王瑤,牛樂寶*,張一敏,羅欣,楊嘯吟,呂忠
1(山東農(nóng)業(yè)大學 食品科學與工程學院,山東 泰安,271018)2(延邊綜合試驗站,吉林 延吉,133000)
牛肉肉質(zhì)鮮美,具有“高蛋白、低脂肪”的優(yōu)點,富含礦物質(zhì)、維生素、多種氨基酸和脂肪酸等營養(yǎng)成分,在人們的日常膳食中占有重要地位[1]。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的日益提高,牛肉的消費數(shù)量增加,消費者對牛肉質(zhì)量也提出了更高的要求[2-3]。肉品品質(zhì)可分為食用品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)、加工品質(zhì)、安全品質(zhì)和人文品質(zhì)5個方面,具體包括肉色、嫩度、營養(yǎng)素(蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)、氨基酸、脂肪酸等)、系水力、pH值等[4-5]。影響肉品品質(zhì)的原因有很多,除飼育、年齡等因素外,品種因子是先天決定的,不同基因型的牛肉品質(zhì)均有差異[6-7]。
我國養(yǎng)牛業(yè)歷史悠久[8],肉牛產(chǎn)業(yè)近年形成明顯的區(qū)域特征,黃牛也形成了許多獨具特色的地方品種,其中魯西黃牛、秦川牛、南陽牛、延邊黃牛、晉南牛被列為中國五大良種黃牛品種,在肉牛雜交培育中一般作為雜交母本[9]。此外我國目前擁有4個通過國家畜禽遺傳資源委員會審定、專門化的肉牛品種,分別為夏南牛、延黃牛、遼育白牛和云嶺牛,均是選用不同黃牛作為母本牛與引進優(yōu)良肉牛種雜交培育而成。
本文對我國不同品種肉用黃牛及其雜交牛的肉品品質(zhì)研究進行了總結(jié)分析,歸納比較了不同品種黃牛(主要是西冷、牛霖部位肉)的食用品質(zhì)(肉色、嫩度)和營養(yǎng)品質(zhì)(蛋白質(zhì)、肌內(nèi)脂肪、維生素、礦物質(zhì)、氨基酸和脂肪酸)。
在品質(zhì)指標中,肉色最為直觀,是影響消費者購買的主要因素,人們往往依靠肉色來判斷牛肉的衛(wèi)生和新鮮程度。肌肉的顏色主要取決于肌紅蛋白的狀態(tài)及其含量。影響肉色及穩(wěn)定性的因素有很多,包括內(nèi)源因素例如品種、年齡、肌肉的部位等,外源因素例如溫度、氧分壓、包裝方式、貯藏時間等,以及飼養(yǎng)方式和宰前管理方式的不同也會導(dǎo)致肉色的差異[5,10-11]。目前,多采用色差儀來直接測定肉樣顏色,用L*、a*、b*值等表示肉色的客觀量化指標。其中,a*相較于其他指標,能更簡單有效地反映消費者對肉色的接受度和消費欲望,當牛肉的a*>14.5時,絕大多數(shù)消費者認為牛肉的肉色較好,且愿意購買[12]。
黃牛較之牦牛與水牛,肉色更為鮮紅。因為牦牛和水牛肉中都含有較豐富的肌紅蛋白,為了適應(yīng)生存環(huán)境,牦牛肉中含有較多的還原態(tài)亞鐵肌紅蛋白(紫紅色),而水牛肉中鐵離子含量豐富,使其氧化后的高鐵肌紅蛋白(棕褐色)遠比其他肉要多,所以牦牛與水牛肉的肉色都呈更深的紫紅色[13-14]。
我國云嶺牛、魯西黃牛等大多黃牛與其雜交牛的色澤都較好,a*遠高于14.5這一消費者的接受閾值(表1)。李娜等[15]研究云南本地黃牛與云嶺牛的背最長肌(主要是西冷)的肉質(zhì)特性發(fā)現(xiàn)云嶺牛的L*、a*、b*與C、H值均顯著高于云南本地黃牛(P<0.05),這一結(jié)論也肯定了我國肉用牛種的培育效果。對于不同部位肉來說,雖然魯西黃牛[16]、中國西門塔爾牛[17]、秦川牛[16]、延邊牛[18]與南陽牛[18]幾種黃牛間肉色稍有差異,但其西冷與牛霖兩個部位肉的a*都無顯著差異(P>0.05),僅夏南牛[17]中發(fā)現(xiàn)牛霖的肉色較之西冷更為鮮紅(P<0.05)。
表1 不同品種黃牛西冷部位肉肉色比較Table 1 Comparison of colour between different breeds of cattle
嫩度是肉的主要食用品質(zhì)之一,與多汁性、風味一起決定著牛肉的適口性,是消費者評判肉質(zhì)優(yōu)劣的最關(guān)鍵指標[20]。牛肉的嫩度也受到肌纖維、肌內(nèi)脂肪、蛋白水解酶等多種因素的影響,包括宰前因素例如動物品種、年齡、性別、飼養(yǎng)方式等,宰后因素例如電刺激、嫩化吊掛、成熟處理等改善嫩度的技術(shù)手段[21-22]。目前嫩度的測定多用剪切力來衡量,肉的剪切力值越大,嫩度越差。LIANG等[23]對不同等級牛肉研究發(fā)現(xiàn),我國消費者不喜歡剪切力值>55.43 N時的牛肉,認為較韌;當剪切力值<41.4 N時,消費者認為牛肉較嫩,更喜歡接受。相較美國消費者對牛肉剪切力的拒絕點與喜好點(>45.1 N和<38.2 N)[24]表明我國消費者更喜歡具有咀嚼性的牛肉。
黃牛的肉質(zhì)較嫩,其剪切力值一般顯著或極顯著低于水牛和牦牛。牦牛、水牛的肉質(zhì)較韌與其肌間結(jié)締組織的含量偏高有關(guān),但由于多數(shù)研究中所選用的不同品種牛年齡各有不同,生存環(huán)境又遍布大江南北,對嫩度的對比也有一定的影響[13-14, 25]。
近年來對不同品種黃牛及其雜交牛的嫩度比較如表2所示。我國大部分肉用黃牛肉質(zhì)都較嫩,其中,云嶺牛[15]、延邊牛[18]、中國西門塔爾牛[17]和夏南牛[17]的牛肉嫩度都能迎合國人的喜好,西冷部位的剪切力均在40.2 N以下。但吳健等[26]對12月齡中國西門塔爾牛的背最長肌(主要是西冷)進行了研究,得到的剪切力為99 N,遠遠高于崔國梅[17]的結(jié)論(37.2 N),除去個體間差異,還可能與兩實驗中中國西門塔爾牛的月齡不同,飼育條件不同等有關(guān),如一是取自東北寒溫帶山區(qū)宰后成熟48 h[26],一是取自華東安徽地區(qū)宰后成熟72 h[17]。對于魯西黃牛和秦川牛來說,盧桂松等[16]測得魯西黃牛與秦川牛的剪切力較高(71~71.7 N),遠高于XIE等[19]測定得到的嫩度(43~51.8 N),這可能與兩次實驗中樣本的月齡、飼育、成熟時間或蒸煮時選擇的中心溫度不同有關(guān),但兩份研究均認為魯西黃牛和秦川牛牛肉的嫩度差異不顯著。
除了不同品種,黃牛的不同部位肉也有差異,學者們進行嫩度測定時也會選擇不同部位進行研究,選用的部位大部分是西冷和牛霖。崔國梅[17]對中國西門塔爾牛和夏南牛的研究結(jié)果顯示,這2個牛種的西冷與牛霖4塊部位肉都具有相似的嫩度(P>0.05),盧桂松等[16]發(fā)現(xiàn)魯西黃牛與秦川牛兩品種同一部位肉的嫩度同樣無顯著差異(P>0.05),但其牛霖部位的剪切力值均顯著低于西冷部位肉(P<0.05),這可能是由于兩實驗中牛肉的宰后冷卻時間不同造成的,這也為不同部位牛肉適宜的成熟時間的探究提供了參考。在王復(fù)龍等[18]的研究中發(fā)現(xiàn),延邊牛與南陽牛的牛霖部位剪切力值無顯著差異(P>0.05),但延邊牛的西冷部位遠嫩于其他3塊部位肉(P<0.05),即嫩度排序為延邊牛西冷>南陽牛西冷>延邊牛牛霖與南陽牛牛霖(表2)?,F(xiàn)有數(shù)據(jù)得到延邊牛、云嶺牛、夏南牛等牛種都能滿足我國消費者對嫩度的喜好,但由于各實驗中選取的不同品種牛年齡、育肥等飼育條件不盡相似,宰后成熟時間不盡相同,實驗方法中也有些許差異,對不同實驗中嫩度的測定結(jié)果也有一定的影響。
肉品的營養(yǎng)品質(zhì)包括其六大營養(yǎng)素的含量及存在形式[5]。而牛肉是多種營養(yǎng)素的優(yōu)質(zhì)來源,其含量差異因牛的品種、產(chǎn)地、飼養(yǎng)方式及肉的部位等因素不同而有差異[6-7]。
表2 不同品種黃牛西冷部位肉嫩度比較Table 2 Comparison of tenderness between different breeds of cattle
蛋白質(zhì)和脂肪含量是肉品品質(zhì)中常規(guī)成分的重要指標。肌肉中除水外,主要成分便是蛋白質(zhì),牛肉中蛋白含量一般為20%左右;肌內(nèi)的脂肪含量對肉的嫩度、多汁性和風味等指標都有影響,也對消費者的感官評價有影響[27-28]。李鵬等[14]、王存堂[29]研究發(fā)現(xiàn)牦牛肌肉中的蛋白質(zhì)含量高于黃牛,肌內(nèi)脂肪含量相似或顯著低于黃牛;而黃牛與水牛肌肉中的蛋白含量幾乎無顯著差異,肌內(nèi)脂肪含量黃牛較水牛偏高[13, 30]。許多因素都對蛋白質(zhì)、脂肪含量的測定造成影響,尤其是育肥與否、部位肉選擇等宰前措施導(dǎo)致肌內(nèi)脂肪的沉積有差別。
大多肉用黃牛牛肉內(nèi)蛋白含量都較高,在21%~23%,幾乎沒有顯著差異。朱貴明[31]對18月齡的秦川公牛、母牛與閹牛的多部位肉(西冷、里脊、牛霖、米龍等16個部位肉)進行研究,發(fā)現(xiàn)秦川公牛肉中的蛋白含量最高,閹牛次之,母牛最少,且不同部位間蛋白含量均有明顯的差異,其中米龍部位蛋白含量最高,辣椒條部位含量最低。曾勇慶等[32]發(fā)現(xiàn)魯西黃牛的西冷與牛霖部位蛋白含量沒有顯著差異,與他相似,崔國梅[17]也發(fā)現(xiàn)夏南牛的西冷與牛霖肉部位蛋白含量相近。
對于肌內(nèi)脂肪來說,目前發(fā)現(xiàn)不同品種黃牛的脂肪含量存在一定差異,這也與脂肪更易受到育肥等因素的影響有關(guān)。李娜等[15]指出云嶺牛的脂肪含量顯著低于云南本地的黃牛(P<0.05),且這兩個牛種牛肉中脂肪含量都偏高。在朱貴明[31]對不同性別的秦川牛牛肉研究中發(fā)現(xiàn),肌內(nèi)脂肪最高的是閹牛,而秦川公牛和母牛肌內(nèi)脂肪含量較低。在魯西黃牛[32]和夏南牛[17]中,西冷與牛霖這兩個不同部位肉的肌內(nèi)脂肪含量都沒有顯著差異,在中國西門塔爾牛[17]中,牛霖的肌內(nèi)脂肪含量高于西冷部位。蘭永清等[33]對3種江西地方黃牛(錦江黃牛、吉安黃牛、廣豐黃牛)的西冷與大黃瓜條部位進行了測定,發(fā)現(xiàn)這3個品種與2個部位肌內(nèi)脂肪含量均無顯著差異,這可能是同一區(qū)域特性使得3種黃牛的飼育成長環(huán)境相仿導(dǎo)致。
總體來看,非高度育肥的牛肉本就是高蛋白、低脂肪食物,現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)不同品種黃牛蛋白含量幾乎沒有明顯差異,但對于脂肪來說,其測定結(jié)果略有不同。由于育肥條件、年齡等都會嚴重影響研究結(jié)果,且脂肪的種類和含量與牛肉的多汁性和風味有關(guān),所以不能完全根據(jù)脂肪含量去判斷其肉品品質(zhì)的高低,還要參考其脂肪酸價值(表3)。
表3 不同品種黃牛西冷部位肌內(nèi)蛋白、脂肪含量Table 3 The contents of intramuscular fat and protein in striploin between different breeds of cattle
氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位,其種類與含量決定了蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值,是評價肉品營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標。牛肉中氨基酸組成與人體中的氨基酸組成非常接近,是人類必需氨基酸的重要來源[5]。除了作為營養(yǎng)成分之外,鮮味氨基酸等風味系游離氨基酸含量還會影響肉品的風味。聯(lián)合國糧農(nóng)組織與世界衛(wèi)生組織(Food and Agriculture Organization/ World Health Organization,FAO/WHO)提出了理想蛋白質(zhì)氨基酸模式及評分標準,對于食物中的蛋白質(zhì)組成來說,除規(guī)定的必需氨基酸有各自的理想模式外,必需氨基酸與總氨基酸的比值(essential amino acid/total amino acid,EAA/TAA)應(yīng)達到40%,而必需氨基酸與非必須氨基酸的比值(essential amino acid/non-essential amino acid,EAA/NEAA)要在60%及以上[35-36]。
有相關(guān)學者研究認為,牦牛肉中的氨基酸含量較黃牛豐富[14, 29, 37-38],水牛與黃牛肉中的氨基酸的組成與含量差異不顯著[30],但也有實驗表明黃牛牛肉在氨基酸評價中,風味好,營養(yǎng)豐富[39]。王喆等[35]對云嶺牛、云南黃牛、短云雜牛(短角牛與云南黃牛雜交的F1代)和西云雜牛(西門塔爾牛與云南黃牛雜交的F1代)的眼肉氨基酸含量進行了測定,發(fā)現(xiàn)云南黃牛與短云雜牛肉中的氨基酸營養(yǎng)稍差,西云雜牛和云嶺牛在氨基酸含量與種類上更豐富,營養(yǎng)價值較高,4個牛種的人體氨基酸模式評分均達到理想模式。與王喆等的結(jié)果相近,金顯棟等[36]研究結(jié)果也顯示云嶺牛上腦部位肉中除色氨酸外,其余7種必需氨基酸評分皆高于理想蛋白質(zhì)模式,其EAA/TAA約為39.89%,EAA/NEAA為66.39%,非常接近理想蛋白質(zhì)的比值。還有學者對秦川牛進行了氨基酸分析,侯麗等[40]研究指出秦川牛背最長肌(主要是西冷)部位肉中氨基酸含量與種類都較為豐富,其EAA/TAA為38.63%,接近推薦值,EAA/NEAA高于推薦值60%,這一結(jié)論與郭淑珍等[37]研究結(jié)果一致。在延邊牛的不同部位肉(西冷、臀肉、腹肉和腱子肉)中,腱子肉EAA、TAA含量顯著高于其他部位,腹肉顯著低于其他部位[34]。對其數(shù)據(jù)進一步計算分析,得到延邊黃牛4塊部位肉中EAA/TAA與EAA/NEAA均高于推薦值60%,尤其是腹肉中,EAA/TAA值與EAA/NEAA值分別高達47.03%、88.8%。
對我國不同品種黃牛的肉品品質(zhì)研究里,氨基酸屬于研究較少的領(lǐng)域且測定指標各有不同,牛種之間的對比分析不多。在現(xiàn)有數(shù)據(jù)里,如表4所示,雜交牛(云嶺牛、西云雜牛等)比地方黃牛氨基酸評分要好,富含優(yōu)質(zhì)蛋白,且上腦、眼肉、西冷、臀肉、腹肉和腱子肉這幾個部位肉中氨基酸營養(yǎng)價值都較高。
表4 不同品種黃牛的氨基酸指標Table 4 The contents of animo acid between different breeds of cattle
注:短云雜牛,短角牛與云南黃牛雜交的F1代;西云雜牛,西門塔爾與云南黃牛雜交的F1代;EAA,必需氨基酸(essential amino acid); TAA,總氨基酸(total amino acid);NEAA,非必需氨基酸(non-essential amino acid)。
肉類脂肪由20多種脂肪酸組成,脂肪酸的含量和種類對牛肉的肉色、風味、多汁性和大理石花紋等多個品質(zhì)指標均有影響,甚至影響牛肉的貨架期,且其含量與種類對人體健康也有著重要的意義。其中,人體所需的必需脂肪酸(essential fatty acid,EFA)來自n-6和n-3系列多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA),這2個系列PUFAs具有重要的生物學意義,調(diào)節(jié)著生物體的生命活動。其中n-3系列脂肪酸對于動物源食品是個極重要的指標,而反芻動物體內(nèi)含有較豐富的共軛亞油酸(conjugated linoleic acid,CLA),也被證實其有重要的生理功能。脂肪酸多以多不飽和脂肪酸/飽和脂肪酸的推薦比值(P/S)在0.4及以上,而n-6/n-3推薦比值要小于4.0(即P/S≥0.4,n-6/n-3< 4.0)來評價。牛肉中n-6/n-3值相較豬肉更接近推薦數(shù)值,營養(yǎng)更為均衡[41-47]。富集n-3系列優(yōu)質(zhì)脂肪酸的牛肉受到了更多消費者的青睞[48]?,F(xiàn)有研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)黃牛、牦牛和水牛的脂肪酸營養(yǎng)價值均較好,但其EFA含量、P/S值、n-6/n-3比值等多種指標均有差異,無法一概而論[13, 29, 39]。
不同品種黃牛的牛肉中脂肪酸組成存在顯著差異,在王喆等[35]對云嶺牛、云南黃牛、短云雜牛和西云雜牛4個品種牛眼肉的脂肪酸的測定中,發(fā)現(xiàn)云嶺牛肉中的多不飽和脂肪酸(PUFA)最高,極顯著高于短云雜牛,而飽和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)中導(dǎo)致膽固醇升高的肉豆蔻酸在云南黃牛、云嶺牛肉中含量較低,可以降低血清中膽固醇的棕櫚酸在云嶺牛、短云雜牛、西云雜牛肉中含量顯著高于云南黃牛,所以認為云嶺牛飽和脂肪酸組成也是較好的。良種牛之一的秦川牛肉中PUFA含量為10.91%,EFA含量為10.09%,其P/S為0.26,n-6/n-3為9.84左右。其中P/S與其他反芻動物相似,比值都較低,但其n-6/n-3 值較推薦值偏高[40],其與XIE等[19]的研究結(jié)果一致,認為秦川牛牛肉的脂肪酸組成較好,優(yōu)于魯西黃牛和晉南牛。
總體來看,與氨基酸的研究結(jié)果相似,我國缺乏不同品種黃牛中的相關(guān)脂肪酸的系統(tǒng)性數(shù)據(jù)。目前,對牛肉中脂肪酸的關(guān)注點有不飽和脂肪酸(PUFA)含量、功能性脂肪酸例如n-3系列脂肪酸、n-6/n-3的值、CLA含量評價等方面。但也有學者研究指出,相比起品種因素的影響,日常的飼喂方式對牛肉中的脂肪酸組成影響更大[49],相較于精料,選擇新鮮牧草、青貯等飼料,放牧的飼養(yǎng)方式會使牛肉含有更多的優(yōu)質(zhì)脂肪酸。
礦物質(zhì)與維生素都是人體維持正常生理功能所必需的物質(zhì),主要從食物中攝取,尤其以Zn、Fe、VB12只能在動物源食物中獲取或在動物源食物中有更高的利用率,攝入肉類會減少相關(guān)缺乏癥的發(fā)生[45, 50-51]。不同礦物質(zhì)含量會受動物品種、年齡、部位肉、飼喂和加工方式等多種因素的影響,例如有學者發(fā)現(xiàn)Cu、Fe似乎比起Se、Mn等元素來更受品種因素的限制,而很多礦物質(zhì)在不同的部位肉中的含量都不盡一致,年齡的增長也對牛肉中個別微量元素的沉積有益[52-53]。
目前對牛肉中礦物質(zhì)的研究不多,主要是包括Zn、Fe、Cu元素測定,但對于黃牛肉中維生素的相關(guān)測定更是少之又少。曾勇慶等[32]發(fā)現(xiàn)利魯雜交牛(利木贊×魯西黃牛)的礦物質(zhì)含量的高于魯西黃牛,其中Fe、Mg、Cu元素都具有極顯著的差異,這與RAMOS等[52]的結(jié)論有相似之處。但在蘭永清等[33]對錦江黃牛、吉安黃牛、廣豐黃牛3種江西地方品種黃牛的Fe、Zn、Cu、Mn和Se五種礦物質(zhì)進行測定分析中,發(fā)現(xiàn)除錦江黃牛肉中Mn含量較高之外,其他礦物質(zhì)含量沒有顯著差異;其中Fe含量為15.58~20.15 mg/kg,Cu含量為0.45~0.51 mg/kg。延邊牛牛肉中K、P含量最高,其次是Mg,含量達到260 mg/kg左右,F(xiàn)e、Ca含量分別為24.60~25.65、11.87~13.63 mg/kg,Cu、Mn含量較少(2.20~4.51、1.42~2.27 mg/kg)[34]。高月娥等[54]研究報道云嶺牛肉的K、Zn、Cu、Fe含量較高,其K、P、Mg、Fe、Zn、Ca和Cu的營養(yǎng)質(zhì)量指數(shù)(index of nutrition quality,INQ)也評價較好,能基本滿足人體的需要,屬于礦物營養(yǎng)價值高的食物。
在以上研究的數(shù)據(jù)中,黃牛牛肉中K、P含量較高,能達到數(shù)百mg/kg,其次是Na、Mg、Zn、Fe、Ca的含量低于50 mg/kg,Cu含量最少。目前對我國黃牛牛肉的維生素研究在牦牛、水牛的研究中稍有提及,但其牛種不甚明確,數(shù)據(jù)較為籠統(tǒng)。
就目前的研究來說,我國黃牛的肉色較好,肉質(zhì)較嫩,大部分品種牛肉都能滿足我國消費者的喜好;對于營養(yǎng)品質(zhì)來說,我國黃牛均符合高蛋白低脂肪的肉質(zhì)要求,含有人體所需的一些常量與微量元素,且富含優(yōu)質(zhì)的氨基酸,屬于優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)食物,脂肪酸中n-6/n-3比值合理,營養(yǎng)均衡。通過調(diào)整飼喂、選擇不同的部位的牛肉進行不同的加工等方法,牛肉中優(yōu)質(zhì)脂肪酸、微量元素等營養(yǎng)成分可以得到提高與最大化的利用。對于品種而言,發(fā)現(xiàn)一些現(xiàn)有的食用品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)尤以云嶺牛、夏南牛等肉牛品種為佳,這對黃牛由肉役兼用轉(zhuǎn)向肉用,提高牛肉品質(zhì)提供了參考。
但我國黃牛品種頗多,且影響牛肉品質(zhì)的因素紛雜,基于目前國內(nèi)對黃牛肉品質(zhì)的研究中直接進行各品質(zhì)及營養(yǎng)指標對比的難度很大。由于商業(yè)模式下的實際生產(chǎn)時,銷售者除了熱鮮肉也會選擇冷藏或冷凍等多種貯藏保鮮方式處理銷售,所以在測定時,除了規(guī)范操作減少處理差異,采取多時間點測定,在冷藏或冷凍條件下、一定的成熟時間內(nèi)記錄牛肉品質(zhì)數(shù)據(jù)的變化趨勢,可以使對比結(jié)果更有意義,也能為不同品種或部位的牛肉適宜的供銷方式提供理論支持。
黃牛牛肉可以滿足人們對健康飲食的需求,明晰Zn、Fe、VB12、omega-3不飽和脂肪酸等重要指標的研究也受到了越來越多的關(guān)注。利用不同的飼喂與處理加工方式能夠使得高品質(zhì)牛肉迎合當前的消費趨勢,有利于推動我國肉牛產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提高其市場競爭力。