艾 對(duì),張富新,*,李延華,蘇偉麗,晏慧莉,于玲玲
(1.陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院,陜西西安710119;2.富平縣畜牧技術(shù)推廣中心,陜西渭南711700)
羊奶短中鏈脂肪酸與羊奶膻味關(guān)系的研究
艾對(duì)1,張富新1,*,李延華2,蘇偉麗1,晏慧莉1,于玲玲1
(1.陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院,陜西西安710119;2.富平縣畜牧技術(shù)推廣中心,陜西渭南711700)
采用氣相色譜法(GC)對(duì)18個(gè)羊奶樣品中短中鏈游離脂肪酸(FFA)和短中鏈結(jié)合脂肪酸(CFA)組成進(jìn)行檢測(cè),并對(duì)游離脂肪酸(FFA)和結(jié)合脂肪酸(CFA)與羊奶膻味強(qiáng)度進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明,在羊奶短中鏈脂肪酸中,游離脂肪酸是引起羊奶膻味的主要因素,其中己酸(C6∶0)、辛酸(C8∶0)和癸酸(C10∶0)與羊奶膻味強(qiáng)度呈極顯著相關(guān)(p<0.01),是引起羊奶膻味的主要游離脂肪酸(FFA);肉豆蔻酸(C14∶0)和棕櫚酸(C16∶0)與羊奶膻味強(qiáng)度呈顯著性相關(guān)(p<0.05),也對(duì)羊奶膻味有一定的貢獻(xiàn)。結(jié)合態(tài)脂肪酸與羊奶膻味強(qiáng)度不顯著(p>0.05),與羊奶膻味關(guān)系不大。
羊奶,短中鏈脂肪酸,膻味,相關(guān)性分析
羊奶營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高,富含蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)、維生素以及多種生物活性物質(zhì)[1-2],具有一定的食療保健作用[3]。但羊奶具有膻味,影響著羊奶產(chǎn)品的開發(fā)利用。大量研究表明,羊奶的膻味與其脂肪酸(Fatty Acids,F(xiàn)A)組成有關(guān),尤其是短中鏈脂肪酸[4-8]。羊奶中脂肪酸主要由兩部分構(gòu)成,一部分是以游離形式存在的游離脂肪酸(Free Fatty Acids,F(xiàn)FA),另一部分是以甘油三酯形式存在的結(jié)合脂肪酸(Conjugated Fatty Acids,CFA)。目前檢測(cè)奶中脂肪酸通常用甲酯化方法[9-12],該方法檢測(cè)的是奶中總脂肪酸(Total Fatty Acids,TFA),而對(duì)其游離脂肪酸(FFA)不能完全分離。本文在前期建立檢測(cè)奶中短中鏈游離脂肪酸(FFA)的基礎(chǔ)上[13],結(jié)合甲酯化方法檢測(cè)奶中總脂肪酸(TFA),再利用公式計(jì)算出相對(duì)應(yīng)的結(jié)合脂肪酸(CFA),采用相關(guān)性分析法(Correlation Anaylsis,CA),探討羊奶短中鏈脂肪酸(FA)與羊奶膻味的關(guān)系,為進(jìn)一步揭示羊奶膻味形成機(jī)理提供參考依據(jù)。
1.1材料與儀器
羊奶采自陜西富平縣某乳品企業(yè),奶山羊養(yǎng)殖場(chǎng)提供的18個(gè)不同膻味的奶樣;脂肪酸標(biāo)品乙酸(C2∶0)、丁酸(C4∶0)、己酸(C6∶0)、辛酸(C8∶0)、癸酸(C10∶0)、月桂酸(C12∶0)、肉豆蔻酸(C14∶0)和棕櫚酸(C16∶0)(純度>99%)以及脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥99%)均來自美國(guó)Nu-Chekprep公司;甲酸、無水乙醇、正庚烷和異丙醇均為色譜純,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;無水乙醚、氯仿和無水硫酸鈉均為分析純,天津市天力化學(xué)試劑有限公司。
氣相色譜儀(Trace 2000)美國(guó)熱電公司;HP-INNOWAX石英毛細(xì)管色譜柱(60m×0.320mm× 0.25um)、氨丙基固相萃取柱(500mg,6m L)美國(guó)Agilent公司;QILINBEIER渦旋混合器江蘇海門其林貝爾儀器制造有限公司;SHZ-D(Ⅲ)型循環(huán)水式真空泵鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司。
1.2脂肪酸(FA)的測(cè)定
1.2.1游離脂肪酸(FFA)的測(cè)定游離脂肪酸(FFA)的測(cè)定由脂肪的提取、FFA的分離和FFA的檢測(cè)3個(gè)部分組成。在測(cè)定過程中,用乙酸(C2∶0)、丁酸(C4∶0)、己酸(C6∶0)、辛酸(C8∶0)、癸酸(C10∶0)、月桂酸(C12∶0)、肉豆蔻酸(C14∶0)和棕櫚酸(C16∶0)外標(biāo)法校正測(cè)量樣品游離脂肪酸(FFA)的損失[13]。
脂肪的提?。翰捎肑ong[14]的方法并加以改進(jìn)。吸取10m L奶樣,移入50m L離心管,依次加入10m L無水乙醇、1m L硫酸(2.5mol/L)、15m L乙醚/正庚烷混合液(1∶1,v/v),渦旋混合器振蕩20m in后,2500r/m in離心15m in,然后將含有脂肪的上層液移入150m L的錐形瓶中(含有1g無水硫酸鈉)。再用10m L乙醚/正庚烷(1∶1,v/v)溶液對(duì)離心管下層溶液重復(fù)提取2次,將提取含脂肪的上層溶液全部收集于錐形瓶中。
游離脂肪酸(FFA)的分離:采用Kaluzny[15]的方法并加以改進(jìn)。向氨丙基固相萃取柱(SPE)中加入10m L正庚烷,使其活化。將乳脂肪提取液緩慢加入柱中,使其中的FFA吸附在柱內(nèi);然后向柱中加入10m L氯仿/異丙醇溶液(2∶1,v/v)洗脫中性脂肪,棄去濾液;再將吸附FFA的萃取柱用真空泵抽濾1m in,直到柱中不再有液滴流出;最后用5m L乙醚溶液(含2%的甲酸)對(duì)氨丙基固相萃取柱內(nèi)的FFA進(jìn)行洗脫,用5m L的容量瓶收集濾液,定容至5m L。
游離脂肪酸(FFA)的檢測(cè):采用氣相色譜法進(jìn)行檢測(cè)[13]。色譜條件為:程序升溫模式,初始溫度130℃,保持2m in后,以4℃/m in升至230℃,保持22m in;進(jìn)樣口溫度為240℃;以氮?dú)鉃檩d氣,流速是1.2m L/m in;分流進(jìn)樣,進(jìn)樣量為1μL,分流比為30∶1;檢測(cè)器溫度為260℃,氫氣為燃燒氣體,流速為35m L/m in,氧氣為助燃?xì)怏w,流速為350m L/m in,氮?dú)鉃檠a(bǔ)償氣體,流速為35m L/m in。
1.2.2總脂肪酸(TFA)的測(cè)定采用GB 5413.27-2010的方法測(cè)定羊奶中TFA。色譜條件為:程序升溫模式,初始溫度為140℃,保持5min,以4℃/m in升至240℃,保持15m in;進(jìn)樣口溫度為260℃;以氮?dú)鉃檩d氣,流速是1.0m L/m in;分流進(jìn)樣,進(jìn)樣量為1μL,分流比為30∶1;檢測(cè)器溫度為280℃,氫氣為燃燒氣體,流速為35m L/m in,氧氣為助燃?xì)怏w,流速為350m L/m in,氮?dú)鉃檠a(bǔ)償氣體,流速為35m L/min。
1.2.3結(jié)合脂肪酸(CFA)的測(cè)定通過測(cè)定同一樣品中總脂肪酸(TFA)和游離脂肪酸(FFA),然后按下式計(jì)算結(jié)合脂肪酸(CFA)含量:
CFA(mg/m L)=TFA-FFA
1.3羊奶膻味強(qiáng)度的評(píng)定
評(píng)定小組由10名對(duì)羊奶膻味敏感的人員組成。將羊乳樣品置于30℃水浴中預(yù)熱30m in,然后通過品評(píng)人員對(duì)其膻味用10點(diǎn)標(biāo)度評(píng)分。1~3分為幾乎無膻味,3~5分為輕微膻味,5~7分為中等強(qiáng)度膻味,7~9分為明顯膻味,9~10分為強(qiáng)烈膻味。每個(gè)樣品膻味評(píng)分為去掉一個(gè)最高分和一個(gè)最低分后的平均值。
1.4數(shù)據(jù)分析
相關(guān)性分析采用DPS7.05版軟件中多元性分析中的相關(guān)性分析,其余數(shù)據(jù)采用Excel 2003版軟件統(tǒng)計(jì)分析。
2.1羊奶膻味強(qiáng)度的評(píng)價(jià)
對(duì)18個(gè)羊奶樣品進(jìn)行膻味強(qiáng)度評(píng)價(jià),結(jié)果見表1。
表1 羊奶樣品膻味強(qiáng)度評(píng)定Table 1 Sensory evaluation of the goaty flavor for goat’smilk
由表1可以看出,18個(gè)羊奶樣品的膻味強(qiáng)度有較大差別,其中S15和S18號(hào)樣品具有輕微膻味,評(píng)分在3~5之間;S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S12、S16和S17號(hào)樣品具有中等強(qiáng)度膻味,評(píng)分在5~7之間;S1、S2、S11和S14號(hào)樣品具有明顯膻味,評(píng)分在7~9之間;S13號(hào)具有強(qiáng)烈膻味,評(píng)分在9~10之間。表明實(shí)驗(yàn)采集的羊奶樣品能夠代表不同膻味強(qiáng)度的羊奶。
2.2羊奶中游離脂肪酸(FFA)與羊奶膻味的關(guān)系
對(duì)18個(gè)不同膻味強(qiáng)度的羊奶樣品中游離脂肪酸(FFA)進(jìn)行GC檢測(cè),然后分析羊奶膻味強(qiáng)度與其游離脂肪酸(FFA)的關(guān)系,結(jié)果見表2和表3。
從表2可以看出,18個(gè)羊奶樣品中短中鏈游離脂肪酸(C2∶0~C16∶0)組成差異明顯??傮w來看,構(gòu)成羊奶短中鏈游離脂肪酸(FFA)主要是乙酸(C2∶0)、月桂酸(C12∶0)、肉豆蔻酸(C14∶0)和棕櫚酸(C16∶0),其中乙酸(C2∶0)和棕櫚酸(C16∶0)的含量較高,平均含量分別為0.546mg/m L和0.228mg/m L;其次為月桂酸(C12∶0)0.038mg/m L、肉豆蔻酸(C14∶0)0.030mg/m L、癸酸(C10∶0)0.016mg/m L、丁酸(C4∶0)0.012mg/m L、辛酸(C8∶0)0.007mg/m L和己酸(C6∶0)0.005mg/m L。羊奶中的游離脂肪酸(FFA)組成不僅與奶中脂肪酶活性有關(guān)[6,16],也與乳脂肪球相關(guān),羊奶乳脂肪球較小,且乳脂肪球膜易破裂,會(huì)導(dǎo)致脂肪球內(nèi)的甘油三酯溶出,被脂肪酶水解,生成游離脂肪酸(FFA)[17]。
從表3可以看出,羊奶膻味強(qiáng)度與游離脂肪酸(FFA)中己酸(C6∶0)、辛酸(C8∶0)和癸酸(C10∶0)呈極顯著正相關(guān)(p<0.01),相關(guān)系數(shù)分別為0.80、0.60和0.82;與肉豆蔻酸(C14∶0)和棕櫚酸(C16∶0)呈顯著性正相關(guān)(p<0.05),相關(guān)系數(shù)分別為0.49和0.44;與乙酸(C2∶0)、丁酸(C4∶0)和月桂酸(C12∶0)的相關(guān)性不顯著(p>0.05)。表明游離脂肪酸(FFA)中己酸(C6∶0)、辛酸(C8∶0)和癸酸(C10∶0)是形成羊奶膻味的主要游離脂肪酸(FFA);肉豆蔻酸(C14∶0)和棕櫚酸(C16∶0)也對(duì)羊奶膻味形成有一定的關(guān)系;而乙酸(C2∶0)、丁酸(C4∶0)和月桂酸(C12∶0)與羊奶膻味關(guān)系不大。羊奶的膻味不僅與游離脂肪酸(FFA)含量有關(guān),也與每種游離脂肪酸(FFA)的膻味閾值有關(guān),并不是哪種游離脂肪酸(FFA)的含量越高,就對(duì)膻味貢獻(xiàn)越大。通過對(duì)羊奶中短中鏈游離脂肪酸(FFA)組成的研究發(fā)現(xiàn),乙酸(C2∶0)和棕櫚酸(C16∶0)含量明顯高于其他游離脂肪酸(見表2),但通過游離脂肪酸組成與膻味強(qiáng)度的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),這2種游離脂肪酸(FFA)與羊奶膻味并無多大關(guān)系;然而己酸(C6∶0)、辛酸(C8∶0)和癸酸(C10∶0)雖然含量較低,但由于其膻味閾值極低,對(duì)羊奶膻味有較大的貢獻(xiàn)。關(guān)于奶中膻味與其脂肪酸關(guān)系的研究已有報(bào)道,齊強(qiáng)強(qiáng)等[5]的研究表明羊奶中的膻味物質(zhì)主要是己酸(C6∶0)、辛酸(C8∶0)和癸酸(C10∶0);李林強(qiáng)等[7]通過對(duì)比羊奶和牛奶揮發(fā)性游離脂肪酸(FFA)時(shí),發(fā)現(xiàn)羊奶中癸酸(C10∶0)含量遠(yuǎn)高于牛奶中,是影響羊奶風(fēng)味的主效成分;Chilliard等[4]在研究羊奶脂類的合成與分解時(shí),發(fā)現(xiàn)在甘油三酯的sn-3位置上有更高比例的C6∶0~C10∶0脂肪酸,且易被脂肪酶水解,直接影響羊奶的風(fēng)味;Whetstine等[6]在研究羊奶奶酪風(fēng)味時(shí),表明辛酸(C8∶0)和癸酸(C10∶0)等是造成膻味的主要影響因素;Margrete等[8]在研究山羊飼養(yǎng)條件對(duì)脂肪、脂肪酸以及膻味的影響時(shí),發(fā)現(xiàn)C6∶0~C10∶0是羊奶風(fēng)味的主要影響因素。但這些研究以羊奶中總脂肪酸為基礎(chǔ),并未分離出奶中的游離脂肪酸(FFA)。本研究通過分析羊奶中游離脂肪酸(FFA)明確地揭示了游離脂肪酸(FFA)與羊奶膻味的關(guān)系。
表2 羊奶中游離脂肪酸(FFA)的組成Table 2 Composition of free fatty acids in goat’smilk
表3 羊奶中游離脂肪酸(FFA)與膻味強(qiáng)度的相關(guān)性分析Table 3 Correlation between free fatty acids and goaty flavor for goat’smilk
2.3羊奶中結(jié)合脂肪酸(CFA)與羊奶膻味的關(guān)系
對(duì)18個(gè)不同膻味強(qiáng)度的羊奶樣品中結(jié)合脂肪酸(CFA)進(jìn)行檢測(cè),分析其與膻味強(qiáng)度的相關(guān)性,結(jié)果見表4和表5。
從表4可以看出,羊奶中結(jié)合脂肪酸(C4∶0~C16∶0)組成差異明顯,其結(jié)合脂肪酸(CFA)中棕櫚酸(C16∶0)含量較高,達(dá)到185.040mg/m L;其次是肉豆蔻酸(C14∶0)為66.732mg/m L、癸酸(C10∶0)為59.993mg/m L、丁酸(C4∶0)為41.344mg/m L、月桂酸(C12∶0)為27.784mg/m L、辛酸(C8∶0)為16.998mg/m L和己酸(C6∶0)為14.838mg/m L。羊奶中結(jié)合脂肪酸(CFA)以中鏈長(zhǎng)度(C12∶0~C16∶0)為主,其含量達(dá)到279.556mg/m L,而短鏈(C4∶0~C10∶0)結(jié)合脂肪酸含量?jī)H為132.174mg/m L。由于乙酸(C2∶0)沸點(diǎn)較低且極易揮發(fā),在衍生化時(shí)易損失,本實(shí)驗(yàn)中未檢測(cè)到。對(duì)比表2和表4可以看出,羊奶中游離脂肪酸(C2∶0~C16∶0)含量遠(yuǎn)低于結(jié)合脂肪酸(CFA)含量,表明羊奶中的脂肪酸(FA)主要是以結(jié)合態(tài)形式存在。
表4 羊奶中結(jié)合脂肪酸(CFA)的組成Table 4 Composition of conjugated fatty acids in goat’smilk
表5 羊奶中結(jié)合脂肪酸(CFA)與膻味強(qiáng)度的相關(guān)性分析Table 5 Correlation between conjugated fatty acids and goaty flavor for goat’smilk
從表5可以看出,羊奶膻味與結(jié)合脂肪酸(CFA)的相關(guān)性較低,其癸酸(C10∶0)、月桂酸(C12∶0)、辛酸(C8∶0)、丁酸(C4∶0)、肉豆蔻酸(C14∶0)、棕櫚酸(C16∶0)和己酸(C6∶0)與羊奶膻味強(qiáng)度的相關(guān)系數(shù)分別為0.40、0.39、0.37、0.35、0.26、0.16和0.06。相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)這些結(jié)合脂肪酸(CFA)與羊奶膻味強(qiáng)度均呈現(xiàn)出不顯著性(p>0.05),表明羊奶中結(jié)合脂肪酸(CFA)與其膻味關(guān)系不大。羊奶中的脂肪酸(FA)絕大部分以甘油三酯的形式存在,對(duì)羊奶膻味貢獻(xiàn)較小,只有當(dāng)甘油三酯在脂肪酶作用下,分解形成游離脂肪酸(FFA)時(shí),才會(huì)對(duì)羊奶膻味有一定的影響。
利用氣相色譜法對(duì)羊奶中短中鏈脂肪酸進(jìn)行檢測(cè),并對(duì)其脂肪酸(FA)組成與羊奶膻味強(qiáng)度進(jìn)行相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)羊奶膻味主要由其游離脂肪酸(FFA)引起,其中己酸(C6∶0)、辛酸(C8∶0)和癸酸(C10∶0)是引起羊奶膻味的主要游離脂肪酸(FFA);肉豆蔻酸(C14∶0)和棕櫚酸(C16∶0)對(duì)羊奶膻味也有一定作用。而羊奶中結(jié)合脂肪酸(CFA)與羊奶膻味關(guān)系不大。
[1]顧浩峰,張富新,梁蕾,等.山羊奶與牛奶和人奶營(yíng)養(yǎng)成分的比較[J].食品工業(yè)科技,2012,33(8):369-373.
[2]李龍柱,張富新,賈潤(rùn)芳.等.不同哺乳動(dòng)物乳中主要營(yíng)養(yǎng)成分比較的研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技,2012,33(9):396-400.
[3]李時(shí)珍.本草綱目[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,1982:258.
[4]Chilliard Y,F(xiàn)erlay A,Rouel J,et al.A review of nutritional and physiological factors affecting goatmilk lipid synthesis and lipolysis[J].Jounal of Dairy Science,1984,67(10):2216-2223.
[5]齊強(qiáng)強(qiáng).發(fā)酵羊乳脂肪酸組成的動(dòng)態(tài)變化分析及生物除膻技術(shù)研究[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué),2012.
[6]Whetstine C M E,Karagul-Yuceer Y,Avsr Y K,et al. Identification and quantification of character aroma components in fresh chevre-style goat cheese[J].FoodChemistry and Toxicology,2003,68(8):2441-2447.
[7]李林強(qiáng),昝林森.西農(nóng)薩能奶山羊如和荷斯坦牛乳揮發(fā)性游離脂肪酸組成比較及分子機(jī)理分析[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào),2011,30(6):822-826.
[8]Eknas M,Havrevoll Y,Volden H,et al.Fat content,fatty acid profile and off-flavours in goats milk-effects of feed concentrates with different fat sources during the grazing season[J].Animal Feed Science and Technology,2009,152:112-122.
[9]劉寧,張振,任皓威,等.氣相色譜法測(cè)定牛乳脂肪酸前處理方法的優(yōu)化[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2014,45(2):60-67.
[10]葛武鵬,李元瑞,陳瑛,等.牛、羊乳及其制品的脂肪酸組成分析[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào),2008,36(7):173-178.
[11]MaroteauC,PalhiereT,LarroqueH,et al.Genetic parameter estimation for major milk fatty acids in alpine and saanen primiparous Goats[J].Journal of Dairy Science,2014,97(5):3142-3155.
[12]曹艷紅,羅軍,王海濱,等.奶山羊初乳短、中鏈脂肪酸組成研究[J].中國(guó)乳品工業(yè),2006,34(9):12-15.
[13]晏慧莉.羊奶脂肪酸與羊奶膻味關(guān)系的研究[D].西安:陜西師范大學(xué),2014.
[14]De Jong C,Badings H T.Determination of free fatty acids in milk and cheese Procedures for extraction,clean up,and capillarygas chromatographicanalysis[J].Journal of High Resolution Chromatography,1990,13:94-98.
[15]Kaluzny M A,Duncan L A,Merritt M V,et al.Rapid separation of lipid classes in,high yield and purity using bonded phase columns[J].Journal of Lipid Research,1985,26:135-140.
[16]Hilton C,Deeth H C.Lipoprotein lipase and lipolysis in milk[J].International Dairy Journal,2006,16:555-562.
[17]帕克,亨萊因.特種乳技術(shù)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010:24-46.
Study on correlation between short-medium chain fatty acid and goaty flavor
AIDui1,ZHANG Fu-xin1,*,LIYan-hua2,SUWei-li1,YAN Hui-li1,YU Ling-ling1
(1.College of Food Engineering and Nutritional Science of Shaanxi Normal University,Xi’an 710119,China;2.Husbandry technology Promotion Center of Fuping County,Weinan 711700,China)
Short-Med ium chain free fatty acids and conjugated fatty acids of 18 goat's m ilk samp les were comp rehensively analyzed by gas chromatography.And then the correlation between short-medium chain fatty acids and goaty flavor were analyzed by correlation analysis.The results showed that the main factors for causing goaty flavor were free fatty acids,especially cap roic acid(C6∶0),hep tanoic acid(C8∶0)and decanoic acid(C10∶0)(p<0.01).Myristic acid(C14∶0)and palm itic acid(C16∶0)were significantly associated w ith goaty flavor(p<0.05)and had certain contribution to goaty flavor.While the conjugated fatty acids was not significant for goaty flavor(p>0.05),which had little to do for goaty flavor.
goatm ilk;short-med ium chain fatty acid;goaty flavor;correlation anaylsis
TS252.1
A
1002-0306(2015)06-0113-05
10.13386/j.issn1002-0306.2015.06.017
2014-07-04
艾對(duì)(1989-),男,碩士研究生,研究方向:乳品化學(xué)。
張富新(1962-),男,教授,主要從事乳品科學(xué)方面的研究。
“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國(guó)家科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013BAD18B00);陜西省農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目(2014K01-17-05);農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201103038)。