徐晨晨+徐少庭+刘策+曲扬华+罗海玲

摘 要：選取100 只遗传背景一致的3 月龄断奶湖羊公羔，随机分为10 组，每组10 只。对照组（CON组）饲喂基础饲粮，苜蓿皂苷（alfalfa saponins，AS）处理组的添加水平分别为500（AS500）、1 000（AS1000）、2 000（AS2000）、4 000（AS4000） mg/kg基础日粮，番茄红素（lycopene，LP）处理组的添加水平分别为200（LP200）、400（LP400） mg/kg基础日粮，维生素E（vitamin E，VE）处理组的添加水平分别为200（VE200）、400（VE400）、2 000（VE2000） mg/kg基础日粮。90 d饲养实验结束后屠宰，取羊肉半膜肌，测定其在熟化期的剪切力，研究饲粮中添加不同种类和水平的抗氧化剂对熟化期湖羊半膜肌嫩度的影响。结果表明：不同熟化时间和不同添加水平的抗氧化剂对羊肉嫩度有极显著影响，熟化期第5天羊肉嫩度的变化最大，饲粮中单独添加1 000～4 000 mg/kg基础日粮的AS、200 mg/kg基础日粮的LP或200 mg/kg基础日粮的VE可以不同程度地改善熟化期的羊肉嫩度；动力学分析表明，CON组的嫩度变化既符合零级反应也符合一级反应，AS和VE处理组的嫩度变化更符合一级反应，而LP处理组的嫩度变化符合零级反应。由此可见，选择适宜种类和添加水平的抗氧化剂可以改善熟化期羊肉的嫩度。

关键词：嫩度；熟化期；苜蓿皂苷；番茄红素；VE

Kinetic Analysis of Effects of Different Dietary Antioxidants on Tenderness of Lamb Meat during Aging

XU Chenchen， XU Shaoting， LIU Ce， QU Yanghua， LUO Hailing*

（State Key Laboratory of Animal Nutrition， College of Animal Science and Technology，

China Agricultural University， Beijing 100193， China）

Abstract： The experiment was conducted to investigate the effects of different types and levels of dietary antioxidants on the tenderness of Semimembranosus in Hu sheep during aging. A total of 100 three-month-old Hu sheep ram lambs with identical genetic background were individually kept in pens and randomly divided into 10 groups with 10 ones per group. The control group （CON） was fed a basal diet， four alfalfa saponins （AS） groups were fed a basal diet with 500 （AS500），

1 000 （AS1000）， 2 000（AS2000） and 4 000 （AS4000） mg/kg of AS added， two lycopene （LP） groups were fed a basal diet with 200 （LP200） and 400 （LP400） mg/kg of LP added， and three other groups were fed a basal diet supplemented with 200 （VE200）， 400 （VE400） and 2 000 （VE2000） mg/kg of vitamin E （VE）， respectively. The feeding experiment lasted for 90 d. Then， the animals were killed and Semimembranosus was excised from their carcasses and measured for shear force. The results showed that the tenderness of lamb meat was very significantly influenced by different aging times and levels of antioxidants， and the maximal tenderness change occurred on day 5 of aging. To different extents，

1 000–4 000 mg/kg AS， 200 mg/kg LP or 200 mg/kg VE could improve the tenderness of lamb during aging. It was also shown that the changes of tenderness in the CON group was consistent with both zero-order reaction and

first-order reaction kinetics， the AS and VE groups followed a first-order reaction， and the LP group was consistent with zero-order reaction. From these findings， it is concluded that the appropriate type and level of antioxidants could be useful for the improvement of lamb tenderness during aging.endprint

Key words： tenderness； aging； alfalfa saponins； lycopene； vitamin E

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201710001

中图分类号：TS251.1 文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2017）10-0001-05

国民经济的迅速发展促进了消费者对食品品质更高的追求，肉类作为人体高品质蛋白的重要来源，其品质更倍受消费者重视。嫩度是评价肉品食用价值和经济价值的重要指标，也是研究人员长期关注的热点之一，其主观评定方法主要根据肉品的柔软性、易碎性和可咽性来判定，但此种方法受人为主观因素干扰较大，因此借助仪器评定肌肉嫩度是最客观的方法，如用质构仪测定剪切力。在現代集约化饲养条件下，高密度的饲养环境、冷热应激、运输应激、饲料氧化变质或霉变等不利因素极易诱发畜禽的氧化应激反应，导致肌肉的抗氧化性能和肉品品质降低[1]。饲粮中添加抗氧化剂是抑制饲料氧化变质、清除畜禽体内自由基、抑制肌肉氧化的一种有效措施，纯天然、无污染的天然抗氧化添加剂，如VE、VC、α-硫辛酸和植物提取物（如异黄酮、茶多酚和番茄红素（lycopene，LP）等）逐渐成为当前的研究热点[2]。不同抗氧化剂的抗氧化机理有所差别，它们的抗氧化作用通过直接与自由基结合、抑制自由基的产生或提高内源性抗氧化物质的水平来实现。结合羊业生产和本团队前期的研究结果，本研究选取苜蓿皂苷（alfalfa saponins，AS）、LP和VE 3 种抗氧化剂，研究其在饲粮中的添加水平对羊肉嫩度的作用。

AS是从苜蓿中提取的次级代谢产物，属于五环三萜烯类化合物，在提高畜禽机体抗氧化性能和改善肉品嫩度等方面具有一定作用[3]。LP是一类主要存在于成熟的深色果蔬中的类胡萝卜素，具有很强的抗氧化性能，能够改善肉品和蛋品的品质[4]。AS和LP均属于植物提取物，但其发挥抗氧化作用的途径和机理不同。VE是天然的强效抗氧化剂，可以抑制自由基对生物类脂膜上多价不饱和脂肪酸的攻击，改善肉品质。抗氧化剂对肌肉嫩度的影响可能是通过抑制肌肉中蛋白质、酶和脂质等成分的氧化而对肌肉内部组织结构和生物化学状态产生作用[5-7]。

目前有关抗氧化剂对肌肉嫩度影响的研究缺乏系统性，前期的研究缺乏抗氧化剂种类的对比，另外，抗氧化剂影响熟化期羊肉嫩度变化规律的研究也鲜有报道。本研究通过在饲粮中添加不同水平的AS、LP和VE，并测定熟化期的羊肉嫩度，研究不同种类和水平的抗氧化剂对熟化期羊肉嫩度的影响，旨在为抗氧化剂的合理使用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

实验所用饲料原料均由山东省临清润林牧业有限公司肉羊繁育基地提供。

AS（纯度60.13%） 西安康尔美生物科技有限公司；

LP（纯度10.84%） 陕西森弗生物技术有限公司；VE（纯度50.20%） 浙江金大康动物保健品有限公司。

1.2 仪器与设备

Texture Analyzer TMS-PRO型质构仪 美国食品科技有限公司；XMTD-6000型数显式电热恒温水浴锅

北京长风仪器仪表公司。

1.3 方法

1.3.1 实验设计

选择遗传背景一致、平均体质量（22.0±0.5） kg的3 月龄断奶湖羊公羔100 只，采用完全随机设计分为10 组，每组10 只，单栏饲养。对照组（CON组）每天饲喂基础饲粮；参考胡明[8]的方法，设置AS处理组的添加水平分别为500（AS500）、1 000（AS1000）、2 000（AS2000）、4 000（AS4000） mg/kg基础日粮；根据本团队前期的研究结果[9]，设置LP处理组的添加水平分别为200（LP200）、400（LP400） mg/kg基础日粮；参照美国国家科学研究委员会（National Research Council，NRC）的饲养标准[10]和本团队前期的研究结果[11]，设置VE处理组的添加水平分别为200（VE200）、400（VE400）、2 000（VE2000） mg/kg基础日粮。实验期共104 d，其中预试期14 d，正试期90 d。基础饲粮组成及营养水平如表1所示。

1.3.2 饲养管理

实验期间保证圈舍通风换气良好，每天清扫，定期消毒。每天上午8时和下午4时分2 次等量饲喂基础饲粮，先粗后精；上午饲喂前称取相应水平的抗氧化剂加入精料中混匀，保证精料采食完全，自由饮水，粗料剩料量不超过10%。

1.3.3 指标测定

实验期结束后按清真方式屠宰，宰前禁食12 h，可自由饮水。宰后取半膜肌样品，剔除覆盖在肌肉表面的脂肪、筋膜等组织，置于-20 ℃冷冻保存。

将冷冻保存的样品置于4 ℃冰箱中解冻，之后进行熟化，分别在熟化1、2、3、4、5、6、7 d时将半膜肌样品取出，修剪成约6 cm×3 cm×3 cm的肉块。将样品装入封口袋后，80 ℃恒温水浴加热1 h[12]，取出后自然冷却约20 min；用直径为1.27 cm的圆形取样器沿与肌纤维平行的方向钻取孔样，取样位置距离肉样边缘不少于5 mm，避开筋膜，剔除有明显缺陷的孔样，用质构仪测定剪切力，每个样品测定6 次[13]。

1.3.4 零级和一级反应动力学模型

肉产品在贮藏过程中会产生诸多变化，而这些变化的反应规律基本上均遵循零级或一级反应动力学模型，标准的零级动力学和一级动力学方程可分别表示为公

式（1）和（2）。

式中：t为贮藏时间/d；k为贮藏条件下的反应速率常数；A0为样品初始指标值[14]；A为样品贮藏t时间后的指标值。endprint

建立样品品质指标与贮藏时间的线性回归方程，得到方程的决定系数（R2），R2越大说明反应越符合此反应级数。

1.4 数据处理

采用SAS 9.6软件的Mixed模型对实验数据进行方差分析，抗氧化剂的处理效应和熟化时间效应作为固定效应，P<0.05表示具有统计学意义上的显著性差异。采用Origin 9.0软件绘图和进行动力学分析。

2 结果与分析

2.1 饲粮中添加AS对熟化期羊肉嫩度的影响

由图1可知，随着熟化时间的延长，各AS处理组羊肉的剪切力均显著下降（P<0.01），除AS500组外，其他各处理组羊肉的剪切力在熟化期第5天的降幅最大，第5天时CON、AS500、AS1000、AS2000和AS4000组羊肉的剪切力与第4天相比分别下降了26.29%、7.01%、24.33%、29.99%和27.79%（P<0.05），其中AS2000組的降幅最大，AS500组的降幅最小（7.01%），且与CON组相比差异不显著（P>0.05）。由此表明，熟化期第5天以后羊肉的嫩度变化更为显著，添加1 000～4 000 mg/kg

基础日粮的AS能够显著降低熟化后期（5～7 d）羊肉的剪切力值，增加羊肉嫩度。

小写字母不同，表示熟化时间相同、抗氧化剂添加水平不同的处理组间差异显著（P<0.05）；大写字母不同，表示抗氧化剂添加水平相同、熟化时间不同的处理组间差异显著（P<0.05）。下同。

2.2 饲粮中添加LP对熟化期羊肉嫩度的影响

由图2可知，随着熟化时间的延长，各LP处理组羊肉的剪切力均显著下降（P<0.01），各组样品的剪切力在第5天降幅最大，CON、LP200和LP400组羊肉的剪切力与第4天相比分别下降了26.29%、29.14%和22.81%

（P<0.05）。与CON组相比，日粮中添加200 mg/kg基础日粮的LP能够显著降低熟化2、4、5、7 d羊肉的剪切力（P<0.05），而添加400 mg/kg基础日粮LP的羊肉剪切力只在第2天、第5天和第7天呈现显著降低

（P<0.05）。由此表明，添加LP的羊肉在熟化期第5天之后的嫩度变化更为显著，添加200 mg/kg基础日粮的LP对增加羊肉嫩度的效果更加显著。

2.3 饲粮中添加VE对熟化期羊肉嫩度的影响

由图3可知，各处理组羊肉的剪切力均随熟化时间的增加而显著降低（P<0.01），CON组羊肉在熟化第5天时的剪切力与第4天相比下降了26.29%（P<0.05），而VE200、VE400和VE2000处理组分别下降了6.65%、8.35%和8.99%（P>0.05）。与CON相比，日粮中添加VE可以显著降低羊肉熟化期各阶段的剪切力

（P<0.05），但各VE处理组间差异不显著（P>0.05），说明日粮中添加VE能够显著提高熟化期羊肉的嫩度。

2.4 熟化期羊肉嫩度的动力学分析

假设本研究中所有抗氧化剂（不同种类和水平）处理组羊肉嫩度的变化符合零级反应或一级反应动力学模型，通过比较不同抗氧化剂添加水平下的反应级数，并利用k推断反应速率变化的快慢，用零级和一级反应的R2推断反应与反应级数的符合程度，R2越大说明反应越符合此反应级数。

由表2可知，CON组的零级和一级反应动力学拟合方程的R2均较大，因此CON组羊肉的嫩度变化既符合零级反应也符合一级反应。就AS处理组而言，AS500组羊肉嫩度的零级反应R2比一级反应略大，AS2000组的零级反应R2与一级反应相差不大，AS1000和AS4000组的一级反应R2均大于零级反应，因此AS处理组羊肉半膜肌的嫩度变化比较符合一级反应。就LP处理组而言，零级反应R2均大于一级反应，说明LP处理组羊肉的嫩度变化遵循零级反应。就VE处理组而言，一级反应R2均大于零级反应，说明VE处理组羊肉的嫩度变化遵循一级反应。

3 讨 论

市售生鲜肉制品从生产到餐桌期间通常都存在一定的货架期，又称熟化期，这个过程中肌肉内部仍然进行着一系列的生物化学反应，包括贮藏环境导致的营养物质氧化、内源酶系统的催化反应和微生物引起的腐败等。熟化处理对改善肌肉嫩度具有极其重要的意义，宰后熟化期肌肉的嫩化主要源于肌肉内蛋白质的水解过程，在这一过程中蛋白质分解成较小的多肽或氨基酸。通常，该过程主要受多个蛋白酶系统的影响，尤其是钙蛋白酶系统。本研究结果表明，饲喂不同种类（AS、LP和VE）和水平的抗氧化剂时，羊肉嫩度随熟化时间的延长而逐渐增大的趋势是一致的，并且均在熟化期第5天变化幅度最大，这表明在熟化后期，由于肌肉中钙蛋白酶等内源酶对肌肉蛋白的水解作用，肌原纤维结构中的蛋白质等发生不同程度的降解，导致肌肉嫩度增加。

目前，国内外关于抗氧化剂对熟化期羊肉嫩度影响的研究还鲜有报道，尤其是AS和LP。杨芳[15]发现在小尾寒羊饲粮中添加5、10 g/kg的AS可以显著提高背最长肌的嫩度。刘大林等[16]发现在肉鸡日粮中添加0.03%和0.06%的AS能够显著提高鸡肉嫩度。蒋红琴等[4]发现在饲粮中添加50～200 mg/kg的LP，巴美肉羊背最长肌的嫩度有显著提高趋势。?ev?íková等[17]在肉鸡日粮中添加50～100 mg/kg的LP，发现能够在一定程度上提高鸡肉嫩度。有关VE对肌肉嫩度影响的研究相对较多，但大多集中在家禽、猪等单胃动物上。Agnihotri等[18]发现对山羊进行定期灌服VE降低了背最长肌和半腱肌的嫩度，但差异不显著，这可能是定期的灌服过程对山羊机体造成的应激过大引起的。Karami等[19]的研究表明，在山羊饲粮中添加400 mg/kg的VE提高了股二头肌嫩度，但差异不显著。Tugiyanti等[20]在番鸭饲粮中添加400、600 IU的VE，并测定了室温下存放3 h、6 h和3 d的鸭肉嫩度，结果表明，各处理组中不同存放时间鸭肉的嫩度差异不显著，这可能是由于实验所选择的时间范围较小、时间点少，缺乏连续性和对比性。Tugiyanti[21]、Zdanowska-Sasiadek[22]等也发现添加一定水平的VE可以不同程度地提高家禽的肌肉嫩度。本研究表明，不同熟化时间（1～7 d）和不同水平抗氧化剂的添加对羊肉嫩度具有极显著影响（P<0.01），添加一定水平的抗氧化剂可以不同程度地提高熟化期羊肉的嫩度，其中添加1 000～4 000 mg/kg基础日粮的AS、200 mg/kg基础日粮的LP和200～2 000 mg/kg基础日粮的VE均可以显著提高熟化期的羊肉嫩度（P<0.05）。但本团队前期的研究表明，就VE对肌肉品质的改善效果而言，其添加浓度并非越高越好[11]。因此，VE的推荐添加量为200 mg/kg基础日粮。endprint

本研究结果表明，饲粮中添加抗氧化剂会对湖羊肌肉的嫩度产生影响，但不同种类及不同添加水平抗氧化剂的作用效果并不一致，这可能与AS、LP和VE的抗氧化作用方式不同有关。AS是中草药中的一类重要活性物质，其独特的组成和结构使其具有双亲性，表面含有的大量亲水基和疏水基通过与细胞膜上的受体和蛋白质结合，清除过多的自由基；AS本身对自由基的影响较小，其能够增加熟化期羊肉的嫩度可能是通过增加肌肉内抗氧化酶的活性来发挥其抗氧化作用，减少脂质过氧化，促进细胞内水解酶的活性。LP通过物理或化学方式捕捉单线态氧，它能接受不同电子激发态的能量，生成基态氧或三重态氧LP，从而淬灭单线态氧，LP分子中有11 个共轭双键，与其他类胡萝卜素相比，LP的猝灭效率更高，抗氧化活性更强；LP对熟化期肌肉嫩度的影响可归因于其在肌肉熟化过程中捕捉并灭活由单线态氧产生的自由基，从而减少肌肉脂质和蛋白质的氧化。而VE属于脂溶性维生素，通过提供质子与自由基直接反应生成VE自由基，专门作用于细胞膜，捕捉氧自由基，保护细胞膜不被脂质氧化和体内多种生物膜免受氧化损伤；VE对肌肉嫩度的影响源于其对肌肉细胞膜的保护作用。

化学反应动力学模型分析法已被广泛应用于肉品、蔬菜和水果等食品贮藏过程中品质变化的分析和预测，且应用效果较好[23]。动力学模型分析法是对数据进行拟合的方法，大多数食品的品质变化都遵循零级或一级反应动力学模型，在零级模型中采用线性坐标即可得到直线，在一级模型中采用半对数坐标才可得到直线。根据实验的测定值，采用固定的数学模型进行拟合就可以求得相应的k和R2，从而对食品品质指标随时间变化的规律进行分析[24]。

牛、羊肉嫩度和货架期等方面的动力学研究已有相关报道，但均未涉及抗氧化剂对熟化期羊肉嫩度的动力学

分析[25-28]。本研究通过动力学分析对比发现，CON组和LP处理组羊肉的嫩度变化符合零级动力学模型，而AS处理组和VE处理组的嫩度变化遵循一级动力学模型；各组k值均为负值，表明剪切力随熟化时间的延长而逐渐降低，即嫩度逐渐提高，且反应速率与适宜的添加水平有关。通过以上动力学分析结果，可以根据肉制品的实际质量要求建立适当的方程来模拟时间-剂量变化的品质变化规律，选择合适的添加剂和贮藏期，为生产和销售提供指导。

4 结 论

熟化期羊肉嫩度的变化与熟化时间和抗氧化剂的添加种类及水平有关，熟化期第5天羊肉嫩度的变化最大，饲粮中单独添加1 000～4 000 mg/kg基础日粮的AS、200 mg/kg基础日粮的LP或200 mg/kg基础日粮的VE对熟化期羊肉嫩度的作用效果最佳。对不同AS、LP和VE添加水平下的羊肉嫩度进行分析，结果表明，CON组的嫩度变化既符合零级反应也符合一级反应，AS和VE处理组的嫩度变化更符合一级反应，而LP处理组的嫩度变化符合零级反应，不同动力学模型可以作为抗氧化剂种类和剂量选择的参考依据。

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