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(1.青海大学,青海省高原放牧家畜动物营养与饲料科学重点实验室,省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室,青海高原牦牛研究中心,青海大学畜牧兽医科学院,青海西宁 810016; 2.西藏自治区日喀则市亚东县农牧综合服务中心,西藏亚东 857600)

牦牛在青藏高原的畜牧业发展过程中占据独特地位。作为我国高原地区主要的肉牛牛种,牦牛在我国的数量约占全世界总量的95%,牦牛肉产品也支撑着我国牦牛产业的发展[1]。由于生长环境特殊,以及人们消费观念的转变,被认定为绿色有机无污染的牦牛肉以其丰富的营养物质含量和比例合适的氨基酸、脂肪酸组成受到越来越多消费者的喜爱[2-3],牦牛肉也因而具有较高的研究价值和商用前景。

目前肉用牦牛主要以育肥公牛为主,但也有大部分成年经产母牦牛由于繁殖机能下降,且生长缓慢,增加牧场养殖成本,从而被直接淘汰,沦为肉用[4]。部分学者围绕牦牛肉营养方面开展了大量研究。石红梅等[5]对不同年龄去势牦牛和公牦牛的营养品质和食用品质进行分析;侯成立等[6]针对牦牛胴体不同部位肉中的氨基酸、脂肪酸等营养物质进行了分析评价;付永等[7-9]先后对牦牛肉营养品质进行了分析,并与其他肉牛肉质进行了对比;余群力等[10-13]则先后对不同地方类群及品种的牦牛肉质进行了分析。但是,以上研究主要集中在单一区域,且研究对象以生长期育肥公牦牛和阉牦牛为主,针对不同地区淘汰母牦牛肉的营养品质方面的研究比较匮乏。

综上所述,本文拟采集几个牦牛主产地区淘汰母牦牛的背最长肌进行营养品质分析,旨在发现不同地区淘汰母牦牛的营养价值规律,比较其营养成分之间的差异。以期为淘汰母牦牛肉资源的开发利用提供数据基础和理论支撑,推动我国牦牛产业的发展。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

肉样 青海省河南县、青海省刚察县、新疆省巴州、云南省迪庆县、四川省九龙县和四川红原县6个地区体况相近、健康发育的淘汰母牦牛各6头;盐酸、硫酸 分析纯,国药集团化学试剂有限公司;硼酸 分析纯,上海广诺化学科技有限公司;硫酸铜、硫酸钾 分析纯,天津市河东区红岩试剂厂;氧化镁 分析纯，天津市河东区红岩试剂厂;无水乙醚 分析纯,国药集团化学试剂有限公司。

Kjeltec 2100凯氏定氮仪 瑞士FOSS公司;SX-8-10马弗炉 天津市泰斯特仪器有限公司;L-8500氨基酸自动分析仪 日本日立公司;GC-2014高效气相色谱仪 岛津有限公司;LB20ES型组织捣碎机 美国Waring公司;烘箱 上海一恒科学仪器有限公司;HH-6数显恒温水浴锅 国华电器有限公司;BC/BD-629HL冰箱 Haier公司;ME104E电子天平 梅特勒-托利多仪器有限公司;超纯水系统 法国MERCK公司。

1.2 实验方法

1.2.1 肉样采集 6个地区体况相近、健康发育的淘汰母牦牛各6头,采取背最长肌约1 kg,去除表面脂肪、污血等杂物,用真空包装袋包装于冷藏箱(0～4 ℃)内带回实验室,置于-18 ℃的冰箱中保存备用。

1.2.2 不同地区淘汰母牦牛常规营养成分测定 割取鲜肉样200 g,去除表面脂肪及结缔组织,绞成肉沫,分成两份在65 ℃烘箱中烘36～48 h,置于空气中回潮一周,称取重量,计算初水分含量,制成风干样。将风干样粉碎以测定水分、脂肪、蛋白等常规营养成分指标。不同地区淘汰母牦牛肉的水分的测定采用GB 5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》直接干燥法;脂肪的测定采用GB 5009.6-2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》索氏抽提法;蛋白质的测定采用GB 5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》凯氏定氮法;灰分的测定采用GB 5009.4-2016《食品安全国家标准食品中灰分的测定》灼烧质量法;胆固醇测定参考GB 5009.128-2016《食品安全国家标准食品中胆固醇的测定》。

表2～表3同。1.2.3 不同地区淘汰母牦牛脂肪酸的测定 不同地区淘汰母牦牛肉的脂肪酸的测定参考GB 5009.168-2016《食品安全国家标准食品中脂肪酸的测定》。

表3 不同地区淘汰母牦牛的氨基酸组成(g/100 g)Table 3 Amino acid composition of female yak eliminated in different areas(g/100 g)

1.2.4 不同地区淘汰母牦牛常规氨基酸的测度 不同地区淘汰母牦牛肉的氨基酸的测定参考GB 5009.124-2016《食品安全国家标准食品中氨基酸的测定》,用氨基酸自动分析仪测定氨基酸含量。

1.2.5 不同地区淘汰母牦牛肉营养品质主成分因子分析 用SPSS 19.0统计分析软件对淘汰母牦牛肉样品的水分、脂肪、蛋白等14个营养品质指标进行主成分分析,得到主成分因子的载荷矩阵、特征值、方差贡献率及累计贡献率,然后计算主成分的单位特征向量及其对营养品质的方差贡献。

1.2.6 不同地区淘汰母牦牛肉营养品质聚类分析 在进行主成分因子分析后,选择合适的指标,用SPSS 19.0统计分析软件对六个地区的淘汰母牦牛肉进行聚类分析,区别各类淘汰母牦牛肉的营养品质特征。

1.3 数据处理

实验数据采用Excel 2016进行数据整理,用SPSS 19.0统计分析软件对数据进行单因素方差分析,结果均以平均值±标准差。

2 结果与分析

2.1 不同地区淘汰母牦牛常规营养成分

常规营养成分的结果如表1所示,六个地区淘汰母牦牛的水分含量均在74.0%～75.5%,青海刚察县与新疆巴州和四川红原县的淘汰母牦牛水分含量差异极显著(P<0.01),其含量分别为75.35%、74.40%、74.39%。不同地区淘汰母牦牛的水分含量略高于信金伟等[14-15]测定的类乌齐和江达非淘汰母牛的水分含量(70%～72%),但略低于金川公牦牛(76.51%)和麦洼公牦牛(77.67%)[16],这可能是因为牦牛品种、性别及生长环境等存在差异。脂肪含量上来说,四川九龙县淘汰母牦牛的脂肪含量显著高于其他地区(P<0.05),其中极显著高于青海河南县和青海刚察县,分别为2.4%、1.48%、1.52%(P<0.01);此外,其余五个地区淘汰母牦牛的脂肪含量差异不显著(P>0.05)。这与邱翔等[17]研究四川九龙牦牛的营养成分后得到的脂肪含量相接近。六个地区淘汰母牦牛的蛋白含量分布在21%～22%之间,青海河南县以及四川红原县的蛋白含量极显著高于青海刚察县(P<0.01),总体略高于金川公牦牛(19.92%)和麦洼公牦牛(19.73%)[16]。六个地区淘汰母牦牛的灰分含量差异不显著(P>0.05),平均在1.10%左右。蛋白和灰分含量与周恒量等测定九龙牦牛不同部位营养成分得到的数值相接近[18]。不同地区淘汰母牦牛的胆固醇含量体现出明显的地域性差异,其中,云南迪庆的胆固醇含量最高,高达182.07 mg/100 g,极显著高于剩余地区(P<0.01);四川九龙县和四川红原县的胆固醇含量分别为85.57%、82.65%,极显著低于其他地区(P<0.01)。张群英等[19]对河南县和刚察县生长期阉牦牛肉营养成分分析后得到这两地区生长期阉牦牛的胆固醇分别为157.13、141.23 mg/100 g,略高于该区淘汰母牦牛的胆固醇测定值。

表1 不同地区淘汰母牦牛的常规营养指标(%)Table 1 Conventional nutrition index of female yak in different regions(%)

2.2 不同地区淘汰母牦牛常规脂肪酸

脂肪酸的构成和比例对人体的健康有着重要的影响[20]。如脂肪酸的n-3和n-6系列的PUFA(多不饱和脂肪酸)均属于人体必需脂肪酸,只能从膳食中获取[21]。而牛肉中脂肪酸不仅是牛肉营养组成的一部分,对其牛肉的风味也具有重要的影响[22-23]。由表2可知,6个不同地区的淘汰母牦牛肉SFA(饱和脂肪酸总量)和TFA(脂肪酸总量)不存在显著性差异(P>0.05)。其中,新疆巴州淘汰母牦牛的TFA含量最高,为21.46 mg/g。在所测定的SFA(饱和脂肪酸)中,棕榈酸(C16∶0)和硬脂酸(C18∶0)含量尤为突出,这与田甲春等[12]对不同地方类群的牦牛肉进行营养成分分析后所得的结论一致。六个地区的MUFA(单不饱和脂肪酸)总量存在较大差异,其中,云南迪庆的淘汰母牦牛肉中MUFA总量极显著高于其他地区(P<0.01),为1.46 mg/g。6个不同地区淘汰母牦牛肉的PUFA中,包括n-3系列的α-亚麻酸(C18∶3N3)、EPA(C20∶5N3)、DHA(C22∶6N3)和n-6系列的花生四烯酸(C20∶4N6)等,本研究中,6个不同地区间淘汰母牦牛的PUFA含量存在差异较明显。其中,青海河南县和青海刚察县两个地区的含量极显著高于其他地区(P<0.01),具体见表2。

表2 不同地区淘汰母牦牛的脂肪酸组成(mg/g)Table 2 Fatty acid composition of female yak eliminated in different regions(mg/g)

2.3 不同地区淘汰母牦牛常规氨基酸结果分析

氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸,是构成蛋白质的基本单位。作为评价牦牛肉营养品质的重要指标和参数,氨基酸的含量和组成比例也是影响其价值的重要因素[24-25]。从表3可以看出,将六个地区划分为青海省、新疆省+云南省、四川省时,可以发现,三个区域间的EAA、NEAA、TAA均存在极显著性差异(P<0.01)。此外,除青海省河南县和刚察县的TAA和NEAA存在显著性差异外(P<0.05),其他区域内不同的两个地区淘汰母牦牛的EAA、NEAA、TAA均差异不显著(P>0.05)。六个不同地区淘汰母牦牛肉中EAA/TAA为38.86%～39.21%,与FAO/WHO模式标准的推荐值40%接近,EAA/NEAA 在63.67%～64.83%,符合FAO/WHO对质量较好的蛋白质EAA/NEAA的推荐值,由此可见,六个不同地区淘汰母牦牛肉氨基酸含量在理想范围内。与其他非淘汰母牦牛的肉中氨基酸含量及比例接近[26]。在测定的17种氨基酸中,谷氨酸的含量最高,其次是天冬氨酸、赖氨酸、亮氨酸、丙氨酸、精氨酸,这与罗毅皓等[27]和闫忠心等[28]的研究结果一致。精氨酸是维持婴幼儿生长发育必不可少的氨基酸,组氨酸为小儿生长发育期间的必需氨基酸,而青海省河南县和青海省刚察县的淘汰母牦牛肉中精氨酸和组氨酸的含量均极显著低于其他地区(P<0.01)。

2.4 不同地区淘汰母牦牛肉营养品质因子分析及主成分分析

不同地区淘汰母牦牛肉营养品质的特征值及方差贡献率见表4。由于公因子的累计方差达到85%以上时,提取这些公因子能够比较好地解释原有变量的所有信息[29]。根据数据可知,前5个主成分的累计方差贡献率达到88.919%,说明前5个主成分所包含的要素信息可以反映出14个营养品质指标的大部分信息(累计方差贡献率≥85%),因而可以将评价淘汰母牦牛的营养指标压缩成5个主成分。

表4 不同地区淘汰母牦牛肉营养品质的特征值及方差贡献率Table 4 Characteristic values and variance contribution rates of nutrient quality of female yak eliminated in different regions

采用正态最大方差准则对淘汰母牦牛营养品质的影响因子进行分析,得到旋转因子载荷矩阵。因子载荷越接近1说明其对营养品质的影响越大,越接近0则说明其影响越小。所得出的正态方差最大正交旋转变换后的因子载荷矩阵见表5。从表中可以看出,主成分1中其主要作用的指标是脂肪、MUFA、PUFA、EAA、NEAA、TAA、EAA/TAA、EAA/NEAA;在主成分2中起支配作用的指标是蛋白和灰分;SFA和TFA在主成分3中起主要作用;主成分4中起主要作用的为水分、胆固醇和MUFA;主成分5则主要受脂肪的影响。

表5 正态方差最大正交旋转变换后的因子载荷矩阵Table 5 Factor load matrix after orthogonal rotation transformation with maximum normal variance

对上述所得的前5个主成分进行进一步分析,计算这5个主成分对淘汰母牦牛肉的营养品质指标的方差贡献。表6所示为对应的5个主成分的单位特征向量及对营养品质的方差贡献。由表6可以看出,在各指标中,胆固醇、MUFA及氨基酸对淘汰母牦牛肉的营养品质具有较大的方差贡献。其中,MUFA所占的权重最大,高达12.263%。胆固醇、MUFA、EAA、EAA/TAA、EAA/NEAA五个指标都在主成分1中起主要作用且对营养品质的方差贡献均在10%以上,因此,选择这五个指标对不同地区淘汰母牦牛肉进行聚类分析。

表6 主成分的单位特征向量及对营养品质的方差贡献(%)Table 6 Weight of nutrition quality index of female yak eliminated in different regions(%)

2.5 不同地区淘汰母牦牛肉营养品质聚类分析

图1为各地区淘汰母牛肉的聚类结果,分析得到:当欧氏距离小于11时,分出的类比较多;当欧氏距离为17时,所研究的6个不同地区的淘汰母牦牛肉按营养品质可以归为三大类,其中,第一类包含青海省河南县和青海省刚察县的淘汰母牦牛肉,第二类为新疆巴州、四川九龙县和四川红原县的淘汰母牦牛肉,第三类则是云南迪庆的淘汰母牦牛肉。

图1 不同地区淘汰母牦牛肉营养品质聚类图Fig.1 Clustering diagram of nutritional quality offemale yak eliminated in different regions

3 结论

不同区域(青海省河南县、青海省刚察县、新疆省巴州、云南省迪庆县、四川省九龙县和四川红原县)的淘汰母牦牛肉中的营养成分体现出较大的区域性差异。常规营养成分上,不同的地区淘汰母牦牛的水分含量和蛋白含量差异显著(P<0.05),四川九龙县淘汰母牦牛的脂肪含量最高,而云南迪庆的胆固醇含量最高,各地区的灰分差异不显著(P>0.05)。脂肪酸含量上,不同地区的淘汰母牦牛肉SFA和TFA不存在显著性差异(P>0.05),而MUFA和PUFA存在显著性差异(P<0.05)。氨基酸含量上,不同地区EAA、NEAA、TAA差异显著(P<0.05),且EAA/TAA为38.86%～39.21%,EAA/NEAA 在63.67%～64.83%,氨基酸含量和比例与非淘汰母牛接近[26],且在理想范围内。综上所述,在营养品质上,各地区的淘汰母牦牛肉与公牦牛相比差异不大[16-19],仍具有“低胆固醇、低脂肪、高蛋白”的特点,营养丰富,属于优质肉类。此外,6个地区的淘汰母牦牛肉按营养成分可大致分为三类,其中,第一类包含青海省河南县和青海省刚察县两个地区,第二类为新疆巴州、四川九龙县和四川红原县,第三类则是云南迪庆。第一类地区淘汰母牦牛的脂肪含量较低,MUFA、EAA/TAA、EAA/NEAA均低于其他地区;第二类地区的氨基酸比例适宜,且脂肪酸、胆固醇含量适中;第三类地区的脂肪含量较高,MUFA含量最丰富,且胆固醇含量最高。这可能与各地区淘汰母牦牛放牧的海拔高度、牧草的生长情况、所食牧草营养价值存在差异等密切相关。