羊肉膻味物質(zhì)的影響因素及候選基因研究進(jìn)展

薛麗娜，周勝花

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院）動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，山西太原030032）

羊肉是一種藥食同用的優(yōu)質(zhì)肉產(chǎn)品，含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素和微量礦質(zhì)元素（鐵、鋅、硒），相對(duì)少的脂肪、膽固醇和反式脂肪酸，深受廣大消費(fèi)者的喜愛[1]。然而羊肉特有的膻味制約著人們的消費(fèi)，導(dǎo)致全球羊肉的消費(fèi)量遠(yuǎn)低于其他畜產(chǎn)品[2]。目前，我國羊只數(shù)目居世界第一[3]，對(duì)羊肉膻味形成原因、物質(zhì)組成、檢測(cè)方法、影響因素及基因調(diào)控的了解，有助于進(jìn)一步探索膻味形成機(jī)制，尋求降低羊肉膻味的方法，對(duì)擴(kuò)大羊肉消費(fèi)市場(chǎng)具有指導(dǎo)意義。

1 羊肉膻味的成因及物質(zhì)組成

羊肉膻味源于羊肉脂肪組織，在早期的研究中，人們很難區(qū)分去除脂肪組織的羊肉和其他肉品，而將羊肉的脂肪加入到其他肉品中，人們往往會(huì)誤判為羊肉。隨后人們對(duì)羊肉膻味的物質(zhì)組成進(jìn)行了大量研究，認(rèn)為與羊肉膻味相關(guān)物質(zhì)主要為脂肪酸，它與機(jī)體對(duì)脂肪的利用密切相關(guān)。在羊的瘤胃中，微生物可將脂肪水解為大量的不飽和脂肪酸，而部分不飽和脂肪酸經(jīng)反式異構(gòu)生成支鏈及奇數(shù)碳脂肪酸[4]，進(jìn)而沉積到羊肉脂肪組織中，使羊肉呈現(xiàn)出特有的風(fēng)味。

1.1 支鏈脂肪酸（BCFAs）

BCFAs 是最早發(fā)現(xiàn)也是最主要的與羊肉膻味相關(guān)物質(zhì)，它在羊脂肪中的含量高于其他反芻動(dòng)物中的含量[5-6]。進(jìn)一步研究表明，BCFAs 中的4- 甲基辛酸、4- 甲基壬酸及4- 乙基辛酸是與羊膻味相關(guān)的物質(zhì)。BRENNAND 等[7]分析羔羊中揮發(fā)性BCFAs發(fā)現(xiàn)，4- 甲基辛酸和4- 乙基辛酸對(duì)羊肉膻味起主要作用。而YOUNG 等[8]研究發(fā)現(xiàn)，4- 甲基辛酸和4- 甲基壬酸與羊肉這種特有的風(fēng)味相關(guān)。KAFFAMIK 等[9]對(duì)美利奴羊、法國伊爾奴羊雜交羊和新西蘭羊雜交羊的皮下脂肪組織研究發(fā)現(xiàn)，3 種BCFAs含量依次為4- 甲基辛酸＞4- 乙基辛酸＞4- 甲基壬酸。我國科研工作者研究發(fā)現(xiàn)，造成羊肉膻味的主要化學(xué)物質(zhì)是己酸、辛酸及癸酸，其中癸酸起主要作用，三者按0.5∶1∶9 的比例結(jié)合成化合物可呈現(xiàn)羊肉特有的膻味[10]。異構(gòu)體之間表現(xiàn)出的膻味強(qiáng)度也有差異，HEINSMAN 等[11]研究發(fā)現(xiàn)，4- 甲基辛酸在羊中主要以R 構(gòu)型存在，其膻味強(qiáng)度是4-甲基辛酸S 構(gòu)型的5～10 倍。

1.2 硬脂酸（C18∶0）

硬脂酸即十八烷基飽和脂肪酸，也是羊肉中重要的致膻物質(zhì)。SANUDO 等[12]研究發(fā)現(xiàn)，硬脂酸和亞麻酸均是導(dǎo)致羊肉有特殊風(fēng)味的物質(zhì)。在亞麻酸含量高的羊肉中膻味要大于亞油酸含量高的羊肉[13]。張利平等[14-15]研究認(rèn)為，短鏈脂肪酸（C6～C12）和硬脂酸均是羊肉中的致膻物質(zhì)。

1.3 酚類和吲哚

1979 年，首次在烹飪羊肉的揮發(fā)物中檢測(cè)到酚類[16]。BONNEAU 等[17]研究認(rèn)為，吲哚及其衍生物與豬肉風(fēng)味負(fù)相關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，3- 甲基吲哚（糞臭素）和4- 甲基苯酚是放牧條件下飼養(yǎng)的綿羊羊肉主要的膻味物質(zhì)，它們是氨基酸在瘤胃微生物作用下生成后沉積到脂肪組織中，因其具有糞臭味而使羊肉有不良風(fēng)味[18-19]。飼料結(jié)構(gòu)和放牧方式對(duì)羊肉中酚類和吲哚含量有較大影響。YOUNG 等[18]研究認(rèn)為，放牧組羊肉中3- 甲基吲哚的含量顯著高于飼喂苜蓿及玉米組。肉品中的pH 值也會(huì)對(duì)酚類含量產(chǎn)生影響，羊肉中2- 甲基苯酚和4- 甲基苯酚含量與pH 值成正比[20]。

除此之外，與羊肉膻味有關(guān)的物質(zhì)還包括含硫酚類、吡啶、羰基化合物、內(nèi)酯、萜類等，這些揮發(fā)性化合物共同作用使羊肉表現(xiàn)出特有的膻味。

2 影響羊肉膻味的因素

2.1 營養(yǎng)

2.1.1 日糧類型 食物中的營養(yǎng)成分經(jīng)消化最終被吸收，動(dòng)物攝取食物的結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致其各個(gè)組織中化合物結(jié)構(gòu)及組成發(fā)生改變。YOUNG 等[8]研究表明，放牧組羅姆尼公羊皮下脂肪中BCFAs 含量低于飼喂苜蓿組和玉米組，而苜蓿組的含量又低于玉米組。張培松等[21]研究發(fā)現(xiàn)，進(jìn)食白三葉草、苜蓿、燕麥、羽衣甘藍(lán)和油菜等草料的羊有強(qiáng)烈的膻味，因此，人們?cè)谠浊?～14 d 停止飼喂這些草料，以降低羊肉中的膻味。不同谷物類型使羔羊脂肪中支鏈脂肪酸含量有差異。DUNCAN 等[5]研究發(fā)現(xiàn)，大麥組和小麥組羔羊脂肪中支鏈脂肪酸含量高于玉米組。CROUSE 等[22]研究認(rèn)為，對(duì)羔羊飼喂不同能量級(jí)別的飼料（低能量組中苜蓿質(zhì)量占比為89%、玉米質(zhì)量占比為8%，高能量組中苜蓿占比為4%、玉米質(zhì)量占比為59%），結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低能飼料組表現(xiàn)出強(qiáng)烈的風(fēng)味。

2.1.2 飼料添加劑 飼料添加劑在飼料中含量少，卻能有效提高動(dòng)物生產(chǎn)性能，改善肉品質(zhì)。羅海玲等[23]研究表明，在波爾山羊中添加維生素E 后，膻味相關(guān)的短鏈脂肪酸和硬脂酸含量明顯下降，這可能是由于維生素E 可以通過捕獲自由基而阻止脂肪氧化產(chǎn)生烷烴、醛、酮和內(nèi)酯等膻味組成物質(zhì)[24]。葉紅等[25]研究認(rèn)為，硫元素的缺乏與羊肉膻味相關(guān)，這可能是由于硫元素能將機(jī)體中的羰基化合物轉(zhuǎn)化為半胱氨酸，而羰基化合物是與膻味相關(guān)的化合物，當(dāng)體內(nèi)缺乏硫元素，羊體內(nèi)含羰基化合物積累而使膻味變大。丙鹽酸是合成脂肪酸的前體物質(zhì)，可間接參與到脂肪從頭合成，最終合成BCFAs。BERTHELOT 等[26]研究發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加丙鹽酸可顯著提高羔羊皮下及內(nèi)臟脂肪中奇數(shù)碳及BCFAs 含量。MITCHELL 等[27]研究認(rèn)為，鈷元素與羊肉膻味有關(guān)，鈷元素是VB12的組成成分，VB12是甲基丙二酰輔酶A 變位酶的輔助因子，催化甲基丙二酰輔酶A 轉(zhuǎn)化為琥珀酰輔酶A。當(dāng)鈷元素缺乏，導(dǎo)致丙二酰輔酶A 積累，合成大量支鏈脂肪酸，而使羊肉膻味加重。草料中不含鈷元素，反芻動(dòng)物只能通過飼料添加攝取鈷元素。

2.2 品種

品種作為遺傳性狀在一定程度上會(huì)對(duì)羊肉膻味造成影響。ALVES 等[28]比較了達(dá)馬拉肥尾羊、杜波羊和美利奴羊尾脂中的膻味組成物質(zhì)甲基支鏈脂肪酸含量發(fā)現(xiàn)，達(dá)馬拉肥尾羊含量高于其他2 個(gè)品種。韓衛(wèi)杰等[29]研究表明，同羊和灘羊脂肪組織中4- 甲基辛酸、4- 甲基壬酸、總揮發(fā)性支鏈脂肪酸含量要低于小尾寒羊。在我國的藏羊肉中，幾乎沒有膻味[24]。膻味性狀與其他性狀也有一定程度的相關(guān)性。對(duì)哥倫比亞羊、蘭布列羊和塔吉羊研究發(fā)現(xiàn)，羊肉膻味強(qiáng)度與羊毛品質(zhì)呈正相關(guān)關(guān)系[30]。

2.3 性別和年齡

一般而言，公羊的膻味要大于母羊和羯羊（閹割羊），成年羊的膻味要大于羔羊，這可能是性別和年齡不同的羊機(jī)體內(nèi)激素水平、代謝水平等的差異引起羊肉中脂肪酸組成發(fā)生改變所致。前人研究發(fā)現(xiàn)，30 周齡公羊脂肪組織中4- 甲基辛酸和4- 甲基壬酸含量分別是同齡閹割羊的13 倍和4 倍，而公羊和閹割羊脂肪組織中這2 種支鏈脂肪酸含量在 30 周齡時(shí)顯著高于 10 周齡[31，12]。

2.4 組織部位

羊不同組織中的膻味也是有差異的。RESCONI等[32]研究表明，膻味組成物4- 甲基辛酸在背部皮下脂肪中含量顯著高于內(nèi)臟脂肪。BRENNAND 等[7]研究發(fā)現(xiàn)，BCFAs 含量在羔羊皮下脂肪組織中高于腎周脂肪和肌間脂肪。SMITH[33]研究表明，在動(dòng)物腺體中（哈德氏腺、瞼板腺和尾脂腺），膻味相關(guān)物質(zhì)BCFAs 是脂肪酸合成的主要產(chǎn)物。

3 膻味相關(guān)物質(zhì)的檢測(cè)和分析方法

羊肉膻味化合物組成復(fù)雜且含量較?。ㄍǔＲ詍g/kg 計(jì)算），因此，在檢測(cè)之前要先通過同時(shí)蒸餾萃取、固相微萃取和吸附等技術(shù)對(duì)其分離、富集及濃縮等，以提高檢測(cè)準(zhǔn)確性。然后通過氣相色譜、液相色譜和氣相色譜- 質(zhì)譜聯(lián)用等方法進(jìn)行定性定量分析[34]。

楊曉燕等[35]采用固相微萃取結(jié)合氣相色譜- 質(zhì)譜聯(lián)用分析技術(shù)，測(cè)定了寧夏灘羊背最長肌中揮發(fā)性物質(zhì)，共鑒定出 34 種，但沒有 BCFAs。CHEN 等[36]采用中空纖維支撐液膜結(jié)合氣相色譜方法檢測(cè)出羊肉中膻味相關(guān)物質(zhì)有4- 甲基辛酸和4- 甲基壬酸。KAFFARNIK 等[9]采用氣相色譜- 質(zhì)譜法，在離子檢測(cè)模式下檢測(cè)到了羊脂肪組織中的膻味相關(guān)物。GRAVADOR 等[37]采用微波輔助提取結(jié)合氣相色譜- 火焰離子定量檢測(cè)方法檢測(cè)了羊皮子脂肪組織中的BCFAs。

4 膻味候選基因研究進(jìn)展

羊肉脂肪酸的組成及含量直接影響其膻味大小，因此，與膻味相關(guān)調(diào)控機(jī)制研究一直聚焦在參與脂肪酸代謝過程的各種酶上。在反芻動(dòng)物中，乙酸在酶作用下生成乙酰輔酶A（乙酰Co-A），然后在乙酰輔酶A 羧化酶（ACC）的催化下形成丙二酸單酰輔酶A，在脂肪酸合成酶（FAS）催化下合成長鏈脂肪酸。脂蛋白脂酶（LPL）和激素敏感酯酶（HSL）分別催化與蛋白質(zhì)相連的甘油三酯和脂肪組織中的甘油三酯水解為甘油和脂肪酸。

FAS 是一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多酶復(fù)合體，韓衛(wèi)杰[34]研究發(fā)現(xiàn)，在綿羊和山羊FAS 中的乙酰Co-A/丙二酰輔酶轉(zhuǎn)移酶A（AT/MT）基因與其他物種相比有10 處突變位點(diǎn)，導(dǎo)致FAS 蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，這可能使得FAS 更容易結(jié)合帶有支鏈的底物而合成BCFAs。曹艷紅[38]研究表明，沉默山羊乳腺上皮細(xì)胞FAS 基因可導(dǎo)致其中脂肪酸組成發(fā)生改變。GUNAWAN 等[39]對(duì)不同水平膻味羊肝臟組織中差異基因的表達(dá)分析表明，CYP2A6、KIF12、SULT1C1和GSTM1基因的表達(dá)量存在顯著差異。

5 展望

膻味極大影響了人們對(duì)羊肉產(chǎn)品的消費(fèi)，因此，有必要對(duì)致膻原因深入研究，探索膻味形成機(jī)制，尋求降低羊肉膻味的方法。膻味主要物質(zhì)組成是揮發(fā)性脂肪酸，而對(duì)膻味機(jī)理研究大多集中在脂肪代謝途徑方面。羊的食物、品種、年齡及性別等眾多因素都會(huì)對(duì)膻味產(chǎn)生影響。目前，關(guān)于羊肉膻味的研究成果非常有限，這可能與膻味相關(guān)物質(zhì)的含量較低而不易分析有關(guān)。今后要探索更有效的檢測(cè)膻味相關(guān)物質(zhì)的方法，同時(shí)利用分子生物技術(shù)，研究膻味相關(guān)物質(zhì)的分子調(diào)控機(jī)制，從根本上解決羊肉的膻味問題，推動(dòng)羊肉消費(fèi)市場(chǎng)的發(fā)展。