羊肉和雞胸肉（<0.05），與牛肉差異不顯著;牛肉顯著高于山羊肉（<0.05），與綿羊肉和雞胸肉無顯著差異。

食物蛋白質營養價值高低的因素主要取決于必需氨基酸的含量、種類及比例等。本研究中不同草食動物背最長肌氨基酸含量檢測結果表明，必需氨基酸除色氨酸外均被檢出，說明氨基酸組成較全面，與人的氨基酸營養需要種類相符。對4?種不同草食動物肌肉總必需氨基酸含量進行比較，山羊肉最高，其次是牛肉，且二者均顯著高于綿羊肉，而綿羊肉與驢肉無顯著差異，這與其他研究報道中牛、綿羊、山羊和驢背最長肌總必需氨基酸含量測定結果趨于一致。常見動物肌肉必需氨基酸含量根據動物種類、樣本水分和脂肪含量等因素不同而異，為7～10 g/100 g;如以相對含量計算則不受水分和脂肪等其他成分含量的影響，依此估算不同動物肌肉必需氨基酸在總氨基酸中的相對含量為40%～53%。本實驗中各動物肌肉必需氨基酸相對含量，牛肉、綿羊肉、山羊肉、驢肉和雞胸肉分別為52%、52%、50%、53%和50%，如不包含屬于半必需氨基酸的半胱氨酸和酪氨酸則分別依次為48%、48%、45%、49%和45%。文獻報道牛、綿羊、山羊、驢背最長肌和雞胸肉中必需氨基酸相對含量（均校正為不包含半胱氨酸和酪氨酸）分別為40%～48%、37%～51%、38%～53%、35%～40%和34%～45%。

動物肌肉蛋白質對于以谷物為主糧的人類飲食結構來說是優質蛋白來源，其主要原因之一是，動物肌肉必需氨基酸中賴氨酸和亮氨酸的含量較高，其中賴氨酸是人類以谷物為主日糧時的第一限制性氨基酸，而亮氨酸是重要的支鏈氨基酸，是肌肉合成代謝即肌肉修復、增長所必需的結構氨基酸。本研究中，與蛋白質理想模式比較，各草食動物肌肉賴氨酸含量均較高，其中山羊肉最高，且顯著高于其他草食動物，說明山羊肉在提供膳食賴氨酸方面優于其他草食動物肌肉;牛肉中的亮氨酸及其他支鏈氨基酸（即纈氨酸和異亮氨酸）含量均高于其他動物，說明牛肉在促進肌肉生長方面相較于其他草食動物肌肉表現更佳。

2.2 ??不同養殖草食動物肌肉必需氨基酸評分與EAAI比較

由表2可知，根據FAO/WHO對成年人蛋白質理想模式的定義，本研究中所有草食動物肌肉必需氨基酸評分均接近或高于蛋白質理想模式中相應必需氨基酸，且各必需氨基酸評分為理想模式的1.0～1.5 倍，說明草食動物肌肉蛋白質是優質蛋白質來源。各草食動物背最長肌必需氨基酸評分最高的均為賴氨酸，平均值是蛋白質理想模式的1.6 倍，其中山羊肉最高，為蛋白質理想模式的1.8 倍;而必需氨基酸評分相對較低的為纈氨酸和含硫氨基酸（蛋氨酸+半胱氨酸），但平均值也均接近理想蛋白質中的相應氨基酸，分別約為蛋白質理想模式的97%和104%。

EAAI可反映必需氨基酸含量與蛋白質理想模式（標準蛋白質）含量的接近程度，同時一定程度上也可反映蛋白質的代謝利用效率。EAAI高于95，表示為優質蛋白質來源;EAAI為86～95，表示為良好蛋白質來源;EAAI為75～86，表示為可用蛋白質來源;EAAI低于75則表示為不適宜蛋白質來源。4?種動物肌肉蛋白質EAAI均高于95，說明草食動物肌肉蛋白質均屬于優質蛋白質來源，其中山羊肉最佳，其次依次為雞胸肉（參照）、綿羊肉、牛肉、驢肉。

2.3 ??不同養殖草食動物肌肉呈味氨基酸含量比較

由表3可知，肌肉中與風味相關的氨基酸含量在不同動物間存在明顯差異。在鮮肉基礎上，甜味氨基酸含量在不同動物間差異顯著（<0.05），其中驢肉顯著高于其他動物肉（<0.05）;苦味氨基酸含量，牛肉和雞胸肉顯著高于綿羊肉和驢肉（<0.05），與山羊肉無顯著差異。從肌肉總氨基酸中總呈味氨基酸占比來看，牛肉和綿羊肉高于其他草食動物肉和雞胸肉（<0.05），驢肉甜味氨基酸占比最高（<0.05），雞胸肉苦味氨基酸占比最高（<0.05），鮮味氨基酸占比牛肉和綿羊肉高于其他動物肉（<0.05）。

肉類食品中多數氨基酸類化合物是呈味物質，這些氨基酸主要通過疏水相互作用與水合蛋白質相結合，具有弱疏水性的氨基酸味道更甜，相反疏水性強的氨基酸苦味更重。丙氨酸、甘氨酸、絲氨酸、脯氨酸是主要的甜味氨基酸，而蛋氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、組氨酸和精氨酸是主要苦味氨基酸。谷氨酸和天冬氨酸由于其酸性化學特性，游離狀態時主要呈酸味，但在蛋白質肽鏈或水解過程中易與鈉鹽的咸味結合共同呈現鮮味。本研究中，對不同草食動物背最長肌風味相關氨基酸含量進行比較，驢肉甜味更重，而牛肉和綿羊肉鮮味更明顯，作為參照的雞胸肉苦味更重。其他研究報道，對不同動物頸部肌肉游離氨基酸進行比較，驢肉中甜味氨基酸含量高于牛肉和綿羊肉，而鮮味氨基酸含量牛肉優于驢肉和綿羊肉;而另一項研究報道表明，雞胸肉總氨基酸中苦味氨基酸含量高于牛肉、羊肉和驢肉。

2.4 ??不同養殖草食動物肌肉氨基酸組成聚類分析

采用系統聚類法，對不同養殖草食動物肌肉氨基酸組成的相關性進行分析。由圖1可知，從聚類分析圖譜中可明顯看出，不同草食動物背最長肌和雞胸肉中主要氨基酸組成一致，均為谷氨酸含量最高，天冬氨酸、賴氨酸、亮氨酸其次，這與研究報道中牛背最長肌、綿羊不同部位肌肉、山羊背最長肌或大腿肌、驢肉制品、雞不同部位肌肉氨基酸組成一致。從氨基酸組成聚類來看，可將大部分必需氨基酸和非必需氨基酸區分，非必需氨基酸中均為谷氨酸和天冬氨酸占比最高，必需氨基酸中賴氨酸和亮氨酸最高。從圖譜中亦可較清晰分辨出草食動物背最長肌甘氨酸含量明顯高于雞胸肉，而組氨酸含量明顯低于雞胸肉。從聚類結果可知，牛肉和綿羊肉氨基酸組成最為接近，其次二者又與同為反芻動物的山羊肉較接近。單胃草食動物驢在聚類樹上處于最遠端，其次是雜食家禽雞（參照），說明二者肌肉氨基酸組成與反芻動物差異較大。

本研究以內蒙古地區集約化養殖草食動物牛、綿羊、山羊和驢背最長肌樣品為研究對象，以雞胸肉為參照，分析不同種類動物肌肉氨基酸含量的差異，用必需氨基酸評分及EAAI評價肌肉氨基酸的營養價值。牛、山羊背最長肌和雞胸肉總必需氨基酸含量顯著高于綿羊肉，而驢肉居中;不同草食動物肌肉與雞胸肉EAAI均高于95，屬于優質蛋白質來源，EAAI順序為山羊肉>雞胸肉>綿羊肉>牛肉>驢肉;對呈味氨基酸含量進行比較，驢肉甜味更重，牛肉和綿羊肉鮮味更明顯，雞胸肉苦味氨基酸含量最高;以氨基酸相對含量聚類，綿羊肉和牛肉最接近，驢肉與其他肉差異最大。養殖谷飼草食動物肌肉氨基酸組成各具營養和風味特點，是優質動物蛋白來源，具有進一步研發的潛能。

• HERREMAN L， NOMMENSEN P， PENNINGS B， et al. Comprehensive overview of the quality of plant- and animal-sourced proteins based on the digestible indispensable amino acid score[J]. Food Science and Nutrition， 2020， 8（10）： 5379-5391. DOI：10.1002/fsn3.1809.
• KAWAI M， SEKINE-HAYAKAWA Y， OKIYAMA A， et al. Gustatory sensation of （）- and （）-amino acids in humans[J]. Amino Acids， 2012， 43（6）： 2349-2358. DOI：10.1007/s00726-012-1315-x.

• 收稿日期：2021-12-23

  基金項目：內蒙古農業大學“雙一流”學科創新團隊建設人才培育項目（NDSC2018-03）;

  內蒙古農業大學高層次人才引進科研啟動項目（NDYB2018-26）

  第一作者簡介：哈斯額爾敦（1981—）（ORCID： 0000-0002-9199-5773），男，講師，博士，研究方向為動物營養與畜產品品質。E-mail： hsed-2002@hotmail.com

  *通信作者簡介：白晨（1990—）（ORCID： 0000-0003-0491-6414），男，講師，博士，研究方向為動物營養與畜產品品質。E-mail： ostrich2012@163.com