长途运输应激对西门塔尔牛不同部位肉品质指标的影响

雷元华，杨媛丽，张松山，李素霞，谢 鹏,*

（1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，北京 100093；2.河北省承德市畜牧工作站，河北 承德 067000）

在运输过程中，环境的剧烈变化会引起动物机体全身性、非特异性的机能障碍和防御反应，这种反应的总和被称为运输应激[1]，是肉牛生产销售过程中不可避免的环节。在世界范围内每年大约饲养600 亿头食用动物，大多数需要通过运输到达屠宰场，我国每年大约有5 000多万头牛被运输到异地育肥或屠宰[2]。而我国养牛产业不仅涉及从养殖场到屠宰场的短途运输，也包括我国独有的北牛南调、异地育肥、种牛引进等长途运输模式[3]。

在运输过程中，动物受到驱赶、装卸、摩擦、饥渴和碰撞等应激因素的刺激，这些应激源会引起动物的生理应激反应，如恐惧、脱水、饥饿、疲劳和体能消耗的增加，甚至身体损伤，严重影响动物的生产性能和健康状况[4]；由此可见，长途运输应激影响动物正常的生理机能和肉质，给畜牧业带来巨大的经济损失。已有研究表明，猪在运输应激前后其肌肉颜色、持水力等品质性状存在显著差异[5-7]；同样，运输应激也会对肉仔鸡宰后肌肉的品质，如剪切力和pH值等，产生一定程度的影响[8-9]。以上研究都是针对动物单一部位进行考察，目前关于应激反应对肉牛不同部位肉品质指标的影响尚未见报道。基于此，本研究通过对长途运输后西门塔尔牛背最长肌、半腱肌和冈上肌宰后72 h的pH值、颜色和剪切力等品质指标进行分析，综合探讨长途运输应激对西门塔尔牛不同部位肉品质的影响，旨在为进一步研究运输应激对肉牛造成的影响提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

实验动物来自宁夏中卫夏华肉食品有限公司。选择12 头体质量约600 kg、24 月龄的西门塔尔公牛，随机分为运输组和未运输组（对照组），每组6 头，运输前编号，其中运输组经长途运输（600 km以上）返回养殖场。所有肉牛均按照企业屠宰流程进行规范操作。宰后72 h冷却成熟后，取背最长肌、半腱肌和冈上肌进行相关品质指标的测定。

1.2 仪器与设备

HI99163N型便携式pH测定仪 美国哈纳沃德仪器有限公司；YYW-2型应变式控制式无侧限压力仪 南京土壤仪器厂有限公司；HH-4型恒温水浴锅 江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；CR-400型色差计 北京柯美润达仪器设备有限公司；T021028型电子天平 天津天马衡基仪器有限公司；Model 2000-D沃普式剪切力仪美国曼哈顿公司。

1.3 方法

1.3.1 pH值的测定

将运输组与对照组肉牛按规范流程屠宰后，取背最长肌、半腱肌和冈上肌在0～4 ℃条件下成熟。待72 h后，使用pH计对上述3 种部位肉的不同位置连续测定3 次，pH72h结果取平均值。

1.3.2 失水率的测定

按照1.3.1节的步骤取样，待成熟72 h后，按照以下方法对3 种部位肉的滴水损失率、压力失水率和蒸煮损失率进行测定。

滴水损失率：取肉样称质量，记为m1；置于真空包装袋，注意包装袋不要与肉块接触，于4 ℃条件下贮藏24 h后取出，用吸水纸吸干表面水分，称质量，记为m2。按照公式（1）计算滴水损失率。

压力失水率：取肉样水平放置于干净的平面上，用半径为2.5 cm的圆形取样器沿肌纤维方向选取肉样中心部分，厚度约为1.0 cm，取样后迅速使用感量为0.01 g的天平称质量，记为m3；然后夹于上下各18 层定性中速滤纸中央，在35 kg的压力下保持5 min，撤除压力后，立即称肉样质量，记为m4。肉样承压前后质量的差即为肉样失水质量。按照公式（2）计算压力失水率。

蒸煮损失率：取肉样称质量，记为m5；然后置于80 ℃的恒温水浴锅中，水浴加热至肉块中心温度达到75 ℃，取出冷却至室温，用纱布将肉块表面水分吸干后再次称质量，记为m6。肉样前后质量的差即为肉样失水质量。按照公式（3）计算蒸煮损失率。

1.3.3 剪切力的测定

按照1.3.1节的步骤取样，待成熟72 h后，参考NY/T 1180—2006《肉嫩度的测定 剪切力测定法》，将测完蒸煮损失后的样品用直径l.2 cm的空心柱状取样器沿肌纤维方向钻取肉柱，然后使用配有WBS（Warner-Bratzler Shear）刀具的相关剪切力测量仪测定每个肉柱的剪切力值，取其平均值作为该肉样的剪切力。

1.3.4 色泽的测定

按照1.3.1节的步骤取样，待成熟72 h后，使用Chroma Meter CR-400色差计对3 种部位肉的亮度值（L*）、红度值（a*）和黄度值（b*）进行测定。

1.4 数据处理

实验数据采用Excel软件进行处理，结果以平均值±标准差的形式表示；采用SAS软件的方差分析模型对测定数据进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 长途运输对西门塔尔牛不同部位肉pH72 h值的影响

表 1 长途运输后西门塔尔牛不同部位肉pH72 h值的变化（n=6）Table 1 Changes in pH72 h value of different beef muscles after long-distance transportation (n= 6)

由表1可知：运输组西门塔尔牛不同部位肉的pH72h值大小为冈上肌＞背最长肌＞半腱肌；对照组中pH72h值大小为冈上肌＞半腱肌＞背最长肌。运输组的背最长肌pH72h值显著高于对照组（P＜0.05），冈上肌pH72h值极显著高于对照组（P＜0.01），而半腱肌pH72h值在长途运输前后无显著差异（P＞0.05）。

pH值对肌肉嫩度、持水力、色泽以及质构等品质特性具有重要影响。影响肌肉pH值变化和最终pH值的因素较多，包括屠宰时肌糖原的含量、宰后糖原降解的速率以及肌肉的部位等。本研究中，长途运输后3 个部位肉的pH72h值均高于对照组，考虑其原因可能是宰前运输应激促使牛体温度升高，新陈代谢增强，肌糖原消耗增加，宰后肌肉中糖酵解产生的乳酸累积较少，肌肉在成熟期间pH值下降程度较低，使其最终pH值高于对照组[10-12]。Mounier等[13]也发现运输过程的装卸设备、运输季节等因素会导致牛体应激反应增强，并限制牛肉pH值的下降。此外，Beeker等[14]发现，极限pH值随着运输距离的增加而增加。

2.2 长途运输对西门塔尔牛不同部位肉持水力的影响

2.2.1 长途运输对西门塔尔牛不同部位肉滴水损失率的影响

由表2可知，运输组西门塔尔牛不同部位肉的滴水损失率大小为冈上肌＞背最长肌＞半腱肌，对照组为冈上肌＞半腱肌＞背最长肌，其中运输组与pH72h值的大小顺序一致。运输组背最长肌的滴水损失率极显著高于对照组（P＜0.01），冈上肌的滴水损失率显著高于对照组（P＜0.05），而半腱肌的滴水损失率在长途运输前后无显著差异（P＞0.05）。

表 2 长途运输后西门塔尔牛不同部位肉滴水损失率的变化（n=6）Table 2 Changes in drip loss of different beef muscles after long-distance transportation (n= 6)%

2.2.2 长途运输对西门塔尔牛不同部位肉蒸煮损失率的影响

表 3 长途运输后西门塔尔牛不同部位肉蒸煮损失率的变化（n=6）Table 3 Changes in cooking loss of different beef muscles after long-distance transportation (n= 6)%

由表3可知，运输组西门塔尔牛不同部位肉的蒸煮损失率大小为冈上肌＞半腱肌＞背最长肌，对照组为冈上肌＞背最长肌＞半腱肌。运输组半腱肌和冈上肌的蒸煮损失率均显著高于对照组（P＜0.05），而背最长肌的蒸煮损失率在长途运输前后无显著差异（P＞0.05）。

2.2.3 长途运输对西门塔尔牛不同部位肉压力失水率的影响

表 4 长途运输后西门塔尔牛不同部位肉压力失水率的变化（n=6）Table 4 Changes in pressure water loss of different beef muscles after long-distance transportation (n= 6)%

由表4可知，运输组和对照组西门塔尔牛不同部位肉的压力失水率大小均为冈上肌＞背最长肌＞半腱肌，运输组顺序与滴水损失率相同。运输组半腱肌和冈上肌的压力失水率均极显著高于对照组（P＜0.01），而背最长肌的压力失水率在长途运输前后无显著差异（P＞0.05）。

滴水损失率、蒸煮损失率和压力失水率是衡量肌肉持水力的重要指标，持水力的变化直接影响肉的色泽、风味、嫩度、组织状态和营养价值[15-16]，对肉的成熟、贮藏及加工过程造成影响，具有重要的经济意义。畜禽屠宰后肌糖原无氧酵解、肌肉僵直收缩、肌肉蛋白质水解及蛋白质氧化等因素均会影响肌肉的持水性。本研究中运输组3 个部位肉的失水率均不同程度地高于对照组。芦春莲等[17]研究发现，运输12 h和24 h的西门塔尔牛肌肉的滴水损失率较未运输组显著升高，长途运输产生的应激导致肌肉持水力降低，不利于提升肉品质，与本研究结果一致。究其原因，一方面，运输前后牛肉宰后成熟达到的极限pH值不同，导致运输组和对照组肌肉中内源性蛋白酶激活程度不同，从而使蛋白质的降解程度不同。Zeng等[18]发现，肌原纤维蛋白发生降解的同时肌肉的持水力提高。本研究中，对照组西门塔尔牛各部位肉的pH72h值较运输组低，肌原纤维蛋白降解程度较高，其持水力也相应较高。另一方面，运输应激导致2 组牛肉在成熟过程中肌肉收缩状态的变化不同，致使肌原纤维之间容纳水分的排出状况也不相同。Hughes等[19]认为，肌原纤维晶格的收缩有助于水从肌原纤维内逐渐移动到肌原纤维外，从而导致滴水损失增加。此外，应激也促使肌细胞产生自由基，加剧脂质氧化，破坏细胞膜，造成肌细胞内水分大量渗出[20]。

2.3 长途运输对西门塔尔牛不同部位肉剪切力的影响

表 5 长途运输后西门塔尔牛不同部位肉剪切力的变化（n= 6）Table 5 Changes in shear force of different beef muscles after long-distance transportation (n= 6)N

由表5可知：运输组和对照组西门塔尔牛不同部位肉的剪切力大小均为背最长肌＞半腱肌＞冈上肌；运输组背最长肌和冈上肌的剪切力均极显著高于对照组（P＜0.01），半腱肌剪切力显著高于对照组（P＜0.05）。

剪切力值是反映肉嫩度的直接指标，运输组牛3 个部位肉的剪切力均显著高于对照组。Kadim[21]、夏安琪[22]、Li Xin[23]等的实验结果与本研究类似。肌纤维的面积大小和肌节长度直接决定肌肉的剪切力大小。运输组宰前受到应激较大，肌糖原过度消耗，宰后乳酸积累较少，致使肌肉pH值在相同时间内下降较慢，钙蛋白酶、溶酶体酶等内源性组织蛋白酶激活较少，成熟过程中肌原纤维断裂程度较对照组低，因此剪切力大。此外，也可能是牛在长途运输过程中大多停止进食，牛体互相摩擦、运输颠簸等使机体处于紧张和过疲劳状态，运输组牛肉中由肌动蛋白和肌球蛋白结合形成的肌动球蛋白因缺乏能量而不再分开，导致肌肉收缩，剪切力增加[24]。

2.4 长途运输对西门塔尔牛不同部位肉色差的影响

由表6可知：运输组西门塔尔牛背最长肌、半腱肌和冈上肌的L*均极显著小于对照组（P＜0.01）；运输组半腱肌的a*显著小于对照组（P＜0.05），背最长肌和冈上肌的a*在长途运输前后无显著差异（P＞0.05）；b*仅在背最长肌中存在显著差异，且运输组显著高于对照组（P＜0.05）。运输组背最长肌、半腱肌和冈上肌的L*均极显著小于对照组，说明长途运输应激对L*影响较大，可以用L*作为判定应激强弱的指标。

表 6 长途运输后西门塔尔牛不同部位肉色差的变化（n=6）Table 6 Changes in color of different beef muscles after long-distance transportation (n= 6)

肌肉颜色受到肌纤维类型、pH值下降速率、僵直期温度、极限pH值、贮藏条件以及蛋白质氧化等多种因素的影响[25]，运输应激会引起宰前相关因素发生改变，从而改变宰后肌肉颜色。Tekea等[26]发现，长途运输导致牛肉L*和b*显著降低（P＜0.05）。Yu Jimian等[27]研究发现，运输后肌肉的L*增大，与本研究结果矛盾，这可能是由于牛个体对运输过程中产生的应激反应不同，不同的肌糖原消耗程度可能导致宰后肌肉产生PSE（pale，soft and exudative）肉，使L*增大，也可能产生DFD（dark，fi rm and dry）肉，如本研究中L*极显著减小[28-29]。

2.5 长途运输对西门塔尔牛不同部位肉品质影响的显著性分析

表 7 长途运输对西门塔尔牛不同部位肉品质影响的显著性分析（n=6）Table 7 Signi fi cance analysis of the effects of long-distance transportation on meat quality in different carcass parts of Simmental cattle (n= 6)

由表7可知，长途运输后，西门塔尔牛冈上肌pH72h值显著高于背最长肌和半腱肌（P＜0.05），正常排酸成熟后肌肉的极限pH值范围为5.3～5.7[30]，对照组肌肉的pH72h值均在此范围内，仅运输组冈上肌的pH72h值超过此范围，这可能是冈上肌对本研究条件下的应激强度敏感程度强于背最长肌和半腱肌而导致的。

运输组3 个部位肉中冈上肌的滴水损失率、蒸煮损失率和压力失水率均最大，说明部位不同，运输后肉持水力下降程度也不同，长途运输对冈上肌的影响更大。Melody等[31]发现，猪背最长肌、半膜肌和腰大肌之间滴水损失率的不同与其蛋白质降解速率有关。本研究中，运输后不同部位肉pH值不同，肌肉中内源性蛋白酶激活程度不同，蛋白质降解速率也不同，导致其持水力之间存在差异。

运输组3 个部位肉中背最长肌的剪切力显著高于半腱肌和冈上肌，反映出长途运输应激对背最长肌剪切力的影响更显著。其原因可能主要是运输造成不同部位肉的肌纤维水解程度以及排酸成熟期间肌肉僵直的缓解程度不同。但Veiseth-Kent等[32]选取牛股二头肌、冈下肌、背最长肌和腰大肌4 个不同部位肉，对宰后蛋白质水解、肌肉pH值下降、肌节长度、肌内脂肪和剪切力之间的关系进行研究，发现宰后蛋白质水解不能解释牛不同部位肌肉之间的剪切力差异。因此，长途运输后不同部位肉剪切力存在差异的原因有待进一步研究。

长途运输应激对不同部位肌肉的各色差值影响程度不同，长途运输后冈上肌的L*最小，a*和b*均为最大。

综合各品质指标分析，运输后西门塔尔牛冈上肌pH72h值增大、持水力差、肉色暗红，品质较差。由此可见，运输应激导致冈上肌的品质发生较大变化，其运输后的肉品质要低于背最长肌和半腱肌。

3 结 论

长途运输应激对西门塔尔牛肉品质影响显著。长途运输产生的应激反应导致宰后牛肉pH72h值显著升高，持水力显著下降，剪切力增大；长途运输后牛肉L*极显著降低（P＜0.01），a*和b*分别出现不同程度变化；运输后牛肉的品质类似于DFD肉。长途运输对不同部位肉质的影响程度存在显著差异，其中对冈上肌影响最明显，其肉质变化程度最大，其次是背最长肌和半腱肌。