富硒锗酵母添加量对延边黄牛肉风味特性的影响

林 墨 申佳洁 王增凯 于 帅 牟柏德,2杨咏洁,2 张恩旭梁成云,2 李官浩,2

(1. 延边大学农学院，吉林 延吉 133002； 2. 延边大学食品研究中心，吉林 延吉 133002；3. 延边出入境检验检疫局，吉林 延吉 133000)



富硒锗酵母添加量对延边黄牛肉风味特性的影响

林 墨1申佳洁1王增凯1于 帅1牟柏德1,2杨咏洁1,2张恩旭3梁成云1,2李官浩1,2

(1. 延边大学农学院，吉林 延吉 133002； 2. 延边大学食品研究中心，吉林 延吉 133002；3. 延边出入境检验检疫局，吉林 延吉 133000)

选取生长发育良好的30月龄的延边黄牛公牛20头，体重(350±20) kg，随机分为4组，分别为：对照A组(基础日粮)、试验B组(基础日粮中添加0.1%富硒锗酵母)、试验C组(基础日粮中添加0.2%富硒锗酵母)、试验D组(基础日粮中添加0.3%富硒锗酵母)，供试牛进行为期100 d的饲喂试验。经标准化屠宰后，在(4±1) ℃下排酸48 h，取外脊和臀肉进行后续指标测定。利用电子鼻和电子舌分析不同组延边黄牛肉的风味变化，通过主成分分析(PCA)、线性判别分析 (LDA) 和传感器贡献率(Lordings)，探究肉中不同硒锗含量对延边黄牛肉风味的影响。试验结果表明：富硒锗酵母对牛肉气味有一定影响，对照组与试验组气味的差异主要来自氮氧化合物及硫化物；富硒锗酵母对滋味有一定影响，与对照组相比外脊和臀肉试验组鲜味及鲜味回味输出值更高。

富硒；富锗；电子舌；电子鼻；黄牛肉；风味

中国是一个缺硒较严重的国家，全国低硒地区占全国总面积的72%，其中黑龙江、吉林、辽宁均为中国严重缺硒省份，且肉用畜禽缺硒症屡有发生[1]。硒是动物机体必需微量元素之一，可阻止细胞膜氧化，改善肉品质量。研究[2]表明，硒具有促生长、抗氧化、抗应激等多重作用。此外，硒的富集不仅可以改善畜禽的健康状况，还能够提高畜禽产品的价值[3-4]。

锗(Ge)属于典型的稀有元素，具有参与免疫调节、消除体内自由基、抗氧化作用、影响脂类代谢等生物学功能[5]。目前，锗元素通过富集作用作为矿物质添加剂居多，以二氧化锗为锗源，利用酵母对锗有良好的富集能力，将锗吸收到细胞内部，而不是吸附滞留在细胞表面，使含锗酵母生物活性丰富。刘孟洲等[6]研究发现经富硒饲料饲喂的猪与普通猪肉相比肌肉组织中硒含量显著提高；徐娥等[7]在育肥牛的饲料中添加了有机硒，结果发现试验组肉中的硒含量显著增加。Panter等[8]研究证明有机硒比无机硒更容易在动物体组织中沉积。温萍等[9]在肉鸡日粮中分别添加无机锗和有机锗，发现随着锗含量的增加，在胸肌的沉积不断增加，并且有机锗的沉积量要高于无机锗的沉积。

在对牛肉品质评价过程中除了外观，气味也是一个很重要的评价指标。目前对其评价还停留在感官评定，存在较大的人为因素、重复性差等缺点。随着传感器、纳米等技术的发展，电子舌与电子鼻技术应运而生。电子舌因具有重复性、高灵敏性、可靠性等优点，使其更多地应用在肉与肉制品的检测中，在食品行业中电子舌系统主要应用在食品新鲜度、成分鉴定、定量分析等方面[10]。易宇文等[11]利用电子舌对微冻鲢鱼新鲜度进行了识别。曹仲文等[12]证明电子舌技术可用于鸡汤与人工勾兑高汤及其混合样品的识别。陈全胜等[13]证明电子舌技术与适当的模式识别方法相结合可以成功地评判茶叶的质量等级。电子鼻技术是一门新兴的气体分析技术，因其具有响应速度快、检测时间短等优点，被广泛应用于医疗诊断、农副产品与食品的检测中[14]。张瑶等[15]研究发现电子鼻能够有效地区分添加不同浓度抗生素的羊奶。陈辰等[16]证明电子鼻技术可用于玫瑰香葡萄贮藏期的快速判别。

本试验拟以添加富硒锗酵母饲料饲喂延边黄牛，再以含硒锗的黄牛肉为检测对象，利用电子鼻和电子舌分别对延边黄牛肉进行挥发性成分及滋味的测定，探索延边黄牛肉中的硒、锗元素的沉积量对牛肉中挥发性成分的影响，为今后研究延边黄牛肉风味特性奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂

牛肉：吉林省珲春市旭春肉牛养殖场提供；

盐酸：分析纯，韩国Duksan公司；

浓硫酸、甲苯、高氯酸、甲酸：分析纯。

1.1.2 主要仪器与设备

分析天平：JA10003N型，上海民桥精密科学仪器有限公司；

高速冷冻离心机：Z400K型，德国Hermle公司；

高速分散均质机：FJ-200型，上海标本模型厂；

电子鼻系统：PEN3型，德国Airsense公司，

味觉分析系统： SA-402B型，日本Insent公司。

1.2 方法

1.2.1 试验分组 选取生长发育良好的30月龄的延边黄牛公牛20头，体重(350±20) kg，随机分为4组，分别为：对照A组(基础日粮)、试验B组(基础日粮中添加0.1%富硒锗酵母)、试验C组(基础日粮中添加0.2%富硒锗矿酵母)、试验D组(基础日粮中添加0.3%富硒锗酵母)，供试牛按以上分组进行为期100 d的饲喂试验。经标准化屠宰后，在(4±1) ℃下排酸48 h，取外脊和臀肉进行后续指标测定。

1.2.2 电子鼻测定延边黄牛肉风味 本试验使用的电子鼻系统含有10个不同的金属氧化物传感器组成传感器阵列。将样品用绞肉机搅碎后，装入密封杯子中，测试时直接将进样针头插入含样品的密封杯子中进行测定。测定条件：温度25 ℃，清洗时间90 s，测定时间90 s，试验重复5次平行。

1.2.3 电子舌测定延边黄牛肉风味 将样品用绞肉机搅碎后取5 g加入25 mL蒸馏水中，混合，将混合后的样品均质1 min，于25 ℃，5 000 r/min离心10 min，将离心后的样品用滤纸过滤，将滤液进行风味测定。

1.2.4 统计分析 采用 SPSS 17.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 延边黄牛肉中硒元素、锗元素沉积量

由表1、2可知：外脊的试验组中硒、锗元素的含量显著高于对照组(P<0.05)。臀肉试验组与对照组相比，试验组牛肉中硒元素含量均显著高于对照组(P<0.05)；试验组锗元素的含量均显著高于对照组(P<0.05)，试验C、D组显著高于试验B组，但试验C、D组间无显著性差异。说明富硒锗酵母的添加能够提高硒、锗元素在延边黄牛肉中的沉积。

本试验外脊和臀肉试验组硒元素、锗元素沉积量均显著高于对照组(P<0.05)，且试验C组含量最高，与申小云[17]试验结果相似。延边黄牛肉中硒元素、锗元素沉积量试验结果表明饲喂富硒锗牛能显著提高牛肉中硒锗含量。

表1 延边黄牛肉中硒元素沉积量†

† 同行上标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

表2 延边黄牛肉中锗元素沉积量†

† 同行上标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

2.2 富硒锗酵母对延边黄牛肉气味的影响

电子鼻传感器性能见表3。

由图1(a)可知，延边黄牛外脊中4组肉样在Correlation相关性矩阵模式下：第一主分贡献率为94.398%，第二主分贡献率为4.221%，2个主成分累积区分贡献率为98.619%，基本上涵盖了样品的原始信息。外脊对照组与其他3组肉样在气味上存在差异，对照组与试验组的差异来自第一主成分。

表3 传感器性能描述

图1 外脊主成分、线性判别、传感器贡献率分析图

由图1(b)可知，对照A组与试验B、C、D组间的肉样均能较好区分。

由图1(c)可知，由于各组间的气味差异主要表现在第一主成分上，2、7号传感器对第一主成分区分贡献率最大，即对照组与试验组在氮氧化合物、硫化物成分上差异较大。

由图2(a)可知，延边黄牛臀肉中4组肉样在Correlation相关性矩阵模式下：第一主分贡献率为86.094%，第二主分贡献率为10.546%，2个主成分累积区分贡献率为96.640%，所以这2个主成分已经完全代表了样品的主要信息特征。由图2(a)可见，臀肉对照组与试验B、C、D组肉样在气味上存在差异，对照组与试验组的差异来自第一主成分。

由图2(b)可知，各组间的肉样均能较好区分。

由图2(c)可知，由于各组间的气味差异主要表现在第一主成分上，2、7号传感器对第一主成分区分贡献率较大，即对照组与试验组在氮氧化合物、硫化物成分上差异较大。

图2 臀肉主成分、线性判别、传感器贡献率分析图

通过LDA判别分析可以看出,电子鼻可有效地将各组牛肉的气味区分开。富硒锗酵母对牛肉气味有一定影响，对照组与试验组气味的差异主要来自氮氧化合物及硫化物。与马小明等[18]的研究结果相似。通过Loadings分析发现外脊和臀肉对照组与试验组间挥发物质的差异主要来自氮氧化合物和硫化物。张虹艳[19]利用电子鼻对鸡肉的挥发性物质进行研究，发现区分鸡肉的挥发性物质主要来自硫化物和氮氧化物，与本试验结果相似。

2.3 富硒锗酵母对延边黄牛肉滋味的影响

由于基准液由氯化钾和酒石酸配制而成，所以咸味的无味点为-6，酸味的无味点为-13，无味点以下的项目可以认为是该肉样没有的味道。由表4可知，外脊和臀肉各组咸味和酸味输出值升高，但咸味和酸味输出值均在无味点以下，因此可以认为对照组与试验组的外脊和臀肉无咸味和酸味。

表4 延边黄牛肉咸味、酸味、涩味、鲜味、鲜味回味输出值变化†

† 同列间输出值之差大于1，差异通过人类味觉可以区分出来，表示差异显著。

由表4可知：外脊对照组与试验组涩味输出值差异均在1刻度以下，因此外脊试验组与对照组涩味输出值无显著性差异。臀肉对照组涩味输出值高于试验组，但对照组与试验组涩味输出值差异均在1刻度以下，因此试验组与对照组无显著性差异。

电子舌测定延边黄牛肉风味结果表明：外脊和臀肉试验组的鲜味输出值均高于对照组；臀肉试验组的鲜味输出值高于对照组，且试验C组的鲜味输出值最高；试验组的鲜味回味输出值均高于对照组；臀肉试验组的鲜味回味输出值均高于对照组，且试验C组鲜味回味输出值高于其他3组。说明富硒锗酵母对滋味有一定影响，与对照组相比外脊和臀肉试验组鲜味及鲜味回味输出值更高。廖兰等[20]研究表明肉的鲜味主要来源于肌肉水溶性前体物，其中游离氨基酸的影响最重要，其含量与风味的浓厚程度密切相关。郭淑珍等[21]研究表明高谷氨酸含量，会改善肉的风味，是很多风味食品的重要原料。葛长荣等[22]发现谷氨酸、甘氨酸、亮氨酸、精氨酸有增强肌肉滋味和香气的作用。伏映萍等[23]研究发现硒能使肉质细嫩、脂肪分布均匀、风味鲜美多汁。陶妍等[24]研究证明，食物中蛋白质营养价值的高低取决于食物所含有的必需氨基酸的量和种类。

3 结论

对电子鼻测定所获数据分析表明，不同添加量的富硒锗酵母对延边黄牛肉中氮氧化合物以及硫化物成分影响较大。对电子舌测定所获数据分析表明，不同添加量的富硒锗酵母对延边黄牛肉中氨基酸成分影响较大。肉的鲜味主要来源于肌肉水溶性前体物，其中游离氨基酸具有重要的影响作用，其含量与风味的浓厚程度密切相关。肉中谷氨酸含量高，会改善肉的风味，是很多风味食品的重要原料。谷氨酸、甘氨酸、亮氨酸、精氨酸有增强肌肉滋味和香气的作用，有研究发现硒能使肉质细嫩、脂肪分布均匀、风味鲜美多汁。后续可以气质联用为手段研究影响风味成分的来源和组成。

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Effects of yeast enriched selenium and germanium on flavor characteristics of Yanbian Beef

LIN Mo1SHEN Jia-jie1WANG Zeng-kai1YU Shuai1MU Bai-de1,2YANGYong-jie1,2ZHANGEn-xu3LIANGCheng-yun1,2LIGuan-hao1,2

(1.CollegeofAgriculture,YanbianUniversity,Yanji,Jilin133002,China; 2.FoodResearchCenter,YanbianUniversity,Yanji,Jilin133002,China;3.YanBianEntry-ExitInspectionandQuarantineBureau,Yanji,Jilin133000,China)

In this study, 20 Yanbian yellow cattles (350±20) kg about 30 months’ age were randomly divided into four groups: the control group A (basal diet); test group B (0.1% yeast enriched selenium-germanium supplemented in basal diet); test group C (0.2% yeast enriched selenium-germanium supplemented in basal diet); test group D (0.3% yeast enriched selenium-germanium supplemented in basal diet). After the test cattle were feed for 100 days, they were standardized slaughtered and then stored at (4±1) ℃ for 48 h for acid discharge. The rump and striploin were picked for follow-up index measurement. In this experiment, the flavor changes of Yanbian beef were analyzed by electronic nose and electronic tongueusing principal component analysis, linear discriminant analysis and Sensor contribution rate to explore the effect of different selenium and germanium content on the flavor of yanbian beef. The results showed that the yeast enriched selenium and germanium affected beef odor, and the differences between the control group and the test group were mainly from nitrogen, oxygen compounds and sulfide. The yeast enriched selenium and germanium affected beef taste, compared with the control group, the rump and striploin from test groups had a higher output value.

rich selenium; rich germanium; electronic tongue; electronic nose; cattle beef; flavor

林墨，女，延边大学在读硕士研究生。

李官浩(1975—)，男，延边大学副教授，博士。 E-mail: ghli@ybu.edu.cn

2017—03—04

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.06.005