日粮中添加湿发酵饲料对育肥猪肉品质及抗氧化性能的影响

任向蕾，吴菊清，谭建庄，卞宝国，杜宏，李春保,

（1.南京农业大学食品科技学院肉品加工与质量控制教育部重点实验室，江苏南京 210095；2.淮安拾分味道食品有限公司，江苏淮安 211700）

猪肉在人们餐桌上一直是占有绝对优势的动物性食品，随着生活水平的提高，消费者对肉及肉制品的追求也由量转向质。然而，肉质欠佳是我国生猪发展面临的诸多问题之一，改善肉品质便成为了研究者们当下追求的目标。影响肉品质的因素众多，包括品种筛选、环境条件、营养调控及饲养管理等，其中营养调控技术是改善肉质的重要途径。动物营养调控技术是指根据动物的生长发育规律，调配适宜的营养成分与含量并应用到动物的生长过程中，使其生长发育朝着人们的意愿方向发展。由于日粮中的营养物质会参与畜禽机体内脂肪和蛋白质的合成与代谢过程，且营养物质作用机理研究的逐步深入为开发新型饲料配方提供了理论依据，凭借营养调控技术去改善猪肉品质特性成为了最直接有效的一种技术方法。

发酵饲料指将微生物和复合酶作为生物饲料发酵剂菌种，实现从饲料原料到微生物菌体蛋白、生物活性小肽类氨基酸、活性益生菌和复合酶制剂为一体的转变。一方面，发酵饲料将工农副产品利用起来，扩大了饲料原料范围，绿色环保；另一方面，发酵饲料具有香味独特、氨基酸种类更加均衡等优点。Luo 等的研究揭示了用发酵豆粕替代母猪基础日粮中的豆粕，可以降低母猪血清中丙二醛、皮质醇和8-异前列腺素F2的水平，并提高了仔猪出生后第14 和21 d 的平均体重，这说明发酵豆粕有优于普通豆粕的抗氧化性能，并能够提高猪的生产性能。Okeke 等通过研究玉米籽粒经过微生物发酵后对仔猪生长性能的影响，发现发酵玉米的风味及安全性提高，进一步增强了仔猪食欲，降低腹泻率。任雪荣、Choi 等研究发现经过微生物发酵的麸皮可以有效提高水溶性麸皮多酚的利用率，较发酵前提高294.41%，从而增强抗氧化活性；而王震的研究进一步发现了食用添加10%枯草芽孢杆菌发酵的饲料后育肥猪血清中总超氧化物歧化酶（SOD）活性显著升高（<0.05），即发酵麸皮的抗氧化性可以在育肥猪中得到体现。

目前，关于日粮中添加混合菌种发酵的饲料对猪肉品质影响的研究鲜见报道，因此为研究发酵饲料对育肥猪肉品质及抗氧化能力的影响，本实验以三元猪为研究对象，分别饲喂基础饲料和发酵饲料，通过测定基础品质、抗氧化能力和电子鼻气味差异，并进行感官评价，揭示添加10%湿发酵饲料后对育肥猪品质的影响，以期为发酵混合饲料在生猪养殖中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

健康三元猪 45 kg 左右，115 日龄，240 头，汉世伟食品集团；基础日粮、发酵饲料 安徽天邦生物公司；总抗氧化能力（T-AOC）试剂盒、超氧化物歧化酶（SOD）测定试剂盒、谷胱甘肽过氧化物酶（GSHPX）测试盒、丙二醛（MDA）测试盒、蛋白质羰基含量测试盒、蛋白定量（TP）测定试剂盒 南京迈博生物科技有限公司建成生物工程研究所。

Fiveeasy 台式pH 计 瑞士Mettler Toledo 公司；CR-300 色差仪 日本柯尼卡美能达公司；AUY120电子分析天平 日本岛津公司；TW20 水浴锅 德国Julabo 公司；C-LM3B 数显式肌肉嫩度仪 东北农业大学工程学院；TVM002-T2 定时涡旋混匀仪器上海泰坦科技股份有限公司；PF10446 纯水机美国Thermo 公司；CDX24 组织破碎仪 法国Bertin公司；Avanti J-C 高速冷冻离心机 美国Beckman Coulter 公司；Synergy-2 酶标仪 美国Biotek 公司；Type HM100 刀式研磨仪 北京格瑞德曼仪器设备有限公司；PEN3 便携式电子鼻 德国艾尔森斯检测公司

1.2 实验方法

1.2.1 动物分组及饲养管理 将初始体质量无显著差异的240 头三元猪随机分成2 组，每组120 头。对照组饲喂基础日粮（豆粕、玉米、麸皮），样品组在基础日粮中添加10%的湿发酵饲料，湿发酵饲料以基础日粮为原料，由芽孢杆菌、乳酸菌（粪肠球菌、嗜酸乳杆菌）混合菌种发酵制得。实验猪实验期间自由采食饮水，日常管理及免疫均按公司规定执行，饲养至175 日龄出栏。

1.2.2 样品前处理 在淮安拾分味道食品有限公司进行屠宰与采样。在生产线上测定猪胴体后腿肌肉pH，宰后60 min 取后腿肌肉样品于无菌均质袋中，由低温运输车运回实验室，放入−20 ℃冻库中保存。取4 g 肉样于冻存管中，放入液氮，随后转入−80 ℃超低温冰箱中保存，用于抗氧化指标的测定。

1.2.3 pH的测定 参照中华人民共和国农业行业标准NY/T 2793-2015《肉的食用品质客观评价方法》，将校准后的pH 计的玻璃电极一端插入肉样中，待读数稳定后即为所测定的pH，每个样品测定三次，取平均值。

1.2.4 肉色的测定 参照NY/T 2793-2015，将冻肉于4 ℃冷库中解冻，沿肉样肌纤维垂直的方向取5.0 cm×4.0 cm×3.0 cm 的肉块，将肉样平放在托盘上，新切面朝上。之后置于4 ℃冷库中避光静置30 min。将色差计的镜头垂直于肉面上，镜头紧扣肉面，测定并分别记录亮度值（L）、红度值（a）、黄度值（b），每个样品随机测定三个点，取平均值。

1.2.5 滴水损失率的测定 参照NY/T 2793-2015，沿纤维方向将肉样切成2.0 cm×3.0 cm×5.0 cm 肉条，称重，用铁勾悬挂肉条的一端，悬挂于聚乙烯塑料袋中，充气，扎紧袋口，悬挂于4 ℃冷库中24 h，取出肉条，定性滤纸吸干水分，再次称重，吊挂前后重量损失占其原重量的百分比即为滴水损失率。

1.2.6 剪切力的测定 参照 NY/T 2793-2015，将肉样于4 ℃解冻后，沿与肌肉长轴垂直的方向切取5.0 cm×4.0 cm×2.6 cm 的肉块放在室温下平衡30 min，随后放入塑料蒸煮袋中，将温度计探头由上而下插入至肉块中心，记录肉块的初始温度，封紧开口处，72 ℃水浴至中心温度达到70 ℃时，立即取出肉样，流水冷却30 min，滤纸吸干表面水分。将肉样放在4 ℃冷库中，12 h 后取出，放在室温下平衡0.5 h，用定性滤纸吸干表面的汁液，用双片刀（间距1.0 cm）沿肌纤维方向分切成5～6 个1.0 cm×1.0 cm 的肉块，用嫩度仪测定剪切力，沿肌纤维垂直方向剪切肉柱，记录剪切力值，计算平均值。

1.2.7 抗氧化指标的测定 总抗氧化能力（T-AOC）、超氧化物歧化酶（SOD）活力、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）活力、丙二醛（MDA）含量、蛋白质羰基含量均采用南京建成生物工程研究所的试剂盒方法测定。

1.2.8 电子鼻分析 参考周慧敏等的方法，并稍作改动。称取5 g 肉于顶空瓶中，50 ℃水浴30 min，室温下平衡30 min，开始测定。如表1，设置数据采集时间为120 s，清洗时间为60 s。

表1 PEN3 便携式电子鼻传感器性能说明Table 1 Performance description of PEN3 portable electronic nose sensors

1.2.9 感官评定 挑选经过感官培训的学生16 人（8 名男生，8 名女生），组成感官评价小组。将2 组猪肉分别经焖煮之后，切成相同大小的肉块，盛放在白色一次性纸盘中内，在感官实验室内随机取样进行感官评定，评价标准见表2，感官指标权重见表3。评定每一个样品前后，必须用清水对口腔进行清洁，并休息5 min，全程不允许交流。

表2 感官评价标准Table 2 Sensory evaluation criteria

表3 感官评价指标权重Table 3 Weight of sensory evaluation index

1.3 数据处理

所有指标每组至少进行18 个生物学重复，数据分析采用SAS9.1.2 统计分析软件，组间的差异显著性采用假设检验，数据用“平均值±标准差”来表示，<0.05 为差异显著。使用GraphPad Prism 8.0 软件进行箱型图绘制，电子鼻测定结果运用其配套的Win Muster 软件对数据进行PCA 分析、Loading 分析。

2 结果与分析

2.1 品质指标分析

pH 是肉品品质的一个重要指标，它影响着肉的颜色、持水力、嫩度等。如表4 所示，对照组和样品组的pH和pH均存在显著性差异（<0.05）；且样品组具有较高的pH和较低的pH，即样品组的肉样pH 下降得较快，可能会对肉质产生一定影响。同时，由表4 可知，两个组肉样的亮度值（L）不存在显著性差异（>0.05），但是样品组的肉样拥有更高的红度值（a）和黄度值（b），即样品组的肉色泽更加鲜艳。综合来看，样品组的肉pH 下降速度较快，但并没有使肉的色泽变差，甚至红度值适当地增高，利于增强消费者的购买欲望。该结果与Mark 等的研究结果相同，pH 缓慢适当地下降有利于改善肉的颜色。对于消费者来说，肉色的鲜艳与否是评判肉品新鲜度一个重要因素。

持水力又称系水力，影响着肉的嫩度、多汁性、颜色和营养组成等品质。持水力的降低，不仅会对肉品品质带来一定的负面影响，还会造成经济损失。因此，本研究通过滴水损失来表征肉样的持水力。由表4 可知，与对照组相比较，样品组的肉样滴水损失显著降低了29.80%（<0.05），保水能力提高，即添加10%湿发酵饲料饲喂的猪肉可能更加多汁、鲜嫩，并在一定程度上能够提高经济效益。对照组较高的滴水损失率可能是成对照组红度值较低的一个因素，从Luciano 等的研究得知，水分流失会带走肌肉中的部分血红素，进而对肉色造成影响。剪切力方面，两个组之间并无显著性差异（>0.05），即说明样品组的肉样嫩度与对照组几乎无差异。发酵饲料并未明显改善猪肉嫩度，这可能与pH 下降得较快有所关联。

表4 添加10%湿发酵饲料对育肥猪猪肉品质的影响Table 4 Effects of adding 10% wet fermented feed on meat quality of fattening pigs

2.2 抗氧化指标分析

2.2.1 总抗氧化能力（T-AOC）抗氧化是抗氧化自由基的简称。机体的许多疾病都与自由基息息相关，提高与完善机体的抗氧化体系，可以有效克服自由基所带来的伤害，使机体更健康。总抗氧化能力体现的是一个体系内的各种抗氧化大分子、抗氧化小分子和酶的总的水平。因此总抗氧化能力可以一定程度上反应机体的健康水平。如表5 所示，相比于对照组，样品组的总抗氧化能力显著提高了51.90%（<0.05），表示饲喂了添加10%湿发酵饲料的猪在一定程度上更健康，肉质也更佳。这与Joris 等的研究结果一致，饲料中物质的抗氧化能力会对猪肉产生影响；而本实验中所添加的发酵豆粕、发酵麸皮都具有抗氧化性能。

表5 添加10%湿发酵饲料对总抗氧化能力的影响Table 5 Effects of adding 10% wet fermented feed on total antioxidant capacity

2.2.2 酶抗氧化保护能力（SOD 和GSH-PX）机体内的抗氧化防御体系主要由体内所固存的各种内因性抗氧化物质（如维生素E、维生素C、酸）组成的非酶保护体系以及超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）等抗氧化酶组成的酶保护体系。

SOD 反应底物是超氧化物自由基，其发生作用便可以清除体内自由基，是一种重要的抗氧化酶。如图1 所示，两组之间的SOD 活力水平存在显著性差异（<0.05），样品组表现出较高水平（提高了32.51%），即样品组的肉清除自由基的能力更强。GSH-PX 是机体内广泛存在的一种重要的催化过氧化氢分解的酶，可以起到保护细胞膜结构和功能完整的作用。GSH-PX 的活性中心是硒半胱氨酸，硒是GSH-PX 的必需部分，1 g 分子酶含有4 g 原子硒；GSH-PX 的活力可以作为衡量机体硒含量的一项生化指标。由图1 可知，样品组的GSH-PX 活力显著（<0.05）高于对照组（提高了29.63%）。这意味着，样品组的猪机体硒含量较高，还原过氧化氢的力更强。综合两个酶抗氧化指标来看，样品组的肌肉具有较高的抗氧化水平，机体清除自由基的能力更强，从而可能一定程度降低肌肉氧化程度，改善肉质，延长货架期。

图1 添加10%湿发酵饲料对酶抗氧化能力（SOD 活力、GSH-PX 酶活力）的影响Fig.1 Effect of adding 10% wet fermented feed on enzyme antioxidant capacity（SOD activity,GSH-PX activity）

2.2.3 氧化程度 动物在屠宰之后，体内的氧化-还原体系遭到破坏，氧化反应处于主导地位。现有研究表明，肌肉中脂质与蛋白质会受到活性氧（ROS）自由基的攻击，从而造成氧化损伤，给肉以及肉制品的品质带来负面影响，且研究表明脂质氧化与蛋白氧化会相互作用。

丙二醛（malondialdehyde，MDA）作为脂质氧化的终产物，常常用来反映机体内脂质过氧化的程度，间接地反映出细胞损伤的程度。如图2 所示，对照组的MDA 含量与样品组之间存在显著性差异（<0.05），且样品组的MDA 含量降低了10.73%，表明脂质氧化程度降低。研究表明，抗氧化酶的活性随着脂质过氧化程度而下降。本研究样品组的MDA含量的降低，随之两种抗氧化酶活性的提高，进一步印证了该说法。

图2 添加10%湿发酵饲料对机体氧化程度的影响Fig.2 Effect of adding 10% wet fermented feed on the oxidation degree of the organism

蛋白质游离羰基是多种氨基酸在蛋白质氧化修饰过程中的早期标志，其含量高低表明蛋白质氧化损伤程度的大小，是衡量蛋白质氧化损伤的主要指标。由图2 可知，两组的游离羰基含量不存在显著性差异（>0.05），即两组肉样的蛋白氧化程度在统计学水平上无异。而游离羰基含量不存在差异，这可能与后腿肌肉的蛋白质含量较低有关。

2.3 电子鼻分析结果

由图3 可知，对照组与样品组的臀肉成分差异较大，可以较好地区分出来，PC1 贡献率为78.08%，其中样品组样品对于PC1 的贡献率更高，即样品组样品风味更加丰富。图4 的雷达图显示，样品组在传感器W1S、W3S 上表现出较高的信号强度，而对照组在W1C、W3C、W5C 表现出较高的信号强度，一方面说明与对照组相比，样品组肉样风味物质中广泛的物质、甲烷和脂肪族化合物更加丰富，另一方面说明传感器W1S、W3S、W1C、W3C 和W5C 适用于两组猪肉之间的风味鉴别，另外，图5 可以更加明显的观察到两组猪肉对各个传感器响应信号值的差异。综上所述，电子鼻对不同组别臀肉样品具有较好的分离能力，且添加10%的湿发酵饲料可以增强猪肉的风味，使肉质得到改善。

图3 臀肉电子鼻分析PCA 图Fig.3 Hip PCA diagram

图4 臀肉电子鼻分析雷达图Fig.4 Gluteal electronic nose analysis radar chart

图5 猪肉的电子鼻传感器响应信号值Fig.5 Response signals of sensors of electronic nose data in pork

2.4 感官评定结果

由表6 可知，以焖煮方式烹饪臀肉时，样品组的风味评分、多汁感评分、整体评价以及总分均显著高于对照组，这一结果表明添加湿发酵饲料可以改善臀肉感官品质。

表6 感官评定结果Table 6 Results of sensory assessment

3 结论

本研究通过比较分析对照组和实验组的肉品品质和抗氧化能力，发现改变日粮组成可以在一定程度上改善肉品质。通过在日粮中添加10%的湿发酵饲料可以有效降低猪肉的滴水损失率，从而提高经济效益。样品组的a值显著提高（<0.05），使肉色泽更加鲜艳饱满；总抗氧化能力、SOD 活力、GSH-PX 活力显著提高（<0.05），MDA 含量显著降低（<0.05），多方面体现出实验组的肉具有更好的抗氧化能力，这意味着日粮中添加10%湿发酵饲料是能够有效延缓肌肉的营养价值、感官品质等的降低，从而改善肉质，延长肉品货架期。同时，这是一次规模较大的生猪养殖实验，对于发酵饲料组成及比例对猪肉品质的影响具有一定的参考价值。本实验并为对该发酵饲料的最适添加量进行研究，这也可能是导致某些抗氧化性能并未明显提高的原因之一，若能进一步研究，将为该发酵饲料投入市场应用提供更加可靠的理论依据。