《食品科学》：河北农业大学王向红教授、米思副教授等：基于化学成分组成与多元统计的不同来源鹿茸品质分析比较

鹿茸是雄性鹿科动物未骨化且密生茸毛的幼角，含有蛋白质、矿物元素、脂肪酸、多糖等多种成分，药用历史悠久。前期针对鹿茸活性成分的挖掘大多集中在活性肽组分，研究证实鹿茸肽可发挥多种营养健康功能，例如调节成骨与破骨细胞平衡，促进骨修复；通过调节肠道菌群结构缓解缺氧、缺血性损伤；保护肝毒性和神经细胞损伤；提高乳腺癌化疗敏感性、增强化疗效果等。

新西兰、俄罗斯和中国是世界上主要生产鹿茸的国家。新西兰和俄罗斯的鹿茸以马鹿（Cervus elaphus Linnaeus）为主。在我国，包括鹿茸在内的鹿产品加工产业主要分布在东北（吉林、黑龙江、辽宁）、西北（新疆、甘肃、青海、西藏）等地区。东北地区以梅花鹿（Cervus nippon Temminck）养殖加工为主，而西北地区最具代表性的为塔里木马鹿（Cervus elaphus yarkandensis）。由于品种、产地、饲养环境及加工方式的差异，不同来源鹿茸在化学成分、营养品质及市场价值上存在显著区别，但目前系统性、多维度比较其品质差异的研究仍较为有限。

河北农业大学食品科技学院的班宇璇、王向红*、米思*等选取新西兰马鹿鹿茸（NC）、吉林梅花鹿鹿茸（JC）与新疆马鹿鹿茸（XC）作为研究对象，分别对应国际主要产区、国内传统优质产区及特殊生态区域，既能够反映国内不同生态区（东北温带季风区与西北内陆干旱区）的品种差异，也能够对国内外同品种（马鹿）在不同产地养殖进行对比分析。通过对上述典型样品的系统比较，运用多元仪器分析手段，构建涵盖基础营养组分、化学元素、氨基酸、挥发性有机化合物及非靶向代谢物组成的特征指纹图谱，识别与产地、品种等因素相关的关键化学标志物，以期为鹿茸产品品质评价及市场公平性竞争提供数据支持。

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不同来源鹿茸基础成分含量分析比较

1.1 总蛋白质含量分析比较

3 种鹿茸样品的总蛋白质质量分数范围为37.92%（NC组）～52.50%（JC组），均无显著差异（P＞0.05）（图1a），与前期研究报道的范围基本一致，并且明显高于鱼骨（15%～25%）、畜骨（10%～20%）及禽骨（10%～20%）中的蛋白质含量。

1.2 总脂肪含量分析比较

如图1b所示，与总蛋白质含量的分布趋势不同，新西兰马鹿鹿茸（NC组）的总脂肪质量分数最高，为6.24%；吉林梅花鹿鹿茸（JC组）和新疆马鹿鹿茸（XC组）的总脂肪质量分数分别为4.08%和4.01%。该结果低于猪骨（9.6%）、鸡骨（14.2%）、羊骨（9.2%）及牛骨（8.0%）的脂肪含量。3 组鹿茸样品的总脂肪含量无显著差异（P＞0.05）。

1.3 总灰分含量分析比较

如图1c所示，吉林梅花鹿鹿茸（JC组）的总灰分质量分数最高，为46.60%，显著高于新西兰马鹿鹿茸（34.92%）和新疆马鹿鹿茸（30.80%）（P＜0.000 1）。Xia Peijun等的研究指出，鹿茸的灰分质量分数范围为46.1%～50.3%，与本研究中吉林梅花鹿鹿茸（JC组）的测定结果基本一致。

1.4 总糖含量分析比较

如图1d所示，新疆马鹿鹿茸（XC组）的总糖质量分数最高，为1.54%。新西兰马鹿鹿茸（NC组）的总糖质量分数最低，为1.19%。与蛋白质和多肽相比，目前关于鹿茸中糖类成分的报道较少，未来可针对鹿茸中多糖组分开展深入研究。

上述数据结果表明，鹿茸富含蛋白质，开发潜力巨大。不同品种以及同一品种不同产地的鹿茸样品基础营养成分组成存在明显差异，可进行针对性的开发利用，避免同质化竞争。

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不同来源鹿茸化学元素组成分析比较

本研究针对鹿茸样品中的55 种化学元素进行了绝对定量分析。铑（Rh）、铽（Tb）和镥（Lu）在受试鹿茸样品中均未检出。根据NY/T 1162—2006《鹿茸片》要求，鹿茸中铅（Pb）和砷（As）含量均需不大于0.5 mg/kg，镉（Cd）含量不大于0.2 mg/kg，汞（Hg）含量不大于0.1 mg/kg。定量结果显示，上述元素在3 种鹿茸样品中的含量均在规定允许范围内，无安全风险。

鹿茸样品中含量最高的化学元素为钠（Na）、镁（Mg）、磷（P）和钙（Ca），与Xia Peijun等的发现一致。上述4 种均为人体必需的常量元素，在维持骨骼健康、神经传导、能量代谢等生理过程中发挥重要作用，表明鹿茸具有潜在的营养健康功能。针对化学元素组成进行PCA，结果如图2a所示。前两个主成分（PC1和PC2）共解释了3 种样品中69.57%的化学元素含量差异。PLS-DA载荷图显示，3 种鹿茸样品可实现清晰分离，表明其化学元素组成差异明显（图2b）。

统计分析发现，共有32 种化学元素的含量在3 种样品中存在显著差异（P＜0.05）。结合VIP＞1的筛选标准，最终确定16 种区分3 种鹿茸的关键化学元素标志物，分别为铯（Cs，P＜0.001，VIP＝1.68）、锡（Sn，P＜0.001，VIP＝1.66）、铷（Rb，P＜0.000 1，VIP＝1.44）、镉（Cd，P＝0.04，VIP＝1.43）、硒（Se，P＜0.001，VIP＝1.34）、钪（Sc，P＝0.02，VIP＝1.29）、锑（Sb，P＜0.001，VIP＝1.28）、钍（Th，P＝0.04，VIP＝1.27）、铁（Fe，P＝0.02，VIP＝1.17）、铕（Eu，P＝0.01，VIP＝1.16）、铅（Pb，P＜0.001，VIP＝1.16）、钐（Sm，P＝0.02，VIP＝1.08）、钒（V，P＜0.000 1，VIP＝1.06）、钾（K，P＜0.000 1，VIP＝1.03）、镨（Pr，P＜0.001，VIP＝1.03）和锰（Mn，P＝0.01，VIP＝1.03）（图2c）。其中，铕（Eu）、铅（Pb）和锰（Mn）在吉林梅花鹿鹿茸（JC组）中含量最高；铯（Cs）、铷（Rb）、硒（Se）、钪（Sc）、钾（K）和镨（Pr）在新西兰马鹿鹿茸（NC组）中含量最高；锡（Sn）、镉（Cd）、锑（Sb）、钍（Th）、铁（Fe）、钐（Sm）和钒（V）在新疆马鹿鹿茸（XC组）中含量最高。新疆马鹿鹿茸的矿物质元素组成相对丰富，其次是新西兰马鹿鹿茸和吉林梅花鹿鹿茸。这可能归因为品种差异而导致对特定元素的吸收富集程度不同，还可能与饲料成分、土壤水源、气候条件等多种因素相关。以上数据可为鹿茸营养及加工适宜性品质评价提供数据参考。

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不同来源鹿茸氨基酸组成分析比较

氨基酸是构成蛋白质的基本单位，在人体中起到构建细胞、修复组织和调节新陈代谢等多种作用。本研究对3 种不同来源鹿茸样品中17 种氨基酸的含量进行了测定与比较分析，结果如表1所示。受试鹿茸样品中含量最高的必需氨基酸（EAA）为赖氨酸、亮氨酸和缬氨酸。相较而言，新疆马鹿鹿茸（XC组）中3 种氨基酸的含量最丰富，分别为赖氨酸（（1.28±0.01）mg/g）、亮氨酸（（0.80±0.01）mg/g）和缬氨酸（（0.64±0.01）mg/g）。总结前期相关报道，赖氨酸、亮氨酸和缬氨酸广泛存在于各种动物骨骼原料中。赖氨酸具有增强人体免疫力、抗病毒、促进脂肪氧化等功效，亮氨酸和缬氨酸主要发挥维持机体糖脂代谢稳态的作用。3 种鹿茸样品的总氨基酸（TAA）含量介于6.26（JC组）～11.34 mg/g（XC组）之间，EAA含量介于2.39（JC组）～4.36 mg/g （XC组）之间，非必需氨基酸（NEAA）含量介于3.88（JC组）～7.02 mg/g（NC组） 之间（表1）。其中，吉林梅花鹿（JC组）和新疆马鹿（XC组）鹿茸的EAA/TAA值与世界卫生组织（WHO）和联合国粮农组织（FAO）规定的40%（理想蛋白质标准）相近，且二者的EAA/NEAA均高于60%。

统计分析显示，17 种氨基酸在3 组鹿茸样品中的含量均存在显著差异（P＜0.05）（表1）。总体来看，新疆马鹿鹿茸（XC组）的TAA含量高于其他两种鹿茸样品，这种差异可能与鹿的品种遗传特性、环境因素、饲养条件等因素有关。以VIP值＞1为条件，筛选区分3 种鹿茸样品的氨基酸标志物（表1），最终确定蛋氨酸（P＜0.000 1，VIP＝1.88）、赖氨酸（P＜0.000 1， VIP＝1.12）和精氨酸（P＜0.000 1，VIP＝1.73）是对3 种鹿茸样品区分贡献最大的氨基酸。

计算EAA在TAA含量中的占比，并与WHO/FAO的推荐值进行比较。由表2可知，吉林梅花鹿鹿茸样品EAA中，缬氨酸（8.1%）、亮氨酸（8.2%）、赖氨酸（9.2%）在TAA中占比均超WHO/FAO推荐值。吉林梅花鹿鹿茸（JC组）的氨基酸评分最高，新西兰马鹿鹿茸（NC组）次之，新疆马鹿鹿茸（XC组）评分最低。

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不同来源鹿茸挥发性有机化合物组成分析比较

采用GC-IMS技术分析了3 种不同来源鹿茸样品中的挥发性有机化合物组成。由图3a可知，大部分风味物质集中在保留时间100～600 s、迁移时间4.0～10.0 ms区域，其中新疆马鹿鹿茸（XC组）在低保留时间（200～400 s）区域出现了额外的蓝色亮斑，说明其含有与其他2 种样品含量显著不同的挥发性成分。为进一步分析不同来源鹿茸样品挥发性风味物质的差异，在GC-IMS二维谱图的基础上，以吉林梅花鹿鹿茸（JC组）为基准，扣除背景干扰对相同的物质做颜色抵消，得到IMS差异图（图3b）。当NC组或XC组的浓度高于JC时呈红色，反之呈蓝色。新西兰马鹿鹿茸（NC组）和新疆马鹿鹿茸（XC组）谱图中红色光点数量较多且依次递增，说明马鹿鹿茸的挥发性风味物质相对较多，其中XC样品的挥发性有机化合物最丰富。

对挥发性风味物质进行定性分析，共鉴定出48 种挥发性有机物，包括酯类12 种、醛类9 种、醇类8 种、烷烃类6 种、酮类4 种、酸类3 种、醚类2 种、其他4 种（图3c）。该结果与Kim等的研究报道相对一致，即酯类化合物是韩国、俄罗斯及新西兰产地鹿茸中的主要挥发性成分。根据挥发性有机化合物在不同样品间含量的差异，将指纹图谱划分为A、B、C、D 4 个区域。区域A、B、C分别为新疆马鹿鹿茸（XC组）、新西兰马鹿鹿茸（NC组）和吉林梅花鹿鹿茸（JC组）的主要挥发性风味物质，区域D为3 组中含量接近的几种挥发性风味化合物。可直观看出XC组的挥发性风味物质种类最多，JC组最少，与二维差异谱图（图3b）结果相印证。

统计分析显示，3 组鹿茸样品中存在31 种含量显著不同的挥发性化合物（P＜0.05）。从整体风味强度来看，新疆马鹿鹿茸（XC组）的风味最强，含有20 种含量最高的挥发性风味化合物；新西兰马鹿鹿茸（NC组）次之（9 种），吉林梅花鹿鹿茸（JC组）最少（2 种）。

如表3所示，新疆马鹿鹿茸（XC组）所含的特征挥发性物质包括5-甲基-2-糠醛（P＜0.000 1，VIP＝1.07）、丙醛（P＝0.00，VIP＝1.07）、(E,E)-2,4-庚二烯醛（P＜0.000 1，VIP＝1.03）、(E)-3-己烯-1-醇 （P＜0.000 1，VIP＝1.04）、2,3-戊二酮（P＝0.00， VIP＝1.13）、1-辛烯-3-酮（P＝0.00，VIP＝1.01）、异戊酸乙酯（P＜0.000 1，VIP＝1.04）、丁酸丙酯 （P＝0.00，VIP＝1.01）和丁酸（P＝0.01，VIP＝1.14）。这些物质共同赋予鹿茸独特的蘑菇、泥土味及黄油、奶油、焦糖、坚果味。新西兰马鹿鹿茸（NC组）中含有的特征挥发性物质为α-蒎烯（P＝0.01， VIP＝1.01）和2,5-二甲基呋喃（P＝0.02，VIP＝1.05）。其中，α-蒎烯具有新鲜樟脑味、甜松味、泥土味及木质味，而2,5-二甲基呋喃具有肉味。吉林梅花鹿鹿茸（JC组）样品中含量最高的特征挥发性物质分别为乙酸丙酯（P＝0.00，VIP＝1.35）和(E)-2-己烯醛 （P＝0.00，VIP＝1.21），二者均具有水果味（类似梨、覆盆子风味）。

以上结果表明，不同受试鹿茸样品风味品质存在显著差异，这可能与品种、生长环境（如气候、植被）及饲养条件（如饲料成分）等因素有关。例如，新疆塔里木盆地的植被、气候条件与新西兰截然不同。因此即便同为马鹿品种，鹿茸样品的风味化合物组成存在明显差异，进而影响最终的风味品质特征。

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不同来源鹿茸代谢物组成分析比较

采用UPLC-ESI-MS/MS技术对鹿茸样品中的代谢物组成进行分析，共鉴定出1 755 种化合物。通过与数据库匹配，这些化合物可分为12 个大类（图4a），其中脂质和类脂质分子占比最高（28.205%），其次为有机酸及其衍生物（24.387%）。该结果与Zhang Zhenxiang和Si Huazhe等的报道一致，二者均发现鹿茸中富含脂质和氨基酸类化合物。

PCA可以反映整体代谢轮廓的变化，如图4b、c所示，正、负离子模式下，3 组鹿茸样品均表现出明显分离趋势。其中，正离子模式下，前两个主成分共解释了80.72%的差异；负离子模式下，前两个主成分共解释了75.74%的差异。针对代谢物的组成，构建PLS-DA模型，其中，正离子模式下，为为0.994，Q2为0.914；负离子模式下，为为0.997，Q2为0.978，表明该模型具有较好的预测能力，可根据VIP值筛选差异代谢物。同时，3 种鹿茸样品明显分离（图4d、e），说明其代谢物组成存在显著差异。

以P＜0.05、VIP＞1为筛选条件，正负离子模式下分别筛选出355 种和199 种具有判别意义的代谢物。如表4所示，在所有差异代谢物中，最高含量几乎均出现在XC组或NC组，表明马鹿鹿茸（尤其是XC组）在特定代谢物积累上更强。例如，在ESI－模式下，黄嘌呤核苷（参与嘌呤代谢）在XC组的相对丰度（376 600.95±5 899.78）显著高于JC组（109 391.54±1 702.55）与NC组（69 772.75±1 138.12），最大/最小倍数变化达5.40（P＜0.0001，VIP＝1.64），成为XC组的特征性代谢物；在ESI+模式下，β-羟基丁酸（酮体代谢关键物质）在XC组的相对丰度（168 879.26±27 660.34）远高于NC组（21 110.37±4 060.97）与JC组（88 007.63±9 945.15），最大/最小倍数变化高达7.80（P＜0.000 1，VIP＝1.62），进一步体现XC组鹿茸在能量代谢相关物质积累上的独特性；此外，ESI－模式下的丙氨酰-谷氨酰胺（体内运输和储存谷氨酰胺的关键载体）在NC组的相对丰度（31 653.09±174.59）显著高于JC组（4 196.77±99.66）与XC组（17 145.47±128.16），最大/最小倍数变化达7.54 （P＜0.000 1，VIP＝1.43），成为NC组的标志性差异代谢物。这些代谢组学特征的差异与鹿的品种、饲养方式及地理环境密切相关。

对这些差异代谢物基于京都基因与基因组百科全书（KEGG）数据库进行通路分析，筛选出前20 个显著富集的通路（图4f）。结果表明，“ABC转运蛋白”“代谢途径”及“蛋白质消化吸收”为差异代谢物的主要代谢通路，富集到的差异代谢物数量分别为43、136 种和18 种，表明3 种鹿茸在物质转运、基础代谢及营养物质消化吸收方面存在显著差异。此外，“核苷酸代谢”“矿物质吸收”“氨基酸生物合成”等通路也在差异代谢物中显著富集，这些通路可能与鹿茸的活性功能（如抗氧化、免疫调节）密切相关 。

结论

本研究系统分析了新西兰马鹿、吉林梅花鹿以及新疆马鹿3 种鹿茸的基础营养成分、化学元素、氨基酸、挥发性有机化合物、代谢物组成，结合多元数据统计，明确了不同来源鹿茸样品的品质特征与差异。脂质和类脂质分子、有机酸及其衍生物是鹿茸中含量最丰富的化合物。研究结果确证了品种、产地等因素对鹿茸化学成分组成的影响。吉林梅花鹿鹿茸（JC组）在总灰分（46.60%）、总蛋白质质量分数（52.50%）和氨基酸评分上更具优势。矿物质元素中锰含量突出，EAA中，吉林梅花鹿鹿茸缬氨酸（8.1%）、亮氨酸（8.2%）、赖氨酸（9.2%）在TAA占比均超WHO/FAO推荐值，表明该鹿茸在优质蛋白质供应和骨骼营养强化方面具有潜在优势。新疆马鹿鹿茸（XC组）总糖质量分数（1.54%）最高，且铁、锡等矿物元素显著富集。其特征挥发性物质5-甲基-2-糠醛和异戊酸乙酯等共同形成了独特的奶油焦糖风味。代谢组学分析进一步表明，黄嘌呤核苷与β-羟基丁酸在能量代谢通路中显著富集，反映了其在能量供给方面的特征。这些基础与特征成分共同塑造了新疆马鹿鹿茸在矿物质富集、特色风味以及能量代谢方面的综合属性。新西兰马鹿鹿茸（NC组）的脂肪质量分数（6.24%）是三者中最高。化学元素中硒、铷主导抗氧化功能，特征风味物质α-蒎烯与2,5-二甲基呋喃赋予其木质泥土香气。此外，代谢物中丙氨酰-谷氨酰胺的含量较高，表明其在营养转运方面可能具有优势。这些特征共同体现了该鹿茸在抗氧化与营养转运方面的特性。综上，本研究从多维度揭示了不同来源鹿茸的化学组成与品质差异，可为鹿茸资源的品质评价及高附加值产品定向开发提供数据支撑。

作者简介

通信作者：

米思，加拿大阿尔伯塔大学食品科学专业博士。现任河北农业大学国际合作处副处长、食品科技学院副教授，博士生导师。主要从事的研究工作包括农产品冷链物流关键技术装备开发与创制、农产品贮藏加工品质评价与关键技术创制、农产品功能因子挖掘、功效评价及其保健食品的开发利用。

近五年来共计发表SCI论文40余篇，其中第一作者/通信作者发表SCI/EI论文20 篇，参编著作3 部。主持及参与国家自然基金面上项目、青年项目、“十三五”、“十四五”国家重点研发计划项目、国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作”重点专项、河北省重点研发计划项目、河北省自然科学基金项目等10余项课题的研究工作。

第一作者：

班宇璇， 河北农业大学食品科技学院，硕士研究生 研究方向为食品加工与安全。

引文格式：

班宇璇, 王蓉蓉, 史磊, 等. 基于化学成分组成与多元统计的不同来源鹿茸品质分析比较[J]. 食品科学, 2026, 47(8): 294-303. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251009-022.

BAN Yuxuan, WANG Rongrong, SHI Lei, et al. Comparative quality analysis of pilose antler samples from different sources based on chemical composition using multivariate statistical analysis[J]. Food Science, 2026, 47(8): 294-303. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251009-022.

实习编辑：南伊；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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