宰前应激对猪肉品质的影响及其遗传生理机制

欧秀琼

(重庆市畜牧科学院食品加工研究所，重庆市肉质评价与加工工程技术研究中心，重庆市养猪工程技术研究中心，重庆 402460)

随着人们生活水平的提高，对肉质要求也越来越高。肉质是人们对食用肉类的感官特征、理化指标、营养价值、卫生安全性等多种质量性状的综合评价。猪肉品质的判定通常以肉色、pH、系水力为主要指标，大理石纹、熟肉率、化学成分等为参考指标。2004年8月25日中华人民共和国农业部发布了《猪肌肉品质测定技术规范》(NYT 21—2004)[1]，从此国内有了统一的测定猪肉质的方法，进一步推动了中国猪肉质性状的研究。此外，评定猪肉品质还可从猪肉的加工品质、营养品质及是否PSE(苍白、质软、水分渗出)或DFD(色暗、坚硬、干燥)肉来判定肉质的优劣。

宰前应激是导致肉质变劣的主要因素之一，猪只若宰前遭受长途不良运输条件、不良的小气候环境因素、过饥或过饱、驱赶吆喝鞭打、宰杀方式等都会使机体产生一系列生理反应，最终影响肉质，过度的宰前应激容易诱发PSE肉或DFD肉。所以，改善动物福利，采用人道的方法对待宰前的猪只，减小宰前应激，对提高猪肉品质有重大意义。不同基因型猪宰前应激反应不同，我国地方品种猪绝大多数不含肉质敏感基因，抗应激能力较强，劣质肉的发生率小。

宰前应激严重影响猪肉品质和动物福利，目前受到国内外养殖及肉类专家们的广泛关注，本文针对宰前应激对猪肉品质的影响及其遗传生理机制研究进行综述，旨在为优质猪肉的生产及相关科学研究提供参考依据。

1 宰前应激对猪肉品质的影响

1.1 宰前运输

猪只屠宰前需经过运输到达定点屠宰场，在运输过程中由于运输时间、装载密度、行驶速度、路面状况、天气状况、驱赶吆喝、心理压力等应激源的综合作用，机体产生本能的适应性和防御性反应，该条件下猪只往往表现出心跳加速、呼吸急促、体重下降、肌肉非正常pH及糖原损失等，若运输后立即屠宰，则会影响猪肉品质[2]。而且这些因素间存在交互作用，尤其是在高温炎热条件下更为严重。张伟力等[3]研究了宰前运输对大长淮(大白×长白×淮猪)肥育猪肉品质的影响，结果表明，应激组(10头)和对照组(5头)的肌肉pHu分别为 5.50和5.88，肉色评分分别为2.25和3.00，差异均达显著水平(P<0.05)，应激组肉质有下降趋势。

宰前运输中，运输时间与PSE肉发生率的相关性最高。从Perez 等[4]的研究结果可以看出，在正常的运输条件下且运达屠宰场时立即屠宰，短时间(15min)运输比长时间(3h)运输的猪会产生更强烈的应激反应，肉质更差；长时间(3h)运输，猪只可能适应了运输条件，能够像在圈舍中一样休息。Yu等[5]研究了二花脸猪经过不同运输时间(1 h、2 h、4 h)后对背最长肌肉质的影响，结果表明，运输后猪血浆中肌酸激酶、乳酸脱氢酶的活性均升高；2h的运输引起猪背最长肌肉的pH降低，滴水损失显著增大，易产生PSE肉。温鹏[6]研究了猪只经不同运输时间(6 h、12 h和18 h)后屠宰对肉质的影响，结果显示，长途运输会增加猪只的生理应激、降低猪肉品质。

1.2 宰前禁食

宰前禁食时间直接影响宰后猪肉品质。禁食主要是通过降低肌肉中糖原的存储量影响肉质，另外禁食还可以降低猪在运输过程中的排泄物及屠宰时破肠造成胴体污染等。研究表明，宰前禁食12—24h可改善肉色，提高pH，降低PSE肉的发生率[7]。禁食时间过长或过短均对猪肉品质有不好的影响。动物宰前长时间禁食，会使宰前肌糖原含量过低，宰后乳酸产生量不足，导致最终pH升高，使得肉品熟化需要的酶活性不足，无法分解肌肉蛋白质，从而产生DFD肉。Guardia等[8]研究显示，禁食时间少于18 h会增加猪PSE 肉的发生率，而较长时间(22 h以上)禁食会使肌肉糖原耗尽而增加DFD肉的发生率。

但已有的研究报道显示，禁食时间对猪肉品质的影响结果并不一致。Sterten等[9]研究发现，短时间禁食会使糖原酵解减缓，宰后pH1(宰后45min)缓慢下降，pHu(宰后24 h)较低；长时间禁食会使糖原快速酵解，宰后pH1迅速下降，pHu较高。Leheska等[10]研究指出，运输时间为0.5h左右时，禁食48h可以提高肉质；运输时间为2.5—8h时，禁食时间长短对肉质的影响不大。Bidner等[11]研究发现，禁食60h没有对pHu产生任何影响。研究结果的不一致可能是影响猪肉品质的因素较多如品种、宰前处理、冷却方式等。

1.3 宰前休息

合理的待宰时间对于缓解生猪应激及改善猪肉品质非常重要。充分的休息时间有利于缓解宰前运输等应激，防止PSE肉的发生。但休息时间的长短并无定论，这与休息前猪只是否经过运输、是否遭受驱赶吆喝鞭打及是否禁食等因素都有关系，且这些因素间又存在交互作用。因此，宰前休息的合适时间很难确定，国内外研究结果也不一致，一般来说，建议屠宰前休息2—3h，因为这个时间足以使猪只从此前的应激中恢复过来，但实际情况中，应根据运输时间及禁食等诸多因素适当调整。另外，猪只若在休息时处于紧张状态或因禁食禁水造成脱水则会增加额外应激。因此，运输后让猪只充分休息，并保持安静，有条件的可给予福利玩具，能使机体生理机能得到恢复，缓解或消除应激反应。

甄少波[12]研究指出，运输后休息3h组与未休息组相比，肌肉滴水损失显著下降，红度值(a*值)升高，休息时间延长至8h或24h时，肌肉剪切力值变大，因此，宰前休息3h左右能有效提高猪肉品质。赵慧等[13]研究结果表明，宰前休息3h与6h和12h比较，背最长肌滴水损失减少，显著低于12h(P<0.05)；肌肉剪切力值降低，显著低于6h和12h(P<0.05)。柴进等[14]研究结果表明，休息3 h配合玩具组和休息组3 h 组血液皮质醇、促肾上腺皮质激素显著低于不休息组(P<0.05)，而血液乳酸脱氢酶、肌酸激酶显著高于不休息组(P<0.05)，休息3h+玩具组与休息3 h 组差异不显著(P>0.05)；3 个休息处理组在肉质指标上没有出现显著差异(P>0.05)。Van等[15]研究了休息时间对比利时猪PSE肉发生率的影响，发现夏天(4—9月)宰前休息2—4 h、冬天(当年11月—次年3月)宰前休息2 h以下可降低PSE肉的发生率。

1.4 宰前致晕方式

如果猪只直接被宰杀，则会受到恐惧、痛苦等刺激，对宰后肉质不利。致晕方式主要有器械击晕、电击晕及CO2致晕。不同致晕方式虽然减轻了屠宰过程中动物的恐惧和痛苦感，但也或多或少有应激反应，不恰当的致晕方式也会影响肉质。因此，选择合适的致晕方式及如何控制致晕参数尤为重要。屠宰前采用合理的击晕方式会减少猪的痛苦，并在击晕前给予猪只福利化待遇如播放音乐、淋浴、放置玩具等，在击晕过程中，避免噪音干扰可以降低猪的惊恐程度，也可以降低应激对肉质的不良影响。

目前国内屠宰场一般不采用器械击晕，普遍采用的是电击晕，由于生产成本等问题，CO2致晕方式的研究与应用均较少。从国内外已有的研究结果看，电击晕和CO2致晕哪种方式更有利于肉质并无定论。柴进[16]研究结果表明，宰前电麻击晕组与直接刺杀心脏组相比，血浆皮质醇、促肾上腺皮质激素浓度与乳酸含量显著降低(P<0.05)，乳酸脱氢酶、肌酸激酶活性以及血糖浓度差异不显著(P>0.05)，从动物福利角度和减小应激程度考虑，均应优先考虑电击晕的屠宰方式。赵慧等[13]研究了不击晕、电击晕和二氧化碳致晕三种宰前处理方式对杜×长×大三元杂交猪背最长肌肉质的影响，结果显示，pH1、pH24三种处理方式均在正常范围；肌肉剪切力值和肌肉蒸煮损失三种处理间均无显著性差异(P>0.05)；不同宰前处理方式对肉色有显著影响，二氧化碳致晕组肌肉红度值(a*值)和黄度值(b*值)显著低于不击晕和电击晕组(P<0.05)，而亮度值(L*值)显著高于不击晕和电击晕组(P<0.05)。陈赞谋[17]研究了电击晕与CO2致晕对猪肉品质的影响，表明在其他条件相同的情况下，电击晕采用水平放血肉质更好(P<0.01 )；而CO2致晕采用悬挂放血与水平放血肉质无显著性差异(P>0.05)。

2 宰前应激影响猪肉品质的遗传机制

在我国，随着国外高瘦肉率品种猪的引进，商品猪瘦肉率大大提高，但猪只抗应激能力下降，对宰前各种应激的抵抗力变差，从而导致肉质变劣。猪的肉质性状是受微效多基因控制的，近年来由于分子生物技术的发展，目前已基本研究和探测出一些影响猪肉质性状的主效基因和候选基因，为探明应激影响猪肉品质的遗传机制奠定了理论基础。

2.1 猪氟烷(Hal)基因

猪氟烷(Hal)基因是产生PSE肉的主效基因，此基因位于猪6号染色体上，具有HalNN、HalNn和Halnn三种基因型，如基因型为Halnn时就容易发生应激综合征(Porcine Stress Syndrome，PSS)，从而产生PSE肉，是影响肉质的一个最主要的标记基因。含Halnn基因的猪只在应激状态下肌肉Ca2+大量释放,导致电解质代谢紊乱，肌肉持续收缩，同时引起肌肉pH 异常变化，促使PSE肉的发生[18]。特别是猪只若在宰前遭受长途不良运输条件、驱赶吆喝及恶劣天气等应激，则更容易使猪体产生应激反应，肉质变劣。大量研究结果表明，应激敏感猪(nn)、杂合体猪(Nn)及正常猪(NN)都有可能发生PSE肉，只是含有应激敏感基因的猪PSE肉发生率更高。这3种基因型的猪肉在肉色、pH、系水力等方面都存在一定的差异。Gispert等[19]使用116 头猪的样本群以宰前禁食、运输距离、运输密度以及宰前休息作为宰前条件进行研究发现，NN 型猪最终pH 要高于Nn 以及nn 型，同时最高的pH 也出现在NN 型的猪；磷酸肌酸激酶水平在nn 型最高，而在NN 型最低；乳酸含量在Nn型最低，nn型最高。

研究表明，大约克夏、长白、杜洛克和皮特兰猪的氟烷敏感基因频率分别为0.1、0.2、0.02和0.95，而我国地方品种猪绝大部分都不含有氟烷敏感基因，仅枫泾猪和民猪氟烷敏感基因频率分别为0.10和0.17[20-21]。

目前应用PCR-RFLP技术是消除氟烷敏感基因的理想方法，通过淘汰育种过程中父母本的Halnn基因型个体和商品猪生产中携带HalNn基因型的杂交父本个体就可保证后代不含有Halnn基因型的个体。丹麦育种协会早在20世纪80年代就开始在猪育种中实施氟烷敏感基因淘汰计划，现在的丹麦长白猪、大白猪均不含有氟烷敏感基因。

2.2 酸肉(RN)基因

酸肉(RN)基因是影响猪肉pH的主效基因，这个基因与高的肌肉糖原储存以及宰后pH降低迅速有关，加工后失重多，产量低是该性状的主要特征。此基因位于猪15号染色体上，有2个等位基因，即不利等位基因RN-(显性基因)和正常基因rn+(隐性基因)，存在三种基因型：即rn+rn+、rn+RN-、RN-RN-。

携带有RN-基因的猪只屠宰后肌肉会产生多量肌糖原，肌糖原转化成乳酸的能力增强，使猪肉pH较低，pH在下降后，接近于肌肉中结构蛋白等电点，使肌丝之间空隙缩小，引起较低的系水力和较浅的肉色。肌肉中蛋白质和羟脯氨酸含量降低，嫩度、多汁性也变差，不利于猪肉加工及烹煮损失大。已证实在长白猪、皮特兰或大约克和汉普夏的杂交后代中存在RN基因。Lebret[22]比较了3种基因型(rn+rn+、rn+RN-、RN-RN-)对猪肉品质的影响，发现RN等位基因极显著的影响着不同种类肌肉的组成、组织学特性和代谢酶的活力；携带有RN基因的猪肉具有较高的糖酵解潜能和亮度值(L*值)，而最终pH、干物质和蛋白质含量较低。

2.3 热休克蛋白(HSP)基因

热休克蛋白(Heat shock protein，HSP)是几乎在所有应激源作用下均可产生的一组特殊蛋白质，它作为细胞内多种与生命活动密切相关蛋白的分子伴侣，对应激造成的损伤起修复作用，保护机体不受或少受伤害，提高机体对应激的耐受能力。HSP家族主要分为HSP100、HSP90、HSP70、HSP60和小HSP5个亚族。HSP70在正常细胞中水平较低且高度保守，在应激状态下显著升高，可作为应激反应和评价组织细胞是否处于十分危险状态的分子生物标志，因此已成为HSP中关注的焦点。李玉保等[23]用荧光定量RT-PCR 法检测运输应激后猪热休克蛋白mRNA 转录水平，发现经1 h、2 h、4 h、6 h和10 h 的运输应激后，组织中HSP70 mRNA 的转录水平随着运输应激时间的延长一直呈现出上升的趋势，运输应激到10 h 时，HSP70 mRNA 的转录水平升到最高，由此认为HSP70 mRNA 的转录水平有望成为猪运输应激的判定指标之一。

3 宰前应激影响猪肉品质的生理机制

宰前应激对猪肉品质影响的生理机制主要表现在激素和肌肉细胞代谢指标的变化方面[24]，应激通过中枢神经系统使大量激素进入血液，特别是肾上腺素，加快了机体营养物质储备的消耗，分解代谢加强，从而增加了氧的需要量，体温升高，机体转为厌氧代谢，糖原分解主要以厌氧方式进行，代谢产物(如乳酸)含量也随之增加，使肌肉pH在宰后迅速下降。动物屠宰后血液循环及氧气供应停止，三磷酸腺苷(ATP)急剧减少，在磷酸肌酸被耗尽后，肌肉只能靠无氧酵解分解自身的糖原和葡萄糖提供ATP，动物宰前肌肉内能量含量以及宰后的能量消耗速度和程度决定了肌肉的乳酸含量和极限pH，最终对肉质造成影响[25-26]。Ferguson等[27]认为，应激使血液肾上腺激素含量升高，降低钙蛋白酶活性，增加钙蛋白酶抑制蛋白活性，降低宰后钙蛋白酶系统(钙蛋白酶钙蛋白酶抑制蛋白)降解蛋白的潜力，增大剪切力，降低肉的嫩度。

柴进[16]以120头HalNN氟烷基因型的长白猪×大白猪二元杂交商品猪为研究对象，系统研究了宰前应激对猪肉品质的影响及其生理机制，提出了猪宰前遭受应激后血液中皮质醇与促肾上腺皮质激素浓度升高是引起宰后肉质下降的主要因素，宰前应激组与对照组比较，血浆皮质醇浓度极显著升高(P<0.01)，促肾上腺皮质激素浓度显著升高(P<0.05)，应激导致血液中皮质醇浓度升高，使钙离子从肌浆网大量流失到胞质中，钙离子浓度的紊乱启动了细胞凋亡程序，受损的肌细胞导致了肉质的变化。甄少波[12]研究了运输季节和待宰时间对猪应激指标的影响，结果发现夏季高温和冬季低温运输都会造成应激，使得猪血液中皮质醇、促肾上腺皮质激素和血糖浓度显著升高；宰前休息能够降低应激反应，宰前休息3h显著降低了猪血浆中皮质醇和促肾上腺皮质激素浓度，缓解了宰前应激，过长时间的休息，反而使得皮质醇浓度升高，降低猪福利，也不利于肉质的改善。

综上所述，生猪在屠宰加工之前不可避免要遭受宰前运输等应激，由此引起的应激反应是影响宰后肉质的主要因素，即使不含有应激敏感基因的猪只也可能产生应激反应使肉质变劣。目前国内大多数屠宰场对宰前运输、宰前休息、宰前禁食及致晕方式等宰前应激对猪肉品质的影响重视程度不够，缺乏合理规范的宰前管理措施和方法。因此，要缓解宰前应激对猪肉品质的影响，一是要选择抗应激品种猪，二是重视运输时间、运输密度、禁食(不禁水)时间、休息时间、致晕方式等因素，制定科学、规范、合理的宰前管理方法，只有综合考虑内外因素并采取有效措施，才能缓解猪只宰前产生应激反应，减少肉质变劣的损失。