不同饲养方式对肉羊胴体及肉品质影响的研究进展
2021-12-06张艳梅敖长金赵亚波薛树媛李长青
张艳梅,白 晨,敖长金,赵亚波,薛树媛,李长青,金 海*
(1.内蒙古自治区高校动物营养与饲料科学重点实验室,内蒙古农业大学动物科学学院,内蒙古呼和浩特 010018;2.内蒙古自治区农牧业科学院,内蒙古呼和浩特 010031)
羊肉以富含优质蛋白质、矿物元素(如铁和锌)、肉质细嫩和味道鲜美等特点而深受广大消费者青睐。不同的饲养方式直接影响肉羊的生长速度、增重及肉品质等特性,实际生产中常见的饲养方式有放牧、放牧加补饲(半舍饲)及全舍饲3 种,其中自然放牧是投入最低、动物福利最高、生态效益最佳的一种方式,也是许多国家最传统的肉羊生产方式[1]。消费者普遍认为,自然放牧饲养条件下生产的羊肉“更健康、更营养、更天然”,这意味着放牧饲养是最迎合消费者需求的一种肉羊生产方式。
在冬春季节,由于牧草适口性和营养价值降低,放牧羊营养摄入不足、生长速度缓慢、生产效率低下,因此对其进行适当补饲以满足最佳生长、胴体及肉品质生产的营养需求。本文主要综述了放牧及放牧加补饲的方式对肉羊胴体及肉品质产生的影响,以期为相关领域及消费者提供参考依据。
1 放牧饲养方式对肉羊胴体及肉品质的影响
1.1 放牧饲养方式对肉羊胴体品质的影响 由于牧草种类和饲用价值、肉羊的品种、性别、年龄和运动量的不同以及选择性采食等因素影响[2],放牧饲养肉羊的胴体质量与舍饲饲养存在明显差异。钱勇等[3]指出,放牧羊的宰前活重、胴体重、净肉重、屠宰率、净肉率、胴体脂肪含量值(GR 值)等胴体品质均显著低于舍饲羊,因为舍饲可为肉羊提供较高的日粮营养水平,且舍饲羊运动量少,能量消耗低,增重快,产肉性能较好;而放牧羊会行走较远的距离去采食,运动量增加而消耗大量能量,导致其肌肉中脂肪含量较少,瘦肉较多。Hamdi 等[4]研究指出,放牧羊的瘦肉量显著高于舍饲饲养,其肉质更加鲜嫩多汁。
放牧时,由于羊的选择性采食,即便是同品种和年龄的羊在脂肪和肌肉的沉积上也存在差异。Ponnampalam 等[5]研究表明,当同品种和同年龄的肉羊在同一草场放牧时,生长速度较快的肉羊胴体上沉积的脂肪显著高于生长缓慢的羊,表明生长速度较快的羊更易于将能量转移到脂肪的沉积上,其可能是由于放牧条件下肉羊的选择性采食导致生长较快的羊采食量升高而所摄入的能量也较高。Turner 等[6]研究指出,放牧时可利用的牧草质量将直接影响到肉羊的采食量、生产性能、胴体重及肉品质。饲用牧草的代谢能(ME)和粗蛋白质(CP)含量高时,放牧羊的胴体脂肪含量较高;当牧草饲用价值低时,肉羊的能量摄入量较低,机体需通过消耗脂肪来维持正常的代谢平衡而降低胴体的脂肪含量,从而相对提高了瘦肉的沉积率。但在不考虑性别的前提下,饲养方式相同并在相同的年龄屠宰时,羔羊的胴体品质也会相似[7]。无论哪种饲养方式,要同时考虑其胴体品质和肉品质产生的影响。
1.2 放牧饲养方式对肉羊肉品质的影响
1.2.1 感官品质 肉类产品的品质指标包括色泽、肌内脂肪(Ιntramuscular Fat,ΙMF)比例、pH、系水力、剪切力及风味(异味、香味)等。ΙMF 含量对肉的适口性、纹理、多汁性及风味等感官指标有直接影响,其至少达到4%~5%时才能保证羊肉良好的食用品质;ΙMF含量过高时富有油腻感,含量过低时肉质较为粗糙[8]。Hopkins 等[9]研究指出,去势与否及性别对幼龄羔羊体内ΙMF 的沉积几乎没有影响。相较于肌肉,脂肪是成熟较晚的组织,因此年龄较大的羊在屠宰时其皮下脂肪深度和ΙMF 含量通常较幼龄羔羊会更高[10]。
肉色是直接影响到消费者购买意愿的重要指标,会因ΙMF 和pH 等不同而产生差异[11]。由于放牧时羊的运动量增加而肌肉脂肪含量减少、肌红蛋白含量较高,因此相较于舍饲饲养方式,放牧饲养有助于提高羊肉色的红度值(Redness,a*)[3]。Ponnampalam 等[12]指出,也可能是由于放牧时羔羊的能量摄入量较低,肌肉组织中的糖原含量少而使宰后pH 较高,因此放牧羊肉亮度值(Lightness,L*)较小,颜色较暗。pH 作为决定肉品质的重要因素之一,还可对肌肉系水力和嫩度产生影响。在屠宰、储存、包装及烹饪加工过程中肌肉的水分很容易流失[13],同时也造成可溶性蛋白质和风味物质的损失,也会带走肌肉中的血红素从而影响肉色。研究指出,由于天然牧草中类胡萝卜素含量较多,因此放牧羊脂肪的黄度值(Yellowness,b*)偏高[14]。
嫩度也是感官评定中是消费者较为重视和肉品质的评价指标,主要取决于肌肉组织各组分及肌肉内部的生物化学变化程度,可用剪切力表示,剪切力值越大嫩度越低,反之嫩度越高,低于40 Ν 被认为是消费者接受羊肉嫩度的界限[15]。Perlo 等[16]指出,放牧羊肉的脂肪含量较少,而舍饲育肥羊的嫩度偏低。但张丽霞等[17]研究发现,放牧饲养条件下苏尼特羊背最长肌的嫩度高于圈养组;鲍宇红等[18]研究指出,放牧饲养岗巴羊羊肉的嫩度高于放牧加补饲和全舍饲的羊肉嫩度;De 等[2]研究指出,在不同放牧方式下饲养的羔羊肉剪切力之间没有显著差异。这可能是由于试验条件、营养水平、品种和年龄等因素的不同而引起的差异。
羊肉的风味由挥发性物质协同产生。放牧羊因采食富含脂肪酸、矿物质和抗氧化物的天然牧草,并且其运动量高,使得其肉中含有合理的脂肪酸分布及风味物质的沉积[19]。李文博等[20]指出放牧羊肉的风味品质优于舍饲饲养。但在不同类型草场上放牧时羊肉的风味也存在差异。如在豆科牧草(如苜蓿、白三叶等)上放牧的肉羊瘤胃中产生的挥发性吲哚含量显著比放牧于其他种类牧草的高,因此其风味较差[21]。
1.2.2 营养价值 肌肉中脂肪酸的种类和组成是决定肉质风味的重要因素,是评定肌肉营养价值高低的重要指标[22]。羊肉中所含的不饱和脂肪酸(Unsaturated Fatty Acid,UFA),如单不饱和脂肪酸(Monounsaturated Fatty Acid,MUFA)和多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated Fatty Acid,PUFA)、理想的n-6:n-3 比例及共轭亚油酸(Conjugated Linoleic Acid,CLA)等均有益于人体健康[23]。Simopoulos 等[24]研究指出,饮食中高n-3 PUFA 含量和低n-6:n-3 比例(最佳比例1:1~4:1)可以减少心血管疾病的发生率。
饲粮是影响反刍动物肌肉中UFA 积累的主要因素。天然牧草中18:3n-3 含量较高,18:3n-3 的有效部分能够逃脱反刍动物的瘤胃生物氢化反应,并进一步延伸为n-3LC PUFAs(Long-chain PUFA,LC PUFA)。n-3LC PUFAs 中的EPA(二十碳五烯酸,C20:5n-3)和DHA(二十二碳六烯酸,C22:6n-3)均对人体生长和认知有益[25],EPA+DHA 水平在40 mg/100 g 肉(欧盟标准)和30 mg/100 g 肉(澳大利亚和新西兰标准)时被称作是具有理想n-3PUFA 浓度的优质羊肉[26]。反刍动物肌肉中UFA 组成比例与所食牧草中UFA 组成比例基本一致,因此放牧饲养方式是增加其肌肉中n-3 PUFA 含量的有效策略之一[27]。袁倩等[28]研究指出,放牧饲养苏尼特羊肉中MUFA、PUFA(n-3 PUFA、CLA、EPA 和DHA)相对含量均显著高于舍饲组。Ponnampalam 等[29]研究指出,放牧饲养的羔羊肉中n-3 PUFA 含量和PUFA:SFA(Saturated Fatty Acid,SFA)比例高于舍饲组,且n-6:n-3 比例低于舍饲饲养。放牧时,肉羊采食的牧草可促进瘤胃中负责氢化过程的纤维分解微生物的生长,从而增加肌肉CLA 和异油酸(C18:1 trans 11,CLA 前提物)含量[30],CLA 具有抗癌、抗糖尿病和抗脂肪生成等作用[31]。Guler 等[32]研究指出,放牧羔羊肌内及皮下脂肪组织中CLA 含量显著高于舍饲。因此,放牧饲养羊肉中的CLA 含量也较高。但对于瘤胃不发达的哺乳期羔羊来说,母乳中的脂肪酸分布可直接反映在羔羊脂肪组织中(类似于单胃动物),即哺乳期羔羊肉中月桂酸(Lauric Acid,C12:0)和豆蔻酸(Myristic Acid,C14:0)含量起初很高,但是断奶并给予固体饲料后SFA 浓度就开始逐渐降低[33]。
不同种类和物候期牧草的n-3 PUFA 含量也具有差异。如相较于枯黄期牧草,青草期牧草可以为放牧羊提供更高的n-3 PUFA 水平[34]。Fraser 等[35]指出,豆科类饲用牧草作为一种固氮植物具有卓越的营养价值,并且其PUFA:SFA 比例较高,因此放牧在豆科牧草上的羔羊肉中油酸(C18:1)、亚油酸(C18:2)、亚麻酸(C18:3)及PUFA:SFA 比例显著高于禾本科牧草,并且发现其羔羊的采食量也最高[36]。Fisher 等[37]指出,由于不同品种的羊具有不同的采食习性而喜爱采食不同种类牧草,因此其肌肉脂肪及脂肪酸含量也存在差异,进而呈现出不同的肉品质。不同种类混合牧草对肉羊脂肪组成及抗氧化性影响不同。如菊苣(chicory)+箭叶三叶草能够显著提高放牧羊肉中有益脂肪酸的比例,而苜蓿+虉草能显著提高肌肉中维生素E 含量,减少氧合肌红蛋白到肌红蛋白的转化,进而提高其氧化稳定性及保质期[38]。
1.2.3 氧化稳定性 肉中有益于人体健康的PUFA 水平升高可能会损害其氧化稳定性。肌肉组织的氧化稳定性主要取决于肌肉中抗氧化物和氧化物之间的平衡[39],通常用硫代巴比妥酸(TBARS)法测定脂质氧化的程度,所形成的化合物丙二醛(MDA)含量应低于1 μg MDA/g羊肉[40]。在大多数情况下,肌肉脂质过度氧化会产生酸败、异味和肉色的恶化等而降低其营养价值,并缩短肉品的货架期进而影响销售[41]。如肉的氧化稳定性较低时,会出现明显的褐色[42]。Morrissey 等[43]研究表明,如果肉羊所摄入维生素E、酚类等抗氧化物质较少,富含PUFA 的饲粮可以改变肉类的氧化状态,使肉类产生氧化而变质。天然牧草中含有丰富的具有抗氧化性能的次生代谢物(萜类、酚类等),能沉积到放牧羊的肌肉当中,与其抗氧化防御系统结合去抵御氧化性介质,因此放牧羊肉的氧化稳定性普遍较高[44]。Ponnampalam等[45]指出,天然牧草中所含的维生素E 能抑制放牧饲养羊肉中的脂质过度氧化。罗玉龙等[46]研究指出,放牧饲养苏尼特羊肉氧化稳定性高显著高于舍饲饲养,其可能也与放牧羊的运动量大,提高了其肌肉中抗氧化酶的活力有关。
不同种类牧草的抗氧化物含量也存在差异。紫花苜蓿的多酚类含量虽然较低,但是维生素E 含量(>3.4 μg/g)较高,因此其可有效防止肉质氧化[47]。但也有研究指出,豆科植物中维生素E 含量比禾本科植物少,因此放牧于此类牧草反刍动物肉的氧化稳定性及货架期要低于禾本科牧草[48]。Smeti 等[49]研究指出,唇形科植物富含天然抗氧化剂(如维生素E、黄酮类和硒等),可延缓或抑制肉的氧化,改善肉品质和保质期。但是,不同物候期牧草的抗氧化物含量也具有差异。Ricardo 等[34]研究指出,相较于枯黄期牧草,青草期牧草可以为放牧羊提供更高的抗氧化物质(如维生素E))浓度,从而提高肉的氧化稳定性。
2 放牧加补饲饲养方式对肉羊胴体及肉品质的影响
2.1 放牧加补饲饲养方式对肉羊胴体品质的影响 草原上的牧草产量、质量随季节的变化而波动,四季营养不均衡。恶劣的气候条件、过度放牧以及枯黄期牧草的利用率、饲用价值、产草量和适口性降低等均可导致放牧羊的采食量下降、营养摄入不足,因此需要通过补饲来实现肉羊的营养均衡。补饲可改善放牧羊的营养平衡,不仅能提高其日增重,还可提高胴体品质[50]。解进等[51]指出,与纯放牧相比,呼伦贝尔羔羊放牧并补饲精料可显著增加其育肥性能和胴体品质。Turner 等[52]研究指出,萨福克羔羊放牧并补饲全棉籽时其胴体重和肋骨面积均显著高于无补饲。但不同的补饲料具有不同的效果。Hopkins 等[53]研究指出,放牧羔羊补饲燕麦青贮时其胴体品质显著高于补饲燕麦谷物。
2.2 放牧加补饲饲养方式对肉羊肉品质的影响
2.2.1 感官品质 补饲不仅能提高放牧羊的生产性能,还可改善其肉品质。金艳梅等[54]研究指出,高水平精料补饲75 d 能显著提高放牧西藏彭波半细毛羊肉营养价值,提高ΙMF 水平,改善肉的嫩度和口感。陈槟颖[55]指出,补饲精料可使放牧呼伦贝尔羊的肉色变深。但不同的补饲料具有不同的影响。如Hopkins 等[56]研究指出,放牧于灌木草场并补饲燕麦或苜蓿干草时均可对羊肉的风味产生影响,其中补饲苜蓿干草的羊肉膻味较重。Devincenzi 等[57]指出,放牧在苜蓿草场羔羊脂肪组织中吲哚和粪臭素(3-甲基吲哚)含量较高,这是由于苜蓿中可降解蛋白质含量高而使反刍动物瘤胃微生物降解色氨酸所产生的挥发性化合物如(粪臭素)含量增加,过量的粪臭素储存在脂肪组织,使羊肉产生膻味,但是对其补饲富含缩合单宁的红豆草(豆科牧草)颗粒料(15 g DM/kg 活重)时可显著降低吲哚和粪臭素含量,进而改善羊肉风味。含有缩合单宁的植物对反刍动物蛋白质降解、温室气体排放和体内寄生虫数等具有缓解作用[58],并且还可减少瘤胃生物氢化作用对PUFA 的影响,从而提高反刍动物产品品质[59]。
2.2.2 营养价值 反刍动物肌肉中的脂肪酸组成可通过饲喂含有特定脂肪酸组成的饲料来调控,进而改变其肉品质,如使用富含n-3 PUFA 的亚麻籽和鱼油、油籽粕及高能量谷物。Mujić 等[60]研究指出,放牧羔羊补饲添加亚麻籽的300 g 精料+5%亚麻籽/(d·只)时可显著增加其大网膜脂肪组织中PUFA 和n-3 PUFA 的比例。近几年,也有研究使用藻类(富含长链n-3 脂肪酸)作为放牧羊的补饲料,以增加肌肉中n-3 脂肪酸含量。Ponnampalam 等[61]研究指出,放牧于低质量黑麦草牧场的羔羊补饲藻类饲料时,其肌肉中EPA 和DHA 含量均提高,这可能是由于瘤胃中的生物氢化作用,提高了肌肉和脂肪组织中PUFA 的水平。Griinari 等[62]指出,油籽或者油脂类作为放牧羊的补饲料可提高肌肉中异油酸(C18:1trans-11)含量,异油酸是PUFA 在瘤胃生物氢化过程的主要中间产物。对放牧羊补饲等高能量不同蛋白质水平的精料也可提高其胴体品质和脂肪酸组成,显著降低n-6:n-3[63]。
2.2.3 氧化稳定性 放牧羊补饲富含PUFA 的饲粮时,虽可增加其肌肉中PUFA 水平,但如果饲粮中没有足够浓度的抗氧化物质,以及肉中抗氧化物含量较低时,富含PUFA 的肉在贮藏和加工过程中易发生脂质氧化而引起风味的恶化和肉品质的下降。非酶抗氧化防御系统(如维生素E、酚类等)可清除体内多余活性氧,是体内主要的防线,而酶系防御系统(如SOD、GSH-Px)的激活可能会慢于非酶系统[64]。研究指出,反刍动物摄入维生素E 含量较高的牧草时,可保护其肌肉中PUFA 和肌红蛋白等脂类不被氧化[65]。Jose 等[66]指出,在饲料中添加维生素E 可改善羊肉的氧化稳定性。Hamdi 等[67]指出,放牧羊补饲含有玉米、大麦、豆粕、矿物元素和维生素添加剂的精料时,其肉的营养价值与氧化稳定性均显著提高。牧草中的酚类化合物可以使羊肉具有更高的抗氧化稳定性,并且维生素E 和多酚类的结合比单独的维生素E 更有效,因为多酚类可以保护维生素E 不被消耗[68]。放牧于苜蓿草场的羔羊补饲富含缩合单宁的红豆草并没有对其肉的氧化稳定性产生有益效果,但能提高肉中有益脂肪酸的比例[69]。Ponnampalam 等[70]研究指出,采食富含天然维生素E 牧草时羔羊体内维生素E 的沉积效率高于以维生素E 作为抗氧化剂的配合饲料,其可能是由于牧草中的维生素E 通过脂类物质传递(脂溶性),而配合饲料中的维生素E 是添加到原料里,吸收性质可能不同。
3 结论与展望
相较于舍饲饲养羊肉,放牧饲养的羊肉中n-3 PUFA 和天然抗氧化物质含量高、n-6:n-3 比例低,不仅营养价值高,还具有较高的氧化稳定性,并且胴体脂肪含量较少、瘦肉较多,具有较高的食用品质,更迎合消费者的口味;放牧羊进行适当的补饲不仅可提高其胴体质量,还可改善肉品质,并且不同的补饲料具有不同的效果。
牧草种类及饲用价值、动物的品种、选择性采食和运动量的不同等因素均可对放牧羊的胴体和肉品质产生影响。但是概括来说,营养和遗传是影响肉羊胴体及肉品质最为直观的两大因素。在未来,可通过采用优良品种的选育、人为干预改善天然牧草的饲用价值以及科学的饲养管理等手段来改善放牧肉羊的养殖效率,提高羊肉的营养价值和品质,合理发展放牧饲养系统。