亚麻籽饲喂对苏尼特羊肉风味品质的影响

刘 畅，罗玉龙，窦 露，杨致昊，李文博，赵丽华，苏 琳， 孙雪峰, 靳 烨※

（1.内蒙古农业大学食品科学与工程学院，呼和浩特010018; 2.乌拉特中旗家畜改良站，巴彦淖尔015300）

0 引 言

苏尼特羊是内蒙古地区的优良品种羊，具有较高的营养价值且膻味轻。风味是影响消费者对羊肉接受程度的重要品质指标。影响羊肉风味的因素有很多，如品种、年龄、性别、部位等[1-3]。此外，饲养方式也是影响羊肉风味的重要原因。近年来，随着国家禁牧还草等保护生态政策的实施，内蒙古地区的饲养模式由放牧逐渐转变为舍饲，而动物的日粮组成也随之改变。但有大量国内外研究表明日粮组成会影响肉的风味。Vasiliki 等研究了不同比例青贮饲料与浓缩饲料对羊肉风味的影响，结果表明日粮组成的差异会影响肉羊风味[4]。Tansawat 等研究发现谷饲喂养的牛肉与牧草喂养牛肉相比含有较高的己醛和1-辛烯-3-1醇（P ＜0.05）[5]。因此，通过调整日粮组成或添加营养成分已成为改善羊肉风味的重要途径[6]。

亚麻籽又称胡麻子，含有丰富的α-亚麻酸、亚油酸及木酚素等[7]。牧草饲喂的反刍动物与谷物喂养相比，肌肉中含有更高的α-亚麻酸[8]。Hung 等研究发现日粮添加亚麻籽可提高羊肉中n-3 多不饱和脂肪酸的含量[9]。此外还有很多学者将亚麻籽添加到牛、猪和鸡的日粮中，研究结果均表明日粮添加亚麻籽可影响多不饱和脂肪酸的沉积[10-12]。肉中多不饱和脂肪酸易发生氧化反应，是挥发性风味物质的重要前体物质。但目前对于日粮添加亚麻籽对羊肉挥发性风味物质影响的研究较少。此外，亚麻籽中含有丰富的酚类物质，可作为抗氧化剂的良好来源[13]。肉中的抗氧化系统与氧化系统维持动态平衡，抗氧化能力的提升能够防止过氧化反应的发生，减少肉中不良风味的产生。Pouzo 等发现通过补充低水平的亚麻籽可以提高牛肉的抗氧化能力[14]。因此，本试验在苏尼特羊日粮中补充亚麻籽，以确定亚麻籽对羊肉挥发性风味物质的影响，并分析抗氧化能力与风味物质的相关关系，为进一步改善羊肉品质提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

从内蒙古巴彦淖尔市乌拉特中旗川井苏木牧区顺遂农牧合作社随机选择健康的舍饲条件下4月龄苏尼特羊共24只，公母各半，分为对照组与亚麻籽组各12只。对照组饲喂基础日粮，以全株玉米青贮、葵花饼为主，同时补充商业育肥精饲料，亚麻籽组在对照组日粮基础上饲喂亚麻籽。米晓民等的试验结果表明，羔羊饲粮中添加8%的亚麻籽可显著提高羔羊的生长性能和屠宰性能，因此，本试验中亚麻籽的添加量为8%[15]。试验所用亚麻籽的具体营养成分见表1。随着月龄增长，日粮饲喂量随月龄增长而调整，具体组成见表2，饮水充足，饲喂3个月。对选取的苏尼特羊进行屠宰，宰后1 h内取背最长肌约2 g放置于无菌无酶管中，在-80 ℃条件下冷冻，用于抗氧化能力相关指标的测定；另取背最长肌100 g左右，在-20 ℃条件下冷冻，用于挥发性风味物质测定。

表1 亚麻籽的营养成分含量与抗氧化活性 Table 1 Nutritional content and antioxidant activity of flaxseed

表2 苏尼特羊基础日粮组成 Table2 Composition of basal diets of Sunit lambs

总超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）试剂盒、过氧化氢酶（catalase，CAT）试剂盒以及谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）试剂盒以及总抗氧化能力（total antioxidant capacity，T-AOC）试剂盒 （南京建成生物工程研究所）；磷酸氢二钠、磷酸二氢钠，过硫酸钾（均为分析纯），北京国药试剂有限公司；2,2-联氮基-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐 (ABTS)， 美国Amresco 公司生产。

1.2 仪器与设备

PEN3电子鼻，德国Airsense公司；XHF-DY型高速分散器，宁波新芝生物科技股份有限公司；5810-R型低温台式冷冻离心机，德国 Eppendorf公司；TU-1810型紫外/可见光分光光度计，北京普析通用仪器有限公司；HWS-24电热恒温水浴锅，上海一恒科学仪器有限公司；Trace 1300、ISQ型GC-MS联用仪，美国赛默飞世尔科技公司；SPME萃取头，美国Supelco公司。PEN3电子鼻性能与参数见表3。

表3 PEN3 电子鼻传感器名称及性能描述 Table 3 Sensors and their performance of electronic nose (PEN3)

1.3 方法

1.3.1 生长性能与胴体质量的测定

试验开始到试验结束期间每月对试验羊进行空腹称质量，并进行记录。3 个月后，对试验羊进行屠宰，放血、去皮、头、尾、蹄和内脏后，称量胴体质量。

1.3.2 挥发性风味物质的测定

将样品解冻，切成肉粒（去除筋膜）后称取5 g，放置20 mL 采样瓶中，将萃取针插入采样瓶中，60 °C 吸附40 min 后取出插入GC 进样口，250 °C 解析3 min。

GC-MS 条件：TR-5 色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm），载气为He；载气流速1.0 mL/min；进样品和接口温度250 ℃；升温程序：初始温度为40 °C，保持5 min，以5 /min℃升温到200 °C，保持5 min，再以20 °C/min 升温到230 °C，保持5 min，不分流进样；离子源温度250 °C；传输线温度250 °C；质量扫描范围m/z 35～400；溶剂延迟1 min。采用面积归一化法计算各物质峰面积百分含量。

1.3.3 关键风味物质的确定

采用ROAV 法确定苏尼特羊肉中的关键挥发性风味物质[16]。定义对样品风味贡献最大的物质ROAVstan=100，对其他风味物质有：

式中Ci和Ti分别为各挥发性风味物质的相对含量和感觉阈值；Cstan和Tstan分别为对样品风味贡献最大的挥发性风味物质的相对含量和感觉阈值。

1.3.4 电子鼻检测

取5 g 肉样放置于50 mL 进样瓶中，于60 °C 水浴锅加热40 min，室温平衡1 h。测定条件：清洗时间80 s，检测时间120 s，内部流速400 mL/min，进样流速400 mL/min。

1.3.5 超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、CAT、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）以及T-AOC 的测定

取0.5 g 样品置于离心管中，加入9 倍体积的生理盐水，冰浴条件下匀浆30 s（3 500 r/min），然后在4 °C 条件下离心10 min（4 000 r/min），取上清，参照南京建成生物工程研究所试剂盒的说明书测定SOD、CAT、GSH-Px以及T-AOC。

1.3.6 RSA 的测定

ABTS 反应液的制备方法如下：25 mL ABTS （14 mmol/L）与过硫酸钾（2.45 mmol/L）等体积混合，在黑暗条件下反应16 h。试验前用磷酸盐缓冲液（pH 值为7.4）稀释ABTS 反应液，使吸光度值在0.750±0.020（734 nm 波长）范围内。在40 μL 组织匀浆液中加入4.0 mL 的ABTS反应液，然后水浴6 min（30 ℃），用40 μL 的双蒸水加入4.0 mL 的ABTS 稀释的反应液作为空白[17]。然后在 734 nm 波长处测定吸光度，抑制率计算公式如下

式中 A0为空白吸光度，A1为组织匀浆液吸光度。

1.4 数据分析

利用SPSS 22.0 软件进行统计，并进行单因素方差分析和相关性分析（Pearson 系数），以P＜0.05 为显著性检验标准，并采用Excel 2019 和SIMCA -P 进行图表处理及主成分分析。

2 结果与分析

2.1 亚麻籽对苏尼特羊生长性能与屠宰性能的影响

由表4 可知，日粮添加亚麻籽对苏尼特羊的试验初质量、末质量和平均日增质量并无显著差异（P＞0.05）。试验3 个月期间，对照组苏尼特羊的总增质量为15.42 kg，亚麻籽组为17.48 kg。对照组与亚麻籽组的胴体质量无显著差异（P＞0.05）。

表4 对照组与亚麻籽组苏尼特羊生长性能与屠宰性能的差异分析 Table 4 Difference of growth performance and carcass mass of Sunit lambs between control group and flaxseed feeding group

2.2 亚麻籽对苏尼特羊挥发性风味物质组成的影响

从表5中可以看出，苏尼特羊肉中挥发性风味物质包括醇类、醛类、酮类、烃类及其他化合物。风味物质中醛类化合物种类最多，其次为醇类，这与袁倩的研究结果一致[18]。本试验共检测出47种挥发性化合物，其中对照组检测出33种，而亚麻籽组风味物质种类较舍饲组丰富，共检测出38种。对照组的1-戊醇、己醛、壬醛、2,3-辛二酮和2-乙基丁酸烯丙酯相对含量显著高于亚麻籽组（P＜0.05）。亚麻籽的添加显著提高了Z-10-戊烯-1-醇、戊醛、反-2-辛烯醛、癸醛、丁烷和2-庚酮的相对含量（P＜0.05）。这表明日粮添加亚麻籽影响了羊肉的风味物质组成及含量，丰富了风味物质的种类。

表5 对照组与亚麻籽组苏尼特羊肉挥发性风味物质的差异 Table 5 Difference of volatile substance in meat of Sunit lambs between control group and flaxseed feeding group

2.3 亚麻籽对关键风味物质的影响

本试验检测出的挥发性风味物质种类较多，并非每种都对苏尼特羊肉的风味形成起决定性作用，因此，本试验采用ROAV法来确定2组苏尼特羊肉的关键风味物质，并结合各物质的气味特性进行分析，结果如表6所示。ROAV≥1的挥发性物质为羊肉的关键风味物质，0.1≤ROAV＜1 的挥发性物质对羊肉总体风味有重要修饰作用，ROAV值越大对羊肉总体风味贡献越大[16]。

醇类化合物是苏尼特羊肉中的主要风味物质。从表6可以看出，经ROAV分析，醇类物质中仅1-辛烯-3-醇可对羊肉风味形成起到关键作用，是对照组中贡献最大的风味物质。1-辛烯-3-醇可赋予羊肉浓厚的熟蘑菇味。1-辛醇具有脂肪、蜡质和坚果气味，在2组中的ROAV值均大于0.1，对羊肉风味起到修饰作用。

醛类物质阈值较低，大多来源于脂肪氧化和降解，是检测出种类最多的类别，对羊肉风味形成具有重要作用[19]。由表6可知，戊醛在对照组羊肉风味可起到修饰作用(0.1≤ROAV＜1)，且是亚麻籽组羊肉风味形成中的关键风味物质(ROAV＞1)。从表6可以看出，亚麻籽组戊醛的相对含量为4.37%，显著高于对照组（P＜0.01），因此添加亚麻籽可提升羊肉的麦芽香气。己醛具有鲜草气味，在对照组羊肉风味形成中起关键作用(ROAV＞1)，对亚麻籽组风味可起到修饰作用。由表6可知，对照组己醛含量为13.78%，显著高于亚麻籽组（P＜0.001），表明对照组羊肉较亚麻籽组具有更强的鲜草香气。己醛来源于亚油酸、花生四烯酸的氧化，对照组己醛含量高于亚麻籽组的原因可能与肉中抗氧化能力有关，抗氧化能力的提高可降低不饱和脂肪酸氧化程度，因此降低亚油酸氧化产物己醛的含量[20-21]。Mezgebo等研究发现舍饲组牛肉的己醛含量显著高于舍饲加放牧组[22]。本试验在日粮中添加亚麻籽也具有相同的效果。庚醛在2组中均是关键风味物质（ROAV＞1），可赋予羊肉脂肪香、柑橘香和花香。反-2-辛烯醛具有肉香和坚果香气，是苏尼特羊的关键风味物质（ROAV＞1）。由表6可知，添加亚麻籽将反-2-辛烯醛的相对含量显著提高至1.41%（P＜0.01），表明亚麻籽可赋予羊肉更强的肉香和坚果香气。辛醛和反式-2-壬烯醛的ROAV值均大于1，是苏尼特羊肉中的关键风味物质，可以赋予羊肉脂肪香气。由表6可以看出，对照组壬醛的含量（11.12%）显著高于亚麻籽组（P＜0.05）。壬醛具有脂肪、花香和柑橘气味，对羊肉风味形成起决定性作用[23]。(E,E)-2,4-癸二烯醛是亚油酸的产物，具有肉香和烧烤味，是亚麻籽组特有的风味物质[20]。反-2-癸醛的具有木头气味，在2组中的ROAV值均大于1，是苏尼特羊的关键风味物质。癸醛对羊肉风味形成具有重要作用（ROAV＞1），从表6可以看出，亚麻籽组癸醛的含量（1.35%）显著高于对照组（P＜0.05），表明亚麻籽的添加可赋予羊肉更浓厚的肥皂、橘皮和脂肪气味。十一醛为对照组中特有的风味物质，具有脂肪、蜡和肥皂气味；十二醛为亚麻籽组特有的，具有洋葱和酵母气味。

表6 关键风味物质及对应ROAV 值 Table 6 ROAV of critical volatile flavor substances

烃类化合物主要源于脂肪酸烷氧自由基的断裂。由表6可以看出，亚麻籽的添加显著提高了烃类物质的相对含量，但烃类化合物阈值较高，对羊肉风味形成无直接贡献。苯酚具有甜香气味，是亚麻籽组特有的风味物质，对亚麻籽组羊肉风味起到修饰作用(0.1≤ROAV＜1)。

总体上看，苏尼特羊肉的关键风味物质包括1-辛烯-3-醇、己醛、庚醛、反-2-辛烯醛、辛醛、反2-壬烯醛、壬醛、反-2-癸烯醛和癸醛。对照组中己醛和壬醛含量显著高于亚麻籽组（P＜0.05），十一醛仅在对照组中检测出。亚麻籽显著提高了戊醛、反-2-辛烯醛和癸醛的相对含量（P＜0.05），(E,E)-2,4-癸二烯醛、十二醛和苯酚仅在亚麻籽组中检测出，且对风味形成起到重要作用。对照组羊肉的特征风味为熟蘑菇、脂肪、花香、橘皮、肥皂和木头气味，亚麻籽组的特征风味为肉香、烧烤味、脂肪、柑橘、肥皂、熟蘑菇、花香、木头、洋葱和坚果气味。亚麻籽使苏尼特羊肉增添了肉香、烧烤味、洋葱和坚果气味。

2.4 关键风味物质的主成分分析

2 组样品中关键风味物质（ROAV＞1）主成分分析结果如图1 所示，样品点越接近，表明其风味组成及含量越接近。可以看出，对照组的样品集中分布在图1 的上边，亚麻籽组除个别样品，主要分布在图的下边，这表明亚麻籽对苏尼特羊肉关键风味的组成及含量影响较大。

样品与关键风味距离越近，表明相关性越高。从图1可以看出，对照组与辛醛、庚醛、1-辛烯-3-醇、反-2-壬烯醛和壬醛具有较强的正相关。这与罗玉龙等的研究结果一致，其研究结果显示苏尼特羊的主要风味物质为己醛、壬醛和1-辛烯-3-醇等[3]。亚麻籽组与癸醛、反-2-辛烯醛和反-2-癸烯醛具有较强的正相关，因此，日粮添加亚麻籽可以影响苏尼特羊肉中挥发性风味物质的沉积。

图1 关键风味物质主成分分析图 Fig.1 PCA analysis of critical flavor substances

2.5 基于电子鼻分析亚麻籽对苏尼特羊肉风味的影响

电子鼻具有快速检测的特点，已广泛应用于掺假、溯源地追踪等方面[24-25]。电子鼻可对羊肉的风味轮廓进行综合分析。如图2所示，W5S、W1S、W1W和W2S传感器对苏尼特羊肉风味响应值较大，表明上述传感器对应的风味物质含量较多。亚麻籽的添加降低了上述传感器的响应值，表明亚麻籽降低了羊肉的风味强度。总体上看，利用电子鼻技术可以有效的区分不同日粮羊肉的风味，添加亚麻籽影响了苏尼特羊肉的风味轮廓。

图2 2 组苏尼特羊肉的电子鼻雷达图 Fig. 2 Radar chart analysis of two groups of Sunit lambs

2.6 亚麻籽对苏尼特羊肉抗氧化能力的影响

由上述试验结果可知，亚麻籽的添加改变了羊肉风味物质组成及含量的同时，降低了羊肉的整体风味强度，这可能是由于亚麻籽中的抗氧化成分引起的。因此本试验测定了羊肉中的抗氧化能力，以分析亚麻籽组羊肉风味强度降低的原因。动物体内的抗氧化系统由抗氧化酶和抗氧化物质组成。酶系统中的主要有SOD、CAT 以及GSH-Px，这些酶已被很多学者用来评估肉中的抗氧化酶系统[26-27]。SOD 能够歧化超氧阴离子自由基，生成H2O2，而CAT可继续将其分解为H2O[28]。GSH-Px 分布于线粒体和胞液中，可清除脂质过氧化物，保护细胞膜免受过氧化损伤[29]。从表7 中可以看出，亚麻籽显著降低了羊肉中SOD的活力（P＜0.01）。SOD 是第一种对抗氧化应激的酶，亚麻籽中油脂的含量高达30%～45%，因此油脂可能作为促氧化剂，抑制了SOD 的活性[30-31]。亚麻籽组的CAT 和GSH-PX 的活力高于对照。RSA 可以反映组织中所有抗氧化物质清除自由基的能力。从表7 可以看出，亚麻籽组的RSA 为58.09%，显著高于对照组（P＜0.001）。亚麻籽中富含酚类物质，这些酚类化合物可直接参与抗自由基活性[13]。Inmaculada 等研究结果表明日粮中富含多酚的羊肉中自由基清除能力也会增强[32]。因此，亚麻籽的添加可显著提高羊肉中的自由基清除率，抑制过氧化反应的发生。T-AOC 反映的是机体内抗氧化酶与抗氧化物质的总抗氧化能力。由表7 可以看出，亚麻籽组的T-AOC 为0.53 U/mg, 显著高于对照组，表明亚麻籽显著提高了苏尼特羊肉的总抗氧化能力（P＜0.05）。

表7 对照组与亚麻籽组苏尼特羊肉抗氧化能力的差异分析 Table 7 Difference of antioxidant ability in meat of Sunit lambs between control group and flaxseed feeding group

日粮组成对动物肌肉抗氧化能力有很大的影响。天然牧草中含有大量的抗氧化物质如维生素C、酚类物质和类胡萝卜素等，这些抗氧化物质可以沉积在动物肌肉中，从而维持氧化系统与抗氧化系统的平衡[33]。Chen 等研究了饲喂牧草与谷物对牦牛肉抗氧化能力的影响，结果表明牧草可提高牦牛肉的抗氧化能力[34]。我们的试验结果显示，亚麻籽可显著提高羊肉的自由基清除率，并提高了总抗氧化能力（P＜0.05）。这表明亚麻籽可提高羊肉的抗氧化能力，降低脂质过氧化程度，减少不良风味的产生。

2.7 苏尼特羊肉中抗氧化能力与关键风味物质的相关性分析

肉中的挥发性风味物质主要来源于脂质氧化，因此抗氧化能力会影响风味物质的产生。本试验对关键风味物质与抗氧化指标进行了相关性分析，结果如表8所示。CAT与反-2-癸烯醛呈极显著正相关（P＜0.01），表明反-2-癸烯醛含量的升高时，可能会促使CAT活力的提升进而清除氧化产物。GSH-Px活力与壬醛含量呈显著负相关（P＜0.05），表明GSH-Px活力的升高会抑制壬醛的产生。壬醛是典型的脂质氧化产物，GSH-Px可抑制氧化产物的过度累积，减少不良风味的产生。RSA与庚醛和癸醛呈显著正相关（P＜0.05），与反-2-辛烯醛呈极显著正相关（P＜0.01）。RSA代表机体清除自由基的能力，自由基能够引发脂质氧化链式反应[34]。脂质氧化产物增多时，会使抗氧化系统提升清除自由基的能力，维持氧化系统与抗氧化系统的平衡。RSA与1-辛烯-3-醇呈显著负相关（P＜0.05），与壬醛呈极显著负相关（P＜0.01）。这表明机体的抗氧化系统会通过清除自由基，抑制氧化反应，从而降低1-辛烯-3-醇和壬醛的生成。

整体上，肌肉中的抗氧化系统与挥发性风味物质的产生存在相关性。脂质氧化产物增多时，会激活抗氧化系统阻止过氧化反应的发生，及时清除过氧化产物，避免氧化产物的过度累积，减少肉中不良风味的产生。

表8 苏尼特羊肉中抗氧化指标与关键风味物质的相关性分析 Table 8 Correlation coefficients between antioxidant parameters and critical flavor substances of Sunit lambs

3 结 论

1) 亚麻籽丰富了羊肉中挥发性风味物质的种类，但电子鼻检测的结果显示亚麻籽降低了羊肉的风味强度。亚麻籽显著提高了戊醛（4.37%）、反-2-辛烯醛（1.41%）和癸醛（1.35%）的相对含量（P＜0.05）。(E,E)-2,4-癸二烯醛、十二醛和苯酚仅在亚麻籽组中检测出，且对风味形成起到重要作用（ROAV＞1）。亚麻籽对关键风味物质影响较大，使羊肉增添了肉香、烧烤味、洋葱和坚果气味。

2) 亚麻籽显著降低了羊肉中SOD的活性，但提高了自由基清除率RSA（58.09%）和总抗氧化能力T-AOC（0.53 U/mg）（P＜0.05），整体上亚麻籽可提高羊肉抗氧化能力。

3) 抗氧化系统与关键风味物质存在相关关系，抗氧化系统能够抑制过氧化产物的累积，从而减轻肉中不良风味的产生。