小尾寒羊不同部位风味物质与风味前体物的相关性分析

王 宇，淑 英，王慧婷，张 旭，梁孙硕，焦颖雪，张志胜*

（1 河北农业大学 河北保定071000 2 保定市食品药品检验所 河北保定 071000）

小尾寒羊是我国肉裘兼用的绵羊，其生长较快，有生育能力强，遗传性能稳定，适应性强，体型高大，抗病性强等优良的种族特征，被列为全国优良品种，是我国著名的地方良种，产于河北南部、河南东部和东北部、山东南部及皖北、苏北一带，其生长速度较快，饲养6 个月就可以达到50 kg，饲养1 年就可以达到100 kg，已经成年的小尾寒羊体质量能达到140～200 kg。

肉类富含蛋白质、脂肪和矿物质等营养物质。鲜肉经过发酵成熟或热加工处理后，风味前体物降解产生大量滋味物质，呈现出肉类特有的鲜味。风味前体物是指在肉品加工过程中能产生挥发性香味物质或者滋味物质的化合物组分，脂质氧化是产生风味物质的主要途径。氨基酸降解同样对肉类风味有重要作用，是肉类甜味、苦味和鲜味的主要来源。

目前对宁夏滩羊、甘肃高山细毛羊、小尾寒羊肌肉部位肌纤维等的相关研究较多，而对于小尾寒羊不同部位风味物质与风味前体物的相关性研究较少。本文以小尾寒羊的不同部位为研究对象，旨在为小尾寒羊品种改良、营养调控肉质、羊肉相关产品开发等提供基础数据，为下一步建立优质地方羊评价标准奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

所选羊为6～7 月龄、体质量为50 kg 的小尾寒羊公羊（n=6），自由采食，宰前禁食24 h，分析样本为颈肉（NM）、左侧背最长肌（LLDM）和右后腿肉（RG）。宰杀后立即取样用液氮冷冻后运回实验室于-80 ℃贮存，待测。

石油醚、硫酸铜、硫酸钾、氢氧化钠、乙酸镁、盐酸、苯酚、柠檬酸钠，天津市科密欧化学试剂有限公司；焦性没食子酸，上海源叶生物科技有限公司；C7～C40正构烷烃混标、15%三氟化硼甲醇溶液、2-甲基-3-庚酮（99%）、十一碳酸甘油三酯、37 种脂肪酸甲酯标准品，上海安谱实验科技股份有限公司。

1.2 仪器与设备

JXFSTPRP-CL-24 冷冻研磨机，上海净信实业发展有限公司；SOX606 全自动索氏提取仪、K1100 全自动凯氏定氮仪，海能未来技术集团股份有限公司；7890B-5977A 型GC-MS 联用仪、HP-INNOWAX 色谱柱（60 m×0.32 mm×0.5 μm），美国安捷伦科技有限公司；HT-1010 氨基酸分析仪，青岛海泰亿诺科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 营养成分分析 参照国家标准方法[1-5]，测定蛋白质、粗脂肪、粗灰分、脂肪酸、总氨基酸，每组样品平行测定3 次。

1.3.2 羊肉挥发性风味成分分析

1.3.2.1 HS-SPME 进样 准确称取2.00 g 样品至20 mL 顶空样品瓶中，加入1.0 μL（0.408 μg/μL）2-甲基-3-庚酮溶液并密封。55 ℃水浴平衡20 min，利用75 μm CAR/PDMS 萃取头在55 ℃下进行吸附。40 min 后，解析5 min。

1.3.2.2 GC-MS 分析 GC 分析参数：进样口温度：250 ℃，氦气流量：1.0 mL/min，进样方式：不分流，程序升温：初始柱温为50 ℃保持7 min，然后以15 ℃/min 的速率升至100 ℃，再以5 ℃/min 的速率升至220 ℃，保持10 min，最后以10 ℃/min的速率升至260 ℃。

MS 分析参数：EI，离子源温度230 ℃，电子能量：70 eV，质量扫描范围m/z：20～450。

1.3.2.3 GC-O 分析 不同挥发性风味物质经GC分离后，分别进入嗅闻仪检测器和质谱检测器，分流比为1∶1，由3 名专业评价员进行气味特征的评价。

1.3.2.4 定性分析 采用NIST14 标准谱库辅助人工图谱解析方式，对GC-MS 所得挥发性成分的质谱信息进行分析，并结合C7～C40 正构烷烃混标计算各挥发性风味成分保留指数RI。

1.3.2.5 定量分析 采用内标法进行定量分析。根据2-甲基-3-庚酮溶液峰面积计算各挥发性风味物质的含量。公式为：

式中，Cx——目标化合物的质量浓度（ng/g）；Ax——目标化合物峰面积；Ci——内标物质量浓度（ng/g）；Ai——内标物峰面积。

1.3.2.6 关键挥发性风味物质的分析 以香气活性值（OAV）对样品中关键挥发性风味物质进行确定。公式如下：

式中，Cx——目标化合物的质量浓度（ng/g）；Ct——该物质的感觉阈值（ng/g）。

1.3.3 数据处理 试验结果平行测定3 次，测定数据表示为“平均值±标准差”，以P＜0.05 作为显著性检验标准，利用SPSS 22.0 进行数据整理和主成分分析，Origin8.0 绘图。

2 结果与分析

2.1 小尾寒羊不同部位营养成分含量

不同部位的羊肉营养物质含量分析见表1，动物性蛋白质大多属于优质蛋白质，且在人体吸收率较高，营养价值也高，RG 和LLDM 的蛋白质含量差异不显著，然而均显著高于NM 的蛋白质含量（P＜0.05），蛋白质含量与肌间脂肪含量有关，因此肌间脂肪较少的RG 和LLDM 蛋白质含量高于NM；脂肪是动物所必需的一种营养物质，适量增加脂肪含量，会对肉类的风味起积极的作用，然而过量的脂肪含量会降低肉类的口感并产生油腻感，NM 中的脂肪含量显著高于RG 和LLDM（P＜0.05），可能因为NM 中肌间脂肪含量较高导致脂肪含量相较RG 和LLDM 更高；灰分是用于评定肉类矿物质含量的基础，对肉类营养品质起一定的作用，RG 和LLDM 的灰分含量显著高于NM 的灰分含量（P＜0.05），说明RG 和LLDM 中蕴含着更丰富的矿物质。

表1 小尾寒羊不同部位营养成分含量Table 1 Contents of nutritional components in muscle of different parts of small-tail Han sheep

2.2 小尾寒羊不同部位挥发性风味物质分析

小尾寒羊不同部位挥发性风味物质含量如表2 所示。

表2 小尾寒羊不同部位挥发性风味物质含量Table 2 Contents of flavor compounds in different parts of small tail Han sheep

通过采用谱库检索（MS）、计算正构烷烃的保留指数（LRI）对挥发性风味物质进行定性分析，在小尾寒羊的NM、RG 和LLDM 中共检测出45 种挥发性风味物质，其中包括醛类（11 种）、醇类（8种）、酸类（10 种）、酯类（3 种）、酮类（3 种）、烷烃类（2 种）、萜烯类（1 种）、芳香类（5 种）、杂环类（2种）。

醛类化合物主要是由肉类氧化降解所产生，是对羊肉风味贡献较大的一类化合物[6]，庚醛、己醛和壬醛在LLDM 中含量最高，反式-2-壬烯醛、十七碳醛和（E，E）-2，4-癸二烯醛只有在LLDM中检出，正辛醛只有在LLDM 和RG 中检测出，癸醛、十八碳醛、反-2-辛烯醛、（E，E）-2，4-壬二烯醛只有在RG 中检出，在3 个部位中均检出己醛、壬醛、庚醛、反式-2-壬烯醛。其中己醛、壬醛、庚醛含量最高，这一结果与席嘉佩等[7]的结果一致，这可能是因为羊肉中的脂肪氧化和美拉德反应导致[8]，庚醛中具有让人不愉快的脂肪气味，壬醛中具有青草味，己醛中也具有青草味，这可能是因为小尾寒羊的喂养方式不同所导致[9-10]。

醇类化合物主要是脂肪氧化的产物，在醇类中除1-辛烯-3-醇外，阈值都普遍较高，对于羊肉风味的贡献相对不大，而1-辛烯-3-醇只有在LLDM 中检出，其阈值很低（1 ng/g），因此对羊肉风味的贡献相对较大[11]，1-辛烯-3-醇具有蘑菇香和柑橘气味，对小尾寒羊的风味形成也具有重要作用[12-13]。

酸类化合物共检测出11 种，酯类化合物检测出3 种，所检测到的化合物阈值都较高，且含量较低，对羊肉的风味贡献不大。

酮类化合物也是脂肪氧化的产物，酮类对于风味的贡献比醛类化合物和醇类化合物低，然而对羊肉的风味也有较大的贡献[14]。2，3-辛二酮只有在LLDM 中检出且具有奶油香味，3-羟基-2-丁酮具有奶香气，只有在LLDM 和RG 中有检出且差异不明显。

芳香类化合物共检出5 种，其中甲苯和苯乙烯只有在NM 中检出，苯酚只有在LLDM 中检出，苯甲醛在LLDM 中的含量显著高于NM 和RG（P＜0.05）且阈值相对较小，具有坚果和杏仁味，对小尾寒羊风味也有一定的贡献。

烃类化合物的阈值相对较高，对于小尾寒羊的风味贡献都相对较低[15]。

萜烯类物质D-柠檬烯在NM 中的含量显著高于LLDM 和RG（P＜0.05），杂环类物质2-正戊基呋喃在NM 和LLDM 中的含量显著高于RG（P＜0.05），因为其阈值较低，具有鲜花香和黄油味，在小尾寒羊的风味中有重要的作用[16]。

2.2.1 小尾寒羊挥发性风味物质OAV 值与贡献率 通过结果分析得出，OAV 值大于1 的挥发性风味物质共11 种，其中醛类8 种，醇类1 种，芳香类1 种，杂环类1 种，由此得出小尾寒羊的风味中醛类的贡献率最高，对小尾寒羊整体风味有重要影响。

为进一步说明挥发性风味物质在小尾寒羊整体风味中的贡献度，对每种挥发性风味物质的贡献度进行分析，醛类为庚醛（8≤OAV≤92）、壬醛（53≤OAV≤110）、反式-2-壬烯醛（195≤OAV≤737）、己醛（39≤OAV≤122）、正辛醛（128≤OAV≤268）、癸醛（OAV=24.8）、反-2-辛烯醛（OAV=1.53）、（E，E）-2，4-癸二烯醛（OAV=124.2），醇类为1-辛烯-3-醇（OAV=41.8），芳香类为苯甲醛（1≤OAV≤41），杂环类为2-正戊基呋喃（2≤OAV≤34），通过计算说明在小尾寒羊的NM、LLDM、RG 中贡献率较高的挥发性风味物质为反式-2-壬烯醛和正辛醛。

2.2.2 小尾寒羊不同部位风味物质的主成分分析

由表3 可知，第1 主成分和第2 主成分的特征值依次为27.183，17.817，其累积贡献率达60.406%，100%，按照贡献率大于85%的原则[17]。故提取这2个因子来反映小尾寒羊不同部位中所有风味物质的原始信息。

表3 因子总方差解析结果Table 3 Results of factorial total variance analysis

从表4 的主成分载荷矩阵中可以得出，第1主成分中的各类化合物可视作不同部位间存在差异的主要风味化合物，推测庚醛、壬醛、苯甲醛、己醛、正辛醛、十七碳醛、（E，E）-2，4-癸二烯醛、反式-2-癸烯醇、己醇、1-辛烯-3-醇、2，3-丁二醇、己酸、癸酸、庚酸、辛酸、丁酸、反-6-十八烯酸、邻苯二甲酸二丁酯、N，N-二乙基二硫代氨基甲酸甲酯、4-壬酮、2，3-辛二酮、D-柠檬烯、苯酚、对二甲苯，这24 类风味物质是致使不同部位挥发性风味物质产生差异的主要影响因素。

表4 小尾寒羊不同部位挥发性风味物质主成分载荷矩阵Table 4 Principal component loading matrix of flavor compounds in different parts of small tail Han sheep

图1 小尾寒羊不同部位挥发性风味物质主成分载荷图Fig.1 Principal component loading diagram of flavor compounds in different parts of small tail Han sheep

2.3 小尾寒羊不同部位脂肪酸分析

小尾寒羊不同部位脂肪酸含量及不同部位饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸含量对比如表5 和图2～4 所示。

图2 小尾寒羊不同部位饱和脂肪酸组成及含量Fig.2 Composition and content of saturated fatty acids in different parts of small tail Han sheep

图3 小尾寒羊不同部位单不饱和脂肪酸组成及含量Fig.3 Composition and content of monounsaturated fatty acids in different parts of small tail Han sheep

图4 小尾寒羊不同部位多不饱和脂肪酸组成及含量Fig.4 Composition and content of polyunsaturated fatty acids in different parts of small tail Han sheep

表5 小尾寒羊不同部位脂肪酸含量Table 5 Fatty acid content in different parts of small tail Han sheep

由图、表可知，饱和脂肪酸检测出9 种，棕榈酸和硬脂酸为主要的饱和脂肪酸，羊肉中膻味的产生可能与这两种脂肪酸有关[18]，饱和脂肪酸中肉豆蔻酸、硬脂酸、棕榈酸、珍珠酸等含量较高。肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、珍珠酸在NM 和RG 的含量均显著高于LLDM（P＜0.05）。

单不饱和脂肪酸检测出6 种，以棕榈油酸、油酸和反油酸为主。NM 和LLDM 中棕榈油酸含量显著高于RG（P＜0.05），棕榈油酸对某些慢性疾病有积极作用[19]，同时还可以促进细胞代谢，改善皮肤状态[20]；LLDM 中的油酸含量显著高于其它2 个部位（P＜0.05）。油酸对于一些血管疾病有益处，然而人体日常所需的油酸不能全部由自身产生，需要通过外界的摄取来补充[21]。反油酸在RG 和NM中的含量显著高于LLDM（P＜0.05），反油酸会造成内皮细胞损伤，增加对人体健康有害的炎症因子的表达[22]。

多不饱和脂肪酸检测出5 种，其中亚油酸和花生四烯酸含量较高，NM 中的亚油酸含量明显高于LLDM 和RG（P＜0.05），具有保持血脂平衡等作用[23-24]；LLDM 中花生四烯酸的含量明显高于NM 和RG（P＜0.05），花生四烯酸在人体免疫、心血管和神经系统中起重要作用[25]，已被国家食品药品监督管理总局证实是安全的[26]，可用于婴幼儿配方奶粉、化妆品、医药等领域[27-29]。

综合以上分析可以得出，LLDM 脂肪酸配比更符合人体对高营养价值的需要，对人身体健康更有利。

2.4 小尾寒羊不同部位总氨基酸分析

小尾寒羊不同部位氨基酸含量如表6 所示。

表6 小尾寒羊不同部位氨基酸含量Table 6 Amino acid content of different parts of small tail Han sheep

如表6 所示，检出的氨基酸包括7 种EAA 和9 种NEAA，3 个部位的氨基酸组成相同，而含量却存在一定差异，在测出的氨基酸中以Asp、Glu、Ala、Leu、Lys、Arg 为主，其中RG 除Met、Tyr、Lys外，含量均为最高，且除Gly 和Pro 外，与LLDM差异不显著（P＞0.05）；3 个部位的EAA/TAA 比值均超过了60%，LLDM 的EAA/TAA 比值甚至达到了70%，除此之外，3 个部位EAA/TAA 的比例均超过了40%，而相互之间差异不显著（P＞0.05），由此说明，小尾寒羊的3 个部位均为优质蛋白质，而LLDM 在其中营养价值最高[30]。

EAA 包括His、Ile 等，RG 中7 种EAA 的总含量显著高于NM（P＜0.05），且与LLDM 差异不显著（P＞0.05），本研究中的RG 和LLDM 具有较高的EAA 含量，每日摄入EAA 的多少对人体健康很重要，由于EAA 不能在体内合成，必须从日常饮食中摄取，EAA 的存在会使矿物质和维生素发挥其应有的生理功能[31]。然而每天大量食用肉类同样会引发肥胖、心脏病和癌症等疾病[32]。

NEAA 包括Asp、Ser 等，RG 的NEAA 含量也最高，LLDM 次之，NM 最低，NM、LLDM 和RG 的总NEAA 含量差异显著（P＜0.05），RG 是更好的NEAA 来源。

小尾寒羊3 个部位检测出的呈味物质分别为甜味氨基酸（Thr、Lys、Ser、Gly、Ala、Pro）、苦味氨基酸（Val、Met、Ile、Leu、Phe、Tyr、His、Arg）和鲜味氨基酸（Asp、Glu），呈味氨基酸会赋予肉类甜、苦、鲜等口感，而其含量会直接影响肉类的味觉[33]。由图5 可知，3 个部位苦味氨基酸的含量均为最高，这与马龙等[34]的研究结果一致，RG 和LLDM 甜味氨基酸、苦味氨基酸和鲜味氨基酸的含量显著高于NM，通过对于各呈味氨基酸含量的对比，结果表明RG 和LLDM 的风味比NM 好。

图5 小尾寒羊不同部位呈味氨基酸组成及含量Fig.5 Composition and content of flavor amino acids in different parts of small tail Han sheep

2.5 脂肪酸对挥发性风味物质的影响

脂肪是肉类风味的主要贡献者，风味在不同部位之间存在差异，而不同部位之间的差异主要来源于脂肪，由于脂肪酸的不同，脂肪组织也会赋予肉特定的风味，众所周知，反刍动物多不饱和脂肪酸的组成和含量主要取决于饮食，以不饱和脂肪酸和氧为原料，通过自由基链机制合成过氧化物、醛类、酯类、酮类[35-36]。

脂肪在风味发展中起重要作用，Shahidi[37]研究得出，在生产、处理和热处理过程中，脂肪作为一种溶剂来溶解肉类中的挥发性化合物，牛肉风味受氧化变化过程中产生的某些化合物的影响，并与瘦肉组织重新结合产生独特的风味化合物。Mottram 和Edwards[38]研究得出C14 ∶1，C16 ∶1，C18 ∶0，C18∶1，C18∶2，C18∶3 脂肪酸与牛肉风味之间存在一定的关系。另一方面，不同部位之间风味主要取决于酮类、饱和醛类、脂肪酸和不饱和醛类，它们都在肉类风味中起主要作用[39]。不同部位之间的肉类风味在加热后具有相似的机制，即肉类中都含有糖和氨基酸，而风味可能有所不同，肉味是由所有熟肉共有的瘦肉组织提供的前体产生的，在脂质降解后，醛类在某些物种中具有典型特征。例如：反式-2-壬烯醛、辛醛、壬醛和癸醛，都与特定的风味和香气有关，因此，由于脂肪酸的差异，风味会受到影响[40]。

挥发性风味物质与脂肪酸的相关性分析如图6 所示，图中横坐标代表脂肪酸，纵坐标代表挥发性风味物质，颜色代表它们之间的相关性，红色代表正相关，绿色代表负相关，颜色的深浅代表了它们之间的相关系数。由图可知，大多数的挥发性风味物质与脂肪酸呈负相关，而多不饱和脂肪酸与大多数挥发性风味物质间呈显著正相关，不饱和脂肪酸对风味的影响很大，尤其是多不饱和脂肪酸，因为多不饱和脂肪酸相较于单不饱和脂肪酸来说更容易发生氧化反应产生挥发性风味物质，进而影响羊肉的整体风味[41]。在本研究中，LLDM中的花生四烯酸的含量高于RG 和NM，1-辛烯-3-醇和己醛主要来源于花生四烯酸的氧化[42-43]；这可能是LLDM 中己醛和1-辛烯-3-醇含量较高的主要原因。油酸氧化可产生庚醛、壬醛等，因此LLDM 油酸含量最高，与此对应的LLDM 庚醛、辛醛、壬醛的含量也最高，呋喃和油酸之间存在显著相关性，与之前的研究一致[44]。

图6 挥发性风味物质与脂肪酸的相关性分析Fig.6 Correlation analysis of flavor compounds and fatty acids

2.6 氨基酸对挥发性风味物质的影响

蛋白水解会产生肽和氨基酸，这些肽和氨基酸通过Strecker 降解和美拉德反应促进肉类风味的产生。氨基酸是动物体内用于构成蛋白质的基本单位，是肉类鲜味的主要来源[45]。因此，肉类氨基酸组成被认为是肉类营养价值的重要参数[46]。其中还原糖和氨基酸之间的反应是形成熟肉香气化合物的主要途径，半胱氨酸和Met 被认为是肉类风味发展的最大贡献者，鲜肉的非挥发性成分包括糖、肽、氨基酸、无机盐和有机酸等都是促成熟肉基本味道（甜、咸、苦和酸）的风味前体[47]。此外，氨基酸中包括呈味氨基酸，其与肉的味道有关[37]，有专家学者认为适当的苦味对肉类的总体滋味有利，而过量苦味则会对肉类的风味有所损坏。

由图7 可知，氨基酸与大多数的醛类和醇类都呈正相关，与杂环类物质和大多数的芳香类物质呈负相关，其中含硫氨基酸是对食品风味影响较大的一类氨基酸，降解后会产生具有强烈挥发性味道的物质，如吲哚、硫化氢、氨等。Phe、Leu、Ile、Tyr、Val、Asp 等通过转氨反应、脱羧反应、脱氢反应、氧化反应后生成醇、醛、酸、酯等挥发性风味物质[48]，这可能就是与大多数醇、醛、酸、酯呈正相关的原因，如Asp 通过反应就可生成3-羟基-2-丁酮和2，3-丁二酮，在脱羟酶的作用下，还可以转化为苏氨酸，最后生成乙醛、乙醇等物质，这与本试验的结果一致。

图7 挥发性风味物质与脂肪酸的相关性分析Fig.7 Correlation analysis between flavor compounds and amino acids

3 结论

小尾寒羊NM 中的脂肪含量显著高于RG 和LLDM；RG 和LLDM 的蛋白质含量显著高于NM的蛋白质含量；RG 和LLDM 的灰分含量显著高于NM 的灰分含量。

运用HS-SPME-GS-MS 对小尾寒羊3 个部位中挥发性风味物质进行测定。在小尾寒羊的NM、RG 和LLDM 中共检测出45 种挥发性风味物质，其中NM 22 种，LLDM 33 种，RG 26 种。通过主成分分析结果表明，庚醛、壬醛、苯甲醛、己醛、正辛醛、十七碳醛、（E，E）-2，4-癸二烯醛、反式-2-癸烯醇、己醇、1-辛烯-3-醇等24 种风味物质是导致不同部位之间挥发性风味物质有差异的主要影响因素。

运用GS-MS 对小尾寒羊不同部位中脂肪酸组成及含量进行分析，小尾寒羊的NM、LLDM、RG中分别检出20，20，19 种脂肪酸，饱和脂肪酸检测出9 种，单不饱和脂肪酸检测出6 种，多不饱和脂肪酸检测出5 种，LLDM 中对人体有益的单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量都很高。因此，LLDM 脂肪酸配比更符合人体对高营养价值的需要，对人身体健康更有利。

氨基酸在3 个部位都检测出16 种，包括7 种EAA 和9 种NEAA，在测出的氨基酸中以Asp、Glu、Ala、Leu、Lys、Arg 为主，其中RG 除蛋氨酸、酪氨酸、赖氨酸外，含量均为最高，3 个部位的EAA/TAA 比值均超过了60%，EAA/TAA 的比例均超过了40%，说明3 个部位均为优质蛋白质的肉类，并结合呈味氨基酸的分析说明RG 和LLDM的风味比NM 好。

多不饱和脂肪酸与大多数挥发性风味物质间呈正相关，且与醛类、醇类和芳香类等挥发性物之间呈显著正相关，这可能是因为多不饱和脂肪酸极易氧化，在氧化过程中生成醛类、醇类和芳香类等物质；氨基酸与大多数醛类和醇类都呈正相关，这可能是因为氨基酸通过转氨反应等一系列反应，最终生成醛类和醇类等物质。