崔馨月,李寧,楊麗景,李澤青,鄭梓,閆峻
(1.天津市畜禽分子育種與生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/天津市畜禽健康養(yǎng)殖工程技術(shù)中心/天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所,天津 300381; 2.天津農(nóng)學(xué)院,天津 300384;3.天津市寧河原種豬場(chǎng)有限責(zé)任公司,天津 301504;4.天津市農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心,天津 300061)
豬肉作為我國主要的肉類產(chǎn)品之一,是我國肉類食品市場(chǎng)中重要的組成部分[1]。隨著人們生活水平的不斷提高,對(duì)于豬肉品質(zhì)的需求也愈發(fā)明顯。而豬肉風(fēng)味作為衡量豬肉品質(zhì)的指標(biāo)之一,也逐漸引起人們的重視[2]。豬肉的風(fēng)味檢測(cè)內(nèi)容包括:風(fēng)味前體物質(zhì)、香味物質(zhì)和滋味物質(zhì),其中被鑒定的風(fēng)味物質(zhì)以及風(fēng)味前體物質(zhì)已高達(dá)1 000 多種[3]。
飼料中風(fēng)味添加劑主要通過影響飼料適口性來改善豬的采食量。有研究表明,豬在不同生理階段對(duì)風(fēng)味添加劑的喜好不同,但在各階段都喜歡甜味[4]。提高豬在各個(gè)階段的采食量有利于提高豬的生長性能,增加風(fēng)味劑可以更好地發(fā)揮飼糧營養(yǎng)價(jià)值[4]。風(fēng)味有關(guān)的揮發(fā)性化合物主要包括醛類、醇類、酮類、碳?xì)浠衔?、酯類、醚類、呋喃類,以及含氮和硫的化合物,其中含硫化合物體現(xiàn)基本肉香,而碳?;衔矬w現(xiàn)各種肉品的特有風(fēng)味。它們是通過脂質(zhì)氧化、美拉德反應(yīng)和硫胺素降解等多種化學(xué)反應(yīng)生成的。許多前體、中間反應(yīng)產(chǎn)物,以及這些反應(yīng)形成的產(chǎn)物具有不同的濃度和氣味特征,構(gòu)成了豬肉的各種香氣特征。馬寧等[5]研究表明,改變?nèi)占Z組成可以影響肉羊屠宰性能和揮發(fā)性物質(zhì),從而改變育肥羊的肉品質(zhì)及香味。李明博等[6]研究發(fā)現(xiàn),飼喂中草藥飼料添加劑能改善延邊黃牛胸肉的嫩度及肉色,提高里脊和上腦肉中風(fēng)味物質(zhì)的含量。研究表明,植物性風(fēng)味添加劑無毒、無殘留,可以起到提升肉品質(zhì)、降低膽固醇、改善脂肪酸組成,從而提升肉的風(fēng)味[7-9]。本研究旨在通過分析風(fēng)味添加劑對(duì)于豬的飼料、血清、肉質(zhì)中揮發(fā)性物質(zhì)成分的影響,從而探究風(fēng)味添加劑提升豬肉風(fēng)味的水平。
1.1.1 試驗(yàn)動(dòng)物 選擇日齡相近、健康狀況良好、體質(zhì)量為(93.00±2.00)kg 的杜長大三元雜交閹公豬27 頭。
1.1.2 添加劑 風(fēng)味添加劑:蔥、蒜、姜、辣椒、花椒、八角、肉桂、谷氨酸鈉、VE、VB1、麥飯石、干白酒糟等;植物提取物:葡萄籽提取物、迷迭香提取物、大豆提取物、虎杖提取物、肉桂提取物。
將27 頭育肥豬隨機(jī)分為3 組,每組3 個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)3 頭豬。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)飼糧,試驗(yàn)1 組在對(duì)照組飼糧中添加5 kg·t-1風(fēng)味添加劑,試驗(yàn)2 組在對(duì)照組飼糧中添加1 kg·t-1植物提取物。
基礎(chǔ)飼糧照NRC(2012)豬營養(yǎng)需要中75~100 kg 階段豬的營養(yǎng)需要配制顆粒飼料,飼料組成及營養(yǎng)水平見表1。
表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))
試驗(yàn)地點(diǎn)為天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院示范創(chuàng)新基地,基地采取嚴(yán)格的生物安全防護(hù)措施,豬自由采食、飲水。預(yù)飼期為5 d,試驗(yàn)期為45 d。
1.4.1 樣品采集 試驗(yàn)第43 天,前腔靜脈采血10 mL,離心分離血清,冷凍保存。試驗(yàn)結(jié)束后,每組屠宰育肥豬2 頭,采集豬背最長肌100 g,冷凍保存。試驗(yàn)過程中采集飼料樣品100 g,冷凍保存。試驗(yàn)結(jié)束后,將所有樣品送檢。
1.4.2 前處理 稱取適量樣品于頂空瓶中,加入飽和氯化鈉,壓蓋,置于80 ℃水浴中平衡20 min,再將固相微萃取針扎進(jìn)頂空瓶中,繼續(xù)放入80 ℃水浴中30 min,250 ℃進(jìn)樣口解析5 min。
1.4.3 氣相色譜條件 色譜柱:HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm);柱溫:初溫50 ℃條件下,保持2 min,以5 ℃·min-1升至180℃,保持5min,再以10℃·min-1升至250℃,保持5min;進(jìn)樣口溫度:250℃;傳輸線溫度:280℃;載氣流速:1.0mL·min-1;分流比:不分流;質(zhì)譜條件:離子源溫度為230℃、四級(jí)桿溫度為150℃、質(zhì)譜為EI 源、模式為全掃40-600。
1.4.4 關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)的確定 選用相對(duì)氣味活度值法(ROAV 法)分析各組分對(duì)風(fēng)味的貢獻(xiàn),對(duì)肉樣風(fēng)味發(fā)揮最大貢獻(xiàn)的物質(zhì)定義為ROAVstan=100,其余物質(zhì)的ROAV 按下式計(jì)算:
式中,Ci表示各組分的相對(duì)含量(%);Ti為各組分的感覺閾值(μg·kg-1);Cstan和Tstan分別代表對(duì)樣品風(fēng)味貢獻(xiàn)最大組分的相對(duì)含量(%) 和感覺閾值(μg·kg-1)。將飼料中各種物質(zhì)的ROAV 值和氣味閾值結(jié)合分析來識(shí)別關(guān)鍵風(fēng)味化合物,ROAV≥1 的組分定義為關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì),0.1≤ROAV<1 代表該組分對(duì)風(fēng)味發(fā)揮主要修飾作用[10]。
如表2 所示,飼料中檢測(cè)并篩選出關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)23 種:醇類1 種、醛類3 種、烴類18 種、酮類1種。對(duì)照組中風(fēng)味物質(zhì)共有21 種,試驗(yàn)1 組有19種,試驗(yàn)2 組有19 種。
表2 不同添加劑對(duì)飼料揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響
對(duì)照組關(guān)鍵風(fēng)味化合物為D-檸檬烯,關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)包括:己醛、壬醛、苯乙烯、α-水芹烯、甲苯、1,4-二氯苯、萘。試驗(yàn)1 組和試驗(yàn)2 組關(guān)鍵風(fēng)味化合物均為檸檬烯。試驗(yàn)1 組中關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)包括:己醛、苯乙烯、D-檸檬烯、1,4-二氯苯。試驗(yàn)2 組的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)包括:己醛、壬醛、(E)-2-辛烯醛、苯乙烯、甲苯、1,4-二氯苯。
3 個(gè)試驗(yàn)組烴類物質(zhì)占總揮發(fā)性物質(zhì)成分比重均較大。其中,試驗(yàn)組1 中己醛、甲苯相對(duì)氣味活度值低于對(duì)照組和試驗(yàn)2 組,對(duì)照組中壬醛、苯乙烯高于試驗(yàn)1組和試驗(yàn)2 組。
如表3 所示,血液中檢測(cè)并篩選出關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)25 種:醇類1 種、醛類10 種、烴類11 種、酮類2種、酸類1 種。對(duì)照組中風(fēng)味物質(zhì)共有17 種,試驗(yàn)1組有19 種,試驗(yàn)2 組有20 種。
表3 不同添加劑對(duì)血清中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響
對(duì)照組的關(guān)鍵化合物為1-辛烯-3-醇,關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)包括:異戊醛、己醛、壬醛、癸醛、苯乙烯、萘、甲苯、1,4-二氯苯。試驗(yàn)1 組的關(guān)鍵化合物為己醛,關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)包括:異戊醛、壬醛、癸醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、苯乙烯、萘、甲苯、1,4-二氯苯。試驗(yàn)2 組的關(guān)鍵化合物為1-辛烯-3-醇,關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)包括:異戊醛、戊醛、己醛、壬醛、癸醛、苯乙烯、甲苯、1,4-二氯苯。
其中,試驗(yàn)1 組和試驗(yàn)2 組中醛、烴類物質(zhì)較對(duì)照組多且組成不同。對(duì)照組異戊醛、己醛、苯乙烯、1,4-二氯苯的相對(duì)氣味活度值低于其他2 個(gè)試驗(yàn)組,試驗(yàn)1 組壬醛、苯乙烯、萘、甲苯、1,其他4-二氯苯的相對(duì)氣味活度值高于對(duì)照組和試驗(yàn)2 組。
如表4 所示, 豬肉中檢測(cè)并篩選出關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)26 種:醇類3 種、醛類12 種、烴類8 種、酮類3 種。對(duì)照組中風(fēng)味物質(zhì)共有19 種,試驗(yàn)1 組有19 種,試驗(yàn)2 組有22 種。
表4 不同添加劑對(duì)豬肉中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響
對(duì)照組、試驗(yàn)1 組和試驗(yàn)2 組中關(guān)鍵風(fēng)味化合物均為乙醛。對(duì)照組關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)包括:1-辛烯-3-醇、壬醛、十四醛、苯乙醛。試驗(yàn)1 組中關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)包括:1-辛烯-3-醇、壬醛、(E)-2-辛烯醛、十四醛、苯乙醛。試驗(yàn)2 組中關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)包括:1-辛烯-3-醇、戊醛、壬醛、十四醛、苯乙醛、檸檬烯。
3 個(gè)試驗(yàn)組醛類物質(zhì)較揮發(fā)性物質(zhì)總體比重均較大,其次為烴類。對(duì)照組1-辛烯-3-醇的相對(duì)氣味活度值高于2 個(gè)試驗(yàn)組,3 個(gè)試驗(yàn)組關(guān)鍵氣味化合物均為醇類與醛類,但試驗(yàn)2 組檸檬烯為關(guān)鍵氣味物質(zhì),與試驗(yàn)1 組和對(duì)照組形成明顯差異。
如表5 所示,飼料中未在血清和肌肉中檢測(cè)到的物質(zhì)有:1 種醇類(1-辛烯-3-醇)、3 種醛類(戊醛、苯甲醛、辛醛)、3 種烴類(八甲基環(huán)四硅氧烷、十五烷、十七烷)。血清中未檢測(cè)到而飼料和肌肉中檢測(cè)到的物質(zhì)有:1 種醇類(苯甲醇)、3 種烷類(十四烷、檸檬烯、1-甲氧基-4-(1-丙烯基)苯)。飼料和血清中檢測(cè)到而肌肉中未檢測(cè)到的物質(zhì)有7 種烴類:十二烷、苯乙烯、乙苯、對(duì)二甲苯、1,3-二甲基苯、1-乙基-2,3-二甲基苯、1-甲基萘。
表5 不同添加劑中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)在飼料、血清、肌肉質(zhì)檢的傳遞規(guī)律
在飼料、血清、肉質(zhì)中傳遞的揮發(fā)性物質(zhì)有:2種醛類(己醛、壬醛)、6 種烴類(三氯甲烷、癸烷、十一烷、甲苯、1,4-二氯苯、萘)、1 種酮類(苯乙酮)。其中遞增的揮發(fā)性物質(zhì)有:己醛、壬醛;遞減的揮發(fā)性物質(zhì)有:癸烷。在血清中含量低、飼料和肌肉中含量高的傳遞物質(zhì)有:三氯甲烷、十一烷;血清中含量高、飼料和肌肉中含量低的傳遞物質(zhì)有:甲苯、1,4-二氯苯、萘。
對(duì)照組在飼料、血清、肌肉中傳遞的揮發(fā)性物質(zhì)為:2 種醛類、4 種烴類、1 種酮類。試驗(yàn)1 組在飼料、血清、肌肉中傳遞的物質(zhì)有:2 種醛類、3 種烴類、1種酮類。試驗(yàn)2 組在飼料、血清、肌肉中傳遞的物質(zhì)有:2 種醛類、6 種烴類、1 種酮類。試驗(yàn)2 組傳遞效率優(yōu)于對(duì)照組和試驗(yàn)1 組。
豬肉產(chǎn)品是我國消費(fèi)量最高的肉類產(chǎn)品[11],人們對(duì)豬肉品質(zhì)的要求逐漸提高。豬肉的品質(zhì)主要由豬的品種、飼養(yǎng)管理方式和飼料營養(yǎng)物質(zhì)所影響。豬肉的風(fēng)味是豬肉品質(zhì)的重要感官指標(biāo),也是中高端消費(fèi)者購買豬肉時(shí)主要關(guān)注的指標(biāo)。風(fēng)味主要是指在烹飪過程中豬肉脂肪所散發(fā)出的脂肪酸、肌肉中的糖原等。這些物質(zhì)在高溫條件下會(huì)發(fā)生美拉德反應(yīng),生成具有香味的酚類物質(zhì)。脂肪的含量在很大程度上影響著豬肉的風(fēng)味,當(dāng)肌內(nèi)脂肪含量低于3%時(shí),豬肉烹飪產(chǎn)生的酚類香味物質(zhì)顯著降低。
肉的品質(zhì)和風(fēng)味是飼料營養(yǎng)在動(dòng)物體內(nèi)利用和轉(zhuǎn)化的結(jié)果。飼料中添加風(fēng)味物質(zhì)可以通過增加飼料香氣吸引力和適口性影響動(dòng)物采食量和飼料利用率。VAL-LAILLET D[12]等研究表明,在妊娠期和哺乳期母體日糧中添加植物性添加劑可以調(diào)節(jié)母體初乳和牛奶的感覺特征、生化特征,以及后代的生長和性能。胡廣英等[13]研究發(fā)現(xiàn),飼料中添加中草藥、酶制劑可以改善豬生長性能,提升肌間脂肪含量,改善肌纖維和肌肉營養(yǎng)成分,提高豬肉品質(zhì)。
烴類物質(zhì)主要包括烷烴和烯烴, 可由肌肉中血紅蛋白或肌紅蛋白的鐵催化脂質(zhì)氧化產(chǎn)生,烴類物質(zhì)風(fēng)味閾值較高,對(duì)風(fēng)味料整體貢獻(xiàn)較小。但是一些烯烴類具有獨(dú)特的風(fēng)味,如對(duì)照組飼料中關(guān)鍵風(fēng)味化合物D-檸檬烯有新鮮橙子及檸檬香氣,試驗(yàn)1 組和試驗(yàn)2 組的關(guān)鍵風(fēng)味化合物檸檬烯是柑橘香氣的主要特征物質(zhì)[14]。己醛(青草味)、壬醛(油脂味)、(E)-2-辛烯醛(油脂味)、苯乙烯、甲苯、1,4-二氯苯、α-水芹烯、萘等也是組成本研究飼料風(fēng)味的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)。
醇類物質(zhì)和醛類物質(zhì)主要由脂肪酸氧化而來,醇類物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生清香、木質(zhì)香和脂肪的氣味[15]。醛類是芳香活性物質(zhì),氣味閾值低,是構(gòu)成肉類氣味的關(guān)鍵成分[16]。本研究血清和肌肉揮發(fā)性物質(zhì)檢測(cè)中,關(guān)鍵風(fēng)味化合物1-辛烯-3-醇具有典型的蘑菇香氣可以提升肉類鮮味。陳曉雨等[17]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),羊肉的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)是辛醛、壬醛、反-2-壬烯醛、癸醛、反-2-癸烯醛、十二醛、1-辛烯-3-醇、苯酚和乙酸乙酯,其中1-辛烯-3-醇是關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)(ROAV≥1),帶給羊肉類似蘑菇和玫瑰的香味。WU 等[18]通過試驗(yàn)鑒定出15 種氣味劑是豬肉香氣的主要來源,其中己醛、1-辛烷-3-醇、2,3-辛烷二酮、(E,E)-2,4-十烯醛和十二烯醛等氣味劑在中國本土豬體內(nèi)的濃度較高,是中國本土豬肉的主要風(fēng)味化合物。這說明醛類和醇類物質(zhì)在豬肉風(fēng)味上占主導(dǎo)位置。飼喂試驗(yàn)1組后,血清中關(guān)鍵風(fēng)味化合物為己醛,主要為青草香氣,與對(duì)照組和試驗(yàn)2 組差異顯著,原因可能是試驗(yàn)1 組的醇類不是主要組成部分。
姜家?guī)沎19]等研究發(fā)現(xiàn),通過改變飼料中脂肪酸組成會(huì)影響雞肉的脂肪酸組成,提高雞肉的多不飽和脂肪酸含量,產(chǎn)生更多的己醛、辛醛、1-辛烯-3-醇、2-戊基呋喃等化合物,使雞肉具有更多特殊的香氣。本研究中,試驗(yàn)1 組醛類物質(zhì)含量低于對(duì)照組和試驗(yàn)2 組,最終通過物質(zhì)傳遞,但試驗(yàn)1 組肌肉中的關(guān)鍵風(fēng)味化合物己醛含量明顯低于飼喂對(duì)照組和試驗(yàn)2 組。有研究表明,烯烴類物質(zhì)一般來自于飽和脂肪酸烷氧自由基的均裂,對(duì)肉類風(fēng)味的直觀貢獻(xiàn)并不大,甚至不影響香味[20]。而試驗(yàn)1 組、試驗(yàn)2 組的關(guān)鍵風(fēng)味化合物檸檬烯并未出現(xiàn)在肌肉檢測(cè)中,說明與醇類、醛類相比,烴類物質(zhì)對(duì)于血清和肌肉風(fēng)味貢獻(xiàn)較小。
試驗(yàn)1 組、試驗(yàn)2 組、對(duì)照組的飼料風(fēng)味均為柑橘香氣混合青草和油脂的氣味。其中,試驗(yàn)1 組柑橘香類香氣相比對(duì)照組和試驗(yàn)2 組更濃郁。醛類物質(zhì)通過飼料添加劑補(bǔ)充到動(dòng)物體內(nèi)可能會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物肌肉中醛類風(fēng)味物質(zhì)大幅提升,而飼料中添加烴類物質(zhì)對(duì)于物質(zhì)的傳遞效果沒有明顯影響,最終豬肉中的關(guān)鍵風(fēng)味化合物為醛類。豬肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)檢測(cè)結(jié)果顯示,試驗(yàn)2 組的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)為檸檬烯,烴類物質(zhì)由于氣味閾值偏低以及ROAV 值低導(dǎo)致對(duì)最終風(fēng)味影響并不大。