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      寧夏灘羊后腿肉營養(yǎng)評(píng)價(jià)及揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

      2017-11-20 20:32:07徐薇薇姚瑞基袁維新齊月張亞芳張同剛
      肉類研究 2017年10期
      關(guān)鍵詞:固相微萃取質(zhì)譜聯(lián)用氣相色譜

      徐薇薇+姚瑞基+袁維新+齊月+張亞芳+張同剛

      摘 要:利用頂空固相微萃?。╯olid phase microextraction,SPME)與氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)技術(shù)對寧夏灘羊后腿肉中揮發(fā)性風(fēng)味成分及其變化進(jìn)行測定,并利用常規(guī)肌肉營養(yǎng)測定方法對其營養(yǎng)成分進(jìn)行分析。結(jié)果表明:在寧夏灘羊后腿肉中,水分占77.23%,蛋白質(zhì)占16.98%,脂肪占1.53%,灰分占0.90%;寧夏灘羊后腿肉中含有17 種氨基酸,其中必需氨基酸7 種,且必需氨基酸的構(gòu)成比例基本符合聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織(Food and Agriculture Organization,F(xiàn)AO)和世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)的標(biāo)準(zhǔn);從寧夏灘羊后腿肉中共檢測出烴類、雜環(huán)類、醛類、酯類、醇類、酮類、酸類和醚類等揮發(fā)性風(fēng)味成分40 種,其中關(guān)鍵風(fēng)味成分主要是D-檸檬烯、壬醛、3-甲基丁醛、乙醛、3-甲硫基丙醛、庚醛、苯甲醛、1-辛烯-3-醇、二甲基硫醚和2-乙基呋喃等物質(zhì),它們共同決定了寧夏灘羊后腿肉的整體風(fēng)味。

      關(guān)鍵詞:寧夏灘羊后腿肉;營養(yǎng)評(píng)價(jià);固相微萃?。粴庀嗌V-質(zhì)譜聯(lián)用;揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)

      Nutritional Assessment and Flavor Compounds of Hind Leg Meat in Tan Sheep

      XU Weiwei1, YAO Ruiji1, YUAN Weixin1, QI Yue2, ZHANG Yafang2, ZHANG Tonggang1,3,*

      (1.Guangxi International Business Vocational and Technical College, Nanning 530001, China; 2.Beijing Product Quality Supervision and Inspection Institute, Beijing 101300, China; 3.School of Agriculture, Ningxia University, Yinchuan 750021, China)

      Abstract: The volatile flavor compounds of hind leg meat from Tan sheep were determined by solid phase

      micro-extraction (SPME) coupled with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), and the nutritional components were analyzed by routine methods. The results showed that the contents of moisture, protein, fat and ash in hind leg muscle were 77.23%, 16.98%, 1.53% and 0.90% respectively. Seventeen amino acids in the muscle were contained including seven essential ones and the essential amino acid composition was similar to the standard of Food and Agriculture Organization (FAO) and World Health Organization (WHO). Totally 40 volatile flavor compounds including hydrocarbons, heterocyclic compounds, aldehydes, esters, alcohols, ketones, acids and ethers were identified in the meat, with D-limonene, nonanoic acid, 3-methyl butanal, acetaldehyde, 3-methylthiopropanal, heptyl aldehyde, benzaldehyde, 1-octene-3-alcohol,dimethyl sulfide, 2-ethyl-furan

      and other substances being the key flavor compounds.

      Key words: hind leg meat from Tan sheep; nutritional assessment; solid phase micro extraction; gas chromatography-mass spectrometry; volatile flavor

      DOI:10.7506/rlyj1001-8123-201710008

      中圖分類號(hào):TS251.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1001-8123(2017)10-0041-05

      寧夏灘羊?qū)儆诿晒叛蚍N,生長于半干旱的荒漠草原和干旱草原地區(qū),是寧夏地區(qū)特色羊種,隸屬于短脂尾綿羊,肉、皮、毛具有獨(dú)特的品質(zhì)[1]。鹽池縣水質(zhì)偏堿性,礦化度高,天然植物適口性好、飼用價(jià)值高[2]。

      本研究以人工養(yǎng)殖寧夏灘羊?yàn)檠芯繉ο?,采用頂空固相微萃取(solid phase microextraction,SPME)技術(shù)與氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)測定寧夏灘羊后腿肉中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),采用相對氣味活度值(relative odor activity value,ROAV)法分析寧夏灘羊肉的主體風(fēng)味物質(zhì),了解其營養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)組成,旨在補(bǔ)充寧夏灘羊后腿肉的營養(yǎng)價(jià)值及風(fēng)味特性數(shù)據(jù),為今后寧夏灘羊的開發(fā)利用提供參考。

      1 材料與方法

      1.1 材料

      灘羊后腿肉,購自寧夏回族自治區(qū)吳忠市澇河橋清真肉食品有限公司。

      1.2 儀器與設(shè)備

      OHAUS MB45快速水分測定儀 上泰儀器股份有限公司;B-811索氏提取儀、B-324凱氏定氮儀 瑞士Buchi公司;JJ-2(2003-61)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、

      65 μm聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯(polydimethylsiloxane/divinylbenzene,PDMS/DVB)萃取頭 日本島津公司;HH SY21-Ni6-C高速組織搗碎機(jī) 江蘇金壇市億通電子有限公司;L-8800高速氨基酸分析儀 日本日立公司。

      1.3 方法

      1.3.1 基本營養(yǎng)成分測定

      水分含量測定:參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》[3]中的直接干燥法;灰分含量測定:參照GB 5009.4—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測定》;粗蛋白質(zhì)含量測定:參照GB 5009.5—2016

      《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》中的凱氏定氮法;粗脂肪含量測定:采用氯仿-甲醇提取法[4];氨基酸測定:參照GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的測定》[5],采用氨基酸自動(dòng)分析儀進(jìn)行測定。微量元素測定:采用原子吸收分光光度法[6]。

      1.3.2 肌肉營養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)方法

      依據(jù)聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織(Food and Agriculture Organization,F(xiàn)AO)和世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)提出的氨基酸評(píng)分(amino acid score,AAS)標(biāo)準(zhǔn)模式[7-8]和雞蛋中蛋白質(zhì)的氨基酸模式[9],

      以AAS、化學(xué)評(píng)分(chemical score,CS)和必需氨基酸指數(shù)(essential amino acid index,EAAI)[9]來評(píng)價(jià)肌肉樣品中蛋白質(zhì)的氨基酸營養(yǎng)價(jià)值。AAS、CS和EAAI按照公式(1)~(3)計(jì)算。

      式中:m0為待測樣品的氨基酸含量(mg/g蛋白質(zhì));m1為FAO/WHO評(píng)分模式下同種氨基酸的含量(mg/g 蛋白質(zhì));m2為雞蛋蛋白質(zhì)同種氨基酸的含量(mg/g蛋白質(zhì));n為比較的氨基酸數(shù);t為待測樣品蛋白質(zhì)中相應(yīng)必需氨基酸的含量(mg/g蛋白質(zhì));s為雞蛋蛋白質(zhì)中相應(yīng)必需氨基酸的含量(mg/g蛋白質(zhì))。

      1.3.3 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的提取

      樣品預(yù)處理:將寧夏灘羊后腿肉樣品放入高速組織搗碎機(jī)中制成糜狀,待用。

      SPME:參考丁曄等[10]的方法,并稍作修改。將4 g樣品置于20 mL的透明頂空瓶中,加入0.6 g氯化鈉,混合均勻,放入恒溫水浴鍋中,50 ℃恒溫加熱25 min;把SPME針頭插入頂空瓶中萃取樣品,30 min后將萃取頭取出,插入到GC-MS儀進(jìn)樣器中,解吸脫附3 min后,開始檢測。

      1.3.4 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的檢測

      參考丁曄等[10]的方法,并稍作修改。DB-5MS毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm,0.5 μm,Agilent Technologies),He為載氣,恒定流速3.7 mL/min,不分流模式進(jìn)樣,進(jìn)樣口溫度250 ℃,火焰離子化檢測器(flame ionization detector,F(xiàn)ID)溫度250 ℃;柱初溫50 ℃,保持2 min,以15 ℃/min升溫至100 ℃,再以5 ℃/min升溫至220 ℃,保持10 min,之后以10 ℃/min升溫至260 ℃,最后以5 ℃/min升溫至280 ℃;接口溫度250 ℃,質(zhì)譜掃描范圍20~450 u。

      通過美國國家科學(xué)技術(shù)研究所出版的NIST05a.L譜庫對色譜圖中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行定性。采用峰面積歸一化法,得出各種揮發(fā)性物質(zhì)的相對百分含量。采用ROAV法[11],把樣品中對風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的組分ROAV賦值為100(ROAVstan=100),其余物質(zhì)的ROAV按照公式(4)計(jì)算。

      式中:Cri為各組分的相對含量/%;Cr stan為對樣品整體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的物質(zhì)的相對含量/%;Tstan為對樣品整體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的物質(zhì)的感覺閾值/(μg/kg);Ti為各組分的感覺閾值/(μg/kg)。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 寧夏灘羊后腿肉的營養(yǎng)成分

      由表1可知,寧夏灘羊后腿肉的蛋白質(zhì)含量約為17%,脂肪含量約為1.5%,表明寧夏灘羊后腿肉蛋白質(zhì)含量較高,脂肪含量較低,更符合現(xiàn)在人們對于肉制品的需求,尤其適合高血脂等人群食用。

      2.2 寧夏灘羊后腿肉的氨基酸組成與營養(yǎng)評(píng)價(jià)

      2.2.1 氨基酸組成

      由表2可知,寧夏灘羊后腿肉樣品中共檢出17 種氨基酸(色氨酸被破壞而無法測得)。人體所需8 種必需氨基酸中檢出7 種,占全部氨基酸總量的43.89%。因此寧夏灘羊后腿肉是一種含有優(yōu)質(zhì)動(dòng)物蛋白、營養(yǎng)價(jià)值非常高的肉類。含量最高的氨基酸為谷氨酸((2.61±0.21)%),占氨基酸總量的16.62%。肌肉蛋白質(zhì)的滋氣味在一定程度上由其所含呈味氨基酸的含量決定[12],其中甘氨酸和丙氨酸主要決定肉的甜味,天冬氨酸與谷氨酸主要決定肉的鮮味,在它們的共同作用下形成了肌肉所特有的滋氣味。

      2.2.2 營養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)

      將表2中的各種氨基酸含量換算成每克蛋白質(zhì)中所含的氨基酸毫克數(shù),再與WHO/FAO制訂的評(píng)價(jià)蛋白質(zhì)的氨基酸標(biāo)準(zhǔn)模式和雞蛋中所含蛋白質(zhì)的氨基酸進(jìn)行比較,得出它們的AAS、CS和EAAI[13],結(jié)果如表3所示。寧夏灘羊后腿肉中,每克蛋白質(zhì)含必需氨基酸總量為389 mg,除半胱氨酸與甲硫氨酸總含量低于雞蛋氨基酸模式和FAO/WHO模式外,其他必需氨基酸的含量都與雞蛋氨基酸模式差距不大。寧夏灘羊后腿肉的AAS都接近或大于100,除賴氨酸CS為104外,其余必需氨基酸的CS均大于50接近100,說明寧夏灘羊后腿肉的必需氨基酸組成相對均衡,第一限制性氨基酸為半胱氨酸與甲硫氨酸,其AAS、SC和EAAI分別為90、58和79.31。飲食中蛋白質(zhì)的必需氨基酸組成越接近于人體中的蛋白質(zhì),氨基酸模式與雞蛋蛋白質(zhì)模式越相近,其營養(yǎng)價(jià)值就越高[14-15]。

      2.3 礦物質(zhì)元素含量

      由表4可知,每100 g寧夏灘羊后腿肉中,7 種礦物質(zhì)元素的總含量為67.16 mg,其中Mg元素含量最高,Mn元素最低。研究表明,小尾寒羊與灘寒F1代羊肉中的Mg含量一般為15 mg/100 g鮮肉[16],小于灘羊;Mg含量越高的羊肉,其剪切力越大[17];羊肌肉中的Ca含量一般應(yīng)為3.6~5.0 mg/100 g鮮肉[18];灘羊與灘寒F1代羊肉中的Ca含量相差不大,高于小尾寒羊[19];12 月齡小尾寒羊肉的Fe含量為2.4 mg/100 g鮮肉左右[20],低于灘羊的3.06 mg/100 g鮮肉;12 月齡小尾寒羊肌肉中的Mn含量為0.026 mg/100 g鮮肉[21],低于灘羊的0.83 mg/100 g鮮肉。灘羊后腿肉中的大部分礦物質(zhì)元素含量均高于其他常見羊肉(如小尾寒羊肉和灘寒F1代羊肉)。

      2.4 寧夏灘羊后腿肉的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)檢測

      采用頂空SPME與GC-MS聯(lián)用,測定寧夏灘羊后腿肉中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。由圖1和表5可知,寧夏灘羊后腿肉中共檢測出揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)共8 類、40 種,其中烴類10 種、醛類10 種、酮類5 種、醇類5 種、雜環(huán)類化合物4 種、酯類3 種、醚類2 種、酸類1 種。烴類的相對含量最高,為21.00%,酸類最低,為0.12%。

      2.5 寧夏灘羊后腿肉中的主體風(fēng)味物質(zhì)

      揮發(fā)性物質(zhì)含量與其風(fēng)味特征沒有直接關(guān)系,對整體風(fēng)味的影響由揮發(fā)性物質(zhì)的感覺閾值與濃度共同決定。由表5可知,壬醛在寧夏灘羊后腿肉中的相對含量較高,為9.26%,且感覺閾值相對較小,為1.0 μg/kg,對寧夏灘羊后腿肉的整體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大。因此,定義其ROAVstan=100,所有揮發(fā)性物質(zhì)均滿足0≤ROAV≤100,ROAV越大的組分對樣品整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)率也越大,ROAV≥1的物質(zhì)為樣品中的重要風(fēng)味成分,0.1≤ROAV≤1的物質(zhì)對樣品整體風(fēng)味有比較重要的影響。

      由表5可知,寧夏灘羊后腿肉的主體風(fēng)味物質(zhì)由

      D-檸檬烯、壬醛、3-甲基丁醛、乙醛、3-甲硫基丙醛、庚醛、苯甲醛、1-辛烯-3-醇、二甲基硫醚和2-乙基呋喃等構(gòu)成,由此得出,寧夏灘羊后腿肉的主體風(fēng)味物質(zhì)主要是醛類物質(zhì)。(E)-2-己烯醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛、壬醇、苯乙酮、乙酸丁酯、1,4-二氯苯和2-乙?;邕虻任镔|(zhì)對寧夏灘羊后腿肉的整體風(fēng)味有比較重要的影響。李偉等[21]通過嗅聞儀(gas chromatography-olfactometry,GC-O)確定出寧夏灘羊肉的特征香氣成分為己醛(具有弱果香、酸敗氣味)、庚醛(具有脂肪的酸腐味)、己酸乙酯(具有果香和酒的香氣)、壬醛(有強(qiáng)烈的脂肪氣味)、1-壬醇(具有橙香、油脂味)和肉豆蔻酸(有強(qiáng)烈的奶香味)。不同方式探尋的主體風(fēng)味物質(zhì)相互補(bǔ)充,共同為寧夏灘羊后腿肉的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組成研究提供了參考。

      烴類物質(zhì)主要來源于肉中脂肪酸烷氧自由基的均裂。通常烷烴的閾值較高,因此其對于食品整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)很小[22-24]。醛類物質(zhì)一般閾值很低,可能組成寧夏灘羊后腿肉的特征風(fēng)味。醇類物質(zhì)大多數(shù)來源于脂質(zhì)的氧化分解,一般飽和醇的風(fēng)味閾值較高[25]。酮類物質(zhì)可能是由不飽和脂肪酸的氧化或降解產(chǎn)生的[26-27]。雜環(huán)類化合物的閾值通常比較低,是肉類特征香味的重要來源之一[28-30]。酯類物質(zhì)在很多肉類中被檢出,通常賦予食品香甜的果香。酸類物質(zhì)中的揮發(fā)性脂肪酸是肉中特殊風(fēng)味的主要來源。

      3 結(jié) 論

      本研究對寧夏灘羊后腿肉的營養(yǎng)成分分析結(jié)果表明,寧夏灘羊后腿肉的營養(yǎng)價(jià)值較高且是一種優(yōu)質(zhì)的動(dòng)物性蛋白來源。通過頂空SPME與GC-MS聯(lián)用技術(shù)鑒定寧夏灘羊后腿肉的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),并利用ROAV推斷其關(guān)鍵風(fēng)味成分。結(jié)果表明,寧夏灘羊后腿肉的主體風(fēng)味成分由D-檸檬烯、壬醛、3-甲基丁醛、乙醛、3-甲硫基丙醛、庚醛、苯甲醛、1-辛烯-3-醇、二甲基硫醚和2-乙基呋喃等化合物構(gòu)成。寧夏灘羊是一種低脂肪、高蛋白食材,有利于身體健康,本研究為寧夏灘羊后腿肉中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的組成研究提供了理論參考。

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