全公豬肉膻味的調(diào)控

柳東陽(yáng)，朱桂姿 編譯

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.河南省安陽(yáng)縣職業(yè)中專，河南 安陽(yáng) 455112）

氣味是肉品的重要感官特性，決定了消費(fèi)者是否購(gòu)買。豬肉氣味很大程度上受到雄性膻味的影響，目前認(rèn)為膻味主要由雄烯酮（androstenone）和糞臭素（skatole）構(gòu)成。傳統(tǒng)上對(duì)生產(chǎn)豬肉的小公豬進(jìn)行閹割，目的在于增加胴體中的脂肪含量、減少攻擊性和性行為、降低產(chǎn)生膻味的危險(xiǎn)。現(xiàn)在消費(fèi)者傾向于購(gòu)買瘦肉，閹割得以保留原因主要是降低膻味和減少公豬攻擊性。但閹割的優(yōu)越性也因消費(fèi)者對(duì)豬肉生產(chǎn)中動(dòng)物福利的關(guān)注而受到質(zhì)疑。此外，因改進(jìn)了飼料轉(zhuǎn)化率和提高了瘦肉率，飼養(yǎng)全公豬的效益更高。與閹豬相比，全公豬多聚不飽和脂肪酸和蛋白含量高，在營(yíng)養(yǎng)上具有優(yōu)勢(shì)。

歐洲食品安全局（EFSA 2004）報(bào)告不同研究者對(duì)膻味的描述是：令人不愉快的氣味、像尿味、獸味、汗味和糞味。歐洲六國(guó)一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)：雄烯酮與尿味有關(guān)；糞臭素與糞臭味有關(guān)，還有少許萘的味道。即使通過(guò)大量測(cè)試和統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)參與者的描述偏差做以糾正，膻味的感覺(jué)特性仍然非常復(fù)雜。原因可能是培訓(xùn)中缺乏對(duì)膻味有一個(gè)統(tǒng)一的定性和定量標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)個(gè)人敏感度，對(duì)于膻味的反應(yīng)差異很大。豬肉膻味取決于膻味化合物合成和清除的速度。這些過(guò)程受到一系列相關(guān)代謝酶類表達(dá)的影響。

1 雄烯酮的合成與代謝

雄烯酮有較強(qiáng)的脂溶性，睪丸中合成后一部分進(jìn)入血液，再進(jìn)入脂肪，加熱時(shí)產(chǎn)生膻味。一部分進(jìn)入唾液，作為性外激素發(fā)揮作用。最后一部分進(jìn)入肝臟經(jīng)過(guò)一期和二期降解分泌入膽汁，經(jīng)糞便排泄。

1.1 雄烯酮的合成

雄烯酮與其他睪丸同化激素一樣產(chǎn)生于公豬睪丸間質(zhì)細(xì)胞，此外腎上腺和卵巢中也可合成，因此母豬和閹豬血液中也可以檢測(cè)到雄烯酮。細(xì)胞色素P450C17（CYPI7A1）和細(xì)胞色素b5（CYPB5）在合成雄烯酮時(shí)起著重要作用。雄烯酮來(lái)源于17-乙炔睪酮，經(jīng)andien-β-合成酶合成。雄烯酮和其他睪丸激素的合成受控于下丘腦——垂體——性腺軸，在出生后2～4 周，下丘腦——垂體——性腺軸有一個(gè)短暫的活化，增加了循環(huán)中雄烯酮的含量。青年公豬雄烯酮合成較少，隨著性成熟而逐漸增加。神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)對(duì)青春期公豬睪丸間質(zhì)細(xì)胞合成雄烯酮具有很大的決定作用。遺傳背景對(duì)合成雄烯酮的強(qiáng)度也有很大影響，Bonneau 等于1987 年鑒定出了血漿中睪酮和黃體生成素（LH）含量正常，而脂肪中雄烯酮含量較低的成年公豬。

圖1 雄烯酮合成調(diào)節(jié)示意圖

1.2 雄烯酮的代謝

雄烯酮代謝主要在睪丸和肝臟，由3α-羥化類固醇脫氫酶、3β-羥化類固醇脫氫酶和二期結(jié)合酶（羥化類固醇磺基轉(zhuǎn)移酶：SULT2A1 或 SULT2B1 和UDP-葡萄糖苷轉(zhuǎn)移酶UGTs）參與。

在睪丸中合成的雄烯酮立即由羥化類固醇磺基轉(zhuǎn)移酶（SULT2A1/SULT2B1）連上磺基。體內(nèi)和體外試驗(yàn)表明，雄烯酮的代謝物為3α-雄烷醇和3β-雄烷醇，最后雄烷醇代謝為極性更強(qiáng)的結(jié)合型類固醇。

肝臟與睪丸中雄烯酮代謝不同的是，產(chǎn)生的以上2 種代謝物的百分比不同。雄烷醇經(jīng)過(guò)二期代謝生成葡萄糖苷結(jié)合物和磺基結(jié)合物。羥化類固醇磺基轉(zhuǎn)移酶是肝臟中16- 雄烯酮類固醇代謝的關(guān)鍵酶。最近發(fā)現(xiàn)，SULT2B1 也參與其中。此外，雄烯酮也可以通過(guò)SULT2B1 對(duì)第3 位的酮基烯醇化而加上一個(gè)磺基結(jié)合基團(tuán)。Sinclair and Siquires（2005）等報(bào)道一些公豬的血漿中雄烯酮大部分是磺基化的，而Zamratskaia（2007）等報(bào)道稱磺基化的雄烯酮要比游離的雄烯酮低很多。同樣， Tuomola（1997）采用47%和100%的甲醇來(lái)分離結(jié)合和游離的雄烯酮，并未發(fā)現(xiàn)在血漿中有任何結(jié)合型的雄烯酮。今后應(yīng)更進(jìn)一步研究雄烯酮結(jié)合磺基之后對(duì)其消除和脂肪中積累的影響。

一部分雄烯酮可以經(jīng)循環(huán)進(jìn)入到頜下 腺。Both（1987）用H3標(biāo) 記3α-雄烷醇，轉(zhuǎn)化為雄烯酮，雄烯酮轉(zhuǎn)化為3β-雄烷醇，雄烷醇保持不變。

2 糞臭素的合成與代謝

糞臭素有脂溶性和水溶性，在大腸合成吸收進(jìn)入血液，一部分轉(zhuǎn)入肝臟經(jīng)一期和二期代謝，經(jīng)膽汁排泄。另一部分進(jìn)入脂肪產(chǎn)生膻味。

2.1 糞臭素生物合成

糞臭素來(lái)源于L-色氨酸，在豬大腸中合成。色氨酸首先轉(zhuǎn)變?yōu)?-吲哚乙酸，隨后在大腸桿菌和梭菌的某些種的作用下產(chǎn)生吲哚-3-乙酸，之后乳酸桿菌轉(zhuǎn)變其為糞臭素（3-甲基吲哚）。因此糞臭素最終數(shù)量取決于色氨酸的利用度和腸道中菌群組成和活力。色氨酸主要由腸中的黏液細(xì)胞轉(zhuǎn)化產(chǎn)生。一部分糞臭素由糞便排出，一部分經(jīng)過(guò)腸道吸收入血。全公豬脂肪中的糞臭素含量很高，不同性別豬糞中糞臭素含量卻接近一致。

2.2 糞臭素的代謝

肝臟代謝分為兩步。首先加上1 個(gè)羥基，也可在二期代謝加上羥基。形成結(jié)合物增加了水溶性，促進(jìn)其經(jīng)尿液和膽汁排泄，減少脂肪組織的吸收。一期代謝由位于肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上含有血紅蛋白的細(xì)胞色素P450 同工酶Ⅱ型（CYP2E1，CYP2A）參與。同樣，CYP2E1，CYP2A 和醛氧化酶也參與了對(duì)糞臭素的氧化代謝，CYP2E 為主要酶。

Diaz（1997）采用肝微粒體技術(shù)確定了糞臭素代謝的一系列代謝物，定量化為：3-羥基-3-甲基吲哚（45%），其他為：5-羥基-5-甲基吲哚，6-羥基-3 甲基吲哚，3-甲羥基吲哚，吲哚-3- 甲 醇，和2- 氨 基- 苯 乙 酮。這些代謝產(chǎn)物有些可以作為二期代謝底物加上硫酸鹽和葡萄糖醛酸。血漿中高濃度的6-磺基糞臭素可以作為一個(gè)指標(biāo)來(lái)判斷公豬具有快速代謝和排泄糞臭素的能力，但仍需要進(jìn)一步研究。苯磺酸轉(zhuǎn)移酶具有熱穩(wěn)定性。對(duì)糞臭素代謝中酶類的修飾和表達(dá)也許是促進(jìn)代謝降低膻味的一個(gè)有用方法。

糞臭素在肝臟的代謝對(duì)于其在脂肪中蓄積有著很大影響。CYP2E1，CYP2A 活力較高的成年公豬脂肪中的糞臭素的含量較低，反之則較高。關(guān)于CYP2E1，CYP2A 在糞臭素代謝中作用仍存在爭(zhēng)論，也許與研究中采用的動(dòng)物的年齡不同有關(guān)。其他研究發(fā)現(xiàn)，糞臭素在青年公豬中的代謝與成年公豬有所不同。

3 雄烯酮、糞臭素和動(dòng)物的激素狀態(tài)

雄烯酮的合成與其他睪丸激素一樣，受到下丘腦——垂體——性腺軸的控制。因此，在青春期雄烯酮與其他睪丸類固醇類激素?cái)?shù)量快速增加。隨著睪丸類固醇增加，糞臭素的量也在增加。可能是睪丸類固醇對(duì)肝糞臭素代謝加以調(diào)控。雌激素含量與糞臭素的水平也存在正相關(guān)聯(lián)系。

體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雄烯酮是一個(gè)潛在的對(duì)CYP2E1 CYP2A 的抑制子。肝臟中CYP2E1 的啟動(dòng)子受到轉(zhuǎn)錄因子COUP-TF1 和HNF-1 的活化。Sinclair（2006）發(fā)現(xiàn)活化組成型雄甾醇受體（CAR）、孕酮X 受體（PXR）和法尼醇X 受體（FXR）等核受體的配體增加了睪丸間質(zhì)細(xì)胞中SULT2A1的表達(dá)。Gillberg（2006）發(fā)現(xiàn)原代豬肝臟細(xì)胞CAR 受體的活化增加了CYP2A 的活力。因此，似乎糞臭素與雄烯酮的代謝途徑受到這些核受體的共同調(diào)節(jié)。也許是雄烯酮的一些代謝產(chǎn)物與這些核受體結(jié)合而影響到糞臭素代謝相關(guān)酶的基因表達(dá)。

圖2 閹割

4 對(duì)膻味的調(diào)控

4.1 免疫閹割對(duì)雄烯酮生物合成的修飾

免疫閹割可以消除促性腺激素（GnRH），減少睪丸類固醇的產(chǎn)生，除了可以減少雄烯酮的合成，還可以減少生殖器官的尺寸、精子數(shù)目和進(jìn)攻性。此外，糞臭素和吲哚的含量也可以下降。輝瑞公司的ImprovacTM疫苗可以進(jìn)行2 次免疫，2 次之間間隔4 周以減少膻味。免疫閹割抑制了睪丸類固醇的產(chǎn)生，使得肝臟中對(duì)糞臭素的代謝活力提高，減少脂肪組織中糞臭素蓄積。同時(shí)IGF-1的含量下降，也減少了糞臭素的合成。因此通過(guò)免疫閹割，既使肉品質(zhì)提升又可生產(chǎn)全公豬肉。當(dāng)進(jìn)行圈養(yǎng)時(shí)，宰前的體重過(guò)大而不易免疫操作，因此在第2 次免疫注射和屠宰之前有更長(zhǎng)的間隔期是最好的。免疫閹割的一個(gè)負(fù)面影響導(dǎo)致內(nèi)源性類固醇下降，豬的生長(zhǎng)率和瘦肉率下降。從安全的角度考慮，理想的疫苗注射一次最好。

4.2 通過(guò)日糧對(duì)糞臭素合成和代謝調(diào)控

總的來(lái)說(shuō)，脂肪中的糞臭素的量依賴于腸道中產(chǎn)生的數(shù)量、腸道停留時(shí)間、小腸吸收和肝臟的代謝。前三者通過(guò)調(diào)節(jié)日糧組成可以加以調(diào)控，目前對(duì)這個(gè)日糧組分的模型正處于研究之中。以前研究發(fā)現(xiàn)，日糧中一定的碳水化合物影響著腸道中的微生物區(qū)系和腸道的功能，反過(guò)來(lái)又誘導(dǎo)腸道中產(chǎn)生糞臭素的變化。未消化的碳水化合物可以影響增加糞的濕重和干重，減少糞便在腸道停留時(shí)間，減少大腸對(duì)糞臭素的吸收。腸道吸收糞臭素量依賴于在水中溶解度和腸道停留時(shí)間，然而人們對(duì)糞臭素從腸道吸收的機(jī)制知之甚少。

菊苣多糖和粗制土豆淀粉（RPS）在豬的日糧中可降低組織和糞中的糞臭素的水平。碳水化合物經(jīng)腸道內(nèi)微生物區(qū)系加以發(fā)酵利用，具有對(duì)動(dòng)物保健和調(diào)控肉品的潛在功能。先前研究認(rèn)為，飼喂RPS 減少吲哚是因?yàn)橐种屏舜竽c中細(xì)胞凋亡，減少了對(duì)色氨酸的利用。RPS對(duì)同種動(dòng)物的糞臭素和吲哚產(chǎn)生影響不同，說(shuō)明了RPS 除了影響凋亡之外，還影響到其他因素。這些因素也許影響了糞臭素的合成，而對(duì)于吲哚的影響甚少。

日糧可以影響到肝臟中CYP 的同工酶，后者隨即又影響底物代謝。然而，日糧與糞臭素之間的關(guān)系并沒(méi)有確定。Zamratskaia（2005，2006） 報(bào) 道全公豬飼喂RPS 或者不飼喂，CYP2E1和CYP2A 的活力是相同的。Whiteer（2004）報(bào)道含有菾菜根的日糧增加了CYP2E1 的表達(dá)水平。

4.3 提前宰殺

全公豬在年輕時(shí)及體重較低時(shí)宰殺可以減少膻味。因不同品種的青春期不同，即使同一品種的不同個(gè)體之間，造成的研究結(jié)果也不相同。Zamratskaia（2005）研究發(fā)現(xiàn)90 kg 和115 kg 屠宰的豬雄烯酮沒(méi)有差別。Chen（2007）發(fā)現(xiàn)在體重較大的豬體內(nèi)脂肪中的雄烯酮較高。Nicoke（2007）發(fā)現(xiàn)較重豬脂肪中兩種膻味物質(zhì)的含量較高。Aldalfaixan（2005）研究杜長(zhǎng)大三元組合豬在75 kg 時(shí)宰殺，并不能完全得到消除膻味的豬肉。這些研究提示降低屠宰活重并不能完全消除膻味。

圖3 豬群

5 未來(lái)的研究方向

5.1 膻味化合物

雄烯酮和糞臭素在組成膻味中特別重要，但膻味的組成不單限于這2 種化合物，其他如：吲哚、雄烷醇、苯甲亞基丙酮和短鏈脂肪酸等尚需要確定。

還要建立對(duì)膻味進(jìn)行有效和一致感覺(jué)評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)。目前尚缺乏膻味的閾值標(biāo)準(zhǔn)，尤其是雄烯酮。通常使用糞臭素的閾值為0.2～0.25μg/g，雄烯酮為0.5～1.0μg/g。雄烯酮閾值這么大的變化是因?yàn)椴煌M(fèi)者對(duì)于膻味的感覺(jué)能力不同。因此雄烯酮的閾值范圍應(yīng)該不依賴于人群的差異和檢測(cè)方法的不同。為了確定膻味感覺(jué)閾值，最根本是要有一個(gè)基于標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)程序的檢測(cè)結(jié)果。

5.2 膻味的生物化學(xué)

糞臭素在大腸中的合成已經(jīng)進(jìn)行了很多研究，但糞臭素產(chǎn)生的微生物機(jī)制仍然知之不多。研究產(chǎn)生高或低糞臭素豬的腸道微生物區(qū)系，有助于了解色氨酸在大腸內(nèi)是怎樣降解，以便于我們進(jìn)一步操控微生物環(huán)境以減少糞臭素的產(chǎn)生。CYP2E1 和CYP2A 2 種酶在糞臭素的代謝中起著關(guān)鍵作用，要進(jìn)一步調(diào)查各種睪丸類激素對(duì)糞臭素在肝臟代謝影響。此外，雄烯酮形成磺基結(jié)合物及其對(duì)于雄烯酮在脂肪中消除和積累也應(yīng)進(jìn)一步研究。

5.3 膻味的遺傳學(xué)

要慎重采用在其他動(dòng)物中評(píng)估動(dòng)物性成熟的辦法來(lái)評(píng)估公豬膻味的遺傳潛能?？梢詮默F(xiàn)有商用品種中采集大量數(shù)據(jù)來(lái)解釋遺傳標(biāo)記SNPs（single nucleotide olymorphisms，單核苷酸多態(tài)性）與膻味之間的聯(lián)系。更重要的是確定膻味數(shù)量性狀基因座，確定這些基因座可以用來(lái)比對(duì)染色體上膻味基因的位置。采用具有相同類固醇產(chǎn)生潛力，而表現(xiàn)型具有高或低膻味的豬來(lái)進(jìn)一步對(duì)基因表達(dá)做研究，以確定候選基因。最后，也應(yīng)對(duì)膻味物質(zhì)代謝整合過(guò)程研究進(jìn)行支持，這些研究可以發(fā)現(xiàn)更多的候選基因。

5.4 免疫閹割

免疫閹割與全公豬的成本效益分析尚未有人進(jìn)行對(duì)比。進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)要消耗人工、材料和大量的免疫費(fèi)用。免疫閹割的時(shí)間是否可以比現(xiàn)在推薦的時(shí)間更早一些？免疫閹割對(duì)豬肉品質(zhì)影響的研究甚少，僅有幾篇文獻(xiàn)報(bào)道了保水能力和色澤。

5.5 膻味檢測(cè)方法

屠宰場(chǎng)內(nèi)快速檢測(cè)膻味物質(zhì)面臨著挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有技術(shù)要么處于開(kāi)發(fā)階段，要么需要高素質(zhì)技術(shù)人員來(lái)操作。理想的技術(shù)應(yīng)該在較短時(shí)間內(nèi)（幾秒～幾分鐘）就應(yīng)得到結(jié)果。很多情況下，采樣的時(shí)間耗去了實(shí)驗(yàn)的大部分時(shí)間。另外，現(xiàn)有的檢測(cè)方法昂貴，能效比決定著業(yè)界是否采用新的檢測(cè)技術(shù)。

理想技術(shù)的檢測(cè)結(jié)果是：區(qū)分可接受樣品和不可接受樣品應(yīng)該是百分之百的正確。鑒于不同國(guó)家的市場(chǎng)情況，低的假陽(yáng)性可以接受，但假陰性必須為零。指紋印跡檢測(cè)技術(shù)仍然有太高的假陰性（5%～10%）。目前沒(méi)有一種適用于各種屠宰條件的技術(shù)。還需要開(kāi)發(fā)相應(yīng)的工作軟件，要考慮到投入產(chǎn)出比、自動(dòng)化、高通量，取樣簡(jiǎn)單易行。

本文摘編自：

K. Lundstrom，K.R.M atthews，J.E.Haugen．Pig meat quality from entire males．Animal，2009，11（3）：1497-1507．

G.Zamaratskaia,, E. J. Squires.Biochemical，nutritional and genetic effects on boar taint in entire male pigs.Animal，2009，11（3）：1508-1521．