歐秀瓊
(重慶市畜牧科學(xué)院食品加工研究所,重慶市肉質(zhì)評(píng)價(jià)與加工工程技術(shù)研究中心,重慶市養(yǎng)豬工程技術(shù)研究中心,重慶 402460)
隨著人們生活水平的提高,對(duì)肉質(zhì)要求也越來(lái)越高。肉質(zhì)是人們對(duì)食用肉類的感官特征、理化指標(biāo)、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、衛(wèi)生安全性等多種質(zhì)量性狀的綜合評(píng)價(jià)。豬肉品質(zhì)的判定通常以肉色、pH、系水力為主要指標(biāo),大理石紋、熟肉率、化學(xué)成分等為參考指標(biāo)。2004年8月25日中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部發(fā)布了《豬肌肉品質(zhì)測(cè)定技術(shù)規(guī)范》(NYT 21—2004)[1],從此國(guó)內(nèi)有了統(tǒng)一的測(cè)定豬肉質(zhì)的方法,進(jìn)一步推動(dòng)了中國(guó)豬肉質(zhì)性狀的研究。此外,評(píng)定豬肉品質(zhì)還可從豬肉的加工品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及是否PSE(蒼白、質(zhì)軟、水分滲出)或DFD(色暗、堅(jiān)硬、干燥)肉來(lái)判定肉質(zhì)的優(yōu)劣。
宰前應(yīng)激是導(dǎo)致肉質(zhì)變劣的主要因素之一,豬只若宰前遭受長(zhǎng)途不良運(yùn)輸條件、不良的小氣候環(huán)境因素、過(guò)饑或過(guò)飽、驅(qū)趕吆喝鞭打、宰殺方式等都會(huì)使機(jī)體產(chǎn)生一系列生理反應(yīng),最終影響肉質(zhì),過(guò)度的宰前應(yīng)激容易誘發(fā)PSE肉或DFD肉。所以,改善動(dòng)物福利,采用人道的方法對(duì)待宰前的豬只,減小宰前應(yīng)激,對(duì)提高豬肉品質(zhì)有重大意義。不同基因型豬宰前應(yīng)激反應(yīng)不同,我國(guó)地方品種豬絕大多數(shù)不含肉質(zhì)敏感基因,抗應(yīng)激能力較強(qiáng),劣質(zhì)肉的發(fā)生率小。
宰前應(yīng)激嚴(yán)重影響豬肉品質(zhì)和動(dòng)物福利,目前受到國(guó)內(nèi)外養(yǎng)殖及肉類專家們的廣泛關(guān)注,本文針對(duì)宰前應(yīng)激對(duì)豬肉品質(zhì)的影響及其遺傳生理機(jī)制研究進(jìn)行綜述,旨在為優(yōu)質(zhì)豬肉的生產(chǎn)及相關(guān)科學(xué)研究提供參考依據(jù)。
豬只屠宰前需經(jīng)過(guò)運(yùn)輸?shù)竭_(dá)定點(diǎn)屠宰場(chǎng),在運(yùn)輸過(guò)程中由于運(yùn)輸時(shí)間、裝載密度、行駛速度、路面狀況、天氣狀況、驅(qū)趕吆喝、心理壓力等應(yīng)激源的綜合作用,機(jī)體產(chǎn)生本能的適應(yīng)性和防御性反應(yīng),該條件下豬只往往表現(xiàn)出心跳加速、呼吸急促、體重下降、肌肉非正常pH及糖原損失等,若運(yùn)輸后立即屠宰,則會(huì)影響豬肉品質(zhì)[2]。而且這些因素間存在交互作用,尤其是在高溫炎熱條件下更為嚴(yán)重。張偉力等[3]研究了宰前運(yùn)輸對(duì)大長(zhǎng)淮(大白×長(zhǎng)白×淮豬)肥育豬肉品質(zhì)的影響,結(jié)果表明,應(yīng)激組(10頭)和對(duì)照組(5頭)的肌肉pHu分別為 5.50和5.88,肉色評(píng)分分別為2.25和3.00,差異均達(dá)顯著水平(P<0.05),應(yīng)激組肉質(zhì)有下降趨勢(shì)。
宰前運(yùn)輸中,運(yùn)輸時(shí)間與PSE肉發(fā)生率的相關(guān)性最高。從Perez 等[4]的研究結(jié)果可以看出,在正常的運(yùn)輸條件下且運(yùn)達(dá)屠宰場(chǎng)時(shí)立即屠宰,短時(shí)間(15min)運(yùn)輸比長(zhǎng)時(shí)間(3h)運(yùn)輸?shù)呢i會(huì)產(chǎn)生更強(qiáng)烈的應(yīng)激反應(yīng),肉質(zhì)更差;長(zhǎng)時(shí)間(3h)運(yùn)輸,豬只可能適應(yīng)了運(yùn)輸條件,能夠像在圈舍中一樣休息。Yu等[5]研究了二花臉豬經(jīng)過(guò)不同運(yùn)輸時(shí)間(1 h、2 h、4 h)后對(duì)背最長(zhǎng)肌肉質(zhì)的影響,結(jié)果表明,運(yùn)輸后豬血漿中肌酸激酶、乳酸脫氫酶的活性均升高;2h的運(yùn)輸引起豬背最長(zhǎng)肌肉的pH降低,滴水損失顯著增大,易產(chǎn)生PSE肉。溫鵬[6]研究了豬只經(jīng)不同運(yùn)輸時(shí)間(6 h、12 h和18 h)后屠宰對(duì)肉質(zhì)的影響,結(jié)果顯示,長(zhǎng)途運(yùn)輸會(huì)增加豬只的生理應(yīng)激、降低豬肉品質(zhì)。
宰前禁食時(shí)間直接影響宰后豬肉品質(zhì)。禁食主要是通過(guò)降低肌肉中糖原的存儲(chǔ)量影響肉質(zhì),另外禁食還可以降低豬在運(yùn)輸過(guò)程中的排泄物及屠宰時(shí)破腸造成胴體污染等。研究表明,宰前禁食12—24h可改善肉色,提高pH,降低PSE肉的發(fā)生率[7]。禁食時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短均對(duì)豬肉品質(zhì)有不好的影響。動(dòng)物宰前長(zhǎng)時(shí)間禁食,會(huì)使宰前肌糖原含量過(guò)低,宰后乳酸產(chǎn)生量不足,導(dǎo)致最終pH升高,使得肉品熟化需要的酶活性不足,無(wú)法分解肌肉蛋白質(zhì),從而產(chǎn)生DFD肉。Guardia等[8]研究顯示,禁食時(shí)間少于18 h會(huì)增加豬PSE 肉的發(fā)生率,而較長(zhǎng)時(shí)間(22 h以上)禁食會(huì)使肌肉糖原耗盡而增加DFD肉的發(fā)生率。
但已有的研究報(bào)道顯示,禁食時(shí)間對(duì)豬肉品質(zhì)的影響結(jié)果并不一致。Sterten等[9]研究發(fā)現(xiàn),短時(shí)間禁食會(huì)使糖原酵解減緩,宰后pH1(宰后45min)緩慢下降,pHu(宰后24 h)較低;長(zhǎng)時(shí)間禁食會(huì)使糖原快速酵解,宰后pH1迅速下降,pHu較高。Leheska等[10]研究指出,運(yùn)輸時(shí)間為0.5h左右時(shí),禁食48h可以提高肉質(zhì);運(yùn)輸時(shí)間為2.5—8h時(shí),禁食時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)肉質(zhì)的影響不大。Bidner等[11]研究發(fā)現(xiàn),禁食60h沒(méi)有對(duì)pHu產(chǎn)生任何影響。研究結(jié)果的不一致可能是影響豬肉品質(zhì)的因素較多如品種、宰前處理、冷卻方式等。
合理的待宰時(shí)間對(duì)于緩解生豬應(yīng)激及改善豬肉品質(zhì)非常重要。充分的休息時(shí)間有利于緩解宰前運(yùn)輸?shù)葢?yīng)激,防止PSE肉的發(fā)生。但休息時(shí)間的長(zhǎng)短并無(wú)定論,這與休息前豬只是否經(jīng)過(guò)運(yùn)輸、是否遭受驅(qū)趕吆喝鞭打及是否禁食等因素都有關(guān)系,且這些因素間又存在交互作用。因此,宰前休息的合適時(shí)間很難確定,國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果也不一致,一般來(lái)說(shuō),建議屠宰前休息2—3h,因?yàn)檫@個(gè)時(shí)間足以使豬只從此前的應(yīng)激中恢復(fù)過(guò)來(lái),但實(shí)際情況中,應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸時(shí)間及禁食等諸多因素適當(dāng)調(diào)整。另外,豬只若在休息時(shí)處于緊張狀態(tài)或因禁食禁水造成脫水則會(huì)增加額外應(yīng)激。因此,運(yùn)輸后讓豬只充分休息,并保持安靜,有條件的可給予福利玩具,能使機(jī)體生理機(jī)能得到恢復(fù),緩解或消除應(yīng)激反應(yīng)。
甄少波[12]研究指出,運(yùn)輸后休息3h組與未休息組相比,肌肉滴水損失顯著下降,紅度值(a*值)升高,休息時(shí)間延長(zhǎng)至8h或24h時(shí),肌肉剪切力值變大,因此,宰前休息3h左右能有效提高豬肉品質(zhì)。趙慧等[13]研究結(jié)果表明,宰前休息3h與6h和12h比較,背最長(zhǎng)肌滴水損失減少,顯著低于12h(P<0.05);肌肉剪切力值降低,顯著低于6h和12h(P<0.05)。柴進(jìn)等[14]研究結(jié)果表明,休息3 h配合玩具組和休息組3 h 組血液皮質(zhì)醇、促腎上腺皮質(zhì)激素顯著低于不休息組(P<0.05),而血液乳酸脫氫酶、肌酸激酶顯著高于不休息組(P<0.05),休息3h+玩具組與休息3 h 組差異不顯著(P>0.05);3 個(gè)休息處理組在肉質(zhì)指標(biāo)上沒(méi)有出現(xiàn)顯著差異(P>0.05)。Van等[15]研究了休息時(shí)間對(duì)比利時(shí)豬PSE肉發(fā)生率的影響,發(fā)現(xiàn)夏天(4—9月)宰前休息2—4 h、冬天(當(dāng)年11月—次年3月)宰前休息2 h以下可降低PSE肉的發(fā)生率。
如果豬只直接被宰殺,則會(huì)受到恐懼、痛苦等刺激,對(duì)宰后肉質(zhì)不利。致暈方式主要有器械擊暈、電擊暈及CO2致暈。不同致暈方式雖然減輕了屠宰過(guò)程中動(dòng)物的恐懼和痛苦感,但也或多或少有應(yīng)激反應(yīng),不恰當(dāng)?shù)闹聲灧绞揭矔?huì)影響肉質(zhì)。因此,選擇合適的致暈方式及如何控制致暈參數(shù)尤為重要。屠宰前采用合理的擊暈方式會(huì)減少豬的痛苦,并在擊暈前給予豬只福利化待遇如播放音樂(lè)、淋浴、放置玩具等,在擊暈過(guò)程中,避免噪音干擾可以降低豬的驚恐程度,也可以降低應(yīng)激對(duì)肉質(zhì)的不良影響。
目前國(guó)內(nèi)屠宰場(chǎng)一般不采用器械擊暈,普遍采用的是電擊暈,由于生產(chǎn)成本等問(wèn)題,CO2致暈方式的研究與應(yīng)用均較少。從國(guó)內(nèi)外已有的研究結(jié)果看,電擊暈和CO2致暈?zāi)姆N方式更有利于肉質(zhì)并無(wú)定論。柴進(jìn)[16]研究結(jié)果表明,宰前電麻擊暈組與直接刺殺心臟組相比,血漿皮質(zhì)醇、促腎上腺皮質(zhì)激素濃度與乳酸含量顯著降低(P<0.05),乳酸脫氫酶、肌酸激酶活性以及血糖濃度差異不顯著(P>0.05),從動(dòng)物福利角度和減小應(yīng)激程度考慮,均應(yīng)優(yōu)先考慮電擊暈的屠宰方式。趙慧等[13]研究了不擊暈、電擊暈和二氧化碳致暈三種宰前處理方式對(duì)杜×長(zhǎng)×大三元雜交豬背最長(zhǎng)肌肉質(zhì)的影響,結(jié)果顯示,pH1、pH24三種處理方式均在正常范圍;肌肉剪切力值和肌肉蒸煮損失三種處理間均無(wú)顯著性差異(P>0.05);不同宰前處理方式對(duì)肉色有顯著影響,二氧化碳致暈組肌肉紅度值(a*值)和黃度值(b*值)顯著低于不擊暈和電擊暈組(P<0.05),而亮度值(L*值)顯著高于不擊暈和電擊暈組(P<0.05)。陳贊謀[17]研究了電擊暈與CO2致暈對(duì)豬肉品質(zhì)的影響,表明在其他條件相同的情況下,電擊暈采用水平放血肉質(zhì)更好(P<0.01 );而CO2致暈采用懸掛放血與水平放血肉質(zhì)無(wú)顯著性差異(P>0.05)。
在我國(guó),隨著國(guó)外高瘦肉率品種豬的引進(jìn),商品豬瘦肉率大大提高,但豬只抗應(yīng)激能力下降,對(duì)宰前各種應(yīng)激的抵抗力變差,從而導(dǎo)致肉質(zhì)變劣。豬的肉質(zhì)性狀是受微效多基因控制的,近年來(lái)由于分子生物技術(shù)的發(fā)展,目前已基本研究和探測(cè)出一些影響豬肉質(zhì)性狀的主效基因和候選基因,為探明應(yīng)激影響豬肉品質(zhì)的遺傳機(jī)制奠定了理論基礎(chǔ)。
豬氟烷(Hal)基因是產(chǎn)生PSE肉的主效基因,此基因位于豬6號(hào)染色體上,具有HalNN、HalNn和Halnn三種基因型,如基因型為Halnn時(shí)就容易發(fā)生應(yīng)激綜合征(Porcine Stress Syndrome,PSS),從而產(chǎn)生PSE肉,是影響肉質(zhì)的一個(gè)最主要的標(biāo)記基因。含Halnn基因的豬只在應(yīng)激狀態(tài)下肌肉Ca2+大量釋放,導(dǎo)致電解質(zhì)代謝紊亂,肌肉持續(xù)收縮,同時(shí)引起肌肉pH 異常變化,促使PSE肉的發(fā)生[18]。特別是豬只若在宰前遭受長(zhǎng)途不良運(yùn)輸條件、驅(qū)趕吆喝及惡劣天氣等應(yīng)激,則更容易使豬體產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng),肉質(zhì)變劣。大量研究結(jié)果表明,應(yīng)激敏感豬(nn)、雜合體豬(Nn)及正常豬(NN)都有可能發(fā)生PSE肉,只是含有應(yīng)激敏感基因的豬PSE肉發(fā)生率更高。這3種基因型的豬肉在肉色、pH、系水力等方面都存在一定的差異。Gispert等[19]使用116 頭豬的樣本群以宰前禁食、運(yùn)輸距離、運(yùn)輸密度以及宰前休息作為宰前條件進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),NN 型豬最終pH 要高于Nn 以及nn 型,同時(shí)最高的pH 也出現(xiàn)在NN 型的豬;磷酸肌酸激酶水平在nn 型最高,而在NN 型最低;乳酸含量在Nn型最低,nn型最高。
研究表明,大約克夏、長(zhǎng)白、杜洛克和皮特蘭豬的氟烷敏感基因頻率分別為0.1、0.2、0.02和0.95,而我國(guó)地方品種豬絕大部分都不含有氟烷敏感基因,僅楓涇豬和民豬氟烷敏感基因頻率分別為0.10和0.17[20-21]。
目前應(yīng)用PCR-RFLP技術(shù)是消除氟烷敏感基因的理想方法,通過(guò)淘汰育種過(guò)程中父母本的Halnn基因型個(gè)體和商品豬生產(chǎn)中攜帶HalNn基因型的雜交父本個(gè)體就可保證后代不含有Halnn基因型的個(gè)體。丹麥育種協(xié)會(huì)早在20世紀(jì)80年代就開(kāi)始在豬育種中實(shí)施氟烷敏感基因淘汰計(jì)劃,現(xiàn)在的丹麥長(zhǎng)白豬、大白豬均不含有氟烷敏感基因。
酸肉(RN)基因是影響豬肉pH的主效基因,這個(gè)基因與高的肌肉糖原儲(chǔ)存以及宰后pH降低迅速有關(guān),加工后失重多,產(chǎn)量低是該性狀的主要特征。此基因位于豬15號(hào)染色體上,有2個(gè)等位基因,即不利等位基因RN-(顯性基因)和正?;騬n+(隱性基因),存在三種基因型:即rn+rn+、rn+RN-、RN-RN-。
攜帶有RN-基因的豬只屠宰后肌肉會(huì)產(chǎn)生多量肌糖原,肌糖原轉(zhuǎn)化成乳酸的能力增強(qiáng),使豬肉pH較低,pH在下降后,接近于肌肉中結(jié)構(gòu)蛋白等電點(diǎn),使肌絲之間空隙縮小,引起較低的系水力和較淺的肉色。肌肉中蛋白質(zhì)和羥脯氨酸含量降低,嫩度、多汁性也變差,不利于豬肉加工及烹煮損失大。已證實(shí)在長(zhǎng)白豬、皮特蘭或大約克和漢普夏的雜交后代中存在RN基因。Lebret[22]比較了3種基因型(rn+rn+、rn+RN-、RN-RN-)對(duì)豬肉品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)RN等位基因極顯著的影響著不同種類肌肉的組成、組織學(xué)特性和代謝酶的活力;攜帶有RN基因的豬肉具有較高的糖酵解潛能和亮度值(L*值),而最終pH、干物質(zhì)和蛋白質(zhì)含量較低。
熱休克蛋白(Heat shock protein,HSP)是幾乎在所有應(yīng)激源作用下均可產(chǎn)生的一組特殊蛋白質(zhì),它作為細(xì)胞內(nèi)多種與生命活動(dòng)密切相關(guān)蛋白的分子伴侶,對(duì)應(yīng)激造成的損傷起修復(fù)作用,保護(hù)機(jī)體不受或少受傷害,提高機(jī)體對(duì)應(yīng)激的耐受能力。HSP家族主要分為HSP100、HSP90、HSP70、HSP60和小HSP5個(gè)亞族。HSP70在正常細(xì)胞中水平較低且高度保守,在應(yīng)激狀態(tài)下顯著升高,可作為應(yīng)激反應(yīng)和評(píng)價(jià)組織細(xì)胞是否處于十分危險(xiǎn)狀態(tài)的分子生物標(biāo)志,因此已成為HSP中關(guān)注的焦點(diǎn)。李玉保等[23]用熒光定量RT-PCR 法檢測(cè)運(yùn)輸應(yīng)激后豬熱休克蛋白mRNA 轉(zhuǎn)錄水平,發(fā)現(xiàn)經(jīng)1 h、2 h、4 h、6 h和10 h 的運(yùn)輸應(yīng)激后,組織中HSP70 mRNA 的轉(zhuǎn)錄水平隨著運(yùn)輸應(yīng)激時(shí)間的延長(zhǎng)一直呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì),運(yùn)輸應(yīng)激到10 h 時(shí),HSP70 mRNA 的轉(zhuǎn)錄水平升到最高,由此認(rèn)為HSP70 mRNA 的轉(zhuǎn)錄水平有望成為豬運(yùn)輸應(yīng)激的判定指標(biāo)之一。
宰前應(yīng)激對(duì)豬肉品質(zhì)影響的生理機(jī)制主要表現(xiàn)在激素和肌肉細(xì)胞代謝指標(biāo)的變化方面[24],應(yīng)激通過(guò)中樞神經(jīng)系統(tǒng)使大量激素進(jìn)入血液,特別是腎上腺素,加快了機(jī)體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)儲(chǔ)備的消耗,分解代謝加強(qiáng),從而增加了氧的需要量,體溫升高,機(jī)體轉(zhuǎn)為厭氧代謝,糖原分解主要以厭氧方式進(jìn)行,代謝產(chǎn)物(如乳酸)含量也隨之增加,使肌肉pH在宰后迅速下降。動(dòng)物屠宰后血液循環(huán)及氧氣供應(yīng)停止,三磷酸腺苷(ATP)急劇減少,在磷酸肌酸被耗盡后,肌肉只能靠無(wú)氧酵解分解自身的糖原和葡萄糖提供ATP,動(dòng)物宰前肌肉內(nèi)能量含量以及宰后的能量消耗速度和程度決定了肌肉的乳酸含量和極限pH,最終對(duì)肉質(zhì)造成影響[25-26]。Ferguson等[27]認(rèn)為,應(yīng)激使血液腎上腺激素含量升高,降低鈣蛋白酶活性,增加鈣蛋白酶抑制蛋白活性,降低宰后鈣蛋白酶系統(tǒng)(鈣蛋白酶鈣蛋白酶抑制蛋白)降解蛋白的潛力,增大剪切力,降低肉的嫩度。
柴進(jìn)[16]以120頭HalNN氟烷基因型的長(zhǎng)白豬×大白豬二元雜交商品豬為研究對(duì)象,系統(tǒng)研究了宰前應(yīng)激對(duì)豬肉品質(zhì)的影響及其生理機(jī)制,提出了豬宰前遭受應(yīng)激后血液中皮質(zhì)醇與促腎上腺皮質(zhì)激素濃度升高是引起宰后肉質(zhì)下降的主要因素,宰前應(yīng)激組與對(duì)照組比較,血漿皮質(zhì)醇濃度極顯著升高(P<0.01),促腎上腺皮質(zhì)激素濃度顯著升高(P<0.05),應(yīng)激導(dǎo)致血液中皮質(zhì)醇濃度升高,使鈣離子從肌漿網(wǎng)大量流失到胞質(zhì)中,鈣離子濃度的紊亂啟動(dòng)了細(xì)胞凋亡程序,受損的肌細(xì)胞導(dǎo)致了肉質(zhì)的變化。甄少波[12]研究了運(yùn)輸季節(jié)和待宰時(shí)間對(duì)豬應(yīng)激指標(biāo)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)夏季高溫和冬季低溫運(yùn)輸都會(huì)造成應(yīng)激,使得豬血液中皮質(zhì)醇、促腎上腺皮質(zhì)激素和血糖濃度顯著升高;宰前休息能夠降低應(yīng)激反應(yīng),宰前休息3h顯著降低了豬血漿中皮質(zhì)醇和促腎上腺皮質(zhì)激素濃度,緩解了宰前應(yīng)激,過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的休息,反而使得皮質(zhì)醇濃度升高,降低豬福利,也不利于肉質(zhì)的改善。
綜上所述,生豬在屠宰加工之前不可避免要遭受宰前運(yùn)輸?shù)葢?yīng)激,由此引起的應(yīng)激反應(yīng)是影響宰后肉質(zhì)的主要因素,即使不含有應(yīng)激敏感基因的豬只也可能產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)使肉質(zhì)變劣。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)屠宰場(chǎng)對(duì)宰前運(yùn)輸、宰前休息、宰前禁食及致暈方式等宰前應(yīng)激對(duì)豬肉品質(zhì)的影響重視程度不夠,缺乏合理規(guī)范的宰前管理措施和方法。因此,要緩解宰前應(yīng)激對(duì)豬肉品質(zhì)的影響,一是要選擇抗應(yīng)激品種豬,二是重視運(yùn)輸時(shí)間、運(yùn)輸密度、禁食(不禁水)時(shí)間、休息時(shí)間、致暈方式等因素,制定科學(xué)、規(guī)范、合理的宰前管理方法,只有綜合考慮內(nèi)外因素并采取有效措施,才能緩解豬只宰前產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng),減少肉質(zhì)變劣的損失。