青海毛驴肌肉营养成分分析

谢太凤,孙玉江,2,艾德强,郭荣,张国梁,潘庆杰,官却扎西,周佰成,陈永伟,刘书琴

(1.青岛农业大学动物科技学院,山东青岛 266109;2.东营职业学院,山东东营 257091;3.青海省畜牧总站,青海西宁810008;4.青海省种羊繁育推广服务中心,青海刚察 812300)

近些年,越来越多研究表明,与牛羊猪鸡肉相比,驴肉具有高蛋白、高必需氨基酸、高必需脂肪酸、低脂肪、低热量、低胆固醇等“三高三低”特点[1],这也意味着驴肉在一定程度上可以更好地满足现代人类健康饮食需求。研究表明,在德州驴、广灵驴、关中驴、泌阳驴、庆阳驴、疆岳驴和云南驴的背最长肌和臀肉中,粗脂肪含量及水分含量在各品种间均存在不同程度的差异[2]。对不同年龄段驴进行不同营养水平饲养后,随着年龄的增加,股二头肌、眼肌和臂三头肌的粗脂肪含量上升而粗蛋白和灰分含量下降,但驴肉氨基酸含量保持在19.50%～20.91%之间,且在不同年龄段、不同部位间含量差异均不显著[3]。德州驴肌肉氨基酸含量在背最长肌、臂三头肌、股二头肌和臀肌中存在部位差异性[4],三粉公驴里脊肉、肋条肉、后腿肉及脖颈肉等四处肌肉中挥发性物质组成和含量均有差异[5]。此外,日粮能量水平会影响驴(同一年龄)不同肌肉组织的氨基酸含量和平衡性[6],冷冻处理会影响公驴肉品质[7]。同种动物不同部位的脂肪酸组成及含量均存在差异性[8],研究表明驴骨、驴皮与阿胶中的脂肪酸含量存在明显差异[9]。综上所述,驴肌肉的氨基酸含量、氨基酸组成、脂肪酸组成和肉品质可能与品种、年龄、营养水平、部位和处理方式有关。

尽管如此,目前对于驴肌肉的营养成分分析比较研究报道仍旧甚少,且主要集中在对德州驴的研究上,至今未见对青海毛驴肌肉的研究报道。青海毛驴体高在110 cm以下,属小型兼用型品种,以役用为主,主要分布在青海的海东、海南、海北、黄河南等地区[10]。为了解青海毛驴肌肉的营养成分,本文对青海毛驴不同部位肌肉的常规营养成分(水分、粗蛋白、粗脂肪、灰分)、脂肪酸和游离氨基酸进行测定,分析各种营养成分在不同部位及性别间的差异后,进行性别间的脂肪酸和游离氨基酸营养价值评价,为青海毛驴肌肉资源开发利用提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验动物

青海毛驴选自青海省大通玉华养殖专业合作社,青海毛驴的日粮组成和饲养条件均一致。选取 8 头(5公3母)成年健康的青海毛驴,屠宰后取其背最长肌、前腿和后腿的肌肉样品于 -80 ℃保存,用于后续指标测定。

1.2 仪器与设备

电子天平(FA-1004,购自上海舜宇恒平科学仪器有限公司);弗炉(JFM38,购自JISHICO公司);电热恒温干燥箱(101-2AB,购自天津泰斯特仪器有限公司);凯氏定氮仪(K9840,购自济南海能仪器股份有限公司);恒温水浴锅(DRHH-S6,购自上海双捷实验设备有限公司);粗脂肪测定仪(SZF-06A,购自上海新嘉电子有限公司);离心机(BR4I,购自Thermo公司);气相色谱仪(7890A,购自Agilent公司)、液相色谱仪(1260,购自Agilent公司)。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 水分含量测定

水分含量参照《食品中水分的测定》(GB 5009.3—2016)进行测定。称取混合均匀的适量试样,放入恒重的称量瓶中,置于101～105 ℃干燥箱中干燥2～4 h后,放入干燥器内冷却0.5 h后称量。再放入101～105 ℃干燥箱中干燥1 h左右,取出后放入干燥器内冷却0.5 h后再称量。并重复以上操作至前后两次质量差不超过2 mg,即为恒重。

1.3.2 粗蛋白含量测定

粗蛋白含量参照《食品中蛋白质的测定》(GB 5009.5—2016)进行测定。称取适量样品于消化管中,加入0.4 g硫酸铜、6 g硫酸钾及20 mL硫酸于消化炉进行消化,当消化炉温度达到420 ℃之后继续消化1 h,取出冷却后加入20 mL水,放冷,于自动凯氏定氮仪上蒸馏7 min,接收瓶中加指示剂混合溶液1～2滴和10 mL硼酸溶液,接收蒸馏液到200 mL,用盐酸标准溶液滴定,终点为浅灰红色。

1.3.3 粗脂肪含量测定

粗脂肪含量参照《食品中脂肪的测定》(GB 5009.6—2016)进行测定。称取混匀后的适量样品于索氏提取器中,使无水乙醚或石油醚不断回流抽提,抽提6～10 h。提取结束后取下接收瓶,回收无水乙醚或石油醚,待接收瓶内溶剂剩余1～2 mL时在水浴上蒸干,再于(100±5) ℃干燥1 h,放干燥器内冷却0.5 h后称量。

1.3.4 灰分含量测定

灰分含量参照《食品中灰分的测定》(GB 5009.4—2016)进行测定。称取混合均匀的适量试样,先在电热板上以小火加热使试样充分炭化至无烟,然后置于高温炉上,在(550±25) ℃ 灼烧4 h。冷却至200 ℃左右,取出后放入干燥器中冷却30 min。重复灼烧至前后两次称量相差不超过0.5 mg为恒重。

1.3.5 脂肪酸测定及营养价值评价

脂肪酸测定参照《食品中脂肪酸的测定》(GB 5009.168—2016)进行测定。样品前处理包括试样水解、脂肪的提取、脂肪的皂化和脂肪酸甲酯化。

试样水解:称取均匀试样适量,加入约100 mg焦性没食子酸,加入几粒沸石后再加入2 mL 95%乙醇,混匀。加入盐酸溶液10 mL混匀后放入70～80 ℃水浴中水解。水解完成后,取出冷却至室温。

脂肪的提取:加入10 mL 95%乙醇,混匀后将水解液转移至分液漏斗中,用50 mL乙醚石油醚混合液冲洗液进行冲洗,冲洗液并入分液漏斗中,加盖。振摇5 min,静置10 min。将醚层提取液收集到250 mL烧瓶中。按照以上步骤重复提取水解液3次,最后用乙醚石油醚混合液冲洗分液漏斗,并收集到已恒重的烧瓶中,水浴上蒸干,置于(100±5) ℃烘箱中干燥2 h。

脂肪的皂化和脂肪酸甲酯化:继续加入2 mL 2%氢氧化钠甲醇溶液,85 ℃水浴锅中水浴30 min,加入3 mL 14%三氟化硼甲醇溶液,于85 ℃水浴锅中水浴30 min后等温度降至室温,加入1 mL正己烷,震荡萃取2 min,静置1 h等待分层。取上层清液100 μL,用正己烷定容到1 mL。过滤膜后上机测试。用气相色谱仪(7890A)分析36种脂肪酸,包括16种饱和脂肪酸、8种单不饱和脂肪酸和12种多不饱和脂肪酸。

通过计算总脂肪酸(total fatty acids, TFA)、饱和脂肪酸(saturated fatty acids, SFA)、单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acids, MUFA)、多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids, PUFA)、不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acids, UFA)、必需脂肪酸(essential fatty acids, EFA)含量及UFA/SFA、PUFA/SFA、PUFA/MUFA、饱和脂肪酸比率(SFA ratio)、单不饱和脂肪酸比率(MUFA ratio)、多不饱和脂肪酸比率(PUFA ratio)、不饱和脂肪酸比率(UFA ratio)、必需脂肪酸比率(EFA ratio)进行脂肪酸营养价值评价。

1.3.6 游离氨基酸测定及营养价值评价

参照PRINSEN等[11-12]方法进行游离氨基酸含量测定。称取适量样品于10 mL容量瓶中,加0.02 mol/L的盐酸8 mL,旋涡混匀5 min,超声提取10 min后混匀,定容至10 mL。避光静置2 h,取5 mL溶液离心,准确移取1 mL上清液,加入1 mL质量分数为6%～8%的磺基水杨酸,加入1 mol/L三乙胺乙腈溶液250 μL,混匀,加入0.1 mol/L异硫氰酸苯酯乙腈溶液250 μL,混匀,室温放置1 h,加2 mL正己烷,剧烈振摇,放置10 min,取下层溶液过水相滤膜,上机分析。液相色谱仪(1260)分析41种游离氨基酸,包括8种必需氨基酸和33种其他氨基酸。

根据呈味特性进行游离氨基酸分类后进行营养价值评价,游离氨基酸呈味特性参照文献[13-14]确定(表1)。若某种游离氨基酸具有多种呈味特征,计算时将每一种呈味特征均列入计算。

表1 游离氨基酸的呈味特性

1.4 数据处理

利用EXCEL 2019进行数据处理,SPSS 22.0进行单因素ANOVA方差分析及t检验统计分析,以P<0.05为显著性检验标准。结果用“平均值±标准误”表示。

2 结果与分析

2.1 青海毛驴肌肉常规营养成分比较

由表2结果可知,公母驴三个部位肌肉组织中的水分含量均在75%以上,粗蛋白含量均高于20%。肌肉组织的水分、粗蛋白和灰分含量在同一性别内不同部位之间差异不显著(P>0.05),而粗脂肪含量存在部位差异性。公驴背最长肌粗脂肪含量显著高于后腿和前腿(P<0.05),母驴背最长肌和后腿粗脂肪含量显著高于前腿(P<0.05)。后腿粗蛋白与后腿粗脂肪含量在性别间存在显著差异,公驴的后腿粗蛋白含量显著高于母驴(P<0.05),而后腿粗脂肪含量显著低于母驴(P<0.05)。

表2 不同部位肌肉常规营养成分含量

2.2 青海毛驴肌肉脂肪酸含量比较及营养价值评价

由表3可知,共检测到青海毛驴肌肉中含有21种脂肪酸。其中饱和脂肪酸(C10:0至C22:0)共9种,单不饱和脂肪酸(C14:1至C22:1N9)共5种,多不饱和脂肪酸(C18:2N6C至C22:6N3)共7种。公母驴肌肉中含量最高的饱和脂肪酸分别为硬脂酸(C18:0)、棕榈酸(C16:0),含量最高的单不饱和脂肪酸均为油酸(C18:1N9C),含量最高的多不饱和脂肪酸均为亚油酸(C18:2N6C)。公驴肌肉中的顺-13,16-二十二碳二烯酸(C22:2)含量显著高于母驴肌肉(P<0.05)。除了二十二碳六烯酸甲酯(C22:6N3)和顺-13,16-二十二碳二烯酸(C22:2)外,母驴肌肉中的各种脂肪酸含量均较公驴高。

表3 青海毛驴肌肉脂肪酸含量

由表4可知,母驴肌肉中的TFA、SFA、MUFA、PUFA、UFA和EFA含量均高于公驴,SFA比率和MUFA比率高于公驴,但不存在显著差异(P>0.05)。公驴肌肉的UFA/SFA、PUFA/SFA、PUFA/MUFA、PUFA比率、UFA比率和EFA比率高于母驴,但不存在性别间的显著差异(P>0.05)。以上结果说明不同性别的青海毛驴肌肉脂肪酸含量和组成不同。

表4 青海毛驴肌肉脂肪酸营养价值评价

2.3 青海毛驴肌肉游离氨基酸含量比较及营养价值评价

由表5可知,共检测到青海毛驴肌肉中含有28种游离氨基酸,其中包含8种必需氨基酸(L-赖氨酸、L-色氨酸、L-苯丙氨酸、L-甲硫氨酸、L-苏氨酸、L-异亮氨酸、L-亮氨酸和L-缬氨酸)。青海毛驴肌肉的游离氨基酸含量在性别间存在不同程度的差异,公驴肌肉中的各种游离氨基酸含量普遍较母驴的高。公驴及母驴肌肉中含量最高的游离氨基酸均为谷氨酰胺、L-肌肽、牛磺酸、L-丙氨酸和L-谷氨酸,含量最低的均为D,L-β-氨基异丁酸、乙醇胺、羟基-L-脯氨酸、瓜氨酸和γ-氨基正丁酸。值得注意的是,L-胱硫醚在公驴肌肉中及母驴背最长肌和前腿肌肉中均未被检出,而只在母驴的后腿中被检出。同时结果显示公驴肌肉中的L-赖氨酸、L-色氨酸、羟基-L-脯氨酸、L-脯氨酸、L-丝氨酸和乙醇胺含量显著高于母驴肌肉(P<0.05)。

表5 青海毛驴肌肉游离氨基酸含量

由表6可知,公驴肌肉游离氨基酸中的甜味氨基酸、鲜味氨基酸、苦味氨基酸、酸味氨基酸、必需氨基酸和总游离氨基酸含量较母驴肌肉高,且酸味氨基酸和总游离氨基酸含量显著高于母驴肌肉(P<0.05)。公驴肌肉的苦味氨基酸比率、酸味氨基酸比率和必需氨基酸比率高于母驴肌肉,而甜味氨基酸比率、鲜味氨基酸比率较母驴肌肉低。

表6 青海毛驴肌肉游离氨基酸营养价值评价

3 讨论

水分、粗蛋白、粗脂肪、灰分作为肉产品的常规营养成分指标,对肉类品质及其食用价值评价具有重要意义。牛肉的水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分含量分别为69.8%、20.0%、8.7%、1.1%;羊肉的水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分含量分别72.5%、18.5%、6.5%、1.0%;猪肉的水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分含量分别为54.9%、15.1%、30.1%、0.8%;鸡肉的水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分含量分别为70.5%、20.3%、6.7%、1.1%[15]。此次试验表明:青海毛驴背最长肌、前腿和后腿三个部位的粗蛋白及水分的平均含量均高于牛羊猪鸡肉,粗脂肪含量与之相比则是最低,而灰分含量相差不大。一般认为粗蛋白含量与营养价值成正比[16],脂肪含量达到2%～3%才能保证肉的风味[17]。青海毛驴肌肉水分含量平均都高于75%,水分及灰分含量在性别间、部位间相差不大。青海毛驴三个部位肌肉粗蛋白含量均在20%以上,在性别内不存在显著差异,表明各部位粗蛋白营养价值相当。青海毛驴不同部位肌肉粗脂肪含量最高达到2.33%,最低仅为0.74%,公驴背最长肌粗脂肪含量显著高于前腿和后腿,母驴背最长肌和后腿粗脂肪含量显著高于前腿,以上结果不仅说明青海毛驴肌肉具有低脂性,也说明公驴背最长肌肌肉风味优于前腿和后腿,母驴背最长肌和后腿肌肉风味优于前腿。青海毛驴的后腿肌肉粗蛋白含量在性别间具有差异性,而德州驴肌肉的粗脂肪和粗蛋白含量存在部位差异性,这与本试验得出的结论不完全一致[18]。三粉公驴肌肉的粗蛋白和水分含量具有部位差异性,且三粉公驴不同肌肉部位的粗蛋白含量普遍比青海毛驴的高,而水分含量较青海毛驴低[19]。冷冻处理可以抑制肉中酶和微生物的活性,减缓肉的物理和化学性质的变化,但冻藏会破坏肌肉组织结构,使得解冻后的持水能力降低,对冷冻处理后的驴肉品质进行研究发现冷冻前后驴肉的含水量差异不大,但存在1.67%～9.97%解冻损失[7],而冻结速度越快,冷冻肉的持水能力越好[20],本研究涉及的样本均通过 -80 ℃冷冻处理,由此造成的试验误差还有待进一步研究。

脂肪酸与人体健康和动物肉品质密不可分,分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。过高的饱和脂肪酸不利于人体健康,但其中的棕榈酸和硬脂酸可降低总胆固醇与高密度脂蛋白胆固醇的比率,进而降低心血管疾病发生概率[21-22]。不饱和脂肪酸不仅是人体必不可少的营养物质,又是影响肉品质的重要前提物质,它的含量越多越利于人体吸收,对人体健康有好处,但含量过高会影响肉品质[23]。不饱和脂肪酸中的亚油酸和α-亚麻酸作为人体必需脂肪酸,主要功能包括营养、保护心血管、保护神经、抗氧化和抗炎作用、防治糖尿病和抗肿瘤等[24]。本试验研究结果表明:公驴和母驴肌肉中含量最高的两种饱和脂肪酸为棕榈酸和硬脂酸。公驴和母驴肌肉的必需脂肪酸比率分别高达36.19%±4.09%、26.13%±2.26%,这远远高于尤娟等[25]报道的11.9%。青海毛驴肌肉的多不饱和脂肪酸含量较高,这与此前研究得出的结论一致[26]。三粉公驴与青海毛驴的脂肪酸比例不同,三粉公驴肌肉中的含量最高的饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸分别为棕榈酸、油酸和亚油酸,且多不饱和脂肪酸在部位间存在着显著差异性[19]。而本试验也表明除了多不饱和脂肪酸C22:2外,其他脂肪酸含量在性别间不存在显著差异。此外,脂肪酸的比例平衡与脂肪酸营养有关,人类食用肉类的PUFA/SFA应高于0.45[27-28],本试验中的青海毛驴肌肉指标均符合推荐标准。

蛋白质的营养价值与氨基酸的种类、含量及比例有关[29],而肉产品中的游离氨基酸作为呈味成分,可直接影响肉的独特风味形成[30]。肌肽是由β-丙氨酸和组氨酸组成的二肽,具有抗氧化及抗血管生成活性等抗癌作用[31]。本试验结果发现青海毛驴肌肉的游离氨基酸种类丰富,公驴和母驴肌肉的必需氨基酸比率分别为9.28%±1.04%、6.80%±1.31%。呈味氨基酸比率分布规律为甜味氨基酸>鲜味氨基酸>苦味氨基酸>酸味氨基酸。公驴肌肉中的各种游离氨基酸含量普遍较母驴肌肉高,游离氨基酸中的甜味氨基酸和鲜味氨基酸比率高,苦味氨基酸和酸味氨基酸比率极低,且青海毛驴肌肉中含有丰富的肌肽,其含量仅次于谷氨酰胺,以上说明青海毛驴肌肉具有较好的风味和食用价值。

青海毛驴肌肉营养成分在性别及不同部位间存在不同程度上的差异,青海毛驴肌肉水分含量和粗蛋白含量高、不饱和脂肪酸比率高、游离氨基酸种类丰富且甜味氨基酸比率和鲜味氨基酸比率高。青海毛驴肌肉可较好地满足人体对常规营养成分的需求以及具有较好的风味和食用价值。