四种生鲜乳营养成分的比较分析

范丽霞，李 腾，赵善仓，丁蕊艳

(山东省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所/山东省食品质量与安全检测技术重点实验室，济南 250100)

牛乳是人类利用最多的动物乳。山羊乳可作为一种很好的牛乳替代品，供对牛乳过敏的人群食用[1-3]。本文对奶牛、山羊、骆驼和水牛的生鲜乳的营养成分进行了比较分析，并运用判别分析对四种生鲜乳进行分类判别，为生鲜乳的生产和管理提供参考和依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

于2016年和2017年从山东、陕西、新疆和广西养殖场分别采集牛乳、山羊乳、骆驼乳、水牛乳各50份共计200份生鲜乳样品。

1.2 仪器设备

全自动氨基酸分析仪，日本日立公司 HITACHI L-8900；全自动凯氏定氮仪，丹麦福斯分析仪器公司 KjeltecTM2300；气相色谱仪，美国Agilent公司 6890N。

1.3 试验方法

蛋白质采用国家标准GB 5009.5-2010 《食品中蛋白质的测定》中凯氏定氮法进行测定；氨基酸(除色氨酸外)的测定参考GB/T 5009.124-2010《食品中氨基酸的测定》[4-5]；色氨酸采用碱水解的方法用氨基酸分析仪进行测定；脂肪采用GB/T 5009.6-2003《食品中脂肪的测定》进行测定；脂肪酸采用GB 5413.27-2010《婴幼儿食品和乳品中脂肪酸的测定》进行测定。

1.4 数据处理

利用SPSS 22.0软件对数据进行方差分析、主成分分析和判别分析。

2 结果与分析

2.1 蛋白质和脂肪含量分析

如表1所示，水牛乳的蛋白质和脂肪含量分别为4.63%和7.54%，在四种生鲜乳中均为最高；其次是骆驼乳，蛋白质和脂肪含量分别为3.82%和5.20%；牛乳和山羊乳中蛋白质与脂肪含量相近，山羊乳蛋白质和脂肪含量略高于牛乳。

表1 四种生鲜乳中蛋白质和脂肪含量比较(%)

注：同行肩标不同小写字母表示显著差异 (P<0.05)

2.2 氨基酸含量分析

从单个氨基酸含量来看，除了精氨酸是骆驼乳最高，组氨酸是骆驼乳和水牛乳一样高外，其余的氨基酸含量都是水牛乳最高。牛乳、山羊乳、骆驼乳、水牛乳中氨基酸总量分别为3.033、2.837、3.646、3.985 g/100g；8种必需氨基酸含量分别为1.252、1.207、1.548、1.667 g/100g；必需氨基酸分别占总氨基酸含量的41.3%、42.5%、42.5%、41.8%，羊乳和骆驼乳一样高；必需氨基酸与非必需氨基酸的比值分别为0.703、0.740、0.738、0.719，羊乳最高(表2)。

由表3可以看出，牛乳的鲜味类氨基酸和芳香族类氨基酸比例最高，而水牛乳的甜味类氨基酸比例最高。

表2 四种生鲜乳中氨基酸含量比较

注：*必需氨基酸；TAA—总氨基酸；EAA—必需氨基酸；NEAA—非必需氨基酸；以g/100g为单位；同行肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)

表3 四种生鲜乳中味觉氨基酸比例(%)

2.3 四种生鲜乳中脂肪酸含量测定结果

由表4可以看出，四种生鲜乳中检出的主要脂肪酸均为双数碳脂肪酸，且主体脂肪酸为豆蔻酸(C14：0)、棕榈酸(C16：0)、硬脂酸(C18：0)、油酸(C18：1)，超过总量的80%。将测得的脂肪酸按短、中、长链分类[6]，由表5可以看出，牛乳、山羊乳、骆驼乳、水牛乳的脂肪酸均以长链脂肪酸为主，含量分别为88.4%、81.8%、97.2%、91.8%，四种生鲜乳中长链脂肪酸含量骆驼乳最高，山羊乳最低。

2.4 营养成分含量的主成分分析

对四种生鲜乳的30种营养成分含量进行主成分分析[7]，结果表明，前四个主成分的累计方差贡献率达到88%，包括了各营养成分的含量信息(表6)。利用前3

个主成分的标准化得分做散点图(图1)，可见不同生鲜乳基本上有其各自的分布区域。

表4 四种生鲜乳中脂肪酸含量比较

注：以%为单位。同行肩标不同小写字母表示显著差异(P<0.05)

表5 四种生鲜乳中脂肪酸含量分类比较(%)

表6 前四个主成分的载荷矩阵及方差贡献率

图1 四种生鲜乳样品前3个主成分标准化得分

2.5 四种生鲜乳营养成分含量的判别分析

对四种生鲜乳的30个指标进行逐步判别分析[8-11]。在0.05的显著水平上，19种对地域判别作用显著的指标先后被引入到判别模型中，并建立判别模型(1～4)：

Y牛乳=652.801Asp-717.628Thr+14.659Glu+2 247.546Gly+373.694Cys+12.431Val-1 501.970Ile+2 751.307His-1 755.021Arg+56.690丁酸+147.002已酸+169.402辛酸+12.111癸酸+5.599月桂酸+29.724肉豆蔻酸+32.942棕榈酸+49.904油酸+55.430蛋白质+2.898脂肪-1 862.755

(1)

Y山羊乳=668.268Asp-782.583Thr-26.572Glu+1 360.703Gly+1 160.009Cys+384.828Val-1 476.228Ile +3 879.343His-2 997.042Arg+52.001丁酸+2.433已酸+274.470辛酸+71.489癸酸-67.405月桂酸+40.722肉豆蔻酸+33.017棕榈酸+53.730油酸+56.445蛋白质+0.291脂肪-2 068.540

(2)

Y骆驼乳=-453.157Asp-44.680Thr+206.134Glu-332.257Gly+992.642Cys-1 115.188Val-836.956Ile+1 375.199His+2 387.453Arg+46.184丁酸+13.545已酸+179.535辛酸+58.937癸酸-120.203月桂酸+61.908肉豆蔻酸+26.950棕榈酸+44.562油酸+54.008蛋白质+5.700脂肪-1 676.658

(3)

Y水牛乳=933.340Asp-622.532Thr-36.425Glu+1 852.324Gly+310.494Cys+689.596Val-937.610Ile+2 105.755His-3 589.561Arg+54.622丁酸+163.418已酸+184.508辛酸+11.678癸酸-36.034月桂酸+39.352肉豆蔻酸+32.675棕榈酸+49.904油酸+65.908蛋白质+7.600脂肪-1 952.534

(4)

利用建立的判别模型对生鲜乳进行归类，同时结合交叉检验法对所建模型的有效性进行验证。表7结果显示，不同品种生鲜乳样品的整体判别效果理想，其回代检验和交叉检验的整体正确率分别为100%和99.5%，说明通过检测这些营养成分可以很好的对牛乳、山羊乳、骆驼乳、水牛乳进行判别。利用前两个判别函数得分做图(图2)，可以直观地看出不同哺乳动物乳有其各自的空间分布特征，表明筛选出的19种营养成分指标建立的判别模型是有效的。

3 结论与讨论

牛乳、山羊乳、骆驼乳、水牛乳中蛋白质含量分别为3.46%、3.68%、3.82%、4.63%，脂肪含量分别为3.22%、3.29%、5.20%、7.54%，四种生鲜乳中水牛乳的蛋白质和脂肪含量均为最高。四种生鲜乳中必需氨基酸含量占总氨基酸含量为41.3%～42.5%，E/N值为0.703～0.740，接近FAO/WHO标准规定的必需氨基酸含量(40%)和E/N值(0.6)[12-13]，说明四种生鲜乳都属于优质蛋白质资源。必需氨基酸含量及总氨基酸含量均为水牛乳最高，但二者比值则为山羊乳和骆驼乳一样高。大量研究表明，氨基酸中的丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、丙氨酸和脯氨酸是香味的前体氨基酸，尤其是谷氨酸和天门冬氨酸，是主要鲜味物质[14-15]。本研究对四种生鲜乳中的味觉氨基酸(鲜味类、甜味类和芳香族类氨基酸)的分析结果表明，牛乳的鲜味类氨基酸和芳香族类氨基酸最高，因此牛乳的口感相对更好。

表7 四种生鲜乳样品的LDA分析结果

注：A表示回代检验的整体正确率为100%、B表示交叉检验的整体正确率为99.5%

图2 四种生鲜乳的判别函数得分

长链脂肪酸与中短链脂肪酸相比不容易被人体消化吸收，且短链脂肪酸具有一定的保健功效，中链脂肪酸具有抗菌作用[16-17]。四种生鲜乳的中链脂肪酸含量为山羊乳>牛乳>水牛乳>骆驼乳，所以山羊乳更容易被人体吸收，其脂肪酸质量优于其他三种生鲜乳，其次是牛乳，而骆驼乳则相对不容易消化。此外，大多数人认为奶的膻味是由奶中所含的中、短链脂肪酸含量高引起的[18]，这应该也是为什么山羊乳喝起来膻味更大的主要原因。

本研究分析了四种生鲜乳中部分营养成分的组成特征，通过逐步判别分析筛选出对生鲜乳种类判别有效的指标，它们对四种生鲜乳样品的回代检验和交叉检验的整体正确率分别达 100%和99.5%，表明营养成分指纹分析对生鲜乳种类判别是有效可行的，为进一步分析不同品种生鲜乳的指纹信息提供了前提条件。◇