羊肉膻味物质的影响因素及候选基因研究进展

薛丽娜，周胜花

（山西农业大学（山西省农业科学院）动物科学学院，山西太原030032）

羊肉是一种药食同用的优质肉产品，含有丰富的蛋白质、维生素和微量矿质元素（铁、锌、硒），相对少的脂肪、胆固醇和反式脂肪酸，深受广大消费者的喜爱[1]。然而羊肉特有的膻味制约着人们的消费，导致全球羊肉的消费量远低于其他畜产品[2]。目前，我国羊只数目居世界第一[3]，对羊肉膻味形成原因、物质组成、检测方法、影响因素及基因调控的了解，有助于进一步探索膻味形成机制，寻求降低羊肉膻味的方法，对扩大羊肉消费市场具有指导意义。

1 羊肉膻味的成因及物质组成

羊肉膻味源于羊肉脂肪组织，在早期的研究中，人们很难区分去除脂肪组织的羊肉和其他肉品，而将羊肉的脂肪加入到其他肉品中，人们往往会误判为羊肉。随后人们对羊肉膻味的物质组成进行了大量研究，认为与羊肉膻味相关物质主要为脂肪酸，它与机体对脂肪的利用密切相关。在羊的瘤胃中，微生物可将脂肪水解为大量的不饱和脂肪酸，而部分不饱和脂肪酸经反式异构生成支链及奇数碳脂肪酸[4]，进而沉积到羊肉脂肪组织中，使羊肉呈现出特有的风味。

1.1 支链脂肪酸（BCFAs）

BCFAs 是最早发现也是最主要的与羊肉膻味相关物质，它在羊脂肪中的含量高于其他反刍动物中的含量[5-6]。进一步研究表明，BCFAs 中的4- 甲基辛酸、4- 甲基壬酸及4- 乙基辛酸是与羊膻味相关的物质。BRENNAND 等[7]分析羔羊中挥发性BCFAs发现，4- 甲基辛酸和4- 乙基辛酸对羊肉膻味起主要作用。而YOUNG 等[8]研究发现，4- 甲基辛酸和4- 甲基壬酸与羊肉这种特有的风味相关。KAFFAMIK 等[9]对美利奴羊、法国伊尔奴羊杂交羊和新西兰羊杂交羊的皮下脂肪组织研究发现，3 种BCFAs含量依次为4- 甲基辛酸＞4- 乙基辛酸＞4- 甲基壬酸。我国科研工作者研究发现，造成羊肉膻味的主要化学物质是己酸、辛酸及癸酸，其中癸酸起主要作用，三者按0.5∶1∶9 的比例结合成化合物可呈现羊肉特有的膻味[10]。异构体之间表现出的膻味强度也有差异，HEINSMAN 等[11]研究发现，4- 甲基辛酸在羊中主要以R 构型存在，其膻味强度是4-甲基辛酸S 构型的5～10 倍。

1.2 硬脂酸（C18∶0）

硬脂酸即十八烷基饱和脂肪酸，也是羊肉中重要的致膻物质。SANUDO 等[12]研究发现，硬脂酸和亚麻酸均是导致羊肉有特殊风味的物质。在亚麻酸含量高的羊肉中膻味要大于亚油酸含量高的羊肉[13]。张利平等[14-15]研究认为，短链脂肪酸（C6～C12）和硬脂酸均是羊肉中的致膻物质。

1.3 酚类和吲哚

1979 年，首次在烹饪羊肉的挥发物中检测到酚类[16]。BONNEAU 等[17]研究认为，吲哚及其衍生物与猪肉风味负相关。进一步研究发现，3- 甲基吲哚（粪臭素）和4- 甲基苯酚是放牧条件下饲养的绵羊羊肉主要的膻味物质，它们是氨基酸在瘤胃微生物作用下生成后沉积到脂肪组织中，因其具有粪臭味而使羊肉有不良风味[18-19]。饲料结构和放牧方式对羊肉中酚类和吲哚含量有较大影响。YOUNG 等[18]研究认为，放牧组羊肉中3- 甲基吲哚的含量显著高于饲喂苜蓿及玉米组。肉品中的pH 值也会对酚类含量产生影响，羊肉中2- 甲基苯酚和4- 甲基苯酚含量与pH 值成正比[20]。

除此之外，与羊肉膻味有关的物质还包括含硫酚类、吡啶、羰基化合物、内酯、萜类等，这些挥发性化合物共同作用使羊肉表现出特有的膻味。

2 影响羊肉膻味的因素

2.1 营养

2.1.1 日粮类型 食物中的营养成分经消化最终被吸收，动物摄取食物的结构不同导致其各个组织中化合物结构及组成发生改变。YOUNG 等[8]研究表明，放牧组罗姆尼公羊皮下脂肪中BCFAs 含量低于饲喂苜蓿组和玉米组，而苜蓿组的含量又低于玉米组。张培松等[21]研究发现，进食白三叶草、苜蓿、燕麦、羽衣甘蓝和油菜等草料的羊有强烈的膻味，因此，人们在宰前7～14 d 停止饲喂这些草料，以降低羊肉中的膻味。不同谷物类型使羔羊脂肪中支链脂肪酸含量有差异。DUNCAN 等[5]研究发现，大麦组和小麦组羔羊脂肪中支链脂肪酸含量高于玉米组。CROUSE 等[22]研究认为，对羔羊饲喂不同能量级别的饲料（低能量组中苜蓿质量占比为89%、玉米质量占比为8%，高能量组中苜蓿占比为4%、玉米质量占比为59%），结果发现，低能饲料组表现出强烈的风味。

2.1.2 饲料添加剂 饲料添加剂在饲料中含量少，却能有效提高动物生产性能，改善肉品质。罗海玲等[23]研究表明，在波尔山羊中添加维生素E 后，膻味相关的短链脂肪酸和硬脂酸含量明显下降，这可能是由于维生素E 可以通过捕获自由基而阻止脂肪氧化产生烷烃、醛、酮和内酯等膻味组成物质[24]。叶红等[25]研究认为，硫元素的缺乏与羊肉膻味相关，这可能是由于硫元素能将机体中的羰基化合物转化为半胱氨酸，而羰基化合物是与膻味相关的化合物，当体内缺乏硫元素，羊体内含羰基化合物积累而使膻味变大。丙盐酸是合成脂肪酸的前体物质，可间接参与到脂肪从头合成，最终合成BCFAs。BERTHELOT 等[26]研究发现，在饲料中添加丙盐酸可显著提高羔羊皮下及内脏脂肪中奇数碳及BCFAs 含量。MITCHELL 等[27]研究认为，钴元素与羊肉膻味有关，钴元素是VB12的组成成分，VB12是甲基丙二酰辅酶A 变位酶的辅助因子，催化甲基丙二酰辅酶A 转化为琥珀酰辅酶A。当钴元素缺乏，导致丙二酰辅酶A 积累，合成大量支链脂肪酸，而使羊肉膻味加重。草料中不含钴元素，反刍动物只能通过饲料添加摄取钴元素。

2.2 品种

品种作为遗传性状在一定程度上会对羊肉膻味造成影响。ALVES 等[28]比较了达马拉肥尾羊、杜波羊和美利奴羊尾脂中的膻味组成物质甲基支链脂肪酸含量发现，达马拉肥尾羊含量高于其他2 个品种。韩卫杰等[29]研究表明，同羊和滩羊脂肪组织中4- 甲基辛酸、4- 甲基壬酸、总挥发性支链脂肪酸含量要低于小尾寒羊。在我国的藏羊肉中，几乎没有膻味[24]。膻味性状与其他性状也有一定程度的相关性。对哥伦比亚羊、兰布列羊和塔吉羊研究发现，羊肉膻味强度与羊毛品质呈正相关关系[30]。

2.3 性别和年龄

一般而言，公羊的膻味要大于母羊和羯羊（阉割羊），成年羊的膻味要大于羔羊，这可能是性别和年龄不同的羊机体内激素水平、代谢水平等的差异引起羊肉中脂肪酸组成发生改变所致。前人研究发现，30 周龄公羊脂肪组织中4- 甲基辛酸和4- 甲基壬酸含量分别是同龄阉割羊的13 倍和4 倍，而公羊和阉割羊脂肪组织中这2 种支链脂肪酸含量在 30 周龄时显著高于 10 周龄[31，12]。

2.4 组织部位

羊不同组织中的膻味也是有差异的。RESCONI等[32]研究表明，膻味组成物4- 甲基辛酸在背部皮下脂肪中含量显著高于内脏脂肪。BRENNAND 等[7]研究发现，BCFAs 含量在羔羊皮下脂肪组织中高于肾周脂肪和肌间脂肪。SMITH[33]研究表明，在动物腺体中（哈德氏腺、睑板腺和尾脂腺），膻味相关物质BCFAs 是脂肪酸合成的主要产物。

3 膻味相关物质的检测和分析方法

羊肉膻味化合物组成复杂且含量较小（通常以mg/kg 计算），因此，在检测之前要先通过同时蒸馏萃取、固相微萃取和吸附等技术对其分离、富集及浓缩等，以提高检测准确性。然后通过气相色谱、液相色谱和气相色谱- 质谱联用等方法进行定性定量分析[34]。

杨晓燕等[35]采用固相微萃取结合气相色谱- 质谱联用分析技术，测定了宁夏滩羊背最长肌中挥发性物质，共鉴定出 34 种，但没有 BCFAs。CHEN 等[36]采用中空纤维支撑液膜结合气相色谱方法检测出羊肉中膻味相关物质有4- 甲基辛酸和4- 甲基壬酸。KAFFARNIK 等[9]采用气相色谱- 质谱法，在离子检测模式下检测到了羊脂肪组织中的膻味相关物。GRAVADOR 等[37]采用微波辅助提取结合气相色谱- 火焰离子定量检测方法检测了羊皮子脂肪组织中的BCFAs。

4 膻味候选基因研究进展

羊肉脂肪酸的组成及含量直接影响其膻味大小，因此，与膻味相关调控机制研究一直聚焦在参与脂肪酸代谢过程的各种酶上。在反刍动物中，乙酸在酶作用下生成乙酰辅酶A（乙酰Co-A），然后在乙酰辅酶A 羧化酶（ACC）的催化下形成丙二酸单酰辅酶A，在脂肪酸合成酶（FAS）催化下合成长链脂肪酸。脂蛋白脂酶（LPL）和激素敏感酯酶（HSL）分别催化与蛋白质相连的甘油三酯和脂肪组织中的甘油三酯水解为甘油和脂肪酸。

FAS 是一个结构复杂的多酶复合体，韩卫杰[34]研究发现，在绵羊和山羊FAS 中的乙酰Co-A/丙二酰辅酶转移酶A（AT/MT）基因与其他物种相比有10 处突变位点，导致FAS 蛋白二级结构发生改变，这可能使得FAS 更容易结合带有支链的底物而合成BCFAs。曹艳红[38]研究表明，沉默山羊乳腺上皮细胞FAS 基因可导致其中脂肪酸组成发生改变。GUNAWAN 等[39]对不同水平膻味羊肝脏组织中差异基因的表达分析表明，CYP2A6、KIF12、SULT1C1和GSTM1基因的表达量存在显著差异。

5 展望

膻味极大影响了人们对羊肉产品的消费，因此，有必要对致膻原因深入研究，探索膻味形成机制，寻求降低羊肉膻味的方法。膻味主要物质组成是挥发性脂肪酸，而对膻味机理研究大多集中在脂肪代谢途径方面。羊的食物、品种、年龄及性别等众多因素都会对膻味产生影响。目前，关于羊肉膻味的研究成果非常有限，这可能与膻味相关物质的含量较低而不易分析有关。今后要探索更有效的检测膻味相关物质的方法，同时利用分子生物技术，研究膻味相关物质的分子调控机制，从根本上解决羊肉的膻味问题，推动羊肉消费市场的发展。