李 瀟,李偉麗,朱 濤,張國(guó)俊,吳 韜*
(1.西華大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,四川成都 610039;2.四川德健南江黃羊食品有限責(zé)任公司,四川巴中 636600;3.巴中市南江黃羊科學(xué)研究所,四川巴中 636600)
南江黃羊是四川省巴中市南江縣經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期選育而成的肉用型山羊品種,其研究成果曾獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng),現(xiàn)在已被認(rèn)定為國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品。它以生長(zhǎng)發(fā)育快、產(chǎn)肉性能好、繁殖能力強(qiáng)、板皮品質(zhì)優(yōu)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)而聞名全國(guó),是全國(guó)首個(gè)進(jìn)入中南海國(guó)宴的專用羊肉品種,有“中國(guó)第一羊”的美譽(yù)。
飼養(yǎng)周期對(duì)羊肉食用品質(zhì)如色澤、嫩度和特征風(fēng)味等影響顯著。研究表明,不同年齡的畜禽其原料肉的肌纖維拉伸特性、膠原蛋白含量等差異較大[1],進(jìn)而影響肉品的食用品質(zhì)。在原料肉中,5′-肌苷酸(ionosine-5′-mono-phosphate,IMP)和5′-鳥(niǎo)苷酸(guanosine-5′-mono-phosphate,GMP)是動(dòng)物組織中重要的鮮味物質(zhì),二者能夠與谷氨酸鈉結(jié)合產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),增強(qiáng)鮮味,使肉質(zhì)鮮度提高數(shù)倍至數(shù)十倍[2?3]。本團(tuán)隊(duì)前期采用超高效液相色譜?四級(jí)桿飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜(UPLC-QTOF-MS)建立了牦牛肉中IMP、GMP 定性定量檢測(cè)方法[4]。與普通HPLC 檢測(cè)方法比較,超高效液相色譜分離度更好,峰容量更高,分析速度更快;而飛行時(shí)間質(zhì)譜能夠通過(guò)高分辨率質(zhì)荷比、二級(jí)碎片裂解模式等進(jìn)行定性分析,通過(guò)多反應(yīng)模式檢測(cè)目標(biāo)離子對(duì)進(jìn)行定量分析,具有高分辨率、高靈敏度等特點(diǎn)[5?7]。因此,UPLC-Q-TOF 技術(shù)非常適合對(duì)復(fù)雜原料肉體系中IMP、GMP 定性、定量檢測(cè),提高檢測(cè)精準(zhǔn)度。
目前南江黃羊的研究主要集中在屠宰前生長(zhǎng)發(fā)育、種質(zhì)資源等方面,而對(duì)其肉質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)等加工相關(guān)屬性的研究極少。為明確月齡對(duì)南江黃羊肉質(zhì)構(gòu)特性與核苷酸含量的影響,本研究選取放牧喂養(yǎng)的3 月齡、6 月齡、9 月齡南江黃羊?yàn)檠芯繉?duì)象,揭示月齡對(duì)黃羊肉色度、質(zhì)構(gòu)、嫩度及核苷酸含量的影響。
黃羊肉試材為南江縣南江黃羊研究所放牧飼養(yǎng)的3、6、9 月齡南江黃羊,經(jīng)屠宰放血后,選取羊后腿股部肌肉,宰后24h 內(nèi)4℃冷鏈運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室,36h 后進(jìn)行取樣與試驗(yàn),測(cè)定質(zhì)構(gòu)特性和IMP、GMP 含量。
三氯乙酸(分析純),成都市科隆化學(xué)品有限公司;IMP 標(biāo)準(zhǔn)品(純度97%),GMP 標(biāo)準(zhǔn)品(純度98%),上海百化商城;乙腈(色譜純),美國(guó)Aldrich-Sigma 公司;乙酸銨(分析純),甲酸(色譜純),天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。
Wf-30 精密色差儀,廣州誠(chéng)敏電子科技有限公司;TA.XTPlus 質(zhì)構(gòu)分析儀,英國(guó)Stable Micro Systems 公司;FDU-1100 真空冷凍干燥機(jī),北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;TD-5M 高速離心機(jī),四川蜀科儀器有限公司;超高效液相色譜儀LC-30A,日本島津儀器有限公司;X500R 飛行時(shí)間質(zhì)譜儀,美國(guó)AB SCIEX 公司。
1.4.1 顏色
羊肉樣品在空氣中放置10min,將色差儀用黑腔白板進(jìn)行校正后,在肉樣上固定選取3 個(gè)位點(diǎn)測(cè)定肉樣L*、a*、b*值,每個(gè)位點(diǎn)測(cè)6 次,取測(cè)量結(jié)果的平均值作為肉樣的測(cè)定值[8]。
肉色判定指標(biāo)如下[9]:
其中:L*表示亮度,L*=100 為白,L*=0 為黑,L*值越大,色澤越亮白;a*>0 表示紅色程度,a*<0 表示綠色程度;b*>0 表示黃色程度,b*<0 表示藍(lán)色程度。
1.4.2 質(zhì)構(gòu)
1)樣品前處理。將羊肉樣品去除脂肪和結(jié)締組織后,切成3.0cm×3.0cm×3.0cm 的方形肉塊。
2)質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試條件。將質(zhì)構(gòu)儀調(diào)整為單次下壓模式,選用P/0.5 探頭,測(cè)前速度1mm/s,測(cè)試速度1mm/s,測(cè)后速度1mm/s,觸發(fā)力15g,測(cè)定時(shí)間間隔10s,壓縮比30%,觸發(fā)力10g,測(cè)定樣品硬度(g)、彈性(g·s)、黏性和咀嚼性(g·s),每個(gè)樣品平行測(cè)定3 次,取平均值作為測(cè)定結(jié)果[10]。
1.4.3 嫩度
1)樣品前處理。將羊肉樣品去除脂肪和結(jié)締組織后,切成3.0cm×3.0cm×3.0cm 的方形肉塊。
2)質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試條件。選擇A/MORS 探頭,測(cè)前速度1mm/s,測(cè)試速度2mm/s,測(cè)后速度10 mm/s,位移15mm,觸發(fā)力20g,測(cè)定剪切力值(g),每個(gè)樣品測(cè)定3 次,取平均值作為測(cè)定結(jié)果[11]。
1.4.4 核苷酸含量
1)樣品前處理。將羊肉去除筋膜,切薄片,稱取20g,真空冷凍干燥后粉碎成粉末,取羊肉凍干粉1g 于50mL 離心管中,加10mL 體積分?jǐn)?shù)為5%的三氯乙酸溶液,渦旋混勻后超聲處理5min,4000r/min 離心15min,將上清液過(guò)0.22μm 濾膜,上機(jī)待測(cè)[12]。
2)核苷酸標(biāo)準(zhǔn)品配備。分別準(zhǔn)確稱取1mg 肌苷酸,鳥(niǎo)苷酸標(biāo)準(zhǔn)品(精確到0.01mg),加1mL 水溶解配制成濃度為1mg/mL 的肌苷酸,鳥(niǎo)苷酸標(biāo)準(zhǔn)溶液儲(chǔ)備液,分別取標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液5、50、125、500 μL 于10mL 容量瓶中,用去離子水定容后得到濃度分別為0.5、5、12.5、50μg/mL 的肌苷酸,鳥(niǎo)苷酸標(biāo)準(zhǔn)液。
3)色譜分析條件。色譜柱:采用島津shimpack C18 柱(2.1mm×100mm,1.8μm 粒徑);色譜柱溫度:40℃;流動(dòng)相A 為純乙腈,流動(dòng)相B 為0.25mmol/L 乙酸銨水溶液(0.1%甲酸,V/V);流速0.25mL/min;進(jìn)樣量2μL,采用梯度洗脫,流速不變,梯度條件見(jiàn)表1。
表1 洗脫條件
4)質(zhì)譜分析條件。質(zhì)譜分析條件:離子源:電噴霧離子源(electron spray ionization,ESI),負(fù)離子模式;掃描方式:多重反應(yīng)監(jiān)測(cè)(multiple reaction monitoring,MRM);氣簾氣(curtain gas,CUR)35psi,溫度(temperature,TEM):400℃,噴霧氣(spray gas,GS1):310.275 kPa,輔助加熱氣(auxiliary heating gas,GS2:):55℃,去簇電壓(declustered voltage,DP)-60V,碰撞能量(collegeision energy,CE)-10V,掃描范圍m/z50~800。
色度是評(píng)價(jià)羊肉品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。本研究通過(guò)色差儀測(cè)定南江黃羊肉顏色,由結(jié)果計(jì)算有色度值和肉色飽和度,有色度值越低,肉色越鮮紅;肉色飽和度值越高,肉色越深[13]。羊肉顏色測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖1。不同月齡羊肉有色度值和肉色飽和度差異較大,但不同月齡羊肉色度差異不顯著,由圖1(a)可知,3 月齡羊肉有色度值最高,達(dá)到了0.72,6 月齡羊肉和9 月齡羊肉有色度值差異極小,由圖1(b)可知,隨著月齡增加,肉色飽和度值逐漸增大,3 月齡羊肉肉色飽和度最小,為19.73,說(shuō)明肉色偏黃,9 月齡羊肉肉色飽和度最大,達(dá)21.35,肉色最鮮紅,3 月齡羊肉肉色最淺,9 月齡羊肉肉色最深。結(jié)果表明,從3 月齡羊肉到9 月齡羊肉,隨著月齡增加,肉色變得更鮮紅飽滿。這可能是由于隨著飼喂時(shí)間增加,黃羊的生長(zhǎng)發(fā)育從初生期達(dá)到了高峰期,肌肉中肌紅蛋白迅速積累,含量提高有關(guān)。研究表明肌肉色素主要由肌紅蛋白和血紅蛋白構(gòu)成,其中肌紅蛋白對(duì)肉色起主要作用,肌紅蛋白含量越高,肉色越深越紅[14]。
圖1 不同月齡南江黃羊肉顏色對(duì)比
質(zhì)構(gòu)特性是肉制品重要的食用品質(zhì)指標(biāo),與咀嚼過(guò)程中的力學(xué)特性變化息息相關(guān),質(zhì)構(gòu)特性指標(biāo)包括硬度、彈性、黏性和咀嚼性。肉的硬度是使肉達(dá)到設(shè)定形變所需要的最大力;彈性是表示樣品達(dá)到設(shè)定形變后恢復(fù)到形變前條件的能力;黏性是探頭與肉樣品接觸后克服兩者表面間吸引力所必需的力;咀嚼性是表示將肉咀嚼成吞咽狀態(tài)所需要的能量[15]。
3 批次樣品測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖2,隨著喂養(yǎng)時(shí)間增加,羊肉的硬度、彈性、咀嚼性都呈增加的趨勢(shì),而黏性變化趨勢(shì)略有不同。圖2(a)表明,3 月齡羊肉硬度最小,達(dá)63.27g,顯著小于6 月齡、9 月齡羊肉,而6 月齡羊肉和九月齡羊肉間差異不顯著。從圖2(b)可知,3 月齡羊肉彈性強(qiáng)度為8.2,顯著小于6 月齡羊肉和9 月齡羊肉,9 月齡羊肉彈性強(qiáng)度達(dá)25.08,是3 月齡羊肉的3 倍,6 月齡羊肉和9 月齡羊肉間差異不顯著。圖2(c)、圖2(d)表明,在咀嚼性上,3 月齡、6 月齡、9 月齡羊肉間均有顯著差異,9 月齡羊肉咀嚼性最大,可達(dá)1113.35(g·s),是3 月齡羊肉的3.5 倍,6 月齡羊肉的1.3 倍。在黏性上,6 月齡羊肉最大,達(dá)到了19.66(g·s),而3 月齡羊肉最小,為7.76(g·s),3 月齡羊肉、6 月齡羊肉、9 月齡羊肉間均有顯著差異。有學(xué)者對(duì)大青山山羊肉質(zhì)構(gòu)特性研究結(jié)果顯示,一年半、兩年半、三年半年齡的大青山山羊肉硬度、彈性、黏性、咀嚼性均隨年齡增長(zhǎng)而增大,肉質(zhì)逐漸變老,但差異不顯著[16],而本研究結(jié)果顯示不同月齡羊肉在硬度、彈性、黏性、咀嚼性上差異顯著,這可能是由于品種基因差異,黃羊在3 月齡、6 月齡、9 月齡黃羊正處于生長(zhǎng)發(fā)育高峰期,生長(zhǎng)發(fā)育達(dá)到最大速度,且經(jīng)歷了生長(zhǎng)發(fā)育拐點(diǎn),導(dǎo)致肉質(zhì)差異顯著,而18 月后,羊的生長(zhǎng)速率趨于穩(wěn)定,導(dǎo)致肉質(zhì)差異不顯著[17]。
圖2 不同月齡南江黃羊肉質(zhì)構(gòu)對(duì)比
從圖3 可知,不同月齡羊肉嫩度差異顯著,九月齡羊肉剪切力值最大,為1857g,而3 月齡羊肉剪切力值最小,為634.23g,9 月齡羊肉剪切力值是3 月齡羊肉的2.9 倍,肌肉剪切力值隨月齡增加而增大。肉的嫩度是指肉柔軟的程度,肉嫩,是指肉被咀嚼時(shí)柔軟、易咀嚼。肉的嫩度可以通過(guò)剪切力值反映,通常與剪切力值呈負(fù)相關(guān)[18]。有研究指出,對(duì)不同年齡羊肉剪切力值測(cè)定結(jié)果顯示,年齡對(duì)羊肉剪切力值有顯著影響,隨著年齡增加,羊肉剪切力值顯著增大[19],張宏博等[20]的研究也表明,不同月齡巴美羊嫩度存在差異,羊肉嫩度隨月齡增加而減小,與本實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果一致。
圖3 不同月齡南江黃羊肉嫩度對(duì)比
2.4.1 結(jié)果計(jì)算與標(biāo)準(zhǔn)曲線
樣品中肌苷酸、鳥(niǎo)苷酸含量計(jì)算公式如下:
式中:X,樣品中肌苷酸/鳥(niǎo)苷酸含量,mg/kg;c,由工作曲線上查出的樣品提取液中肌苷酸/鳥(niǎo)苷酸質(zhì)量濃度,μg/mL;v,樣品提取液體積,mL;m,樣品質(zhì)量,g。
2.4.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性范圍
取濃度梯度為0.5、5、12.5、50μg/mL 的肌苷酸、鳥(niǎo)苷酸標(biāo)準(zhǔn)溶液1.2mL 于進(jìn)樣瓶中,進(jìn)樣量2 μL,在上述色譜、質(zhì)譜條件下進(jìn)行測(cè)定,以肌苷酸、鳥(niǎo)苷酸濃度為橫坐標(biāo)(x),吸收強(qiáng)度為縱坐標(biāo)(y),作回歸方程如表2 所示,在0.5~50μg/mL 質(zhì)量濃度范圍內(nèi),肌苷酸、鳥(niǎo)苷酸的線性關(guān)系、相關(guān)性良好。
表2 標(biāo)準(zhǔn)曲線與線性范圍
2.4.3 IMP、GMP 定量分析離子對(duì)選擇
為了選擇IMP、GMP 合適的定量離子對(duì),首先對(duì)它們的二級(jí)質(zhì)譜圖與裂解方式進(jìn)行研究。如圖4(a)所示,IMP 母離子為347.04,IMP 母離子裂解后,形成m/z211 的核糖磷酸酯和m/z135 的次黃嘌呤,核糖磷酸酯再次裂解形成m/z97 的磷酸,磷酸脫去一個(gè)水分子形成m/z79 的基團(tuán);因此,對(duì)IMP 的定性定量分析,選擇m/z211.00 作為定性離子,選擇信號(hào)最強(qiáng)的(347.04→78.95)作為定量離子對(duì)。同樣的,對(duì)GMP,選擇m/z211.00 作為定性離子,選擇信號(hào)最強(qiáng)的(362.05→78.95)作為定量離子對(duì)。
圖4 IMP、GMP 的二級(jí)飛行時(shí)間質(zhì)譜圖與裂解規(guī)律
2.4.4 IMP、GMP 含量差異
對(duì)黃羊肉樣品IMP、GMP 含量進(jìn)行測(cè)定,3 批次樣品測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖5。從圖5 可以看出,羊肉中肌苷酸含量顯著高于鳥(niǎo)苷酸,含量差異最大達(dá)34 倍。其中,圖5(a)表明肌苷酸含量9 月齡羊肉最高,為315.16mg/kg,3 月齡羊肉含量最低,為112.32mg/kg。圖5(b)顯示鳥(niǎo)苷酸含量9 月齡羊肉最高,為9.06mg/kg,3 月齡羊肉最低,為2.98 mg/kg。在肌苷酸、鳥(niǎo)苷酸含量方面,3 月齡羊肉、6 月齡羊肉、9 月齡羊肉均有顯著差異,但3 月齡羊肉與6 月齡羊肉鳥(niǎo)苷酸含量差異較小。其中,9 月齡羊肉肌苷酸含量是3 月齡羊肉的2.8 倍,9 月齡羊肉中鳥(niǎo)苷酸含量是3 月齡羊肉的3 倍,這可能是由于IMP,GMP 是隨黃羊生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程逐漸積累和沉降導(dǎo)致的。有研究認(rèn)為雞肉中IMP 含量與雞的生長(zhǎng)速率有關(guān),慢生型雞肉因此具有較濃的風(fēng)味[21]。也有學(xué)者對(duì)不同日齡雞肉中肌苷酸含量進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果顯示,42 日齡雞肉中肌苷酸含量顯著高于21 日齡,表明日齡對(duì)雞肉中肌苷酸含量的影響存在顯著的互作效應(yīng)[22]。本研究結(jié)果表明,南江黃羊肉中肌苷酸、鳥(niǎo)苷酸含量隨月齡增加而增大。
圖5 南江黃羊肉中IMP、GMP 含量
本文研究了飼喂月齡對(duì)南江黃羊肉顏色、質(zhì)構(gòu)、嫩度和核苷酸含量的影響。不同月齡羊肉顏色存在差異,但月齡對(duì)其影響不顯著。月齡對(duì)南江黃羊肉質(zhì)構(gòu)和嫩度有顯著影響,羊肉的硬度、彈性、咀嚼性、嫩度均隨月齡增加而增大,其中,3 月齡羊肉和6 月齡羊肉間差異更大,6 月齡羊肉與9 月齡羊肉差異較小。羊肉中IMP、GMP 含量差異較大,不同月齡對(duì)羊肉核苷酸含量有顯著影響,IMP、GMP 含量隨月齡增加而增大??偟膩?lái)說(shuō),隨著月齡的增加,羊肉肉質(zhì)逐漸變老,但伴隨著呈味核苷酸的積累,肉味更鮮美。通過(guò)對(duì)比不同月齡黃羊肉質(zhì)構(gòu)特性和核苷酸含量變化,結(jié)合羊肉分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),有助于建立南江黃羊肉質(zhì)鑒定分級(jí)體系,實(shí)現(xiàn)根據(jù)產(chǎn)品需要,精準(zhǔn)選擇加工原料肉,達(dá)到降低生產(chǎn)成本、提升產(chǎn)品品質(zhì)的目的。