和西牛与西杂牛股二头肌肉品品质及脂肪酸营养特性比较分析

孟 斌,雷赵民,*,曾金焱,张 明,刘 婷,李 飞,李国智

(1.甘肃农业大学动物科学技术学院,甘肃兰州 730070; 2.甘肃农业职业技术学院畜牧兽医系,甘肃兰州 730020; 3.甘肃三洋金源农牧股份有限公司,甘肃金昌 737100)

和西牛与西杂牛股二头肌肉品品质及脂肪酸营养特性比较分析

孟 斌1,雷赵民1,*,曾金焱2,张 明1,刘 婷1,李 飞1,李国智3

(1.甘肃农业大学动物科学技术学院,甘肃兰州 730070; 2.甘肃农业职业技术学院畜牧兽医系,甘肃兰州 730020; 3.甘肃三洋金源农牧股份有限公司,甘肃金昌 737100)

本实验旨在研究西门塔尔杂种牛(西杂牛)与和西牛(日本和牛♂×西杂牛♀)的肉用性能。随机选取同期出生断奶的杂交一代和西牛与西杂牛各9头(公牛),在同一饲养管理条件下持续育肥至20月龄,屠宰后取股二头肌研究肉质特性,并利用气相色谱仪研究肌内脂肪酸的组成及含量。结果显示,和西牛股二头肌的剪切力、失水率和蒸煮损失显著低于西杂牛(p<0.01),熟肉率、肉色L*、a*、b*、C值均显著高于西杂牛(p<0.05);和西牛股二头肌中饱和脂肪酸(SFA)显著低于西杂牛(p<0.01),不饱和脂肪酸(UFA)显著高于西杂牛(p<0.05),单不饱和脂肪酸(MUFA)与多不饱和脂肪酸(PUFA)均显著高于西杂牛(p<0.05),功能性脂肪酸γ-亚麻酸、花生四烯酸和EPA显著高于西杂牛(p<0.01);n-6/n-3PUFA显著低于西杂牛(p<0.05),P/S值显著高于西杂牛(p<0.01)。结果表明和西牛肉质较好,牛肉中功能脂肪酸的营养价值得到了改善和提高。

日本和牛,经济杂交,西门塔尔杂种牛,股二头肌,肉品品质,脂肪酸

随着社会经济的发展与人民生活水平的提高,膳食营养结构发生改变,对肉类产品的质量和营养需求不断提高[1]。“优质肉”、“高档肉”在消费者群体中的需求已成为一种趋势,而牛肉是主要肉类产品之一,其营养丰富,具有高蛋白、低脂肪、低胆固醇的特点。牛肉品质是牛肉商品价值的关键性因素,多汁性、嫩度是消费者判断肉品质量最常用的指标,肉色是消费者首先看到的表观现象,它决定着人们对牛肉购买的欲望值。肌内脂肪酸与风味、人类健康紧密联系,受到人们的广泛关注[2]。牛肉中不同种类脂肪酸含量会影响牛肉的营养品质,使其各具特点[3],其评价指标主要是饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸的比值(P/S)以及n-6系和n-3系PUFA含量[4]。

西门塔尔牛(西杂牛)是用于改良本地范围最广、数量最大、杂交最成功的一个牛种,具有能为下一轮杂交提供良好的母系的优点[5],中国北方许多地区的育肥牛中90%以上为西门塔尔杂种牛,从长远来看,这种单一的品种结构适应不了未来消费市场对多元化牛肉产品的需求,缺乏市场竞争力[6],而通过杂交改良的方法不仅可以丰富肉牛的品种结构,还可以提高肉牛的产肉性能和肉品质量。

日本和牛是世界上公认的优秀肉牛品种,其肉质柔软、细嫩多汁,风味独特,成为我国当前肉牛生产及黄牛改良的推广品种,国内对日本和牛杂交利用方面的研究主要在杂交生长优势方面,而在肉品质和肌内脂肪酸方面鲜有报道。

为了进一步探讨日本和牛杂交西杂牛对肉品质的影响,本研究以股二头肌的pH、肉色、蒸煮损失、剪切力、失水率和脂肪酸为指标,对和西牛(日本和牛♂×西杂牛♀)及西杂牛进行比较分析,旨在为西杂牛的经济杂交及生产高质量牛肉产品提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

犊牛 2011年8月,甘肃金昌三洋农牧股份有限公司肉牛事业部引进日本和牛细管冻精,并利用人工受精技术得到与西门塔尔杂种母牛的杂交一代(和西牛)犊牛。随机选取同期出生断奶后在相同饲养管理条件下持续育肥至20月龄,体况与体重相近的和西牛及西杂牛公牛各9头,屠宰后取每头牛左半侧胴体股二头肌为实验材料,当天现场测定其肉质指标,其余样品称取1 kg,真空包装并放在有冰袋的保温盒中带回实验室,-20 ℃保存;无水甲醇、氢氧化钾、浓硫酸、无水硫酸钠 分析纯,天津市大茂化学试剂厂;正己烷 色谱纯,天津市光复精细化工研究所;浓度10 mg·mL-1脂肪酸甲酯混合标准品 色谱纯,美国Sigma公司。

C-LM4型数显型嫩度计 北京天翔飞域国际有限公司;HI98103便携式酸度计 北京泰亚赛福有限公司;直插式温度计 天长市天沪分析仪器有限公司;YYW-2型应变控制式无侧限压力仪 上海锐风仪器制造有限公司;CHROMA METER CR-400肉用色差仪 日本美能达公司;6890N气相色谱分析仪 美国Aglient公司;SPTM-2560毛细管柱(100 m×0.25 mm×0.2 μm) 美国Sigma公司;10 μL进样针 美国Agilent公司;TDL-5-A台式离心机 上海予卓仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 肉质指标测定

1.2.1.1 pH和肉色的测定 取50 g肉样,用绞肉机绞碎后,在0～4 ℃将便携式酸度计电极插入碎的肉样中并保证酸度计的探头深入到肉内被包埋的情况下测定其pH[2]。

用肉用色差仪测定肉样的L*值(亮度)、a*值(红度)、b*值(黄度),每个肉样选不同部位测定三次,取其平均值为该肉样色值[2],并计算C[7](饱和度):C=(a*2+b*2)1/2。

1.2.1.2 蒸煮损失和剪切力的测定 取2.54 cm厚的肉块称重(E1)装入耐热的真空袋中,将直径约0.5 cm的玻璃温度计插入肌肉中心部位,扎好袋口,使袋口朝上放入80 ℃恒温水浴锅中,加盖持续加热,直至肌肉中心温度达70 ℃时为止。从袋中取出肉样,置室温下使肌肉冷却至20 ℃,用吸水纸吸干表面水分,称重(E2)。蒸煮损失的计算式为[2]:

蒸煮损失(%)=(E1-E2)/E1× 100

用直径为1.27 cm的圆柱形空心取样器顺肌纤维方向取下圆柱形肉柱6～10个,注意避开结缔组织,每个肉柱从中间垂直肌纤维用剪切力仪剪切一次,记录剪切力值[2]。

1.2.1.3 熟肉率的测定 取一整块肉样称重(H1)后放入沸水中煮120 min,取出后用吸水纸吸干表面水滴,并立即称重(H2)。熟肉率的计算式为[2]:

熟肉率(%)=H2/H1×100

1.2.1.4 失水率的测定 肉样平置在洁净的铁片上,切取其中1 cm,再用圆形取样器在中心部位取样一块,立即用天平称重(W1),纱布包裹,放于上下各18层的滤纸中,外面再夹不吸水的铁板,置于压力仪上加压35 kg,保持5 min。撤除压力后,立即称重(W2),加压前后肉样重量差,即为肉样失水重,按下列公式计算失水率[2]:

失水率(%)=(W1-W2)/W1×100

1.2.2 脂肪酸测定

1.2.2.1 测定方法 真空包装袋中的肉样在室温下解冻12 h,用刀剥离并剔除肌肉表面脂肪,将样品置于研钵中加入液氮研磨,称取1.0 g研磨后的样品于具塞试管中,分别加入0.7 mL浓度为10 mol·L-1的KOH溶液和5.3 mL无水甲醇,在55 ℃恒温下水浴1.5 h,每20 min振摇试管5 s。水浴结束后取出试管,在自来水下冷却到低于室温,再加入0.58 mL浓度为12 mol·L-1的H2SO4溶液,在55 ℃下继续恒温水浴1.5 h进行游离脂肪酸甲酯化,每20 min振摇5 s。水浴结束后取出试管,用自来水冷却至低于室温,加入3 mL正己烷摇匀后转移至离心管,3000 r·min-1离心5 min后取上清液,并利用有机相过滤膜将其过滤到样品瓶,放于-20 ℃待GC检测。同一样品测试3个平行样,取三者平均值为该样品的检测结果。根据脂肪酸甲酯标准品的相对保留时间来鉴定脂肪酸,并利用峰面积归一化法来确定各脂肪酸的相对百分含量[8]。

1.2.2.2 GC的运行条件 气相色谱分析仪;氢火焰离子检测器(FID);毛细管柱;柱头压240 kPa,氮气(载气)流速为1.5 mL·min-1;燃气(氢气)流速为40 mL·min-1;空气(助燃气)流速为400 mL·min-1;进样口温度和FID检测器温度均为260 ℃;分流进样,分流比100∶1,分流流量为150 mL·min-1;进样量为1 μL。升温程序:初温140 ℃,保持5 min,以4 ℃·min-1升温至220 ℃,保持5 min,再以4 ℃·min-1升温至230 ℃,保持20 min,共计52.5 min。

1.3 数据处理与统计分析

2 结果与分析

2.1 肉质特性比较

由表1可知,和西牛股二头肌的剪切力、失水率和蒸煮损失极显著低于西杂牛(p<0.01),熟肉率、肉色a*值、b*、C值均极显著高于西杂牛(p<0.01),L*值显著高于西杂牛(p<0.05),与西杂牛相比,和西牛肉的pH较高,但二者无显著差异(p>0.05)。

表1 两种肉牛股二头肌肉质特性比较(n=27)Table 1 Comparison of meat quality properties from biceps femoris between beef cattle(n=27)

注:同行肩标不同小写字母代表不同肉牛间差异显著(p<0.05),不同大写字母代表差异极显著(p<0.01);表2、表3同。

2.2 脂肪酸含量测定

根据标准品色谱图对牛肉脂肪酸进行GC检测,共检测出了37种脂肪酸,其中包括17种SFA和20种UFA。由表2可知,SFA与UFA含量的比值(SFA∶UFA)在西杂牛与和西牛中分别为1.09、0.83,且和西牛显著低于西杂牛(p<0.05)。西杂牛与和西牛中SFA的相对百分含量分别为52.01%、45.41%,且和西牛中SFA的含量极显著低于西杂牛(p<0.01)。由表3可知,两种肉牛SFA中棕榈酸(C16∶0)和硬脂酸(C18∶0)的含量较高,在西杂牛与和西牛中棕榈酸含量分别为24.27%、20.68%,硬脂酸含量分别为20.16%、18.09%,可以看出,和西牛中棕榈酸和硬脂酸的含量均低于西杂牛,且硬脂酸含量差异显著(p<0.05)。肉豆蔻酸(C14∶0)含量分别为0.51%、0.20%,且和西牛中显著低于西杂牛(p<0.05)。辛酸(C8∶0)、葵酸(C10∶0)、肉豆蔻酸(C14∶0)、花生酸(C20∶0)在和西牛中的含量显著低于西杂牛(p<0.05);木蜡酸(C24∶0)在和西牛中含量极显著低于西杂牛(p<0.01);二十三烷酸(C23∶0)在和西牛中含量极显著高于西杂牛(p<0.01)。

表2 股二头肌总脂肪酸组成及含量(%,n=27)Table 2 Total fatty acid composition from biceps femoris(%,n=27)

注:SFA饱和脂肪酸,MUFA单不饱和脂肪酸,PUFA多不饱和脂肪酸,UFA不饱和脂肪酸。

表3 股二头肌中主要脂肪酸组成及含量(%,n=27)Table 3 Saturated fatty acid composition from biceps femoris(%,n=27)

在西杂牛与和西牛中UFA相对百分含量分别为47.99%、54.60%,和西牛显著高于西杂牛(p<0.05)。UFA又分MUFA和PUFA,实验检测出9种MUFA和11种PUFA。由表2可知,和西牛中MUFA与PUFA均高于西杂牛,且差异显著(p<0.05)。由表3可知,在MUFA中油酸(C18∶1n9c)含量最高,西杂牛与和西牛中分别为29.78%、34.99%,且和西牛极显著高于西杂牛(p<0.01);棕榈烯酸(C16∶1n7)、顺芥子酸(C22∶1n9)和神经酸(C24∶1)在和西牛中显著低于西杂牛(p<0.05)。PUFA中γ-亚麻酸(C18∶3n6)、花生四烯酸(C20∶4n6)、和EPA(C20∶5n3)在和西牛中的含量极显著高于西杂牛(p<0.01)。

由表2可知,西杂牛与和西牛中n-6/n-3PUFA分别为8.08和4.33,和西牛中其比值较小,二者之间差异显著(p<0.05);西杂牛与和西牛中PUFA∶SFA(P/S)值分别为0.21、0.31,两者之间差异极显著(p<0.01);n-3PUFA两者之间差异极显著(p<0.01)。

3 讨论

3.1 肉质比较分析

牛肉pH对肉品质具有重要影响,它能影响肉的色泽、烹调损失、风味和系水力等[9],是测定肉质的最重要指标之一,也是肌肉酸度的直观表现。pH在肉品质中是一个中性性状,pH过高或过低对肉品质均有不良影响[10]。本实验结果表明:与西杂牛相比,和西牛肉的pH较高,但二者无显著差异(p>0.05)。脂肪及肌肉决定了牛肉肉色,但受遗传、性别、解剖部位、宰后成熟等因素影响表现出不一样的色泽[11]。正常的肉色虽不影响牛肉的营养价值,但它决定了人们在感官上对肉品的接受程度,亮红色等同于好的质量[12]。本实验结果表明和西牛肉色值均显著高于西杂牛(p<0.05),说明和西牛肉色较好。系水力是衡量肌肉保水性能的指标,良好的系水力可有效降低水分流失,能更好地保持牛肉的多汁性、外观及营养[13]。失水率能够有效反映肌肉的保水性能,保水性能越高肉质越好。熟肉率是度量肉品熟调损失的一项指标,与系水力紧密相关[14],熟肉率越高,肉出品率则越高,肉的加工品质越好[15]。嫩度是肉品质的重要指标[16],是牛肉感官指标中最重要的一个适口性性状。本实验结果表明,和西牛股二头肌的剪切力与失水率极显著低于西杂牛(p<0.01),熟肉率极显著高于西杂牛(p<0.01),说明和西牛肉出品率和保水性能相对较高,嫩度较好。

3.2 脂肪酸组成及含量比较分析

牛肉中脂肪酸的含量及组成受品种、年龄、性别、营养水平和组织部位等因素影响而存在差异[17]。牛肉中的SFA含量与人体的心血管疾病密切相关[18]。本实验结果表明，和西牛中SFA的含量极显著低于西杂牛(p<0.01),UFA的含量显著高于西杂牛(p<0.05),并且和西牛中SFA∶UFA显著低于西杂牛(p<0.05),说明日本和牛杂交西杂牛,杂交一代牛肉中SFA的含量降低,UFA的含量升高,表现出明显的个体杂种优势。SFA中辛酸(C8∶0)、葵酸(C10∶0)、肉豆蔻酸(C14∶0)、花生酸(C20∶0)、二十三烷酸(C23∶0)、木蜡酸(C24∶0)含量与其母本牛间均有显著差异(p<0.05)。棕榈酸、硬脂酸以及肉豆蔻酸是主要的饱和脂肪酸,在和西牛中均低于西杂牛。棕榈酸的含量影响肉的多汁性,与肉的多汁性呈负相关[19]。硬脂酸可以明显地降低血栓和动脉硬化发病率[20],肉豆蔻酸是造成冠心病的主要因素[21]。

Cameron等(1991)研究指出,MUFA 的含量影响肉的香味和人们对肉的整体可接受程度[22]。本实验结果表明:和西牛中MUFA的含量高于西杂牛(p<0.05)。棕榈烯酸(C16∶1n7)、油酸(C18∶1n9c)、顺芥子酸(C22∶1n9)和神经酸(C24∶1)的含量与其母本牛间有显著差异(p<0.05)。其中,油酸含量最高,油酸的含量表现出了和西牛明显的个体杂种优势。油酸能较好地改善牛肉的风味,是肉中主要的脂肪酸[21],它几乎存在于所有的植物油和动物脂肪中,也是最为普遍的一种脂肪酸,MUFA的生理功能主要是体现于油酸[23]。Lunt等曾(1991)报道,日本和牛的肉质好归因于牛肉中油酸的含量多,UFA含量高,肉的风味得到改善,同时降低了机体内胆固醇的含量[19]。

本实验测得PUFA含量在和西牛中高于西杂牛,说明在和西牛肉中PUFA更加丰富,牛肉的营养价值和食用价值更高。其中,亚油酸(C18∶2n6c)和花生四烯酸(C20∶4n6)这两种必需脂肪酸(EFA)对人体而言必不可少,因为人类自身无法合成它们,必须由食物提供,而且人体内所有的代谢转化都不能改变n-6系多不饱和脂肪酸的甲基末端分子数,因此它们一旦被消化,这些脂肪酸是不可变的并且对人体健康具有不同的生物化学作用[24]。与人体相关的部分功能性脂肪酸如γ-亚麻酸(C18∶3n6)、花生四烯酸(C20∶4n6)和EPA(C20∶5n3)在和西杂交一代中表现出明显杂种优势,均极显著的高于西杂牛(p<0.01)。功能性脂肪酸对人体具有特殊功能和营养价值[23],大量的科学研究表明,持续摄入功能性多不饱和脂肪酸有助于抗癌、增强脑神经功能和降低胆固醇等作用[25-26]。由此可见和西牛肉营养品质优于西杂牛。

n-6/n-3PUFA和P/S比值用来衡量肉品营养价值。P/S值在和西牛肉中极显著高于西杂牛(p<0.01),说明和西牛具有一定的杂种优势。世界卫生组织(WHO)推荐P/S最好高于0.40,本实验测得两种牛肉中的P/S值均低于0.40,这是畜肉产品的共性,这有可能引起人体摄入的脂肪酸比例失衡,因此还需要在畜肉产品生产过程中不断探索提高。人体内许多代谢途径都要依靠n-6PUFA和n-3PUFA的平衡来实现[27]。健康协会建议人们应增加n-3PUFA的摄入量,减少n-6多不饱和脂肪酸(n-6PUFA)的摄入量[28],因为促炎症因子和凝血素受n-6PUFA的影响,如果摄入过多的n-6PUFA会增大患心血管疾病的风险[29]。本实验结果表明,在和西牛中n-3PUFA极显著高于西杂牛(p<0.01)。中国营养学会在《中国居民膳食营养素参考摄入量》中提出n-6∶n-3PUFA适宜比值为(4～6)∶1[30],本实验n-6∶n-3PUFA在和西牛中显著低于西杂牛(p<0.05),在适宜范围内。

4 结论

与单一育肥西杂牛相比,以日本和牛为父本,西杂牛为母本杂交所产生的和西牛牛肉中肉色较好,蒸煮损失、失水率、剪切力均有所减小,饱和脂肪酸含量降低,不饱和脂肪酸及功能性脂肪酸含量丰富,脂肪酸的营养价值得到了改善和提高,说明日本和牛杂交西杂牛是商品肉牛生产的理想组合。

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Comparison to beef quality and fatty acid profiles of biceps femoris in first filial generation from wagyu and crossbred simmental and in crossbred simmental

MENG Bin1,LEI Zhao-min1,*,ZENG Jin-yan2,ZHANG Ming1,LIU Ting1,LI Fei1,LI Guo-zhi3

(1.College of Animal Science and Technology,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China; 2.Department of Husbandry and Veterinary,Gansu Agriculture Technology College,Lanzhou 730020,China; 3.Gansu Sanyangjinyuan Biological Technology Co.,Ltd.,Jinchang 737100,China)

The objective of this paper was to study beef performances utilization of crossbred simmental by crossbreding crossbred simmental with Wagyu. All of the first filial generation cattle(F1)from Wagyu and crossbred simmental and crossbred Simmental(CS)were born and weaned during the same period and were selected randomly. 18 bulls(9 heads of F1and 9 heads of CS,respectively)were selected to conduct experiment with under the same condition and body weight until 20 months. After slaughtering the bulls,biceps femoris muscle were collected to examine the beef quality and to analyze the fatty acidsprofilesby using gas chromatography(GC). Results showed that shear stress,water loss rate and cooking loss in F1were significant lower than that in CS(p<0.01). Cooking percentage,meat colorL*,a*,b*,C in F1were significant higher than that in CS(p<0.05). Saturated fatty acid(SFA)content in F1were significant lower than that in CS(p<0.01). Unsaturated fatty acid(UFA)content in F1were significant higher than that in CS(p<0.05). Monounsaturated fatty acid(MUFA)and polyunsaturated fatty acids(PUFA)contentin F1were significant higher than that in CS(p<0.05).γ-linolenic acid,arachidonic acid and EPA in F1were significant higher than that in CS(p<0.01). n-6/n-3PUFA content in F1was significant lower than that in CS(p<0.05). P/S in F1was significant higher than that in CS(p<0.01). In conclusion,the meat quality in the F1was better than in crossbred Simmental and nutritional value of fatty acids content may be enhanced in the F1.

wagyu;commercial crossbreeding;crossbred simmental;biceps femorismuscle;meat equality;fatty acids

2016-09-22

孟斌(1990-)，男，硕士研究生，主要从事动物遗传育种与繁殖方面的研究，E-mail:1227608770@qq.com。

*通讯作者:雷赵民(1967-)，男，博士，教授，主要从事家畜生产体系方面的研究，E-mail:leizm@gsau.edu.cn。

甘肃省科技重大专项计划：肉牛高效繁育及品质育肥关键技术集成示范项目(143NKDCO17)；农业部公益性行业(农业)科研项目资助：北方农作物秸秆饲用化利用技术研究与示范(201503134)；兰州市科技局重点项目：玉米秸秆饲料化关键技术集成与示范推广(2012-2-159)；甘肃省财政厅基本科研业务费项目：玉米秸秆饲料化及高效利用技术集成示范。

TS251

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1002-0306(2017)08-0103-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.08.012