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      肉雞宰前擊暈研究進(jìn)展

      2013-04-11 16:28:57黃繼超徐幸蓮
      食品科學(xué) 2013年11期
      關(guān)鍵詞:電擊胴體水浴

      黃繼超,王 鵬,徐幸蓮*,張 巖,孫 皓

      (南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 教育部肉品加工與質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210095)

      近年來,我國(guó)雞肉產(chǎn)量增長(zhǎng)迅速,現(xiàn)已成為世界第二雞肉生產(chǎn)大國(guó),雞肉加工業(yè)呈現(xiàn)出了良好的發(fā)展勢(shì)頭[1]。隨著經(jīng)濟(jì)條件的改善,消費(fèi)者對(duì)雞肉產(chǎn)品的要求也有了進(jìn)一步的提高,不僅要求肉品安全、營(yíng)養(yǎng),而且要有較好的口感和風(fēng)味[2]。而宰前應(yīng)激對(duì)肉品品質(zhì)有一定的影響,宰前擊暈可使動(dòng)物在屠宰過程中感覺不到疼痛,以減少動(dòng)物的宰前應(yīng)激,從而提高肉品品質(zhì)。目前宰前擊暈方式有3種:機(jī)械擊暈、電擊暈和氣體擊暈[3]。其中水浴電擊暈具有應(yīng)用方便、經(jīng)濟(jì)、需要空間小等優(yōu)點(diǎn),是目前肉雞屠宰行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種宰前擊暈方式。

      1 肉雞擊暈方式的發(fā)展過程

      在肉雞屠宰過程中最早使用的擊暈方式是機(jī)械擊暈。它是指在動(dòng)物的頭部施加一個(gè)強(qiáng)大的作用力,使動(dòng)物腦部劇烈損傷,從而造成動(dòng)物昏迷。機(jī)械擊暈包括傳統(tǒng)的棒打擊暈、針刺擊暈(用針刺入腦部擊暈)、氣動(dòng)擊暈槍擊暈等[4]。由于機(jī)械擊暈在肉雞屠宰線上很難滿足動(dòng)物福利和流水線宰殺的要求,所以在肉雞屠宰企業(yè)沒能得到廣泛應(yīng)用。

      隨著肉雞屠宰業(yè)的發(fā)展及屠宰流水線的應(yīng)用,增加待宰肉雞在屠宰線上的靜止時(shí)間成為宰前擊暈最大的難題。而水浴電擊暈的出現(xiàn)解決了這一問題,它使肉雞有足夠的不動(dòng)時(shí)間,使之滿足機(jī)械宰殺裝置的要求,并能減少由于失去知覺引起的身體活動(dòng),例如放血時(shí)拍翅、肌肉劇烈收縮等[5]。因此,水浴電擊暈很快被廣泛應(yīng)用到肉雞屠宰線上。電擊暈最初應(yīng)用的電壓比較低,頻率50Hz固定不變。20世紀(jì)70年代末至80年代初,歐洲的報(bào)告開始指出了這種電擊暈方式的不足之處,就是在肉雞屠宰過程中電擊暈效果很不穩(wěn)定,三分之一的雞被電死,而三分之一卻沒有被充分擊暈,不能滿足動(dòng)物福利的要求[6]。因此,學(xué)者開始研究如何改善這種狀況。德國(guó)和英國(guó)學(xué)者最早開始該研究,研究表明[7]使肉雞擊暈的最低電流為120mA。該電流既能使肉雞快速失去知覺,也能使之心臟衰竭,從而使肉雞很難再恢復(fù)知覺,進(jìn)而滿足動(dòng)物福利的要求。所以當(dāng)時(shí)歐洲推薦肉雞電擊暈的最低電流為120mA、頻率50Hz,即高壓低頻電擊暈。高壓電擊暈雖然能夠滿足動(dòng)物福利的要求,但胴體會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p傷,即胸部淤血、紅翅尖、紅頭、斷骨等。

      由于美國(guó)的動(dòng)物福利未涉及肉雞,雖然調(diào)查報(bào)告顯示其97%的屠宰企業(yè)都采用水浴電擊暈,但當(dāng)歐洲廣泛使用高壓電擊暈時(shí),美國(guó)大部分肉雞屠宰企業(yè)采用的是低壓高頻(10~25V、500Hz)電擊暈[8]。雖然這很難滿足動(dòng)物福利的要求,但在很大程度上減少了對(duì)胴體的損傷。

      氣體擊暈在1950年首次應(yīng)用于肉雞的屠宰,盡管隨后的研究表明[9]二氧化碳和空氣的混合氣體對(duì)擊暈雞鴨非常有效,但由于缺少足夠的科學(xué)知識(shí)及昂貴的擊暈費(fèi)用,使得氣體擊暈研究暫時(shí)停止。隨著對(duì)肉雞分割肉、剔骨肉及深加工產(chǎn)品需求的增加,對(duì)雞肉品質(zhì)要求越來越高,胴體損傷則成為降低肉質(zhì)的重要因素。Mohan Jay等[10-11]研究表明在肉雞運(yùn)輸容器中采用氣體擊暈,其在動(dòng)物福利和胴體質(zhì)量方面均優(yōu)于高壓電擊暈。由于氣體擊暈既可滿足動(dòng)物福利的要求又能減少胴體損傷,逐漸被人們所重視。但氣體擊暈費(fèi)用高,且研究尚不成熟,目前在肉雞屠宰行業(yè)中并未得到廣泛使用。

      2 電擊暈

      2.1 電擊暈的原理

      電擊暈指通過一定的電流使動(dòng)物發(fā)生腦部癲癇和心室顫動(dòng)(或纖維化),進(jìn)而造成其昏迷或死亡。在正常的神經(jīng)調(diào)節(jié)中,一次電位變化僅能持續(xù)幾微秒,但當(dāng)有足夠的電流通過時(shí),興奮性突觸后電位(EPSP)就會(huì)被激發(fā)或抑制性突觸后電位(IPSP)抑制,從而使去極化作用時(shí)間延長(zhǎng),出現(xiàn)連續(xù)的動(dòng)作電位。當(dāng)其在兩個(gè)大腦半球的神經(jīng)中同時(shí)發(fā)生時(shí),就表現(xiàn)為全身性癲癇發(fā)作,它會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物昏迷,而肉雞在電擊暈時(shí)一般表現(xiàn)為癲癇小發(fā)作即局部腦膜癲癇發(fā)作[12]。心室顫動(dòng)(心臟快速而無節(jié)奏的跳動(dòng))會(huì)影響到心臟血液的輸出(減少到低于30%的正常輸出量)和正常的血液循環(huán),從而引起心肌和大腦缺氧,延長(zhǎng)昏迷時(shí)間。如果電流過大則會(huì)引起心室纖維化,造成心臟停止跳動(dòng)以致動(dòng)物死亡[13]。

      2.2 電擊暈方式

      肉雞電擊暈最常用的方式有頭部電擊暈和頭胸電擊暈。頭部電擊暈一般用手持電擊暈槍擊暈,為了安全,電壓不能過高。其具有使電流集中在頭部、提高擊暈效果的優(yōu)點(diǎn),但不適合規(guī)模化操作[14]。頭胸電擊暈也叫水浴電擊暈,即把雞倒掛在鏈條上,頭部和胸部侵入水中,通過帶電水浴槽進(jìn)行擊暈,是目前肉雞屠宰行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種擊暈方式。

      2.3 影響電擊暈的因素

      影響水浴電擊暈效果的因素很多,主要包括電流、電壓、電阻、頻率、時(shí)間、波形等。

      電流是影響電擊暈效果的主要因素,當(dāng)電阻一定時(shí),電壓越高電流越大,擊暈后肉雞的昏迷程度越深,時(shí)間也越長(zhǎng)[15]。如果電壓過低電流過小,則起不到擊暈效果,肉雞會(huì)在擊暈后宰殺前蘇醒,引起肉雞劇烈撲翅。但電壓過高電流過大,會(huì)造成肉雞心臟停止跳動(dòng),不利于宰殺后的放血。

      電阻主要是通過影響電流的大小而影響擊暈效果,當(dāng)電壓一定時(shí),電阻越大電流越小,擊暈后肉雞的昏迷程度越淺,時(shí)間越短。商業(yè)用電擊暈水浴槽能同時(shí)容納多只雞,它們?cè)谒〔壑行纬刹⒙?lián)電路[16]。其中電阻包括鏈條的電阻、腿和掛鉤接觸面的電阻、掛鉤和水浴槽中的雞形成的并聯(lián)電阻、水浴槽中水的電阻。其中鏈條電阻與鏈條長(zhǎng)度成正比,所以同一電擊暈設(shè)備的鏈條電阻是固定的;腿和掛鉤接觸的程度對(duì)電阻影響很大,接觸面越大電阻越小。對(duì)腿和掛鉤接觸面噴灑鹽水能大幅降低電阻,可以彌補(bǔ)接觸程度不同對(duì)電阻的影響[17]。由于電流是有離子的定向移動(dòng)形成的,所以電擊暈槽中水的離子強(qiáng)度對(duì)電路中的電阻影響很大,當(dāng)電擊暈開始后隨著水中肉雞羽毛上的臟物和排泄物的積累,水浴槽中的離子濃度提高,從而使電阻減小。Bilgili[3]研究表明在水浴槽中加入1%的NaCl尤其在剛開始電擊暈的純水中,可顯著降低電擊暈過程中由水浴槽中水引起的電阻(減少96.8%)。除這些外在條件外,肉雞本身的品種、年齡、質(zhì)量、脂肪含量也與電阻密切相關(guān),如肉雞的電阻一般在1000~26000Ω,母雞的電阻比公雞大[14]。

      頻率是影響擊暈效果的重要因素,目前電擊暈所使用的頻率范圍在50~1500Hz之間。Weirich等[18]對(duì)心室顫動(dòng)閾值測(cè)試實(shí)驗(yàn)表明,心臟組織對(duì)30~60Hz的正弦交流電的刺激最敏感,刺激時(shí)間越長(zhǎng)效果越明顯。Mouchoniere等[19]研究表明頻率越高火雞的心臟停跳率越低。雖然高頻率不易使心臟停止跳動(dòng)而有利于放血,但擊暈后肉雞昏迷時(shí)間隨著頻率的增加而減少。如果使用的頻率過高則會(huì)造成肉雞在放血之前蘇醒。

      電擊暈時(shí)間主要由電擊暈槽的長(zhǎng)度和鏈條速度決定,且電擊暈時(shí)間越長(zhǎng),擊暈后肉雞的昏迷程度越深,時(shí)間也越長(zhǎng),但隨著時(shí)間的延長(zhǎng)胴體損傷會(huì)加重。

      目前最常用的波形有正弦交流(AC)和脈沖直流(DC)。Bilgili[3]研究表明當(dāng)電阻一定時(shí),要達(dá)到同樣的電流強(qiáng)度,脈沖直流需要的電壓比正弦交流高。當(dāng)電擊暈的電流和時(shí)間一定時(shí),采用正弦交流方式擊暈的肉雞,其昏迷時(shí)間與最大波峰停留的時(shí)間呈正相關(guān),而經(jīng)脈沖直流擊暈后肉雞的昏迷時(shí)間與脈沖時(shí)間呈正相關(guān)[20]。Raj等[21]通過腦電波監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),當(dāng)用130mA、50Hz直流電擊暈時(shí),將脈沖時(shí)間從5ms延長(zhǎng)到10ms或15ms時(shí),電擊暈效果明顯加強(qiáng)。Prinz等[22]研究發(fā)現(xiàn)在相同電壓條件下,正弦交流電擊暈比脈沖直流電擊暈后的肉雞死亡率高。

      另外,肉雞本身的顱骨厚度及胸部脂肪對(duì)擊暈效果影響也很大。顱骨越厚密,越不易被擊暈,這可能是由于顱骨厚度增加,造成腦部電阻提高,而影響了流向大腦的電流強(qiáng)度所致。Wolley等[23]研究表明肉雞的胸部脂肪越厚電阻越大,擊暈效果越差。

      3 氣體擊暈

      氣體擊暈是在運(yùn)輸肉雞的容器中進(jìn)行的,減少了屠宰前的掛雞和由于電擊暈帶來的胴體損傷。通常用來擊暈肉雞的氣體有二氧化碳、氮?dú)夂蜌鍤?。?dāng)肉雞吸入二氧化碳后,可導(dǎo)致呼吸和代謝性酸中毒,降低腦脊液(CSF)和神經(jīng)元的pH值從而發(fā)揮其對(duì)神經(jīng)元的抑制和麻醉作用[24]。Ludders等[25]已經(jīng)證實(shí)鳥類肺內(nèi)的感受器對(duì)二氧化碳的敏感性大于對(duì)缺氧敏感性。當(dāng)吸入過高濃度的二氧化碳會(huì)使肉雞惡心,在意識(shí)喪失之前引起嚴(yán)重的呼吸窘迫,并且會(huì)刺激鼻黏膜引起疼痛[14]。但Raj[26]研究發(fā)現(xiàn)肉雞對(duì)小于30%的二氧化碳濃度不產(chǎn)生厭惡。

      吸入惰性氣體會(huì)引起缺氧,氙氣、氪氣和氬氣在大多數(shù)環(huán)境條件下都屬于惰性氣體,考慮到氙氣和氪氣費(fèi)用較高,所以商業(yè)上對(duì)肉雞擊暈采用氬氣和氮?dú)鈁27]。Raj[26]研究表明氬氣和氮?dú)庠趽魰灮驓⑺廊怆u前,使其感受不到痛苦。當(dāng)動(dòng)物置于有氬氣、氮?dú)饣蛘咂渌栊詺怏w引起的缺氧環(huán)境中時(shí)引起大腦缺氧,大腦缺氧后腦神經(jīng)細(xì)胞從有氧呼吸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o氧呼吸,導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)乳酸積累和能量(ATP)缺失,造成神經(jīng)細(xì)胞去極化(細(xì)胞外鉀的積累)和代謝紊亂,從而使動(dòng)物昏迷或死亡[28-29]。單一的氣體擊暈效果不好,多數(shù)用混合氣體擊暈。McKeegan等[30]研究表明,二氧化碳和氮?dú)饣旌蠚怏w比單純氮?dú)鈸魰炋岣吡巳怆u昏迷和死亡的速度,但它們擊暈的肉雞在失去意識(shí)前都表現(xiàn)出了撲翅和持續(xù)的痙攣。在混合氣體中加入氧氣,防止了痙攣的發(fā)生,但減慢了昏迷和死亡的速度。大量通過測(cè)量腦電波來判斷開始失去知覺時(shí)間的實(shí)驗(yàn)表明,在空氣中混入高濃度的二氧化碳及氬氣擊暈中,30%的二氧化碳、60%的氬氣和空氣混合使肉雞昏迷的速度最快[14]。另外,Purswell等[31]用低壓空氣造成的低氧分壓來擊暈肉雞,取得了較好的結(jié)果,肉雞只要暴露在19.4kPa的大氣壓條件下即可保證99.9%的擊暈率。但還沒有研究者做過低壓氣體擊暈關(guān)于動(dòng)物福利的研究。

      4 擊暈對(duì)雞肉品質(zhì)的影響

      電擊暈過程中動(dòng)物由于受到瞬間電流刺激,可能會(huì)導(dǎo)致毛細(xì)血管破裂形成血斑,電擊暈應(yīng)用不當(dāng)引起的應(yīng)激,會(huì)造成肉雞劇烈撲翅形成翅部淤血和斷骨。Raj等[32]研究了肉雞的高頻(1500Hz)和低頻(50Hz)水浴電擊暈法對(duì)胴體品質(zhì)的影響,結(jié)果表明高頻擊暈處理后肉雞的斷骨、胸部淤血、肌肉變色現(xiàn)象明顯減少。McNeal等[33]認(rèn)為動(dòng)物在擊暈時(shí)高頻(500Hz)比低頻(50、60Hz)對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響更大,而對(duì)肌肉影響較小。因此,高頻處理可以使動(dòng)物快速擊暈,且不會(huì)使肌肉產(chǎn)生強(qiáng)烈收縮,從而提高宰后胴體品質(zhì)。Hoen等[34]研究表明氣體擊暈對(duì)胴體損傷很小,能夠解決由電擊暈過程造成的斷骨和淤血。

      血液中的成分(尤其是血紅蛋白)是脂肪氧化的催化劑,并且可能降低產(chǎn)品的貨架期,所以胴體內(nèi)血液殘留量對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)有很大影響[35]。Craig等[36]研究表明低壓高頻電擊暈比高壓低頻電擊暈放血速率快,但不影響最終的放血量,這可能是由于高壓易引起心室顫動(dòng)的原因。Kang等[37]研究表明氣體擊暈和電擊暈的最終放血量沒有區(qū)別。

      pH值下降速率及最終pH值對(duì)肉品品質(zhì)有很大影響。pH值下降速率過快,易引起蛋白質(zhì)變性,增加雞肉中類顏色灰白、質(zhì)地松軟、滲水嚴(yán)重(PSE)肉的發(fā)生率,pH值下降速率過慢易引起冷收縮,降低肉的保水性。Sante等[38]研究表明低壓高頻電擊暈比高壓低頻電擊暈后雞肉僵直前期的pH值下降快,但不影響最終的pH值。這很有可能是由于高頻電擊暈后在放血的過程中撲翅引起的。Poole等[39]研究了氣體擊暈、低壓高頻擊暈、高壓低頻擊暈和傳統(tǒng)的擊暈方式對(duì)肉品質(zhì)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)宰后24h氣體擊暈和電擊暈相比pH值沒有區(qū)別。閔輝輝等[40]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著擊暈電壓的升高,pH值的下降速率減慢,但擊暈電壓對(duì)肌肉最終pH值沒有影響。

      嫩度是決定肉食用品質(zhì)的重要指標(biāo)之一,剪切力值是反應(yīng)嫩度的一個(gè)較好的指標(biāo)。閔輝輝等[40]研究表明100V擊昏后肉樣剪切力值顯著高于60、 80、90V擊昏處理組。胥蕾等[41]研究表明高頻率(400、1000Hz)和低頻率(160Hz) 擊暈相比降低了胸肌中的剪切力值。Papinaho等[42]研究結(jié)果表明電擊暈時(shí)間對(duì)宰后肉的剪切力值影響差異不顯著。

      5 結(jié) 語

      經(jīng)過對(duì)國(guó)內(nèi)肉雞屠宰企業(yè)調(diào)研發(fā)現(xiàn),目前國(guó)內(nèi)肉雞宰前擊暈方式以水浴電擊暈為主,但電擊暈參數(shù)差別較大,電壓為10~110V,頻率為50~900Hz,時(shí)間為7~20s。多數(shù)企業(yè)電擊暈方式既沒有達(dá)到低壓高頻電擊暈減少胴體損傷的目的,也沒有達(dá)到高壓低頻電擊暈滿足動(dòng)物福利的要求。雖有部分企業(yè)采用了高頻電擊暈,胴體損傷有所減輕,但仍對(duì)企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量影響較大??傮w來看,目前國(guó)內(nèi)肉雞宰前擊暈缺乏規(guī)范,胴體損傷嚴(yán)重,很大程度上影響分割產(chǎn)品質(zhì)量。

      由于我國(guó)還沒有完整的關(guān)于動(dòng)物福利的法律,加上低壓高頻電擊暈可以改善動(dòng)物福利,減輕胴體損傷,提高產(chǎn)品質(zhì)量。所以在將來一段時(shí)間,國(guó)內(nèi)肉雞屠宰企業(yè)將可能以低壓高頻水浴電擊暈方式為主。但國(guó)內(nèi)對(duì)高頻電擊暈研究較少,對(duì)其應(yīng)用沒有一個(gè)正確的指導(dǎo),加上企業(yè)對(duì)宰前電擊現(xiàn)象沒有足夠的重視,胴體損傷仍然嚴(yán)重,今后對(duì)低壓高頻電擊暈參數(shù)的優(yōu)化將會(huì)成為肉雞宰前擊暈研究的重點(diǎn)。

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