宰后肌肉抗氧化能力与肉品质的关系

樊路杰 窦鸣乐 王小宇 李 泽 史新娥 李 晓

(西北农林科技大学动物科技学院，杨凌 712100)

细胞是一个缩小版的生态世界，里面同样包含着各种化学、物理和生物反应。氧化还原反应就是其中最基本的一种生化反应。氧化还原包括生物氧化和还原两部分，生物氧化是指在生物体内，将代谢物产生的氢离子和电子，通过一系列酶促反应与氧气(O2)结合生成水(H2O)，主要为机体提供可利用的能量。还原反应是将某些氧化中间产物通过一系列酶促反应，从氧化态转变为还原态的过程。正常生物体通过复杂的氧化-还原系统相互作用，来维持机体内环境的相对稳定状态。如果氧化-还原平衡被打破，将会导致各种氧化损伤，造成动物免疫力降低，严重时将危害动物体的健康水平。氧化-还原反应的失衡还会导致肉品质下降。

1 宰后肌肉内的氧化反应

动物屠宰后，自身抗氧化酶活性下降，而氧化是负熵即自动发生的，所以宰后肌肉内氧化反应仍能进行，而因缺乏能量，宰后肌肉的抗氧化能力是逐渐降低，氧化反应占主导地位，产生大量活性氧(reactive oxygen species，ROS)。而高浓度的ROS可攻击细胞膜，导致蛋白质修饰和脂质过氧化，有时可造成细胞内DNA链断裂或者细胞凋亡[1-2]。而硫代磷酸化的DNA在体内与过氧化氢(H2O2)和羟基自由基反应，保护基因组DNA以及敏感的酶免受细胞内氧化损伤[3]。

机体的抗氧化防御体系主要由过氧化氢酶(catalase，CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)等抗氧化酶组成的酶保护体系和由维生素E、维生素C、胡萝卜素、尿酸等物质组成的非酶保护体系共同构成。动物屠宰后体内的抗氧化物质含量或活性不会立即消失，但随着屠宰后储存时间的延长而逐渐消耗，当其消耗到无法有效降低活性氧自由基对机体的损害时，就会对肉品质产生较大影响。

1.1 抗氧化物质

目前动物机体内抗氧化物质主要由SOD、GSH-Px和CAT这3种抗氧化酶构成：1)SOD是清除体内自由基的重要抗氧化酶，并且SOD的作用底物是一种自由基——超氧化物自由基。SOD按照其结构和催化机理共分为3类，分别为铜锌超氧化物歧化酶(CuZn-SOD)、锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)、铁超氧化物歧化酶(Fe-SOD)，它们都能将H2O2分解成H2O和O2[4]。2)GSH-Px是体内重要的抗氧化酶之一，它可以将脂质过氧化物(lipid peroxides，LPO)和H2O2还原成醇和H2O，也可以与维生素E产生协同作用，阻止脂质过氧化，避免过氧化物对细胞膜的刺激和损伤[5]。3)CAT是体内过氧化物酶的典型代表，广泛存在于动物细胞和组织中，尤其在肝脏中活性较高，CAT能催化H2O2分解成H2O和O2，清除细胞中的H2O2，防止产生危害更大的自由基[6]。

1.2 氧化产物

丙二醛(malondialdehyde，MDA)是脂质氧化的终产物，其是通过ROS作用于多不饱和脂质产生[7-8]。机体内MDA的含量能够反映膜脂和机体氧化的程度，因此常将MDA在体内的含量作为研究动物抗氧化能力的重要指标。MDA能够使蛋白质和核酸等物质交联聚合，破坏其原有结构和功能。LPO是一种脂质过氧化物，其产生主要是通过膜磷脂在多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid，PUFA)中发生的一种自由基链式反应，常在细胞膜中由羟基引发产生，生成如MDA和4-羟基壬烯醛(4-hydroxynonenal,4-HNE)等含有氧功能基的产物，造成生物大分子的损伤[9]。

2 宰后肌肉抗氧化能力对肉品质的影响

目前常用的肉品质标准主要包括食用品质和技术质量，其中食用品质主要指风味、色泽和嫩度等消费者较为看重的因素；技术质量则主要由肉的pH、剪切力、抗氧化能力、滴水损失、系水力等构成[10-11]。

肉品质的形成很大程度上与肌肉的氧化水平有关。屠宰后机体的氧化水平取决于机体抗氧化物质的含量或活性。由于机体抗氧化物质(如SOD、GSH-Px、CAT等)含量或活性的下降，导致体内PUFA迅速被氧化，产生大量的氧自由基、脂质过氧化终产物等有害物质，引发机体的过度氧化，生物膜结构和功能损坏。生物膜是组织细胞的第1道防线，当其遭到破坏后，细胞的机构和功能受到影响，细胞丧失水分，脆性增加，致使肌肉的系水力降低[12]。同时，由于细胞失水皱缩使肌肉色泽变差，呈现出苍白色[13]。此外，机体内脂质过氧化产物含量的增加促使氧合肌红蛋白(MbO2)迅速转化为高铁肌红蛋白(Met Mb)，肉的颜色由鲜红色转变成暗褐色[14]，最终肌肉氧化变质，保质期缩短，嫩度变差[15]。

肌肉中的抗氧化剂(CAT、SOD等)能够有效地抑制自由基的产生和转移[16-17]，降低肌肉的氧化程度，防止肌肉的营养价值、感官品质和嫩度降低[18]，从而改善肉品质，延长肉制品的货架期。已有研究结果表明，与商品猪皮特兰、长白猪、大白猪相比，伊比利亚猪肌肉CAT活性显著高于其他品种[19]；同种大白猪皮下脂肪氧化程度显著低于肌间脂肪[20]。在肌肉中抗氧化物质含量或活性升高的同时，肌肉具有更低的蒸煮损失和离心失水率等[21]。

3 提高肌肉抗氧化能力、改善肉品质的措施

3.1 宰前措施

研究发现，饲养阶段在动物饲粮中添加抗氧化剂可以提高动物机体的抗氧化能力，降低自由基对肌肉的氧化速率，保护肌肉中生物膜结构和功能的完整性，达到改善肌肉质量的目的[22-23]。

维生素E是抗氧化系统中非酶保护系统的主要成员，主要包含生育酚等物质，是动物生长代谢所必需的一种脂溶性维生素。维生素E参与构成细胞膜，能够抑制细胞膜上发生的氧化反应，保护细胞膜的结构和功能，防止细胞内水分外流，提高肌肉嫩度[24]。动物体内的微量元素硒不仅可以提高机体的免疫力[25]，而且硒作为GSH-Px的主要成分，在清除体内自由基、保护细胞膜完整性等方面具有显著作用。硒也能够与维生素E产生协同作用，提高机体的抗氧化能力[26]。富含硒元素的益生菌能提高仔猪血液中GSH-Px活性和硒含量[27]。同时，硒能够提高肉色红度(a*)值，降低肉色黄度(b*)值，从而提高肉品质[28]。地塞米松(dexamethasone，DEX)是一类肾上腺皮质激素类药物，对应激、过敏等急性反应有缓解作用。动物在屠宰前体内注射DEX，能够显著提高血浆中总抗氧化能力(total antioxidant capacity，T-AOC)及GSH-Px、CAT等抗氧酶的活性，从而提高机体的抗氧化能力[29]。

在动物饲粮中添加苜蓿多糖、茶多酚等非粮饲料也可以提高动物机体的抗氧化能力。苜蓿多糖可以有效提高动物体内抗氧化酶活性，进而提高机体整体抗氧化能力。试验证明在每千克饲粮中添加1 000 mg苜蓿多糖不仅能够提高母鸡血清中总超氧化物歧化酶(total superoxide dismutase，T-SOD)、GSH-Px的活性及T-AOC，并能够显著降低公、母鸡腿肌的滴水损失率[30]。桑叶中富含的多酚能够提高动物体内SOD的活性，降低谷丙转氨酶的活性和MDA含量[31]。茶黄素和茶多酚均对体内一些有害自由基有一定的清除能力[32]。在断奶仔猪饲粮中添加240 U/kg葡萄糖氧化酶可以显著降低血清中MDA含量[33]。用发酵中药渣(黄芪、当归等)喂养仔猪，在7日龄时肌肉的T-AOC显著升高[34]。在肉鸡饲粮中添加100 mg/kg壳寡糖能够显著提高肌肉中T-AOC及T-SOD、GSH-Px活性，显著提高胸肌和腿肌的a*值[35]。另外，在动物饲粮中添加藜叶多糖、牡丹籽油和万寿菊提取物等都会提高动物的抗氧化能力和肉品质[36-38]。

但是需要额外注意的是，在饲粮中添加抗氧化物质时，应注意添加的比例。例如饲粮添加100 mg/kg维生素E时，肉鸡血清和胸肌中的SOD活性和T-AOC没有显著变化，也不能显著改善鸡肉品质；但当维生素E的添加量提高到200 mg/kg时，肉鸡血清和胸肌中SOD活性和T-AOC显著升高，血清中MDA含量显著降低，肌肉品质得到改善[39-40]。

动物的养殖方式也会对机体抗氧化能力和肉品质造成较大影响。有研究表明散养组肉鸡肾脏的T-AOC显著高于笼养高密度组[41]；另外，与垫料平养相比，肉鸡笼养能够极显著降低肉鸡胸肌屠宰后45 min的pH，显著升高腿肌b*值。与高饲养密度相比，低饲养密度的肉鸡肝脏T-AOC、血清GSH-Px活性和胸肌pH显著提高[42]。与舍饲相比，放牧能够显著增加羊肌肉内SOD、GSH-Px活性及T-AOC[43]。类似的研究也表明，戈壁滩放养的多浪羊肌肉的持水力、宰后1 d肌肉的a*值及PUFA含量优于工厂集约化饲养的多浪羊[44]。

3.2 宰后加工储藏方式

动物屠宰后由于机体不能有效地进行物质交换，所以其氧化反应的发生在一定程度上不受限制，肉品氧化变质的速率升高。不同的储存方式下肉品的氧化速率不同，对肉品质的影响也不相同。冷鲜保存是如今常用的一种肉食品储存方式，不同的预冷方式会对肉品质和储存时间产生不同的影响。在预冷过程中，屠宰后24 h混合预冷(风预冷+水预冷)和水预冷处理的肌肉亮度(L*)值显著高于风预冷处理；水预冷处理的肌肉剪切力显著高于风预冷和混合预冷处理；并且，剪切力和储存时间呈现出明显的负相关[45-46]。

售卖过程中的存储方式也会影响肌肉的氧化速率和肉品质。与真空包装相比，采用气调包装(modified atmosphere packaging，MAP)的鸡肉在第8天和第12天有更高的MbO2和较低的Met Mb百分比，滴水损失率显著降低。因此，MAP能够有效降低鸡肉的氧化速率，提高肉品质，利于鸡肉的保存[47]。另外，在包装内侧加入硅酸锆(ZrSiO4)-铝硅酸盐玻璃涂层或在肉样表面喷洒0.05 g/dL迷迭香提取物能够有效抑制MAP肉品脂类氧化和贮藏后期的颜色劣变[48-49]。另外，在储存的牛肉中添加天然抗氧化剂(如壳寡糖)可抑制Met Mb的生成，从而提高肌肉的抗氧化能力和肉品储存时间[50]。

4 小 结

宰后肌肉的氧化反应严重地影响了食用品质。在动物饲粮中适当加入抗氧化物质、合适的饲养方式以及适当的宰后加工保存均能够有效降低宰后肌肉的氧化速率，这对于提高肉及肉制品的质量、保存时间等有重要意义。

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