地方猪肉质性状的评定指标及其影响因素的研究进展
2024-05-26赵金波赵淑侠赵文江高圣玥唐玲玲宋雪莹王佳辉于德刚
赵金波 ,赵淑侠 ,赵文江 ,李 伟 ,付 龙 ,高圣玥 ,唐玲玲 ,宋 岩 ,宋雪莹 ,王佳辉 ,于德刚
(1.黑龙江省农业科学院畜牧兽医分院,黑龙江 齐齐哈尔 161005;2.黑龙江省依安县三兴镇人民政府乡村经济发展中心,黑龙江 齐齐哈尔 161005;3.黑龙江省甘南县职业教育中心学校,黑龙江 齐齐哈尔 161005)
地方猪种是我国重要的畜禽种质资源,在振兴民族猪业、种质创新和实现种源自主可控方面发挥不可替代的作用。我国地方猪种资源丰富,据《国家畜禽遗传资源品种名录(2021 年版)》统计,中国地方猪种达80 多个,挖掘和利用地方猪基因资源,打造地方猪产业链条对推动我国猪业高质量发展有重要意义。我国地方猪因具有肉质鲜美、耐粗饲和抗病力强等优异的种质性状而著称,评价其肉质性状的特性,明确不同因素对肉质的影响机制,对于开发优质安全的生态肉满足人民群众从“满足量”到“提升质”的需求具有重要意义。
1 猪肉质性状的评定指标
1.1 肉色
肉色是猪肉表观性状之一,也是能通过肉眼观察鉴别的一项重要感官指标。猪肉的肉色评分标准主要以色泽、鲜红度和均匀度为重要标准。肉色的好坏主要取决于肌肉中血红蛋白和肌红蛋白的含量。新鲜的猪肉血红蛋白含量高,呈现出鲜红色,这也是猪肉色泽和鲜红度的表征。此外,猪肉的脂肪含量和均匀度也对肉色有影响,其中猪肉的均匀度可以反映出猪肉质量和处理过程的均衡性,猪肉脂肪应均匀地分布在肌肉组织之中。我国地方猪肉色应为红色,实际测定上,以肉眼观察和比色卡为主来划分猪肉等级。目前,国内外也采用色差仪来测定肉色,按照L*、a*和b*来评价猪肉肉色。L*值代表亮度,取值范围0 ~100,L*值越大,表明亮度越大;a*值代表猪肉红度,有正负之分,+a*表示红度,-a*表示绿度,a*越大,表明猪肉越红; b*值也有正负之分,+b*表示黄度,-b*表示蓝度。色差仪具有精度高、客观性强和数据量大的特点,在衡量高品质猪肉上发挥重要作用,能够增加肉质性状测定数据量,减少误差,对培育优质特色肉猪品系,加快选育速度,提高群体遗传进展十分有益。
1.2 pH
pH 能够反映出活猪屠宰后猪肉糖原酵解速率的重要指标,屠宰后40 ~60 min 的pH 即为pH1,是评价正常猪肉和异常猪肉(PSE 肉)的重要参数之一。猪只被屠宰后,一切机体活动停止,但猪肉的物理、化学和生化反应仍然进行,猪肉从有氧代谢变成无氧代谢,随之产生大量乳酸,导致猪肉的pH 降低。正常猪肉pH 应该在6.1 ~6.4之间,而pH 迅速降低,会产生松软、苍白和渗出性液体的猪肉的概率越大,生猪屠宰过程中采取排酸措施,目的就是减少猪肉乳酸的含量。
1.3 剪切力
剪切力是猪肉嫩度的重要衡量指标,剪切力越小,表明猪肉越嫩。嫩度则是通过口腔咀嚼的实际体验的口感而来,也是评价肉质性状的重要指标。剪切力常与肉的嫩度和肌肉纤维类型有关。在肌纤维发育方面,按照肌肉的组织发育特性,可以划分为三个类型,即:慢速氧化性(Ⅰ型)、快速氧化-酵解型(ⅡA 型)和快速酵解型(ⅡB 型),不同肌纤维类型可以影响肌肉代谢特征和宰后肉质品质。一般情况下,肌纤维直径越小,肌纤维密度越大,持水性越好,肌肉嫩度就越好。I 型肌纤维直径较小,肌纤维密度较大,肌肉持水性就越好。有研究表明,我国地方猪的肌纤维直径为44 ~57μm,而引进的国外品种猪肌纤维直径为54 ~72μm。相比引入品种,这种优良的肉质性状也是我国地方猪优势所在。在实际测定过程中,剪切力受肉的温度、煮制方式、肉柱粗细、冷却时间和剪切仪器影响。测定剪切力时,猪肉温度应通过室温或空调调温的方式,让猪肉冷却至室温,目的在于防止温差过大,肌肉收缩加剧造成剪切力测定数据不准确。猪肉蒸煮过后也要流水冷却半小时,0 ~4℃冷却过夜,便于后期肉柱的制备。而肉块的制备需要沿着肌纤维方向分割切成1 cm 的小块。剪切力测定可使用剪切仪或质构仪器测定。
1.4 大理石纹
猪肉肌纤维间夹杂着脂肪组织形成肉眼可见的大理石状纹理即为大理石纹,该指标与肌内脂肪含量呈正相关,而肌内脂肪含量与猪肉的多汁性、风味和嫩度有直接的关系。按照猪肉的大理石纹评价标准可以分为10 个等级,其中大理石纹1 级代表猪肉肌内脂肪含量极低,而10 级代表猪肉肌内脂肪含量丰富。我国地方猪肉大部分有均匀的大理石状纹理,以山东莱芜黑猪和海南五指山猪为代表的猪种可以生产雪花猪肉,这也是国外引进猪种无法比拟的独特优良肉质性状。
1.5 保水性
猪肉的保水性测定主要包括滴水损失、蒸煮损失、贮藏损失、加压损失和拿破率等指标。这些指标高低与动物年龄、生理状态、饲养条件和屠宰加工过程等因素相关。在饲养管理方面,猪只宰前受禁食、惊吓、寒冷、运输、拥挤等一系列环境上和人为的应激,会导致机体代谢异常,体内营养物质耗竭,也会引起PSE 肉的出现,影响猪肉品质,降低猪肉的保水性。在屠宰加工过程环节,排酸过程不够充分,引起猪肉pH 降低,也会引起保水性下降。随着动物日龄的增加,肌肉的保水性也会发生变化,这也就提示要根据猪只体重适时出栏。
2 影响地方猪肉质性状的因素
2.1 遗传因素
遗传因素对肉质性状影响很大,遗传因素对畜牧科技贡献率为40%,主要体现在不同遗传基础上的差异。地方猪与国外引进品种猪在肉质性状上的遗传差异,让地方猪在高端猪肉市场上占有一定份额。研究显示,基于全基因组关联研究挖掘了一些与地方猪肉质性状相关的SNP 突变位点。肌内脂肪作为影响猪肉质性状的重要指标,吴俊静等人对硒都黑猪的群体PLIN2鉴定出14 个SNP 突变位点与肌内脂肪相关, PVAL 基因第一外显子500 bp 前后检测出5 个SNP 位点,其中,g.10953632 A>C 与大理石纹评分和IMF 沉积有关可能是IMF 的分子辅助标记,用于选种。周李生等人利用Illumina 猪60K 基因芯片对苏太猪屠宰72 h 的pH 和肉质性状进行研究,结果共检测出39 个SNP 位点,其中与肉色相关的SNP22 个,这些位点附近的BNIP3、PRKG1 和ADRB3 等可能是影响这些性状的候选基因。孙雪珊利用417 头金乌猪的60K 芯片数据,发现了29 个SNP 位点与10 个胴体性状和肉质性状相关,这些候选基因为PSD3、FST、SLCO5A1等。Luo 等人对民猪×大白猪群体进行了全基因组关联研究,在SSC12 上发现了与肉色相关的SNP 突变位点,这些候选基因包括USP34和ALOXE3。以上研究结果表明,利用GWAS 等技术挖掘与肉质性状相关的SNP 位点,这些SNP 可以作为分子辅助标记,用于高效选种,进而提高群体遗传进展。
2.2 营养因素
营养因素约占畜牧科技贡献率的20%,对肉质性状的形成起着重要作用。营养因素主要体现在饲粮能量、蛋白质及氨基酸供应、育肥猪肉质形成对饲粮纤维添加比例的响应、益生菌添加剂调控肉品质形成方面的作用。日粮纤维能够在猪只盲肠内被微生物发酵,生成短链脂肪酸,这些脂肪酸能够调控肉质芳香物质的形成。关于日粮纤维在调控肉质方面的研究主要关注在地方猪上,有研究表明,添加10%的苜蓿草粉在育肥猪饲粮中能提高生产性能,添加亚麻油和苜蓿草组合有助于改善猪肉品质。在二花脸猪饲粮中添加适量的日粮纤维能够改变血浆中十七烷酸的水平,并通过提高MyHC1基因改善二花脸猪背最长肌肉色,提高其肉品质。同时,生长育肥猪日粮中添加15%高纤维麦麸日粮,可以提高育肥猪背部最长肌pH24,调节肠道中短链脂肪酸的含量。益生菌制剂能够调控机体营养物质的代谢和沉积,肌内脂肪、肌酐酸和氨基酸的形成与猪的肉质形成有关。通过调控机体肠道菌群,调节氨基酸的转运和利用,进而影响蛋白质的合成利用,影响肉质性状形成。同时,益生菌也可以影响脂肪合成,进而改善动物肉质风味,在仔猪日粮中补充枯草芽孢杆菌后肠道中的短链脂肪酸含量明显升高,这也说明,益生菌制剂对脂肪沉积具有积极的促进作用。
2.3 环境因素
环境因素主要包括运输应激、不同的饲养方式和屠宰前营养供给。运输应激会导致猪只采食量下降,生长性能下降,同时也可以通过提高血浆中皮质醇含量,使猪只处于较强的应激状态,加剧骨骼肌能量代谢和脂质氧化过程产生的ROS 水平和抗氧化平衡状态的破坏,导致肉质品质下降。有研究表明,在运输过程中添加水肌酸和γ-氨基丁酸可以有效缓解运输应激对猪肉品质的不利影响。不同的饲养方式也对肉质有着明显的影响。为了追求优质、安全和生态的猪肉产品,探索了圈养和散养模式对淮南猪肉质的影响,有研究发现散养模式能够减少脂肪沉积,提高眼肌面积和后腿比例,同时也可以促进肌肉中鲜味氨基酸的含量,提高淮南猪肉质鲜味和嫩度,有助于提升淮南地方猪肉质性状。同时,散养模式能够提高肌肉中酪氨酸和赖氨酸含量。屠宰加工过程中注意宰前营养供应,特别是低蛋白和高纤维日粮有助于提高猪肉的保水性,日粮中的维生素E 和维生素C 具有抗氧化功能,能够有效缓解猪肉pH 下降速度,降低多不饱和脂肪酸的氧化反应,提高肌肉保水性。
3 多组学技术在解析地方猪肉质性状形成机理上的应用
代谢组学是连接基因与肉质性状表型的桥梁,猪肉品质和风味是影响消费者的整体评价的重要因素,通过代谢组联合多组学技术解析地方猪肉质风味形成的变化规律,建立地方猪肉质的有机化合物网络,揭示地方猪独特的风味机理,提高地方猪肉的市场占有率。有研究发现,利用代谢组学技术联合多组学技术鉴定中国广东小耳花猪与约克夏猪之间的肉质差异,广东小耳花猪肉质鲜美的主要原因有三点:首先是猪肉中脂肪酸氧化产生的衍生物会影响肉质,不同的脂肪组成能够影响肉质性状;其次是烷烃、醛、酮和醚含量构成了广东小耳花猪的肉质香味的主要化合物;最后,通过代谢物与肉质基因关联分析发现ADM1基因是多胺生物合成的关键酶,是一个调节猪肉香味的上游代谢产物,这可能是广东小耳花猪肉质优于国外地方猪的原因之一。以纯种大白猪为对照,剑河白香猪的肉质鲜美与猪肉中甘油三酯、单不饱和脂肪酸和糖类的组成有关,鉴定出100 个脂质分子和118 个亲水代谢物,这些物质可能成为剑河白香猪肉质优于大白猪肉质的潜在的生物标记物,用于生产特色地方猪肉的标记物。肉质性状是一个复杂性状,需要通过多种手段对肉色、肌内脂肪含量、pH 等指标进行综合评价,其中肌内脂肪和肉色作为肉质的重要指标,对于满足市场需求和生产出优质特色的肉猪品系具有指导性作用。恩施黑猪因其耐粗饲、肉质弹性好而被广大消费者接受,以腰最长肌为研究对象,鉴定出了控制IMF 的关键基因和肉色的代谢物,结果发现恩施黑猪IMF组鉴定出脂肪分解/合成代谢途径,PNPLA3、PLIN1和PRKG1等基因被挖掘,肉色形成方面发现了NAAD 和NMN 等烟酸和烟酰胺等重要代谢物,从而为深入了解恩施黑猪肌内脂肪和肉色形成的分子机理提供了新思路。
4 结论
总之,肉质性状的形成以脂溶性化合物、挥发性的芳香物质、水溶性代谢物为主要因素,同时,品种差异、性别、屠宰日龄的不同决定着肉质代谢物含量,和复杂的化学过程有关,这也就需要利用高通量测序技术和多组学联合分析方法解析地方猪肉质性状的优异种质特性,从而打破国外种源对我国地方品种垄断的局面,培育具有民族特色的优质特色肉质品种。