《Foods》：Comparative Profiling of Free Amino Acids, Free Fatty Acids, and Volatile Organic Compounds in the Longissimus Thoracis Muscle of Three Sheep Breed Groups
编辑推荐：
本研究考察了策勒黑羊（CLH）、澳洲白×湖羊杂交羊（AH）与和田羊（BDT）背最长肌风味化学的品种间差异。选取18只周岁公羊（每组6只）进行评估。采用LC–MS/MS定量游离氨基酸（FAAs），采用GC–MS分析游离脂肪酸（FFAs）与挥发性有机化合物（VOC
本研究考察了策勒黑羊（CLH）、澳洲白×湖羊杂交羊（AH）与和田羊（BDT）背最长肌风味化学的品种间差异。选取18只周岁公羊（每组6只）进行评估。采用LC–MS/MS定量游离氨基酸（FAAs），采用GC–MS分析游离脂肪酸（FFAs）与挥发性有机化合物（VOCs），并进行多变量分析、相对气味活度值（rOAV）分析及相关性分析。三个品种的肌肉样品在pH、亮度及剪切力方面表现相当，而BDT表现出较高的红度与黄度值。品种相关差异主要体现在特定的风味相关化合物上。谷氨酸在CLH（27.77 μg/g）与BDT（27.11 μg/g）中高于AH（21.21 μg/g；p < 0.05）。硬脂酸（C18:0）在BDT（63.72 μg/g）中高于CLH（41.10 μg/g）与AH（36.37 μg/g；p < 0.01）。二十二碳四烯酸（C22:4n-6）在AH（9.33 μg/g）中高于CLH（7.31 μg/g）与BDT（7.29 μg/g；p < 0.01）。在生肉顶空中共注释到201种VOCs。尽管品种间总体VOC谱大致相似，但在特定VOCs及注释气味属性上观察到差异，rOAV分析鉴定出多种化合物为潜在香气贡献物。经错误发现率（FDR）校正的相关性分析显示，仅Ile和Lys与邻二甲苯呈显著负相关，而Tyr、C20:3n-6和C22:4n-6与VOCs的关联为探索性且未保持显著。这些共变异模式可能反映共享的上游代谢或氧化途径，而非直接的前体–产物转化。这些发现表征了生羔羊肉风味相关化学谱的品种间差异；然而，其对熟肉香气与感知风味的意义仍需通过描述性感官分析和熟肉VOC测定进一步验证。
研究背景方面，羊肉因高营养价值和独特感官特性而受消费者重视，嫩度、色泽、滋味和香气是决定羊肉品质与消费者接受度的重要属性。与常规理化品质性状相比，风味具有更复杂的化学基础，其形成不仅取决于挥发性有机化合物（VOCs）的组成，还取决于游离氨基酸（FAAs）、脂肪酸、还原糖等低分子量前体的综合作用。加热过程中美拉德反应、Strecker降解和脂质氧化等反应生成醛、酮、醇、杂环化合物和含硫化合物等多种挥发性物质，共同构成肉的复杂香气特征。品种是影响羊肉品质和风味化学的重要内在因素，遗传背景差异可影响肌肉发育和代谢过程，进而影响脂质代谢、脂肪酸组成及风味相关代谢物积累。已有研究表明品种可显著影响脂肪酸、氨基酸和VOC谱，澳洲白与湖羊杂交也可改变肉品质及氨基酸、脂肪酸和挥发性风味化合物谱。然而，对地方品种与杂交群体风味相关化学谱的系统比较仍较有限，尤其是整合FAAs、游离脂肪酸（FFAs）和顶空VOCs的研究。本研究选取的三个群体具有不同遗传与生产背景：策勒黑羊（CLH）与和田羊（BDT）为中国地方品种，适应本地环境；澳洲白×湖羊杂交羊（AH）兼具澳洲白生长与胴体特性及湖羊繁殖与适应性状，具有商业价值。在统一饲养管理条件下比较这些群体，为评估品种相关风味化学差异提供可比基础。本研究旨在表征其风味相关化学差异，为地方与杂交绵羊资源品质导向利用提供信息。研究人员开展了如下研究：比较CLH、AH和BDT背最长肌肉品质及FAAs、FFAs和VOCs谱，结合rOAV分析和多变量分析筛选潜在重要香气活性化合物，并进一步探索风味前体与关键VOCs的潜在关联。研究得出，三个品种基本肉品质特性总体相似，但肉色及FAAs、FFAs和VOCs谱存在差异；CLH和BDT的Glu及总鲜味氨基酸（UAA）含量高于AH，CLH总甜味氨基酸（SAA）含量最高；BDT的Cys和C18:0含量较高，AH的C20:3n-6和C22:4n-6水平较高；rOAV分析和气味属性注释提示品种相关香气差异主要与特定潜在香气活性VOCs有关。本研究意义在于表征了生羔羊肉风味相关化学谱的品种差异，为肉品质评价、特色风味属性表征及地方与杂交绵羊资源的品质导向利用提供科学依据；但研究未进行感官或商业验证，其感官相关性和商业应用需进一步验证。
关键技术方法方面，研究人员选用18只健康周岁公羊（CLH、AH、BDT各6只），在相同舍饲管理与日粮条件下进行52天试验（含7天适应期和45天试验期），试验末屠宰并采集第11与12胸椎间背最长肌样品。肉品质测定包括pH、肉色（L*、a*、b*）、剪切力和失水率。FAAs采用LC–MS/MS定量，FFAs和VOCs采用GC–MS分析，VOCs经顶空固相微萃取（HS-SPME）提取，并进行rOAV计算、多变量分析（PCA、OPLS-DA、VIP）及Spearman相关分析（FDR校正）。
研究结果方面，3.1不同绵羊品种的肉品质特性：通过肉品质测定得出，三个品种pH、亮度（L*）和剪切力无显著差异，BDT红度（a*）和黄度（b*）显著高于CLH和AH，CLH的a*高于AH，CLH失水率显著高于AH。3.2游离氨基酸谱及品种相关差异：通过LC–MS/MS定量及多变量分析得出，QC样品中超过80%代谢物变异系数（CV）低于0.20，PCA未见明显分离而OPLS-DA提示一定分离；20种FAAs中Glu、Ile、Gln、Cys、Ala、Lys和Tyr存在显著品种差异，CLH和BDT的Glu及总UAA显著高于AH，CLH的Ala及总SAA最高，BDT的Ile高于AH且Lys和Cys高于CLH，AH和BDT的Tyr显著高于CLH，总必需氨基酸（EAA）无显著差异；VIP分析中牛磺酸贡献最高，其次为N,N-二甲基甘氨酸、三甲胺N-氧化物和Glu。3.3游离脂肪酸谱及品种相关差异：通过GC–MS分析得出，QC样品中超过80% FFAs的CV低于0.20，PCA未见明显分离而OPLS-DA提示部分分离；显著差异主要见于C6:0、C18:0、C19:0、C20:3n-6和C22:4n-6，CLH的C6:0显著高于AH和BDT，BDT的C18:0显著高于CLH和AH，AH的C19:0低于CLH和BDT，AH的C20:3n-6高于CLH且C22:4n-6显著高于CLH和BDT；总饱和脂肪酸（SFAs）、单不饱和脂肪酸（MUFAs）和多不饱和脂肪酸（PUFAs）无显著差异。3.4挥发性有机化合物谱及品种相关差异：通过GC–MS注释到201种VOCs，包括65种醛、酮和酯，62种烃类，28种醇和胺，11种杂环化合物，13种萜烯及少量苯及其衍生物、有机酸及其衍生物和醚类；烃类在三个品种中相对丰度最高；QC样品中超过75% VOCs的CV低于0.30；PCA未见明显分离，成对OPLS-DA中仅AH vs. CLH模型置换检验显著；VIP分析显示总体比较中2,6,10-十二碳三烯-1-醇,3,7,11-三甲基-,乙酸酯,(E,E)-的VIP评分最高，AH vs. CLH比较中环己醇,4-甲基-,反式的VIP评分最高；层次聚类显示部分高VIP VOCs在AH中标准化相对丰度高于CLH。3.5潜在香气活性化合物及其气味属性：通过rOAV计算和气味属性注释得出，三个品种rOAV分布相对相似，每组检测到10种以上rOAV ≥ 1的化合物；总体比较中木质气味注释最多（n = 5），其次为青草和草本（n = 4）；AH与BDT差异VOCs主要关联青草（n = 11）、果香（n = 9）和脂肪（n = 7）属性，AH vs. CLH中青草（n = 7）和蜡质（n = 5）最多；桑基图显示AH vs. BDT和AH vs. CLH比较中多数差异VOCs在AH中相对丰度降低，BDT vs. CLH差异化合物及关联气味属性较少。3.6非挥发性风味相关化合物与潜在香气活性VOCs的关联：通过Spearman相关分析及FDR校正得出，仅Ile和Lys与邻二甲苯呈显著负相关，Tyr、C20:3n-6和C22:4n-6与VOCs的关联在FDR校正后不显著，应视为探索性发现。
讨论部分总结：4.1肉品质特性品种差异方面，三个品种pH、L*和剪切力无显著差异而BDT的a*和b*较高，由于pH无差异，BDT较高a* unlikely仅由死后酸化解释，可能与肌红蛋白特性、肌肉氧化还原状态或其他代谢因素的品种差异有关。4.2游离氨基酸和脂肪酸作为风味相关化合物与前体方面，CLH和BDT的Glu及总UAA高于AH，CLH总SAA最高主要因Ala较高，这些差异可能为鲜味和甜味特征提供化学基础，但游离氨基酸浓度不能完全反映感知滋味强度；FAAs还参与美拉德反应和Strecker降解生成醛及含氮含硫挥发性化合物，Cys和Met是肉香含硫化合物的重要前体；牛磺酸、N,N-二甲基甘氨酸和三甲胺N-氧化物VIP评分高，但应视为候选差异代谢物而非关键呈味活性化合物；FFAs总SFAs、MUFAs和PUFAs无显著差异而个别脂肪酸差异显著，AH较高的C20:3n-6和C22:4n-6可能代表与其VOC谱相关的独特脂质前体谱，但前体–产物关系需模型系统和稳定同位素示踪验证；三个群体遗传背景不同，但本研究未进行遗传、转录组或酶学分析，相关解释仍属推测。4.3品种特异性VOC谱与关键香气活性化合物方面，烃类在三个品种中丰度最高但多数脂肪烃气味阈值较高，对总体香气贡献可能较小；短链脂肪醛及含氮或含硫杂环化合物阈值低，是熟肉重要香气活性化合物；各品种含10种以上rOAV ≥ 1的VOCs，提示可能共享一组潜在香气活性化合物；PCA未见明显自然分离而OPLS-DA显示AH与CLH相对明显分离；差异VOCs在AH与其他两品种间更多关联青草、蜡质、果香、脂肪和黄瓜样属性，BDT与CLH间注释气味属性差异较少；但数据库或文献气味描述仅指示潜在感官特性，GC–O是鉴定香气活性化合物的重要手段；HS-SPME在60 °C对未煮肌肉进行且未做提取温度或时间过程对照，不能排除热诱导伪影，检测VOCs应解释为特定分析条件下的顶空化合物而非生肉原生挥发性谱；由于未纳入熟肉样品或感官评价，注释气味属性不能直接确定熟羊肉感知香气。4.4非挥发性前体与VOCs关联方面，FDR校正后仅Ile和Lys与邻二甲苯显著负相关，这些共变异模式可能反映共享上游代谢或氧化途径或品种间非挥发性化合物组成差异，而非直接前体–产物转化证据；Tyr、C20:3n-6和C22:4n-6应视为未校正分析中与VOC谱共变异的候选风味相关化合物而非确认的直接前体，Ile和Lys应视为与邻二甲苯稳健统计共变异化合物而非实验确认前体；总体而言三个品种基本肉品质相似而品种相关风味差异主要反映在特定FAAs、FFAs和高rOAV VOCs的选择性变异上，非挥发性风味相关化合物组成差异可能与VOC谱变异相关，潜在涉及脂质氧化和氨基酸相关反应，但前体–VOC关系主要基于统计关联，未来需控模型加热系统结合稳定同位素标记、GC–O及香气重组/缺失实验验证。研究结论翻译：本研究表明CLH、AH和BDT基本肉品质特性总体相似，但在肉色及FAAs、FFAs和VOCs谱方面存在差异。CLH和BDT的Glu及总UAA含量高于AH，而CLH总SAA含量最高。BDT还表现出较高的Cys和C18:0含量，AH则表现出较高的C20:3n-6和C22:4n-6水平。rOAV分析和气味属性注释进一步提示品种相关香气差异主要与特定潜在香气活性VOCs有关。然而，本研究未进行感官或商业验证。因此，这些发现仅限于观察到的化学差异，其感官相关性和潜在商业应用需通过描述性感官分析、熟肉VOC分析和更大规模评估进一步验证。
