饲养方式对苏尼特羊屠宰性能、羊肉品质及脂质氧化性能的影响

2018-12-29王柏辉苏日娜罗玉龙赵丽华

食品科学 2018年23期

王柏辉，杨蕾，苏日娜，罗玉龙，王宇，赵丽华，靳烨*

（内蒙古农业大学食品科学与工程学院，内蒙古呼和浩特 010018）

苏尼特羊作为内蒙古独特的优良羊种，蛋白含量高且膻味轻，还富含人体所需的各种氨基酸和脂肪酸，具有较高的营养价值[1]。随着国家对退化草地限牧、退牧还草及禁牧舍饲，恢复草地生态政策的实施，内蒙古、新疆和青海等以放牧为主的地区逐渐改变传统的饲养模式，由传统的天然放牧或放牧补饲的饲养方式转变为舍饲或舍饲与放牧（季节性）相结合的饲养管理方式，这种转变的确带来了明显的生态环境效应的改善和巨大的社会效益；但同时也带来了一些负面影响，其中放牧羊圈养后造成的羊肉品质劣化是消费者的一个普遍认识。国内外学者已经报道了一些饲养方式对动物畜产品品质的影响研究。相对于舍饲养殖方式，Tom等研究表明放牧方式有利于牛肉营养品质和原料乳营养物质的改善[2-3]。影响脂肪酸沉积的因素有很多，比如年龄、品种、性别和饲养方式等[4]。Horcada等证实了饲养方式和基因型对牛肉中脂肪酸的含量影响差异显著[5]；Boughalmi等的研究也表明不同的饲养管理对羊肉脂肪酸的种类和含量影响显著[6]。如何改善舍饲条件下动物畜产品营养物质的含量，应是未来研究的核心和方向。

目前本研究团队只分别对苏尼特羊肉中风味物质、生长特性相关基因和肌纤维的种类分布等方面进行了针对性研究，而本实验系统地研究了两种饲养方式（放牧和舍饲）间苏尼特羊屠宰性能、羊肉食用品质、营养品质和其脂质氧化性能的差异，并探索其差异存在原因，这是对本团队前期研究成果的延续，也为后期改善羊肉品质劣化研究提供一定的理论依据，同时对苏尼特羊这一内蒙古特色肉羊品种的保护和利用具有实际意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

在内蒙古乌拉特中旗，选择放牧和舍饲两种饲养方式下12 月龄苏尼特羊各10 只，且每组公母各半。乌拉特中旗牧草种类以荒漠化草原典型牧草为主（芨芨草、蒙古葱、中间锦鸡儿、沙生冰草、碱韭等10余种）；舍饲组主要以吃农区饲草料为主（玉米秸秆、葵盘粉、葵花籽皮等，同时补充玉米精料及育肥饲料）。屠宰后，取臂三头肌约1 kg于-20 ℃保藏进行肉品质测定。

三氯甲烷（分析纯）、正己烷（色谱纯）、三氟化硼-乙醚络合物（分析纯）、氯化钠（分析纯）、氢氧化钠（分析纯）、无水硫酸钠（分析纯）、三氯乙酸（分析纯）、胆固醇标准品，37 种脂肪酸甲酯的混合标准品美国Sigma公司；硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

气相色谱-质谱联用仪美国赛默飞世尔科技公司；RE-52AA旋转蒸发器上海亚荣生化仪器厂； HJ-6型多头磁力搅拌加热器江苏荣华仪器制造有限；HH-4水浴锅上海福玛实验设备有限公司；GRX-9053A型热空气干燥箱上海一恒科技有限公司；TC-P2A全自动测色色差计上海生物化学实验仪器公司；pH-STAR型胴体pH计德国MATTHAUS公司；C-LM3B型数显式肌肉嫩度仪秦皇岛市谢利科技开发有限公司；1200液相色谱仪美国安捷伦科技有限公司；TU-1810紫外-可见分光光度计北京普析通用仪器有限责任公司。

1.3 方法

1.3.1 屠宰性能的测定

屠宰前根据张宏博等的方法对实验羊进行体长、体高、胸围、体质量测定[7]。

屠宰前禁食12 h、禁水2 h，并按照GB 9961—1988《鲜、冻胴体羊肉》进行胴体分割与各项分析，测定胴体质量、骨质量、净肉质量、屠宰率、净肉率、骨肉比等。将上述实验羊屠宰后得到胴体，按顺序测定胴体长、胴体深、眼肌面积等指标[8]。

1.3.2 肉品质的测定

肉品质测定参照文献[9]，包括肉色、pH值、剪切力。

1.3.2.1 肉色的测定

屠宰后1～2 h内，将肌肉切成3 cm×3 cm×1 cm的肉块，使用TC-P2A全自动色差计测定肌肉色差。L*值表示肌肉的亮度；a*值表示肌肉的红度；b*值表示肌肉的黄度。

1.3.2.2 肉pH值的测定

使用胴体直插式pH计直接测定肌肉的pH值。分别测定屠宰后45 min和24 h的pH值（相应记为pH0和pH24）。

1.3.2.3 剪切力的测定

宰后取沿着肌纤维方向肉样，排酸24 h后，密封蒸煮（75 ℃ 、45 min）。冷却至室温，吸取表面水分后沿肌纤维方向切成3 cm×1 cm×1 cm的肉条，用嫩度仪测定其剪切力。

1.3.3 营养物质质量分数的测定

肌肉中粗蛋白质量分数根据GB 50095—2010《食品中蛋白质的测定》采用凯氏定氮仪进行测定；肌肉中水分质量分数根据GB/T 9695.15—2008《肉与肉制品水分含量测定》采用直接干燥法进行测定；肌肉中粗脂肪质量分数根据GB/T 9695.7—2008《肉与肉制品总脂肪含量测定》采用索氏抽提法进行测定；肌肉中灰分质量分数根据GB/T 9695.18—2008《肉与肉制品总灰分测定》采用直接灰分法进行测定。

1.3.4 胆固醇含量的测定

肌肉中胆固醇含量参照GB 5009.128—2016《食品安全国家标准食品中胆固醇的测定》中高效液相色谱法进行测定。

1.3.5 肌肉中脂肪酸质量分数的测定

1.3.5.1 脂肪酸的提取

根据Folch等[10]的方法进一步调整：称取5 g已均质肌肉组织，加入三氯甲烷-甲醇混合液（体积比2∶1），振摇2 h，浸泡8 h后用G 3漏斗过滤，滤液中加入5 mL 20 g/100 mL氯化钠溶液，静止分层，下层的三氯甲烷层即为脂肪提取液。通过无水硫酸钠脱水后，40 ℃旋转蒸发浓缩得到脂肪。然后加入0.5 mol/L的氢氧化钠-甲醇溶液5 mL，70 ℃下回流5 min，进行脂肪皂化，随后加入5 mL的三氟化硼-乙醚溶液，70 ℃下回流2 min，进行脂肪甲酯化。最后加入2 mL色谱纯正己烷，70 ℃下回流1 min后，加入5 mL饱和NaCl溶液，静置10 min，吸取出1 mL正己烷层于进样瓶中，用0.22 μm有机滤膜过滤后，进行气相色谱分析。

1.3.5.2 气相色谱-质谱条件

气相色谱条件：色谱柱为反相色谱柱（100 m×0.25 mm，0.20 μm），载气为氦气，载气流速为1 mL/min，进样口温度：240 ℃，进样量为1 μL，分流比为100∶1。采用程序升温，初始温度为60 ℃，保持1 min，然后以20 ℃/min的速率升至120 ℃，保持1 min；然后以5 ℃/min的速率升至240 ℃，保持15 min。

质谱条件：离子源温度为300 ℃，传输线温度240 ℃，质量扫描范围50～500 m/z，溶剂延迟时间4 min。

1.3.6 脂质氧化性能的测定

称取4 g肉样，加入20 mL质量分数75%三氯乙酸溶液（含质量分数0.1% EDTA），振荡30 min，双层滤纸过滤2 次。取5 mL上清液于10 mL离心管中，并加入5 mL 0.02 mol/L TBA溶液，90 ℃水浴40 min，冷却1 h，1 600 r/min离心5 min。取8 mL上清液，加5 mL三氯甲烷摇匀，静置分层，取上清液分别在532 nm和600 nm波长处测定其吸光度。按下式计算硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substance，TBARS）含量。用丙二醛的含量来表示TBA值。

1.4 数据分析

数据用SPSS.19.0统计软件进行单因素方差分析和Pearson相关系数分析，用Origin Pro 8.5软件作图。

2 结果与分析

2.1 饲养方式对苏尼特羊屠宰性能和胴体品质的影响

由表1可知，两种饲养方式下屠宰性能差异显著。舍饲组中宰前活体质量、体长、体高和胸围都显著大于舍饲组（P＜0.05）。放牧组中屠宰率、总骨质量和净肉质量显著小于舍饲组（P＜0.05）；而骨肉比显著大于舍饲组（P＜0.05）。两种饲养方式下胴体品质间存在差异。放牧组中胴体质量和眼肌面积都显著低于舍饲组（P＜0.05）。胴体长和胴体深差异不显著（P＞0.05）。就屠宰性能而言，两种饲养方式相比较，放牧饲养羊屠宰性能没有优势，舍饲饲养模式有利于产肉率提高。

表1 饲养方式对苏尼特羊屠宰性能和胴体品质的影响Table1 Effects of feeding regime on slaughter performance and carcass characteristics of Sunit sheep

2.2 饲养方式对苏尼特羊羊肉品质的影响

表2 饲养方式对苏尼特羊羊肉品质的影响Table2 Effects of feeding regime on meat quality of Sunit sheep meat

如表2所示，在两种饲养方式下pH0和pH24无显著差异（P＞0.05）。肌肉的pH值是反映家畜宰后肌肉糖原降解速率的重要指标，也是鉴定正常肉质或异常肉（PSE肉和DFD肉）的依据[11]。本实验排酸过程中pH值从6.50到5.86间变化，说明羊肉品质较优。极限pH值约为5.86，符合先前报道的消费者易接受正常羊肉的pH值范围（5.8～6.0）[12]。也有研究表明排酸过程中pH值的变化速度和幅度是改善肉品品质的重要因素之一，对肉色、系水力、多汁性和货架寿命等指标均有影响。肉色是另外一个评价肉及肉制品的重要指标。放牧组中肌肉的亮度（L*值）和黄度（b*值）显著大于舍饲组（P＜0.05）；红度（a*值）差异不显著（P＜0.05）。Carrasco[13]和Ripoll[14]等也证明了放牧羊肉的黄度要显著大于育肥羊，与本实验结果一致，其主要原因可能是放牧方式下羊的运动量比较高。放牧组中皮下脂肪的a*值和b*值显著高于舍饲组（P＜0.05）；亮度差异不显著（P＞0.05）。Tom[3]和Priolo[15]等研究进一步证明了放牧方式有利于皮下脂肪红度和黄度增加，分析其原因可能是放牧羊脂肪表面存在较多的胡萝卜素和血红蛋白。肉的嫩度也是一个消费者最重视的食用品质，是反映肉质地的重要指标之一。它主要决定于肌肉组织各组分及肌肉内部的生物化学变化对各组分特性的改变。本实验中放牧羊肉的剪切力显著低于舍饲羊（P＜0.05），表明放牧羊羊肉较嫩。分析其原因可能与两种饲养方式下饮食不同造成的，也可能与肌内脂肪的含量有密切关系，本实验结果进一步验证了Hamdi等[16]的研究结果。

2.3 饲养方式对苏尼特羊常规营养物质的影响

表3 饲养方式对苏尼特羊常规营养物质的影响Table3 Effects of feeding regime on meat nutrient composition of Sunit sheep meat

由表3可知，两种饲养方式下苏尼特羊羊肉中蛋白质、水分和灰分质量分数差异不显著（P＞0.05）。一些研究者的研究也表明饮食中补充高能量物质也不能改变胴体蛋白质的含量[17]。肌内脂肪对肉的多汁性和嫩度等食用品质影响很大，而脂肪酸的组成在一定程度上决定了肉的风味和营养价值。肌内脂肪的质量分数通常受到动物品种、年龄、性别和饲养方式等因素的影响，本研究中饲养方式对肌内脂肪的质量分数有显著影响，且放牧组低于舍饲组（P＜0.05）。分析其差异存在的原因可能是舍饲羊饮食中含有较高的脂肪；从分子生物学的角度来说，肌内脂肪沉积受到脂肪代谢相关基因的调控，比如过氧化物酶体增殖物激活受体γ、乙酰辅酶A羧化酶（acetyl CoA carboxylase，ACC）和肉碱脂酰转移酶（carnitine palmitoyltransferase I，CPT1）等[18-19]。有研究表明富含不饱和脂肪酸的饲料可以抑制ACC和CPT1基因，抑制肌内脂肪的沉积[20]。由于牧草中含有较高的不饱和脂肪酸，所以进一步验证放牧羊肌内脂肪低于舍饲羊。两种饲养方式下胆固醇含量没有显著差异（P＞0.05），但胆固醇代谢与机体生命活动有密切的联系。有研究表明牛肉中胆固醇含量与其大理石花纹可能存在一定的关系，但与血液中胆固醇含量没有线性关系[21]。通过相关性分析可知，胆固醇含量和硬脂酸的含量成负相关（R＝-0.436，P＝0.708）；与硬脂酸的含量呈正相关（R＝0.425，P＝0.220）。

2.4 饲养方式对苏尼特羊羊肉中脂肪酸的影响

表4 饲养方式对苏尼特羊脂肪酸的影响Table4 Effects of feeding regime on fatty acid composition in Sunit sheep meat

从表4中可以看出，两种饲养方式下苏尼特羊肌肉组织中主要以油酸、棕榈酸和硬脂酸为主，约占75%～78%，其质量分数依次为油酸＞棕榈酸＞硬脂酸[22]。放牧组中MUFA质量分数显著低于舍饲组（P＜0.05），而PUFA质量分数显著高于舍饲组（P＜0.05）。饲养方式对SFA的含量无显著影响（P＞0.05）。

两种饲养方式下肌肉组织中SFA主要以棕榈酸和硬脂酸为主。舍饲组中棕榈酸和癸酸质量分数显著高于放牧组（P＜0.05）；硬脂酸和月桂酸质量分数差异不显著（P＞0.05）。MUFA主要以棕榈油酸和油酸为主。舍饲羊肉中油酸质量分数显著高于放牧羊肉（P＜0.05），而棕榈油酸质量分数在两组中差异不显著（P＞0.05）。这与Vasta等的研究结果相一致，这可能与牧草中PUFA含量较高有关系[23]。

由表4可知，两种饲养方式对长链脂肪酸的质量分数有显著影响。放牧组中亚油酸质量分数显著低于舍饲组（P＜0.05），亚油酸作为风味物质分解合成的重要底物，对羊肉的风味形成起着重要作用，其同分异构体主要包括C18:2cis-9，trans-11和。有研究表明共轭亚油酸是对人体有益的长链脂肪酸，具有抗肿瘤、抗衰老和抗动脉粥样硬化等重要的生理功能[25]。本研究发现放牧羊中C18:2cis-9，trans-11质量分数显著高于舍饲组（P＜0.05），表明放牧羊具有较高的营养价值。亚麻酸是长链脂肪酸合成的前体物质，具有广泛的生物学意义，并且对人体健康是有益的。二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）和二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）是两种功能性长链脂肪酸，具有抗氧化、抗衰老作用，可用于健脑补脑，提高记忆力及思维能力，对记忆力减退、阿尔茨海默症有一定疗效[26]。本研究中放牧组α-亚麻酸、EPA和DHA质量分数显著高于舍饲组（P＜0.05），分析其原因可能是放牧组饮食中富含PUFA，特别是亚麻酸。亚麻酸可刺激机体脂肪酸合成酶基因和脂肪酸脱氢酶基因的表达，也可能是促进瘤胃微生物脂肪酸代谢的氢化反应，进一步有利于PUFA的沉积[27-28]。放牧组中n-3 PUFA质量分数显著高于舍饲组（P＜0.05），其数值分别为3.01和0.48。放牧条件下n-6/n-3比例接近欧美等国家推荐的4∶1，营养专家认为合理的n-6/n-3比例有利于降低血压、抑制不规律心脏跳动，维持能量平衡、糖代谢和抑制其他慢性疾病的发生以及促进正常的生长发育[29]，从而进一步表明放牧羊具有较高的营养价值，如何改善育肥羊营养价值是未来课题研究的核心。

2.5 饲养方式对苏尼特羊脂质氧化性能的影响

图1 饲养方式对苏尼特羊脂质氧化性能的影响Fig.1 Effects of feeding regime on lipid oxidation in Sunit sheep meat

脂质氧化程度主要由TBA值来表示，TBA值越大，说明脂质氧化程度越大；反之亦然。由图1可知，贮藏3 个月后放牧组羊肉的TBA值显著低于舍饲组，说明放牧组羊肉抗氧化能力比较强，有利于延长货架期。脂质氧化是肉类加工和贮藏过程中脂类物质发生的化学变化，脂质氧化主要包括自动氧化和酶促氧化两种方式。酶促氧化主要是脂肪氧化酶催化不饱和脂肪酸发生氧化反应，催化底物主要以花生四烯酸为主，亚油酸也可作为催化底物。本研究中舍饲羊肉中花生四烯酸和亚油酸高于放牧羊，有利于酶促氧化反应的进行，这也是放牧组羊肉具有较高的抗氧化性能的主要原因之一[30]。在贮藏过程中，脂质氧化除了产生不良风味，也会对羊肉色泽有显著影响。陈骋的研究表明在贮藏过程中由于脂肪氧化，肉色逐渐变暗[31]。