常量礦物元素對畜禽肉品質(zhì)影響的研究進展

梁見弟，秦榮艷，王鐵男，王樂樂，趙 晨，張志軍，王文奇*

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830052；2.新疆畜牧科學(xué)院飼料研究所，烏魯木齊 830011；3.新疆畜牧科學(xué)院畜牧研究所，烏魯木齊 830011；4.石河子大學(xué)動物科技學(xué)院，新疆 石河子 832000）

常量礦物元素是畜禽生長發(fā)育不可缺少的營養(yǎng)元素，同時也是影響畜禽肉品質(zhì)的重要因素。常量礦物元素影響畜禽肉質(zhì)主要體現(xiàn)在畜禽屠宰后的肉質(zhì)；其次是用常量礦物元素對屠宰后畜禽肉品進行注射、浸泡及腌制等方式處理可有效改善畜禽的肉品質(zhì)，如肉品的感官、嫩度、剪切力及肉品儲存等。岳玉秀在研究日糧中鈉的添加種類對肉仔雞的影響時發(fā)現(xiàn)，不同種類的鈉鹽不僅可以改善肉仔雞生長性能，也對肉雞肌肉有顯著積極影響[1]。瞿丞等研究發(fā)現(xiàn)用不同氯化鈉添加量腌制雞肉可促進脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的氧化，并且對雞肉肉質(zhì)產(chǎn)生有利影響[2]。通常情況下將肌肉pH值、肉色、系水力、嫩度、肌間脂肪含量、硫代巴比妥酸反應(yīng)物值等指標作為評定肉品質(zhì)質(zhì)量的標準[3]。本文主要通過對常量礦物元素鈉、鉀、鎂、硫、鈣和磷等對畜禽肉品質(zhì)影響的簡述，以期為進一步研究常量礦物元素對畜禽肉品質(zhì)的改善提供參考。

1 鈉

在畜禽生長發(fā)育過程中，鈉的水平不僅影響畜禽機體滲透壓穩(wěn)定和酸堿平衡，也與畜禽的生長性能相關(guān)[4]。氯化鈉、小蘇打和硫酸鈉可以改善肉雞料重比，改善肉仔雞生長性能，也能顯著提高肉雞肌肉的滴水損失[1,5]。飼喂碳酸氫鈉的試驗羊只增重效果明顯[6]。延胡索酸二鈉能改善羔羊瘤胃微生物的生長，提高生產(chǎn)性能[7]。高水平的氯化鈉6 g/kg對托克遜黑綿羊生長性能和氮平衡無不良影響，但可降低牧場處理尿液時土壤中氨氣和一氧化氮的排放[8]。

肉品的pH值、肉色、系水力、嫩度、肌間脂肪含量以及氨基酸等通常為評定肉質(zhì)的指標。和Demba等試驗表明在飼料中添加碳酸氫鈉，對羊只的生產(chǎn)性能和羊肉品質(zhì)均可產(chǎn)生積極的作用，碳酸氫鈉組羔羊的肉質(zhì)優(yōu)于對照組，肉質(zhì)在眼肌區(qū)域（REA）肉色、脂肪、脂肪厚度方面較為突出[9]。脂肪是肌肉中不可分割的一部分，不同品種羊肉的飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸含量有顯著影響差異（P<0.05）[10]。隨著硝酸鈉添加量的增加，不飽和脂肪酸/飽和脂肪酸的比值逐漸升高，且不同硝酸鈉和延胡索酸二鈉添加比例為2∶1、1∶1組，不飽和脂肪酸/飽和脂肪酸顯著高于對照組（P＜0.05）[11]。畜禽體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝和氨基酸之間的平衡狀況主要通過血清尿素氮濃度指標來準確地反映，體內(nèi)蛋白質(zhì)分解代謝水平則通過血中尿酸和肌酐含量來直接反映。趙琬婧等試驗發(fā)現(xiàn)隨著飼糧中鈉的添加量升高，血液中的尿酸和尿素氮含量降低，并且在鈉添加量為0.131%時效果最佳[12]。

肉制品加工行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的添加劑非氯化鈉莫屬。氯化鈉能夠降低肉品的水分活度，具有防腐效果和抑菌特性；還可以提高肉品的保水能力；促進風(fēng)味物質(zhì)的釋放（削弱各類蛋白質(zhì)對風(fēng)味化合物的吸附）[13，14]。詹飛麗等研究表明肉制品風(fēng)味物質(zhì)的主要來源是蛋白質(zhì)降解以及脂肪氧化過程中產(chǎn)生的小分子物質(zhì)[15]。周慧敏等在用氯化鈉對豬肉風(fēng)干時發(fā)現(xiàn)2%～4%的氯化鈉可以促進脂肪氧化原風(fēng)味物質(zhì)的生成，且當氯化鈉用量為4%時，風(fēng)味物質(zhì)含量最多[16]。當氯化鈉濃度為0.4 moL/L時肌原纖維蛋白的表面疏水性達到最高；肌原纖維蛋白對醇類吸附很弱，醇類、酮類和醛類的吸附性可隨氯化鈉濃度升高而總體降低[14]。

2 鉀

常量元素鉀除了維持畜禽的機體滲透壓穩(wěn)定和酸堿平衡外，也參與多種細胞代謝、神經(jīng)肌肉的應(yīng)激性等。0.5%的硫酸鉀鎂鹽能夠提高受胎率等繁殖性能[17]；而瘤胃擬桿菌門、普雷沃氏菌屬和胎兒彎曲桿菌的相對豐度也會隨著12 g/d和18 g/d的硝酸鉀的添加而改變[18]；0.1%氯化鉀與400 mg維生素C可以改善肉雞的生長性能[19]；碳酸氫鉀能顯著降低肉雞腹脂率[20]。隨飼糧中鉀（1.4%～2.6%）的提高，綿羊血清中鈣有升高的趨勢，尿液的pH值也有所增加[21]。

肉品的顏色和嫩度對消費者的吸引至關(guān)重要。肉質(zhì)加工者通常是在鮮肉中注射含有水、鹽或嫩化劑的溶液，旨在改善顏色、增加保水性、增加多汁性、改善嫩度和延長保質(zhì)期。正磷酸鹽、焦磷酸鹽和三聚磷酸鹽的鈉鹽以及鉀鹽等可以保持肉質(zhì)顏色的穩(wěn)定性，并作為抗氧化劑延長貨架期。Michelle等研究發(fā)現(xiàn)在新鮮豬肉中添加碳酸鉀具有保持或改善新鮮豬腰肉品質(zhì)的特性。碳酸鉀可改善豬肉的顏色，最終使產(chǎn)品變得更紅等；減少烹飪損失，改善肉質(zhì)的感官嫩度。這些肉品質(zhì)的改善可能是由于肉的酸堿度增加和肌球蛋白重鏈的溶解。因此，碳酸鉀可能被用作新鮮豬肉行業(yè)中三聚磷酸鈉和其他磷酸鹽增強劑的替代品[22]。

腌制臘肉是肉品加工的主要產(chǎn)品之一，目前主要以氯化鈉腌制為主。但因高鹽對人體健康有一定的威脅，故氯化鉀因其分子質(zhì)量、咸味感、抗菌活性等與氯化鈉差異不大，常作為氯化鈉的替代鹽，是目前減少腌臘肉制品中氯化鈉含量，研究最廣泛的鈉鹽替代品[23]。采用氯化鉀替代氯化鈉降鈉鹽的方式對臘肉制品的香氣和滋味有一定程度的影響，可使臘肉pH值、烘烤階段及成熟1周剪切力、成熟后期脂肪氧化等指標均降低，以及烘烤之后水分含量和水分活度、腌制階段蒸煮損失、烘烤之后蛋白降解指數(shù)等均升高，但需要注意的是氯化鉀高比例替代氯化鈉會影響臘肉的香味和滋味[24]。

3 鎂

鎂是細胞內(nèi)主要的陽離子之一，與鉀、鈉協(xié)同維持肌肉和神經(jīng)興奮，維持體內(nèi)的酸堿平衡和電解質(zhì)平衡，緩解動物應(yīng)激[25，26]。鎂對神經(jīng)、肌肉的興奮性有一定的鎮(zhèn)靜作用，確保神經(jīng)肌肉器官的正常機能；參與許多酶系統(tǒng)尤其是作為ATP酶的重要輔助因子[27，28]。

鎂也是影響畜禽肉品質(zhì)的因素之一，研究顯示鎂主要從以下三個方面影響畜禽的肉品質(zhì)：①減緩宰后糖酵解引起的蛋白質(zhì)的變性，提高水分吸附力，影響肌肉pH值；②提高宰后肌肉的系水力，影響肌肉初始和最終pH值；③鈣的釋放被抑制，緩解神經(jīng)肌肉的興奮性、糖原的酵解[32]。肌肉肉色、pH值、系水力被認為是衡量肉品質(zhì)的核心指標，且影響宰后肌肉系水力的原因通常是肌肉pH值、糖酵解、肌肉收縮以及蛋白質(zhì)降解等。Souza等報道，屠宰前5 d在豬飼糧中添加1.3 mg/g或2.3 mg/g天冬氨酸鎂可提高肌肉pH值、降低血漿中的去甲腎上腺素濃度、降低肌肉（屠宰后5～40 min）內(nèi)的乳酸濃度，減少肌肉的滴水損失和PSE肉的發(fā)生率[33]。Mario等研究顯示補充鎂對特定的肉質(zhì)性狀（如系水力和顏色）具有積極影響，系水力可能還會對其他感官特征（如多汁）產(chǎn)生其他積極影響[34]。許宗運等研究表明，在雜種野豬日糧中短期（屠宰前5 d）添加2 000 mg/kg硫酸鎂可以改善其肉品質(zhì)，提高肌肉初始pH值，改善肉色，降低滴水損失；也可使鎂在血清和肌肉中的存流量升高[35]。Apple等研究發(fā)現(xiàn)，給育肥豬飼喂2.5%云母鎂，可提高其產(chǎn)肉率[36]。王桂瑛等研究表明鎂能降低乙酞膽堿（由鈣產(chǎn)生的神經(jīng)肌肉刺激和神經(jīng)沖動引起）的分泌、兒茶酚胺的釋放等，減少動物應(yīng)激，提高肉品質(zhì)[37]。

此外，鎂對貨架期的肉品也有一定的影響，其原因可能是鎂具有一定的抗氧化功能，能夠延緩肉品的腐敗，在屠宰前給豬短期飼喂鎂可以改善在冷藏期內(nèi)（宰后9 d）肌肉的抗氧化能力[38]。

4 硫

硫元素雖然是生命活動必須的礦物質(zhì)元素，但不能在動物體內(nèi)儲存，必須由飼料供給，畜禽飼糧中的硫酸鹽和含硫氨基酸是硫元素的主要來源。硫可以組成多種氨基酸，因此是大多數(shù)蛋白質(zhì)的重要組成成分。

研究表明羊肉中羰基化合物對羊肉膻味有著決定性的作用，當羊攝入的含硫有機物的量不足時，機體內(nèi)相應(yīng)的含硫氨基酸含量就會降低，主要存在于羊體內(nèi)脂肪中的羰基化合物就會增多，因此羊油中的膻味最大。飼糧中添加的硫可在瘤胃微生物的作用下從無機硫轉(zhuǎn)變?yōu)楹蛴袡C物，使揮發(fā)性羰基化合物的含量降低，減少羊肉的膻味，改善羊肉的品質(zhì)[39～41]。羊肉的特征風(fēng)味是由含羰基的化合物提供的，而水溶性物質(zhì)只提供肉類香味。Wong等研究表明，羊肉的特征風(fēng)味來源于脂肪組織，短鏈脂肪酸、含羰基的酸類化合物是羊肉風(fēng)味的主要組成成分[42]。蛋氨酸是常見的含硫氨基酸，Vellini等的研究發(fā)現(xiàn)，在牛的飼料中添加復(fù)合蛋氨酸可以提高牛背最長肌中脂肪酸的含量，增大眼肌面積（P＞0.05）。賴氨酸是畜禽營養(yǎng)中極為重要的一種氨基酸，參與生理功能體蛋白合成[43]。劉升軍等研究表明，肉仔雞日糧中賴氨酸和蛋氨酸的水平可以改善雞肉品質(zhì)[44]。李鵬翔研究發(fā)現(xiàn)日糧不同氮硫比對藏羔羊肉品質(zhì)有一定的影響，且當日糧中氮硫比為7.5∶1時肉用品質(zhì)較佳[45]。

5 鈣

鈣是畜禽生長不可或缺的常量元素，影響畜禽骨骼的生長；作為鈣蛋白酶系統(tǒng)的激活劑，鈣對動物肉品質(zhì)具有一定的改善作用[46]。大量研究發(fā)現(xiàn)，通常胴體或肉塊用氯化鈣溶液注射、浸泡或灌注處理均會降低肌肉的剪切力，改善肌肉嫩度，在此過程中其他肉品質(zhì)并未產(chǎn)生不良影響[47-49]。Colle等研究發(fā)現(xiàn)氯化鈣注射和冷凍都能在牛死后更早地激活兩種肌肉中的鈣蛋白酶-2，并且鈣注射可以改善腰最長肌的壓痛。氯化鈣注射液提供了足夠的鈣來激活死后早期的鈣蛋白酶-2，從而改善了嫩度[50]。注射鈣劑對煮熟的山羊腿肉中的風(fēng)味揮發(fā)性物質(zhì)沒有影響。并且氯化鈣與香料混合注射劑可以改善羊肉的嫩度，也不會對其他感官特性產(chǎn)生不良影響[51]。鈣蛋白酶蛋白分解系統(tǒng)在牛和羊死后肉質(zhì)的嫩化方面起到重要的作用，氯化鈣可通過鈣蛋白酶刺激肌肉蛋白的水解來增強肉質(zhì)嫩化。研究發(fā)現(xiàn)氯化鈣注入屠體或注射切片可以改善幼年動物的肉類嫩度[52，53]。

宰前灌注、宰后注射或浸泡是目前氯化鈣改善肉質(zhì)的主要方式，而飼喂也可以達到顯著改善肉品嫩度的目的。李紹欽研究顯示，高水平氯化鈣雖然會使商品豬的采食量降低，但屠宰發(fā)現(xiàn)商品豬肌肉的pH值、肉色、滴水損失、屠宰率等均無顯著影響[54]。馬現(xiàn)永等研究顯示在黃羽肉雞的日糧中添加高水平碳酸鈣雖然對系水力、pH值、肉色及生長性能無顯著影響，但卻能顯著提高黃羽肉雞肌肉嫩度[55]。孫巍等研究發(fā)現(xiàn)，在基礎(chǔ)日糧（Ca 0.6%）上將鈣含量分別提高到0.9%、1.2%和1.5%對鵝肉的肉色、pH值、失水率影響不顯著，對鵝胸肌、腿肌剪切力值影響不顯著，但有隨鈣水平的提高而降低的趨勢[56]。

此外，用氯化鈣注射肌肉也可以對肌肉的肉色和蒸煮損失產(chǎn)生一定影響。Koohmaraie等在屠宰后的羔羊（飼喂β-腎上腺素興奮劑）動脈內(nèi)注射0.3 M氯化鈣（其劑量為其鮮重的10%），羔羊肌肉的顏色得到相應(yīng)的改善[57]。

6 磷

磷在畜禽的生長發(fā)育過程中具有重要的生物學(xué)功能，磷是動物機體骨骼和牙齒的主要組成成分；磷也是機體體液調(diào)節(jié)、能量供應(yīng)、遺傳物質(zhì)DNA和RNA及細胞膜的組成成分，因此磷也是畜禽必需的常量礦物元素之一。磷在一定程度上也影響水產(chǎn)品的肉質(zhì)，Jing等研究發(fā)現(xiàn)在草魚日糧中添加適量的磷可以防止草魚肌肉中脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的氧化，提高肌肉蛋白質(zhì)含量和持水性，降低水分、脂肪和灰分含量（P<0.05）。肌肉抗羥自由基、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶活性和谷胱甘肽含量顯著提高（P<0.05），從而顯著提高草魚的生長性能和魚肉持水能力、肉質(zhì)和肌肉抗氧化能力[58]。然而磷在畜禽養(yǎng)殖上對肉質(zhì)的影響不夠明顯。江勇等研究報道顯示，日糧中的磷水平不影響42日齡的肉仔雞的胸肌率和腹脂率；對胸肌嫩度、pH和失水率均無顯著影響（P>0.05）；對胸、腿肌pH和肉色均無影響（P>0.05）[59]。胡鳳明等研究顯示，斷奶羔羊的屠宰性能和肉品質(zhì)與飼糧中添加磷的水平?jīng)]有顯著影響關(guān)系?？赡苁秋暭Z中外源磷的攝入量并不能直接影響肌肉纖維形態(tài)機構(gòu)的變化，羔羊肌肉的肉色、嫩度等物理特性并不受飼糧中磷水平的直接影響[60]。該現(xiàn)象可能是因為42日齡的肉仔雞、羔羊此階段處于快速生長期，磷的代謝首先作用于骨骼的生長發(fā)育，因此生產(chǎn)性能也未產(chǎn)生明顯差異。

磷酸鹽是畜禽宰后肉品嫩化中常用的鹽法嫩化之一，是肉制品的加工過程中的一種品質(zhì)改良劑，通常以復(fù)合形式使用：焦磷酸鹽、三聚磷酸鹽和六偏磷酸鹽[61]。復(fù)合磷酸鹽能夠使肌肉的保水性提高，并且使肌肉的顏色免受破壞的作用，更能使肉質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，富有彈性。劉廣娟等試驗表明，0.20%焦磷酸鈉、0.15%三聚磷酸鈉和六0.15%偏磷酸鈉處理后的PSE豬肉的pH、嫩度和色澤得到改善[62]。張金天的研究結(jié)果顯示，延邊黃牛宰前飲用1.0%濃度的復(fù)合磷酸鹽水對肉品質(zhì)的改善效果最佳[63]。保水性作為評價肉制品優(yōu)劣重要的指標之一，在肉制品的評價中具有十分重要的經(jīng)濟意義。復(fù)合磷酸鹽處理對肌肉的保水機理主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）提高肉的pH值：磷酸鹽可使肉的pH值上升，使肉的持水性能力提高，保證肉品的鮮嫩度；（2）螯合肉中的金屬離子：肌肉中的Ca2+、Mg2+等離子可與磷酸鹽螯合，使肌肉中肌纖維結(jié)構(gòu)變得松散，提高容納水分的能力；（3）提高肉的離子強度：低濃度復(fù)合磷酸鹽（堿性）改變蛋白質(zhì)電荷的電勢，提高離子強度，促進肉組織水分含量增加，提高肉的保水能力[64，65]；（4）解離肌動球蛋白：多聚磷酸鹽可影響肌動球蛋白復(fù)合物的解離，從而改善肉的保水性[66]。磷酸鹽不僅能增強肉的保水性，還具有軟化肌肉的功能[67]。磷酸鹽可通過提高膠原蛋白溶解度來降低肉品保水性、減少結(jié)締組織中膠原蛋白的交聯(lián)，改善肉品嫩度[68]。李龍祥等研究發(fā)現(xiàn)當復(fù)合磷酸鹽添加量達到0.3%時，重組牛肉制品品質(zhì)最好，嫩度適中，呈亮紅棕色，組織狀態(tài)致密有彈性[69]。高菲菲等研究發(fā)現(xiàn)用0.4%焦磷酸四鈉、0.4%三聚磷酸鈉、0.3%六偏磷酸鈉處理牛肚，可使牛肚的嫩化效果最好，剪切力值達到最小[70]。

7 小 結(jié)

常量礦物元素是畜禽機體重要的組成部分，影響畜禽的營養(yǎng)代謝及生產(chǎn)性能。常量礦物元素對畜禽肉品肉色、pH值、系水力、肌內(nèi)脂肪含量等方面都具有一定的影響，具體的影響機理還需要進一步深入研究。本文對常量礦物元素在畜禽肉品質(zhì)部分指標的影響和機理進行闡述，以期為進一步研究常量礦物元素改善畜禽肉品質(zhì)提供參考。