牛肉中富含的不饱和脂肪酸在贮存过程中易被氧化,导致肉类色泽变暗、品质及风味下降。尽管0~4 ℃冷藏温度能够保持牛肉的品质,排酸过程中钙蛋白酶介导肌原纤维蛋白降解最终使肉质变嫩,但并不能有效抑制微生物增殖,影响货架期。
多酚类物质已经被证实,其渗透进入肉中能够与肌原纤维蛋白相互作用改变肉的微观结构及水分分布能力,这取决于酚类化合物的浓度、分子质量、酚羟基的位置及数量以及反应性。动物饲喂实验同样证实,富含酚类化合物的植物提取物在肉类和肉制品中可替代化学合成剂,以延缓脂质和蛋白质氧化,减少变色和微生物生长。
沙葱(
Allium mongolicumRegel)又被称为蒙古韭,是一种在中国北部沙漠和草原地区广泛生长的植物,其富含金圣草素、异鼠李素和高圣草素等多酚及黄酮类等活性成分,这些物质具有抑菌、抗炎、免疫调节、改善胃肠道菌群等作用,且具有较强的抗氧化活性,是一种优质的药食同源植物资源。前期研究证实,沙葱及其提取物能够改善舍饲肉羊羊肉的品质和风味,有效延缓羊肉的氧化进程及肉色褐变,抑制微生物生长,并延长货架期。
甘肃农业大学动物科学技术学院的于爱缓、王雨珊、刘旺景*等研究分析日粮中添加沙葱对4 ℃冷藏条件下安格斯肉牛腰最长肌肉品质和脂肪酸在冷藏期内的变化,旨在明确牛肉冷藏过程中沙葱对牛肉品质及脂肪酸的影响,为牛肉产业的品质提升和保鲜技术提供理论依据。
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1
日粮添加沙葱对零售冷藏期间牛肉品质的影响
24 头安格斯肉牛随机分为4 组,CON组饲喂基础饲粮;LMRP组每头牛每日饲喂基础日粮+10 g的沙葱粉;MAMR组每头牛每日饲喂基础日粮+15 g的沙葱粉;HMRP组每头牛每日饲喂基础日粮+20 g的沙葱粉。
由表1可知,日粮处理对pH值、
b*值和剪切力有显著影响(
P<0.05),与CON组相比,3 个实验组的pH值和剪切力均显著降低(
P<0.05),HAMR组的
b*值显著降低(
P<0.05)。随着冷藏时间的延长,牛肉的pH值先升高(1~3 d)(
P<0.05),而后进入平台期(3~7 d)(
P>0.05),最后下降(7~9 d)(
P<0.05);前7 d牛肉的
a*值无显著变化(
P>0.05),而后显著降低(第7~9天)(
P<0.05);
b*值和
h值先升高(1~3 d)(
P<0.05),随后进入平台期(3~7 d)(
P>0.05);剪切力先升高(1~3 d)(
P<0.05),随后显著下降(5~7 d)(
P<0.05)。
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2
日粮添加沙葱对零售冷藏期间牛肉质构特性的影响
由表2可知,日粮处理对弹性有显著影响(
P<0.05),与CON组相比,MAMR组的弹性显著降低(
P<0.05)。冷藏前7 d,牛肉的硬度无显著变化(
P>0.05),随后升高(第7~9天);弹性先升高(1~3 d)(
P<0.05),随后进入平台期(5~9 d)(
P>0.05);冷藏前3 d,牛肉的胶黏性和咀嚼性无显著变化(
P>0.05),第5天牛肉的胶黏性显著低于第1天,第7天的胶黏性和咀嚼性显著高于第5天(
P<0.05),随后趋于稳定(
P>0.05)。
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3
日粮添加沙葱对零售冷藏期间牛肉抗氧化能力的影响
由表3可知,与CON组相比,LAMR和MAMR的T-AOC和GSH-Px活性显著增加(
P<0.05),HAMR组无显著差异;3 个实验组MDA的含量均显著降低(
P<0.05)。随着冷藏时间的延长,牛肉的T-AOC先升高后降低(1~7 d),最后趋于稳定(7~9 d)(
P>0.05);GSH-Px活性先升高(1~5 d)(
P<0.05),随后处于平台期(5~7 d)(
P>0.05),最后显著降低(7~9 d)(
P<0.05)。MDA含量先降低(1~3 d)(
P<0.05),随后处于平台期(5~9 d)(
P>0.05)。综上,沙葱的添加可以提高冷藏期内牛肉的抗氧化能力,减缓脂质氧化程度,其效果在第5天尤为明显。
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4
日粮添加沙葱对零售冷藏期间牛肉POD活性、AV、TVB-N含量的影响
由表4可知,与CON组相比,LAMR组和HAMR组的TVB-N含量显著增加(
P<0.05);MAMR组的AV显著降低(
P<0.05)。随着冷藏时间的延长,牛肉的POD活性先升高(1~5 d)(
P<0.05),随后显著降低(5~7 d)(
P<0.05),最后进入平台期(7~9 d)(
P>0.05);TVB-N含量显著增加(
P<0.05);AV先升高(1~3 d)(
P<0.05),随后进入平台期(3~5 d)(
P>0.05),最后显著增加(7~9 d)(
P<0.05)。由此可见,沙葱的添加有助于减缓冷藏期内牛肉的蛋白质氧化和脂质氧化速度。
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5
日粮添加沙葱对零售冷藏期间牛肉脂肪酸含量的影响
由表5可知,与CON组相比,LAMR组和MAMR组C18:2
n-6
t、C 18:2
n-6
c
C 20:5
n-3含量显著升高(
P<0.05);LAMR组C18:3
n-3 和MAMR组C22:6
n-3 含量显著升高(
P<0.05)。随着冷藏时间的延长,牛肉中C18:0含量先升高后降低再升高(1~7 d) (
P<0.05),最后处于平台期(7~9 d)(
P>0.05); C18:2n-6c含量先降低(1~7 d)(
P<0.05),最后显著升高(7~9 d)(
P<0.05)。
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6
日粮添加沙葱对零售冷藏期间牛肉脂肪酸的分类、比率和营养性指标的影响
由表6可知,与CON组相比,LAMR组和MAMR组的饱和脂肪酸(SFA)含量显著降低(
P<0.05);3 个实验组MUFA含量显著增加(
P<0.05);LAMR组和MAMR组的PUFA含量、
n-6 PUFA含量、n-3 PUFA含量、PUFA/SFA值和PI显著增加(
P<0.05);MAMR组的AI显著降低(
P<0.05);HAMR组TI显著增加(
P<0.05)。随着冷藏时间的延长,牛肉中的SFA含量先显著升高(1~3 d)(
P<0.05),随后处于平台期(5~7 d)(
P>0.05),最后显著降低(7~9 d)(
P<0.05);第7天牛肉中PUFA含量显著低于第5天(
P<0.05),第9天其PUFA含量显著高于第7天(
P<0.05)。
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07
7.1 日粮添加沙葱对贮藏期间牛肉pH值、肉色、剪切力、系水力的影响
牛肉在贮藏期间,随着糖酵解进程的不断推进,其肌肉pH值逐渐下降,酸性环境下肌肉细胞内的离子平衡被打破,Ca2+得以释放,随着其浓度的升高,钙蛋白酶被激活,肌原纤维蛋白随之降解,从而使肉质变嫩。Ornaghi等报道在肉牛日粮中添加天然添加剂(主要活性成分为丁香酚和百里香酚),能够加速肌原纤维蛋白水解并改善肉的嫩度。本研究发现,沙葱(主要活性成分为多酚类化合物)能够显著降低牛肉的pH值和剪切力,有研究证实,酚类化合物能够通过调节pH值和影响钙蛋白酶活性,促进肌原纤维蛋白的水解,从而进一步降低牛肉pH值并提升肉质的嫩度。尽管pH值有所下降,但仍保持在正常范围内(5.6~6.4)。此外,牛肉在贮藏期间,生肉中的脱氧肌红蛋白与氧气结合形成鲜红色的氧合肌红蛋白,进一步当氧合肌红蛋白转化为高铁肌红蛋白会导致肉变色。脂质氧化与肉变色之间的关系已得到证实,O’Grady等利用体外模型提出了脂质氧化过程中产生的自由基能加速诱导氧合肌红蛋白氧化的进程。Turan等研究发现牛肉饼中添加黑桑葚提取物(主要活性成分为酚酸、黄酮醇和花青素)能保护和维持其外观红度。本研究发现冷藏初期牛肉的
a*值处于平台期,这可能是由于沙葱中的酚类物质能够清除牛肉中的自由基,防止自由基引发的链式反应,从而减缓肉色的褐变进程。然而,在冷藏后期牛肉的
a*值显著降低,这是由于牛肉中的肌红蛋白长期暴露在 O 2 中,产生了高铁肌红蛋白,高铁肌红蛋白的积累使肉色变为褐色,使
a*值减小。
7.2 日粮添加沙葱对冷藏期间牛肉质构特性的影响
质构特性不仅与水分含量紧密相关,同时也受pH值、蛋白质氧化程度等多重因素的共同影响。徐亚丹的研究表明,牛肉的硬度随冷藏时间的延长而逐渐降低。然而,在本实验中,添加沙葱后牛肉硬度和弹性显著升高,这可能是由于沙葱的加入对牛肉的质构产生了特定影响,沙葱中多酚类物质通过降低蛋白持水性并增强分子间的疏水相互作用,形成了致密均匀的凝胶网络结构,进而提升了牛肉的硬度和弹性。Rahman等的研究表明,贮藏期间胶黏性不受牛肉含水率的影响,可能是因为贮藏期间微生物分解蛋白质产生的多肽与渗出液形成黏液附在肉的表面,在实验过程中探头上提时黏液对探头下拉的作用影响了肉本身的胶黏性,这与本实验的结果一致。值得注意的是,在冷藏第7天以后牛肉的咀嚼性进入平台期,这与张丽等的研究结果存在差异,随着成熟时间延长,牦牛肉的硬度、内聚性、黏附性、咀嚼性均呈先增大后减小的趋势,这种差异可能是由于日粮成分及品种不同所造成的。本实验中,沙葱中的黄酮以及多酚类化合物等抗氧化成分,能够减缓肌肉蛋白质在贮藏过程中的降解和变性速率,从而延缓肌肉质构特性的变化。冷藏后期牛肉的弹性、胶黏性和咀嚼性均趋于稳定,这一结论与Estévez等的研究相似,可能是由于蛋白质氧化导致羰基含量在冷藏过程中显著增加,而沙葱则能有效地维持牛肉的肉色稳定性,从而使牛肉的质地特征保持稳定。
7.3 日粮添加沙葱对贮藏期间牛肉抗氧化能力的影响
Rao等研究表明,多酚作为一种天然的抗氧化剂,通过提供氢原子和转移自身的电子,将烷氧自由基(ROO·)转化为稳定的物质(ROOH),展现出较强的抗氧化特性。同时,蛋白质与酚类化合物通过共价或非共价的方式结合,形成了比单独蛋白质或多酚具有更强抗氧化性能的复合物。其中,酚类物质中的羟基和羧基等官能团可以与金属离子(如铁离子)形成稳定的螯合物,从而减少金属离子对脂质的氧化作用。除此之外,多酚作为自由基清除剂,能够通过有效阻止自由基链式反应,消除自由基得电子的能力,避免新的自由基形成。Turan等的研究进一步证实,酚类化合物通过单线态氧猝灭能力、过渡金属螯合活性和自由基清除活性等多重机制,展现出了极高的抗氧化活性。与CON组相比,LAMR和MAMR组T-AOC和GSH-Px活性均显著增加,推测其原因是沙葱中的主要生物活性成分是黄酮和多糖等多酚类化合物,而酚类物质通过氢离子转移机制、单电子转移机制能够清除体内多余自由基、螯合金属离子和抑制氧化酶活性,进而起到抗氧化的作用。Zhao Junxing等研究结果表明,在育肥羔羊的日粮中添加富含酚类物质的葡萄渣后,发现肌肉中T-AOC和GSHPx、SOD活性均提高。Samman等研究发现,过量的植物多酚类物质会干扰机体对铁离子的吸收,从而对肉质产生不良影响,这可能是HAMR组的T-AOC和GSH-Px活性与LAMR组和MAMR组相比效果减弱的原因之一。本研究显示,日粮添加沙葱对冷藏期间牛肉的抗氧化能力有一定影响,且牛肉的T-AOC在第5天达到一个高峰,这主要归因于冷藏初期,牛肉抗氧化酶的清除能力高于脂质氧化物质的生成速率,然而,随着牛肉冷藏时间的延长,牛肉中的抗氧化酶活性不断降低,其清除自由基的能力明显低于脂质氧化产物的生成速率,导致牛肉氨及胺类等碱性物质的累积,因此,牛肉中的抗氧化酶活性呈现先上升后下降的变化趋势。MDA含量先降低,随后处于平台期,这可能与饲喂沙葱后牛肉的抗氧化能力提升密切相关,这种抗氧化能力有效地延迟了脂质氧化的进程。这与de Oliveira Monteschio等报道的肉牛日粮中添加丁香酚和麝香多酚等活性成分后,其牛肉在冷藏过程中MDA含量降低结果相一致。
7.4 日粮添加沙葱对冷藏期间牛肉POD活性、AV、TVB-N含量的影响
研究表明,大多数类黄酮与酚类物质及其代谢产物的生物利用度普遍较低。然而,反刍动物胃肠道的天然酸性环境和消化酶可以促使多酚-蛋白质络合物的快速水解,使得游离多酚大量释放,显著提高了其沉积到肌肉中的几率。在本研究中,MAMR组牛肉的AV显著降低,其原因可能是沙葱中的多酚类化合物能够少部分通过反刍动物瘤胃,进入血液循环系统,最终沉积到肌肉组织中,这些多酚化合物通过抑制脂肪酸的过氧化反应,有效减缓了脂质的劣变,进而降低了牛肉的脂质氧化程度。TVB-N含量作为衡量肉品品质的重要指标,其含量变化反映了肉制品在酶和细菌的作用下,蛋白质分解产生氨和胺类等碱性含氮物质的量。随着冷藏时间的延长,4 组牛肉的TVB-N含量均保持在15 mg/100 g以内,达到了一级鲜肉的标准。天然植物提取物中的多酚类化合物可以通过破坏细菌的细胞膜抑制细菌的生长,同时多酚类化合物具有良好的脂溶性,可以破坏磷脂双分子层或酶系统,展现出较强的抗菌活性。在贮藏初期,牛肉的TVB-N含量无显著变化,而在贮藏后期迅速增加,在第9天时超过了15 mg/100 g的标准,为次级鲜肉,这一变化可能与贮藏后期沙葱中活性成分的抗菌作用减弱有关,从而加剧了脱氨反应,导致牛肉品质下降。
7.5 日粮添加沙葱对零售冷藏期间牛肉脂肪酸的分类、比率和营养性指标的影响
反刍动物由于瘤胃中不饱和脂肪酸的高度生物氢化作用,导致肉类中饱和脂肪酸含量较高,而过量摄入饱和脂肪酸可能会导致胆固醇水平升高,加剧动脉粥样硬化的风险。在本研究中,沙葱的添加使牛肉冷藏过程中C18:0含量呈现出先升高后降低再升高的趋势,且在第5天其含量显著降低。C18:0的含量对肉的脂质熔点的影响至关重要,这表明沙葱能够调节冷藏牛肉中脂肪酸的含量,在第5天增强肉的嫩度,这与添加沙葱后冷藏第5天牛肉的剪切力显著下降结果一致。
n-3 PUFA具有预防高胆固醇和改善高血压等益处而广受消费者青睐。众所周知,C 20:5
n-3 和C 22:6
n-3具有减少心血管疾病和促进人类健康的能力。在测定的
n-3 PUFA中,LAMR组和MAMR组C20:5
n-3 和C22:6
n-3含量显著升高,沙葱可能会减少C18:3
n-3的完全氢化,导致未氢化的C18:3
n-3沉积到肌肉中。
n-6 PUFA作为前体,可以转化成一些抗炎的细胞信号分子,从而增强人的免疫能力。然而,过量摄入
n-6 PUFA可能会增加炎症和某些慢性疾病的风险。研究表明,添加富含多酚的松皮提取物通过选择性减少或抑制瘤胃微生物(如溶纤维丁酸弧菌)从而抑制脂肪分解,增加育肥羔羊中-亚麻酸和亚油酸的含量。本研究中LAMR组和MAMR组牛肉中C18:2n-6t和C18:2n-6c的含量显著提高,且随着冷藏时间的延长,C18:2n-6c含量先降低后升高,因此,可以推测沙葱中的活性成分通过调节瘤胃微生物区系,影响脂肪酸加氢作用,进一步影响了牛肉中
n-6 PUFA的含量。与CON组相比,LAMR组和MAMR组的SFA含量显著降低,PUFA含量、PUFA/SFA值和PI显著升高;同时,3 个实验组MUFA含量显著增加,这一变化可归因于瘤胃微生物的氢化作用能将MUFA转化为SFA,而多酚类物质抑制了瘤胃内的氢化过程,进而减少了肉中SFA的沉积。Liu Wangjing等的研究进一步证实,在小尾寒羊饲粮中添加适量沙葱黄酮,能显著降低小尾寒羊背最长肌中SFA含量,同时增加不饱和脂肪酸的含量,从而改善羊肉脂肪酸组成。这一改善效果或源于沙葱中的活性成分(如黄酮类化合物和多酚类化合物)所具备的抗氧化生物功能,能够降低瘤胃微生物的氢化作用,促使更多的PUFA沉积到肌肉中。Ulbricht等的研究则揭示了动脉硬化和血栓疾病之间的密切联系,指出膳食中AI和TI的升高将增大人体患相关疾病的潜在风险。有研究指出,高铁状态(或铁过载)与冠心病风险呈正相关。本研究中,MAMR组的AI显著降低,展现出积极的健康效应。然而,HAMR组TI显著增加,因此可以推测,高水平沙葱可能会抑制沙葱粉中多酚对非血红素铁的吸收,过量的铁可以催化自由基的生成,从而引发氧化应激,损伤血管内皮细胞,加速动脉粥样硬化的进程,进而增加冠心病的风险。这一系列发现表明,日粮中添加不同水平的沙葱对贮藏期牛肉脂肪酸的影响呈现出差异化的效果,但其背后的作用机理仍需进一步探究与阐释。
综上所述,日粮添加沙葱可以有效改善肉类产品的脂肪酸组成和功能性指标。LAMR组和MAMR组在降低SFA含量和增加PUFA含量、优化营养性指数方面表现出显著优势。
结 论
本研究表明,日粮中添加沙葱能够显著改善冷藏条件下安格斯肉牛腰最长肌的品质和脂肪酸组成。3 个实验组均显著降低了牛肉的pH值、剪切力和MDA含量;LAMR组和MAMR组提高了T-AOC和GSH-Px活性,减缓了蛋白质和脂质的氧化速率,且在第5天效果最为显著。同时,LAMR组和MAMR组在降低SFA含量、优化PUFA/SFA比例和营养性指数方面表现出最佳效果。本研究结果可为沙葱作为天然饲料添加剂延缓冷藏牛肉氧化和提升品质提供科学依据。
作者简介
通信作者:
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刘旺景 副教授
甘肃农业大学动物科学技术学院
刘旺景,男,汉族,中共党员,博士,现任甘肃农业大学动物科学技术学院副教授,硕士生导师,主要从事反刍动物营养与畜产品品质调控方面的研究工作。现为国家肉羊产业技术体系一兰州综合试验站骨干成员,《Animal Research and One Health》《Food Science and Animal Products》《Food & Medicine Homology》《Journal of Future Foods》《Food Materials Research》《Food Innovation and Advances 》期刊编委、海禄牧业(天津)有限公司技术专家。先后主持国家自然科学地区基金项目基金、国家自然科学基金青年基金项目、甘肃省科技重大专项、甘肃省财政厅专项、甘肃省高校产业支撑计划及企业委托合作专项等科研项目6项。以第一作者及通信作者在《Food Chemistry》《Meat Science》《Animal Nurition》《Food Chemistry: X》等国内外重要期刊发表论文40余篇,授权实用新型专利8 项,取得软件著作权3 项。
第一作者:
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于爱缓硕士研究生
甘肃农业大学动物科学技术学院
于爱缓,女,汉族,2003年12月出生,甘肃张掖人,2019年9月进入甘肃农业大学学习,就读于动物科学技术学院动物科学(畜牧兽医方向)专业,2023年6月本科毕业并获得农学学士学位,于2023年9月被甘肃农业大学动物科学技术学院录取为畜牧专业硕士研究生,研究方向为反刍动物营养与畜产品品质调控。
本文《日粮添加沙葱对牛肉冷藏保鲜品质及脂肪酸谱的影响》来源于《食品科学》2025年46卷12期27-286页,作者:于爱缓,王雨珊,高会霞,何瑊瑊,孙晨旭,谢耀弟,姚海博,徐磊,陶文亮,胡晋升,王 贺,段月岩,唐德富,雷赵民,胡江,刘旺景*。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241206-050。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
实习编辑:刘芯;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
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