肉品质是影响消费者对肉总体可接受性的决定因素,包括嫩度、保水性、色泽、风味等指标。在宰后成熟过程中以脂肪氧化和蛋白质氧化为主的氧化反应是影响肉品质的重要因素。适度的氧化反应可以提高肉的营养价值,改善风味。Dou Lu等通过研究宰后羊肉抗氧化稳定性与肉品质的关系发现,宰后成熟过程会影响风味物质的组成和含量,因为脂肪氧化可以促进风味物质的产生,适度的氧化反应可以增加风味物质的相对含量,但过度氧化会降低肉品质甚至出现安全问题。
目前常用的日粮抗氧化剂有植物提取物、VE、矿物质硒等。硒是动物和人类必需的膳食微量元素,在多种生理过程中起着不可或缺的作用。硒的生物学功能通过合成硒代半胱氨酸并插入到硒蛋白中实现。膳食硒补充剂与动物的免疫调节活性和抗氧化能力呈正相关,在肉猪的研究中,已被用于改善其生长性能、免疫功能和肉品质。
内蒙古农业大学食品科学与工程学院的李天乐、王晨蕾、靳烨*等以二狼山白绒羊为研究对象,探究日粮添加酵母硒对二郎山白绒羊宰后不同成熟时间(0~96 h)肉品质及抗氧化能力的影响,旨在为通过在日粮中添加硒提高羊肉抗氧化能力、提升肉品质提供理论依据。
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一 羊肉中的硒含量
如图1所示,SJB组羊肉中硒含量为(1.09±0.34)mg/kg,显著高于SCB组((0.23±0.03)mg/kg)(P<0.05),这与杨雪等的研究结果相似。结果表明,日粮中添加酵母硒可通过动物自身的代谢和积累使硒有效在羊肉中富集。
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二 日粮添加酵母硒对宰后成熟羊肉品质的影响
2.1 日粮添加酵母硒对宰后成熟羊肉pH值的影响
pH值是反映宰后成熟期间肉品质的关键指标之一,pH值变化会影响嫩度、保水性、风味等多项肉品质特性。如图2所示,宰后0~24 h羊肉的pH值显著降低(P<0.05),这可能是此时期发生糖酵解使乳酸大量堆积造成游离H+含量增加,且肌酸和ATP的水解又会产生磷酸,最终导致pH值呈现迅速下降的趋势。SCB组与SJB组均在成熟24 h后pH值变化趋于稳定(P>0.05),这说明在宰后24 h糖酵解反应基本结束,这与姬琛等的研究结果一致。如图2所示,SCB组与SJB组宰后0~96 h各成熟时间点的pH值无显著差异,因此日粮添加酵母硒对宰后羊肉的pH值无显著影响。
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2.2 日粮添加酵母硒对宰后成熟羊肉色泽的影响
肉的色泽可以体现新鲜度,也是决定消费者是否购买的重要感官指标。肉色变化一般取决于氧化反应导致不同类型的肌红蛋白比例发生变化或蛋白质降解引起的结构变化。由图3可知,宰后0~96 h内羊肉的L*值持续增加(P<0.05),其中宰后0~48 h羊肉L*值与pH值变化趋势相反,随着pH值接近等电点,肌球蛋白和肌动球蛋白等发生收缩并凝固成为颗粒,导致保水性下降,使自由水外渗,肉表面水分含量增加,提高了肉的亮度。而在宰后48~96 h,可能随着蛋白质降解程度增加,肌原纤维结构逐渐松散,光的散射增加。宰后成熟期间a*值呈现先升高后降低的趋势(P<0.05),这可能是因为宰后初期鲜红色的氧合肌红蛋白生成并逐渐累积使a*值增加,但随着成熟时间的延长,由于氧合肌红蛋白极不稳定,空气中的氧气渗透进入肌肉使氧合肌红蛋白被氧化成暗褐色的高铁肌红蛋白,使a*值下降。宰后0~96 h内羊肉的b*值呈现持续上升的变化趋势(P<0.05),这可能是氧气渗透进肌肉导致羊肉中的脂肪发生氧化,并使b*值增加。与SCB组相比,日粮添加酵母硒在各成熟时间点对宰后羊肉的色泽无显著影响(P>0.05)。
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2.3 日粮添加酵母硒对宰后羊肉蒸煮损失的影响
蒸煮损失是指肌肉经过热处理后产生的质量损耗,是评价肌肉保水性的重要指标。由图4可知,在宰后0~48 h背最长肌蒸煮损失率持续增加,在48~96 h先降低后增加。这可能是羊肉背最长肌在0~48 h处于僵直状态,此期间肌肉组织的保水能力逐渐下降,自由水不断外渗。在48 h后进入解僵期,自由水外渗现象缓解,但随着宰后时间延长,肌肉中肌原纤维和细胞骨架逐渐降解,导致肌肉对水的结合能力降低,从而使水分流失加剧。日粮添加酵母硒在各成熟时间点对宰后羊肉的蒸煮损失率无显著影响。
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2.4 日粮添加酵母硒对宰后羊肉剪切力的影响
剪切力一般作为嫩度参数,其值越大,肉的嫩度越差。剪切力在宰后成熟期间会发生变化。如图5所示,宰后0~48 h的剪切力持续增加,且在48 h达到最大,此时肉嫩度最差。此后剪切力逐渐下降,说明宰后成熟过程显著影响羊肉剪切力。值得注意的是,除24 h之外,SJB组宰后各成熟时间点的剪切力显著低于SCB组(P<0.05)。这种现象可能是因为饲喂酵母硒使肌肉氧化应激程度减少,宰后初期使ATP与磷酸肌酸的消耗增加,加快肌肉僵直速度并促进糖酵解进程,从而改善了羊肉的嫩度。此外饲喂有机硒能提高羊肉的抗氧化能力,从而抑制ROS、活性氮等自由基对肌肉中蛋白质和脂肪氧化的促进,保护肌肉中蛋白质与酶结构和功能的完整性,改善羊肉的嫩度。
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三 日粮添加酵母硒对宰后羊肉挥发性风味物质的影响
如表1所示,本实验共测出5 类30 种挥发性风味物质,包括醛类9 种、醇类9 种、烃类6 种、酯类2 种和其他挥发性风味物质4 种。如图6所示,宰后成熟期间SCB组羊肉中挥发性风味物质种类随成熟时间延长呈现先增加后减少的趋势,且在72 h达到最大。而SJB组羊肉挥发性风味物质种类在成熟期间逐渐增加并在96 h达到最大,这有可能是因为饲喂酵母硒使羊肉的抗氧化能力增加,从而降低脂肪氧化速度,使风味物质的产生速度下降。此外,SJB组在宰后每个成熟时间点的挥发性风味物质种类与SCB组相比无明显差异,这说明饲喂酵母硒对宰后成熟过程中羊肉的挥发性风味物质丰富程度无明显影响。
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感觉阈值决定了肉中香味的受感知程度,ROAV表示物质对整体风味的贡献,因宰后成熟过程中癸醛的峰面积含量较高,且其阈值较低,设置癸醛的ROVA为100。一般将ROAV≥1的物质定义为关键风味物质。由表2可知,两组羊肉宰后各时间共有的关键风味物质为辛醛、壬醛、癸醛、1-辛烯-3-醇、2-乙基己醇、1-辛醇。
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不饱和脂肪不饱和脂肪酸氧化会产生醛类物质,其气味阈值较低,因此对肉的整体风味具有重要贡献。对比两组羊肉,SJB组羊肉在宰后24、48 h的己醛含量显著高于SCB组,但72、96 h未检出。SJB组在宰后96 h的辛醛和壬醛相对含量显著低于SCB组,这与侯冉等研究发现饲喂丁酸梭菌的羊肉在宰后成熟期间辛醛、壬醛相对含量显著降低的结果一致,原因是饲喂丁酸梭菌提高了羊肉的抗氧化能力。酯类化合物通常是脂质代谢产生的羧酸和醇发生酯化反应的产物。醇类物质是由宰后成熟过程中肌肉内脂肪氧合酶和氢过氧化酶作用于共轭亚油酸产生。其中1-辛烯-3-醇阈值较低,可呈现玫瑰、薰衣草、甜香,是两组羊肉宰后各个成熟时间点的关键风味物质(ROAV>1)。SCB组羊肉中的1-辛烯-3-醇含量在宰后成熟期间呈先增加后减少的趋势,且在宰后0 h时SCB组羊肉中1-辛烯-3-醇相对含量显著高于SJB组。这可能因为宰后成熟初期脂肪氧化使1-辛烯-3-醇大量产生,而随成熟时间的延长,1-辛烯-3-醇逐渐转化为1-辛烯-3-酮或辛酸,造成其含量下降。在宰后96 h时SJB组的1-辛烯-3-醇相对含量显著高于SCB组,这可能是SJB组羊肉在宰后成熟期间的脂肪氧化受抑制导致。2-乙基己醇和1-庚醇是饱和醇,可以提供花香、木质味、脂肪香等。宰后24、96 h的2-乙基己醇和宰后0~96 h的1-庚醇在SJB组中的相对含量显著低于SCB组。结合以上结果可以推测,酵母硒的添加可能通过提高宰后成熟过程中羊肉的抗氧化能力,抑制宰后成熟期间的脂肪氧化影响各类风味物质产生。
四 日粮添加酵母硒对宰后羊肉抗氧化能力的影响
宰后成熟过程中有多种抗氧化酶相互配合以实现肌肉组织的抗氧化作用,其中SOD将超氧阴离子自由基转化为过氧化氢,再由CAT清除过氧化氢;GSH-Px可以消除细胞内外产生的多余过氧化物从而保护细胞膜。由表3可知,与SCB组相比,SJB组羊肉的T-SOD活性、GSH-Px活性、CAT活性和T-AOC均显著提高(
P<0.05),且随宰后成熟时间的延长两组羊肉的抗氧化能力指标都呈下降趋势。以上结果表明,日粮中添加酵母硒可以显著提高宰后成熟期间羊肉的抗氧化能力。
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五 日粮添加酵母硒对宰后羊肉蛋白质氧化的影响
5.1 日粮添加酵母硒对宰后羊肉羰基的影响
羰基化合物是蛋白质氧化的产物之一,蛋白质的氧化程度可以通过羰基含量衡量。如图7所示,随着成熟时间的延长,两组羊肉的羰基含量显著增加(
P<0.05)。这说明羊肉中蛋白质氧化程度随着成熟时间的延长而逐渐提高。SJB组和SCB组羊肉的羰基含量在宰后成熟0、24 h时无显著差异,在宰后成熟48、72、96 h时SJB组羊肉的羰基含量显著低于SCB组 (
P<0.05),表明日粮添加酵母硒在宰后成熟48 h后可以有效抑制羊肉中羰基的产生。
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5.2 日粮添加酵母硒对宰后羊肉巯基的影响
肌肉组织中的肌动蛋白和肌球蛋白都含有巯基,巯基对自由基尤其是羟自由基很敏感,容易在宰后成熟期间被氧化成二硫键,引起蛋白质的交联聚集反应,因此,总巯基含量经常被用作衡量蛋白质氧化程度指标。如图8所示,两组羊肉的巯基含量随着宰后成熟时间的延长逐渐减少,这说明宰后成熟期间羊肉的蛋白质氧化程度随时间的延长逐渐加深。此外,SJB组羊肉的巯基含量在宰后48~96 h显著高于SCB组(P<0.05),这可能是因为酵母硒在酶促抗氧化体系中发挥重要作用,其通过具有酶功能的含硒蛋白、硒核酸等发挥抗氧化作用,从而减缓了蛋白质氧化进程。
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六 日粮添加酵母硒对宰后羊肉脂肪氧化的影响
脂肪氧化是宰后成熟期间常见的变化过程,MDA是脂质过氧化的最终代谢产物,其含量可以间接反映肌肉组织受自由基攻击的程度,因此根据MDA含量可评估脂肪氧化程度。如图9所示,在宰后0 h时SCB组和SJB组羊肉的MDA含量分别为0.64 nmol/mg和0.40 nmol/mg,在宰后96 h,其分别增加至1.66 nmol/mg和1.01 nmol/mg。两组羊肉的MDA含量在宰后成熟过程中显著增加(P<0.05)。MDA含量的逐渐增加表明羊肉宰后成熟过程中脂质过氧化程度在逐渐加剧。同时,在宰后成熟期间,SCB组的MDA含量显著高于SJB组(P<0.05)。Bai Xue等报道了类似的研究结果:饲喂有机硒有效提高了羊肉的抗氧化能力,缓解了宰后成熟过程中羊肉的脂肪氧化程度。
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结论
本研究结果表明,通过日粮添加酵母硒饲喂3 个月可影响羊宰后成熟过程,显著改善宰后48~96 h的羊肉嫩度,提升羊肉品质。日粮添加酵母硒可以有效增加羊肌肉中硒的含量,且在宰后成熟期间能有效提高羊肉抗氧化能力,通过抑制宰后成熟过程中的蛋白质氧化、降低蛋白质交联程度,使羊肉嫩度得到改善。日粮添加酵母硒可以抑制宰后成熟过程中的脂肪氧化,这可能是羊肉各类挥发性风味物质产生速度减缓的原因。
作者简介
第一作者
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李天乐,2022—2025年于内蒙古农业大学食品科学与工程学院攻读硕士研究生。研究方向为肉品科学与技术;暂无工作经历;于2024年获得第十四届挑战杯创新创业大赛内蒙古自治区铜奖。
通信作者:
靳烨,二级教授,博士生导师;自治区优秀科技工作者、内蒙古自治区突出贡献专家。主持了国家自然科学基金项目、国家重点研发计划、国家科技支撑项目(子)、国家863项目(子)等80余项科研课题。发表学术论文 400多篇(SC1、EI收录132 篇),申请国家发明专利16项(授权8项)。获得农业部科技进步一等奖(2015)、商业部商业联合会科技进步特等奖(2015)内蒙古科技进步二等奖(2016)、北京市科技进步三等奖(2014)、首届中华农业科技奖(2008)等奖励。
本文《日粮添加硒对羊肉抗氧化能力及肉品质的影响 》来源于《食品科学》2023年46卷第13期72-80页,作者:郭向阳,宛晓春DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241201-002. 点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。
实习编辑:闫凯;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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