日粮维生素E与猪肉和禽肉品质以及储存稳定性研究进展

2021-06-10 01:10刘艺涵杨在宾
国外畜牧学·猪与禽 2021年2期

刘艺涵 杨在宾

摘  要:脂质氧化是导致肉类及肉制品质量变差最主要的原因之一,会影响肉的品质(包括风味、颜色和肉质的异常,营养价值改变,甚至产生有毒物质)。在日粮中添加超过动物常规营养需要量的维生素E可以有效减缓肉类及肉制品的脂质氧化。本综述主要阐述:维生素E在猪肉、鸡肉中的沉积和抗氧化作用;在日粮中超量添加维生素E对肉的脂质氧化、肉色、系水力和胆固醇氧化的影响;肌肉中维生素E沉积量与肉品加工、包装和储藏条件之间的相互作用。

脂质氧化的过程受屠宰后很多因素的影响,如促进肌肉氧化的物质(铁、肌红蛋白)的含量和状态、肌肉的抗氧化水平(包括α-生育酚、含组氨酸的二肽以及谷胱氨酸过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶等)、肌肉中脂肪的含量和构成以及加工、包装和储存的方式。为了保证肉质最佳,需要考虑从动物活体到最终产品的全过程。最近几年,通过特定动物饲料配制来改善肉质的研究报道逐渐增加。本综述重点讨论在猪和家禽日粮中超量添加α-生育酚醋酸盐对肌肉α-生育酚沉积以及鸡肉和猪肉品质的影响。

关键词:维生素E;脂质氧化;肉品质;储存稳定性

中图分类号:Q566 文献标志码:C 文章编号:1001-0769(2021)02-0021-04

1  维生素E沉积

1.1 肌肉中沉积

维生素E是指具有α-生育酚生物活性的酚类化合物总称。市场上经常使用的动物维生素E添加剂为α-生物酚醋酸酯。这种酯类有氧化稳定性,没有抗氧化活性,但是,其可以在动物肠道内水解释放出生育酚离子,从而恢复抗氧化活性。维生素E不能在动物体内合成,因此,动物组织中检测出的维生素E沉积量可以用来反映饲料中添加维生素E的生物学活性。维生素E是脂溶性维生素,随着动物脂类的消化而吸收。

动物不同组织对营养物质的吸收取决于其代谢活性。给猪饲喂维生素E浓度为200 mg/kg的日粮,维生素E在板油(肾周脂肪)和皮下脂肪(内层)中的含量最高,其次是皮下脂肪(外层)、肝脏、肺脏、心脏和肾脏中的,肌肉和大脑中的含量几乎相同并且最低。Sherry等的研究同样也证实,在肉鸡饲料中添加维生素E后,肉鸡组织中α-生育酚的含量从高到低依次为:心脏和肺脏、肝脏、大腿、大脑,并且日粮中的添加量和组织中α-生育酚的含量高度相关。

1.2 肌肉差异性

大量研究证明,α-生育酚的沉积取决于肌肉的类型。Osullivan等发现,在猪日粮中补充160 mg/kg维生素E醋酸酯,饲喂130 d后屠宰,其前肢(4.8 mg/kg~9.9 mg/kg)、颈部和胸部(3.7 mg/kg~9.2 mg/kg)肌肉中α-生育酚的含量最高,并且高于后肢肌肉     (4 mg/kg~5.6 mg/kg)和背部肌肉(2.5 mg/kg~   3.5 mg/kg)中的。Jesson等证明猪腰大肌中的酚含量比背最长肌中的α-生育酚的含量高,并且添加不同浓度维生素E,腰大肌中的维生素E含量都高于背最长肌中的,由此证明,与背最长肌相比,维生素E在腰大肌中有更高的沉积率,相似的结论也同样表现在禽肉中。

有研究证明,α-生育酚的沉积量在同一动物个体的不同肌肉中也存在差异。一般来说,肌肉纤维按照刺激、收缩速度和疲劳时间的临界值分为三种类型:Ⅰ型肌肉纤维,缓慢收缩和高耐力;Ⅱb型肌肉纤维,快速收缩和低耐力;Ⅱa型肌肉纤维,快速收缩和高耐力。 Ⅰ型肌肉纤维富含肌红蛋白和线粒体酶,Ⅱ型肌肉纤维有较好的糖分解能力。除了一些个例,所有的哺乳动物和禽类肌肉都主要由这三种类型肌肉纤维组成。猪比肉鸡含有更多的Ⅰ型肌肉纤维,所以行动相对迟缓。

Jensen等发现,猪的骨骼肌氧化能力最强,因此需要最大的α-生育酚能力。与猪白肉(背最长肌)相比,猪红肉(腰大肌)中Ⅰ型肌肉纤维和Ⅱa型肌肉纤维的含量高于Ⅱb型肌肉纤维的。与Ⅱb型肌肉纤维相比,Ⅰ型肌肉纤维和Ⅱa型肌肉纤维的氧化能力更强,毛细血管供应更丰富,脂肪含量更高。这就是通常猪腰大肌比背最长肌含有更高浓度的α-生育酚的原因。腰大肌作为一种氧化型肌肉纤维,含有丰富的毛细血管,可以使更多的维生素E进入肌肉纤维;其次,含有大量的线粒体,与线粒体膜结合可以增加维生素E富集;脂肪含量高,能增加脂溶性维生素E的沉积。

O'Sullivan等在猪日粮中补充20 mg/kg或160 mg/kg α-生育酚醋酸酯,结果发现了相反的结果,猪背最长肌的Ⅰ型肌肉纤维含量高于肱肌的,但维生素E的含量低于肱肌的,肱肌的氧化能力和毛细血管密度都强于或大于背最长肌的。研究发现,给健康成年人补充维生素E,Ⅰ型肌肉纤维的占比和肌肉α-生育酚含量的相关性弱,但它和血浆中的α-生育酚浓度呈负相关性。显而易见,Ⅰ型肌肉纤维占比高的个体,为了防止肌肉收缩过程中的氧化危害,需要利用更多的α-生育酚。每种肌肉纤维中α-生育酚的具体浓度还有待于进一步研究。

1.3 肌肉膜沉积

如上文所述,与低氧化型的肌肉纤维相比,高氧化型肌肉的纤维含有更多的亚细胞组分(线粒体和微粒体),这可能是深色肌肉比浅色肌肉含有更多α-生育酚的原因。利用猪、鸡和牛进行的大量研究证实,在日粮中添加维生素E可以显著增加肌肉膜中α-生育酚的含量。值得重视的是在日粮中添加α-生育酚比屠宰后再添加更有效,因为α-生育酚的合成不像脂質氧化一样直接在膜上进行。线粒体和微粒体中α-生育酚的含量越高,防止脂质氧化的能力就越强,这可能对肌肉细胞的稳定性和肉的品质都很重要。Asghar等发现,在肉鸡饲料中添加α-生育酚主要是为了提高深色肌肉微粒体中α-生育酚的含量,而不是提高浅色肌肉线粒体中α-生育酚的含量。但是,在日粮中添加α-生育酚会显著影响鸡的胸肌和腿肌线粒体和微粒体中α-生育酚的含量。如果以膜上总脂质含量为基础来比较α-生育酚的含量,鸡胸肌线粒体和微粒体中α-生育酚的含量低于腿肌中的,因此,膜组织中脂质含量的差异不能完全决定生育酚沉积量的差异。和浅色肌肉相比,深色肌肉沉积大量的亚细胞成分,所以α-生育酚的含量高。Lauridsen等证明了这一结论,在新鲜样本中,鸡腿肌线粒体和微粒体的含量高于胸肌的,因此,腿肌中α-生育酚的含量高于胸肌中的。

1.4 沉积量与添加量和添加时间的关系

人们经常用猪背最长肌(Musculus longissimus dorsi)来研究维生素E摄入量和肌肉维生素E含量之间的关系。增加猪日粮中α-生育酚醋酸酯的含量会提高背最长肌中α-生育酚的含量(表1)。不同时期添加生育酚会对肌肉的生长有影响:在猪屠宰前126 d持续饲喂α-生育酚含量为200 mg/kg的日粮,比先饲喂低剂量α-生育酚(20 mg/kg)91 d然后再饲喂高剂量(200 mg/kg)到屠宰的猪,肌肉中α-生育酚的含量更高,因此,持续高剂量添加可以提高维生素E在肌肉中的沉积量。

另一方面,猪超量喂给维生素E(405 mg/kg α-生育酚醋酸酯)11周之后,不添加维生素E再继续饲喂7周,肌肉中沉积的维生素E会在原有沉积量的基础上减少大约45%。Sheldon发现,在16~18周龄火鸡的日粮中添加275 mg/kg的α-生育酚醋酸酯,能在其胸肌和腿肌中检测出较高水平的生育酚;相比之下,在16~17周龄期间喂给含1.63 mg/kg α-生育酚醋酸酯的日粮,或在第18周饲喂含275 mg/kg α-生育酚醋酸酯的日粮,肌肉中维生素E的含量较低。但是,火鸡采用后一种方法饲喂α-生育酚醋酸酯,其胸肌和腿肌中生育酚的含量高于在16~18周龄连续饲喂含55 mg/kg α-生育酚醋酸酯的日粮的火鸡的。由此说明,采用后一种方法可以在相对短的时期内提高火鸡肌肉中维生素E的含量。

综上所述,肌肉维生素E在肌肉中的沉积量与日粮中的添加量以及添加时间成正相关。维生素E沉积量取决于肌肉纤维的类型和代谢特性。给肉鸡饲喂含500 mg/kg α-生育酚醋酸酯的日粮或者给猪饲喂含700 mg/kg α-生育酚醋酸酯的饲料都无法让它们肌肉组织中的a-生育酚沉积量达到饱和水平。在动物饲料中超量补充维生素E可以最大限度地增加肌肉中维生素E的沉积量,从而防止肌肉脂肪的氧化反应。

(未完待续)

原题名:Dietary vitamin E:quality and storage stability of pork and poultry ( 英文)

原作者:C Jense、C Lauridsen和G Bertelsen