日系黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代肉质性状的研究

刘笑笑，王蕾，刘丽宅，赵云辉，张鑫，吴健，赵玉民

(吉林省农业科学院/农业农村部肉牛遗传育种重点实验室/吉林省肉用草食家畜生产技术国际联合研究中心，吉林 长春 130033)

随着居民生活水平的提高，牛肉需求已进入质与量的并举时代。2020年中国牛肉消费量已经攀升至884万 t，环比增速达11%，尤其高档牛肉的需求连续6年保持刚性增长[1]。从2016年7.9万t增加到2021年的13.7万t，但我国缺乏高档肉牛专用品种，高端市场需求一直依赖进口。

延边牛是五大地方良种牛之一，肉质细嫩，剪切力值在39～42 N，小于42.83 N，达到嫩的级别，但较日本和牛的剪切力值22.21 N，还存在差距。但延边牛具有培育雪花牛肉种群生产潜力，且抗病力强、耐粗饲、耐寒、生长快和肉质风味独特等优点[2-5]，通过引进国外专门化高档肉牛品种与延边牛进行杂交改良，是开展雪花牛肉生产专门化种群培育的重要手段之一。

本试验以日系黑毛牛和延边牛杂交牛为研究对象，选择杂交牛F1代和F2代，对二者的肉品质、营养品质、质构特性和风味物质进行比较。开展品质育种，培育雪花牛肉种群，改善我国肉牛种质资源结构、实现肉牛种业高水平自立自强、支撑牛肉供给侧结构改革、满足不同层次消费需求。

1 材料与方法

1.1 试验动物

在吉林省长春皓月清真肉业股份有限公司，选择以延边牛为母本，以日系黑毛牛冻精为父本进行杂交，得F1代；再以F1代为母本，以日系黑毛牛冻精为父本进行杂交，得F2代。选择18月龄体质健康、体况相近、膘情较好的杂交牛F1代和F2代的阉公牛各20头，统一饲养管理，饲喂至30月龄。

1.2 饲养管理

试验牛采用舍饲散栏饲养，每日早5：00、下午16：00各饲喂1次，自由饮水。参照NY/T 815—2004《肉牛饲养标准》和日本《肉用牛饲养标准—2008 年版》设计专用日粮(表1)，根据试验牛体重变化调整日粮。粗料自由采食，精料按照牛体重的1%～1.2%饲喂。

表1 试验牛主要精料营养水平 %

1.3 样品采集

宰前进食24 h，称量宰前活重，参照《牛屠宰操作规程》，采用幻觉引导+弯型迷道+激光点穴+低电压刺激，对牛进行颈静脉放血，屠宰后将胴体放入排酸库(0～4 ℃)排酸5 d，按照GB/T 17238—2008《鲜、冻分割牛肉标准》进行胴体分割。采集左侧胴体背最长肌12～13肋间西冷样本，迅速置于0～4 ℃ 实验箱中运回实验室。

1.4 主要仪器设备

ML204T电子天平，METTLER TOLEDO公司；pH-STAR pH计，Matthaus公司；CR400色差仪，柯尼卡美能达(中国)投资有限公司；C-LM3B型嫩度仪，东北农业大学工程学院；Velocity14R台式高速冷冻离心机，Dynamica公司；HYC1378低温保存箱，青岛海尔特种电器有限公司；YS-1210水浴，CYSTAL；TAPSH质构仪，云谱仪器(上海)有限公司；Kjeltec 8400全自动凯氏定氮仪，FOSS；S433D全自动氨基酸分析仪，德国赛卡姆；Trace GC 1300气相色谱仪，美国赛默飞。

1.5 测定指标与方法

1.5.1 肉品质测定

肉色、剪切力、pH值、熟肉率、加压失水率、离心损失、蒸煮损失和滴水损失，参照NY/T 1333—2007《畜禽肉质的测定》的方法进行测定。

1.5.2 营养品质测定

水分参照GB 5009.3—2016《食品中水分的测定》的方法进行测定，粗蛋白参照GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定》的方法进行测定，肌内脂肪参照GB 5009.6—2016《食品中脂肪的测定》的方法进行测定，氨基酸参照 GB 5009.124—2016《食品中氨基酸的测定》的方法进行测定，脂肪酸参照GB 5009.168—2016《食品中脂肪酸的测定》的方法进行测定，肌苷酸参照T/NAIA 003—2020《肌肉中肌苷、肌苷酸的测定高效液相色谱法》的方法进行测定。

1.5.3 质构特性测定

测试部位选择表面相对平整、质构相对均匀的肉块，切割成 80 mm×80 mm×10 mm的规格，被测试的表面积为80 mm×80 mm。采用FG/SCY2探头，每个条件平行测定6个点，去掉最大值与最小值求得平均值。

测试条件为：负载49.02 N，测前速度2.0 mm/s；测中速度1.0 mm/s；测后速度1.0 mm/s；2次下压间隔时间5 s；压缩比50%。

1.6 数据统计与分析

试验数据采用Excel 2010和SPSS 17.0统计软件进行单因素方差统计分析，并以LSD法进行比较，结果用“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代肉品质分析

肉品质是牛肉内在质量的表征，决定着消费性能和商业价值[6]。黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代肉品质测定结果见表2。

表2 黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代肉品质物理指标

pH值是反映宰后肌糖原酵解速度的主要指标，影响肉色、嫩度和系水力等诸多肉品质指标。本试验中F1代和F2代pH值无显著差异(P>0.05)，与延边牛比较无差异(pH值为5.60)。

肉色是影响消费者购买的关键因素，对牛肉产业产生较大的经济影响[7-8]。肉色评定中，亮度L*值越低、红色度a*值越高、黄色度b*值越低，肉色越好。本试验中F1代和F2代的亮度L*值、红色度a*值和黄色度b*值均无显著差异(P>0.05)，但从数值上分析，F2代肉色优于F1代，表现出色泽优势。与延边牛比较，F1代和F2代肉色优于延边牛(L*值48.71，a*值12.77，b*值15.14)。

系水力是衡量肌肉保水性的必要性指标，与质地、风味等诸多指标密切相关[9]。但未有客观定量方法，通常用熟肉率、加压失水率、离心损失、蒸煮损失和滴水损失来评定，失水率越低，系水力越大，保水性越高，肉质越好。本试验中F1代和F2代的加压失水率、离心损失、蒸煮损失、滴水损失均无显著差异(P>0.05)，但F2代数值均低于F1代。且F2代的熟肉率显著高于F1代(P<0.05)。综合分析，F2代的系水力优于F1代。

嫩度是衡量牛肉食用品质非常重要的指标，直接影响食用牛肉时的口感[10]。常用剪切力值评价，其值越低，肉越嫩，品质越好。延边牛剪切力值一般为39～42 N。剪切力值小于 42.83 N 为嫩，在 42.83～52.63 N 为中等，大于 52.63 N 为韧[11]。本试验中F1代和F2代剪切力值均小于 42.83 N，属于嫩，且F2代剪切力值显著低于F1代(P<0.05)，表现出良好的嫩度优势。

2.2 黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代常规营养成分分析

牛肉的常规营养成分主要指水分、蛋白质和脂肪等。水分相对含量直接关系到牛肉的品质与特性[12]。牛肉中的蛋白质是优质蛋白，易被人体吸收利用，是生长发育和修复细胞组织必需物质。牛肉中脂肪含量影响肉的风味与适口性，且肌间脂肪可改善肌肉的纹理和保水性。延边牛蛋白质含量在18%～20%，肌内脂肪含量在9%～16%。黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代常规营养成分测定结果见表3。

表3 黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代常规营养成分含量 %

从表3中可以看出，F1代、F2代的水分和蛋白质含量无显著差异(P>0.05)，肌内脂肪含量F2代显著高于F1代(P<0.05)，提高2.74%，增幅10.4%。表明级进杂交，有效调控肌内脂肪沉积，适宜生产雪花肉。

2.3 黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代必需氨基酸含量分析

氨基酸是蛋白质的基础，必需氨基酸无法通过人体合成，须通过饮食来摄取。必需氨基酸含量可鉴评牛肉的营养价值，FAO/WHO标注推荐理想氨基酸模式中，必需氨基酸(EAA)/总氨基酸(TAA)为40%。氨基酸评分(AAS)和化学评分(CS)越接近1，营养价值越高[13-14]。黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代必需氨基酸含量及其评价见表4和表5。

表4 黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代必需氨基酸含量 g

表5 黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代必需氨基酸含量评价

从表4中可以看出，F1代、F2代必需氨基酸苯丙氨酸 (Phe)、蛋氨酸(Met)、 赖氨酸(Lys)、苏氨酸 (Thr)、亮氨酸 (Leu)、异亮氨酸(Ile)、缬氨酸(Val)、必需氨基酸(EAA)含量均无显著差异(P>0.05)，EAA/TAA值分别为39.78%和39.67%，接近FAO/WHO理想模式，表明氨基酸组成模式较好，是优质蛋白良好来源。

从表5中可以看出，氨基酸评分(AAS)除缬氨酸(Val)，其余均超过1；化学评分(CS)仅有赖氨酸(Lys)超过1，且F2代较F1代更接近1。说明必需氨基酸组成营养价值较高，但据标准蛋白组成有待提高。

2.4 黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代脂肪酸含量分析

脂肪内所含脂肪酸分为饱和脂肪酸(SFA)和不饱和脂肪酸(UFA)。不饱和脂肪酸又分为单不饱和脂肪酸(MUFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA)。脂肪酸不仅可以改善牛肉的风味，其不饱和脂肪酸尤其是多不饱和脂肪酸对人体健康有益[15]。日本和牛的风味好是源于其油酸含量高[16]。PUFA/SFA是衡量脂肪酸营养价值的重要指标，FAO和WHO的推荐量为PUFA/SFA>0.4。黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代脂肪酸含量测定结果见表6～表8。

表6 黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代饱和脂肪酸含量 %

表7 黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代单不饱和脂肪酸含量 %

表8 黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代多不饱和脂肪酸含量 %

从表6～表8中可以看出，F2代饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸均显著高于F1代(P<0.05)，但多不饱和脂肪酸F1代和F2代无显著差异(P>0.05)。本试验中F1代、F2代油酸含量占单不饱和脂肪酸总量的比值分别为89%、88%，且F1代和F2代间无显著差异(P>0.05)。F1代、F2代均含有人体不能合成的功能性脂肪酸亚油酸和花生四烯酸，且二者间无显著差异(P>0.05)。F1代和F2代PUFA/SFA分别为0.15和0.14，未达到FAO/WHO推荐值，尚需调控改善。

2.5 黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代重要的呈味物质含量分析

牛肉的风味包括风味和滋味两个方面，主要由水溶性风味前体物质和挥发性香味物质构成。氨基酸不仅具有营养功能，还是重要的呈味物质，鲜味氨基酸是形成肉香味的必须前体物质[17]。肌苷酸是动物组织中重要的鲜味物质，较谷氨酸钠强30倍[18]。黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代呈味物质含量测定结果见表9。

表9 黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代鲜味氨基酸含量 g

从表9中可以看出，鲜味氨基酸中谷氨酸含量最高，其次是天门冬氨酸，且F1代和F2代间鲜味氨基酸各分量及总量均无显著差异(P>0.05)，但数值上，F2代高于F1代。F2代肌苷酸含量达2.53 mg/g，F1代肌苷酸含量达2.31 mg/g。表现出良好的风味级进杂交优势。

2.6 黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代质构特性分析

质构特性与牛肉的物理评价、营养评价、风味评价息息相关[19-20]，直接影响其嫩度、适口性以及加工特性[21]。黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代质构特性测定结果见表10。

表10 黑毛牛与延边牛杂交F1代、F2代质构特性

从表10中可以看出，F1代和F2代质构特性无显著差异(P>0.05)，从咀嚼度和硬度数值上看，F2代低于F1代，表明F2代较F1代肉嫩。

3 结论

试验通过利用日系黑毛牛冻精杂交改良延边牛，在牛肉的肉品质、营养品质、风味物质和质构特性有一定提高和改善，F2代肉质测定数值上优于F1代，表现出杂交优势。与F1代比，F2代肉更嫩、肌内脂肪沉积更优、风味更佳，说明用日系黑毛牛改良培育雪花牛肉生产专门化种群取得一定成效，后续将继续扩大群体，调控肌内脂肪沉积，进一步验证分析。