海南黑猪与湖北白猪、三江白猪的脂肪酸组成差异分析
2018-09-10李莹张伟敏黄海珠胡晓苹
李莹,张伟敏,黄海珠,胡晓苹,*
(1.海南大学食品学院,海南海口570228;2.海南罗牛山肉类食品有限公司,海南海口571133)
长久以来,我国的猪肉生产都占肉类总产量的60%以上,是肉类生产和消费的主要组成。上世纪末以来,国外的长白猪种大量引入我国,那时生猪养殖还多聚焦在快速肥育上,然而猪肉品质却较差。近年来,随着生活水平的提高,消费者对猪肉品质要求也越来越高。
猪肉肌内脂肪含量和背膘厚度是猪肉生产中的重要指标,而肌内脂肪对猪肉的大理石花纹、嫩度、多汁性和风味等均有重要影响[1-2]。有研究表明,肌内脂肪含量与猪肉嫩度呈正相关[3],与猪肉的多汁性也高度相关[4]。并且,脂类在热加工过程中,由于热氧化产物与瘦肉中成分反应,就会产生鲜明风味[5];还有研究认为肌内脂肪经加热产生了猪肉中大部分的挥发性风味物质,如直链醛、酮、烃及醇类[6]。
此外,还有许多研究关注了脂肪酸组成对猪肉风味的影响[7-9]。有研究发现脂肪酸的不饱和度也很重要,某些脂肪酸的氧化作用能显著改变肉类的风味[5];脂肪酸是肉的特征味源,一些脂肪酸是肉风味物质的重要前体物质,与肉的风味密不可分[10]。还有研究表明,由于肉中脂肪酸的熔点会影响脂肪的硬度,脂肪酸的种类、含量会影响脂肪的功能和性质,即脂肪酸的组成、含量与肉的品质密不可分[11-12]。
脂肪酸分为饱和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)和不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acid,UFA),UFA又可分为单不饱和脂肪酸(mono unsaturated fatty acid,MUFA)和多不饱和脂肪酸(poly unsaturated fatty acid,PUFA)。MUFA是指含有一个双键、具有特殊生理功能和独特物理、化学特性的一类脂肪酸[13],PUFA指含有两个或两个以上双键且碳链长度为18~22个碳原子的直链脂肪酸。SFA摄入量过高会导致血胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、血糖指标、三酰甘油等升高[14-15];UFA具有降低胆固醇和甘油三酯,改善血液循环等生物学效能[16-17];PUFA在机体内具有稳定细胞膜功能、调控基因表达、抗心血管病、抗炎、抗癌、减肥、促进生长发育等多种功能,与人体免疫和衰老密切相关,对人体具有特殊意义和价值[18-19]。研究表明,豆蔻酸(C14:0)和棕榈酸(C16:0)可能导致胆固醇的升高,而硬脂酸(C18:0)不会导致胆固醇的升高[20-22];油酸(C18:1)具有多重功能,能降低甘三酯的熔点及降低血浆总胆固醇的水平,提高抗氧化酶的活性,预防动脉粥样硬化以及促进生长发育等多重功能作用[23-24];亚油酸(C18:2)和 α-亚麻酸(C18:3)都是必须脂肪酸,与肉的营养价值之间的关系密不可分[1],而且C18:3是脑和视神经组织以及细胞膜的重要物质基础,能够促进婴儿生长发育,具有显著的生理功能[25-26]。
由于猪肉的肌内脂肪含量及其脂肪酸组成对猪肉的口感(嫩度、多汁性)与风味有很大影响,故本研究旨在通过比较海南黑猪、湖北白猪及三江白猪的肌内脂肪含量及其脂肪酸组成,来明确海南黑猪的优良品质,以期为海南黑猪肉质品质提供客观数据支持,并为其资源利用提供数据参考。
1 材料与方法
1.1 材料
海南黑猪肉、湖北白猪肉、三江白猪肉的第5~6根肋皮下脂肪和背最长肌样本各50个;脂肪酸甲酯混标(CRM 18918):美国sigma公司。
1.2 仪器与设备
T50数显型均质机:德国IKA;HH-S型水浴锅:巩义市予华仪器有限责任公司;TDZ5-WS离心机:湖南湘仪实验室仪器开发有限公司;XH-D漩涡混匀仪:上海丙林电子科技有限公司;7890B气相色谱分析仪:美国Agilent科技公司。
1.3 试验方法
1.3.1 样品前处理
于海南黑猪、三江白猪、湖北白猪的第5~6根肋皮下脂肪及背最长肌上随机取6个点,每个点处切取1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm小块,并置于-20℃下保存备用。
1.3.2 脂肪提取
参考Folch法[27],将样品切碎后与氯仿和甲醇1∶2(体积比)的混合物于均质机中均质,再用0.88%(质量分数)KCl溶液洗涤,振荡2 min,以4 000 r/min离心10 min,取下层氯仿层于烧瓶中,65℃水浴蒸干备用。
1.3.3 脂肪酸甲脂化
参照O'Fallon[28]的甲脂化方法,取40 μL猪肉油脂样品于耐高温、强酸碱的棕色试剂瓶中,加0.7 mL 10 mol/L KOH溶液和5.3 mL甲醇,55℃水浴1.5 h,每隔20分钟剧烈震摇5 s,冷却到低于室温后,加0.58 mL 48 mol/L H2SO4溶液,混匀。继续55℃水浴1.5 h,每隔20分钟震摇5 s。冷却后,加3 mL正己烷,涡旋5 min。倒入离心管,4 000 r/min离心5 min,收集已烷层于进样瓶中,-80℃保存,待气相色谱(gaschromatography)分析。
1.3.4 气相色谱分析
条件:选用HF-INNOWAX柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),程序升温:从 110℃开始,保持 2 min 后,以6℃/min升温至240℃,保持17 min,载气为He,进样口温度250℃,检测器温度270℃,分流比100∶1,进样量为 1 μL。
以14种组分脂肪酸甲酯混标(CRM 18918)为标准,以面积归一法计各脂肪酸的相对百分含量。
1.4 数据处理
2 结果与分析
2.1 不同猪种脂肪酸组成的显著性差异分析
不同猪种脂肪酸组成的显著性差异分析结果见表1和表2。
表1 海南黑猪、湖北白猪、三江白猪的皮下脂肪脂肪酸组成的显著性差异分析Table 1 The signifance analysis of fatty acid composition of the subcutaneous fat from Hainan black pork,Hubei white pork and Sanjiang white pork %
表2 海南黑猪、湖北白猪、三江白猪肌内脂肪的含量及其脂肪酸组成的显著性差异分析Table 2 The signifance analysis of the fat content and its fatty acid composition of the intramuscular fat from Hainan black pork,Hubei white pork and Sanjiang white pork %
由表2可知,海南黑猪的肌内脂肪含量显著高于湖北白猪,而湖北白猪的肌内脂肪含量显著高于三江白猪。其它地方猪种如内江猪、民猪、姜曲海猪、大花白猪、二花脸猪、香猪、金华猪、定远猪的背最长肌脂肪含量为4.33%~6.70%[29],较海南黑猪的略低。
由表1和表2可见,3个猪种的皮下脂肪和肌内脂肪的脂肪酸组成虽然有差异,但是其脂肪酸含量趋势是一样的,均是按 C18:1> C16:0> C18:0> C18:2>C14:0>C18:3来排列,这一结果与张福娟的研究结果[30]相似。
对比表1和表2可见,3个猪种的皮下脂肪和肌内脂肪的脂肪酸组成呈现了极相似的显著性差异结果:3个猪种的皮下及肌内脂肪中C18:1的含量都呈现了显著性差异,且均是海南黑猪>湖北白猪>三江白猪;海南黑猪皮下脂肪的棕榈一烯酸(C16:1)显著高于另两个白猪种,而3个猪种肌内脂肪的C16:1含量均表现出显著性差异,且均是海南黑猪>湖北白猪>三江白猪;海南黑猪皮下脂肪的C18:2含量显著低于另两个白猪种,另两个白猪种的C18:2无显著性差异;3个猪种的肌内脂肪的C18:2及其皮下脂肪和肌内脂肪中C18:3的含量都呈现了显著性差异,且均是海南黑猪<湖北白猪<三江白猪;3个猪种的皮下脂肪中C18:0的含量无差异,而海南黑猪肌内脂肪的C18:0含量显著低于三江白猪,湖北白猪与另两个猪种无差异;3个猪种肌内脂肪的C16:0含量无差异,而海南黑猪的皮下脂肪C16:0含量显著高于三江白猪,湖北白猪与另两个猪种无显著差异。并且,3个猪种的皮下和肌内脂肪的SFA、MUFA含量的显著性差异结果均一致:3个猪种的SFA含量无显著差异;MUFA的含量表现出显著性差异,海南黑猪>湖北白猪>三江白猪;海南黑猪的皮下脂肪中PUFA含量显著低于另两个白猪种,两个白猪种间无显著性差异,肌内脂肪的PUFA含量表现出显著性差异,海南黑猪<湖北白猪<三江白猪。
有研究表明,C18:1含量对猪肉风味有很大影响,高油酸含量的猪肉产生较少的脂肪气味,较少改变受氨基酸影响的气味[7];C16:1含量与猪肉风味呈正相关[9];并且,C18:2和C18:3的含量均与猪肉风味呈负相关[9]。因此,综合上述结果,可推断海南黑猪的嫩度、多汁性和风味均优于另两个白猪品种。
2.2 各猪种脂肪酸的相关性分析
3个猪种皮下脂肪的各脂肪酸间的相关性分析结果如表3所示。
表3 3个猪种皮下脂肪的各脂肪酸组分间的相关性分析Table 3 The correlation analysis among fatty acids of the subcutaneous fats from Hainan black pork,Hubei white pork and Sanjiang white pork
由表 3 可知,C10:0 与 C12:0、C18:3 和 C18:1 相关性较高,相关系数分别为0.569、0.501和-0.482;C12:0与C14:0和C10:0相关性较高,相关系数分别为 0.772 和 0.569;C14:0 与 C12:0、C16:0 和 C16:1 相关性较高,相关系数分别为0.772、0.658和0.643;C16:0与 C18:2、C14:0 和 C18:3 相关性较高,相关系数分别为-0.669、0.658和-0.510;C16:1 与 C14:0、C18:0和C12:0相关性较高,相关系数分别为0.643、-0.48和0.462;C18:0 与 C16:0 和 C16:1 相关性较高,相关系数分别为 0.487 和-0.480;C18:1 与 C18:3、C18:2 和C10:0相关性较高,相关系数分别为0.804、-0.783和-0.482;C18:2 与 C18:3、C18:1 和 C16:0 相关性较高,相关系数分别为 0.918、-0.783 和-0.669;C18:3 与C18:2、C18:1 和 C20:0 相关性较高,相关系数分别为0.918、-0.804和-0.676;C20:0 与 C18:3 和 C18:2 相关性较高,相关系数分别为-0.676和-0.563。
3个猪种肌内脂肪的各脂肪酸间的相关性分析结果见表4。
表4 3个猪种肌内脂肪的各脂肪酸组分间的相关性分析Table 4 The correlation analysis among fatty acids of the intramuscular fats from Hainan black pork,Hubei white pork and Sanjiang white pork
由表 4可知,C10:0与 C14:0和 C12:0相关性较高,相关系数分别为0.525和0.467;C12:0与C14:0和C10:0相关性较高,相关系数分别为0.479和0.467;C14:0 与 C16:0、C16:1 和 C10:0 相关性较高,相关系数分别为 0.634、0.539 和 0.525;C16:0 与 C14:0、C18:2和 C18:3相关性较高,相关系数分别为0.634、-0.590 和 -0.462;C16:1 与 C18:2、C18:3 和C18:1相关性较高,相关系数分别为-0.719、-0.67和0.659;C18:0与 C16:1和 C16:0相关性较高,相关系数分别为-0.471 和 0.442;C18:1 与 C18:2、C18:3 和C16:1相关性较高,相关系数分别为-0.873、-0.788和0.659;C18:2 与 C18:3、C18:1 和 C16:1 相关性较高,相关系数分别为 0.942、-0.873 和-0.719;C18:3 与C18:2、C18:1 和 C16:1 相关性较高,相关系数分别为0.942、-0.788 和-0.67;C20:0 与 C18:3、C18:2 和 C18:1相关性较高,相关系数分别为-0.592、-0.579和0.508。
综合表3和表4可见,皮下脂肪的各脂肪酸之间的相关性与肌内脂肪的各脂肪酸之间的相关性在很大程度上呈现了一致性,因此,可进一步探索皮下脂肪的脂肪组成与肌内脂肪的脂肪酸组成之间的相关性。由表5可见,皮下脂肪与肌内脂肪中同种脂肪酸间都具有良好的相关性且相关系数最高。由于肌内脂肪的脂肪酸组成与猪肉的嫩度、多汁性和风味都相关,因此,其在评估猪肉品质时是一个重要的检测指标。但是,在测试中由于肌内脂肪含量较低,故在脂肪提取过程中所需有机溶剂量(甲醇和氯仿)很大,并且必须从肌肉中取样,即会破坏肉样。由于皮下脂肪的脂肪酸与肌内脂肪的同种脂肪酸间具有良好的相关性,故可利用皮下脂肪的脂肪酸组成实现对肉质的评估。
表5 3个猪种肌内脂肪的脂肪酸组分与皮下脂肪的脂肪酸组分间的相关性分析Table 5 The correlation analysis among fatty acids of the subcutaneous fats and intramuscluar fats from Hainan black pork,Hubei white pork and Sanjiang white pork
2.3 3个猪种皮下脂肪、肌内脂肪的脂肪酸组成的主成分分析(principal component analysis,PCA)
3个猪种皮下脂肪、肌内脂肪的脂肪酸组成的主成分分析结果见图1。
图1 3个猪种的脂肪酸组成的主成分分析得分图Fig.1 Scores plots of the fatty acid composition of three pig breeds by PCA
由图1a和1b可见,通过脂肪酸组成的十个成分的综合信息,即PCA分析,除了个别样本海南黑猪的皮下脂肪和肌内脂肪与另外两个白猪种都可较好区分开;而两个白猪种样本的脂肪酸组成较接近,它们之间存在交错,无法区分开。由图1c可见,除了个别三江白猪的肌内脂肪样本混在皮下脂肪的样本中,其它的肌内脂肪与皮下脂肪都可较好地区分开。PCA分析结果表明,可以通过脂肪酸组成的解析,实现对不同猪种的区分,即可用于防伪。
3 结论
通过显著性差异分析,发现海南黑猪脂肪酸组成总体优于三江白猪和湖北白猪,即从理论上可推断海南黑猪的嫩度、多汁性及风味优于另两个白猪种;相关性分析表明,可通过测定皮下脂肪的脂肪酸组成来实现对肌内脂肪的脂肪酸组成评估;PCA分析表明,通过脂肪酸组成分析可实现将海南黑猪与另两个白猪种的有效区分,即可应用于鉴伪。