DFD牛肉形成機(jī)理及其鑒定與控制研究進(jìn)展

肖宇，焦陽，劉永峰

(陜西師范大學(xué) 食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安，710062)

DFD(dark, firm, dry)牛肉，又被稱為黑切牛肉，是一種異質(zhì)肉，其顏色深黑、表面干燥，被消費(fèi)者視作不新鮮和肉質(zhì)差的肉品，主要由宰前應(yīng)激消耗能量造成。目前，DFD牛肉是全球牛肉產(chǎn)業(yè)共同面臨的難題之一，有研究表明，美國DFD牛肉的發(fā)生率為1.9%[1]，巴西DFD牛肉發(fā)生率為4.53%[2]，澳大利亞DFD牛肉發(fā)生率為10%[3],中國作為肉制品生產(chǎn)大國，DFD牛肉平均發(fā)生率高達(dá)10.07%，其中中原地區(qū)發(fā)生率最高，達(dá)到了23.61%[4]，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。盡管不同國家對(duì)DFD牛肉的判定標(biāo)準(zhǔn)不一，相關(guān)統(tǒng)計(jì)的DFD牛肉發(fā)生率也有一定差異，但如今各國均沒有措施有效控制DFD牛肉的發(fā)生。最近應(yīng)用組學(xué)技術(shù)在肉質(zhì)領(lǐng)域的研究得出的結(jié)果對(duì)理解肉類復(fù)雜的生物學(xué)機(jī)制以及與質(zhì)量相關(guān)的生物標(biāo)志物方面有很大幫助。眾多學(xué)者利用基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)探究DFD牛肉形成的內(nèi)在機(jī)理，研究具體的鑒定方法和控制措施以期促進(jìn)牛肉產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此，本文概述了DFD牛肉較正常牛肉的異常理化特征及其產(chǎn)生原因，結(jié)合組學(xué)技術(shù)深入探究DFD牛肉形成機(jī)理，并進(jìn)一步總結(jié)了DFD牛肉的鑒定方法及宰后控制措施，以期為DFD牛肉控制研究和實(shí)踐提供參考，從而為全面提升牛肉品質(zhì)奠定基礎(chǔ)。

1 DFD牛肉與正常牛肉的理化特征比較與產(chǎn)生原因分析

大量研究表明DFD牛肉較正常牛肉表現(xiàn)出了不同的理化特征，由于不同的研究中牛的品種、試驗(yàn)采用的肌肉部位、試驗(yàn)測(cè)定中所用儀器等的差別，不同研究中同一指標(biāo)測(cè)量值存在差異，難以用統(tǒng)一數(shù)值范圍概括，但總體而言，各指標(biāo)值的高低具有規(guī)律性，具體見表1。

表1 DFD牛肉與正常牛肉理化特性比較Table 1 Comparison of physicochemical properties between DFD beef and normal beef

表1總結(jié)了DFD牛肉與正常牛肉的理化特征差異，這些差異來源于復(fù)雜的生化機(jī)理。牛體細(xì)胞在宰后脫離了原本的呼吸代謝環(huán)境，細(xì)胞代謝從原本的有氧呼吸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o氧呼吸，使得乳酸堆積和pH下降。在正常牛肉的糖酵解型肌肉中，糖酵解過程促進(jìn)肌肉pH值從7.0左右降低到5.7～5.4。但在DFD牛肉中，由于宰前應(yīng)激消耗了能量，DFD牛肉的糖原含量、葡萄糖含量和6-磷酸葡萄糖含量都較正常牛肉低，也表現(xiàn)為DFD牛肉的糖酵解潛力值較正常牛肉低。也由于能量儲(chǔ)備較少，DFD牛肉無法在無氧呼吸過程中產(chǎn)生大量的乳酸，其pH的下降受到限制，最終產(chǎn)生極限pH值高的牛肉。

與正常牛肉相比，DFD牛肉的高極限pH值對(duì)牛肉的持水力、嫩度、顏色、以及耗氧有不同的影響。在高pH環(huán)境下，蛋白質(zhì)變性程度小，具有更多的負(fù)電荷和更強(qiáng)的與水分子結(jié)合能力，且DFD牛肉肌節(jié)長度低于正常牛肉，縮小的肌節(jié)空間使游離水流動(dòng)性下降，因此DFD牛肉持水力更佳[16]；高pH牛肉具有較好的嫩度，而當(dāng)pH降低到6.1～5.8時(shí)，蛋白水解活性降低，如鈣蛋白酶和溶酶體酶系統(tǒng)不再處于最佳酸堿度范圍[17]，這可能導(dǎo)致牛肉韌性的增加，使非典型DFD牛肉具有質(zhì)地堅(jiān)硬的特征。DFD牛肉的顏色和耗氧聯(lián)系緊密，在高pH的環(huán)境下，線粒體中酶的活性沒有得到良好抑制，這直接導(dǎo)致了DFD牛肉高耗氧的特性，并對(duì)DFD牛肉的肉色產(chǎn)生深刻影響[11]。

肉色是生鮮牛肉最重要的品質(zhì)特征，其決定性影響因素主要體現(xiàn)在兩方面：肌紅蛋白含量和組成、肌肉纖維結(jié)構(gòu)和組成。一方面，生物體內(nèi)的肌紅蛋白以3種氧化還原形式存在：脫氧肌紅蛋白(紫紅色)、氧合肌紅蛋白(鮮紅色)和高鐵肌紅蛋白(褐紅色)，一般而言，氧合肌紅蛋白含量最高[10]。在DFD牛肉中，高pH環(huán)境下線粒體活性較高，與肌紅蛋白競(jìng)爭氧氣，使得氧合肌紅蛋白合成受到抑制，且這種作用持續(xù)時(shí)間較長，TANG等[18]研究發(fā)現(xiàn)，在死后牛心肌中，即使在4 ℃下真空包裝貯存60 d后，線粒體仍能消耗氧氣。因此DFD牛肉中鮮紅色的氧合肌紅蛋白比例比正常牛肉中更低，脫氧肌紅蛋白和高鐵肌紅蛋白含量比正常牛肉更高，從而解釋DFD牛肉紅度較低的現(xiàn)象[5]。另一方面，宰后肌肉纖維收縮與pH下降進(jìn)程相關(guān)，HUGHES等[19]研究表明，較高的pH下牛肉缺乏肌肉纖維收縮，形成的肌纖維結(jié)構(gòu)對(duì)光的散射程度較低，從而解釋DFD牛肉亮度較低的現(xiàn)象。顏色穩(wěn)定性也是牛肉重要品質(zhì)特征之一。脫氧肌紅蛋白在氧氣存在的狀態(tài)下可以發(fā)生氧化形成氧合肌紅蛋白，氧合肌紅蛋白可進(jìn)一步形成高鐵肌紅蛋白，3種形式的肌紅蛋白比例變化，肉色也會(huì)相應(yīng)發(fā)生改變，從而解釋宰后牛肉隨著時(shí)間延長肉色穩(wěn)定性發(fā)生變化的現(xiàn)象。值得一提的是，一些研究對(duì)DFD牛肉和正常牛肉的顏色穩(wěn)定性研究結(jié)果并不一致，IJAZ等[8]研究發(fā)現(xiàn)DFD牛肉顏色穩(wěn)定性較正常牛肉更低，WU等[10]研究結(jié)果與此相反。實(shí)際上，相較于正常牛肉，DFD牛肉并不總是表現(xiàn)出更好的顏色穩(wěn)定性，這取決于肌肉纖維的組成；此外，高鐵肌紅蛋白還原酶活力和耗氧之間的平衡對(duì)于顏色穩(wěn)定性十分重要[6]。

2 基于蛋白組學(xué)的DFD牛肉形成原因分析

大量研究學(xué)者基于蛋白組學(xué)技術(shù)針對(duì)DFD牛肉與正常牛肉的品質(zhì)差異進(jìn)行研究，確定其關(guān)鍵蛋白，從而探索DFD牛肉發(fā)生的內(nèi)在機(jī)理。表2匯總了相關(guān)的關(guān)鍵蛋白標(biāo)記物，依據(jù)功能分類主要涉及4個(gè)過程：細(xì)胞骨架與肌肉收縮、線粒體和代謝、糖酵解和糖異生、以及熱休克蛋白與其他。總體上，由于DFD牛肉能量儲(chǔ)存少，糖酵解和糖異生相關(guān)酶的含量變化降低了DFD牛肉糖酵解的能力，使得pH調(diào)控相關(guān)酶無法輔助pH快速下降，形成高pH牛肉；在高pH環(huán)境下，線粒體和代謝過程酶類的含量變化增強(qiáng)了線粒體呼吸作用的同時(shí)，增加了耗氧作用；細(xì)胞骨架與肌肉收縮過程和熱休克蛋白相關(guān)酶的含量變化促進(jìn)了DFD牛肉顏色和嫩度等特性的變化。值得注意的是，部分酶類如腺苷酸激酶同工酶1在牛宰前應(yīng)激時(shí)即出現(xiàn)差異表達(dá)，部分酶類如肌酸激酶在宰后形成DFD牛肉時(shí)發(fā)生差異表達(dá)，前者多與pH下降過程相關(guān)，后者多與DFD牛肉品質(zhì)特征相關(guān)。此外，同一過程的酶可能對(duì)多種品質(zhì)特征具有影響，如線粒體和代謝相關(guān)酶不僅使耗氧作用增強(qiáng)，也與顏色和嫩度具有一定相關(guān)性。這些酶類的綜合影響，使得DFD牛肉的理化特征與正常牛肉出現(xiàn)差異。

2.1 細(xì)胞骨架與肌肉收縮

細(xì)胞骨架與肌肉收縮相關(guān)酶主要與DFD牛肉的顏色和嫩度有關(guān)。DFD牛肉中基因ACTA1、ACTN2、ACTN4和MYOM3上調(diào)，MYOM1和MYOM2下調(diào)(表2)。肌動(dòng)蛋白ACTA1在不同嫩度的肉中含量發(fā)生變化[21]，其含量與肌肉的顏色品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)[22]，主要存在于肌肉組織中，是細(xì)胞骨架和肌肉收縮結(jié)構(gòu)的重要組成部分。肌動(dòng)蛋白交聯(lián)蛋白被認(rèn)為是將肌動(dòng)蛋白固定在多種細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)上的蛋白質(zhì)。MYOM1是肌原纖維M帶的主要組成蛋白，與肌肉收縮相關(guān)，從肌肉細(xì)胞骨架中釋放表明了細(xì)胞凋亡的進(jìn)程。DFD牛肉較早的糖原降低可能是基因MYOM1與MYOM2在DFD牛肉中下調(diào)的原因，而后通過影響DFD牛肉肌肉纖維破碎程度以影響肉的嫩度[15]。

表2 基于組學(xué)的DFD牛肉和正常牛肉中蛋白/基因表達(dá)的相似標(biāo)記物Table 2 Similar biomarkers of protein/gene expression in DFD beef and normal beef based on omics

2.2 線粒體與代謝

線粒體與代謝相關(guān)酶主要與耗氧有關(guān)。在線粒體和代謝的過程中，基因LDHD和ATP2A1下調(diào)，其他8個(gè)上調(diào)(表2)。LDHD酶分布在線粒體，參與到乳酸分解中。ATP2A1定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和線粒體，參與到ATP水解和Ca2+再攝取到肌質(zhì)網(wǎng)膜的過程，其基因的下調(diào)可能與ATP不足有關(guān)。參與Ca2+調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)對(duì)肉質(zhì)很重要，MICKELSON等[23]研究表明宰前應(yīng)激使得豬的Ca2+釋放速率約為正常豬的2倍，這表明基因ATP2A1在DFD肉中的下調(diào)和宰前應(yīng)激有關(guān)，并通過影響Ca2+調(diào)節(jié)以影響肉的嫩度。ECHS1參與脂肪酸代謝，主要參與脂肪酸β氧化，YU等[24]研究發(fā)現(xiàn)以氧化型纖維為主的牛腰大肌中脂肪酸β氧化酶表達(dá)量比以糖酵解型纖維為主的背最長肌更高，說明基因ECHS1的上調(diào)使合成ATP時(shí)消耗更多氧氣。蘋果酸脫氫酶是三羥酸循環(huán)的關(guān)鍵酶，其中MDH1通常存在于細(xì)胞質(zhì)，MDH2存在于線粒體，它們可以催化底物產(chǎn)生ATP和還原性輔酶Ⅰ。MOHAN等[25]報(bào)道了蘋果酸脫氫酶的存在增加了牛肉還原性輔酶Ⅰ的形成，在DFD牛肉中豐度增加增強(qiáng)了細(xì)胞的耗氧，GAGAOUA等[22]則報(bào)道了還原性輔酶Ⅰ與高鐵肌紅蛋白還原酶活性呈負(fù)相關(guān)。這些耗氧作用的增強(qiáng)，使得線粒體與肌紅蛋白競(jìng)爭氧氣的作用增強(qiáng)，間接導(dǎo)致了DFD牛肉顏色的變化。PDK4參與丙酮酸代謝，代謝產(chǎn)物乙酰輔酶A是三羥酸循環(huán)中必須的底物。JEREZ-TIMAURE等[14]認(rèn)為PDK4是有助于解釋DFD牛肉發(fā)生的關(guān)鍵因素之一，其研究表明該基因的表達(dá)和糖原濃度有很強(qiáng)的反比關(guān)系。此外，PDK4參與到脂肪酸代謝中，SIBUT等[26]報(bào)告了高脂雞肉中基因PDK4的下調(diào)，這在JEREZ-TIMAURE等[14]的研究中得到了驗(yàn)證;PDK4還與細(xì)胞饑餓應(yīng)答有關(guān)，因此動(dòng)物宰前饑餓應(yīng)激可能是DFD牛肉中基因PDK4上調(diào)的原因之一。綜上，線粒體和代謝相關(guān)的酶的差異表達(dá)不僅會(huì)影響DFD牛肉的耗氧、還會(huì)影響肉的顏色的嫩度。

2.3 糖酵解與糖異生

糖酵解與糖異生相關(guān)酶主要與pH下降的進(jìn)程有關(guān)。AK1催化ATP的末端磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到腺嘌呤核糖核苷酸以形成二磷酸腺苷，在能量穩(wěn)態(tài)中起著重要作用。當(dāng)AK1豐度增加時(shí)，二磷酸腺苷的增加可能會(huì)促進(jìn)磷酸烯醇丙酮酸轉(zhuǎn)化為丙酮酸，這是糖酵解循環(huán)的限速步驟。PFKM是糖酵解的限速酶，催化D-果糖-6-磷酸轉(zhuǎn)化為果糖-1,6-二磷酸，這是糖酵解的第一步。PFKM與脫氧肌紅蛋白呈正相關(guān)，與耗氧量呈負(fù)相關(guān)[10]，在生化過程中依賴于ATP，在底物足量的前提下，PFKM上調(diào)會(huì)加速糖酵解的進(jìn)程。然而，DFD組中該酶豐度增加，說明宰前應(yīng)激消耗能量是基因PFKM上調(diào)的原因。LDHA參與由丙酮酸合成S-乳酸的子途徑的第一步，在DFD牛肉中豐度下降會(huì)使乳酸的合成以及pH的下降速度減緩。此外，有研究表明基因LDHA的上調(diào)與牛背最長肌顏色穩(wěn)定性的增加有關(guān)，且具有作為嫩度生物標(biāo)志物的潛力[21]。PYGM參與到糖原分解為葡萄糖的過程，其豐度下降可能使得DFD牛肉糖原利用能力降低。TPI參與糖酵解途徑中甘油磷酸合成D-甘油醛-3-磷酸的第一步，在DFD牛肉中表現(xiàn)為豐度增加或下降，與牛肉的a*值呈負(fù)相關(guān)[27]，并與牛肉的嫩度有關(guān)[21]，在FRANCO等[9]和DAZ等[20]研究中表達(dá)差異可能與樣本的極限pH不同有關(guān)。GAPDH35和GAPDH30是GAPDH的35和30 kDa兩個(gè)片段，參與到由D-甘油醛3-磷酸合成丙酮酸的子途徑的第一步，與牛肉顏色穩(wěn)定性和嫩度相關(guān)[21, 27]。GPI催化葡萄糖-6-磷酸轉(zhuǎn)化為果糖-6-磷酸，這是糖酵解的第二步，也是糖異生過程中的反向反應(yīng)。綜上，這些糖酵解與糖異生有關(guān)的酶的活性變化使得DFD牛肉糖酵解的能力降低，從而影響DFD牛肉的pH降低進(jìn)程。

2.4 熱休克蛋白與其他

熱休克蛋白具有抗凋亡和保護(hù)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激的作用，它們的存在有助于蛋白質(zhì)保持原有的構(gòu)象和生物功能，在DFD牛肉表現(xiàn)出豐度增加，可能是因?yàn)樵浊皯?yīng)激和宰后細(xì)胞環(huán)境變化。GRPEL1和DNAJC11是HSP70家族成員，可以輔助HSP70家族蛋白維持細(xì)胞完整性和修復(fù)變性蛋白[21]。DFD牛肉中基因GRPEL1和DNAJC11過表達(dá)，其伴侶功能可減輕應(yīng)激對(duì)細(xì)胞的損傷。此外，GRPEL1與HSPE1相互作用強(qiáng)，HSPE1參與線粒體蛋白導(dǎo)入和大分子組裝。因此，基因GRPEL1的上調(diào)可以保護(hù)肌紅蛋白和線粒體免受氧化應(yīng)激，使其顏色更穩(wěn)定。OUALI等[28]第一次提出熱休克蛋白由于其抗凋亡功能而在肉類嫩度中發(fā)揮作用；吳爽等[29]研究發(fā)現(xiàn)DFD牛肉肌漿蛋白中基因HSPB1上調(diào)；MAHMOOD等[15]研究發(fā)現(xiàn)基因HSPE1在非典型DFD牛肉中上調(diào)而不在典型DFD牛肉中上調(diào);LOMIWES等[17]研究發(fā)現(xiàn)高剪切力牛肉中小熱休克蛋白豐度增加，以上研究表明熱休克蛋白的豐度增加可能是非典型DFD牛肉肉質(zhì)堅(jiān)硬的原因之一。CKM存在于具有周期性能量需求波動(dòng)的組織中，比如骨骼肌，是細(xì)胞中一種能量轉(zhuǎn)導(dǎo)的酶，它可逆地催化磷酸在ATP和各種磷化劑之間的轉(zhuǎn)移,其豐度下降會(huì)使得牛肉ATP消耗速率降低，pH下降的速率也可能因此被延緩。D′ALESSANDRO等[27]發(fā)現(xiàn)宰后48 h pH值降低到5.61的韌性肉組中的CKM含量，相較于宰后48 h pH值降低到5.48的嫩肉組豐度降低，表明CKM可能與嫩度相關(guān)[21]。與膠原蛋白相關(guān)的COL4A1、COL4A2和COL8A1參與到細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)組成中，其存在影響肉的嫩度，并且，膠原蛋白會(huì)發(fā)生交聯(lián)，其交聯(lián)程度可能進(jìn)一步影響肉的嫩度變化[30]。

2.5 其他酶類

在表2列舉的這些標(biāo)記物之外，還有一些酶類在DFD牛肉的pH下降等過程中起重要作用。例如，糖原在糖原磷酸化酶(glycogenphosphorylase, GP)和糖原脫支酶(glycogen debranching enzyme, GDE)的催化下分解成為1-磷酸葡萄糖和葡萄糖。因?yàn)镚DE的活性會(huì)受到畜體快速冷卻的影響[27]，所以糖酵解過程會(huì)受到宰后胴體溫度變化的影響。當(dāng)溫度從39 ℃降至4 ℃時(shí)，GDE的活性從100%下降到10%，在APAOBLAZA等[13]研究中，這種酶在正常pH牛胴體和DFD牛胴體中沒有顯著性差別。GP和GDE具有協(xié)同作用，其中GP對(duì)于糖原分解貢獻(xiàn)了40%～50%；APAOBLAZA等[13]發(fā)現(xiàn)高極限pH組的GP活性在宰后0 h與24 h對(duì)比下沒有表現(xiàn)出顯著性變化，低極限pH組的GP活性表現(xiàn)出顯著的上升。這表明GP的活性在底物即糖原含量高時(shí)會(huì)豐度增加，這也可能是宰后初期，糖原含量高的胴體pH下降更快的原因之一。此外，研究中發(fā)現(xiàn)正常pH組的腺苷酸激酶活性是高極限pH組的4倍，腺苷酸激酶可以激活磷酸化酶激酶，進(jìn)而激活GP，從而促進(jìn)糖原分解，也可以通過磷酸化磷酸果糖激酶-2，從而促進(jìn)糖酵解關(guān)鍵限速酶6-磷酸果糖激酶1的變構(gòu)激活劑2-磷酸果糖的形成。

3 DFD牛肉的鑒定方法分析

相較于正常成熟的牛肉，DFD牛肉表面顏色呈現(xiàn)出深黑紅色，肌肉表面干燥，觸摸時(shí)硬度較大。因此，消費(fèi)者購買鮮肉時(shí)通常通過對(duì)肉的顏色，表面干燥程度，觸碰時(shí)候的硬度以及氣味對(duì)肉的品質(zhì)進(jìn)行主觀判定，然而這種方法主要取決于消費(fèi)者購買經(jīng)驗(yàn)，無法準(zhǔn)確對(duì)DFD牛肉進(jìn)行區(qū)分?，F(xiàn)階段，學(xué)者利用客觀的鑒定方法獲得了一些有效的結(jié)果，下文綜述了根據(jù)肉色、極限pH、糖原含量或糖酵解潛力鑒定DFD牛肉的方法。

3.1 根據(jù)肉色鑒定DFD牛肉

目前根據(jù)肉色對(duì)DFD牛肉進(jìn)行判定已經(jīng)得到普及。加拿大牛肉評(píng)級(jí)署以背最長肌為評(píng)定部位，利用比色卡對(duì)牛肉顏色進(jìn)行評(píng)級(jí)，當(dāng)肉呈現(xiàn)暗紅色或紫色時(shí)，被評(píng)為DFD[7]。同樣，在澳大利亞，澳大利亞肉類標(biāo)準(zhǔn)體系也利用色卡進(jìn)行牛肉分級(jí)，當(dāng)色卡得分≥3時(shí)，牛肉被歸類為DFD。以上2種判定方法都是主觀的，此類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)都由培訓(xùn)過的專業(yè)人員完成。

色度計(jì)作為客觀的顏色測(cè)量儀器被廣泛應(yīng)用于牛肉顏色的測(cè)量。SWATLAND[31]報(bào)道了色度計(jì)相較于主觀評(píng)定的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于pH≥6.0的肉樣，光纖維探頭評(píng)定的準(zhǔn)確度達(dá)到了80%。還有研究發(fā)現(xiàn)消費(fèi)者對(duì)色澤的偏好反映在色度計(jì)的測(cè)量值上，總體上L*值不低于34，a*值不低于9.5，最佳的b*值為19左右[32-33]。HOLMAN等[32]研究表明，30.5的Chroma值可作為DFD的有效閾值。實(shí)際上，不同地域人們對(duì)于肉的顏色喜好有所區(qū)別，最佳色度值也應(yīng)該根據(jù)消費(fèi)者有所調(diào)整。在ZHANG等[34]對(duì)亞洲4322名消費(fèi)者的網(wǎng)絡(luò)調(diào)查研究中，顏色的接受閾值為：L*值≥31.4，a*值≥16.4，b*值≥6.5，Chroma值≥17.4，hue值≥22.5。這項(xiàng)調(diào)查也發(fā)現(xiàn)相較于其他地域的消費(fèi)者，亞洲消費(fèi)者偏好肉色稍微偏深的牛肉。

3.2 根據(jù)極限pH鑒定DFD牛肉

根據(jù)極限pH判定DFD牛肉具有便捷和成本低的優(yōu)點(diǎn)，傳統(tǒng)上將DFD牛肉的極限pH劃分在6.0以上[35]，不過不同地域牛的品種和消費(fèi)者對(duì)牛肉顏色喜好有所差異，因此，各國根據(jù)極限pH對(duì)DFD牛肉的判定標(biāo)準(zhǔn)也有所差別。在澳大利亞，當(dāng)牛肉pH大于5.7時(shí)，會(huì)被判定為DFD牛肉；在加拿大，DFD牛肉pH閾值則是5.8，而典型DFD牛肉閾值則是6.0[7]。在中國，通常認(rèn)為典型的DFD牛肉pH大于6.1[8, 10]，而對(duì)于DFD閾值，WU等[10]認(rèn)為是5.8，IJAZ等[8]則認(rèn)為是5.7。也就是說，根據(jù)極限pH進(jìn)行DFD牛肉劃分時(shí)，通常會(huì)分成3個(gè)等級(jí)：典型DFD牛肉，非典型DFD牛肉，正常pH牛肉(以文獻(xiàn)[10]中的劃分為例，典型DFD牛肉的pH≥6.1，非典型DFD牛肉的pH范圍為6.1～5.8，正常pH牛肉的pH范圍為5.8～5.4)。非典型DFD的牛肉顏色介于典型DFD牛肉和正常pH牛肉之間，有明顯差異的是，非典型DFD牛肉的韌性大嫩度小，而典型DFD牛肉以及正常pH牛肉的嫩度更好。相較于根據(jù)極限pH進(jìn)行判定的方法，非典型DFD牛肉和典型DFD牛肉在韌性上的這種差別難以通過視覺進(jìn)行區(qū)分。

肉色和pH有一定的生化聯(lián)系，但并不緊密。MURRAY等[36]在閹牛和母牛胴體進(jìn)行的調(diào)查中，發(fā)生DFD的牛肉在pH小于5.6、5.6～5.8、5.8～6.0和大于6.0的區(qū)間中發(fā)生率分別為6.4%、43.6%、36.8%和13.2%。HUGHES等[37]根據(jù)澳大利亞肉類色卡對(duì)牛肉進(jìn)行分類，發(fā)現(xiàn)pH為5.4、5.6、5.8、6.0和6.2的肉色評(píng)分值大于3的比例分別為1%、5%、28%、74%和96%。PONNAMPALAM等[38]以極限pH閾值為5.7、5.8和6.0為基礎(chǔ)，將一種雜交羔羊胴體劃分為DFD，DFD比率分別是25%、12%和4%。這說明按照顏色進(jìn)行分類和按照pH進(jìn)行分類的結(jié)果并不總是一致，按照pH分級(jí)為正常的牛肉也可能擁有較差的顏色特征。

3.3 根據(jù)糖原或糖酵解潛力鑒定DFD牛肉

DFD牛肉的成因主要是動(dòng)物宰前能量消耗過多，因此可用宰后糖原含量或糖酵解潛力作為判定DFD牛肉的依據(jù)。糖原的消耗貫穿在宰前和宰后，HENCKEL等[39]測(cè)定了豬背最長肌糖原的含量，發(fā)現(xiàn)宰后肌糖原含量在0～53 μmol/g的時(shí)候，糖原濃度和極限pH的大小成負(fù)相關(guān)關(guān)系。WARRISS[40]研究表明糖原濃度降到45 μmol/g以下時(shí)候，宰后肌肉pH的下降是有限的。在APAOBLAZA等[13]對(duì)牛背最長肌的研究中，屠宰后30 min的糖原含量在正常pH胴體中為(65.5±5.61) μmol/g，在高pH胴體中為(29.5±7.22) μmol/g，分別導(dǎo)致宰后24 h的pH為5.71±0.01和6.34±0.05。實(shí)際上，由于肌肉纖維的組成差異，動(dòng)物胴體不同部位對(duì)糖原的利用能力是不同的，而且肌肉中可以用的能量形式不僅有糖原，還有葡萄糖、6-磷酸葡萄糖等。

因此，MONIN等[41]提出了一個(gè)公式評(píng)估宰后胴體的糖酵解潛力：[糖酵解潛力]=[乳酸濃度]+2([糖原濃度]+[6-磷酸葡萄糖濃度]+[葡萄糖濃度])。糖酵解潛力和極限pH高度相關(guān)[8, 41]，ZEROUALA等[42]研究發(fā)現(xiàn)，100 μmol/g左右的糖酵解潛力是一個(gè)閾值，當(dāng)糖酵解潛力高于這一數(shù)值時(shí)，極限pH會(huì)降到5.5及以下。WULF等[43]研究則表明在背最長肌中，糖酵解潛能值大于50 μmol/g時(shí)，極限pH能夠降低到5.8以下，但HOLDSTOCK等[7]研究發(fā)現(xiàn)，極限pH>5.80的肌肉中糖酵解潛力可能大于50 μmol/g。相較于根據(jù)顏色或極限pH進(jìn)行鑒定的方法，根據(jù)糖原或糖酵解潛力鑒定DFD牛肉的方法過程較為繁瑣，但此方法具有可以在宰后立即進(jìn)行鑒定的優(yōu)點(diǎn)。因此，對(duì)于進(jìn)一步采取DFD牛肉宰后控制而言，根據(jù)糖原或糖酵解潛力鑒定DFD牛肉是極有意義的。

4 DFD牛肉的宰后控制措施

動(dòng)物宰前應(yīng)激是DFD發(fā)生的重要原因，宰前影響因素包括動(dòng)物品種、激素的應(yīng)用、性別、屠宰年齡、氣候條件和季節(jié)變化、宰前禁食、售賣市場(chǎng)和宰前運(yùn)輸?shù)萚4]，針對(duì)這些因素，許多宰前管理措施，例如減小運(yùn)輸條件的影響、避免混群、宰前控制飲食、動(dòng)物福利等均有實(shí)施，但DFD發(fā)生率并未明顯降低。因此，下文綜述了有機(jī)酸、氣調(diào)包裝等DFD牛肉的宰后控制措施。

4.1 有機(jī)酸控制DFD牛肉

較高的pH引發(fā)了DFD牛肉的一系列肉質(zhì)問題，而適量添加有機(jī)酸能夠降低pH值。SAWYER等[44]研究表明，在宰后72 h向牛外脊肉注射0.25%乳酸，真空包裝2 ℃貯藏48 h后能使極限pH值有效降低，并能消除掉DFD牛肉煮后的紅粉色，且在從真空包裝取出后前4天保持較穩(wěn)定、接近正常牛肉煮熟后的肉色。APPLE等[45]研究結(jié)果與此一致，發(fā)現(xiàn)加入0.50%的乳酸可以有效降低pH、改善生牛肉和熟牛肉的顏色以及降低熟的DFD牛肉特有的風(fēng)味。此外，檸檬酸也有改善DFD牛肉品質(zhì)的潛力，STACKHOUSE等[46]研究表明，用pH為2.5的檸檬酸溶液可以有效降低DFD牛肉pH和改善熟牛肉的顏色，但對(duì)鮮牛肉的肉色改善較小。

4.2 氣調(diào)包裝控制DFD牛肉

高氧氣調(diào)包裝和CO氣調(diào)包裝對(duì)DFD牛肉能起到一定的控制效果，但由于CO的毒性，CO氣調(diào)包裝的可用性具有爭議。DFD牛肉的顏色較深的重要原因在于線粒體與肌紅蛋白競(jìng)爭氧氣，通過高氧包裝提供足量的氧氣，可以弱化線粒體耗氧帶來的不利影響。LU等[47]研究了不同濃度氧氣對(duì)DFD牛肉的改善效果，發(fā)現(xiàn)60%和80%氧氣濃度的包裝能夠?qū)FD牛肉的顏色改善到正常牛肉水平，且具有較低的高鐵肌紅蛋白還原活性。由于高氧環(huán)境，牛肉的脂肪氧化程度加深，可考慮在采取高氧包裝的同時(shí)中向肉中加入抗氧化劑如迷迭香以達(dá)到抗氧化的作用。CO由于和肌肉中血紅素結(jié)合后呈現(xiàn)比氧合肌紅蛋白更穩(wěn)定的櫻桃紅，也具有改善DFD牛肉顏色的潛力。ZHANG等[48]的研究中發(fā)現(xiàn)0.4%的CO氣調(diào)包裝具有和80%氧氣濃度包裝相近的肉色改善效果，并且脂質(zhì)氧化水平得到了控制。

4.3 控制DFD牛肉的其他措施

RAMANATHAN等[49]研究表明，亞硝酸鹽嵌入式包裝也具有提高DFD牛肉紅度的潛力，并且同時(shí)使用0.2%迷迭香會(huì)使得表面顏色更好。MOISEEV等[50]研究發(fā)現(xiàn)不僅乳酸的添加具有效果，添加0.3%過氧化鈣也可以一定程度上促進(jìn)DFD牛肉熟肉的褐變，但此劑量會(huì)引起過度氧化使得肉餅有輕微的綠色。其他的方式，如加入多聚磷酸鹽，也可以達(dá)到降低DFD牛肉pH、改善DFD牛肉異質(zhì)特征的目的[51]。

5 結(jié)語

DFD牛肉的異質(zhì)現(xiàn)象主要由宰前應(yīng)激消耗能量造成，結(jié)合組學(xué)技術(shù)可以更加深入地了解其發(fā)生機(jī)理。隨著我國肉類工業(yè)發(fā)展，基于DFD牛肉形成原因進(jìn)行DFD牛肉鑒定和宰后控制是極有必要的，這可以一定程度地提升人們的生活品質(zhì)和減小肉類工業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。目前，針對(duì)DFD牛肉宰后控制的方法較少且存在一定的缺陷，在今后的研究中將已有的宰后控制方法如高氧包裝與組學(xué)技術(shù)結(jié)合，進(jìn)一步探索DFD牛肉形成機(jī)理，完善和開發(fā)宰后控制措施，將是改善DFD牛肉品質(zhì)的方向之一。