谢司伟 刘春爱 孙术国 罗 章 杨飞艳

(1. 中南林业科技大学食品科学与工程学院，湖南 长沙 410004;2. 西藏农牧学院食品科学学院，西藏 林芝 860000)

中国西藏地区有着特殊的高寒气候，为了适应这一气候，藏人通过食用牦牛及其乳制品来补充蛋白质和能量[1]。酥油是一种典型的牦牛乳制品，是从牦牛乳中提炼出来的，类似黄油[2]，是藏区人们最喜爱的食物之一。与普通黄油相比，酥油的功能、营养价值更高，主要体现在其不饱和脂肪酸含量更高，功能性脂质比普通黄油更丰富，如其共轭亚油酸(CLA)是普通黄油的2倍多，油酸约为普通黄油的8倍[3]；酥油中也含有一定的抗氧化乳酸菌等[4]。在欧美地区，共轭亚油酸被用作功能因子添加至保健品中以及应用于医学临床[5-6]，酥油还可以增加糌粑的营养和风味、治疗婴幼儿腹泻、益智以及治疗老年人便秘等。然而，酥油的营养价值和医疗功效受其原料配方、加工工艺以及海拔地区等条件的影响，有关其类似的基础研究报道甚少[2，7]。研究拟以西藏3个不同海拔(2 500～2 800,3 500～4 000 m以及4 300 m以上)地区的牦牛酥油样品为研究对象，分析其在营养、流变特性、风味特性及抗氧化活性方面的差异，探索海拔高度对酥油营养及功能特性的影响，旨在为酥油的合理膳食、利用以及新产品开发提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 试验材料

选取西藏3个不同海拔地区的市售牦牛酥油，分别编号为S2(海拔2 500～2 800 m)，S3(海拔3 500～4 000 m)，S4(海拔4 300 m以上)。为了降低选样所造成的误差，同一海拔酥油原料购于5个不同的销售点，混匀后用于检测分析，并于-20 ℃保存备用。

1.1.2 主要试剂

浓盐酸：分析纯，湖南汇虹试剂有限公司；

氯化铁：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)：分析纯，上海瑞永生物科技有限公司。

1.2 主要仪器与设备

紫外可见分光光度计：UV-2600型，岛津仪器(苏州)有限公司；

差示扫描量热仪：DSC200F3型，德国(耐驰)公司；

流变仪：DHR-2型，德国Rheotest公司；

串联质谱仪：7890B/7000CGC/MS型，美国安捷伦科技有限公司；

高效液相色谱仪：2777CUPLC system型，美国Waters公司。

1.3 方法

1.3.1 脂肪酸组成分析 参照GB 5009.168—2016 的第一法。

1.3.2 挥发性成分分析 采用GC-MS法[8]。

1.3.3 流变特性分析 根据李婕妤等[7]的方法稍作修改。应变扫描：振荡模式，扫描频率1 Hz，扫描温度25 ℃，平衡时间180 s，应变范围0.01%～100.00%；频率扫描：振荡模式，经应变扫描选定应变为0.02%，扫描频率0.1～10.0 Hz；测定酥油的储藏模量G′和损耗模量G″。

1.3.4 抗氧化活性的测定

(1) DPPH自由基清除能力：用无水乙醇配置浓度为0.1 mmol/L的DPPH溶液。称取2 g样品，加入少量70%乙醇超声提取1 h，定容至100 mL，过滤备用。取0.5 mL 待测样品，加入0.5 mL乙醇和3 mL DPPH溶液，测定518 nm处吸光度；以未添加DPPH溶液的样品为对照组，以未添加样品的为空白组，测定518 nm处吸光度。按式(1)计算DPPH自由基清除能力[9]。

(1)

式中：

R1——DPPH自由基清除率，mmol/100 g Trolox；

c——标曲读数；

100——每100 g标准品中含有Trolox的量，mmol；

n——稀释倍数。

(2) 铁离子还原抗氧化能力(FRAP)：将醋酸钠缓冲液(pH 3.6)、三氯化铁(20 mmol/L)、TPTZ(10 mmol/L)按V醋酸钠缓冲液∶V三氯化铁∶VTPTZ=10∶1∶1混匀制得工作液。取0.5 mL 70%乙醇、0.5 mL酥油水解液、9 mL工作液混匀，37 ℃恒温培养10 min，以缓冲液为空白，测定593 nm处吸光度值，按式(2)计算铁离子还原抗氧化能力[10]。

(2)

式中：

R2——铁离子还原抗氧化能力，mmol/100 g Trolox；

C——标曲读数；

V1——样品提取总体积，mL；

V2——所测样品体积，mL；

m——样品质量，g；

10——反应体系总体积，mL。

(3) 羟基自由基清除能力：分别取2 mL磷酸盐缓冲液(pH 7.4，0.2 mol/L)，0.3 mL邻菲罗啉溶液(5 mmol/L)，混匀，加入0.2 mL FeSO4溶液(7.5 mmol/L)，加入酥油水解上清液，混匀，再加入2 mL H2O2(1%)，并补充体积至8 mL。另设置未损伤管和损伤管，其中未损伤管不加H2O2，损伤管加入1 mL H2O2。37 ℃保温1 h，测定536 nm 处吸光值，按式(3)计算羟基自由基清除率[11]。

(3)

式中：

R3——羟基自由基清除率，%；

A0——未损伤管的吸光值；

A1——损伤管的吸光值；

A2——加样品液的吸光值。

(4) 超氧阴离子自由基清除能力： 取5 mL Tris-HCl缓冲液(50 mmol/L，pH 8.2)，25 ℃水浴20 min，再加入0.5 mL邻苯三酚溶液(0.3 mmol/L)，立即混匀倒入比色杯中，测定325 nm处吸光度值，每30 s测定一次，共5 min。以时间为横坐标，吸光值为纵坐标绘制曲线，其斜率为邻苯三酚自氧化速率。以1 mL样品溶液代替1 mL 蒸馏水绘制曲线，其斜率为样品超氧阴离子清除速率。按式(4)计算超氧阴离子自由基清除率[12]。

(4)

式中：

R4——超氧阴离子自由基清除率，%；

V0——邻苯三酚氧化速率；

V1——样品超氧阴离子清除速率。

(5) 过氧化氢清除能力(H2O2)：取2 mL样品与800 μL 过氧化氢(4 mmol/L)混匀，室温培养20 min，以蒸馏水为对照，再加入1 200 μL HRPase-苯酚红溶液(300 μg/mL)室温培养10 min，测定610 nm处吸光度值，并按式(5)计算过氧化氢清除率[13]。

(5)

式中：

R5——过氧化氢清除率，%；

A1——样品组吸光度值；

A0——对照组吸光度值。

1.4 数据分析

每个样品重复3次，采用GraphPad Prism 8软件进行数据分析，结果表示为平均值±标准差；采用SPSS 22.0 软件进行方差分析和显著性检验，采用Origin lab 2017软件制图。

2 结果与分析

2.1 脂肪酸组成比较

由表1可知，西藏牦牛酥油主要含有棕榈酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)、油酸(C18:1n9c)，其中，油酸含量随海拔高度的增高而显著降低(P<0.05)，与喻峰等[2]的结论基本一致。不同海拔的牦牛酥油含有不同浓度的功能性脂肪酸，如S2含有更高比例的棕榈油酸、α-亚麻酸和木焦油酸，S3含有更高比例的亚油酸和顺-11-二十碳-烯酸，S2含有更高比例的肉豆蔻油酸和花生四烯酸。这可能是因为不同海拔高度的牦牛奶脂肪酸成分存在差异[14]。

2.2 挥发性成分比较

由表2可知，西藏牦牛酥油中含有25种风味物质，包括酸类、烯烃类、醇类、酮类、醛类、烷烃类和芳香烃类。酥油的主要呈味物质是烯烃类，呈果香和芳香味，其挥发性组分含量高达26.14%。

由表3可知，不同海拔高度的牦牛酥油均有10种以上风味物质，其种类丰富，整体香气丰满协调，构成了酥油独特的风味特征。低海拔酥油S2的挥发性组分主要为酸类，其次是烯烃类、酮类、醛类和醇类，由于酸类较多，导致酥油S2具有一定的刺鼻酸败味，降低了其风味品质。中度海拔S3的挥发性组分主要为烯烃类，其次是芳香烃类、酸类、酮类、醛类和醇类，因其不含刺鼻酸败味的3-甲基丁酸和2-甲基丁酸，但含有少量己酸，所以其风味品质较S2明显提高。高海拔酥油S4的主要挥发性组成是烯烃类和芳香烃类，其次是少量醛类和酮类，由于其挥发性组分中不含任何具有不良气味的酸类，而且其特征挥发性组成烯烃类和芳香烃类含量丰富，因此气味纯，风味品质最佳。这可能是因为酥油原料配比和加工工艺不同，也有可能与不同海拔地区酥油贮藏条件有关，如低海拔贮藏条件下，由于环境湿度和氧气浓度相对较高，更易于导致富含不饱和脂肪酸的酥油酸败，但仍需进一步验证。

表1 不同海拔高度的牦牛酥油的脂肪酸组成†

2.3 流变特性比较

由图1可知，随着频率的增大，G′逐渐减小；G′随海拔高度的上升而减少，说明随着海拔高度的增加，酥油在能量储存后可恢复的弹性性质也在逐渐减小。当频率为0.01～1.00 rad/s时， tanδ逐渐降低，当频率为1～10 rad/s 时，tanδ随频率的增大而增大，且酥油S3的tanδ显著高于S4和S2的，黏性比例更大，表现出更强的流动性[15-16]。

2.4 抗氧化活性比较

由图2可知，西藏牦牛酥油均有不同程度的抗氧化能力。相对高海拔的酥油S3和S4，低海拔的酥油S2具有更强的抗氧化活性，包括更强的DPPH自由基清除能力、羟基自由基清除能力、超氧阴离子清除能力以及铁离子螯合抗氧化能力；与酥油S4相比，酥油S3具有更强的羟基自由基清除能力。这可能是因为其组分的差异，酥油中抗氧化活性成分主要是不饱和脂肪酸、蛋白质、功能脂肪酸、维生素等[17-18]，如酥油S2在油酸、α-亚麻酸和棕榈油酸等不饱和脂肪酸含量方面显著高于S3和S4。然而，由于酥油组成成分的复杂性，从不饱和脂肪酸含量角度解释酥油的抗氧化活性显然不够合理，其抗氧化机制有待进一步探索。

表2 牦牛酥油的挥发性组分含量†

表3 牦牛酥油的风味物质比较

图1 不同海拔牦牛酥油储能模量和损耗正切值随频率的变化

字母不同表示差异显著(P<0.05)

3 结论

研究分析了海拔高度对西藏牦牛酥油的脂肪酸组成、挥发性成分、流变学特性及抗氧化功能的影响。结果表明，海拔高度对牦牛酥油的脂肪酸组成、挥发性成分、流变学特性及抗氧化功能具有显著影响(P<0.05)，其中海拔2 500～2 800 m的牦牛酥油的不饱和脂肪酸含量相对最高，但海拔4 300 m以上的牦牛酥油的风味品质最佳，海拔3 500～4 000 m的牦牛酥油具有更好的流动性。不同海拔的牦牛酥油均有不同程度的抗氧化能力，其中海拔2 500～2 800 m的牦牛酥油具有最强的抗氧化活性。但牦牛酥油的风味形成机制和抗氧化机理还需进一步探讨。