不同飼喂方式對(duì)豬肉品質(zhì)和風(fēng)味的影響

趙素娟，劉林，郭登峰，舒曉夢(mèng)，王羚佳，陳祥貴，黃玉坤，楊瀟*

1(西華大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，四川 成都，610039) 2(四川農(nóng)有科技開(kāi)發(fā)有限公司，四川 成都，610093)

隨著生活水平的提高，近些年來(lái)人們對(duì)豬肉品質(zhì)的需求也在不斷地提高。現(xiàn)在市場(chǎng)上出售的豬肉大部份來(lái)源于糧食混合配方飼料飼喂的快速出欄型瘦肉豬，雖然具有出欄速度快，瘦肉率高的特點(diǎn)，但其品質(zhì)已不能完全滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求[1]。目前市場(chǎng)上已出現(xiàn)我國(guó)原產(chǎn)豬種，以純糧食(玉米、谷糠)的傳統(tǒng)飼喂方式喂養(yǎng)所得的豬肉，俗稱(chēng)“土豬肉”，其獨(dú)特的風(fēng)味和口感越來(lái)越受到廣大消費(fèi)者的歡迎[2]，也帶來(lái)了較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。而目前我國(guó)對(duì)于“土豬肉”的定義、品質(zhì)特點(diǎn)和判定原則均缺乏系統(tǒng)性的研究。

目前的研究認(rèn)為，豬肉品質(zhì)是由外觀、風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)以及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等綜合指標(biāo)所決定[3]。在影響豬肉品質(zhì)的因素中不同的飼喂方式由于所提供的營(yíng)養(yǎng)水平不同，對(duì)生豬的生長(zhǎng)速度有很大的影響，進(jìn)而對(duì)豬肉中風(fēng)味物質(zhì)的積累和肌纖維的組成造成影響[4]。已有的研究發(fā)現(xiàn)，不同的飼養(yǎng)方式在日糧中提供不同的能量、蛋白質(zhì)、脂肪，這可以使得豬肉的品質(zhì)和口感有很大的差異[5]。目前豬的飼喂方式研究主要集中在豬自由采食與限飼2種飼喂方式對(duì)其肉質(zhì)產(chǎn)生的不同影響[6]。而對(duì)于純糧食和飼料混合飼喂對(duì)豬肉品質(zhì)影響的研究卻鮮有報(bào)道。

本研究通過(guò)感官評(píng)價(jià)、理化品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)等方法分析比較2種飼喂方式對(duì)于豬肉品質(zhì)的影響，通過(guò)電子鼻及GC-MS對(duì)其風(fēng)味成分的差異進(jìn)行了研究并對(duì)其肌內(nèi)脂肪(IMF)含量進(jìn)行了檢測(cè)。本研究的結(jié)果不僅系統(tǒng)地闡明了糧食和飼料2種飼喂方式所得豬肉在品質(zhì)和風(fēng)味上的差異，也為2種飼喂方式所得豬肉的判定提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

糧食飼喂組：榮昌豬仔豬斷奶后，將純糧食玉米、大豆、紅薯按60∶20∶20(質(zhì)量比)混合飼喂至100 kg出欄。以刺殺放血屠宰，酮體在0～4 ℃下冷卻排酸24 h后，取中段背最長(zhǎng)肌2 kg為樣品進(jìn)行檢測(cè)。設(shè)置12頭豬為平行樣，飼喂至出欄約需10個(gè)月。

飼料飼喂組：榮昌豬仔豬斷奶后，以市售飼料根據(jù)使用說(shuō)明將飼料、玉米、麩皮按25∶60∶15(質(zhì)量比)混合飼喂至100 kg出欄。以刺殺放血屠宰，酮體在0～4 ℃下冷卻排酸24 h后，取中段背最長(zhǎng)肌2 kg為樣品進(jìn)行檢測(cè)。設(shè)置12頭豬為平行樣，飼喂至出欄約需6個(gè)月。

1.2 儀器

精密色差儀HP-C220，深圳漢普光彩科技有限公司；TA.XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀，英國(guó)Stable Micro Systems公司；Pen3便攜式電子鼻，德國(guó)Airsense公司；SOX406脂肪測(cè)定儀，濟(jì)南海能儀器股份有限公司；GC-MS2010Plus氣相質(zhì)譜聯(lián)用儀,日本島津；75 μm CAR/PDMS固相微萃取頭，美國(guó)Supelc公司。

1.3 感官評(píng)價(jià)

選取8位感官評(píng)定人員，對(duì)新鮮豬瘦肉的顏色、大理石花紋進(jìn)行視覺(jué)屬性評(píng)價(jià)，煮熟后再對(duì)瘦肉的風(fēng)味、嫩度、多汁性進(jìn)行全方位的感官屬性評(píng)價(jià)，采取9分制評(píng)價(jià)方法[7-8]，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。為了便于研究，大理石花紋評(píng)價(jià)參考美國(guó)NPPC的大理石花紋評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

表1 豬肉品質(zhì)指標(biāo)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Evaluation standards of pork attributes

1.4 豬肉食用品質(zhì)檢測(cè)方法

豬肉pH值、顏色、汁液損失率、蒸煮損失率和離心損失率食用品質(zhì)指標(biāo)參照“NY/T2793—2015肉的食用品質(zhì)客觀評(píng)價(jià)方法”進(jìn)行檢測(cè)[9]。含水率測(cè)定參考GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》[10]，采用直接干燥法進(jìn)行水分的測(cè)定。

1.5 豬肉質(zhì)構(gòu)檢測(cè)

采用P5探頭通過(guò)TPA方法進(jìn)行測(cè)定。將肉樣切割為高10 mm左右,底面積3 cm×3 cm的方塊狀,肌纖維方向與探頭平面平行。檢測(cè)參數(shù)為：測(cè)前速率：3 mm/s；測(cè)試速率分別設(shè)為1 mm/s；測(cè)后速率1 mm/s；壓縮程度分別設(shè)為70%；位移：5 mm；數(shù)據(jù)采集速率：400 pps；觸發(fā)值：5 g[7]。

1.6 電子鼻檢測(cè)

將豬肉樣品均勻打碎后，取5 g樣置于40 mL的頂空瓶中，再加入6 mL的蒸餾水，加蓋密封。將頂空瓶于95 ℃的水浴鍋中加熱15 min通過(guò)電子鼻檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)。樣品的檢測(cè)參數(shù)為：洗氣時(shí)間60 s、調(diào)零時(shí)間5 s、樣品準(zhǔn)備時(shí)間5 s、進(jìn)樣時(shí)間80 s、流速200 mL/min。

1.7 頂空固相微萃取與GC-MS聯(lián)用分析

固相微萃取提取香氣成分：稱(chēng)取5 g經(jīng)均碎后的樣品置于20 mL的頂空瓶中，在60 ℃恒溫條件下平衡30 min，將經(jīng)過(guò)老化后的75 μm CAR/PDMS萃取頭置于頂空瓶中在60 ℃下萃取45 min。

GC-MS條件：用氦氣作載氣，流速為1.00 mL/min。升溫程序：色譜柱起始柱溫30 ℃，保持3 min，以2 ℃/min升到150 ℃，隨后以40 ℃/min升到230 ℃；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣。解吸時(shí)間：1 min。質(zhì)譜條件：電離方式為EI，離子源溫度為200 ℃，接口溫度達(dá)230 ℃，溶劑延遲時(shí)間3 min，采用SCAN模式，檢測(cè)范圍m/z40～400[11]。

1.8 IMF含量測(cè)定

采用索氏抽提法測(cè)定IMF含量[12]。

2 結(jié)果與討論

2.1 感官評(píng)價(jià)結(jié)果

在感官評(píng)價(jià)中，大理石紋是指肉眼可見(jiàn)的肌肉橫切面紅色中的白色脂肪紋狀結(jié)構(gòu)，其標(biāo)準(zhǔn)以5分為比較理想的脂肪分布。2種飼喂方式下的豬肉評(píng)分具有顯著差異，糧食飼喂組要顯著高于飼料飼喂組(p<0.01)，表明糧食飼喂組肉樣中蓄積的脂肪量高于飼料飼喂組(見(jiàn)表2)。豬肉顏色深淺主要取決于肌肉中血紅蛋白和肌紅蛋白的含量和狀態(tài)，還與微量色素代謝產(chǎn)物有關(guān)[13]。但糧食飼喂組肉色色澤較飼料飼喂組肉色偏紅(p<0.01)。2種豬肉的外觀差異不大，但熟制糧食飼喂組豬肉的嫩度與多汁性稍好于飼料飼喂組(p<0.05)。風(fēng)味是豬肉整體感官性狀中非常重要的方面，許多指標(biāo)會(huì)影響風(fēng)味的整體可接受性[7]，從表2可知，大理石紋、多汁性、嫩度等指標(biāo)與豬肉的風(fēng)味成正相關(guān)，糧食飼喂的豬肉風(fēng)味優(yōu)于飼料飼喂組(p<0.05)。因此通過(guò)感官評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)不同的飼喂方式對(duì)豬肉的風(fēng)味具有顯著的影響。

表2 不同飼喂條件下豬肉感官評(píng)價(jià)結(jié)果(n=96)Table 2 Sensory quality of pork from differentfeeding conditions (n=96)

注：同行小寫(xiě)字母不同表示差異顯著(p<0.05);同行大寫(xiě)字母不同表示差異極顯著(p<0.01)；同行無(wú)字母表示差異不顯著。表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。下同。

2.2 豬肉食用品質(zhì)

2.2.1 保水性測(cè)試

由表3可知，2組豬肉的保水性指標(biāo)都在NY/T2793正常范圍類(lèi)。但糧食飼喂豬肉的蒸煮損失率顯著低于飼料飼喂組(p<0.01)，汁液損失率也要低于飼料飼喂組(p<0.05)，而含水率高于飼料飼喂組(p<0.05)，2種飼喂條件下的離心損失率無(wú)明顯差異。以上數(shù)據(jù)均可說(shuō)明糧食飼喂組豬肉呈現(xiàn)出比飼料飼喂組更好的保水性。肉在煮熟的過(guò)程中質(zhì)量會(huì)減輕，主要由于肉煮熟后，肌肉中蛋白質(zhì)的熱變性作用，使肌纖維緊縮，空間變小，肌肉中自由水不易被擠出[14]。由此可知在蒸煮過(guò)程中的蒸煮損失率越低，肉的多汁性與嫩度就越好[15-16]。相關(guān)研究也表明，保水性對(duì)感官品評(píng)中肉的風(fēng)味有一定的相關(guān)性，好的保水性能減少豬肉的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和風(fēng)味前體物質(zhì)的流失[17]。這也與感官評(píng)價(jià)中糧食飼喂豬肉的風(fēng)味好于飼料喂養(yǎng)的結(jié)果一致。

表3 不同飼喂條件下豬肉保水性測(cè)試結(jié)果(n=12)Table 3 Water retention of pork from differentfeeding conditions (n=12)

2.2.2 質(zhì)構(gòu)測(cè)試

由表4可知,不同飼喂方式下豬肉的硬度和黏著性有極顯著的差異(p<0.01)，彈性和黏聚性有顯著差異(p<0.05)，膠著性、咀嚼性、回復(fù)性無(wú)明顯差異。相關(guān)研究將感官評(píng)定與質(zhì)構(gòu)測(cè)試結(jié)合也表明，硬度、黏著性、彈性、黏聚性與感官評(píng)定中的油脂性、多汁性相關(guān)[18-19]。且肌束間積聚脂肪時(shí)肌束易分離易咀嚼，因?yàn)榧?nèi)脂肪趨向沖淡基質(zhì)中的結(jié)締組織。這也進(jìn)一步解釋了糧食飼喂豬肉的保水性與風(fēng)味好于飼料喂養(yǎng)的豬肉結(jié)果。

表4 不同飼喂條件下豬肉TPA的各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)試結(jié)果(n=12) Table 4 TPA indicators of pork from different feedingconditions (n=12)

2.2.3 色差測(cè)試

由表5色差數(shù)據(jù)結(jié)果可知，糧食飼喂組的L*值(亮度)極顯著高于飼料飼喂組(p<0.01)，糧食飼喂組豬肉的L*值高可能是由于其IMF含量高引起反光所致，并不一定是PSE肉色造成的[11]。這從豬肉肉色上解釋了不同飼喂方式會(huì)造成豬肉IMF含量的差異，從而使得豬肉風(fēng)味有所不同。

表5 不同飼喂條件下色差測(cè)試結(jié)果Table 5 The value of color of pork from different feedingconditions

2.3 電子鼻分析

主成分分析(PCA)是一種常用的降維分析方法，不僅可以解決多個(gè)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的共線性問(wèn)題，還可以通過(guò)產(chǎn)生“主成分”來(lái)降低指標(biāo)維度并利用主成分得分進(jìn)行2D或3D作圖來(lái)反映樣本間的分布情況[20]。本研究通過(guò)對(duì)電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)的PCA分析共提取2個(gè)主成分(特征值>1)，總貢獻(xiàn)率為91.04%，其中第一主成分貢獻(xiàn)率為80.17%，第二主成分貢獻(xiàn)率為10.87%。利用主成分得分?jǐn)?shù)據(jù)繪制散點(diǎn)圖見(jiàn)圖1。由圖1可知，經(jīng)過(guò)PCA分析后，糧食飼喂組樣品與飼料飼喂組樣品基本可被區(qū)分，2組中僅各有2個(gè)樣處于交叉區(qū)域，且2組樣品電子鼻數(shù)據(jù)的綜合主成分得分的t檢驗(yàn)結(jié)果差異極顯著。這與感官評(píng)價(jià)的結(jié)果一致，表明2種飼喂方式所得豬肉樣品的風(fēng)味存在著顯著的差異，也為利用電子鼻數(shù)據(jù)建立判定不同飼喂方式來(lái)源的豬肉預(yù)測(cè)模型提供了基礎(chǔ)條件。

圖1 豬肉電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)的PCA結(jié)果Fig.1 PCA of electronic nose data of pork

將不同飼喂方式的24個(gè)豬肉樣品數(shù)據(jù)分為2個(gè)類(lèi)別進(jìn)行LDA分析，所得判別函數(shù)計(jì)算所得的2組樣品質(zhì)心數(shù)據(jù)分別為(-2.23±1.11)和(2.23±0.88)，組質(zhì)心分離明顯，與主成分得分的t檢驗(yàn)結(jié)果類(lèi)似。為評(píng)估LDA對(duì)不同飼喂方法的豬肉樣品的鑒別能力，采用“留一法”對(duì)樣品進(jìn)行交叉驗(yàn)證，結(jié)果見(jiàn)表6。結(jié)果表明對(duì)這兩類(lèi)樣品的交叉驗(yàn)證的正確率為91.7%，這表明通過(guò)電子鼻數(shù)據(jù)，利用LDA對(duì)不同飼喂方法的豬肉樣品具有較好的判別能力。

表6 豬肉電子鼻檢測(cè)數(shù)據(jù)LDA分析的交叉驗(yàn)證結(jié)果Table 6 Cross-validation results of LDA for porkelectronic nose test data

2.4 豬肉揮發(fā)性風(fēng)味成分

豬肉的揮發(fā)性物質(zhì)中共鑒別出52種化合物，醛類(lèi)化合物5種，醇類(lèi)化合物14種，酮類(lèi)化合物3種，其他化合物種類(lèi)包括碳?xì)浠衔?、酯?lèi)化合物、含氮化合物等(見(jiàn)表7)。由圖2可以看出2種飼喂方式對(duì)的醛類(lèi)化合物含量和醇類(lèi)化合物含量造成的差異大，而這兩類(lèi)物質(zhì)對(duì)豬肉香味揮發(fā)性物質(zhì)都有很高的貢獻(xiàn)[21]。糧食飼喂組鑒別的揮發(fā)性化合物中己醛(脂肪味、割青草味)、戊醇(水果味)、環(huán)庚醇、順式1，4-丁烯二醇較飼料飼喂組含量差異大，而飼料飼喂組中戊醛(水果味)、己醇(木頭味、割青草味、脂肪味、水果味)、1-辛烯-3-醇(蘑菇味)較糧食飼喂組含量差異大。醛類(lèi)化合物是熟豬肉揮發(fā)性化合物的主要成分，它主要來(lái)自于加熱過(guò)程中酸酯類(lèi)化合物的降解，大多數(shù)由不飽和脂肪酸氧化而成，其氣味閾值一般比醇類(lèi)低，有很強(qiáng)的與其他化合物重疊的風(fēng)味效應(yīng)，如己醛是脂肪氧化后的一種香味成分。醇類(lèi)化合物可能來(lái)源于脂肪酸二級(jí)氫過(guò)氧化合物的分解、脂質(zhì)氧化分解和羰基化合物還原等反應(yīng)，如熟豬肉中濃度較高的l-辛烯-3-醇，已被證實(shí)是熟蘑菇的特征風(fēng)味化合物之一。不同肉類(lèi)的特殊風(fēng)味很大程度上取決于脂質(zhì)加熱后產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)[22]，由此可知不同的飼喂方式會(huì)影響豬肉中脂肪含量差異，使得豬肉的風(fēng)味成分以及含量不同。

2.5 豬肉pH值與肌內(nèi)脂肪含量

不同飼喂條件下豬肉pH值與肌肉脂肪含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表8。

表7 不同飼喂條件下豬肉揮發(fā)性風(fēng)味化學(xué)成分及峰面積Table 7 Chemical composition of volatile flavor and peak area of pork from different feeding conditions

續(xù)表7

圖2 不同飼喂條件下?lián)]發(fā)性風(fēng)味成分種類(lèi)Fig.2 Different types of volatile flavor components from different feeding conditions

從pH結(jié)果可知，2組豬肉pH值介于正常值5.50～5.90，但糧食飼喂組要顯著大于飼料飼喂組(p<0.05)。pH值也是影響豬肉嫩度和多汁性的主要因素，當(dāng)pH值較高時(shí)，豬肉的嫩度也相應(yīng)較好[23]。pH值還對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生有較大的影響[24]。

由肌內(nèi)脂肪含量結(jié)果可知，2組豬肉中的肌內(nèi)總脂含量存在顯著差異(p<0.01)，這與LORENZ等[25]認(rèn)為的以糧食為主食的豬肉肌內(nèi)總脂含量高于飼料豬結(jié)論一致；也與感官評(píng)價(jià)結(jié)果一致。而已有的研究表明IMF由磷脂和甘油三磷脂組成，IMF差異會(huì)影響肉質(zhì)的嫩度、肉色、大理石花紋、持水性等指標(biāo)，從而影響口感[26-27]。含IMF多的肉類(lèi)有較多脂肪酸參與肉類(lèi)風(fēng)味的形成，風(fēng)味的可接受程度更高[28-29]。有研究表明肌內(nèi)脂肪對(duì)肉風(fēng)味的貢獻(xiàn)度大于脂肪組織[30]。此外豬肉中風(fēng)味物質(zhì)的主要成分均為弱極性物質(zhì)，因而更容易富集到IMF中從而影響風(fēng)味。而已有的研究也發(fā)現(xiàn)肌內(nèi)脂肪中的磷脂是肉品揮發(fā)性風(fēng)味成分的重要前體物[31]。這一結(jié)果暗示了肌內(nèi)脂肪的含量可能對(duì)豬肉的風(fēng)味成分有重要的影響。不過(guò)對(duì)于不同的飼喂方式、生長(zhǎng)速度對(duì)肌內(nèi)脂肪的積累以及風(fēng)味物質(zhì)的形成之間的關(guān)系，仍然有待于進(jìn)一步的研究。

表8 不同飼喂條件下豬肉pH值和IMF含量Table 8 The value of pH and IMF of pork from differentfeeding conditions (n=12)

3 結(jié)論

2種飼喂方式所得豬肉在各項(xiàng)指標(biāo)上均有顯著差異，純糧食飼喂使得豬肉的感官指標(biāo)、保水性、食用品質(zhì)優(yōu)于飼料混合飼喂方式。不同的飼喂方式對(duì)豬肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分及其含量差異有很大的影響。用純糧食飼喂組出欄所需時(shí)間要顯著長(zhǎng)于用飼料飼喂組，但糧食飼喂組的IMF含量顯著高于飼料飼喂，可能使得豬肉品質(zhì)和風(fēng)味更佳。2種飼喂方式造成豬肉IMF的不同可能是這些差異的主要原因。而風(fēng)味成分的電子鼻數(shù)據(jù)和IMF含量的差異可以作為鑒別2種飼喂方式所得豬肉的潛在判定方法。

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