常量矿物元素对畜禽肉品质影响的研究进展

梁见弟，秦荣艳，王铁男，王乐乐，赵 晨，张志军，王文奇*

（1.新疆农业大学动物科学学院，乌鲁木齐 830052；2.新疆畜牧科学院饲料研究所，乌鲁木齐 830011；3.新疆畜牧科学院畜牧研究所，乌鲁木齐 830011；4.石河子大学动物科技学院，新疆 石河子 832000）

常量矿物元素是畜禽生长发育不可缺少的营养元素，同时也是影响畜禽肉品质的重要因素。常量矿物元素影响畜禽肉质主要体现在畜禽屠宰后的肉质；其次是用常量矿物元素对屠宰后畜禽肉品进行注射、浸泡及腌制等方式处理可有效改善畜禽的肉品质，如肉品的感官、嫩度、剪切力及肉品储存等。岳玉秀在研究日粮中钠的添加种类对肉仔鸡的影响时发现，不同种类的钠盐不仅可以改善肉仔鸡生长性能，也对肉鸡肌肉有显著积极影响[1]。瞿丞等研究发现用不同氯化钠添加量腌制鸡肉可促进脂质和蛋白质的氧化，并且对鸡肉肉质产生有利影响[2]。通常情况下将肌肉pH值、肉色、系水力、嫩度、肌间脂肪含量、硫代巴比妥酸反应物值等指标作为评定肉品质质量的标准[3]。本文主要通过对常量矿物元素钠、钾、镁、硫、钙和磷等对畜禽肉品质影响的简述，以期为进一步研究常量矿物元素对畜禽肉品质的改善提供参考。

1 钠

在畜禽生长发育过程中，钠的水平不仅影响畜禽机体渗透压稳定和酸碱平衡，也与畜禽的生长性能相关[4]。氯化钠、小苏打和硫酸钠可以改善肉鸡料重比，改善肉仔鸡生长性能，也能显著提高肉鸡肌肉的滴水损失[1,5]。饲喂碳酸氢钠的试验羊只增重效果明显[6]。延胡索酸二钠能改善羔羊瘤胃微生物的生长，提高生产性能[7]。高水平的氯化钠6 g/kg对托克逊黑绵羊生长性能和氮平衡无不良影响，但可降低牧场处理尿液时土壤中氨气和一氧化氮的排放[8]。

肉品的pH值、肉色、系水力、嫩度、肌间脂肪含量以及氨基酸等通常为评定肉质的指标。和Demba等试验表明在饲料中添加碳酸氢钠，对羊只的生产性能和羊肉品质均可产生积极的作用，碳酸氢钠组羔羊的肉质优于对照组，肉质在眼肌区域（REA）肉色、脂肪、脂肪厚度方面较为突出[9]。脂肪是肌肉中不可分割的一部分，不同品种羊肉的饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸含量有显著影响差异（P<0.05）[10]。随着硝酸钠添加量的增加，不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸的比值逐渐升高，且不同硝酸钠和延胡索酸二钠添加比例为2∶1、1∶1组，不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸显著高于对照组（P＜0.05）[11]。畜禽体内蛋白质代谢和氨基酸之间的平衡状况主要通过血清尿素氮浓度指标来准确地反映，体内蛋白质分解代谢水平则通过血中尿酸和肌酐含量来直接反映。赵琬婧等试验发现随着饲粮中钠的添加量升高，血液中的尿酸和尿素氮含量降低，并且在钠添加量为0.131%时效果最佳[12]。

肉制品加工行业应用最为广泛的添加剂非氯化钠莫属。氯化钠能够降低肉品的水分活度，具有防腐效果和抑菌特性；还可以提高肉品的保水能力；促进风味物质的释放（削弱各类蛋白质对风味化合物的吸附）[13，14]。詹飞丽等研究表明肉制品风味物质的主要来源是蛋白质降解以及脂肪氧化过程中产生的小分子物质[15]。周慧敏等在用氯化钠对猪肉风干时发现2%～4%的氯化钠可以促进脂肪氧化原风味物质的生成，且当氯化钠用量为4%时，风味物质含量最多[16]。当氯化钠浓度为0.4 moL/L时肌原纤维蛋白的表面疏水性达到最高；肌原纤维蛋白对醇类吸附很弱，醇类、酮类和醛类的吸附性可随氯化钠浓度升高而总体降低[14]。

2 钾

常量元素钾除了维持畜禽的机体渗透压稳定和酸碱平衡外，也参与多种细胞代谢、神经肌肉的应激性等。0.5%的硫酸钾镁盐能够提高受胎率等繁殖性能[17]；而瘤胃拟杆菌门、普雷沃氏菌属和胎儿弯曲杆菌的相对丰度也会随着12 g/d和18 g/d的硝酸钾的添加而改变[18]；0.1%氯化钾与400 mg维生素C可以改善肉鸡的生长性能[19]；碳酸氢钾能显著降低肉鸡腹脂率[20]。随饲粮中钾（1.4%～2.6%）的提高，绵羊血清中钙有升高的趋势，尿液的pH值也有所增加[21]。

肉品的颜色和嫩度对消费者的吸引至关重要。肉质加工者通常是在鲜肉中注射含有水、盐或嫩化剂的溶液，旨在改善颜色、增加保水性、增加多汁性、改善嫩度和延长保质期。正磷酸盐、焦磷酸盐和三聚磷酸盐的钠盐以及钾盐等可以保持肉质颜色的稳定性，并作为抗氧化剂延长货架期。Michelle等研究发现在新鲜猪肉中添加碳酸钾具有保持或改善新鲜猪腰肉品质的特性。碳酸钾可改善猪肉的颜色，最终使产品变得更红等；减少烹饪损失，改善肉质的感官嫩度。这些肉品质的改善可能是由于肉的酸碱度增加和肌球蛋白重链的溶解。因此，碳酸钾可能被用作新鲜猪肉行业中三聚磷酸钠和其他磷酸盐增强剂的替代品[22]。

腌制腊肉是肉品加工的主要产品之一，目前主要以氯化钠腌制为主。但因高盐对人体健康有一定的威胁，故氯化钾因其分子质量、咸味感、抗菌活性等与氯化钠差异不大，常作为氯化钠的替代盐，是目前减少腌腊肉制品中氯化钠含量，研究最广泛的钠盐替代品[23]。采用氯化钾替代氯化钠降钠盐的方式对腊肉制品的香气和滋味有一定程度的影响，可使腊肉pH值、烘烤阶段及成熟1周剪切力、成熟后期脂肪氧化等指标均降低，以及烘烤之后水分含量和水分活度、腌制阶段蒸煮损失、烘烤之后蛋白降解指数等均升高，但需要注意的是氯化钾高比例替代氯化钠会影响腊肉的香味和滋味[24]。

3 镁

镁是细胞内主要的阳离子之一，与钾、钠协同维持肌肉和神经兴奋，维持体内的酸碱平衡和电解质平衡，缓解动物应激[25，26]。镁对神经、肌肉的兴奋性有一定的镇静作用，确保神经肌肉器官的正常机能；参与许多酶系统尤其是作为ATP酶的重要辅助因子[27，28]。

镁也是影响畜禽肉品质的因素之一，研究显示镁主要从以下三个方面影响畜禽的肉品质：①减缓宰后糖酵解引起的蛋白质的变性，提高水分吸附力，影响肌肉pH值；②提高宰后肌肉的系水力，影响肌肉初始和最终pH值；③钙的释放被抑制，缓解神经肌肉的兴奋性、糖原的酵解[32]。肌肉肉色、pH值、系水力被认为是衡量肉品质的核心指标，且影响宰后肌肉系水力的原因通常是肌肉pH值、糖酵解、肌肉收缩以及蛋白质降解等。Souza等报道，屠宰前5 d在猪饲粮中添加1.3 mg/g或2.3 mg/g天冬氨酸镁可提高肌肉pH值、降低血浆中的去甲肾上腺素浓度、降低肌肉（屠宰后5～40 min）内的乳酸浓度，减少肌肉的滴水损失和PSE肉的发生率[33]。Mario等研究显示补充镁对特定的肉质性状（如系水力和颜色）具有积极影响，系水力可能还会对其他感官特征（如多汁）产生其他积极影响[34]。许宗运等研究表明，在杂种野猪日粮中短期（屠宰前5 d）添加2 000 mg/kg硫酸镁可以改善其肉品质，提高肌肉初始pH值，改善肉色，降低滴水损失；也可使镁在血清和肌肉中的存流量升高[35]。Apple等研究发现，给育肥猪饲喂2.5%云母镁，可提高其产肉率[36]。王桂瑛等研究表明镁能降低乙酞胆碱（由钙产生的神经肌肉刺激和神经冲动引起）的分泌、儿茶酚胺的释放等，减少动物应激，提高肉品质[37]。

此外，镁对货架期的肉品也有一定的影响，其原因可能是镁具有一定的抗氧化功能，能够延缓肉品的腐败，在屠宰前给猪短期饲喂镁可以改善在冷藏期内（宰后9 d）肌肉的抗氧化能力[38]。

4 硫

硫元素虽然是生命活动必须的矿物质元素，但不能在动物体内储存，必须由饲料供给，畜禽饲粮中的硫酸盐和含硫氨基酸是硫元素的主要来源。硫可以组成多种氨基酸，因此是大多数蛋白质的重要组成成分。

研究表明羊肉中羰基化合物对羊肉膻味有着决定性的作用，当羊摄入的含硫有机物的量不足时，机体内相应的含硫氨基酸含量就会降低，主要存在于羊体内脂肪中的羰基化合物就会增多，因此羊油中的膻味最大。饲粮中添加的硫可在瘤胃微生物的作用下从无机硫转变为含硫有机物，使挥发性羰基化合物的含量降低，减少羊肉的膻味，改善羊肉的品质[39～41]。羊肉的特征风味是由含羰基的化合物提供的，而水溶性物质只提供肉类香味。Wong等研究表明，羊肉的特征风味来源于脂肪组织，短链脂肪酸、含羰基的酸类化合物是羊肉风味的主要组成成分[42]。蛋氨酸是常见的含硫氨基酸，Vellini等的研究发现，在牛的饲料中添加复合蛋氨酸可以提高牛背最长肌中脂肪酸的含量，增大眼肌面积（P＞0.05）。赖氨酸是畜禽营养中极为重要的一种氨基酸，参与生理功能体蛋白合成[43]。刘升军等研究表明，肉仔鸡日粮中赖氨酸和蛋氨酸的水平可以改善鸡肉品质[44]。李鹏翔研究发现日粮不同氮硫比对藏羔羊肉品质有一定的影响，且当日粮中氮硫比为7.5∶1时肉用品质较佳[45]。

5 钙

钙是畜禽生长不可或缺的常量元素，影响畜禽骨骼的生长；作为钙蛋白酶系统的激活剂，钙对动物肉品质具有一定的改善作用[46]。大量研究发现，通常胴体或肉块用氯化钙溶液注射、浸泡或灌注处理均会降低肌肉的剪切力，改善肌肉嫩度，在此过程中其他肉品质并未产生不良影响[47-49]。Colle等研究发现氯化钙注射和冷冻都能在牛死后更早地激活两种肌肉中的钙蛋白酶-2，并且钙注射可以改善腰最长肌的压痛。氯化钙注射液提供了足够的钙来激活死后早期的钙蛋白酶-2，从而改善了嫩度[50]。注射钙剂对煮熟的山羊腿肉中的风味挥发性物质没有影响。并且氯化钙与香料混合注射剂可以改善羊肉的嫩度，也不会对其他感官特性产生不良影响[51]。钙蛋白酶蛋白分解系统在牛和羊死后肉质的嫩化方面起到重要的作用，氯化钙可通过钙蛋白酶刺激肌肉蛋白的水解来增强肉质嫩化。研究发现氯化钙注入屠体或注射切片可以改善幼年动物的肉类嫩度[52，53]。

宰前灌注、宰后注射或浸泡是目前氯化钙改善肉质的主要方式，而饲喂也可以达到显著改善肉品嫩度的目的。李绍钦研究显示，高水平氯化钙虽然会使商品猪的采食量降低，但屠宰发现商品猪肌肉的pH值、肉色、滴水损失、屠宰率等均无显著影响[54]。马现永等研究显示在黄羽肉鸡的日粮中添加高水平碳酸钙虽然对系水力、pH值、肉色及生长性能无显著影响，但却能显著提高黄羽肉鸡肌肉嫩度[55]。孙巍等研究发现，在基础日粮（Ca 0.6%）上将钙含量分别提高到0.9%、1.2%和1.5%对鹅肉的肉色、pH值、失水率影响不显著，对鹅胸肌、腿肌剪切力值影响不显著，但有随钙水平的提高而降低的趋势[56]。

此外，用氯化钙注射肌肉也可以对肌肉的肉色和蒸煮损失产生一定影响。Koohmaraie等在屠宰后的羔羊（饲喂β-肾上腺素兴奋剂）动脉内注射0.3 M氯化钙（其剂量为其鲜重的10%），羔羊肌肉的颜色得到相应的改善[57]。

6 磷

磷在畜禽的生长发育过程中具有重要的生物学功能，磷是动物机体骨骼和牙齿的主要组成成分；磷也是机体体液调节、能量供应、遗传物质DNA和RNA及细胞膜的组成成分，因此磷也是畜禽必需的常量矿物元素之一。磷在一定程度上也影响水产品的肉质，Jing等研究发现在草鱼日粮中添加适量的磷可以防止草鱼肌肉中脂质和蛋白质的氧化，提高肌肉蛋白质含量和持水性，降低水分、脂肪和灰分含量（P<0.05）。肌肉抗羟自由基、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽S-转移酶活性和谷胱甘肽含量显著提高（P<0.05），从而显著提高草鱼的生长性能和鱼肉持水能力、肉质和肌肉抗氧化能力[58]。然而磷在畜禽养殖上对肉质的影响不够明显。江勇等研究报道显示，日粮中的磷水平不影响42日龄的肉仔鸡的胸肌率和腹脂率；对胸肌嫩度、pH和失水率均无显著影响（P>0.05）；对胸、腿肌pH和肉色均无影响（P>0.05）[59]。胡凤明等研究显示，断奶羔羊的屠宰性能和肉品质与饲粮中添加磷的水平没有显著影响关系。可能是饲粮中外源磷的摄入量并不能直接影响肌肉纤维形态机构的变化，羔羊肌肉的肉色、嫩度等物理特性并不受饲粮中磷水平的直接影响[60]。该现象可能是因为42日龄的肉仔鸡、羔羊此阶段处于快速生长期，磷的代谢首先作用于骨骼的生长发育，因此生产性能也未产生明显差异。

磷酸盐是畜禽宰后肉品嫩化中常用的盐法嫩化之一，是肉制品的加工过程中的一种品质改良剂，通常以复合形式使用：焦磷酸盐、三聚磷酸盐和六偏磷酸盐[61]。复合磷酸盐能够使肌肉的保水性提高，并且使肌肉的颜色免受破坏的作用，更能使肉质结构稳定，富有弹性。刘广娟等试验表明，0.20%焦磷酸钠、0.15%三聚磷酸钠和六0.15%偏磷酸钠处理后的PSE猪肉的pH、嫩度和色泽得到改善[62]。张金天的研究结果显示，延边黄牛宰前饮用1.0%浓度的复合磷酸盐水对肉品质的改善效果最佳[63]。保水性作为评价肉制品优劣重要的指标之一，在肉制品的评价中具有十分重要的经济意义。复合磷酸盐处理对肌肉的保水机理主要体现在以下几个方面：（1）提高肉的pH值：磷酸盐可使肉的pH值上升，使肉的持水性能力提高，保证肉品的鲜嫩度；（2）螯合肉中的金属离子：肌肉中的Ca2+、Mg2+等离子可与磷酸盐螯合，使肌肉中肌纤维结构变得松散，提高容纳水分的能力；（3）提高肉的离子强度：低浓度复合磷酸盐（碱性）改变蛋白质电荷的电势，提高离子强度，促进肉组织水分含量增加，提高肉的保水能力[64，65]；（4）解离肌动球蛋白：多聚磷酸盐可影响肌动球蛋白复合物的解离，从而改善肉的保水性[66]。磷酸盐不仅能增强肉的保水性，还具有软化肌肉的功能[67]。磷酸盐可通过提高胶原蛋白溶解度来降低肉品保水性、减少结缔组织中胶原蛋白的交联，改善肉品嫩度[68]。李龙祥等研究发现当复合磷酸盐添加量达到0.3%时，重组牛肉制品品质最好，嫩度适中，呈亮红棕色，组织状态致密有弹性[69]。高菲菲等研究发现用0.4%焦磷酸四钠、0.4%三聚磷酸钠、0.3%六偏磷酸钠处理牛肚，可使牛肚的嫩化效果最好，剪切力值达到最小[70]。

7 小 结

常量矿物元素是畜禽机体重要的组成部分，影响畜禽的营养代谢及生产性能。常量矿物元素对畜禽肉品肉色、pH值、系水力、肌内脂肪含量等方面都具有一定的影响，具体的影响机理还需要进一步深入研究。本文对常量矿物元素在畜禽肉品质部分指标的影响和机理进行阐述，以期为进一步研究常量矿物元素改善畜禽肉品质提供参考。