猪肉氧化和营养调控方案

1、猪肉氧化和营养调控方案 Pork Oxidation and Nutrient Program 汇 报 提 纲一、肉质的形成机制二、氧化对肉质的影响与机理三、影响肉质氧化的因素四、营养调控猪肉品质 感官品质：色泽、嫩度、多汁性、风味等加工品质：系水力、pH值、抗氧化能力等营养价值：营养成分含量，氨基酸和脂肪酸组成卫生质量：微生物指标、酸败程度、药残、重金属含量人文质量：饲养方式、福利状况、屠宰方式 （Anderson，2000）现代猪肉品质概念一、肉质的形成机制1. 肌肉的组成水分蛋白质脂质矿物质碳水化合物水分：结合水4-5 游离水95蛋白质：肌纤维蛋白60% 肌浆蛋白20% 结缔组织蛋白20

2、%碳水化合物：乳酸75% 6-p-葡萄糖13% 糖原8% 葡萄糖4%脂质：甘油三酯98% 磷脂1% FFA1%矿物质：K46% P29% Na12% Cl8% Mg3% Ca1% Fe1%肌肉（muscle）转化为肉（meat） 尸僵：能源耗尽，肌肉酸化（pH从降至 5.5 ）， 肌肉变硬，嫩度下降 肌肉酸化所需时间：猪4-8h，绵羊12-24h， 牛15-36h 嫩化：尸僵后，肌纤维碎裂，肌肉变软，嫩度增加风味物质或其前体物的产生细菌或霉菌开始生长2. 屠宰后肌肉代谢变化感官品质加工品质营养价值卫生质量色泽嫩度多汁性风味肌内脂肪含量系水力pH1pH243. 猪肉品质性状系水力 最终肌肉pH值

3、肌肉最终pH值与系水力的关系随着pH值的下降(大于5),肌肉系水力下降4. 肌肉成色的原理光线肌肉色素肌红蛋白 （70-80）血红蛋白（20-30）构成影响因素肌红蛋白氧化程度血红素铁的氧化状态高铁肌红蛋白（Fe3+）暗褐色氧合肌红蛋白（Fe2+）鲜红色细胞间质存在自由水的量 肌纤维状态 尸僵前：肌原纤维松驰，肉质较嫩； 尸僵后：肌肉收缩，坚韧，嫩度下降； 熟化后：肌原纤维碎裂，肉的嫩度恢复。结缔组织 结缔组织含量； 胶原蛋白的种类和交联程度 。 肌内脂肪 5. 肌肉嫩度风味物质： IMP、琥珀酸、谷氨酸以及某些鲜味肽 肌肉脂肪 饱和脂肪酸和一元不饱和脂肪酸含量高:肉质好 多不饱和脂肪酸的含量

4、高:肉质差猪肉的膻味 雄烯酮和粪臭素6. 肉的风味影响猪肉品质的主要因素肉质品种宰后处理屠宰方式宰前处理饲养方式性别年龄氧化应激饲粮组成营养水平二、氧化对肉质的影响与机理蛋白质断裂蛋白质-蛋白质交联-S-S-CH3-S-脂质-脂质交联O二硫交联脂质-蛋白 质交联OHHO脂肪酸氧化OHHO从氧化的脂肪酸释出的 丙二醛MDA氨基酸 氧化CH3-S-CH3-S-OCH3-S-OCH3-S-氧化对肌肉细胞的作用Cu2+,Fe 2+等的氧化1、氧化对肉色的影响 肉色肌红蛋白亚铁血红素（鲜红色）氧化肌红蛋白（Fe2+）（暗红色）高铁肌红蛋白（Fe3+）（暗褐色）氧合肌红蛋白（Fe2+）（鲜红色）结合氧 去

5、氧氧化还原变性蛋白2、氧化对肉pH值影响的机理 肌肉细胞中自由基增加氧化应激加剧无氧糖酵解细胞内乳酸浓度增高，ATP消耗增多 细胞内H增多 肌肉pH值下降肌肉的糖原酵解速率与ATP的消耗是影响肉pH值的重要因素糖原酵解途径葡萄糖6-磷酸葡萄糖乳酸糖原糖原磷酸化酶葡萄糖激酶果糖激酶、醛缩酶、磷酸甘油激酶、乳酸脱氢酶等正常肉酸猪肉PSE白猪肉正常猪肉与非正常猪肉的pH值变化差异55.566.57012345Hours post mortem 宰后小时pH3、氧化对嫩度影响的机理自由基蛋白质氧化酶的氧化失活蛋白质稳定性、抗原性、可降解性下降肌原纤维的降解程度降低剪切力增大 嫩度降低嫩度仪肌肉剪切力的

6、测定4、氧化对系水力影响的机理 细胞的膜系统是氧化磷酸化和电子传递链发生功能的位置，也是自由基常损害的地方。肌细胞膜和亚细胞膜中磷脂富含多不饱和脂肪酸，极易被氧化，损害细胞的完整性，细胞内容物渗出。导致一是降低肌肉保水力，增加滴水损失；二是水分及可溶性成分流失，使肉的多汁性降低肌肉滴水损失的测定正常肉PSE肉因肌肉质量异常导致的经济损失（$/kg）Meat quality肉质指标 1993 2003Two-toned color双色调肉 0.270.43PSE苍白,柔软,渗出性肉0.340.90DFD深色,坚实,干燥肉0.010.00WHC系水力低下 NA0.50Ecchymosis皮下淤血0

7、.490.03Marbling大理石纹NA0.00Mike Ellis,20045 氧化对风味影响及其机理 脂肪氧化：脂肪氧化产生丙二醛、氢过氧化物、 醇、醛、酚、碳氢化物与环氧化物（Frankel,1987），产生异味, 甚至生成致癌物质如环状聚合物等（Deman, 1990）。脂肪的其它降解产物进一步形成壬烯等影响风味。含硫化合物氧化：谷胱甘肽、肌苷酸、胱氨酸和葡萄糖等代谢产生含硫化合物，但在氧化条件下主要生成吲哚和呋喃类物质，影响风味的形成（Tai和Ho等，1997）。美拉德反应和斯托克降解反应：即蛋白质、氨基酸与还原糖、酮和醛之间发生的美拉德反应和进一步的斯托克降解反应。维生素B1的降

8、解反应核苷酸的氧化1. 饲料饲料中多不饱和脂肪酸的浓度 三、影响猪肉氧化的因素 Warnants等,1996; Wood ,1997;Hansen等,2000; Bryhnia等,2002饲料中多不饱和脂肪酸含量高肌肉易氧化，产生劣质肉货架期变短肌肉的苦味TBARS值较高发生酸败肉色变暗，滴水损失增加，风味变差三、影响猪肉氧化的因素 Leskanich等,1997不饱和脂肪酸含量高不饱和脂肪酸含量高 饱和脂肪酸含量高饲料中高含量不饱和脂肪酸对猪肌肉组织中脂肪氧化程度的影响饲料中不饱和脂肪酸浓度高，肌肉组织脂肪的氧化产物显著提高Bryhnia等（2002）研究认为饲料中添加高浓度的多不饱和脂肪酸

9、和0.4%鱼油还会导致肌肉的苦味，可能是多不饱和脂肪酸氧化，产生TBARS值较高，发生酸败。Leskanich等 (1997) 报道，饲料中添加20 g/kg葡萄籽油and 10 g/kg 鱼油，肌肉的氧化稳定状态较低，产生不良的风味。Hoffman等（2005）研究表明，在猪饲料中添加6.7%富含n - 3 脂肪酸的鱼油，肌肉风味有变差的趋势。饲料中脂肪酸类型 饲料中的脂肪酸类型对猪肉品质的影响较小 ，但是改变猪肉中的脂肪酸组成，即饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸的比例。 三、影响猪肉氧化的因素 Miller等，1990；Scheeder等，2000；Nuernberg等，2005

10、；Teye等，2006； Mitchaothai等，2007；Kaja等（2007）添加不同的脂肪对肌肉组织氧化状态的影响Corino等，2002添加牛油，肌肉中MDA含量最低2. 应激应激因子：宰前运输、换圈、混群、打斗、装卸、驱赶、停食，屠宰等宰前应激导致高水平脂肪、蛋白质变性，滴水损失增加应激造成的氧化状况随饲料与机体组织中多不饱和脂肪酸水平提高而加剧应激降低了肌肉蛋白质与血色素的结合能力，使其氧化加快，肉色评分降低 三、影响猪肉氧化的因素 张伟力等，2001 ；Dransfield等, 1991; Taylor & Tantikov,1992; Warriss等, 1995； Youn

11、g等，2003；Shen等，2007 3. 遗传猪的品种不同，肉质也各不相同。携带氟烷基因的猪极易受到氧化应激，处于持续氧化应激状态，需要高水平的维生素E才能维持其货架期。敏感猪肌肉中总磷脂的长链脂肪酸含量高于抗应激猪，敏感猪宰后45 min 和4 h肌肉中抗坏血酸/Fe 2 + 的过氧化反应比抗应激猪更敏感。热应激敏感的猪肌肉组织中n-3多不饱和脂肪酸的含量显著高于抗热应激猪（141 VS 116 ug/g），氧化产物MDA的含量显著高于抗热应激猪（1.33 VS 0.81 nmol/g）。携带RN基因的猪的肌肉pH值较低，称酸肉，主要是因为糖原与磷酸肌酸易于酵解，产生H，宰后肌肉pH值较正

12、常商品猪的肌肉pH值下降速度快。三、影响猪肉氧化的因素 Duthie等，1989；Hoppe等，1989 ； Kuchenmeister ，1999；郁明发，1983； Karin等，2002； Naveau, 1986；Renaudeau等，2007 品种PietrainLarge-WhiteLandraceIberianIberianDuroc SOD657636637928739CAT187217294324381GSH-Px0.1770.1990.1760.2100.227Hernandeza等，2004不同品种猪的背最长肌中抗氧化酶的活性（u/g组织）Karin等，2002热应激敏感

13、猪（MHS）与抗热应激猪（MHR）肌肉中维生素E含量及TBARS值4 宰后加工贮存 三、影响猪肉氧化的因素 Gilles ,2002宰后肌肉滴水损失的变化Buscaillon等，1993烃类醇类烷类甲酮类总挥发性物质宰后猪肉加工贮存过程中脂肪氧化产物的变化四、营养调控肌肉品质猪氧化应激的主要调控手段氧化应激防止饲料氧化酸败饲料营养成分充足且平衡少用发霉饲料减少应激改善猪肉品质延长肉品货架期应用抗氧化物质抗氧化物质对猪肉品质的调控维生素C维生素E共轭亚油酸硒有机硒益长素肌肽抗氧化物质：是指当其浓度比可被氧化的底物浓度低，而又能显著地抑制或阻止这种底物被氧化的物质。作用途径：抑制自由基产生 直接清

14、除自由基 提高内源性抗氧化物质的水平维生素C的抗氧化作用机理维生素C能与细胞中的过氧化物和羟自由基反应，使氧化连锁反应中止，保护细胞的完整性，本身被代谢成草酸，草酸抑制糖原酵解和葡萄糖氧化，肌肉pH值提高，改善肉色，降低滴水损失；恢复和保护维生素的功能；使体内-SH水平提高。 1、维生素C文献来源：Moser等，1991；Kremer等， 2003；Lauridsen等，1996宰前添加维生素C对猪肉品质影响的研究文献来源维生素C浓度（mg/kg)添加时间 添加效果Rajic ，1971 300 宰前510天 肉质下降Cabadaj 等， 1983 肌注200mg 宰前 肉质下降Mourot

15、等，1992 250 生长肥育期显著改善肉质Lauridsen等，1996 200300 生长肥育期抑制肌肉pH值降低陈代文，1996 50肥育阶段显著减少PSE肉发生Kremer等，2003 100300肥育阶段抑制肌肉pH值降低Pion等，2004 300宰前48小时对肉质影响不大Gebert等，2006150，300，60025105kg体重对肉质影响不大维生素E抗氧化作用的机理2、维生素EOHOR1R2R3CH3CH3CH3CH3CH3酚环中的氢提供电子给自由基，使其生成稳定产物,本身代谢为稳定的生育酚自由基排出体外。植醇侧链与不饱和脂肪酸结合,阻止自由基攻击活性基团,捕获自由基,清除

16、过氧化物改善肉色、pH、滴水损失、大理石纹等抑制磷脂酶A2活性 保护谷胱甘肽依赖性酶的活性 维生素E水平对猪肉滴水损失的影响 广东农科院畜牧所，2004维生素E水平对猪肉色的影响 广东农科院畜牧所，200维生素E水平对猪肉MDA含量的影响 添加高水平维生素E组冷藏3、6、9d后肌肉中MDA含量显著降低，但各试验组无显著差异。广东农科院畜牧所，200维生素E水平对猪血清和肌肉中维生素E含量的影响 维生素E(mg/kg)维生素E(mg/kg)广东农科院畜牧所，200生长-肥育猪饲料中添加维生素E对肉质的影响生长-肥育期添加的VE(mg/kg) 20-2020-100100-10020-200200

17、-200肌肉剪切力aabaa滴水损失aabbabab肉色评分(0h) (24h)aaaabbbbbb大理石评分aaaaa血清中VE含量cbbba肝脏 SODbabbb肝脏GSH-Pxcbbaa肌肉MDA(0天) (3天) (6天)aaabbbacbbcbacb注:同行中字母相同者为差异不显著,字母不同者为差异显著.（广东省农业科学院畜牧研究所，2004）维生素E对宰后猪肉贮存期间脂肪氧化(a)及滴水损失(b)的影响。 (Monahan 等,1994)200mg/kg200mg/kg肥育猪饲料中添加维生素E对肌肉中脂肪氧化产物的影响 （Charlotte等，1999）25mg/kg100mg/k

18、g300mg/kg肥育猪饲料中添加维生素E对肌肉中脂肪氧化产物的影响 （Carlo等，1999）添加VE，肌肉中脂肪氧化产物含量下降0 IU22 IU110 IU肥育猪饲料中添加维生素E对肌肉肉色的影响 肉的苍白度添加维生素E，肉苍白度降低，且随添加剂量增加，肉的苍白程度下降较快（Waylan等，2002）维生素E对肉品贮存过程中颜色变化的影响肌红蛋白氧化程度添加维生素E，肌肉中肌红蛋白的氧化程度降低，颜色保持鲜红对照组添加VE组改善肉质的宰前配方中维生素E的添加浓度和时间的研究动物维生素E浓度（mg/kg)添加时间（天）文献来源猪50300宰前40-60天Corine等，1999猪125宰前

19、42天Soler等，1998猪100200Lauridsen等，1999猪700Jensen等，1997猪200宰前8天Monahan 等, 1994猪500宰前4天Kirby等，1996猪300宰前46天Pettigrew，2000猪20020100kg体重李永义等，2002猪200300宰前35天李绍华等，2002猪202003090 kg体重省农科院畜牧所，2004猪200300宰前1421天甄艳丽等，2005猪200宰前104天Peeters等，20063、硒NaSeO4硒在动物体内的代谢途径GSHGSH-SeH2SeSe蛋白 Se-蛋氨酸CH3SeHCH3SeCH3（排出体外）H2O

20、2,O2-H2O SeO2是谷胱甘肽过氧化物酶必不可少的辅助因子,能参与所有过氧化物的还原反应；是硒蛋白P、硒蛋白W的组成成分，可保护生物膜；是硫氧还蛋白还原酶3种形式的重要组成成分，能清除脂质过氧化物，防止脂质自由基和过氧化物在体内积累而导致细胞破坏和损伤；对VE起补偿和协同作用；硒可与汞、铅、镉、银、铊等重金属形成不溶性的硒化物，减少对肉质的影响。 硒的抗氧化机理依赖Se的GSHPx的抗氧化作用机理程时,2000硒对肥育猪鲜肉肉色和滴水损失的影响 （占秀安等，2004）尹兆正等，2005不同剂量的蛋氨酸硒对肥育猪肌肉红色色度的影响蛋氨酸硒剂量尹兆正等，2005不同剂量的蛋氨酸硒对肥育猪肌肉

21、滴水损失的影响蛋氨酸硒剂量尹兆正等，2005不同剂量的蛋氨酸硒对肥育猪肌肉pH值的影响蛋氨酸硒剂量不同来源的硒对肥育猪肌肉组织抗氧化能力的影响夏枚生等，2006不同来源的硒对肥育猪肌肉中肌红蛋白含量的影响夏枚生等，2006夏枚生等，2006不同来源的硒对肥育猪肌肉组织肌红蛋白含量及滴水损失的影响有机硒对肥育猪肌肉肉色的影响广东省农业科学院畜牧研究所，2006有机硒对肥育猪肌肉滴水损失的影响广东省农业科学院畜牧研究所，2006有机硒对肥育猪肌肉剪切力的影响广东省农业科学院畜牧研究所，2006文献来源 添加硒的形式添加剂量 添加效果Zhan 等，2007 蛋氨酸硒 0.3 mg Se/kg降低滴水

22、损失，改善肉色夏枚生等，2006亚硒酸钠，纳米硒 0.2-0.5mg/kg显著改善肉质尹兆正等，2005 蛋氨酸硒0.3 mg Se/kg 提高肉色评分，降低滴水损失杨华等，2004酵母硒0.3 mg Se/kg 提高肉质 Kim等，2001 酵母硒 1-5ppm猪抗氧化能力提高 Torrent，1996 酵母硒 0.3mg/kg提高肉质风味，减少滴水损失猪饲料中添加硒对肉质影响的研究4、共轭亚油酸（CLA） T-10, c-12 CLAC-9, t-11 CLA共轭亚油酸的结构C-9, c-12 CLA共轭亚油酸是一类含共轭双键的18 碳脂肪酸的总称，是指与亚油酸的不饱和双键位置和空间构型不

23、同的一类脂肪酸同分异构体的混合物。CLA的抗氧化生物学作用CLA抗氧化癌症免疫糖尿病生产性能肉品质动脉硬化CLA的抗氧化作用机理HHcisCOOH(CH2)6HCHCCHHCHCCHHHCC(CH2)4CH3ciscisCH3(CH2)4CCHHCCHCHHCCHCH(CH2)6COOHcisHH.CtransHcisHHcisCOOH(CH2)6HCHCCHHCCHCC(CH2)4CH3H.- H.+ 3O2ciscisHCOOHtransHcisHHcisCOOH(CH2)6HCHCCHHCCHC(CH2)4CH3C共轭亚油酸抗氧化作用是其结构中同时含有反式双键和共轭双键，可作为一种还原剂

24、和具有不稳定电子的自由基反应，生成稳定的脂性物质。添加共轭亚油酸对猪最长肌滴水损失的影响广东省农业科学院畜牧研究所，2004添加共轭亚油酸对背最长肌肉色的影响广东省农业科学院畜牧研究所，2004 0 0.25 0.50添加共轭亚油酸对最长肌中TBARS含量的影响肌内脂肪（干物质）共轭亚油酸对肥育猪肌肉肌内脂肪的影响广东省农业科学院畜牧研究所，20045 益 长 素2000年开始研究2004分子结构修饰和复配取得突破2005年完成中试关键有效成分为（三种植物提取物）生物复合活性甙元清除细胞膜上和线粒体内过多自由基的产生活性甙bioenhancerBotanicals益长素对肥育猪肌肉品质的影响广东省农业科学院畜牧研究所，2006滴水损失肌肉红度 益长素对肥育猪肌肉的理化指标的影响广东省农业科学院畜牧研究所,2006SODGSH-Px活性广东省农业科学院畜牧研究所,2006 益长素对肥育猪肌肉的理化指标的影响总抗氧化能力MDA益长素对肌肉中蛋白质羰基化合物含量的影响广东省农业科学院