生鲜羊乳脂肪酸含量与膻味相关性研究

文/张雨萌 芦 晶 张书文 逄晓阳 薛海晓 吕加平

（中国农业科学院农产品加工研究所）

乳制品营养丰富，深受广大消费者的喜爱。随着人们对健康、营养食品需求的增加，羊乳制品也受到越来越多的关注。羊乳富含多种营养物质，具有易消化、低致敏的特点，适合不同人群的需求。羊乳中含有较少的αs1-酪蛋白和较多的β-酪蛋白，因此比牛乳更容易消化吸收；羊乳中脂肪球较小，能够增加其与脂肪酶的接触面积，增加消化速率；羊乳乳糖含量低于牛乳，且很少引起乳糖不耐现象[1]。但是由于羊乳具有膻味，影响了羊乳制品的开发与推广。研究表明，膻味是山羊代谢的产物，具有遗传性，能够通过长期选种而改善，且羊乳膻味与脂肪酸含量有关[2～4]。膻味可以通过电子鼻分析技术和气相色谱法进行测定。本试验以关中羊常乳、关中羊初乳和萨能羊常乳为实验组，荷斯坦牛乳常乳为对照组。通过测定脂肪含量、总脂肪酸含量、游离脂肪酸含量，比较4 种乳之间脂肪酸含量差异；通过电子鼻分析不同样品间风味差异，进而确定风味与脂肪酸含量的相关性。

1 材料与方法

1．1 试剂与仪器

1．1．1 试验材料

羊乳样品和牛乳对照样品分别来自于陕西省富平县和中国农业大学西校区，羊乳样品包括关中羊常乳、关中羊初乳以及萨能羊常乳，牛乳为荷斯坦牛常乳。

1．1．2 试剂

37 种组分FAME混标：色谱级，美国Sigma 公司；胺丙基柱：Bond Elut NH2，500 mg 3 mL，50/PK，安捷伦科技有限公司；其余试剂为分析纯。

1．1．3 仪器与设备

气相色谱仪：Varian450-GC，美国Varian 公司；离心机：SIGMA 3K-15，美国Sigma 公司；电子天平：YP2001N，上海精密科学仪器有限公司；乳脂离心机：RZ-50，金昌实验仪器厂；盖勃氏乳脂计：5%～7%，北京华扬怡和科技有限公司；电子鼻：PEN3.5，德国AIRSENSE公司。

1．2 试验方法

1．2．1 脂肪含量的测定

参照GB 5413.3—2010《婴幼儿食品和乳品中脂肪的测定》对脂肪含量进行测定。

1．2．2 总脂肪酸的测定

（1）总脂肪酸的提取[4，5]

分别取关中羊常乳、关中羊初乳、萨能羊常乳、荷斯坦牛常乳各5 g于2 个离心管中，依次加入无水硫酸钠3 g和2.56 mol/L硫酸0.3 mL，用旋涡震荡器振摇至完全溶解，加入3 mL乙醚和正庚烷混合物（体积比为1:1），振摇，于1 500 r/min离心3 min。取上清液于另一个螺旋管中，重复收集3 次，合并上层有机相。随后将脂肪酸甲酯化，进行气相色谱仪测定。

（2）总脂肪酸的计算

样品中各脂肪酸的含量按公式1计算。

式中：Xi为样品中各脂肪酸的含量，单位为mg/100 g；Asi为样品溶液中各脂肪酸甲酯的峰面积；Cstdi为脂肪酸甲酯标准工作液中各脂肪酸甲酯的浓度，单位为mg/mL；V为溶液体积，单位为mL；Fi为各脂肪酸甲酯转化为脂肪酸的换算系数，参见GB 5413.27—2010《婴幼儿食品和乳品中脂肪的测定》附录A中表A.1；Astdi为混合标准工作液中各脂肪酸甲酯的峰面积；m为样品的称样量，单位为g。

样品中总脂肪酸含量按公式2计算。

式中：XTotalFA为样品中总脂肪酸的含量，单位为mg/100 g；Xi为样品中各脂肪酸的含量，单位为mg/100 g；以重复性条件下获得的2 次独立测定结果的算术平均值表示，结果保留3 位有效数字。

样品中某个脂肪酸占总脂肪酸的百分比（%）Y按公式3计算。

1．2．3 游离脂肪酸的测定

游离脂肪酸的提取方法同总脂肪酸，将所有收集液进入用正庚烷活化的胺丙基柱中，用氯仿和异丙醇混合物（体积比为2:1）洗脱掉甘油酯，并用含有2%甲酸的乙醚洗脱游离脂肪酸，收集备用。之后步骤同1.2.2。

1．2．4 电子鼻测定

将关中羊常乳、关中羊初乳、萨能羊常乳、荷斯坦牛常乳取出放置室温平衡20 min，将样品装入电子鼻专用瓶中，样品量约占瓶子1/3，静置30 min使气味富集。用电子鼻测定，每个样品重复3 次。

图1 不同品种样品乳脂肪含量比较

2 结果与讨论

2．1 脂肪含量分析

测定不同品种样品脂肪含量，结果如图1所示。由图中可以看出，羊乳与牛乳之间脂肪含量有明显差异（P＜0.05），牛乳脂肪含量低于羊乳；同一品种羊所产的初乳与常乳之间脂肪含量差异明显（P＜0.05）；关中羊常乳与萨能羊常乳之间脂肪含量没有明显差异。曹斌云（1996）测定了牛羊乳中营养成分的区别，结果表明，牛乳和羊乳中乳糖、蛋白、脂肪的成分和含量都有所差异[6]。有研究表明，山羊的初乳脂肪含量高于常乳的脂肪含量[7]。

2．2 牛、羊乳总脂肪酸比较

2．2．1 总脂肪酸测定结果

通过测定不同样品中脂肪酸含量百分比发现，4 个样品均为C16:0脂肪酸含量最高（在关中羊初乳中占26.09%，在关中羊常乳中占27.10%，在萨能羊常乳中占27.96%，在牛乳常乳中占33.18%）。对表1所示样品中主要10 种脂肪酸含量分析，结果如图2所示。结果表明，牛乳常乳与羊乳常乳之间脂肪酸含量有明显差异，在牛乳常乳中C6:0、C8:0、C10:0、C12:0脂肪酸含量低于羊乳，其中C8:0与C10:0被认为是羊乳的特征脂肪酸，具有抗病毒的生物活性[8]。在关中羊常乳和萨能羊常乳中各脂肪酸含量无显著差异，关中羊初乳中C4:0、C10:0、C18:0、C18:2 6t、C18:3 n3脂肪酸含量低于关中羊常乳，而C6:0、C16:1含量高于常乳；不同品种羊乳间脂肪酸含量无显著差异，在绵羊初乳和常乳脂肪酸含量测定中同样发现类似结果[9]。

表1 样品中脂肪酸含量

图2 样品中主要脂肪酸含量比较

图3 不同乳中脂肪酸组成比较

2．2．2 不同乳脂肪酸组成

4 个样品中脂肪酸组成测定结果如图3所示。结果发现，在羊乳和牛乳中，饱和脂肪酸所占比例高于不饱和脂肪酸；牛乳、羊乳的脂肪酸含量存在明显差异；不同泌乳期和不同品种羊乳脂肪酸含量没有明显影响。在葛武鹏（2008）的研究中出现类似结果，其测定牛、羊乳脂肪酸含量发现饱和脂肪酸含量较高，且牛乳初乳不饱和脂肪酸含量高于羊乳初乳[10]。

2．2．3 乳脂肪酸的成分分析

不同乳脂肪酸成分分析结果如图4所示。可以看出，牛乳与羊乳之间存在明显差异；羊乳之间差异不明显。脂肪酸前2 个成分累积方差贡献率为93.02%，表明这2 个成分能够较全面的说明乳制品中脂肪酸组成的主要信息。第一成分中C16:0、C10:0、C18:2 6t有较大载荷系数，第二成分与C18:0、C10:0、C18:1 9c有较大相关性。因此，可以认为C16:0、C10:0、C18:2 6t、C18:0、C10:0、C18:1 9c是牛、羊乳差异的主要特征脂肪酸。

图4 脂肪酸前2 个主成分分析载荷图

图5 FFA前2 个成分分析载荷图

表2 不同乳中主要游离脂肪酸含量

2．3 游离脂肪酸比较

2．3．1 游离脂肪酸比较

不同样品主要游离脂肪酸含量如表2所示，4 种不同乳品中均为C16:0、C18:0脂肪酸含量最高（关中羊初乳中两者总和达到53.71 mg/100 g，在关中羊常乳中为46.33 mg/100 g，在萨能羊常乳中为47.71 mg/100 g，在牛乳常乳中为15.87 mg/100 g）；在牛乳和羊乳中C4:0-C12:0游离脂肪酸含量均较低。牛乳常乳与羊乳常乳之间游离脂肪酸含量有明显差异，牛乳常乳游离脂肪酸含量低于羊乳。关于萨能羊乳和荷斯坦牛乳的相关研究表明，羊乳游离脂肪酸总含量是牛乳的3.5 倍[11]。

2．3．2 游离脂肪酸的成分分析

不同样品乳游离脂肪酸成分分析结果如图5所示。牛乳常乳与羊乳常乳之间成分存在明显差异；关中羊初乳与关中羊常乳存在明显差异，说明不同泌乳期影响乳品游离脂肪酸成分；关中羊常乳与萨能羊常乳之间差异不大，说明不同品种羊乳对游离脂肪酸成分的影响不大。游离脂肪酸前2 个成分累积方差贡献率为99.50%，这说明这两个成分能够全面的说明乳品中脂肪酸组成的主要信息。第一成分与C4:0、C8:0、C16:0、C18:0有较大相关性，第二成分与C18:1 9c、C6:0、C10:0有较大相关性。游离脂肪酸含量能够影响乳品风味，因此，可以认为C8:0、C18:2 6c、C4:0、C18:1 9c、C6:0、C10:0是牛、羊乳风味差异的主要特征游离脂肪酸。

图6 样品风味电子鼻分析

图7 牛、羊乳风味电子鼻主成分分析

图8 样品中、短链FFA含量比较

2．4 电子鼻分析

图6为牛乳常乳混样（a）和羊乳常乳混样（b）的传感器响应图，图中每条曲线代表1个传感器，曲线表示电子鼻的10 个传感器电导率比值随时间变化情况。随着进样时间的增加，挥发性物质很快富集，传感器电阻率值增大，随后逐渐趋于平稳。因此，选择54～58 s的信息进行分析。

图7为牛乳（黑色）和羊乳（灰色）电子鼻响应值的分析结果，如图所示，第一成分和第二成分的贡献率分别为82.48%和13.83%，总贡献率为96.30%。这2 个成分基本包括牛、羊乳的所有信息。由图中可以看出，牛乳与羊乳之间电子鼻结果没有重叠区域，存在明显差异，这说明羊乳中这2种成分是膻味形成的重要成分。

2．5 游离脂肪酸与膻味关系

图8为4 个样品中、短链游离脂肪酸含量比较结果。牛乳与羊乳的中短链脂肪酸有显著差异；在羊乳中萨能羊常乳的C6:0、C8:0、C10:0、C12:0含量高于关中羊常乳和高于关中羊初乳；而C14:0含量为关中羊初乳高于关中羊常乳，和萨能羊常乳。结合电子鼻分析结果可以推断，羊乳膻味与中、短链脂肪酸（C6:0-C14:0）含量有很大相关性。在有关羊乳膻味研究中，结果证明C6:0、C8:0、C10:0游离脂肪酸能够出现类似膻味的气味[12]。

3 结论

羊乳与牛乳之间脂肪含量有明显差异；同一品种羊所产的初乳与常乳之间脂肪含量差异明显，但是关中羊常乳与萨能羊常乳之间脂肪含量没有明显差异。4 种样品均为C16:0脂肪酸含量最高，羊乳与牛乳之间脂肪酸含量有明显差异；同一泌乳期不同品种羊乳之间脂肪酸含量没有明显差异。羊乳游离脂肪酸含量低于牛乳。结合电子鼻分析结果可以推断，羊乳膻味与中短链脂肪酸（C6:0-C14:0）含量有很大相关性。本研究通过脂肪酸含量和电子鼻结果分析羊乳膻味与游离脂肪酸之间相关性，进一步了解羊乳膻味产生原因，为控制羊乳膻味和开发推广羊乳产品提供理论依据。