内蒙古东部肉牛主产区牛肉品质和脂肪特性研究

王莉梅，李九月，田丰，张海鹰，郑海英，薛树媛*

1.内蒙古自治区农牧业科学院 （呼和浩特 010031）；2.通辽市农牧科学研究所 （通辽028000）

内蒙古肉牛产业是内蒙古自治区畜牧业的重要组成部分，已成为我国第一大牛肉生产地区，内蒙古自治区肉牛产业的发展也有地域特性。木其尔[1]对呼伦贝尔地区的蒙古牛的黄色脂肪、其他品种的牛羊脂肪以及双峰驼的白色脂肪的理化指标测定分析发现黄色脂肪主要的成因物质是β-胡萝卜素的沉积。弓宇[2]研究蒙古牛和西门塔尔牛脂肪的差异代谢物及代谢通路，共筛选出23种差异代谢物，差异代谢物通路富集分析确定7条代谢途径，但现有研究对黄膘脂肪的具体形成机理尚未深度解析。

品种、饲养方式、年龄对肉牛生长性能和肉品质均有显著影响。斯琴巴特尔等[3]发现，西门塔尔牛的平均活重、胴体重和净肉重显著高于蒙古牛（P＜ 0.05）。赵称赫[4]研究发现，蒙古牛粗蛋白、脂肪含量、干物质、灰分、矿物质、氨基酸、功能性脂肪酸均高于西门塔尔牛。周磊[5]研究结果显示，新疆褐牛肉的嫩度、肉色、蛋白、脂肪等肉品质显著优于荷斯坦牛和黄牛。付洋洋[6]发现，年龄对粗蛋白、粗脂肪、粗灰分均有显著影响，不同年龄牦牛肉氨基酸组成差异显著（P＜0.05）。近年来规模化舍饲也在迅速发展，放牧和舍饲的成本、运动强度及日粮组成不同，肉品质也会不同[7]。王敏[8]发现：舍饲肉牛的宰前活重、胴体重等均显著高于放牧肉牛（P＜0.05）；放牧牛肉的熟肉率等肉品质指标显著优于舍饲牛肉（P＜0.05）。罗玉龙[9]研究发现放牧羊肉中灰分、蛋白质和矿物质略高于舍饲，但肌内脂肪显著低于舍饲（P＜0.05），从色泽、风味和口感上，更容易被接收。鉴于内蒙古自治区东部地区市场化肉牛肉品质和脂肪特性研究鲜有报道的实际，试验以锡林郭勒盟地区放牧西门塔尔牛、蒙古牛和通辽地区舍饲西门塔尔牛为研究对象，开展不同饲养方式下不同品种肉牛肌肉品质和脂肪特性的对比研究，为优质肉牛饲养提供理论和试验依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物

体重相近的放牧饲养条件下的蒙古牛和西门塔尔牛（各5头，6～7岁）选自内蒙古自治区锡林郭勒盟正蓝旗定点屠宰场，舍饲条件下的西门塔尔牛选自内蒙古通辽市明清牛羊屠宰场（5头，2岁左右），饲草主要以秸秆为主。屠宰后割取牛胴体12～13肋骨间的背最长肌和皮下脂肪进行相关指标测定。

1.2 试验仪器及试剂

pH-STAR型胴体直测pH计（德国麦特斯公司）；CR-400色差计（柯尼卡美能达公司）；K-360型凯氏定氮仪[瑞士Buchi（布奇）公司]；B811型脂肪测定仪[瑞士Buchi（布奇）公司]；S433D型全自动氨基酸分析仪[德国SYKAM（赛卡姆）公司]；WGLL-230BE型电热鼓风干燥箱（天津市泰斯特仪器有限公司）；SQP型电子天平[赛多利斯科学仪器（北京）有限公司]；6890N型气相色谱仪[美国Agilent（安捷伦）公司]。

盐酸、浓硫酸、氢氧化钠、硼酸、乙醚均为分析纯。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 物理指标测定

宰前24 h停止喂料，宰前2 h停止喂水。选取背最长肌部位样品测定pH、色泽、熟肉率。pH采用pHSTAR型直测式胴体pH计（德国MATTHAUS）测定，色泽采用CR410色差计（日本柯尼卡）进行测定，熟肉率的测定参照文献[10]的方法。

1.3.2 肌肉营养成分测定

肌肉样品的水分、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分含量分别参照GB/T 5009.3—2010《食品中水分的测定》、GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》、GB/T 5009.6—2003《食品中粗脂肪的测定》及GB/T 5009.4—2010《食品中灰分的测定》进行测定，在波长420 nm处用紫外分光光度计中测定总磷含量[11]。

1.3.3 氨基酸的测定

肌肉氨基酸测定参照GB/T 5009.124—2016《食品中氨基酸的测定》。

1.3.4 脂肪酸的测定

肌肉及肾脂脂肪酸参考王海波等[12]的方法测定。

1.4 数据统计分析

试验数据采用SPSS 22.0软件进行统计分析，用ANOVA程序进行单因素方差分析，用Duncan氏法进行多重比较检验。P＜0.01表示差异极显著，P＜0.05表示差异显著，P＞0.05表示差异不显著。所有试验数据均用“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 蒙古牛与西门塔尔牛物理指标比较分析

由表1物理指标测定结果可知，放牧蒙古牛背最长肌a*值显著高于其他2组（P＜0.05），放牧西门塔尔牛和放牧蒙古牛背最长肌和皮下脂肪b*值和熟肉率均显著高于舍饲西门塔尔（P＜0.05），各组别pH、pH24、L*值均无显著差异（P＞0.05）。

表1 蒙古牛与西门塔尔牛肌肉物理指标测定结果

2.2 蒙古牛与西门塔尔牛肌肉营养成分比较分析

由表2肌肉营养成分可知，各组别水分、粗蛋白、粗脂肪、灰分及P含量均无显著性差异（P＞0.05）。

表2 蒙古牛与西门塔尔牛肌肉营养成分测定结果

2.3 蒙古牛与西门塔尔牛肌肉氨基酸比较分析

试验共测定出17种氨基酸，以占总氨基酸的比例（%）表示，由表3可知，舍饲西门塔尔牛必需氨基酸和婴儿必需氨基酸显著高于放牧蒙古牛（P＜ 0.05），与放牧西门塔尔无显著性差异（P＞0.05）。非必需氨基酸而言，放牧蒙古牛显著高于舍饲西门塔尔牛（P＜0.05），与放牧西门塔尔无显著差异（P＞0.05）。其中，放牧西门塔尔牛甘氨酸显著高于舍饲西门塔尔牛（P＜0.05），放牧蒙古牛苯丙氨酸显著高于舍饲西门塔尔牛（P＜0.05），其余各指标均无显著性差异（P＞0.05）。放牧蒙古牛鲜味氨基酸显著高于放牧西门塔尔牛（P＜0.05），与舍饲西门塔尔牛无显著差异（P＞0.05）。

表3 蒙古牛与西门塔尔牛肌肉氨基酸测定结果 单位：%

2.4 蒙古牛与西门塔尔牛脂肪酸比较分析

由表4肌肉脂肪酸测定结果可知，放牧蒙古牛饱和脂肪酸显著高于舍饲西门塔尔牛（P＜0.05），与放牧西门塔尔牛无显著差异（P＞0.05）。其中，放牧蒙古牛肉豆蔻酸显著高于放牧西门塔尔和舍饲西门塔尔牛（P＜0.05）。就硬脂酸而言，放牧蒙古牛显著高于舍饲西门塔尔牛（P＜0.05），与放牧西门塔尔牛无显著差异（P＞0.05）。舍饲西门塔尔牛己酸、辛酸、十一烷酸、十三烷酸、二十一烯酸、榆树酸、木腊酸、二十三烯酸含量显著高于其他2组（P＜ 0.05）。就单不饱和脂肪酸而言，放牧西门塔尔牛和蒙古牛显著高于舍饲西门塔尔牛（P＜0.05）。放牧西门塔尔牛肉豆蔻油酸、放牧西门塔尔牛和蒙古牛十五烷烯酸、棕榈烯酸、油酸显著高于舍饲西门塔尔牛（P＜0.05）。舍饲西门塔尔牛十七烷烯酸和顺芥子酸甲酯显著高于其他2组（P＜0.05）。就多不饱和脂肪酸而言，舍饲西门塔尔牛显著高于其他2组（P＜ 0.05），其中舍饲西门塔尔牛亚油酸、二十碳二烯酸、二十碳三烯酸、花生四烯酸、二十二碳二烯酸、二十二碳六烯酸显著高于其他两组（P＜0.05）。而放牧蒙古牛a-亚麻酸、放牧西门塔尔和蒙古牛二十碳五烯酸显著高于舍饲西门塔尔牛（P＜0.05），其余指标均无显著性差异（P＞0.05）。

表4 蒙古牛与西门塔尔牛肌肉脂肪酸测定结果 单位：%

由表5皮下脂肪酸测定结果可知，放牧蒙古牛饱和脂肪酸显著高于放牧和舍饲西门塔尔牛（P＜ 0.05），其中放牧蒙古牛癸酸、硬脂酸显著高于其他2组（P＜0.05）。放牧西门塔尔牛和蒙古牛十七烷酸显著高于舍饲西门塔尔牛（P＜0.05）。放牧蒙古牛花生酸、榆树酸显著高于舍饲西门塔尔牛（P＜0.05）。而舍饲西门塔尔牛己酸、十一烷酸显著高于其他2组（P＜0.05），辛酸显著高于放牧西门塔尔牛（P＜ 0.05）。就不饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、肉豆蔻油酸、棕榈烯酸、油酸而言，放牧西门塔尔牛和舍饲西门塔尔牛均显著高于放牧蒙古牛（P＜0.05）。舍饲西门塔尔牛二十碳一烯酸显著高于放牧蒙古牛（P＜ 0.05）。就多不饱和脂肪酸而言，舍饲西门塔尔牛显著高于放牧西门塔尔牛（P＜0.05），与放牧蒙古牛差异不显著（P＞0.05）。放牧和舍饲西门塔尔牛反亚油酸显著高于放牧蒙古牛（P＜0.05）。放牧西门塔尔牛和蒙古牛二十碳三烯酸显著高于舍饲西门塔尔牛（P＜0.05）。舍饲西门塔尔牛亚油酸显著高于放牧西门塔尔牛和蒙古牛（P＜0.05），其余指标均无显著性差异（P＞0.05）。

表5 蒙古牛与西门塔尔牛皮下脂肪脂肪酸测定结果 单位：%

3 讨论

3.1 蒙古牛与西门塔尔牛物理指标比较分析

肉色的深浅主要由铁和肌红蛋白所决定。试验发现放牧西门塔尔牛和蒙古牛背最长肌和皮下脂肪b*值显著高于舍饲西门塔尔牛（P＜0.05）。王敏[8]研究表明放牧与舍饲条件下肉牛肌肉色泽无显著性差异，试验结果与该结论不一致，这可能与放牧饲养方式较强的运动水平、寒冷的环境和日粮组成均相关。段佳妍[13]研究表明，4周中等强度运动能够降低生长期SD雄性大鼠下丘脑抑制白色脂肪棕色化的相关基因NPY的表达，增加内脏（肾周）脂肪的白色脂肪棕色化相关蛋白表达，促进白色脂肪棕色化。叶晨吉[14]研究表明寒冷刺激能够减少miR-429对Yes相关蛋白（YAP）表达的下调作用。通过产生更多的YAP-转录增强相关区域复合物上调解偶联蛋白1（UCP1）表达进而促进米色脂肪组织形成。试验结果具体形成原因需进一步研究。羊肉的熟肉率是衡量熟化损失的一项指标，熟肉率越高，反映羊肉在烹饪过程中的系水力越强[15]。放牧西门塔尔牛和蒙古牛熟肉率显著高于舍饲西门塔尔牛。王敏[8]研究表明，舍饲肉牛熟肉率显著低于放牧组，试验结果与该结论相一致。

3.2 蒙古牛与西门塔尔牛营养成分比较分析

肌肉的营养成分含量是反映肉品质好坏的因素之一。水分、粗蛋白质和粗脂肪含量直接影响肉品的营养价值和风味。各组之间营养成分含量均无显著性差异（P＞0.05），但放牧西门塔尔牛和蒙古牛脂肪有高于舍饲西门塔尔牛的趋势。这可能与各组肉牛年龄有关，研究表明，随着年龄的增长，脂肪沉积量及程度可能会有所不同，但整体上脂肪含量随年龄增长逐渐增加，且其增长率有逐渐升高的趋势，大量沉积一般出现在生长发育的较晚期[16]。肌间脂肪含量的多少表现为肌肉间大理石花纹的评分，并且与肌肉的风味、嫩度和多汁性等性状密切相关。试验结果表明放牧相比较舍饲饲养方式能表现出较好的风味优势。

3.3 蒙古牛与西门塔尔牛肌肉氨基酸比较分析

氨基酸是评价肉品质中蛋白质高低的重要指标，氨基酸为蛋白质组成的最基本单元，经酶类分解生成小分子醛类、酮类及酯类等挥发性或非挥发性风味物质[17]。试验结果表明，舍饲西门塔尔牛必需氨基酸和婴儿必需氨基酸显著高于放牧蒙古牛（P＜0.05），与放牧西门塔尔无显著性差异（P＞0.05）。必需氨基酸中的亮氨酸对组织蛋白质合成与分解有调节作用，可以防治肝、肾功能衰竭，还有刺激胰岛素分泌的功能[18]，试验中舍饲西门塔尔牛亮氨酸分别比放牧西门塔尔牛和蒙古牛提高14.90%和15.55%。苏氨酸分别提高21.09%和14.88%，缬氨酸提高17.90%和31.16%，表现出良好趋势。精氨酸作为婴儿必需氨基酸，具有多种独特的生理和药理作用[19]。试验中放牧饲养方式下的西门塔尔牛和蒙古牛精氨酸分别比舍饲西门塔尔牛提高22.52%和17.42%，说明放牧饲养方式有利于精氨酸在肌肉内的沉积。天冬氨酸和谷氨酸对肉鲜味起主导作用，在保护肠道方面谷氨酸也发挥着重要的作用[20]。放牧蒙古牛鲜味氨基酸分别比放牧和舍饲西门塔尔牛提高40.70%（P＜0.05）和15.76%（P＞0.05），表明蒙古牛具有更鲜美的风味。根据联合国粮农组织/世界卫生组织（FAO/WHO）的理想模式，质量较好的蛋白质，其组成氨基酸的必需氨基酸与总氨基酸比值为0.4左右，各试验组EAA/TAA达到0.49～0.58，表明各试验组肌肉中的蛋白质质量均较好。综合而言，舍饲西门塔尔牛蛋白质质量较优于放牧西门塔尔牛，放牧饲养方式下蒙古牛较西门塔尔牛有利于鲜味氨基酸的积累。

3.4 蒙古牛与西门塔尔牛肌肉及皮下脂肪脂肪酸比较分析

饱和脂肪酸摄入量较多不利于身体健康[21]，其中起主要作用的是硬脂酸、月桂酸、肉豆蔻油酸及棕榈酸[22]。试验中放牧蒙古牛饱和脂肪酸显著高于舍饲西门塔尔牛（P＜0.05）。硬脂酸而言，放牧蒙古牛显著高于舍饲西门塔尔牛（P＜0.05），放牧西门塔尔牛和蒙古牛肉豆蔻酸和棕榈酸均有高于舍饲西门塔尔牛的趋势（P＞0.05）。张明等[23]研究表明随着反刍动物年龄增长，反氢能力也随之加强，将体内更多的不饱和脂肪酸（UFA）转换成饱和脂肪酸（SFA），从而导致肉中SFA含量高于UFA，试验结果与该结论相一致。不饱和脂肪酸是肉品香味的重要前提物[24]。油酸能够降低血液胆固醇浓度，从而阻止动脉硬化。α-亚麻酸是必需脂肪酸，机体不能自身合成，只能通过饮食获得。可被代谢为二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA），EPA和DHA对婴幼儿脑部发育具有重要作用，被称为“脑黄金”。研究也表明油酸和亚麻酸与肉的风味呈正相关（r=0.33）[25]。试验中放牧西门塔尔牛和蒙古牛油酸含量显著高于舍饲西门塔尔牛（P＜0.05），α-亚麻酸分别比舍饲西门塔尔牛提高32.55%（P＞0.05）和58.57%（P＜0.05），EPA分别提高88%和86.95%（P＜0.05）。说明放牧肉牛比舍饲肉牛表现出更好的风味优势。分析原因可能与锡林郭勒盟地区有含单宁的丰富的沙柳资源，作为粗饲料被牲畜广泛采食有关。齐明江等[26]研究表明日粮添加单宁后提高滩羊肌肉中油酸含量，且添加量与油酸含量呈线性正相关。亚油酸作为人体必需脂肪酸，只能通过摄取外源食物获得[27]。试验中，舍饲组西门塔尔牛亚油酸、二十碳二烯酸、二十碳三烯酸、花生四烯酸、二十二碳二烯酸含量显著高于放牧组西门塔尔牛和蒙古牛（P＜0.05），具有更好的营养和保健作用。王敏[8]研究表明，舍饲组牛肉的单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸、n-6多不饱和脂肪酸和n-3多不饱和脂肪酸含量均显著高于放牧组。试验部分结果与其相一致。不同的原因可能与饲料营养成分、地域、品种对牛肉的脂肪酸组成及含量有明显影响作用有关[28-30]。多不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸比值是反映肌肉营养价值的另一参数[31]，当比值高于0.4时，肌肉营养更好，也更符合人类健康标准[32]。试验发现，放牧西门塔尔牛和蒙古牛的该比值为0.23和0.20，而舍饲西门塔尔牛的该比值为0.52。综上说明，舍饲西门塔尔牛肉相比较放牧西门塔尔牛具有更好的营养价值，符合人类健康膳食要求。

试验中肉牛皮下脂肪组织饱和脂肪酸主要为硬脂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸，不饱和脂肪酸主要为油酸、十五烷烯酸、棕榈烯酸、亚油酸。放牧蒙古牛饱和脂肪酸显著高于放牧和舍饲西门塔尔牛（P＜0.05）。硬脂酸含量与膻味与密切相关[33]，试验中放牧蒙古牛硬脂酸分别比放牧和舍饲西门塔尔牛高32.85%和33.21%（P＜0.05）。试验中，就不饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、肉豆蔻油酸、棕榈烯酸、油酸而言，放牧西门塔尔牛和舍饲西门塔尔牛均显著高于放牧蒙古牛（P＜0.05），表明西门塔尔牛脂肪组织单不饱和脂肪酸沉积可能优于蒙古牛。就多不饱和脂肪酸而言，舍饲西门塔尔牛显著高于放牧西门塔尔牛（P＜ 0.05），与放牧蒙古牛差异不显著（P＞0.05）。亚油酸作为人体必需脂肪酸，对肉的风味起到重要作用，试验中舍饲西门塔尔牛亚油酸分别比放牧西门塔尔牛和蒙古牛提高44.11%和46.72%（P＜0.05）。这可能是由于不同饲养模式下肉牛体脂代谢产生差异化沉积的结果。火苗等[34]研究表明舍饲滩羊肾周脂肪中多不饱和脂肪酸、亚油酸含量极显著高于放牧组，试验结果与该结论相一致。

4 结论

锡林郭勒地区放牧西门塔尔牛和蒙古牛背最长肌和皮下脂肪b*值显著高于通辽地区舍饲西门塔尔牛，放牧条件下蒙古牛鲜味氨基酸显著高于西门塔尔牛。

就肌肉氨基酸、肌肉及皮下脂肪脂肪酸组成而言，舍饲西门塔尔牛相比放牧西门塔尔牛具有更高的营养价值，而放牧方式比舍饲方式表现出更好的风味前体物质油酸和亚麻酸优势。