易 鑫 ,林子清 ,舒 刚
(1.四川农业大学动物医学院,四川 成都 611130;2.成都大学食品与生物工程学院,四川 成都 610000)
猪肉是我国居民食物中蛋白质和脂肪的主要来源,其品质也一直是备受消费者们关注。如今生活水平不断提高,消费者们也更青睐更优质的猪肉。而中药作为我国瑰宝,有着几千年的历史,具有无残留、低毒副作用、无耐药性和多功能等特点。中药在养猪业已经应用广泛,不仅可以调节动物机体,还可以改善猪肉品质,从多方面满足消费者追求更优质猪肉产品的要求。文章主要围绕中药在提高猪肉品质的应用进行综述,以期对中药在猪日粮中的应用提供参考。
中药主要是以植物为主,其次是矿物、动物、海洋生物及其加工制品,具有资源丰富、种类繁多、天然环保等特点。中药本身就是自然界和生物机体的重要成分,其生产工艺相对简单,加工后其活性成分的结构不发生改变,保持了天然性,且经代谢后的产物易被大自然降解,具有绿色环保、不易污染环境的特点。中药毒副作用小、无耐药性、无残留,且具有多功能性,满足了消费者追求健康、绿色食品的愿望。目前,我国制定的《饲料原料目录》中包含了100多种中草药饲料添加剂,可用于畜禽养殖中[1]。
中药在养殖业已经广泛应用,其多功能性的特点也逐渐被发现。中药可以通过抗菌消炎、镇静解热、抗氧化和护肝作用,来缓解分娩和泌乳期母猪的炎症高发、氧化应激等问题[2]。通过提高了对营养物质的利用率,调控细胞生长和增殖以及基因表达,激活补体系统,清除自由基,抗氧化应激,提高免疫力等方面来提高生产性能[3]。通过增加脾脏、胸腺等免疫器官重量,调节T、B淋巴细胞的活性,促进淋巴细胞增殖和转化,提高免疫球蛋白和血清补体,影响细胞因子、免疫信号分子等方式来提高机体免疫力[4]。还可以通过打破菌体内产生ROS系统的平衡,使核糖体蛋白的编码基因显著下调,使三羧酸循环编码基因下调,使糖酵解编码基因下调,以及脂肪酸生物合成等代谢途径编码基因下调,破坏生物膜,抑制密度感应系统,干预蛋白质合成等机制实现抗菌[5-7]。
中药在提高猪肉品质的应用上也十分广泛。中药中含有的多种活性物质,可以通过提高抗氧化能力使机体清除自由基的能力增强并延缓猪肉变质,改变肌纤维类型增加猪肉嫩度,增加游离氨基酸的含量从而改变猪肉风味,提高猪肉pH从而影响猪肉的嫩度、系水力、肉色等指标。
可以通过pH、肉的色泽、肉的嫩度、系水力、风味等评价指标来对猪肉品质进行评估。pH的改变会影响肌肉蛋白质带电荷状况、肌肉内相关酶活性等,进而对猪肉的嫩度、系水力、肉色等方面产生影响,使猪肉品质下降[8]。肌红蛋白和血红蛋白及其化学状态决定肉的颜色。当肌红蛋白因氧化从二价而转变为三价时,肉色从鲜红色转变为暗褐色[8]。衡量嫩度的指标是剪切力,嫩度与剪切力呈负相关。肉的嫩度受肌纤维、肌内脂肪、结缔组织以及蛋白分解酶等共同因素的影响[9]。肌原纤维舒张,肉质较嫩,肌原纤维收缩,肉质较坚韧[10]。肌肉系水力受净电荷含量、肌细胞蛋白状态、肌肉状态和脂类氧化等方面的影响[11]。肌肉收缩,肌肉中水分被挤出而减少,系水力降低;蛋白质变性会影响其所带的净电荷含量,从而减小对水的束缚力[8]。脂类氧化产生的过氧化物和自由基会损伤细胞膜,导致肌浆流失,滴水损失增大[12]。氨基酸、肌苷酸、鸟氨酸、肌内脂肪和脂肪酸对猪肉风味有重要贡献。肉的甜味受葡萄糖、果糖含量以及赖氨酸、脯氨酸、甘氨酸等氨基酸含量影响;肉的酸味则与组氨酸、谷氨酸、天冬氨酸等氨基酸的含量和组成有关;肉的苦味受肌酸、亮氨酸、苦味肽等物质影响[12]。
中药可以通过抗氧化作用,调控肌纤维类型,提高游离氨基酸、肌苷酸和脂肪酸含量等作用来改善肉品质。机体在运转过程中会产生大量的过氧化物和自由基,这些物质会对机体造成危害,同时机体也会进化出多层保护性防御系统来中和过氧化物和自由基,保护机体免受潜在的毒性影响,其中机体的抗氧化酶系统是一个重要的途径,其产生抗氧化成分,来清除过氧化物和自由基,使过氧化物和自由基含量降低,保护脂类、蛋白质等免受自由基的攻击[13-14]。在肉品质方面,提高抗氧化能力则可以保护细胞膜免受损害,从而提高系水力。同时,肉制品具有较高的抗氧化能力可以增加肉的色泽和嫩度[15]。肌纤维的类型分为慢速收缩氧化型(Ⅰ型)肌纤维、快速收缩氧化型(Ⅱa型)肌纤维和快速收缩酵解型(Ⅱb型)肌纤维,其组成会影响肉品质。Ⅰ型肌纤维和Ⅱa型肌纤维的比例提高,宰后的肉色也提高;Ⅱb型肌纤维比例提高,宰后的肉亮度值也提高[16]。相关研究表明,中药可以调控肌纤维类型。徐洋等[17]的研究表明,中药复方可通过上调PGC-1α基因表达量,改变热应激肉牛肌纤维形态,并促进肌纤维类型Ⅱb型向Ⅰ型和Ⅱa型转换。中药可以影响游离氨基酸、肌苷酸和脂肪酸含量,从而影响猪肉品质。张荣祥等[18]将草果、肉桂、陈皮、白豆蔻、小茴香、香叶、啤酒糟等组成复方中药,并添加入生猪饲料中,结果表明,该复方中药可以提高肌肉中肌苷酸和脂肪酸含量,从而改善其肉的风味。多项研究表明,中药有提高肉品质pH的能力,但具体机制尚未明确。
目前研究表明,单味中药(如金荞麦茎叶粉、桑叶、甘草、元宝枫叶等)、复方中药(如由肉桂、黄芪、茴香、陈皮等成分组成的复方中药制剂,由白术、党参、半夏、木香、茯苓、甘草组成的中药配方,由肉桂、陈皮、小茴香、草果、白豆蔻、香叶、啤酒糟等组成的复方中药等)、中药提取物(如枸芪提取物、藤茶提取物、杜仲提取物、复合植物提取物等)均有提高猪肉品质的作用。
崔晓娜[19]的研究结果表明,在猪的饲粮中添加杜仲皮可以提高pH24,减少滴水损失,降低剪切力,改善猪肉品质。李碧侠等[20]等研究发现,苜蓿草粉可以提高背膘厚,提高背最长肌亮度,降低失水率,改变猪肌肉中脂肪酸含量和氨基酸组成,从而该善其品质和风味。朱曾等[21]研究表明,在杂交猪日粮中添加15%的桑叶粉,饲喂85 d后,其肌内脂肪含量增加,剪切力、蒸煮损失和滴滤损失降低,抗氧化能力增强,从而使肉品质提高。张茂伦等[22]在基础日粮中添加一定比例的川陈皮素,饲喂50 d,研究结果表明,添加0.5 kg/t的川陈皮可以提高肉色,降低烹煮损失和剪切力,使育肥猪肉中水分、蛋白质、肌苷酸和脂肪升高。何亮宏等[23]在生猪饲料中添加桑叶粉,结果显示,桑叶粉使背膘厚度降低,失水率和肌肉的剪切力降低。张旭晖等[24]研究表明,元宝枫叶可以提高肌肉红度,降低肌肉的剪切力,其中发酵元宝枫叶可提高猪肉的系水力和脂肪酸含量,从而一定程度上改善猪肉品质。
许璐[12]将由肉桂、茴香、陈皮、黄芪等成分组成的复方中药制剂以一定的比例加入到基础日粮中,其结果显示,该复方可降低育肥猪最长肌的pH,提高肉色红度。曹日亮等[25]在猪基础饲粮中加入由白术、党参、陈皮、苏子、申曲组成的中药配方以及由白术、党参、木香、半夏、茯苓、甘草组成的中药配方,研究结果显示,这两种配方均可使肉色更加鲜亮,使呈味氨基酸总含量升高。王立斌等[26]在育肥猪饲料中添加不同比例的复方中草药,其研究结果表明,添加0.5 %该复方可使失水率降低,添加1.0 %和2.0%的该复方可使熟肉率、失水率、剪切力、背膘厚降低。李晓东等[27]研究结果表明,负离子的中药硒锗复合无抗制剂可以使猪肉的离心失水率降低,剪切力提高,使猪肉贮藏前期的L*值和a*值提高,使猪肉贮藏期内的pH下降减缓。Ahmed等[28]在肥育猪饲料中添加0.4 %的未发酵和发酵的中草药复方(石榴、银杏、甘草),其结果表明,两种中药复方均降低了猪的采食量和背膘厚,同时提高了瘦肉率以及低密度脂蛋白中N—3脂肪酸的含量,改善了猪肉品质。黑占财等[29]将黄芪、陈皮、丁香、当归和肉桂组成的中草药复方以一定添加量添加到育肥猪饲粮中,结果表明,该复方提高了肉色和瘦肉率,改善了猪肉品质。吕慧源等[30]研究表明,由黄芪、金银花、菊芋配制而成的复方可提高育肥猪的肌肉粗蛋白和肌内脂肪含量,改善猪肉品质。胡广英等[31]研究表明,由党参、白术、苏子、甘草、半夏、松针、莱菔子、山楂、陈皮、砂仁、麦芽、茯苓、木香等以一定比例组成的复方中药添加到猪饲粮中,提高了猪肉中H-FABP、CAST、LPL、MyoG、HK、ATP5B等与肉质有关的蛋白基因相对表达量,说明该复方可以通过提高肉质相关的蛋白基因表达量来改善猪肉品质。
李桢等[32]在川藏黑猪的饲粮中添加0.1%的枸芪提取物,研究结果表明,枸芪提取物可以提高猪肉中粗脂肪含量、维生素E含量,使肌内脂肪所占面积增大,提亮肉色,使氨基酸总量、不饱和脂肪酸总量、脂肪酸总量增加。赵必迁[33]在生猪饲粮中添加紫苏籽提取物,研究结果表明,肉色提高了,肌内的脂肪含量有所提升,肌苷酸含量提高,并使滴水损失减少,从而改善猪肉品质。冀艳等[34]研究结果表明,黄连提取物使饲料效率降低,肌肉的b值降低,pH和系水力升高,最长肌的不饱和脂肪酸含量增加,最长肌的饱和脂肪酸含量减少。黄其春等[35]将一定比例的牛至提取物添加在生长育肥猪日粮中,研究表明,牛至提取物提高了猪肉的肉色、屠宰后pH45,减少滴水损失,使肌肉中肌苷酸含量升高,从而改善肉品质和风味。熊云霞等[36]将0.03%的藤茶提取物添加在三元杂交去势公猪饲粮中,其研究结果表明,藤茶提取物提高了肌肉的嫩度,使其游离氨基酸组成改变。武进等[37]研究发现,在猪基础日粮中添加一定比例的主要从陈皮、茶叶、野菊花、马齿苋等植物中提取的提取物,可以降低失水率、减少滴水损失、增加熟肉率,同时pH、大理石纹和肉色也有所改善,肌纤维直径也有所增大,由此可见该提取物可以改善猪肉品质。李旺东等[38]研究表明,1500 mg/kg杜仲提取物可以使宁乡猪的肌内脂肪得到提高,使其剪切力降低,肌肉中多不饱和脂肪酸、花生四烯酸、亚油酸的含量减少,从而改善宁乡猪的肉品质。
当前中药在提高猪肉品质应用上也存在一些问题。一是,中药添加量大,生产和运输不便,其内含的丰富营养物质会影响饲料的营养配比。二是,其提取工艺落后,加工简单、效果不稳定,品种单一。三是,中药有效活性成分较多,易随环境的变化而变化,目前对于中药有效活性成分的安全性评价和质量把控还没有形成统一标准[39]。四是,中药内多种活性物质的配伍和作用机理尚不明确,中药在体内的代谢过程的研究还未深入。
中药作为天然药物,在当今养殖业有着很广阔的前景,它不仅无残留、无耐药性,而且还能改善猪肉品质。但如今对中药的研究还不够全面,今后可以从以下几个方面进行研究:1)有效获得中药的有效活性成分,并对其机理在分子水平上做进一步的深入研究;2)对中药有效活性成分的配伍原则在分子水平上做进一步研究;3)结合高新技术和手段优化中药制作工艺,发展多种剂型,提高中药利用率。