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猪肉生鲜品质的控制与评价方法研究

韩剑众  
【摘要】: 猪肉的生鲜品质具有复杂而多元的特性,对其形成机理、控制和评价一直是肉品科学研究的焦点。迄今为止,对猪肉生鲜品质的形成机理及其评价研究大量地集中在正常肉和劣质肉(如PSE肉)之间的差异及胴体瘦肉率等方面,而对不同品种、饲养方式特别是规模化快速养殖生产下猪肉生鲜品质的形成、控制和评价研究尚缺乏令人满意的解释和有效方法。 本研究以浙江优质地方品种金华两头乌和目前国内普遍养殖的纯外来的三元杂交品种“杜长大”为研究对象,利用差异蛋白质组学、低场核磁共振和电子舌等技术对现代猪肉生产条件下,不同品种和饲养时间的猪肉生鲜品质进行了深入的研究,通过宰前处理对宰后生鲜猪肉品质影响的机理和实际作用效果研究,探索并提出了提高生鲜猪肉品质可操作和实际应用的方法和途径;通过对构成肌肉的主要物质蛋白质表达的差异、水分存在状态的变化及其与抗氧化能力等之间的关系,探索了猪肉生鲜品质的形成机理,建立了用于品质评价的相应方法;利用本实验室前期研制的多频脉冲电子舌对肉质进行辩识和评价的研究,探索了利用电子舌对宰后各猪肉生鲜品质的评价监测和货架寿命(新鲜度)的控制方法。实验结果为不同品种,养殖时间,饲料和营养浓度,饲喂模式,动物福利,屠宰加工等变化导致的肉质差异进行快速监测、评定和等级标注提供了理论和技术依据。主要研究内容和结果如下: 1、一水肌酸和丁氨丙磷宰前处理对生鲜猪肉品质的影响 在杜长大肥育猪饲料中添加一水肌酸(CMH)(500g/t),可以有效改善宰后猪肉的品质。本研究结果表明,使用CMH后,肥育猪的眼肌面积提高了9.04%(P<0.01),背最长肌比率提高了15.73%(P<0.01),脂肪比率及第十肋骨处的背膘厚则有所下降;与对照组比较,背最长肌粗脂肪含量提高了34.75%(P<0.01),而水分则下降了4.06%(P<0.05),肌酸含量上升了14.27%(P<0.01),糖原含量上升了8.81%(P<0.05),肌苷酸含量提高29.21%(P<0.01),肌苷含量提高32.14%(P<0.01),而胶原蛋白下降了13.79%(P<0.01);背最长肌24小时的滴水损失降低了30.43%(P<0.01),肌酸激酶活率提高了16.4%(P<0.01);血清中的游离脂肪酸和葡萄糖的含量,分别提高了13.33%(P<0.05)和5.35%(P<0.05),肌酸激酶的活率提高了18.84%(P<0.05)。 宰前40-48小时开始用丁氨丙磷饮水处理,剂量为150mg/kg体重和300mg/kg体重,间隔8小时一次,可有效改善由于应激等对宰后肉质的影响。和对照组比较,试验组背最长肌24h的滴水损失分别下降25.1%和26.05%(p<0.01);肌酸含量分别升高了12.85%和19.34%(p<0.01);糖原含量分别上升了10.29%(p<0.05)和16.87%(p<0.01);而肌酸激酶的活率则提高了19.56%和24.18%(p<0.05)。 2、基于双向电泳的猪肉生鲜品质的差异蛋白质组学研究 通过猪肉样品的制备和双向凝胶电泳实验条件方法的优化,建立了猪肌肉组织双向凝胶电泳(2-DE)方法,获得了具有统计学意义的图谱,并从图中筛选到了差异蛋白质点共345个,其中具有统计学意义(P<0.05)又具有量分析意义的点共有33个,根据软件的进一步比对和分析,结合质谱的要求,选择了12个有意义的点作为后续质谱分析的待切点。利用MALDI-TOF-MS检测技术,对差异表达的蛋白质进行检出、分析和鉴定,通过利用肽质量指纹图谱(PMF)和MASCOT软件搜索对比分析,结果表明,地方品种猪金华“两头乌”和杜长大三元杂交猪宰后0h的样品得到了6个差异蛋白质和一个未知蛋白(斑点编号为1101),差异蛋白质分别为Predicted Protein、Actinchain A Hypothetical Protein、EST1和Myoglobin(chain B);同样,宰后24h的样品也得到了7个差异蛋白质,分别为β-2 globin、Lymphocyte antigen、SOD、β-globin、Myosin regulatory、Actin-cappingprotein和Dj-1 with sulfinic acid,提示宰后不同品种的猪背最长肌品质的差异可能是由于这些蛋白质量的变化即斑点的上调或者下调引起。由于地方品种金华“两头乌”和杜长大三元杂交猪的蛋白质数据库还没有建立,而且已建数据库中与猪肉品质相关的蛋白质也非常少,因此通过MALDI-TOF-TOF-MS只能鉴定出接近70%的差异蛋白质。 3、基于低场核磁共振的生鲜猪肉水分存在状态和分布规律研究 利用磁场强度为0.5T、共振频率为21-23MHz的核磁共振仪对宰后不同时间生鲜猪肉的横向弛豫时间T_2进行研究。结果表明,代表猪肉结合水的T_(21),各猪肉样品几乎没有差异且十分恒定一致;但代表猪肉不易流动水的T_(22),金华两头乌和杜长大存在较明显的差异,金华两头乌猪无论屠宰体重如何,在宰后的0h、12h、24h和36h的T_(22)明显大于杜长大所有屠宰体重的猪肉;从同一品种和屠宰体重来比较,金华两头乌猪肉的变化规律十分明显,而杜长大仅在宰后6h和30h稍有增加,其它时间始终维持在较低水平;反映自由水的T_(23),金华两头乌亦高于杜长大。宰后生鲜猪肉核磁共振的横向弛豫时间能很好地反映各时间点的滴水损失,通过对T_2的进一步区分,获得了宰后猪肉水分分布和变化的详细情形,这对于认识和理解不同品质猪肉之间不易流动水的分布具有重要意义。 4、宰后肌肉组织抗氧化性、酶学变化与生鲜猪肉持水性的关系研究 宰后生鲜猪肉的抗氧化能力金华猪明显大于杜长大,而且与肉的滴水损失高度相关。表现明显的主要有猪肉超氧化物歧化酶活力、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力、猪肉抑制羟自由基能力、宰后肌肉的总抗氧化能力、猪肉游离脂肪酸的含量等。谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力在金华猪,不管其上市体重如何,均明显高于杜长大猪,平均高出6-8倍(P<0.05);宰后肌肉的总抗氧化能力大大高于杜长大猪,以宰后0h的数据看,60Kg的金华猪分别比各上市体重的杜长大高588%、439%和327%;75Kg的则分别高533%、395%和293%;90Kg的则分别高616%、452%和337%。对于杜长大猪,体重越小,总抗氧化能力越差,其中90Kg的比75Kg高27.7%,105Kg的则高61.1%;宰后生鲜猪肉游离脂肪酸的含量和品种关系较大,而与上市体重影响较小,金华猪明显高于杜长大(平均在3倍以上)。宰后生鲜猪肉的pH值金华猪均明显高于杜长大猪,但变化规律两个品种及各上市体重之间十分一致,即在0-12h内逐渐下降并在12h时至最低,后基本不变;杜长大猪在各个时间点的滴水损失均大于金华猪,而且随着屠宰体重的增大,滴水损失也随之增大,105Kg的杜长大猪肉在24h的滴水损失比75Kg的大87.29%,比90Kg的大64.98%;48h的滴水损失,75Kg和105Kg的杜长大均明显升高,但90Kg的滴水损失则与24h时的基本一致,72h的滴水损失75Kg明显下降,但105Kg的则仍继续增大,达5.48%,比75Kg高232%。金华猪的滴水损失的也有随屠宰体重增大而升高的趋势,但没有杜长大明显,而且在随宰后时间变化的影响较小。 5、不同品种生鲜猪肉质构变化的比较研究 对不同品种的生鲜猪肉质构研究表明,宰后生鲜猪肉的硬度、咀嚼性、胶着性变化不仅与上市体重相关,而且与品种也有很大的关系,但弹性的变化与品种无关。金华猪不论大小,其总的硬度比杜长大要高(三个上市体重的硬度平均大1倍以上);而咀嚼性整体高于杜长大猪(高1.5-2倍)。 6、生鲜猪肉品质的电子舌评价研究 利用本实验室前期研制的多频大幅脉冲电子舌,对其在宰后肉质整体特性品质辩识及评价中应用的关键技术进行了研究,通过铂金电极、金电极、钛电极、钨电极和钯电极等传感器阵列及相关检测参数的比较研究,建立了电子舌用于生鲜猪肉品质评价和新鲜度监测的方法。适合生鲜猪肉整体特性品质差异区分辨识的传感器阵列为铂金电极、金电极、钛电极、钨电极和钯电极;猪肉样品采用1∶5(g/ml)的匀浆配比检测结果较稳定;盲样检测结果表明,电子舌的辨识准确率可达85%以上(p<0.05);基于比较计算类别之间判别距离(马氏距离)与区分效果之间的关系,发现当不同肉样之间的判别距离d>2时,即可实现有效区分;结合主成分分析与余弦夹角度量方式,设计了评价生鲜猪肉品质的相似度,结果表明,在预先给定标准样品的情况下,利用本研究设计的相似度,可以对不同品种、贮藏时间下的各肉样进行了有效评价,且方便有效地解决了肉品新鲜度和货架寿命的监控指标和方法。 以上结果表明,宰后猪肉生鲜品质虽涉及很多因素,然后利用差异蛋白质组学、核磁共振技术来研究蛋白质表达变化和水分分布及存在状态,不仅为宰后猪肉生鲜品质的形成机理探索,而且为其评价提供了创新的思路和方法;肉品品质的电子舌研究更为现代集约化养殖下肉品质量的分级、标注以及新鲜度(货架寿命)的监测控制提供了全新的技术和方法。


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