日粮中Zn和Se强化对秦宝雪花牛肝中矿物质及挥发性化合物的影响

沙景龙，李永鹏，张 丽，余群力，*，曹 晖，党 欣

(1.甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃兰州 730070;2.陕西秦宝牧业股份有限公司，陕西宝鸡 710213)

日粮中Zn和Se强化对秦宝雪花牛肝中矿物质及挥发性化合物的影响

沙景龙1，李永鹏1，张 丽1，余群力1，*，曹 晖2，党 欣1

(1.甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃兰州 730070;2.陕西秦宝牧业股份有限公司，陕西宝鸡 710213)

为了研究日粮中Zn、Se营养强化对秦宝雪花牛(秦川牛×日本和牛)肝矿物质及挥发性化合物的影响，选取16头秦宝雪花公牛为实验对象，分别以基础日粮、添加Zn、Se营养强化剂的强化日粮进行饲养。在18月龄屠宰后测定其肝脏中的矿物质元素Ca、Fe、Zn、Se、Mg以及挥发性化合物。结果发现Zn、Se强化使秦宝雪花牛肝矿物质元素中的Zn含量提高了73%，并使Se含量提高了18.6倍。苯并噻唑的含量在Zn、Se强化后被提高了15%。此外，Zn、Se强化还会影响到壬醛、反－2－壬烯醛、2－戊基呋喃等物质的含量。结果表明，日粮中Zn、Se强化会提高秦宝雪花牛肝中Zn、Se等矿物质含量，同时会对部分含硫化合物和醛类物质产生明显影响。

Zn和Se强化，秦宝雪花牛肝，矿物质含量，挥发性化合物

秦宝雪花牛是日本和牛与中国秦川牛的杂交类群，其牛肉肉质细腻、鲜嫩多汁、芳香浓郁、风味独特，而同时这种牛副产物也具有巨大的经济开发潜力。因此，对于秦宝雪花牛肉牛工业的发展而言，其副产物的综合利用就成了一个亟待解决的关键问题［1－2］。动物日粮的营养强化是改良动物产肉性能以及肉用品质的最重要手段，而关于各种日粮营养强化对肉品品质的研究也屡见不鲜。近年来相关研究中，Moreno－Indias等［3］研究了日粮中 DHA 的强化对羊肉感官品质的影响;而Herdmann等［4］则研究了日粮中多不饱和脂肪酸的强化对德国西门塔尔公牛不同组织中脂肪酸组成的影响。然而，关于日粮营养强化对动物副产物食用品质影响的研究却很少，而其中国内针对秦宝雪花牛在这个领域的研究更是未见报道。本研究选取了陕西秦川地区的16头秦宝雪花公牛(秦川牛×日本和牛)为实验对象，在饲养过程中分为:Zn、Se未强化组，以基础日粮进行饲养;Zn、Se强化组，在基础日粮中添加Zn、Se营养强化剂，以强化日粮进行饲养。在18月龄屠宰后测定其肝脏中的矿物质元素以及挥发性化合物。通过分析日粮中Zn、Se强化对秦宝雪花牛肝矿物质和挥发性化合物的影响，以期为秦宝雪花牛副产物综合利用提供理论依据和数据基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

本研究所用16头秦宝雪花公牛(秦川牛×日本和牛)，均来自陕西秦宝牧业发展有限公司。饲养到18月龄屠宰，宰前12h禁食，2h禁水。宰后取牛肝为实验对象。

SP－3880AA型石墨炉原子吸收光谱仪 上海光谱仪器有限公司;DS－Ⅱ型电热三用水箱 北京市医疗设备厂;AUTOSYSTEM XL－TURBOMASS型气相色谱—质谱联用仪 美国Perkinelmer公司;固相微萃取手动进样器(50/30μmDVB/CAR/PDMS) 美国Supelco公司。

1.2 实验设计

本研究所用16头秦宝雪花牛被随机分成两个饲养组(每组各8头)，即未强化饲养组和Zn、Se强化饲养组，两组日粮:未强化饲养组，基础日粮青贮玉米 36%、玉米20%、豆粕14%、麦麸 5%、食盐0.50%、小苏打0.50%、牧草23%、预混料1%;Zn、Se强化饲养组，在基础日粮中添加Zn、Se营养强化剂，确保最终日粮中Zn和Se含量分别达到50mg/kg和0.5mg/kg。

饲养到18月龄屠宰后，取牛肝脏，以备矿物质含量测定和挥发性化合物测定，每头牛的牛肝只测定一次矿物质含量和挥发性化合物，然后通过方差分析比较强化组和未强化组的差异。

1.3 矿物质含量测定

Ca含量测定按照 GB/T 5009.92－2003，Fe含量测定按照 GB/T 5009.90－2003，Zn含量测定按照GB/T 5009.14－2003，Se含量测定按照 GB 5009.93－2010，Mg含量测定按照 GB/T 5009.90－2003。

1.4 挥发性化合物测定

取50g牛肝样品，切成1cm肉丁，放置于100mL小瓶中，使用封口胶密封，加入10g的NaCl颗粒，在90℃水浴锅中加热60min充分熟制。然后在60℃恒温条件下，小瓶始终处于密封状态中，用手动SPME进样器吸附30min，之后进行GC－MS分析。

色谱条件:色谱柱为 OV1701色谱柱(50m×0.2mm，0.33μm);升温程序:50℃ 保持 2min，以3℃/min升至 225℃，保持 1min;载气(He)流速0.8mL/min;分流进样，20min后打开分流阀，分流比1∶20;解吸附温度 300℃，解吸附 2min。

质谱条件:电子轰击(EI)离子源;电子能量70eV;离子源温度200℃;质量扫描范围10～400m/z。

用TuborMass.4.1.1数据处理系统，对GC－MS结果进行分析，通过对比系统自带的NBS、Nist等数据库进行人工解析，对离子流图中各物质的峰面积进行加和(排除峰面积小于100或无法定性的杂质峰)，得到总峰面积，然后利用如下公式:相对含量(%)=各物质离子流图峰面积/总峰面积×100，计算出各挥发性成分的相对含量。

2 结果与分析

2.1 日粮中Zn、Se强化对秦宝雪花牛肝中矿物质含量的影响

日粮中Zn、Se强化组和未强化组的秦宝雪花牛肝中矿物质含量比较如表1所示。通过方差分析可知，强化组秦宝雪花牛肝中矿物质Se、Mg含量高于未强化组，尤其矿物质Se在强化组中比未强化组高出18.6倍，差异极显著(p＜0.01)。矿物质Zn在两组含量分别为29.51%和17.08%，强化组也显著高于未强化组，而矿物质Ca、Fe含量差异不显著(p＞0.05)。

表1 Zn、Se强化组和未强化组秦宝雪花牛肝的矿物质Table 1 Mineral composition of beef liver of Xuehua cattle with and without Zn and Se enhancement

2.2 日粮中Zn、Se强化对秦宝雪花牛肝中挥发性化合物含量的影响

在强化组和未强化组的秦宝雪花牛肝中，均检测出35种挥发性化合物，这些化合物主要是烃类、醛类、酮类、醇类、芳香类、杂环类、酸类，如表2所示。其中苯并噻唑含量最高，在强化组与未强化组含量分别为40.04%和45.88%，具有显著差异，而醛类物质也具有相当高含量，在两组含量分别为39.03%和24.39%，差异显著(p＜0.05)，庚烷、异戊醛、甲硫基丙醛、壬醛差异极显著，而己醇、醛类、2－甲基丁醛、反－2－壬烯醛、二甲基呋喃、2－戊基呋喃、苯并噻唑差异显著，其他挥发性物质差异不显著。

Zn、Se强化组和未强化组秦宝雪花牛肝挥发性化合物种类比较如图1所示。其中Zn、Se强化组秦宝雪花牛肝醛类物质含量比未强化组低，强化组仅为未强化组的62%;而对于杂环类物质含量而言，强化组则明显高于未强化组。

图1 Zn、Se强化组和未强化组秦宝雪花牛肝的挥发性化合物种类Fig.1 The kinds of volatiles of beef liver of Xuehua cattle with and without Zn and Se enhancement

3 讨论

秦宝雪花牛日粮的Zn、Se强化引起了牛肝Zn、Se含量差异，强化组的Zn含量比未强化组相对高出73%，而对于Se含量而言，强化组甚至是未强化组的18.6倍。Ripoll等［5］也发现日粮中Se强化明显提高了羊肉中的Se含量，进而提高了羊肉的色泽稳定性，并相应延长了羊肉的货架期。而在本研究中，日粮中的Se强化将秦宝雪花牛肝中的Se含量提高了将近18倍，这说明日粮营养素强化也会提高反刍动物肝脏中的相应营养素。

表2 Zn、Se强化组和未强化组秦宝雪花牛肝的挥发性化合物(n=8)Table 2 Volatiles of beef liver of Xuehua cattle with and without Zn and Se enhancement

根据 Calkins的综述［6］，Zn、Se 强化组和未强化组的秦宝雪花牛肝中检测出的35种化合物中，共有6种美拉德反应产物:异戊醛、2－甲基丁醛、甲硫基丙醛、2－乙酰基噻唑、丁二酮、苯并噻唑;其中异戊醛、2－甲基丁醛、甲硫基丙醛、苯并噻唑在强化组和未强化组之间差异显著(p＜0.05)。异戊醛来自于亮氨酸的Strecker降解，Sun等［7］发现异戊醛具有巧克力香味，日粮中的Zn、Se强化将秦宝雪花牛肝挥发性化合物中的异戊醛降低了64%。2－甲基丁醛来自于异亮氨酸的Strecker降解，该物质具有咖啡香、可可香、甜水果香气以及类似巧克力的风味［8］，Zn、Se强化将秦宝雪花牛肝挥发性化合物中的2－甲基丁醛降低了69%。甲硫基丙醛是一种具有肉香及肉汤风味的挥发性化合物，Zn、Se强化使得这种化合物含量降低了80%。Braggins等［9］曾指出pH会影响肉香风味形成的美拉德反应中甲硫基丙醛的生成，但这并不能解释日粮中Zn、Se强化何以会减少秦宝雪花牛肝中甲硫基丙醛的形成。苯并噻唑具有炖肉味、肉汤味及烧烤味，这种含硫化合物的阈值很低，其含量变化可能会引起整体风味的改变［10］。日粮中的Zn、Se强化使得秦宝雪花牛肝的苯并噻唑含量增加了15%。从结果中可以发现，对于秦宝雪花牛肝的美拉德反应挥发物而言，日粮中Zn、Se强化只明显提高了苯并噻唑含量。

根据 Calkins的综述［6］，Zn、Se强化组和未强化组的秦宝雪花牛肝中壬醛、反－2－壬烯醛、2－戊基呋喃均来自脂肪氧化作用。日粮中的Zn、Se强化使得秦宝雪花牛肝中壬醛、反－2－壬烯醛含量分别降低了49%和60%，却使得2－戊基呋喃含量升高了1.6倍。Tikk等［11］发现壬醛与一种叫做“过热味”的不良脂肪氧化气味有关;Elmore等［12］则发现反－2－壬烯醛是源于脂肪氧化的产物，符合亚油酸氧化分解产物模式;Yancey等［13］发现2－戊基呋喃与牛肝的不良风味有密切关系，并且与其脂肪氧化过程有关。通过分析可以发现日粮中的Zn、Se强化降低了壬醛、反－2－壬烯醛含量，并提高了2－戊基呋喃含量，这些化合物都与脂肪氧化有关，可见日粮的Zn、Se强化会影响秦宝雪花牛肝中与脂肪氧化有关的挥发性化合物。

通过分析可以发现，日粮的Zn、Se强化明显提高了秦宝雪花牛肝矿物质含量中的Zn和Se组分，并对苯并噻唑含量有明显的提高，同时会影响到壬醛、反－2－壬烯醛、2－戊基呋喃等与脂肪氧化有关的挥发性化合物。

4 结论

日粮中Zn、Se强化对秦宝雪花牛肝的矿物质元素及挥发性化合物影响如下:Zn、Se强化将秦宝雪花牛肝矿物质元素中的Zn含量提高了73%，并将Se含量提高了18.6倍;同时对于秦宝雪花牛肝中的美拉德反应产物而言，Zn、Se强化将苯并噻唑的含量提高了15%，并明显降低了异戊醛、2－甲基丁醛、甲硫基丙醛含量;此外 Zn、Se强化还会影响到壬醛、反－2－壬烯醛、2－戊基呋喃等与脂肪氧化有关的挥发性化合物。结果表明，日粮中Zn、Se强化会提高秦宝雪花牛肝中Zn、Se等矿物质含量，同时会对部分含硫化合物和醛类物质产生明显影响。

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Effect of Zn and Se enhancement in diet on mineral composition and volatiles of beef liver of Xuehua cattle

SHA Jing－long1，LI Yong－peng1，ZHANG Li1，YU Qun－li1，*，CAO Hui2，DANG Xin1
(1.College of Food Science and Engineering，Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070，China;2.Shaanxi Kingbull Company Limited，Baoji 710213，China)

In order to investigate the effect of enhancement of Zn and Se in diet on the minerals and volatile compounds of beef liver of Xuehua cattle(Qinchuan cattle ×Japanese black cattle)，sixteen Xuehua cattles were selected as objects of study，which were raised by basal diet and diet enhanced with Zn and Se.The minerals and volatile compounds of beef liver of Xuehua cattle were determinated after slaughter.It was found that the content of Zn and Se were increased by 73%and 18.6 folds through enhancement.The content of benzothiazole was increased by 15%.Moreover，enhancement of Zn and Se in diet had significant effect on content of nonanal，E－2－nonenal and 2－pentylfuran.The results showed that enhancement of Zn and Se in diet could increase the content of Zn and Se in beef liver of Xuehua cattle，while the relative content of sulfur－containing and aldehydes volatile compounds were affected significantly.

Zn and Se enhancement;beef liver;mineral composition;volatiles

TS201.4

A

1002－0306(2012)17－0357－04

2012－01－09 *通讯联系人

沙景龙(1987－)，男，硕士研究生，研究方向:食品工程。

国家现代农业(肉牛牦牛)产业技术体系资助项目(CARS－38);国家自然基金项目资助(31060221)。