贵州省关岭牛不同部位牛肉挥发性风味物质和脂肪酸差异比较

周景瑞 罗文菊 许浩翔 雷露 冉江 姜玲玲 赵元峰 余波

摘要：为研究贵州省关岭牛不同部位牛肉的挥发性风味物质和脂肪酸组成差异，对关岭牛眼肉、里脊、臀肉、牛腩、肋排、上脑6个部位的挥发性风味物质和脂肪酸组成进行对比分析。结果表明，不同部位牛肉中共鉴定出68种主要挥发性化合物，其中萜烯类、烷烃类占比超过75.000%，是影响牛肉风味的重要因素。脂肪酸是挥发性成分的重要前体物质，其含量直接影响牛肉的口感风味，从牛肉中共测出21种脂肪酸，其中饱和脂肪酸（Saturated fatty acid，SFA）10种，单不饱和脂肪酸（Monounsaturated fattyacids， MUFA）4 种、多不饱和脂肪酸（Polyunsaturated fatty acids， PUFA）7 种；脂肪酸在不同部位中含量不同，眼肉、里脊、臀肉、牛腩、肋排、上脑中不饱和脂肪酸占脂肪酸的含量分别是43.017%、39.021%、48.869%、46.730%、40.678%、45.147%。

关键词：关岭牛；风味物质；脂肪酸；营养价值；牛肉；贵州省

中图分类号：TS251         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2024）04-0148-06

Comparison of volatile flavor compounds and fatty acids differences in beef from different parts of Guanling cattle in Guizhou Province

Abstract： In order to study the differences in volatile flavor compounds and fatty acids composition of beef from different parts of Guanling cattle in Guizhou Province， a comparative analysis was conducted on the volatile flavor compounds and fatty acids composition in six parts of Guanling cattle eye meat， tenderloin， hip meat， beef brisket， rib， and upper brain. The results showed that a total of 68 main volatile compounds were identified in beef from different parts， with terpenes， and alkanes accounting for over 75.000%， which were important factors affecting beef flavor. Fatty acids were important precursors of volatile components， and their content directly affected the taste and flavor of beef. A total of 21 types of fatty acids were detected in beef， including 10 saturated fatty acids （SFA）， 4 monounsaturated fatty acids （MUFA）， and 7 polyunsaturated fatty acids （PUFA）；the content of fatty acids varied in different parts of the body， with unsaturated fatty acids accounting for 43.017%， 39.021%， 48.869%， 46.730%， 40.678%， and 45.147% of fatty acids in eye meat， tenderloin， buttocks， beef brisket， rib ribs， and upper brain， respectively.

Key words： Guanling cattle； flavor compounds； fatty acids； nutritional value； beef； Guizhou Province

关岭牛作为贵州省优秀的地方特色品种，其开发和利用越来越受到重视［1，2］。牛肉营养价值丰富，肉质细嫩，味道鲜美，具有高蛋白质、低脂肪和低胆固醇等特点［3］。香气是评价牛肉质量的重要指标，决定牛肉品质和消费者的接受程度［4，5］，不同地区牛肉因品种和生长环境的不同而导致香气成分不同。在众多的牛肉研究中，有关贵州省黄牛肉挥发性化合物的研究较少［6］。牛肉中富含的各种功能性脂肪酸可以较好地降低胆固醇及预防心血管等疾病［7］。牛肉品质的高低与动物的饲养管理水平［8-10］、 品种［11，12］、生理年龄及肉质的嫩度［13］、营养成分［14］、脂肪酸的含量［15］和风味氨基酸［16］等相关。

本研究采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（SPME-GC-MS）法对贵州省关岭牛不同部位的牛肉挥发性风味物质与脂肪酸组成进行分析比较，旨在确定对牛肉风味形成贡献最大的物质及富含脂肪酸的最佳部位，并为评价关岭牛的肉质提供参考，对牛肉的品质形成机理和质量控制具有重要意义。

1 材料與方法

1.1 试验材料

选取贵州黄牛产业集团关岭布依族苗族自治县有限责任公司牛场关岭牛，24～30月龄，屠宰后即刻取眼肉、里脊、臀肉、牛腩、肋排、上脑6个部位牛肉，用保鲜膜真空包装，迅速冷冻至-18 ℃以下保存，待测。

1.2 标准品与试剂

37种混合脂肪酸甲酯标准品纯度≥99.3%，美国NU-CHEK公司；盐酸、氨水、石油醚、硫酸氢钠均为分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；正庚烷、异辛烷均为色谱纯，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；甲醇为色谱纯，德国默克公司；三氟化硼、焦性没食子酸均为色谱纯，上海麦克林生化科技股份有限公司；氢氧化钾为分析纯，天津市富宇精细化工有限公司。

1.3 仪器

采用气相色谱-质谱（GC-MS）联用仪检测，配有氢火焰离子化检测器FID，如表1所示。

1.4 试验方法

1.4.1 顶空固相微萃取 首先将萃取头置于250 ℃下老化2 h，再准确称取5.00 g样品置于20 mL顶空瓶中，并插入老化后的萃取头，在40 ℃下萃取30 min，之后将萃取头拔出并插入气质联用仪进样口，在250 ℃条件下热解吸5 min后进行检测分析。

1.4.2 GC-MS检测条件 色谱条件：DB-5MS毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.20 μm）；恒定流量模式，升温程序：起始温度40 ℃，保持15 min，然后以3 ℃/min 升到160 ℃，再以4 ℃/min升到230 ℃，保持5 min。载气为高纯氦气；流速为1.0 mL/min。

质谱条件：电子轰击离子源（EI）；电子能量70 eV；离子源温度230 ℃；传输线温度250 ℃；扫描范围35～450 amu。

1.4.3 GC检测条件 色谱柱为SH-Rt-2560（100 m×0.25 mm×0.20 μm）聚二氰丙基硅氧烷强极性固定相柱，检测器为FID；进样口温度为270 ℃；检测器温度为280 ℃；分流比100∶1；载气为高纯氮气；柱流速为1.0 mL/min。升温程序：初温100 ℃，保持13 min，10 ℃/min升温至180 ℃，保持6 min，1 ℃/min升温至200 ℃，保持20 min，4 ℃/min升温至230 ℃，保持   11 min。

1.5 数据处理

不同部位牛肉经GC-MS分析，生成总离子流图，各色谱峰对应的质谱于计算机标准谱库中进行相似度检索。通过仪器操作软件计算出各物质的保留指数（RI），每成分的物质含量以相对含量表示，运用峰面积归一化法，求得各成分的含量［17，18］。脂肪酸含量按照国标中的外标法进行测定，应用Excel软件对数据进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 不同部位牛肉总离子流色谱

采用SPME-GC-MS对牛肉中的挥发性风味物质进行有效提取分离，质谱连续扫描进行数据采集，得到挥发性成分的总离子流色谱（图1），不同部位的总离子流色谱的走势大体相同。

2.2 不同部位牛肉主要挥发性风味物质的鉴定

在对牛肉加热处理过程中，脂肪、蛋白脂、氨基酸等风味前体物经美拉德反应、脂质氧化和美拉德-脂质过氧化交互反应等产生的挥发性风味物质共同作用构成了牛肉的香气。

不同部位牛肉主要挥发性成分的检测分析结果如表2、表3所示，共鉴定出68种挥发性化合物，主要有萜烯类、烷烃类、醇类、醛类、酯类、芳香类、酮类、酸类及其他9类，眼肉、里脊、臀肉、牛腩、肋排、上脑部位分别鉴定出53、52、54、47、56、56种挥发性化合物。烷烃类物质在眼肉、里脊、臀肉、牛腩、肋排、上脑部位挥发性风味成分的含量均最高，分别为38.465%、44.865%、53.712%、53.717%、46.271%、44.945%。牛肉中萜烯类、烷烃类占比均超过75.000%，是牛肉特征风味物质的重要组成部分。

萜烯类化合物主要来源于蛋白质和脂肪的降解作用［19］，不仅赋予肉类独特的香气和风味，还具有一定营养价值。烷烃类化合物主要由脂肪酸中烷氧自由基均裂产生，具有较高的阈值，对牛肉风味形成影响较小，但可作为中间代谢物合成其他类物质，对牛肉风味形成起到修饰调和的作用［20］。醇类化合物来自脂质氧化和醛的还原，可以提供油脂香、青草香、蘑菇香的味道，其含量对牛肉的风味形成有重要贡献。其中2-乙基己醇具有花香味、青草味，3，7-二甲基-1-辛醇具有油脂香、柑橘香和玫瑰香，这2种物质在肋排中含量较高；1-戊醇具有酒香、醚香，2-异丙基-5-甲基-1-庚醇具有药味、青草味，在牛腩中含量较高，对牛肉风味形成有促进作用。1-辛烯-3-醇是牛肉里每个部位都有的不饱和醇，是良好的呈味物质［21］。醛类物质主要来自多不饱和脂肪酸氧化，鉴定出的己醛、壬醛提供脂香味、油香味及清香味，阈值一般都比较低，对肉品风味的贡献较大。酮类物质来源于脂肪酸的热氧化降解和美拉德反应，具有独特的奶油味、花香、水果香等。酸类化合物由脂肪酸甘油酯和磷脂加热氧化或酶解产生，具有酸味、奶酪味、香料味等，眼肉部位酸类物质含量最高，是其主要挥发性风味物质。在里脊、臀肉、牛腩、上脑中都鉴定出了甲酸辛酯和4-羟基丁酯，这2种酯类化合物具有果香和奶酪的味道，通过协同作用使牛肉的风味更加丰富饱满［22，23］。

2.3 不同部位牛肉中脂肪酸组成分析

从牛肉中共测出21种脂肪酸（表4），主要有肉豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、十七烷酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、γ-亚麻酸、花生四烯酸等。其中饱和脂肪酸（Saturated fatty acid，SFA）10种，单不饱和脂肪酸（Monounsaturated fatty acids，MUFA）4 种、多不饱和脂肪酸（Polyunsaturated fatty acids，PUFA）7 种，眼肉、里脊、臀肉、牛腩、肋排、上脑中不饱和脂肪酸占脂肪酸的含量分别为43.017%、39.021%、48.869%、46.730%、40.678%、45.147%。饱和脂肪酸主要由肉豆蔻酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸组成，在眼肉、里脊、牛腩、肋排的含量较高。李鹏等［24］的研究发现，饱和脂肪酸会提高胆固醇在人体血液中的含量，容易引起动脉硬化等心血管疾病。单不饱和脂肪酸主要由油酸、棕榈油酸组成，在牛肉中眼肉、牛腩、肋排中的含量较高。油酸具有软化血管、降低血液甘油三酯的作用，棕榈油酸对一些代谢综合征、糖尿病等慢性疾病有治疗作用，单不饱和脂肪酸对人体有很好的保健作用。多不饱和脂肪酸主要由亚油酸、γ-亚麻酸、花生四烯酸组成，在牛肉中眼肉、里脊、牛腩含量较高。亚油酸具有降低血脂、软化血管、降血压、促进微循环的作用，γ-亚麻酸具有增强智力、增强免疫力、保护视力、降低血脂、降低血压、降低血糖、抑制出血性脑疾病和血栓性疾病，花生四烯酸具有酯化膽固醇、增加血管弹性、降低血液黏度、调节血细胞功能等一系列生理活性［25］。脂肪酸氧化分解是包括醛类、烷烃类、醇类、酮类、酯类等风味物质产生的重要来源，不饱和脂肪酸比饱和脂肪酸更容易发生氧化，产生特有的香气，如肉香、脂香和花香、果香等风味物质，是食物在烹饪中风味物质的重要来源［26］。

3 小结

本研究通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法测定牛肉不同部位挥发性化学成分，共鉴定出68种主要挥发性化合物，主要有萜烯类、烷烃类、醇类、醛类、酯类、芳香类、酮类、酸类及其他9 类。不同部位牛肉中的挥发性成分萜烯类、烷烃类、醇类、酯类含量较多，是牛肉特征风味的重要组成部分。脂肪酸是挥发性成分的重要前体物质，在牛肉的加工处理过程中会发生一系列复杂的反应，脂肪酸的含量直接影响牛肉的口感风味。本研究结果可为牛肉产品的深加工和品质提升提供参考依据。

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