日粮添加复合菊芋多糖和苜蓿多糖对鸭肉食用品质的影响

孙海磊　赵娟　王明晖　李一凡　李久庆　孙京新　张泽民　王胜

摘 要：研究日粮添加复合菊芋多糖和苜蓿多糖（质量比1∶1）对鸭肉食用品质的影响。结果表明：日粮添加500 mg/kg复合植物多糖显著提高了鸭胸肉宰后24 h的pH值（P＜0.05）；复合植物多糖组的红度值（a*）有所上升，亮度值（L*）和黄度值（b*）有所下降，改善了肉色；复合植物多糖使鸭肉的剪切力下降30.23%，极大提高了鸭肉嫩度，显著降低了脂肪氧化程度（P＜0.05）；此外，低场核磁共振结果显示，日粮添加复合植物多糖可以减少水的自由度，降低鸭肉的水分损失；拉曼图谱结果表明，复合植物多糖可以增加鸭肉肌原纤维蛋白α-螺旋含量，增加了蛋白二级结构稳定性；挥发性风味物质结果分析显示，复合植物多糖可以显著降低戊醛、己醛等腥味物质的含量，起到改善鸭肉腥味的效果。

关键词：鸭肉；复合植物多糖；食用品质；腥味

Effect of Combined Dietary Supplementation of Jerusalem Artichoke Polysaccharide and Alfalfa Polysaccharide on Eating Quality of Duck Meat

SUN Hailei1， ZHAO Juan2， WANG Minghui1， LI Yifan3， LI Jiuqing4， SUN Jingxin1，*， ZHANG Zemin5， WANG Sheng6

（1.College of Food Science and Engineering， Qingdao Agricultural University， Qingdao 266109， China;

2.Shandong Shengyao Biotechnology Co. Ltd.， Jining 272000， China; 3.New Hope Liuhe Group Co. Ltd.， Qingdao 266109， China;

4.Shandong Tengzhou Animal Husbandry and Fishery Service Center， Tengzhou 277500， China; 5.Shandong Huisheng Food

Co. Ltd.， Dezhou 251500， China; 6.Shandong Hekangyuan Biological Breeding Stock Co. Ltd.， Jinan 250101， China）

Abstract： The aim of this study was to explore the effect of combined dietary jerusalem artichoke polysaccharide and alfalfa polysaccharide （m/m = 1：1） on the eating quality of duck meat. The results showed dietary supplementation of

500 mg/kg of plant-derived polysaccharides significantly increased the pH at 24 h postmortem （pH24 h） （P < 0.05）， increased the color parameter a* value， and decreased the L* and b* values， indicating improved meat color. In addition， the shear force was reduced by 30.23%， the tenderness was greatly improved， and the degree of lipid oxidation was significantly decreased （P < 0.05）. Moreover， low-field nuclear magnetic resonance （NMR） revealed that dietary addition of plant-derived polysaccharides reduced the freeness of water and decreased water loss. Raman spectra showed the content of α-helix was increased， demonstrating improved stability of protein secondary structure. Analysis of volatile flavor compounds showed that the contents of off-flavor compounds such as pentanal and hexanal were significantly decreased.

Keywords： duck meat; combined supplementation of plant-derived polysaccharides; eating quality; off-flavor

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20230529-051

中圖分类号：TS251.1                                       文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2023）07-0001-07

引文格式：

孙海磊， 赵娟， 王明晖， 等. 日糧添加复合菊芋多糖和苜蓿多糖对鸭肉食用品质的影响[J]. 肉类研究， 2023， 37（7）： 1-7. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20230529-051.    http：//www.rlyj.net.cn

SUN Hailei， ZHAO Juan， WANG Minghui， et al. Effect of combined dietary supplementation of jerusalem artichoke polysaccharide and alfalfa polysaccharide on eating quality of duck meat[J]. Meat Research， 2023， 37（7）： 1-7. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20230529-051.    http：//www.rlyj.net.cn

近年来，鸭肉及其产品在全球市场上快速发展[1]。鸭肉因其高蛋白、富含维生素、低胆固醇以及人体吸收率高等特点被认为是一种健康的动物性食品[2]。在中国传统饮食文化中，有各种各样的鸭肉食品，如北京烤鸭、南京干鸭肉、水煮咸鸭肉和甜皮鸭。这些鸭肉产品以其美味的口感和独特的地方风味受到国内外消费者的喜爱。然而，人们对生鸭肉的接受程度较低，目前超市较少出售冷鲜鸭肉，网购平台上的鸭肉相关食用产品也较少。原因是鸭肉本身缺乏弹性，而且具有鸭腥味[3]。此外，随着高能量饲料大量使用，鸭肉脂肪含量显著增加，造成鸭肉整体品质下降。因此，对于鸭肉品质的提升以及腥味改善亟需解决。为了解决鸭肉的腥味，许多学者进行了相关研究。陈梦飞[4]研究低温真空蒸煮技术对鸭肉风味的影响，结果表明，该技术可以降低醛类物质的含量，使腥味物质含量降低。此外，还有学者通过将β-环糊精[5]和抹茶粉[6]等加入鸭肉中，从而包埋或掩盖鸭肉腥味。但是目前对鸭肉腥味的去除主要集中在后期加工方面，从源头生产出“无腥鸭”的研究还较少。

植物多糖泛指从各种植物体内提取的能够维持正常生理活动的天然多糖类化合物。植物多糖在免疫调节、抗氧化、抗炎症等方面具有积极效果[7]。此外，植物多糖对于肉的风味也有改善作用[8]。菊芋多糖是最早在菊科植物中发现的一种多糖。菊芋多糖可以在人消化道中抵抗消化酶的水解，被肠道中有益的乳酸菌和双歧杆菌发酵利用，增强肠道健康[9]。此外，菊芋多糖在降低动物脂肪方面有积极作用[10]。但是，也有学者认为菊芋多糖对于禽类产品肉质的改善作用有限[11]。苜蓿多糖是从苜蓿中提取出的一种具有生物活性的高分子多糖。苜蓿多糖在家禽饲喂中的主要优势集中在提高免疫调节能力、改善生产性能以及改善肉质等[12-13]。苜蓿多糖具有很强的抗氧化能力，可以通过提高抗氧化酶活性并消除羟自由基和活性氧自由基，从而保护细胞膜结构的完整性和减少过氧化物的形成[13]。单一的植物活性多糖并不具备同时改善动物所有性能的作用，因此将不同功效和种类的多糖相互结合，可以克服单一多糖作用的局限性，甚至能产生协同作用。目前，关于菊芋多糖和苜蓿多糖在动物上的研究主要集中在抗氧化和免疫性能方面，关于动物肉品质，特别是鸭肉品质和腥味方面的研究还较少。

因此，本研究将菊芋多糖和苜蓿多糖复合形成的复合植物多糖添加到肉鸭日粮中，通过测定肉鸭宰后的pH值、肉色、蒸煮损失率、剪切力、脂肪氧化、水分分布、蛋白二级结构及挥发性化合物等指标，探究复合植物多糖对鸭肉品质和腥味的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

选用120 只日龄21 d、体质量相近的健康、混合性别的樱桃谷鸭，随机平均分配到12 个笼中。每笼随机分配至2 种饲粮处理，每个处理6 个重复。1 个处理组饲喂基础饲粮（对照组），另1 个处理组在基础饲粮中添加500 mg/kg复合植物多糖（复合植物多糖组）。实验期间，鸭可通过自动投喂设备自由获取饲料和淡水，饲喂35 d时屠宰取鸭胸肉。随后在4 ℃环境下6 h内运回实验室进行相关实验。

菊芋多糖和苜蓿多糖均由山东晟耀生物科技公司提供，将2 种多糖按照质量比1∶1进行预混，配制形成复合植物多糖。

氯化钠（NaCl）、Tris-HCl、乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA）、Triton X-100、乙二胺四乙酸二钠（ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt，EDTA-Na2）、1，2-二氯苯、硫代巴比妥酸和三氯乙酸（均为分析纯）均购自国药集团。

1.2 仪器与设备

Seven2Go-S2 pH计 瑞士梅特勒-托利多公司；CR-400色差仪 日本Konica Minolta公司；5810R离心机 德国Eppendorf公司；TA-3000质构仪 济南赛成仪器公司；S2-A808搅拌器 深圳九阳工厂；FJ200-SH均质机 上海样品模型制造厂；MicroM.R20-025低场核磁共振（low field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）仪 上海纽迈电子科技公司；拉曼成像光谱仪和气相色谱-串联四极杆质谱联用（gas chromatography-tandem mass spectrometry，GC-MS）仪 美国赛默飞公司。

1.3 方法

1.3.1 pH值测定

pH值使用便携式pH计测定。测量前用pH 7.0和pH 4.0缓冲液校正，分别在宰后45 min和24 h时进行测定。

1.3.2 肉色测定

参考Lung等[2]的方法，在整块鸭胸肉随机取没有白色脂肪和结缔组织的3 个点测定亮度值（L*）、红度值（a*）和黄度值（b*）。色差仪使用前用白板校正。

1.3.3 蒸煮损失率测定

蒸煮前每块鸭胸肉称质量（m1，g），鸭胸肉置于真空包装袋中，并将温度计插入肉的中心用于检测温度，80 ℃水浴浸泡煮至中心温度达到70 ℃，取出冷却至室温，然后在滤纸上晾干并称质量（m2，g）。蒸煮损失率按下式计算。

1.3.4 剪切力测定

剪切力结合蒸煮损失进行测定，鸭胸肉中心温度达到70 ℃后，将每块鸭胸肉冷却至室温，然后在4 ℃下贮藏过夜。每块鸭胸肉用滤纸吸去表面水分，然后切成长条状（2 cm×2 cm×4 cm），使用质构仪测定剪切力。

1.3.5 硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substance，TBARs）值测定参考Jin Sanjun等[14]的方法，采用硫代巴比妥酸法测定脂肪氧化程度。

1.3.6 LF-NMR分析

参考Jin Sanjun等[14]的方法。取3 g生鸭肉置于LF-NMR仪中，在32 ℃下保持10 min，LF-NMR仪的质子共振频率为23.2 MHz，采集信号。检测参数设置如下：采样频率200 kHz，射频延时0.080 ms，90°脉冲宽度7 μs，180°脉冲宽度14 μs，采样点数480 016，数据半径1，采样等待时间100 ms，累加次数4，回波时间0.3 ms，回波个数800。

1.3.7 拉曼光谱测定

使用生鸭肉的肌原纤维蛋白进行拉曼光谱检测。肌原纤维蛋白的提取按照Wang Peng等[15]方法进行。将鸭肉除去筋膜，切成丁后用搅拌器研磨10 s，然后与10 倍体积的分离缓冲液（25 mmol/L NaCl、5 mmol/L Tris-HCl、5 mmol/L EDTA，pH 7.5）混合，将匀浆液在10 000×g、4 ℃条件下离心，收集沉淀物；向沉淀物中加入5 倍体积的缓冲液（0.1 mol/L NaCl、5 mmol/L Tris-HCl、5 mmol/L EDTA，pH 7.5）和0.5% Triton X-100，用均质机在12 000 r/min下均质3 次，每次30 s，每次间隔30 s，并在10 000×g、4 ℃下离心，收集沉淀物；将沉淀物分散在0.1 mol/L NaCl缓冲液（5 mmol/L Tris-HCl、5 mmol/L EDTA-Na2，pH 7.5）中，用3 层纱布过滤，然后在10 000×g、4 ℃下进行离心，获得最终沉淀物，即为MP。通过使用BCA法确定蛋白质浓度。随后，使用拉曼成像光谱仪对肌原纤维蛋白样品的拉曼光谱进行测定。使用PeakFit V4.12软件计算蛋白二级结构的相对含量。

1.3.8 挥发性化合物测定

参考陈文文等[16]的方法，以1，2-二氯苯（0.05 μg/μL，5 μL）为内标。

1.4 数据处理

数据用平均值±标准差表示。采用SPSS 26.0软件中的单因素方差分析方法对数据进行分析，以P＜0.05为差异显著性判断标准。采用Origin 2023软件作图。

2 结果与分析

2.1 鸭胸肉食用品质分析

由表1可知，日粮中添加复合植物多糖对鸭胸肉宰后45 min的pH值没有显著影响，但对于宰后24 h的pH值有显著影响（P＜0.05），复合植物多糖组的pH24 h值显著高于对照组。动物宰后会发生糖酵解，产生乳酸，在肌肉中大量积累导致pH值下降。然而pH值的大幅度下降会导致肉的品质变差[14，17]。因此，复合植物多糖处理可以通过影响鸭肉的pH值来改善肉的品质。Wang Yingjie等[18]报道，日粮添加400 mg/kg紫檀芪植物多糖在提高pH值的同时可以将a*显著提高20.42%，剪切力降低25.97%。

复合植物多糖组的a*比对照组提高30.98%，而L*和b*分别降低23.72%和18.47%，说明日粮添加复合植物多糖降低了鸭肉的亮度和黄度，增加了红度。肉表面自由水会对光进行反射，增加L*。L*的降低与自由水含量的降低有关。a*的变化与肉中肌红蛋白和高铁肌红蛋白的含量有关[19]。动物宰后，缺血缺氧的环境会导致活性氧在肉中大量积累，当活性氧含量过高时会造成氧化应激反应[20]。氧化应激会促进肌红蛋白氧化形成高铁肌红蛋白，造成a*下降，使肉色发生劣变[21]。刘香凝[22]的研究表明，饲料中添加植物多糖可以增强肉鸡抗氧化性能。Zhang Jingfei等[23]报道，饲料中的白藜芦醇在提高猪肉a*的同时能提高抗氧化能力。因此，复合植物多糖可能通过提高抗氧化能力，抑制氧化应激，改善鸭肉的a*。一般认为b*的变化与脂肪氧化有关，Wang Yingjie等[18]研究表明，植物多糖可以通过抑制脂肪氧化来改善b*。

复合植物多糖组的蒸煮损失率显著低于对照组（P＜0.05），说明复合植物多糖的添加提高了鸭肉的保水性。类似的结果也被王林業[24]报道过，该研究结果表明，日粮添加枸杞多糖可以显著提高羊肉的保水性。Wang Yingjie等[18]也发现，紫檀芪植物多糖可以使宰后鸡肉保留更多的水分。

日粮添加复合植物多糖显著降低了鸭肉的剪切力（P＜0.05），与对照组相比，复合植物多糖组的剪切力下降30.23%，表明添加复合植物多糖可以提高鸭肉的嫩度。类似的结果也曾被胡宇超等[25]报道，日粮添加发酵麸皮多糖显著降低了羊肉的剪切力。

复合植物多糖组的TBARs值显著低于对照组（P＜0.05），说明复合植物多糖可以降低鸭胸肉的脂肪氧化程度。脂肪氧化过程中会生成醛、酮类物质，如果超过一定限值，就会导致肌肉食品风味和色泽的劣变[26]。Wang Yingjie等[18]研究表明，添加400 mg/kg的膳食紫檀多糖饲喂肉鸡可以使TBARs值降低64%，这与本研究中脂肪氧化结果相一致。

2.2 鸭胸肉LF-NMR分析

对照组和复合植物多糖组的横向弛豫时间T2图谱如图1所示。一般认为0～10、10～100、100～10 000 ms的水分分别代表结合水、不易流动水和自由水[27]。T2越大，水分自由度越高，P2越大，水分含量比例越高[26]。由表2可知，复合植物多糖组的不易流动水和自由水的自由度显著低于对照组，表明日粮添加复合植物多糖可以减少水的自由度，降低水分损失。蒸煮损失率结果可以验证这一结论。Jin Sanjun等[14]认为，鸭肉中水分分布的变化与脂肪和蛋白质氧化被抑制有关，而植物多糖具有非常显著的抗氧化效果[28]。此外，复合植物多糖组的P21显著高于对照组，而P22显著低于对照组，这表明日粮添加复合植物多糖提高了鸭肉中不易流动水的比例，降低了自由水的比例。

2.3 鸭胸肉拉曼光谱分析

鸭肉肌原纤维蛋白的拉曼光谱如图2所示。通过分析酰胺Ⅰ带（1 600～1 700 cm－1）得到肌原纤维蛋白的二级结构分布状况（表3）。由表3可知，日粮添加复合植物多糖改变了二级结构的分布。与对照组相比，复合植物多糖组的α-螺旋和β-转角相对含量显著增加

（P＜0.05），而β-折叠和无规则卷曲相对含量显著降低（P＜0.05），这与Cao Guangtian等[29]研究結果一致，该研究发现，日粮补充竹叶类黄酮可以影响蛋白二级结构，进而改善肉质。此外，α-螺旋与羰基（C＝O）和氨基（—NH）之间氢键的稳定性有关[30]。因此，日粮添加复合植物多糖可以增加蛋白二级结构的稳定性。目前，关于植物多糖影响二级结构的相关机制还不清楚，推测其可能与肉中肌纤维类型改变有关。

2.4 鸭胸肉挥发性化合物分析

由表4可知，从鸭肉中共检测出38 种挥发性化合物，其中包括12 种醛、7 种醇、2 种酮、4 种酸、2 种呋喃、3 种酯、2 种硅化物以及6 种碳氢化合物。这些

物质来源于脂质氧化、蛋白质氧化、氨基酸降解等生化反应[31]，在本研究中，与对照组相比，复合植物多糖组中醛类物质和碳氢化合物总数减少2 种，醇类总数不变，酸、酯和硅化物总数各减少1 种。以往的研究表明，日粮添加复合植物多糖可以提高鸭肉抗氧化能力[10]，并且延缓脂肪氧化[18]。这可能是复合植物多糖组挥发性化合物种类减少的原因。

大多数醛类物质的风味阈值较低，易被人类感官感知到，对于肉整体风味的贡献较大，挥发性醛类物质是造成鸭肉浓烈腥味的主要原因[32]。在本研究中，日粮添加复合植物多糖显著降低了醛类物质的含量

（P＜0.05）。赵改名等[33]发现，与鸭肉异味相关的醛有壬醛、辛醛、庚醛、癸醛、戊醛、己醛等中级醛。因此，日粮添加复合植物多糖可以显著改善鸭肉的腥味。大多数醇类物质的风味阈值较高，不易被感知到，对肉类风味的贡献较小。醇类物质主要由脂肪氧化和氨基酸脱羧脱氢形成[34]。在本研究中，复合植物多糖组的醇类物质总含量显著高于对照组（P＜0.05），表明复合植物多糖抑制了脂肪氧化，这可能是由于复合植物多糖促进脂肪过氧化物降解为相应的醇，以此保护细胞免受氧化应激。

大多数酮类化合物的风味阈值也较高，一般认为酮类化合物是形成一些杂环化合物之前的过渡物质[35]。赵改名等[33]认为，2-庚酮的含量与鸭腥味有关。在本研究中，复合植物多糖组的2-庚酮含量低于对照组，说明复合植物多糖可以抑制鸭腥味。此外，大量2，3-辛二酮被鉴定出，但复合植物多糖组的2，3-辛二酮含量仍低于对照组。该结果与Jin Sanjun等[14]研究的结果一致，该研究发现，日粮添加白藜芦醇后2，3-辛二酮随白藜芦醇含量的升高而降低。酸类化合物的积累意味着鸭肉品质的

下降[36]。日粮添加复合植物多糖显著降低了所有检出的酸类物质的含量，说明复合植物多糖可以抑制酸在肉中的积累，维持鸭肉品质，这与pH值（表1）的结果相一致。复合植物多糖组中酯类化合物的总含量高于对照组（P＜0.05），说明复合植物多糖提高了鸭肉中酯类物质的含量。酯是由酸和醇的酯化反应形成的，其生成会产生令人愉悦的花香和水果香味[37]。因此，较高的酯含量可能与复合植物多糖组样本中醇和酸的含量有关。

尽管多种碳氢化合物含量在对照组和复合植物多糖组之间具有显著差异，但因其较高的风味阈值而不会引起明显的风味变化[34]。然而，一些碳氢化合物是杂环化合物的重要中间体[38]，这些碳氢化合物在复合植物多糖的影响下会转化为其他物质，从而造成一些碳氢化合物未被检测到。呋喃物质的增加与鸭肉风味的改善

有关[39]。2-乙酰基呋喃可以为鸭肉提供甜味和脂香味。呋喃含量的增加可能是由于复合植物多糖改变了鸭肉中碳水化合物的代谢途径引起的[40]。此外，在鸭肉中也经常检测到硅化物。含有白藜芦醇的膳食补充剂可以降低鸭肉中硅化物的含量[14]。日粮添加复合植物多糖降低了硅化物的含量，但是相关机制尚不明确，推测其可能与肉中结缔组织的结构稳定性有关。

3 结 论

本研究结果表明，日粮添加复合植物多糖（菊芋多糖和苜蓿多糖复合）对鸭肉食用品质和腥味有积极的改善效果。复合植物多糖可以影响鸭宰后pH值，影响鸭肉的肉色和嫩度。复合植物多糖还可以改善肉中水分迁移和分布状态，减少水分损失，进而提高鸭肉的保水性。同时，复合植物多糖还增加了肌原纤维蛋白二级结构的稳定性。此外，复合植物多糖还可以减少鸭肉的腥味，这可能与复合植物多糖提高了鸭肉的抗氧化能力、降低了脂肪氧化程度有关。目前，复合植物多糖影响鸭肉食用品质的具体相关机制仍不清楚，推测其可能与鸭肉肌纤维类型转化和肠道微生物改变影响脂肪氧合酶的表达有关。因此需要进一步进行后续研究，以揭示具体的相关机制。

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收稿日期：2023-05-29

基金項目：山东省现代农业产业技术体系家禽产业创新团队项目（SDAIT-11-11）

第一作者简介：孙海磊（1996—）（ORCID： 0000-0003-3649-7314），男，博士研究生，研究方向为肉品科学。

E-mail： sunhailei580231@163.com

*通信作者简介：孙京新（1970—）（ORCID： 0000-0002-9211-2151），男，教授，博士，研究方向为肉品科学。

E-mail： sunjingxin20000@163.com