劉美玲++郭軍++高玎玲++呂嬌++馮利芳

摘 要：從內(nèi)蒙古10 個旗縣采集蒙古綿羊肉77 份，從鄂溫克旗采集牛肉6 份、馬肉5 份，對其中的22 種常量和微量礦物質(zhì)元素進(jìn)行測定，同時進(jìn)行主成分分析（principal component analysis，PCA）和描述性統(tǒng)計分析。結(jié)果表明：蒙古綿羊肉樣品的微量元素譜有顯著的地區(qū)和物種差異，地處呼倫貝爾草原及其延伸的鄂溫克旗和西烏旗蒙古綿羊肉與其他旗縣有顯著差別，Cd、Sb、Se和Cs元素對其地區(qū)分離的貢獻(xiàn)較大；科爾沁草原附近的克什克騰旗蒙古綿羊肉的微量元素譜獨(dú)特，Rb含量較高；鄂溫克旗蒙古綿羊肉、牛肉和馬肉的礦物質(zhì)元素譜有明顯的物種差異；常量礦物質(zhì)元素的跨大區(qū)域差異不顯著；礦物質(zhì)元素含量與蒙古綿羊肉的瘦肉比例呈顯著正相關(guān)，與脂肪含量呈負(fù)相關(guān)，羊肥尾的礦物質(zhì)元素含量均最低，但Ca、Na、Mn含量相對較高；蒙古綿羊肉中人體必需微量元素Se的含量整體普遍較低，且東部地區(qū)顯著低于中部和西部。

關(guān)鍵詞：蒙古綿羊肉；礦物質(zhì)元素；特征；主成分分析

Mineral Profile of Mongolian Sheep Meat from Different Inner Mongolian Regions

LIU Meiling， GUO Jun*， GAO Dingling， Lü Jiao， FENG Lifang

（College of Food Science and Engineering， Inner Mongolia Agricultural University， Hohhot 010018， China）

Abstract： A total of 77 Mongolian sheep meat samples collected from ten banners or counties in Inner Mongolia， and 6 beef samples and 5 horse meat samples collected exclusively from Ewenki banner were determined for the contents of 22 macro and micro mineral elements. The analytical data were subjected to principal component analysis and descriptive statistics. Significant regional and species differences in the micro-element profile of Mongolian sheep meat existed. Sheep meat samples from Ewenki and West Ujumqin banners， located in Hulunbuir grassland， were significantly separated from those from other regions particularly in terms of Cd， Sb， Se and Cs. Mutton samples from Hexigten Banner， located near Khorchin grassland， showed a distinctive micro-element profile， rich in Rb. A significant species difference in mineral profile was observed among mutton， beef and horse meat from Ewenki banner. Macro minerals did not show significant regional differences； minerals had a significant positive correlation with lean meat proportion but had a negative correlation with fat content in Mongolian sheep meat. Mineral contents in sheep tail fat were the lowest， and Ca， Na and Mn were the most abundant minerals. The average Se level of Mongolian sheep meat was low， and Se levels of meat samples from the east of Inner Mongolia were significantly lower as compared to those from the middle and west.

Key words： Mongolian sheep meat； mineral elements； characteristics； principal component analysis

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201709005

中圖分類號：TS251.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8123（2017）09-0025-07

引文格式：

劉美玲， 郭軍， 高玎玲， 等. 內(nèi)蒙古蒙古綿羊肉礦物質(zhì)元素譜特征[J]. 肉類研究， 2017， 31（9）： 25-31. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201709005 http：//www.rlyj.pub

LIU Meiling， GUO Jun， GAO Dingling， et al. Mineral profile of Mongolian sheep meat from different Inner Mongolian regions[J]. Meat Research， 2017， 31（9）： 25-31. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201709005. http：//www.rlyj.pubendprint

根據(jù)國家數(shù)據(jù)網(wǎng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2015年內(nèi)蒙古的蒙古綿羊飼養(yǎng)量為4 174.3 萬只，占全國綿羊飼養(yǎng)量的25.8%；內(nèi)蒙古自治區(qū)的羊肉產(chǎn)量為92.59 萬t，占全國羊肉產(chǎn)量的21%[1]。蒙古綿羊是內(nèi)蒙古自治區(qū)各地適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境形成的各地方蒙古綿羊品系的統(tǒng)稱，為粗毛羊品種，具有耐寒冷和粗放型放牧飼養(yǎng)的特點(diǎn)，蒙古綿羊的另一個主要特征是具有肥尾（肥大的脂尾）。其中，一些地區(qū)的蒙古綿羊品種較純（如烏珠穆沁綿羊和蘇尼特綿羊），一些地區(qū)的蒙古綿羊與小尾寒羊雜交（如呼倫貝爾蒙古綿羊），經(jīng)過多年也形成了一種地方品系。內(nèi)蒙古東部和中部地區(qū)的綿羊均為自然放牧，西部半農(nóng)半牧區(qū)的綿羊?yàn)榘敕拍涟肴斯わ曃?，飼料為秸稈和青干草，無精飼料添加。蒙古綿羊肉風(fēng)味獨(dú)特，備受廣大消費(fèi)者的歡迎[2-3]。

蒙古綿羊肉一直缺乏系統(tǒng)的參數(shù)，如可代表各地區(qū)真實(shí)值的營養(yǎng)成分和礦物質(zhì)元素含量數(shù)據(jù)，也缺乏對礦物質(zhì)元素特征的整體分析，尤其缺乏礦物質(zhì)元素譜的地區(qū)和物種差異分析。本研究以內(nèi)蒙古地區(qū)的蒙古綿羊肉為主要研究對象，同時也考慮了牛肉和馬肉，通過檢測5 種常量和17 種微量礦物質(zhì)元素，利用化學(xué)計量學(xué)的主成分分析（principal component analysis，PCA）法、傳統(tǒng)描述性統(tǒng)計和差異檢驗(yàn)對內(nèi)蒙古地區(qū)的蒙古綿羊肉、牛肉和馬肉中微量礦物質(zhì)元素的地區(qū)、物種特征及瘦肉比例等情況進(jìn)行了分析，旨在為今后建立各地區(qū)畜肉的食物營養(yǎng)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫（表）提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為礦物質(zhì)元素溯源研究、羊肉真實(shí)性判別模型研究及綿羊科學(xué)飼養(yǎng)中的微量礦物質(zhì)元素補(bǔ)飼提供參考?；瘜W(xué)計量學(xué)[4-6]是基礎(chǔ)的礦物質(zhì)指紋技術(shù)，可以為肉類食品的產(chǎn)地鑒別提供新的分析原理和一種全新的思維方式，是解決該問題的新策略[7-13]。本研究僅嘗試了礦物質(zhì)元素譜的PCA，但足以證明以礦物質(zhì)元素譜進(jìn)行內(nèi)蒙古草原畜肉的產(chǎn)地溯源和物種真實(shí)性鑒別是可行的[14]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

從內(nèi)蒙古呼倫貝爾草原及其延伸（鄂溫克旗和西烏珠穆沁旗）、科爾沁草原（科爾沁右翼中旗和翁牛特旗）、山地草原（克什克騰旗）、渾善達(dá)克荒漠（蘇尼特左旗、蘇尼特右旗及鑲黃旗）、土默特平原（和林格爾縣）和河套平原（杭錦后旗）等地區(qū)（自東向西）采集蒙古綿羊的純瘦后座及后座，其中純瘦后座是剔除脂肪后的綿羊后座肉，而后座未刻意剔除脂肪。共采集蒙古綿羊的腰條、肋/腩和羊尾共77 份，牛后座肉6 份，馬后座肉5 份。采樣旗縣覆蓋了內(nèi)蒙古自治區(qū)的主要牧區(qū)、半農(nóng)半牧區(qū)和各種類型的草原。除了馬肉在冬春季節(jié)采樣外，其他肉均在7月中旬至9月上旬的盛夏和早秋有青草的季節(jié)采樣。

鹽酸、高氯酸、硫酸、氧化鑭（均為優(yōu)級純） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；硝酸（優(yōu)級純） 天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；質(zhì)量濃度均為1 000 μg/mL的磷（P）、鉀（K）、鈉（Na）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、鐵（Fe）、鋅（Zn）、銅（Cu）、錳（Mn）、硒（Se）標(biāo)準(zhǔn)溶液（均為優(yōu)級純） 國家有色金屬及電子材料分析測試中心；硼氫化鉀、鐵氰化鉀（均為分析純）、磷酸二氫鉀（優(yōu)級純） 天津市大茂化學(xué)試劑廠；無水亞硫酸鈉、對苯二酚、氫氧化鉀（均為分析純） 天津市化學(xué)試劑三廠；鉬酸銨（分析純） 天津市化學(xué)試劑四廠（凱達(dá)化工廠）。

1.2 儀器與設(shè)備

TAS-990原子吸收分光光度計、T6新悅紫外-可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；AF-610C原子熒光光譜儀 北京瑞利分析儀器有限公司；AL204電子天平 瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司；FW-100多功能粉碎機(jī) 浙江高鑫工貿(mào)有限公司；JG-HH-S26數(shù)顯恒溫水浴鍋 濟(jì)南精城實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；Xseries3電感耦合等離子質(zhì)譜儀 賽默飛世爾科技（中國）有限公司；KY-1鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、鋅、銅、錳空心陰極燈

北京曙光明電子光源儀器有限公司。

1.3 方法

P、K、Na、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Se的測定：參照各元素相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)測定方法；鈷（Co）、鉻（Cr）、銣（Rb）、鍶（Sr）、鉬（Mo）、銀（Ag）、鎘（Cd）、錫（Sn）、銻（Sb）、碲（Te）、銫（Cs）和鋇（Ba）的測定：參照GB 5009.268—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測定》[15]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計和差異性檢驗(yàn)，用Pirouette 4.5軟件進(jìn)行PCA分析。數(shù)據(jù)均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 蒙古綿羊肉中礦物質(zhì)元素的地區(qū)特征

蒙古綿羊肉中10 種人體必需常量和微量礦物質(zhì)元素的總體水平分別為：K （249.86±98.10）mg/100 g、P （150.06±52.43） mg/100 g、Na （62.79±

16.66） mg/100 g、Mg （17.36±6.41） mg/100 g、Ca （3.04±1.18） mg/100 g、Fe（1.36±

0.49） mg/100 g、Zn （3.30±1.40） mg/100 g、Cu （58.45±

22.41） μg/100 g、Mn （24.18±8.54） μg/100 g、Se（2.29±1.28） μg/100 g。

2.1.1 微量元素的地區(qū)特征

對內(nèi)蒙古自治區(qū)自東向西9 個旗縣蒙古綿羊肉樣品中的17 種微量元素譜進(jìn)行了PCA，由圖1可知，各地區(qū)微量元素譜間的差異比較顯著。主因子1和主因子2的得分向量圖、主因子1和主因子5的得分向量圖均表明地處呼倫貝爾草原的鄂溫克旗及其延伸的西烏珠穆沁旗（西烏旗）和和林格爾縣（和林縣）的蒙古綿羊肉樣品微量元素都處于二維空間的左側(cè)相區(qū)；地處西部河套平原的杭錦后旗蒙古綿羊肉可以用主因子1和主因子2與其他地區(qū)的蒙古綿羊肉區(qū)分；地處東部科爾沁草原的科右中旗和翁牛特旗、克什克騰旗以及中部的渾善達(dá)克荒漠草原蘇尼特左旗（蘇左旗）和蘇尼特右旗（蘇右旗）用主因子1和主因子5也可以與其他地區(qū)區(qū)分。endprint

在微量元素的PCA中，主因子1、主因子2和主因子5分別提取了所有微量元素變量的24.6%、15.3%和8.5%的共性因素，說明各變量（微量元素）的相關(guān)性并不強(qiáng)，表明沒有任何一種或幾種特定元素可以完全區(qū)分來自多個地區(qū)的綿羊肉，需要由多個微量元素來進(jìn)行相互判別。

由圖1和表1可知，東部呼倫貝爾草原鄂溫克旗蒙古綿羊肉樣品中的Cd和Sb含量相比于其他旗縣較高，Se、Cs、Rb含量顯著低于其他旗縣（P<0.05）；西部杭錦后旗蒙古綿羊肉樣品中的Sr和Co含量顯著高于其他地區(qū)；科爾沁地區(qū)樣品中的Mo和Cr含量較高；蒙古綿羊肉中人體必需微量元素Se的含量整體普遍較低，尤其是東部地區(qū)，其含量顯著低于中部和西部。

2.1.2 常量元素的地區(qū)特征

由圖2可知，內(nèi)蒙古自治區(qū)自東向西9 個旗縣蒙古綿羊肉樣品中的常量礦物質(zhì)元素譜在各地區(qū)間沒有顯著差異，但細(xì)致的多次二維分析表明，和林縣和杭錦后旗蒙古綿羊肉與其他地區(qū)有分離趨勢，這表明常量元素可能存在一定的地區(qū)差異，與飼料鹽磚的添加也有一定關(guān)系。由表2可知，蘇右旗和翁牛特旗蒙古綿羊肉的Na含量均為和林縣的2 倍。

2.2 3 種家畜肉中微量礦物質(zhì)元素的物種特征

選擇鄂溫克旗進(jìn)行3 種家畜肉中微量元素譜的特征比較。由圖3的得分向量圖可知，蒙古綿羊肉、蒙古牛肉和馬肉的微量元素譜的特征有顯著差異，足以區(qū)分物種。蒙古綿羊肉和蒙古牛肉樣品的微量元素分布于三維空間的不同區(qū)域，有明顯的分離趨勢，馬肉樣品雖少，但也呈現(xiàn)出分離趨勢。圖3的根向量圖表明牛肉中Rb、Ag和Cs的含量較高，而Sn和Sb含量較低。由表3可知，蒙古牛肉的Rb、Ag、Cs含量顯著高于蒙古綿羊肉，分別是蒙古綿羊肉的2.3、5.8、3.5 倍，而蒙古牛肉的Sn和Sb含量低于蒙古綿羊肉，但無統(tǒng)計學(xué)差異。

2.3 蒙古綿羊肉肥瘦程度與礦物質(zhì)元素含量的關(guān)系

選擇鄂溫克旗蒙古綿羊肉5 個部位的樣品進(jìn)行分析。后座（純瘦）為瘦肉的代表，后座、腰條和肋/腩為肥瘦相間肉的代表，羊尾代表脂肪。由圖4～5和表4可知，采樣部位，尤其是樣品中的脂肪含量與礦物質(zhì)元素含量顯著相關(guān)?？傮w而言，樣品中的瘦肉越多，其礦物質(zhì)元素含量越高，其中P、K、Mg、Fe含量與脂肪含量線性相關(guān)，且P與K、P與Fe、P與Mg、K與Mg的含量均呈線性關(guān)系，這并不意味著它們的功能有密切相關(guān)性，可能是由于這些元素與瘦體質(zhì)（肌肉）和體液含量具有相關(guān)性。PCA結(jié)果表明，后座（純瘦）與羊肥尾（幾乎純脂肪）的礦物質(zhì)元素含量有明顯分離，后座、腰條和

肋/腩（肥瘦相間）有分離趨勢。羊肥尾的礦物質(zhì)元素含量均最低，但Ca、Na、Mn含量相對較高。

3 討 論

蒙古綿羊肉所含微量元素的地區(qū)特征較為明顯，因此PCA可以用微量元素譜將鄂溫克旗蒙古綿羊肉與其他8 個旗縣分離。綿羊所處的生態(tài)環(huán)境，即土壤、牧草、季節(jié)等與綿羊肉中的礦物質(zhì)元素有關(guān)[16-22]。李日邦等[23]的研究表明，由于呼倫貝爾地區(qū)的土壤長期缺Se，導(dǎo)致草原牧草中Se嚴(yán)重缺乏，使采食牧草的放牧綿羊體內(nèi)Se含量明顯降低。

相同地理來源生物的礦物質(zhì)元素譜較為相似[24]。鄂溫克旗和西烏旗臨近，同屬于呼倫貝爾草原地區(qū)，草原類型也相同，因此蒙古綿羊肉的微量元素譜接近，PCA結(jié)果表明，2 個地區(qū)蒙古綿羊肉的微量元素譜非常接近，但仍然可以區(qū)分；和林縣的蒙古綿羊肉樣品采集自內(nèi)蒙古蒙羊肉業(yè)有限責(zé)任公司，多為補(bǔ)飼，且有飼喂呼倫貝爾青干草的可能，這可能是PCA中和林縣蒙古綿羊肉的微量元素譜與鄂溫克旗和西烏旗接近的原因。

科爾沁草原（平原，半農(nóng)半牧區(qū)）的科右中旗、翁牛特旗和克什克旗的蒙古綿羊肉微量元素特征譜相似，但克什克旗位于科爾沁草原的邊緣、大興安嶺的南端山地，其微量元素特征與科右中旗和翁牛特旗有所差別，Rb含量顯著升高。

地處內(nèi)蒙古中部渾善達(dá)克荒漠的蘇尼特左、右旗的羊肉微量元素特征相近，同時與西部的杭錦后旗也接近，在PCA中用主因子1和主因子2不能區(qū)分，但在主因子1和主因子5的得分向量圖中得以分離；這3 個地區(qū)的羊肉Se含量有顯著差異，杭錦后旗羊肉的Sr、Co和Rb含量與其他2 個地區(qū)相比較高。本次實(shí)驗(yàn)中除了呼倫貝爾草原地區(qū)蒙古綿羊肉的采樣量較為充足外，其他旗縣的肉樣采集數(shù)量略顯不足，還需進(jìn)一步擴(kuò)大采樣量和采樣范圍，分析更多與地質(zhì)情況密切相關(guān)的礦物元素，篩選出不受飼料添加及人為活動影響、穩(wěn)定可靠的礦物質(zhì)元素指標(biāo)，提高羊肉產(chǎn)地溯源的能力，并建立羊肉產(chǎn)地溯源的礦物元素指紋圖譜[25]。

除了蘇尼特右旗和翁牛特旗蒙古綿羊肉的Na含量顯著高于和林格爾縣外，不同地區(qū)蒙古綿羊肉的常量礦物質(zhì)元素譜無明顯差別。常量礦物質(zhì)元素是機(jī)體的必需元素，且大多以離子形式存在，受地理環(huán)境中元素豐度影響的可能性很小，Na含量的顯著差異可能與某些地區(qū)有鹽堿地或綿羊食用舔磚有關(guān)。本研究未發(fā)現(xiàn)常量礦物質(zhì)元素有明顯的大區(qū)域間地區(qū)差異，但部分旗縣蒙古綿羊肉的常量元素特征還是有所區(qū)別的，譬如和林縣和杭錦后旗蒙古綿羊肉的常量礦物質(zhì)元素譜能與蘇尼特左右旗、科右中旗等地區(qū)明顯區(qū)分，說明常量元素存在一定的地區(qū)差異。

鄂溫克旗的蒙古綿羊肉、蒙古牛肉和馬肉的微量元素PCA結(jié)果表明，3 個物種的微量元素特征譜存在明顯差異。張曦[26]對牛、羊等8 種家畜肉中的10 種微量元素含量進(jìn)行測定的結(jié)果表明，不同物種畜肉的微量元素含量有較大差異，與本研究結(jié)果一致。由于本研究采集的牛肉和馬肉樣本較少，因此探究各物種間微量元素特征的差異還需加大樣本量進(jìn)行進(jìn)一步探究。

本研究結(jié)果表明，除了部分微量元素外，其余礦物質(zhì)元素含量的變異系數(shù)均較大，這可能是由于微量元素在自然界的含量極低，且在實(shí)際采樣中，同一地區(qū)的樣品可能來源于不同范圍，使得樣品測定離散度較大。此外測定方法、儀器誤差和樣品的前處理方法均會對測定結(jié)果產(chǎn)生影響[27-31]。endprint

對于蒙古綿羊肉來說，瘦肉和脂肪中常量與微量礦物質(zhì)元素的含量差別較大，且瘦肉越多，礦物質(zhì)含量越高。因此在羊肉產(chǎn)地溯源研究中應(yīng)盡量選擇瘦肉，避免礦物質(zhì)含量極低的脂肪對產(chǎn)地溯源產(chǎn)生影響。

總之，以礦物質(zhì)元素，尤其是微量礦物質(zhì)元素進(jìn)行綿羊肉的產(chǎn)地溯源和物種判別是具有潛力的，建立溯源和物種判別模型應(yīng)注意采樣部位的一致性，并以采集純瘦肉為佳，同時不同物種應(yīng)建立各自的模型。

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