日粮添加中药添加剂对羊肉品质的影响

2022-05-09 06:05金栓兰
甘肃农业大学学报 2022年1期
关键词:药渣氨基酸添加剂

金栓兰

(兰州市七里河区动物疫病预防控制中心,甘肃 兰州 730070)

羊肉具有蛋白质高、胆固醇低、肉嫩味鲜、容易消化等特点,更受到消费者的喜欢,羊肉的消费量也逐渐增大。同时随着人们生活质量的提高, 对羊肉质量的要求也逐渐增强,健康的饮食习惯成为社会发展的主流。因此,改善羊肉品质及其质量,有着重要的商业价值。影响羊肉品质的因素有很多,饲料组分也是改善羊肉品质的因素之一[1]。中药渣是保健药品加工过程中的副产物,中草药是我国保健药品加工的重要原料之一,其中每年仅植物类中药渣的年排放数量达 65万t[2],但中药渣的成分种类繁多,食用难度大,因此对中成药渣的研究较少。中药对动物无抗药性,也不会引起细菌和病毒的耐药性,使用效果好且价格便宜,不会对环境造成污染,还可以增加生产者的收益,从而深受公众的喜爱。今年来中药在畜牧养殖业应用被积极推广。

六味地黄丸属于补益类中成药,主要补益类成分为熟地黄、山药、山萸3种,这些中药成分可以改善人体的代谢和营养,增强机体内分泌功能,调节免疫功能等[3],其药渣被用来饲养肉羊一方面可以提高肉羊机体免疫力等来改善羊肉品质。此外中药渣富含粗蛋白质、多糖、粗脂肪、生物碱、纤维素、挥发油类和有机酸等物质[4],对动物的生长也有促进和保健的作用,因此中药渣是一种有潜力的饲料资源和药用价值的。但由于中药渣具有较高的含水量且运输困难,容易引起腐败变质,对生态环境造成危害。所以对中药渣的再利用也是响应“变废为宝,绿色发展”的绿色农业政策。

本试验在日粮中添加补益类中药添加剂,测定其对肉品质及风味的影响,以期为中药添加剂的应用及肉羊养殖提供参考。

1 材料与方法

1.1 中药添加剂的制备

六味地黄丸药渣的主要成分有熟地黄、山药、山萸三种补益类中药成分,将选购的六味地黄丸药渣进行微生物发酵、干燥(防止潮湿发霉变质)、粉碎备用。

1.2 试验动物及分组

试验选取150只2月龄、体质量相近的杜泊羊和湖羊杂交去势1代,随机分为3组,Ⅰ组(基础日粮+中药渣0%);Ⅱ组(基础日粮+中药渣25%);Ⅲ组(基础日粮+中药渣50%)。各试验组肉羊如吃不完可适当减少基础日粮中玉米的供给量,在保证饲养环境相同的条件下,3组肉羊2个月达到育肥目的。

1.3 试验动物的饲养管理

试验前对羊舍进行全面,对羊羔进行防疫、编耳号以及驱虫工作。本次试验以圈内全舍饲养。试验预试期为5 d,正式试验期为 60 d。试验期间羊舍温度保持在5~15 ℃,每日喂料 2次,每日统计饲喂量及剩料量,控制剩料。

1.4 基础日粮配方及营养水平

采用全混合饲粮,参考《肉羊饲养标准》(NY/T 816-2004)[5]。试验基础日粮配方及营养水平见表1。

表1 基础日粮配方及营养水平

1.5 试验材料

饲养至第60天,每组随机选取样本各10头,宰前禁食16 h,禁水2 h,屠宰后立即取新鲜后腿肉进行试验。

1.6 测定指标及方法

1.6.1 品质指标的测定 剪切力:取垂直于肌纤维方向肉样60 g,水浴使肉样的中心温度达到70 ℃持续30 min,冷却后置于嫩度仪(C-LM4型数显式肌肉嫩度仪)进行测定。

肉色:使用色差仪(Minolta-CR400,Konica Minolta Sensing Inc,Osaka,Japan),光源至D65,测定羊肉L*、a*和b*值。

熟肉率:参照郭晓等[6]的方法稍作修改,取(5 cm×5 cm×5 cm)的肉样称质量,记作W1,水浴使得羊肉中心温度达75 ℃后持续30 min,再次称质量,记作W2,按以下公式进行计算。

pH:使用Testo205便捷式pH计(深圳立华德科技有限公司)测定羊肉样品3处不同位置的pH值,计算其平均值。

质构指标:采用质构仪(Texture Profile Analysis,TPA,Stable Micro Systems,English),测定参数如下:探头型号P/36R,测前速率1 mm/s,测中速率1 mm/s,测后速率1 mm/s,间隔时间5 s,数据收集率200 点/s,压缩比50%,触发力5.0 kg,触发类型auto。每个样品重复测定3 次,结果取平均值。

1.6.2 营养指标的测定 水分含量采用直接干燥法测定(参考GB 5009.3-2016)[7];灰分含量采用灼烧法测定(参考GB 5009.4-2016)[8];蛋白质含量采用半微量凯氏定氮法测定(参考GB 5009.5-2016)[9];脂肪含量采用采用索氏抽提法测定(参考GB 5009.6-2016)[10]。

1.6.3 氨基酸的分析 氨基酸组成及含量采用氨基酸自动分析仪测定(参考GB 5009.124-2016)[11]。氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)及必需氨基酸指数(EAAI)系统的评价计算公式如下:

EAAI=[(α/αE)]×(β/βE)×…×(μ/μE)]1/n×100

1.6.4 脂肪酸的测定 参考席斌[12]等的试验方法,略作修改。准确称取1.0 g样品研磨后置于试管中,加 入0.7 mL 10 mol/L的KOH溶液和5.3 mL无水甲醇溶液,55 ℃回流1.5 h后冰浴冷却,转移至50 mL离心管中,加入0.58 mL 12 mol/L的H2SO4溶液和3 mL正己烷,振摇,使充分混合,室温3 000 r/min离心5 min,取上清液并利用有机相滤膜将其过滤后放置-20 ℃待GC检测。

1.6.5 矿物质元素的测定 钾(K)的测定(参考GB 5009.91-2017)[13];磷(P)的测定(参考GB 5009.87-2016)[14];钙(Ca)的测定(参考GB 5009.92-2016)[15];铁(Fe)的测定(参考GB 5009.90-2016)[16];锌(Zn)的测定(参考GB 5009.14-2017)[17];镁(Mg)的测定(参考GB 5009.241-2017)[18];锰(Mn)的测定参考(GB 5009.242-2017)[19];铜(Cu)的测定(参考GB 5009.13-2017)[20]。

1.7 数据处理

2 结果与分析

2.1 不同比例中药添加剂对羊肉品质的影响

本试验对不同比例的中药添加剂 (饲料中含中药添加剂0%,25%,50%) 饲养后的羊肉进行肉品质指标的测定,结果见表2。

由表1可以看出Ⅱ组,Ⅲ组和对照组羊肉pH值差异显著 (P<0.01)。随着饲料中药添加剂比例的增加,宰后成熟24 h时pH值显著增加,且饲料中添加50%中药渣时pH达到最大。Ⅱ组和Ⅲ组的羊肉L*值显著高于对照组,a*值显著高于对照组,b*与对照组差异性不显著;随着中药添加剂比例的增加,羊肉L*和a*逐渐增加 (P<0.05),b*差异不显著。L*值越大则肉色越亮,a*值大表示红色深,a*值越小表示红色越浅,b*值大表示偏黄,反之偏蓝。因此,添加50%中药添加剂饲料组的羊肉较对照组更亮、更红,但黄度值差异不显著。3组羊肉的失水率差异不显著 (P>0.05),说明羊肉的系水力与饲料中的中药添加剂比例差异不显著。从表1也可以看出Ⅱ组、Ⅲ组和对照组羊肉剪切力差异显著 (P<0.01)。Ⅲ组羊肉的剪切力显著低于Ⅱ组,且Ⅰ组剪切力最大。

表2 不同比例的中药添加剂对羊肉品质的影响

2.2 不同比例中药添加剂对羊肉质构特征的影响

本方法通过质构仪对三组饲料喂养羊肉的硬度、弹性、粘聚性、胶着性、咀嚼性、回复性指标进行分析,结果见表3。

表3可知随中药添加剂比例的增加,羊肉的硬度、粘聚性、胶着性和咀嚼性有下降趋势,但差异不显著;羊肉的弹性随添加比例的增加显著增大(P<0.05);羊肉的回复性跟中药添加剂饲料没有显著的差异。

2.3 不同比例中药添加剂对羊肉的营养指标的影响

水分、灰分、蛋白质、脂肪作为畜禽体内各种器官和组织的重要组成部分,是机体内物质代谢的原料和产物。对不同比例中药添加剂饲养的羊肉进行水分含量的测定,结果见表4。

表3 不同比例中药添加剂对羊肉质构特征的影响

表4 不同比例中药添加剂对羊肉营养成分的影响

由表4可看出,Ⅱ组羊肉的水分含量(76.59%)显著高于对照组(75.79%)。水分含量随添加比例的增加有上升趋势,这有可能是因为中药添加剂能够改善羊肉的保水性、嫩度等理化性质。Ⅱ组、Ⅲ组羊肉中的灰分含量为 (1.11%) 与对照组 (1.09%) 差异不显著.灰分是指一种物质中的固体无机物的含量。Ⅱ组和Ⅲ组羊肉每100 g肉中的蛋白质含量分别为20.32 g和21.13 g,极显著高于对照组。Ⅱ组和Ⅲ组羊肉每100 g肉中脂肪含量分别为3.25 g和2.75 g显著低于对照组羊肉的脂肪含量 (4.95 g)。

2.4 不同比例中药添加剂对羊肉氨基酸含量的影响

本研究共测定了17种氨基酸。添加50%的中药添加剂的羊肉氨基酸的总量为42.86 g/100g,其中谷氨酸 (Glu) 含量最高,约为4.93 g/100g。必需氨基酸含量为14.69 g/100g,其中蛋氨酸含量为1.50 g/100g,有较强的解毒作用。天冬氨酸呈鲜味,能消除苦味,减少肉中不愉快的滋味,羊肉中含量为2.50 g/100g。苯丙氨酸是肉类氨基酸中的Strecker氨基酸之一,与风味的生成密切相关,此类氨基酸含量越高,肉类的香味前体越充足,产生浓郁香味的潜力越高。由表5可知,羊肉的苯丙氨酸含量为2.43 g/100g,表明羊肉具备强烈的肉香风味前体。

由表5可知,羊肉中除缬氨酸和异亮氨酸外,其他必需氨基酸含量均高于国际粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)中的氨基酸模式比例,根据FAO/WHO的模式标准,质量较好的蛋白质组成中EAA/TAA应在40%左右,EAA/NEAA应在60%以上,从表5、6可知,Ⅲ组羊肉的EAA/TAA为34.26%,达到标准的85.66%,NEAA/TAA为52.12%,达到标准的86.87%。

由表6可知,Ⅲ组羊肉中的必需氨基酸的氨基酸评分均高于对照组,可见,50%中药渣的羊肉中的必需氨基酸配比更为合理,具有较高的开发利用价值。

表5 不同比例中药添加剂对羊肉氨基酸含量的影响

表6 不同比例中药添加剂羊肉中氨基酸的评分

2.5 不同比例中药添加剂羊肉的矿物质含量分析

铁是血红蛋白的组成成分,从表7可以看出,Ⅲ组羊肉的铁元素含量为2.35 mg/100g;钙和锌是维持细胞生存和体内酸碱平衡的矿物质,Ⅲ组羊肉中钙元素含量为7.23 mg/100g,Ⅲ组羊肉中锌元素含量为4.97 mg/100g,表明50%中药添加剂能够增加羊肉中钙元素和锌元素含量,这就说明中药添加剂可以有效的改善羊机体矿物质含量,进而使羊肉富含矿物质元素。

2.6 不同比例中药添加剂羊肉的脂肪酸含量分析

羊肉中脂肪酸的营养价值的测定一般是由饱和脂肪酸(S)、单不饱和脂肪酸(M)和多不饱和脂肪酸(P)的含量来衡量。脂肪酸作为脂肪的重要化学物质,会影响肉品的风味。由表8可知,3组羊肉品中,主要脂肪酸组成均为棕榈酸、硬脂酸、棕榈油酸、油酸和亚油酸。且三组羊肉中的各类脂肪酸所占脂肪酸的绝对含量差异均不显著 (P>0.05)。随着中药添加剂比例的增加,羊肉中饱和脂肪酸的绝对含量有下降趋势。

表7 不同比例中药添加剂羊肉中的矿物质含量

3 讨论

3.1 不同比例中药添加剂对羊肉理化性状的影响

pH值、肉色、剪切力是肉品质最基本的测定指标,能较好的反映肉品质的优劣,从而影响肉嫩度的好坏[21]。羊肉宰后24 h氧气供应发生中断,发生无氧糖酵解产生乳酸,最终导致羊肉的pH值下降[22]。添加中药添加剂组和对照组羊肉的pH值均在正常值范围内,且发现添加50%中药添加剂组显著高于对照组和25%中药添加剂组 (P<0.01)。由此可以推断添加中药添加剂可以延迟糖酵解中乳酸的发生,且添加比例为50%时效果最明显。pH值的变化会直接影响肌肉的颜色、蒸煮损失等,从而会影响肉嫩度的好坏。本试验研究发现添加中药渣的羊肉L*值显著高于对照组,a*值显著高于对照组,b*与对照组差异性不显著;3组羊肉的失水率差异不显著 (P>0.05),随着中药渣添加浓度的增加,羊肉的失水率有下降趋势,但是差异不显著;饲料中添加50%中药渣的羊肉剪切力与对照组 (基础日粮) 相比显著降低,说明添加一定比例的中药添加剂可以影响羊肉肌原纤维的结构,从而显著影响肉的嫩度。这与吴华等人[23]通过黄芪饲养对鸡肉品质的研究结果相似。因此,可以说明通过中药渣饲养可以提高羊肉的红度、亮度和嫩度,从而改善羊肉品质。

表8 不同比例中药添加剂羊肉中脂肪酸的含量

羊肉硬度一般是指羊肉达到一定形变程度所需的力。胶黏性是指羊肉断裂前的形变量。咀嚼性则是反映羊肉从咀嚼状态到可吞咽状态所需要的能量,通常把在一定范围内其值越大说明肉样口感方面对应的“咬感”就越好[24]。由表2可知随中药添加剂比例的增加,羊肉的硬度、粘聚性、胶着性和咀嚼性有下降趋势;羊肉的弹性随中药添加剂比例的增加显著增大 (P<0.05)。回复性表示变形样品在与导致变形同样的速度、压力条件下回复的程度[25]。羊肉的回复性跟中药添加剂饲料没有明显的差异。由此可知,中药添加剂饲养羊肉会较好的保持其外形结构,也会影响羊肉的弹性作用。

3.2 不同比例中药添加剂对羊肉营养成分的影响

肌肉中所含有的水分为75%左右,肌肉中水分含量与肉的鲜嫩程度和适口性有关[26]。肌肉中脂肪含量越高含水能力就越低;且灰分含量与羊肉中的矿物质含量有关[27]。蛋白质的缺乏会导致代谢率下降,会导致羊肉营养价值的下降,因此,蛋白质是衡量羊肉营养价值的重要指标之一。本试验中,水分含量随中药添加剂比例的增加有上升趋势;中药添加剂饲养对羊肉中的灰分的影响差异不显著;添加50%中药添加剂的羊肉每100 g肉中的蛋白质含量极显著高于对照组。圣平等[28]研究发现在饲料中添加中药添加剂会降低羊肉蛋白质的含量和增加脂肪的含量,对营养价值的影响不大。这可能是因为中药渣成分的不同所致,本实验添加的六味地黄丸中药添加剂可以提高羊的生长机能,增强免疫力,从而增加羊肉的营养价值;当然羊肉中脂肪含量也与所处的生态环境、肌肉活动剧烈或能量消耗多有关。结合对水分含量的变化发现,添加50%中药添加剂水分含量比对照组高,而添加50%中药添加剂脂肪含量低于对照组,这也进一步证实肌肉中脂肪浓度与含水能力成反比[29]。已知灰分含量与矿物质含量呈正相关,矿物质也是评价肉品营养价值的重要指标,在维持人体健康和生长发育的过程中具有重要的意义,它影响人们对肉品的选择。本试验中发现中药渣饲养的羊肉中铁、硒元素有增加的趋势,但差异性不显著。这说明中药添加剂饲养对羊肉矿物质改善作用不明显,但可以明显提高羊肉蛋白质含量,降低羊肉脂肪含量。这种改善效果与时俱进,符合当代人对高蛋白低脂肪肉品的追求,所以中药添加剂饲养的羊肉品质值得被推广。

3.3 不同比例中药添加剂对羊肉氨基酸成分的影响

机体为满足自身能量代谢需求,需要不断摄取大量营养成分。蛋白质不能被机体直接利用,需要形成氨基酸小分子被吸收;同理氨基酸也是机体蛋白质合成的基本单元[30]。众所周知,氨基酸有必需氨基酸(essential amino acid,EAA)和非必需氨基酸(non-essential amino acid,NEAA)两者之分,其中必需氨基酸是指机体无法直接自主合成,必须由食物直接获取[31]。必需氨基酸的种类和含量对肉品蛋白质的营养价值有重要的作用,其中游离氨基酸对于羊肉风味的呈现具有关键作用[32]。研究表明,中药添加剂饲养湖羊肉中的鲜味氨基酸含量均较对照组高,尤其是谷氨酸和天冬氨酸的含量,因此说明中药添加剂羊肉可以改善羊肉的氨基酸含量[28]。本研究中所测得的17种氨基酸,中药添加剂组中蛋氨酸含量均高于对照组,25%中药添加剂组羊肉中天冬氨酸和苯丙氨酸含量均高于基础日粮饲养的羊肉组。已知天冬氨酸主要呈鲜味,可以减少羊肉的不愉快滋味;蛋氨酸具有解毒的作用;苯丙氨酸是产生肉香风味的前体物质[33]。本研究发现50%中药添加剂组羊肉的EAA/TAA为34.26%,达到标准的85.66%,NEAA/TAA为52.12%,达到标准的86.87%,且必需氨基酸的氨基酸评分均高于对照组。可以证明中药添加剂饲养的羊肉达到FAO/WTO对蛋白质理想的要求,中药添加剂组羊肉品质必需氨基酸含量丰富,营养均衡利于满足机体所需的氨基酸。

3.4 不同比例中药添加剂对羊肉脂肪酸含量的影响

羊肉脂肪酸与肉品质之间的关系密切相关,通过调控脂肪酸种类和含量来改善羊肉的风味,从而可以提高羊肉品质。羊肉中脂肪酸分为饱和脂肪酸 (SFA)和不饱和脂肪酸 (UFA),食用过多SFA包括肉豆蔻酸(14∶0)、月桂酸(12∶0)和棕榈酸(16∶0)会造成血液低密度和高密度脂蛋白的含量的升高,引起心血管疾病。反之UFA对机体的影响是良性的,它比SFA更易氧化生成肉风味的物质,具有很高的营养价值,其中PUFA含有更多双键,而氧化产物是构成风味物质的主要成分[34]。本研究发现50%中药添加剂饲养的羊肉S∶M∶P 值依次分别为 1∶0.12∶3.57,接近理想模式(1∶1∶1),表明羊肉富含多不饱和脂肪酸,发生的氧化反应产生醛、酮、醇、酸等风味化合物,会赋予羊肉更加浓郁的香气。也有研究发现n-3 PUFA和n-6 PUFA这些脂肪酸的分布以及对肉品质的影响与人类健康有着密切的关联。n-6/n-3也是衡量肉品营养价值的重要指标,n-6/n-3一般为1.0或2.0[35]。一般n-6∶n-3 的比率越低,则说明 n-3 类脂肪酸水平越高n-3脂肪酸是脑部发育所必需的脂肪酸且只能通过食物摄取,因此对机体健康有重要的作用[36-37]。本试验发现25%中药添加剂饲养的羊肉n-6∶n-3 的比率最低为66.88∶1且高于对照组,所以我们认为中药添加剂饲养可以改善羊肉n-3脂肪酸的含量。因此,人们可以有效的通过改善饲料成分提高羊肉营养成分。

4 结论

饲料中添加中药添加剂可以改善羊肉嫩度和食用品质,并且可以提高羊肉中钙、锌、铁等矿物元素的含量和人体所需氨基酸成分,也可以通过调控氨基酸含量来改善羊肉的风味。这种改善可以满足当代人对肉品质的要求,对于生产者来说也可以带来更高的经济效益。

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