不同電壓擊暈對(duì)獺兔生理信號(hào)及宰后兔肉品質(zhì)的影響

王穩(wěn)航,徐倩倩,劉 婷,賈鴻茭,滕安國(guó),劉安軍

(天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院,天津 300457)

不同電壓擊暈對(duì)獺兔生理信號(hào)及宰后兔肉品質(zhì)的影響

王穩(wěn)航,徐倩倩,劉 婷,賈鴻茭,滕安國(guó),劉安軍

(天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院,天津 300457)

本文研究了電擊暈屠宰時(shí),不同電壓對(duì)獺兔致暈后生理參數(shù)(腦電波、心電波)、胴體質(zhì)量、兔肉品質(zhì)(蒸煮損失率、滴水損失率、剪切力)的影響。實(shí)驗(yàn)分為四組,以手砍腦干頸椎致暈法為對(duì)照組,其他三組分別用90、120、150V電壓頭部電擊獺兔3s致暈,然后割動(dòng)脈放血,取其股二頭肌(biceps femoris)測(cè)定相關(guān)指標(biāo)分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,電擊后獺兔腦電波呈癲癇狀,隨電擊電壓的增大癲癇狀腦電波振幅增大,其心電波主峰頻率也比對(duì)照組加快。同時(shí),電擊致暈獺兔出現(xiàn)不同程度胴體瘀斑、骨折和出血等現(xiàn)象。隨著擊暈電壓的增大,兔肉蒸煮損失率和滴水損失率均顯著增大。同時(shí)電擊暈處理能增大兔肉剪切力,降低兔肉嫩度。以上結(jié)果表明,與脫頸處死相比,電擊致暈降低了兔肉品質(zhì),其隨著電壓強(qiáng)度的增加而更加明顯。按照屠宰需要及考慮動(dòng)物福利的原則,選用90V電壓為獺兔適宜擊暈電壓。

獺兔,電擊暈,生理信號(hào),兔肉品質(zhì)

近年來(lái),國(guó)內(nèi)兔產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)穩(wěn)步快速的發(fā)展態(tài)勢(shì),我國(guó)已成為世界上最大的兔肉生產(chǎn)、出口國(guó)[1]。然而,我國(guó)兔肉加工利用率低、兔肉工業(yè)化深加工生產(chǎn)企業(yè)少、兔肉類制品僅占肉類總產(chǎn)量的9.7%[2],因此一些企業(yè)與科研人員專注于家兔的工業(yè)化屠宰與精加工的研究與開發(fā)。擊暈是畜禽工業(yè)化屠宰的一個(gè)必要環(huán)節(jié)。動(dòng)物屠宰前的擊暈方式包括:機(jī)械擊暈、氣體擊暈和電擊暈。電擊暈是目前廣泛使用的一種致昏方法,電擊暈處理時(shí),電流通過(guò)動(dòng)物腦部造成癲癇狀態(tài)而使其昏厥,從而達(dá)到放血良好與操作安全的效果。屠宰行業(yè)調(diào)查顯示,高達(dá)92%的企業(yè)采用電擊的方式使畜禽致暈[3]。

電擊暈處理對(duì)肉的品質(zhì)會(huì)產(chǎn)生不良影響。電擊昏處理會(huì)在通電的瞬間使動(dòng)物血壓升高,導(dǎo)致一些末端毛細(xì)血管破裂,形成肌內(nèi)血斑,并且在通電的過(guò)程中動(dòng)物應(yīng)激掙扎而導(dǎo)致胴體出現(xiàn)骨折現(xiàn)象。胴體的瘀斑、骨折和出血都會(huì)影響胴體品質(zhì)[4-5]。同時(shí),電擊暈處理對(duì)肉的pH、色度、保水性和嫩度會(huì)產(chǎn)生一定的影響。據(jù)Vergara等[6]研究發(fā)現(xiàn)宰前電擊暈處理使羊肉的pH下降速度加快,但它并沒(méi)有影響羊肉的色度、保水性和嫩度。據(jù)張文紅報(bào)道[7],電擊暈處理使豬肉的L*和a*增大,使肉的保水性下降,增大了PSE肉的發(fā)生。根據(jù)Alvarado等[8]研究發(fā)現(xiàn),電擊暈處理也可以從肌肉微觀結(jié)構(gòu)上影響肉質(zhì)品質(zhì)。

目前,電擊暈仍是規(guī)?；猛涝椎闹聲灧椒?應(yīng)用范圍較廣,但幾乎沒(méi)有人對(duì)其進(jìn)行過(guò)具體研究,包括電擊對(duì)兔胴體、肉品質(zhì)等的影響。因此,本實(shí)驗(yàn)以北方飼養(yǎng)量較大的肉毛兼用型兔種-獺兔為研究對(duì)象,研究在不同電壓電擊暈條件下,對(duì)獺兔致暈后生理信號(hào)和胴體、肉品質(zhì)的影響,為實(shí)際獺兔屠宰提供一些參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

獺兔 48只,雄性,4月齡,體重(2±0.5)kg,購(gòu)自河北武強(qiáng)一小型養(yǎng)殖廠。

MP150多通道生理信號(hào)采集器 美國(guó)BIOPAC公司;DH-1005A型連續(xù)可變高頻電源 濟(jì)南盛鑫電子科技有限公司;TD6001電子天平 天津天馬衡基儀器有限公司;PHS-3C型pH計(jì) 上海理達(dá)儀器廠;HH-8型數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市金城國(guó)勝實(shí)驗(yàn)儀器廠;TA.XTPluse物性儀 英國(guó)Stable Microsystem公司;CIE-LAB全自動(dòng)色差計(jì) Minolta公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)分組 實(shí)驗(yàn)分4組,每組12只用于胴體、肉品質(zhì)分析及生理信號(hào)檢測(cè)。分組時(shí)采取隨機(jī)原則,宰前禁食12～18h,不禁水。

1.2.2 宰前電擊暈處理 采用DH-1005A型連續(xù)可變高頻電源電擊。參考G. María等的方法并加以調(diào)整,三組電擊暈組致昏電壓分別為90、120、150V,頻率均為160Hz[9],電擊時(shí)間為3s(生理信號(hào)采集時(shí)以未擊暈組為對(duì)照,胴體及肉質(zhì)品質(zhì)分析時(shí)以手砍腦干頸椎致暈法為對(duì)照組)。電擊暈時(shí)采取頭部電擊的方式,以兩個(gè)外皮絕緣的金屬夾作為正負(fù)兩極分別夾兔頭部?jī)蓚?cè)眼眶上方,預(yù)先用水打濕該部分兔毛以增強(qiáng)其導(dǎo)電性。

1.2.3 ECG的描記與分析 將電擊暈后的獺兔立即固定,四肢固定,提起皮膚將銀質(zhì)電極插入皮下,并滴一滴生理鹽水,電極的連接方式:VIN+連接左下肢,VIN-連接右上肢,GND連接右下肢。調(diào)節(jié)儀器參數(shù):放大器增益設(shè)置在2000,高通濾波器設(shè)置在0.05Hz,低通濾波器設(shè)置在35Hz OFF。等待動(dòng)物安靜后,用多通道生理信號(hào)采集器檢測(cè)兔的心電圖。每組取3只,進(jìn)行心電圖的描記,并進(jìn)行比較。

1.2.4 EEG的描記與分析 將兔四肢固定,提起皮膚將銀質(zhì)電極插入皮下,并滴一滴生理鹽水,電極連接方式:取兩眼外眥與外耳門連線的前中1/3交點(diǎn)作一連線,并于此連線中點(diǎn)旁開1mm處扎入皮下。接地線扎入脖子后面。儀器參數(shù)同1.2.2,等待動(dòng)物安靜后,用多通道生理信號(hào)采集器檢測(cè)兔的腦電圖。每組取3只,進(jìn)行心電圖的描記,并進(jìn)行比較。

1.2.5 屠宰與分割 當(dāng)兔致暈后,觀察并記錄其生理反應(yīng)并參考范成強(qiáng)等[10]的屠宰方法,將兔后腿倒掛,割開頸部動(dòng)脈,充分放血。然后剝皮、分割胴體。取股二頭肌(biceps femoris),除可見(jiàn)的結(jié)締組織和脂肪,大小為1cm×1cm×3cm,重量為(5±1)g。將樣品在-18℃保存,測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。

1.2.6 兔肉pH的測(cè)定 屠宰取股二頭肌后,分別在45min、24h時(shí)分別測(cè)各組肉的pH變化。取2g獺兔肉加入18mL蒸餾水,12000r/min的條件下均質(zhì)20s,于室溫放置20min。過(guò)濾后上清液使用pH計(jì)測(cè)定其酸度[11]。

1.2.7 兔肉滴水損失率的測(cè)定 將宰后12h的冷凍股二頭肌肉樣置于4℃冰箱放置12h解凍,然后稱重,將肉樣品掛到有曲別針改造的小鉤上,外面罩上塑料袋,用細(xì)繩將口封死,避免兔肉貼附塑料袋的壁將小鉤懸掛于4℃冰箱24h。取出后用吸水紙吸取表面水分后,稱重。每組測(cè)三組平行,計(jì)算滴水損失率[12]。

1.2.8 兔肉蒸煮損失率的測(cè)定 在4℃冰箱平衡12h股二頭肌肉樣解凍后稱重,然后外面罩上塑料袋,將數(shù)顯溫度計(jì)的溫度探頭插入肉的中心位置,扎緊袋口,將其放入80℃的水浴鍋,當(dāng)中心溫度達(dá)到75℃時(shí),取出肉樣,放入4℃冰箱過(guò)夜,用吸水紙去除水分,稱重。每組測(cè)三組平行,計(jì)算蒸煮損失率[12]。

1.2.9 兔肉剪切力的測(cè)定 將宰后低溫冷藏24h的兔股二頭肌外面罩上塑料袋,將數(shù)顯溫度計(jì)的溫度探頭插入肉的中心位置,扎緊袋口,將其放入80℃的水浴鍋(大概時(shí)間為20min),當(dāng)肌肉樣品的中心溫度達(dá)到75℃時(shí)取出,然后放入4℃冰箱,冷卻2h,使肌肉樣品的中心溫度達(dá)到4℃,進(jìn)行剪切力測(cè)定,應(yīng)用的是Warner-Bratzler的方法,,用物性儀測(cè)定,刀頭要平行于紋理切割其中,探頭為HDP/BS;測(cè)前速度為1.5mm/s;測(cè)中速度為1.5mm/s;測(cè)后速度為10.0mm/s;負(fù)載類型為Auto-40g[13]。

1.2.10 兔肉色度的測(cè)定 在檢測(cè)前,先用黑板、白板校準(zhǔn)色度計(jì)。取出肉樣,在4℃冰箱中平衡12h使兔肉解凍,取出后使樣品的大小為1cm×1cm×3cm,然后放入自封袋內(nèi),將裝有肉的塑封袋鋪平展,用CIE-LAB全自動(dòng)色差計(jì)各測(cè)三次,然后分別求平均值,得出L*值(Lightness亮度)、a*值(redness紅色度)和b*值(yellowness黃色度)[14]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)均測(cè)三次平行,所得數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Means±SD)的形式表示。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Origin 8.6 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,確定其方差(ANOVA)和顯著性差異。p<0.05代表組間差異具有顯著性意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同電壓擊暈后獺兔生理信號(hào)的變化

表1 電擊暈后獺兔生理活動(dòng)主觀觀察Table 1 Subjective observation of physiological signals and carcass quality after electrical stunning

注:同行不同字母表示差異顯著(p<0.05)。

表1結(jié)果表明:隨著電壓的升高,獺兔痙攣時(shí)間及恢復(fù)意識(shí)所需時(shí)間顯著延長(zhǎng)(p<0.05)。電擊后,兔出現(xiàn)四肢蹬直、全身痙攣、眼珠突出、牙齒磨動(dòng)等生理現(xiàn)象,然后出現(xiàn)不同程度的暈厥,隨后意識(shí)慢慢恢復(fù)正常,意識(shí)恢復(fù)后放到平地,兔后肢仍然會(huì)出現(xiàn)無(wú)力的現(xiàn)象。

2.2 不同電壓擊暈后兔的心腦電圖變化

據(jù)研究,成功的擊暈特點(diǎn)是:呼吸中斷、過(guò)度分泌唾液、抽搐和蹬腿等活動(dòng)增加,學(xué)術(shù)上稱為強(qiáng)直性陣痙攣[15]。在一些電擊暈強(qiáng)直性陣攣性的階段時(shí)獺兔無(wú)意識(shí)的抽搐和蹬腿時(shí)主觀觀察結(jié)果不明顯,所以檢測(cè)腦電圖我們可以判斷擊暈效果,尤其是在高頻電擊暈處理豬的宰前擊暈時(shí)[16]。

由圖1可知,90、120和150V處理組都產(chǎn)生癲癇樣波,所以證明三組電壓均能使動(dòng)物成功被擊暈,并且隨著電壓的增大,癲癇樣波的振幅逐漸增大。這個(gè)研究結(jié)果和Anil等[17]在兔電擊暈中是相一致的。

圖1 不同電壓電暈后兔腦電圖變化Fig.1 Rabbit EEG of different stunning voltage with different voltage注：a：未電擊暈組；b：90V處理組； c：120V處理組；d；150V處理組，圖2、圖3同。

由圖2顯示,在電擊處理前,心電圖清晰有規(guī)律,電擊暈處理后,心電圖出現(xiàn)雜峰,并且頻率加快,隨著電壓的增加,心電圖主峰出現(xiàn)的頻率加快。根據(jù)研究,電擊暈處理后,動(dòng)物全身痙攣,心臟同樣劇烈收縮,血壓升高,所以電擊處理后心跳加快。由圖2也可以看出,四組實(shí)驗(yàn)組獺兔均有心臟電活動(dòng),證明電擊暈并沒(méi)有導(dǎo)致獺兔死亡,獺兔仍保持心臟活動(dòng)。

圖2 不同電壓擊暈后兔心電圖的變化Fig.2 Rabbit ECG of different stunning voltage with different voltage

2.3 不同電壓擊暈對(duì)兔胴體質(zhì)量的影響

由圖3可以看出,與對(duì)照組相比,90、120V電擊暈獺兔出現(xiàn)不同程度胴體瘀斑、出血現(xiàn)象,電壓增大到150V時(shí),獺兔出現(xiàn)骨折現(xiàn)象。

圖3 不同胴體質(zhì)量照片F(xiàn)ig.3 The picture of different carcass quality

2.4 不同電壓擊暈對(duì)兔肉pH的影響

宰后肌肉pH下降的速率對(duì)于肌肉的保水性具有關(guān)鍵性作用。Henckel P等認(rèn)為宰后45min的pH代表了宰后代謝的發(fā)展,反映出宰后pH的下降速度,與肌肉的保水性有很強(qiáng)的相關(guān)性[18]。從圖4可以看出:宰后45min不擊暈組的pH顯著大于電擊暈組的值(p<0.05)。并且隨著擊暈電壓的增大各個(gè)處理組的pH略有降低,但各組間pH無(wú)顯著性差異。這表明與不擊暈組相比,電擊暈加速了兔胴體肌肉糖原代謝,導(dǎo)致pH的快速下降。宰后24h對(duì)照組的pH與宰前電擊暈處理組的pH無(wú)顯著差異。

圖4 不同電壓擊暈對(duì)宰后45min和24h兔肉pH的影響Fig.4 The effect of different stunningvoltages on rabbit meat pH at 45min and 24h postmortem注:不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)。

造成宰后45min pH的變化的原因是,與沒(méi)有宰前電擊暈處理的對(duì)照組相比電擊暈處理組電流直接穿過(guò)兔胴體,使兔肌肉發(fā)生劇烈的痙攣收縮,消耗了肌肉中的ATP,加快宰后肌肉糖酵解代謝速度,使乳酸積累,從而導(dǎo)致了pH的快速下降[19-20]。這個(gè)結(jié)果與 Paulick等[21]和Channon等[22]認(rèn)為宰前電擊暈處理使pH下降是一致的。

2.5 不同電壓擊暈對(duì)兔肉保水性的影響

肉的保水性,是指當(dāng)肌肉受到外力作用時(shí),其保持原有水分與添加水分的能力,是肉最重要的品質(zhì)之一。從圖5可以看出:宰前電擊暈電壓對(duì)宰后肌肉的保水性有顯著影響,對(duì)照組的滴水損失率(2.81%)和蒸煮損失率(35.19%)顯著低于各電擊暈處理組(p<0.05);90V電壓的電擊暈處理的蒸煮損失率顯著低于120V及150V處理組(p<0.05)。隨著電壓的增大,滴水損失率和蒸煮損失率逐漸增大。所以宰前電擊暈處理對(duì)肉的保水性有不利影響,且這種影響與電壓強(qiáng)度存在正相關(guān)性。

圖5 不同電壓擊暈對(duì)兔肉滴水損失和蒸煮損失的影響Fig.5 The effect of different stunning voltages on drip loss and cooking loss of rabbit meat注:不同小寫字母表示蒸煮損失差異顯著(p<0.05), 不同大寫字母表示滴水損失差異顯著(p<0.05)。

pH的下降是影響肉的滴水損失率和蒸煮損失率的重要的因素[23-24]。非電擊暈處理的保水性顯著高于非電擊暈處理組,可能是因?yàn)閾魰炋幚韯?dòng)物的胴體熟化開始的比較早,使肌肉的蛋白水解作用減小了肌小節(jié)之間的間隙,降低了粗絲和細(xì)絲之間的靜電斥力造成肌肉結(jié)構(gòu)的改變,使水分流失,另一方面可能由于迅速下降的pH造成蛋白質(zhì)變性降低了肉的保水性。

2.6 不同電壓擊暈對(duì)兔肉色度的影響

由表2得知,各電擊暈組間兔肉亮度L*值比對(duì)照組的L*值都有所上升,但差異并不顯著。肉的紅度a*值,90V處理組及150V處理組均有所下降,而120V處理組a*值卻稍有上升。b*值變化沒(méi)有規(guī)律。各處理組之間兔肉宰后24h的L*、a*和b*值沒(méi)有顯著差異(p>0.05)。所以宰前電擊暈處理并不能對(duì)兔肉的色澤產(chǎn)生影響。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與Velarde等[25]在羊和豬的研究一致。

表2 不同電擊暈電壓對(duì)兔肉色澤的影響Table 2 The effect of different stunning voltages on color of rabbit meat

2.7 不同電壓擊暈對(duì)兔肉剪切力的影響

圖6 不同電壓擊暈對(duì)兔肉剪切力的影響Fig.6 The effect of different stunning voltages on rabbit meat shear force注:不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)。

肉的嫩度是消費(fèi)者關(guān)注的重要品質(zhì)指標(biāo)之一,肌肉剪切力的大小可以反映肉的嫩度,二者呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系。圖6顯示不同宰前電擊暈電壓對(duì)宰后肌肉的剪切力有顯著影響,非電擊暈處理的對(duì)照組的剪切力顯著低于電擊暈處理組(p<0.05);90V處理組的剪切力也顯著小于120V處理組和150V處理組;但120V處理組和150V處理組的剪切力差異不顯著。所以宰前電擊暈處理對(duì)肉的嫩度有不利影響。有研究表明,calpain的酶活降低不僅與底物有關(guān)和Ca2+濃度有關(guān),還與pH有關(guān)[26]。本實(shí)驗(yàn)電擊暈處理組的pH迅速下降,能夠降低calpain的酶活,從而影響了肉質(zhì)嫩化,使剪切力增大。Immonen等的研究[27]也與本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果相一致,所以宰前電擊暈處理組中,90V處理組對(duì)兔肉的嫩度影響要優(yōu)于120V和150V的處理組。

3 結(jié)論

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)可知,90、120、150V電壓電擊均能使獺兔暈厥。與宰前未電擊暈處理的兔相比電擊暈處理會(huì)造成兔的胴體品質(zhì)降低,出現(xiàn)瘀斑、出血點(diǎn)和骨折的現(xiàn)象;并且也造成了兔肉食用品質(zhì)降低,包括:pH降低、保水性變差和嫩度的降低。電擊暈電壓越大,兔肉品質(zhì)越差。由于屠宰需要及考慮動(dòng)物福利的原則,90V電壓適宜用于獺兔電擊暈。為適宜擊暈電壓。

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Effect of different voltage on the physiological signals of Rex rabbit and its meat quality

WANG Wen-hang,XU Qian-qian,LIU Ting,JIA Hong-jiao,TENG An-guo,LIU An-jun

(School of Food Engineering & Biotechnology,Tianjin University of Science & Technology,Tianjin 300457,China)

The physiological signal of Rex rabbit(electroencephalogram,electrocardiogram)treated with different voltage stunning and the meat quality(cooking loss,drip loss,shear force)after slaughter were studied. The Rex rabbits were randomly divided into four groups,one group with hammering brainstem cervical by hand method as control,others were treated with 90,120,150V voltage shock for 3s,leading to head dizzy. After arterial bleeding,biceps femoris was cut from carcass and detected for meat quality. Carcass bruising,fractures,bleeding at different extents were discovered in the electrical stunning groups while these phenomena was not found in control group. Electrical stunning made Rex rabbits to be epileptiform. Meantime,the amplitude of electroencephalogram(EEG)was improved and frequency of the main peak of electrocardiogram(ECG)were increased with the increasing electrical voltage. With voltage increasing,the cooking loss,the drip loss and the shear force of biceps femoris were significantly increased while the tenderness was decreased. The results showed that compared with stunned by hammering brainstem cervical by hand method,electrical stunning reduced meat quality of Rex rabbit,which was more apparent with the increasing voltage. According to the principles of slaughter and animal welfare needs,it was suggested that 90V was optimal to electrical stunning for Rex rabbit.

rex rabbit;electrical stunning;physiological signal;meat quality

2014-04-01

王穩(wěn)航(1977-),男,博士,副研究員,研究方向：動(dòng)物源性食品加工與控制,食品大分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與功能。

國(guó)家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201303082-3);天津市科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(合同13ZCZDNC01700)。

TS251.1

A

1002-0306(2015)01-0058-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.01.003