舍飼與放養(yǎng)飼養(yǎng)方式下蕨麻豬肉的揮發(fā)性成分對比

孫志昶，韓 玲,*，李永鵬，楊 勤

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2.甘南州畜牧獸醫(yī)科學(xué)研究所，甘肅 合作 747000)

舍飼與放養(yǎng)飼養(yǎng)方式下蕨麻豬肉的揮發(fā)性成分對比

孫志昶1，韓 玲1,*，李永鵬1，楊 勤2

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2.甘南州畜牧獸醫(yī)科學(xué)研究所，甘肅 合作 747000)

利用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)，研究甘肅甘南藏族自治州舍飼(谷物飼料)與放養(yǎng)(天然草料)6月齡蕨麻豬背最長肌中的揮發(fā)性風(fēng)味化合物。兩者的差異主要體現(xiàn)在醛類化合物上(舍飼組38.33%，放養(yǎng)組25.19%)。對于來源于美拉德反應(yīng)的揮發(fā)性化合物而言，甲硫基丙醛(呈肉香)與苯并噻唑(呈肉湯味)在舍飼組的含量分別比放養(yǎng)組多23%和122%。舍飼組脂肪氧化產(chǎn)物總相對含量顯著高于放養(yǎng)組(P＜0.05)，且兩組肉樣中脂肪氧化產(chǎn)物的種類差異很大。放養(yǎng)組蕨麻豬肉中的萜類含量顯著高于舍飼組(P＜0.05)。結(jié)果表明，飼養(yǎng)方式會對蕨麻豬肉揮發(fā)性化合物產(chǎn)生影響，進而可能會影響到蕨麻豬肉的風(fēng)味。

蕨麻豬；豬肉；舍飼；放養(yǎng)；揮發(fā)性化合物；氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)

蕨麻豬，又稱合作豬、藏香豬，屬于中國高原小型豬的一種，也是甘肅省的特產(chǎn)畜種之一。蕨麻豬產(chǎn)肉性好，肉質(zhì)鮮美，營養(yǎng)豐富，是天然的綠色食品。蕨麻豬的傳統(tǒng)飼養(yǎng)方式為天然放養(yǎng)，近年來為減少放養(yǎng)對草原生態(tài)環(huán)境的破壞，人們開始嘗試通過舍飼方式飼養(yǎng)蕨麻豬。

通常不同的飲食條件會對肉制品風(fēng)味產(chǎn)生影響[1]。Lu等[2]就發(fā)現(xiàn)添加了大豆油和亞麻籽油的飲食會影響豬肉的風(fēng)味。Elmore等[3]也發(fā)現(xiàn)在用青貯飼料和谷物飼料喂養(yǎng)的公牛肉中，主要揮發(fā)性化合物存在明顯的差異。Elmore等[4]甚至發(fā)現(xiàn)飲食差異會引起羊肉中不同脂肪酸分解產(chǎn)物的差異。但是，目前關(guān)于不同飼養(yǎng)方式對蕨麻豬揮發(fā)性風(fēng)味化合物的影響研究甚少。

本研究采用頂空固相微萃取(HS-SPME)方法及氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)技術(shù)(GC-MS)對放養(yǎng)和舍飼兩種飼養(yǎng)方式下蕨麻豬肉的揮發(fā)性化合物進行了分析，目的在于研究兩種飼養(yǎng)條件下蕨麻豬肉揮發(fā)性風(fēng)味化合物的差異。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及肉樣采集

隨機選取甘南藏族自治州舍飼和天然放養(yǎng)的6月齡公蕨麻豬各3頭，作為實驗對象。舍飼組在豬舍中飼養(yǎng)，所用飼料是以谷物為主的混合飼料(25%玉米、18%豆類、57%青稞)。放養(yǎng)組以甘南州當(dāng)?shù)匾吧参餅槭?，尤其是以蕨麻草和苜蓿為主?/p>

屠宰前禁食24h，禁水2h，宰后1h內(nèi)取背最長肌。稱取50g肉樣，切成1cm3肉丁，置于150mL具塞玻璃瓶中密封并貼標，急凍后于-18℃條件下儲藏備用。1.2儀器與設(shè)備

手動SPME進樣器(50/30μm DVB/CAR/PDMS) 美國Supelco公司；AUTOSYSTEM XL- TURBOMASS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(配有電子轟擊(EI)離子源及TuborMass 4.1.1數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)) 美國Perkinelmer公司；DS-Ⅱ電熱三用水箱 北京市醫(yī)療設(shè)備廠。

1.3 揮發(fā)性化合物檢測方法

1.3.1 頂空固相微萃取(SPME)

肉樣解凍后，加入10g NaCl，然后在90℃水浴鍋中加熱60min充分熟制。然后在60℃恒溫條件下，用手動SPME進樣器吸附30min，之后進行GC-MS分析。1.3.2氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)檢測條件

色譜條件：色譜柱為OV1701色譜柱(50m×0.2mm，0.33μm)；升溫程序：50℃保持2min，以3℃/min升至225℃，保持1min；載氣(He)流速0.8mL/min，不分流進樣，20min后打開分流閥；分流比10∶1。

質(zhì)譜條件：電子轟擊(EI)離子源；電子能量70eV；離子源溫度200℃；質(zhì)量掃描范圍m/z 10～400。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

用TuborMass 4.1.1數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，對GC-MS結(jié)果進行分析，通過對比系統(tǒng)自帶的NBS、Nist等數(shù)據(jù)庫進行人工解析，各物質(zhì)峰所得質(zhì)譜圖與標準數(shù)據(jù)庫進行比對，根據(jù)匹配度鑒定各揮發(fā)性化合物。并用峰面積歸一化法計算出各揮發(fā)性成分的相對含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 舍飼與放養(yǎng)蕨麻冷凍豬肉揮發(fā)性化合物主體成分分析

在舍飼和放養(yǎng)組中，均鑒定出113種揮發(fā)性化合物。這些化合物涵蓋了脂肪族烴類、醛類、醇類、酮類、酸類、雜環(huán)化合物、芳香族烴類、含硫化合物。表1為兩種蕨麻豬肉中各類揮發(fā)性化合物相對含量的對比。在舍飼和放養(yǎng)蕨麻豬肉中，烴類和醛類化合物的總相對含量都是最高的，舍飼組中烴類和醛類相對含量分別高達39.58%和38.33%；而在放養(yǎng)組中烴類和醛類相對含量分別高達57.09%和25.19%。對兩組間8類化合物含量進行單因素方差分析發(fā)現(xiàn)：舍飼組中醛類、酸類的相對含量顯著高于放養(yǎng)組；而烴類、含硫化合物則顯著低于放養(yǎng)組(P＜0.05)。其他4類化合物差異不顯著(P＞0.05)。

在舍飼組中相對含量較高的化合物是己醛(10.38%)、十四烷(6.77%)、壬醛(6.34%)、十六烷(6.18%)、十一烷(5.75%)；放養(yǎng)組中則是十一烷(14.73%)、辛烷(11.53%)、十六醛(6.69%)、植物烷(6.04%)、十六烷(5.66%)。兩種蕨麻豬肉中都是脂肪族直鏈醛類和烴類占主導(dǎo)，其中己醛、壬醛的含量在舍飼組中更高(放養(yǎng)組中分別為2.76%和1.58%)，十六醛則在放養(yǎng)組中更高(舍飼組中為2.73%)。己醛、壬醛、十六醛是占主導(dǎo)的醛類，而這與Wettasinghe等[5]的研究結(jié)果相似。由于脂肪族直鏈烴類對肉類風(fēng)味貢獻通常不大，所以兩種蕨麻豬肉在揮發(fā)性風(fēng)味化合物上的差異主要體現(xiàn)在醛類物質(zhì)上。

此外，Tikk等[6]發(fā)現(xiàn)熟豬肉中的己醛和壬醛與“過熱味”有關(guān)，因此蕨麻豬舍飼很可能比放養(yǎng)更易導(dǎo)致“過熱味”的產(chǎn)生。

表1 舍飼和放養(yǎng)蕨麻豬肉中各類揮發(fā)性化合物相對含量比較Table 1 Comparisons of relative contents of volatile compound groups in feedlot-raised and pasture-raised pork

2.2 來自美拉德反應(yīng)的揮發(fā)性化合物

根據(jù)Calkins的綜述中所描述的肉品中美拉德反應(yīng)的主要途徑及主要產(chǎn)物[7]，在本實驗中共發(fā)現(xiàn)8種美拉德反應(yīng)產(chǎn)物(表2)。其中甲硫基丙醛在舍飼組中的含量比放養(yǎng)組多23%，苯并噻唑比放養(yǎng)組多122%。甲硫基丙醛具有肉香及肉湯風(fēng)味[7]，而苯并噻唑具有燉肉味、肉湯味及燒烤味[8]。這兩種含硫化合物的含量雖然不高，但其極低的閾值仍然會引起肉香風(fēng)味的明顯差異。其他幾種美拉德產(chǎn)物除乙醛外差異均不顯著(P＞0.05)。

表2 舍飼和放養(yǎng)蕨麻豬肉中美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的比較Table 2 Comparisons of relative contents of volatile compounds that can be derived from Maillard reaction in feedlot-raised and pastureraised pork

2.3 來自脂質(zhì)氧化過氧化分解反應(yīng)的揮發(fā)性化合物

依據(jù)Calkins的綜述中所描述的肉類揮發(fā)性化合物中脂肪氧化產(chǎn)物所具有的結(jié)構(gòu)特點和官能團(如直鏈的飽和及不飽和醛、羥基和雙鍵處于碳鏈某一端的烯醇、甲基酮等)[7]以及Wood[1]綜述中所描述的肉品中主要的脂肪氧化產(chǎn)物，本研究中共發(fā)現(xiàn)了34種脂質(zhì)氧化產(chǎn)物(表3)，舍飼和放養(yǎng)蕨麻豬肉中的總相對含量分別為33.65%和13.89%，這包括19種醛類化合物、7種烯醇、8種甲基酮。烯醇類和醛類在舍飼蕨麻豬肉中的含量顯著高于放養(yǎng)蕨麻豬肉(P＜0.05)，甲基酮在兩種蕨麻豬肉間差異不顯著(P＞0.05)。其中己醛、壬醛、辛醛、庚醛的相對含量較高，這4種物質(zhì)都是在舍飼組中含量顯著更高(P＜0.05)。

本實驗中，舍飼組的壬醛含量更高；而Lorenz等[9]卻發(fā)現(xiàn)草場放養(yǎng)的牛肉中壬醛含量高于圈養(yǎng)牛的，這一點與本實驗的結(jié)果不同。但牛是反芻動物，而豬不是，因此除了飲食成分會外，動物自身的消化方式也可能會對肉類風(fēng)味產(chǎn)生影響。舍飼組的辛醛含量顯著高于放養(yǎng)組，而Lu等[2]研究發(fā)現(xiàn)在豬的飼料中添加亞麻籽會提高豬肉揮發(fā)性成分中的辛醛含量，這似乎暗示出谷物混合飼料可能有和亞麻籽油相似的成分。此外，Elmore等[3]還發(fā)現(xiàn)以谷物飼料喂養(yǎng)的牛肉中己醛、辛醛、庚醛含量明顯高于以青貯飼料喂養(yǎng)的，本實驗中舍飼組與放養(yǎng)組蕨麻豬肉間的差異也與之類似。

1-辛烯-3-醇也是舍飼組與放養(yǎng)組蕨麻豬肉中差異較大的脂肪氧化產(chǎn)物。這種物質(zhì)在肉制品的揮發(fā)性化合物中很常見，甚至在未經(jīng)加熱的生豬肉中都曾被檢出過[10]，等[11]發(fā)現(xiàn)1-辛烯-3-醇可以用作熟豬肉的氧化程度的指標，其含量高低往往和肉制品中的“過熱味”強度相關(guān)。舍飼蕨麻豬肉中這種物質(zhì)含量更高，這可能和相應(yīng)的脂肪氧化強度差異有關(guān)；也可能是因為放養(yǎng)蕨麻豬所食用的青綠草料中含有更多的天然抗氧化成分，從而抑制了其肉中脂質(zhì)氧化。

Elmore等[12]研究了飼料中的脂肪酸與肉的揮發(fā)性化合物的關(guān)系，根據(jù)其研究成果，本實驗的脂肪氧化產(chǎn)物中戊醛、己醛、庚醛、2-庚烯醛、反-2-辛烯醛、反-2-壬烯醛、2,4-癸二烯醛、1-辛烯-3-醇、順-2-辛烯-1-醇、反-2-辛烯-1-醇、2-庚酮來自亞油酸氧化分解；而2-戊烯醛、2-己烯醛、順-4-庚烯醛、2,4-庚二烯醛、苯甲醛、1-戊烯-3-醇則來自亞麻酸氧化降解。舍飼組中亞油酸分解產(chǎn)物的含量普遍比放養(yǎng)組高，而放養(yǎng)組中亞麻酸分解產(chǎn)物的含量普遍比舍飼組高。Wood等[1]指出亞麻酸是青綠牧草中最主要的脂肪酸，Campo等[13]也提到谷物飼料富含亞油酸。可見不同飼養(yǎng)方式會對蕨麻豬肉揮發(fā)性化合物中脂肪氧化產(chǎn)物的種類有影響，這很可能與飼料的脂肪酸組成有關(guān)。

表3 舍飼和放養(yǎng)蕨麻豬肉中脂肪氧化產(chǎn)物的比較Table 3 Comparisons of relative contents of volatile compounds as lipid oxidation products in feedlot-raised and pasture-raised pork

2.4 萜類化合物

表4 舍飼和放養(yǎng)蕨麻豬肉中萜類化合物的比較Table 4 Comparisons of relative contents of terpenes in feedlot-raised and pasture-raised pork

兩種蕨麻豬肉中共發(fā)現(xiàn)了7種萜類化合物(表4)。舍飼組與放養(yǎng)組中萜類含量分別為5.40%和16.25%，放養(yǎng)組約是舍飼組的3倍。而愈創(chuàng)木酚僅在放養(yǎng)組中被檢出。除植物-2-醇差異不顯著外，其他萜類在放養(yǎng)組中的含量均顯著高于舍飼組(P＜0.05)。

植物-1-烯與植物-2-烯在放養(yǎng)組中的含量甚至是舍飼組的10倍以上。Elmore等[3]發(fā)現(xiàn)如果用青貯飼料喂牛，牛肉中植物-1-烯含量要比谷物飼料喂養(yǎng)的高，這與本實驗蕨麻豬肉中的結(jié)果一致。萜類幾乎全部由植物界來合成，如果用青綠草料喂養(yǎng)動物，在其肉制品的揮發(fā)性化合物中通?？梢詸z出萜類化合物[14]。因而放養(yǎng)組萜類含量更高與其以天然草料為主的飲食有關(guān)。Schreurs等[15]指出這些來自天然草料的揮發(fā)性化合物會使得肉品具有一種草樣的風(fēng)味(放牧風(fēng)味或田園風(fēng)味)，而這種風(fēng)味會使得肉品更不易被消費者所接受。因而放養(yǎng)蕨麻豬肉很可能更易受到草樣風(fēng)味的不良影響。

3 結(jié) 論

通過對舍飼及放養(yǎng)蕨麻豬肉中揮發(fā)性化合物的GCMS分析，可以發(fā)現(xiàn)兩種蕨麻豬肉之間揮發(fā)性化合物的主要差異存在于脂肪族直鏈烴類和脂肪族直鏈醛類，如果考慮到揮發(fā)性化合物對肉類風(fēng)味的貢獻，最主要的差異就是醛類物質(zhì)，而差異最大的化合物就是己醛、壬醛等占主導(dǎo)的醛類。

舍飼和放養(yǎng)蕨麻豬肉中，揮發(fā)性風(fēng)味化合物的具體差異：1)來自美拉德反應(yīng)的含硫化合物，甲硫基丙醛(肉香味)與苯并噻唑(肉湯味)，在舍飼組中的含量顯著高于放養(yǎng)組；2)脂肪氧化產(chǎn)物主要差異表現(xiàn)在脂肪族直鏈醛類，其中己醛、壬醛、辛醛、庚醛以及1-辛烯-3-醇是差異較大脂肪氧化產(chǎn)物，且兩組肉樣中脂肪氧化產(chǎn)物的種類差異很大。脂肪氧化產(chǎn)物存在巨大差異很可能與飼料中的脂肪酸組成或相應(yīng)脂肪氧化強度差異有關(guān)；也可能是因為放養(yǎng)組飲食中的青綠草料含有更多的天然抗氧化成分，可以抑制肉中的脂質(zhì)氧化；3)放養(yǎng)組的萜類含量顯著高于舍飼組，因而放養(yǎng)的飼養(yǎng)方式可能會使蕨麻豬肉更易受到牧草的不良影響。

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Comparison of Volatile Components in Pork from Feedlot-raised and Pasture-raised Tibetan Miniature Pigs

SUN Zhi-chang1，HAN Ling1,*，LI Yong-peng1，YANG Qin2
(1. College of Food Science and Engineering, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China；2. Animal Husbandry Science Research Institute of Gannan Tibet Autonomous Region, Hezuo 747000, China)

The volatile compounds in longissimus dorsi muscles from 6 month-old Tibetan miniature pigs raised in feedlot with cereal and on natural pasture from Gannan Tibetan Autonomous Prefecture, Gansu province were investigated by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Feedlot-raised and pasture-raised Tibetan miniature pigs mostly varied in their aldehyde contents (38.33% and 25.19%, respectively). Methylthiopropanal (meaty flavor) and benzothiazole (gravy flavor) that can be derived from Mailard reaction in feedlot-raised pork were 23% and 122% more than that in pasture-raised pork, respectively. Lipid oxidation products showed a significant increase in feedlot-raised pork as compared with their pasture-raised pork (P < 0.05), and a significant difference in the types of lipid oxidation products was also found. Pasture-raised pork exhibited significantly higher terpene content than feedlot-raised pork (P < 0.05). From these results, we concluded that raising methods can affect volatile compounds in pork from Tibetan miniature pig and therefore might affect pork flavor.

Tibetan miniature pig；pork；feedlot；pasture；volatiles；gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)

TS251.51

A

1002-6630(2011)14-0257-04

2010-09-25

孫志昶(1987—)，男，碩士研究生，研究方向為營養(yǎng)與食品衛(wèi)生。E-mail：371137837@qq.com

*通信作者：韓玲(1963—)，女，教授，博士，研究方向為食品營養(yǎng)與加工。E-mail：hanl@gsau.edu.cn