猪肉颜色是评价育肥猪肉品质的重要感官指标,不仅影响消费者的购买决策,也与肉品的内在品质及市场价格密切相关,因此成为衡量猪肉质量的重要经济指标[1]。在育肥猪生产中,应用一些添加剂可以改善猪肉颜色,提高肉品质,保障食品安全。研究表明,蛋氨酸硒可提高肌肉红度值,降低滴水损失,改善肉品质[2]。番茄红素可以提高肌肉抗氧化能力,促进慢肌纤维转变,并提高肌肉红度值及降低亮度值和黄度值,改善育肥猪肉品质[3]。此外,芽孢杆菌能够改善育肥猪背最长肌肉色,减少滴水损失,继而改善猪肉品质[4]。因此,本文基于育肥猪肉色评判标准,综述了矿物质元素、植物提取物和益生菌等物质对育肥猪肉色的调节作用,并分析其潜在的调控机制,旨在为育肥猪肉色的调控提供参考。
1 猪肉色性状
1.1 猪肉色呈现机理
肉色是猪肉最直接和重要的感官品质之一。肌肉的血红素蛋白质中存在肌红蛋白和血红蛋白2种色素蛋白,它们是反映肉色的主要物质。二者容易与氧气结合形成氧合肌红蛋白和氧合血红蛋白,导致新鲜肉样在空气暴露一段时间后,颜色由红色转为褐色[5]。
1.2 猪肉色评定方法
肉色的评定方法主要有感官评定、色差仪测定和计算机视觉评定法等[6]。其中,感官评定需在标准荧光灯环境下开展,样品需随机编号并排列,评价人员对目标色泽无偏好或排斥倾向,且在独立隔间中接受测试,以避免外界干扰[6]。色差仪通过对肉品表面反射光的波长及色彩特征进行量化分析,以此实现对肉样色泽的测量。目前,国内外多采取色差仪测定肉色,其结果较客观且精度高[7]。色差仪可以测出猪肉颜色的L*、a*和b*值,其中L*表示亮度(正常范围35~53),数值越高表明肉色越亮;a*表示红度(正常范围<15),数值越高表明肉色越红;b*表示黄度(正常范围<10),数值越高表明肉色越黄。计算机视觉评定法基于图像分析技术,通过高分辨率图像传感器获取肉样图像,并借助计算机仿真判别准则与图像分析得出肉色数据[8]。
1.3 影响猪肉色的因素
2 调控育肥猪肉色的物质
2.1 矿物质元素
矿物质元素是饲料中的必需成分,在育肥猪肉色调控中具有不可替代的作用。夏俊[15]研究表明,在育肥猪饲粮中添加150 mg/kg硫酸亚铁,不仅提高了背最长肌中肌红蛋白的表达量,同时屠宰后45 min肌肉红度值比对照组上调了2.21个单位,黄度值下降了0.82个单位,显著改善了育肥猪肉色。陶新等[16]研究发现,在育肥猪饲粮中添加45 mg/kg氨基酸络合铁可以提高背最长肌红度值和饱和度值,并提高血红蛋白含量,改善肌肉色泽。徐凤文等[17]研究发现,在育肥猪饲粮中添加0.3 mg/kg亚硒酸钠,肌肉红度值得到提高,同时肌肉黄度值有下降趋势,肉色状态得以改善。同样,肖明飞[18]研究表明,在育肥猪饲粮中添加1 mg/kg有机酵母硒,不仅提高了背最长肌红度值,还提高了肌肉亮度值和大理石纹评分,同时使肌肉剪切力下降,改善了肌肉品质。Li等[19]研究发现,在育肥猪饲粮中添加0.6 mg/kg蛋氨酸铬能够通过上调肌红蛋白基因表达及提高肌红蛋白含量,进而提高肉色红度值,改善肉色表现。综上所述,在育肥猪饲粮中添加矿物质元素可以提高肌肉中肌红蛋白含量及肌肉红度值,改善肉色及肉品质。
2.2 植物提取物
植物提取物是指通过特定技术从植物中提取的具有一定生物活性的天然物质[20],可以分为多酚类、植物多糖类、萜类以及生物碱类等[21]。植物提取物具有抗菌、抗氧化、抗炎和增强肠道免疫力等功能[22],在改善猪肉感官品质方面具有重要作用。李华伟[23]研究发现,在生长育肥猪饲粮中添加75 mg/kg鞣花酸,可提高背最长肌24 h的pH、红度值、大理石纹评分及抗氧化能力,并提高慢肌纤维数量和蛋白表达。Li等[24]研究表明,在育肥猪饲粮中添加200 mg/kg葡萄籽原花青素,能够提高肌肉红度值、大理石纹评分和慢肌纤维比例,降低黄度值和剪切力,并改善滴水损失。王立男[25]报道,给育肥猪饲喂添加300和600 mg/kg海藻多糖的饲粮,均可提高肌肉红度值和屠宰后24 h的pH,并降低失水率。Ma等[26]在饲粮中添加1 000 mg/kg黄芪多糖饲喂育肥猪,结果发现黄芪多糖也能提高肌肉红度值、屠宰后24 h的pH及大理石纹评分,且降低肌肉亮度值、黄度值和剪切力,改善肉品质。Wang等[27]研究表明,饲粮添加50 mg/kg杜仲叶提取物显著提高育肥猪肌肉红度值和大理石纹评分,降低肌肉亮度值、黄度值,并减少滴水损失。封飞飞[28]研究发现,在育肥猪饲粮中添加200 mg/kg茶树油,能够提高肌肉红度值和屠宰后24 h的pH,与对照组相比分别提高25.95%和1.56%。综上所述,在育肥猪饲粮中添加植物提取物可以增加慢肌纤维的比例,提高肌肉红度值和大理石纹评分,改善育肥猪肉色。
2.3 益生菌
益生菌是指为使宿主获得健康收益而给予足够数量的活的微生物[29],常在动物饲料生产中使用,具有无残留、无污染和无耐药性等优点,可作为抗生素的潜在替代品。目前,用于改善猪肉品质的益生菌主要包括芽孢杆菌和乳酸菌。黄嘉訸[30]研究发现,饲粮添加0.1%枯草芽孢杆菌后,育肥猪背最长肌红度值、24 h的pH和氧合肌红蛋白含量显著提高,肌肉亮度值和剪切力降低。Weng等[31]研究表明,在育肥猪饲粮中添加0.5%侧孢短芽孢杆菌BL1,可以提高肌肉红度值和24 h的pH,降低黄度值、亮度值、剪切力和滴水损失。Xie等[32]在育肥猪饲粮中添加0.45%罗伊氏乳杆菌XY227,结果显示,其可提高肌肉红度值及上调慢肌纤维基因表达,降低亮度值和剪切力。韦良开等[33]研究表明,在育肥猪饲粮中添加0.2%德氏乳杆菌,能有效降低屠宰后45 min黄度值、24 h亮度值、失水率和肌内脂肪含量,提高背最长肌粗蛋白质含量。李敏华[34]研究表明,饲粮添加0.01%乳酸菌制剂,可以提高育肥猪背最长肌红度值和大理石纹评分,降低亮度值、黄度值和屠宰后24 h滴水损失。综上所述,在育肥猪饲粮中添加益生菌可以提高肌肉氧合肌红蛋白含量,降低滴水损失和剪切力,改善育肥猪肉质性状和营养价值。
2.4 其他
除了矿物质元素、植物提取物和益生菌外,其他物质如维生素E、甜菜碱、包被半胱胺盐酸盐和牛磺酸等对育肥猪肉色也有调控作用。维生素E通过抑制肌肉脂质过氧化、保护肌红蛋白稳定性,在育肥后期饲粮中添加200 mg/kg可有效改善猪肉色评分[35];维生素E与硒协同作用时,抗氧化效果增强,能够改善肉色红度值[36];饲粮添加0.3 mg/kg酵母硒和25 IU/kg维生素E显著改善肉色和大理石纹评分[37]。饲粮添加0.25%甜菜碱显著提高育肥猪肌肉红度值[38];饲粮添加0.035 g/kg包被半胱胺盐酸盐,通过抑制脂质氧化,提高抗氧化能力,增加肌肉脱氧肌红蛋白含量,提高肌肉红度值,降低亮度值,从而改善肉色[39]。育肥猪饲粮添加0.3%牛磺酸,肌肉红度值较对照组提高21.1%,亮度值和黄度值显著降低[40]。
3 育肥猪肉色的调控机制
3.1 通过调节育肥猪肌红蛋白氧化状态改善肉色
肌红蛋白在肉中以脱氧肌红蛋白(紫红色)、氧合肌红蛋白(鲜红色)和高铁肌红蛋白(褐色)3种形式存在[41]。随着肉品暴露于氧气的时间延长,氧合肌红蛋白会被氧化为高铁肌红蛋白,导致肉色劣变。因此,阻止高铁肌红蛋白的产生以及提高其还原能力是调控肉色变化的关键[42]。研究发现,在饲粮中补充羟基硒代蛋氨酸可提高猪背最长肌抗氧化能力,降低活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量,激活沉默信息调节因子1(silent information regulator 1,SIRT1)/叉头框蛋白O3(forkhead box protein O3,FOXO3)/超氧化物歧化酶2(superoxide dismutase 2,SOD2)信号通路,促进高铁肌红蛋白还原,从而改善高铁肌红蛋白积累引起的肉色褐变[43]。周垚卿[44]研究发现,猪肉糜添加不同浓度茶多酚可在一定程度上抑制肌肉中氧合肌红蛋白的氧化,减少高铁肌红蛋白的生成。Guo等[45]研究发现,分别用0.3%的精氨酸和组氨酸处理育肥猪肉样,均可抑制亚铁氧化为铁,提高脱氧肌红蛋白和氧合肌红蛋白含量;此外,还可促进还原性辅酶Ⅰ(NADH)含量,增强电子供应,减少高铁肌红蛋白生成。因此,矿物质元素和植物多酚等物质可通过调节肌红蛋白的氧化还原状态来改善肉色。
3.2 通过调节育肥猪脂质氧化改善肉色
脂质氧化程度与肉色密切相关,脂质氧化程度越高,肉色越差。肌肉脂质氧化产生的自由基及代谢产物丙二醛(malondialdehyde,MDA)、4-羟基-2-壬烯醛(4-hydroxy-2-nonenal,HNE),会对肉色产生不利影响[46]。自由基可促使肌红蛋白中的亚铁离子(Fe2+)失去电子形成铁离子(Fe3+),从而加速高铁肌红蛋白的形成。研究发现,在育肥猪饲粮中添加羟基硒代蛋氨酸,可激活谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)等关键硒蛋白,清除脂质过氧化物,减少ROS生成,增强抗氧化酶活性,并通过调控单磷酸腺苷活化蛋白激酶(adenosine monophosphate activated protein kinase,AMPK)/固醇调节元件结合蛋白-1(sterol regulatory element binding protein-1,SREBP-1)信号通路恢复脂质代谢稳态,抑制脂质氧化[43]。Xie等[32]研究发现,在育肥猪饲粮中添加0.4%罗伊氏乳杆菌XY227,可降低MDA含量,减少不饱和脂肪酸的比例,降低脂质氧化程度。同时,Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1(Kelch-like ECH-associated protein 1,Keap1)/核因子E2相关因子2(nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)信号通路是清除ROS的一条关键途径[47]。潘鹏等[48]研究表明,生长猪饲粮添加白藜芦醇可以促进Nrf2基因和蛋白表达,提高肌肉抗氧化状态,抑制ROS和MDA产生。此外,饲粮添加桑叶粉也可上调Nrf2基因表达,提高育肥猪肌肉抗氧化能力,增加多不饱和脂肪酸含量,抑制肌肉脂质氧化[49]。综上所述,营养物质、活性成分和益生菌可以通过多种途径增强肌肉抗氧化能力,调控脂质氧化,改善肉色。
3.3 通过调节育肥猪肌纤维类型改善肉色
纤维类型的组成是决定肉色的基础。氧化型肌纤维(Ⅰ型、Ⅱa型)肌红蛋白含量较高,因此Ⅰ型和Ⅱa型肌纤维含量高的肌肉肉色鲜红,肉品质较好;而酵解型肌纤维(Ⅱb型)含量高的肌肉颜色苍白,肉品质较低[50]。同时,Ryu等[51]研究发现,猪肉色与Ⅰ型和Ⅱa型肌纤维比例呈正相关,与Ⅱb型肌纤维比例呈负相关。因此,增加氧化型肌纤维比例有利于提高猪肉红色,改善猪肉品质。研究表明,在育肥猪饲粮中添加蔗糖螯合复合微量元素和赖氨酸螯合复合微量元素,可提高肌肉中Ⅰ型肌纤维比例,并提高背最长肌红度值和肌红蛋白含量[52]。Xie等[32]研究发现,在生长猪饲粮中添加0.4%罗伊氏乳杆菌XY227,可以上调Ⅰ型和Ⅱa型肌纤维基因表达,并增加氧化型肌纤维比例。相关研究表明,植物提取物可以通过调节AMPK信号通路影响肌纤维类型。Huang等[53]研究发现,在育肥猪饲粮中添加白藜芦醇,可通过促进脂联素受体1(adiponectin receptor 1,AdipoR1)/AMPK/过氧化物酶体增生物激活受体γ共激活因子-1α(peroxisome proliferator activated receptor γ coactivator-1α,PGC-1α)信号通路表达,增加氧化型肌纤维比例。综上所述,在育肥猪饲粮中添加矿物质元素、罗伊氏乳杆菌和白藜芦醇等物质,可直接作用或通过AMPK信号通路提高氧化型肌纤维类型比例,改善育肥猪肉色。
4 小结
改善肉色一直以来都是猪肉品质领域的研究热点。矿物质元素、植物提取物和益生菌等物质都可在一定程度上改善育肥猪肉色。育肥猪肉色的改善主要是通过调控猪肉的肌红蛋白氧化状态、脂质氧化或肌纤维类型实现。未来,随着育肥猪肉色及其调控机制的深入研究,进一步开发高效、安全的绿色天然饲料添加剂,不断改善肉品质,在育肥猪养殖中具有广阔的应用前景。
京公网安备 11010802041926号