1. 引言
近年来对畜产品的研究大量集中于屠宰加工和肉品品质的基础或机理研究，如张宏博、靳烨等从2013年至2016年一直致力于巴美肉羊的屠宰加工和羊肉品质的研究等 [1] [2] [3] 。近年来，从疯牛病到口蹄疫，到更多的人畜共患传染病，以及2002年我国出口到欧盟的虾仁被检测出含有氯霉素导致欧盟对我国的水产品进口全面禁止，当今的肉品安全仍然存在着很大的问题 [4] 。如何保证肉制品产地信息的真实性，减少肉制品掺假事件的发生和保护消费者的利益，对肉制品的来源地进行鉴定刻不容缓。
同位素溯源技术是一种利用生物体内同位素组成受气候、环境、生物代谢类型等因素的影响，使不同种类及不同地域来源的食品原料中同位素的自然丰度存在差异，以此区分不同种类的产品及其可能的地域来源的技术 [5] 。在基于稳定同位素的肉制品溯源体系中，通常涉及到的稳定同位素是碳同位素和氮同位素 [6] 。其中，碳的稳定同位素是12C和13C。δ13C在不同植物中的差异性主要是由于植物固定CO2的方式不同造成 [7] 。通过测定13C/12C的比值，可以准确鉴别动物摄入的饲料是C3植物还是C4植物，及其光合作用原理 [8] 。氮的稳定同位素是14N和15N。δ15N的差异主要源于含氮物质的不同来源，如人和动物的废弃物、化学肥料、空气、微生物作用等 [9] [10] [11] 。
本文基于当前肉制品产地溯源研究相对匮乏的现状，对内蒙古不同地区羊肉的营养品质及C、N同位素丰度进行研究，探索地区因素对羊肉C、N同位素丰度的影响，为利用同位素指纹信息追溯肉品的产地来源技术的发展提供数据支持。
2. 材料与方法
2.1. 试验动物
选择内蒙古西部盟/市(包头市、鄂尔多斯市、巴彦淖尔市)的成年当地羊和内蒙古东部盟市(锡盟东、西苏旗和锡盟东、西乌旗)的成年当地羊共55只，其中西部盟市26只，东部盟市29只，屠宰后取背最长肌备用，采样信息见表1。
2.2. 材料和设备
石油醚(30℃~60℃沸程)；滤纸筒(经脱脂)；脱脂棉；锡箔杯。稳定同位素质谱仪(配有元素分析仪)；干燥箱：可控温103℃ ± 2℃；分析天平：感量0.0001 g；绞肉机：多孔板的孔径不超过4 mm的绞肉机；索氏抽提器(接收瓶体积为250 mL)；100目筛；称量瓶(直径不小于40 mm)。
2.3. 方法
2.3.1. 试样前处理
将肉样用绞肉机绞碎后，称取5 g试样，置于干燥箱中完全干燥后，移入滤纸筒中，用石油醚进行索氏抽提器脱脂6 h~8 h，收集剩余残渣(主要成分为粗蛋白)于称量瓶在干燥箱中烘干，冷却后过100目筛，备用 [12] 。
2.3.2. 同位素测定
称取适量备用样品放入锡箔杯中(称样量由仪器峰值大小决定)，通过元素分析仪进行测定稳定性碳、氮同位素。
元素分析仪：进样器氦气吹扫流量为200 mL/min，燃烧炉温度为1000℃，还原炉温度为650℃，载气He流量为90~100 mL/min [12] 。
Conflo Ⅲ条件设定：He稀释压力为0.6 bar，CO2参考气压力为0.6 bar，N2参考气压力为1.0 bar [12] 。
质谱仪条件：用USGS24(δ13CPDB = −16.00‰)标定CO2钢瓶，用IAEAN(δ15Nair = 0.4‰)标定CO2钢瓶，用标定的钢瓶器作为标准 [12] 。
稳定性碳、氮同位素比率分别用δ13C ‰、δ15N ‰表示，其中δ13C的相对标准为V-PDB，δ15N的相对标准为空气。每个样品重复测定3次，碳、氮同位素的测定精度均为0.2‰ [12] 。
计算公式 [4] ：
δ15‰
(其中R为同位素与轻同位素丰度比，即13C/12C、15N/14N)
2.3.3. 理化指标测定
水分：根据GB 5009.3-2010的方法测定；脂肪：根据GB 5009.6-2003的方法测定；蛋白质：根据GB 5009.5-2010的方法测定。
Table 1. The geographical origin information of sheep
表1. 羊肉样品来源信息
2.3.4. 氨基酸含量测定
肉样经干燥、脱脂后，用6N HCl酸解处理，用日立835-50型氨基酸自动分析仪测定。
3. 结果与分析
3.1. 不同地区羊肉的理化组成
如表2所示，内蒙古东部羊肉的水分含量显著高于内蒙古西部(p < 0.05)，而内蒙古西部羊肉脂肪含量显著高于内蒙古东部(p < 0.05)。内蒙古东部和西部羊肉的蛋白质含量差异不显著(p > 0.05)。该结果与张宏博 [13] 研究认为肉的水分含量和脂肪含量呈此消彼长关系的结果相应一致。
3.2. 不同地区羊肉C和N同位素丰度组成
如表3所示，同一地域的羊肉，其脂肪中的δ13C均显著高于肌肉(p < 0.05)，而对于不同地域的羊肉，其肌肉间和脂肪间的δ13C值差异性均不显著(p > 0.05)。该结果与孙淑敏 [14] 利用多种稳定性同位素分析羊肉产地溯源中的应用研究发现相一致，羊肉中δ13C值的差异性是由饲料中C3和C4植物含量的不同组成造成，但饲料中C3和C4植物的混合比例不同，也会影响肉中稳定性C的丰度值。
内蒙古东部地区羊肉中的δ15N值显著高于内蒙古西部(p < 0.05)，即牧区脱脂羊肉的δ15N值显著高于农区(p < 0.05)。该结果与孙淑敏利用多种稳定性同位素分析在羊肉产地溯源研究结果相一致 [13] 。造成该试验结果的原因可能是，农区肉羊饲料的生长以化肥为主，而牧区肉羊饲料的生长以动物粪便等有机肥料为主，有机肥的使用可以增加植物和土壤中15N含量，而化肥的使用使15N含量降低。因此，利用δ15N值能够区分牧区和农区的羊肉样品。
3.3. 不同地区羊肉必须氨基酸的组成
如表4所示，内蒙古东部羊肉的缬氨酸和亮氨酸的含量显著高于内蒙古西部(p < 0.05)，而内蒙古西部羊肉的异亮氨酸和赖氨酸含量均显著高于内蒙古东部(p < 0.05)。
如图1所示，内蒙古东部羊肉的组氨酸含量显著高于内蒙古西部(p < 0.05)，而内蒙古西部羊肉的精氨酸含量显著高于内蒙古东部(p < 0.05)。
3.4. 不同地区羊肉非必需氨基酸的组成
如表5所示，内蒙古东部羊肉的甘氨酸和丙氨酸含量显著高于内蒙古西部(p < 0.05)，而内蒙古西部羊肉的丝氨酸、胱氨酸和酪氨酸含量显著高于内蒙古东部(p < 0.05)。
如图2所示，内蒙古东部羊肉的天冬氨酸和谷氨酸含量均显著高于内蒙古西部(p < 0.05)，因此，能够表现出较强的鲜味。
Table 2. The composition of proximate in mutton from different regions
表2. 不同地区羊肉的理化成分分析
注：同行数据不同字母表示差异性显著(p < 0.05)。下同。
Table 3. The δ13C and δ15N value of mutton from different regions
表3. 不同地区羊肉的C和N同位素丰度分析
Table 4. The composition of essential amino acids in the mutton from different regions
表4. 不同地区羊肉必需氨基酸的组成
注：*必需氨基酸；**婴幼儿必需氨基酸。
Figure 1. The content of baby essential amino acids in the mutton from different regions
图1. 不同地区羊肉婴幼儿必需氨基酸含量
Figure 2. The content of flavor amino acids in the mutton from different regions
图2. 不同地区羊肉鲜味氨基酸含量
注：同组数据不同字母表示差异性显著(p < 0.05)。下同。
Table 5. The composition of nonessential amino acids in the mutton from different regions
表5. 不同地区羊肉非必需氨基酸的组成
注：*肉鲜味氨基酸。
3. 结论
内蒙古东部羊肉具有高水分含量、低脂肪含量的特点，与西部羊肉相比，具有更强的肉鲜风味。根据羊肉中C和N同位素丰度，可以对羊肉的产地进行有效溯源，且饲料中C3和C4植物的混合比例不同，会影响肉中稳定性C的丰度值；同时，利用δ15N值能够区分牧区和农区的羊肉样品。
基金项目
内蒙古自治区科技重大专项；内蒙古自治区科技引领项目。