豬肉肉質特性研究綜述

(中南民族大學民族學社會學學院，湖北 武漢430074）

余 翔(南京農業大學研究生處，江蘇 南京210095）

豬肉歷來是我國居民肉食品的主要來源，在飲食中占有重要地位。在20世紀70年代，由于受生產力發展水平和人們生活條件的限制，肉類曾一度成為人們膳食中唯一的優質動物蛋白質來源，豬肉曾占到我國肉類總量的95%。改革開放以來，隨著經濟的快速發展和城鄉居民生活水平的提高，城鄉居民獲得了越來越多的動物性食品。據國家統計局公布的數據，1978年全國豬肉消費僅為702．8萬噸，而2009年全國豬肉消費達到4879．0萬噸，占到2009年全國肉類總產量的60%以上[1]。由此可以看出，受中國傳統的飲食習慣、人口眾多和農業大國的影響，以豬肉為主的肉食狀況短時間內難以改變，我國居民消費量最多的肉類食物依然是豬肉。

近20年來，由于追求經濟價值及某些不良消費理念的誤導，加之市民對豬肉瘦肉率的要求走向極端，國內許多豬場紛紛引入國外瘦肉型種豬，“杜長大”等 “三洋”雜交肉豬成為我國豬肉市場上的主導品種。而不法飼養場(戶）則偷喂鹽酸克倫特羅(瘦肉精）等違禁添加劑以提高瘦肉率，造成的后果是豬肉品質明顯下降，食之干澀無味，市民對目前上市肉豬的肉質和風味更是充滿了不滿和質疑。近年來生產優質豬肉的呼聲日益高漲，所以應立足國際競爭和養豬產業可持續發展戰略的高度來重新審視這一問題，在考慮我國與國際通用豬肉各類安全衛生指標接軌的同時，應根據現代肉類科學的研究成果和消費者日益關注的肉質參數，培育優良的雜交組合肉豬，以反映中國豬肉肉質特性的優質指標作為技術壁壘參與國際競爭，保障民族畜牧業的健康發展。

1 肉質評定技術

肉質的現代概念由英國諾丁漢Lawrie博士于1966年首版肉類科學專著 《Meat Science》中提出。數十年來國際專刊 《Meat Science》的出版和歷屆國際肉科技大會的交流，使傳統肉質概念推陳出新。現代肉質概念由丹麥學者Anderson歸納為5種屬性：食用質量、營養質量、技術質量、衛生質量和人文質量[2]。在肉質的眾多屬性中，食用質量是消費者和生產者最關心的品質之一。Miller提出，肉品品質通常是指鮮肉和加工肉所具有的外觀、風味、營養、衛生等各種加工和食用有關的物理、化學性狀[3]。衡量肉品品質的指標很多，最初主要是畜肉的外觀、風味、質地等感官指標和加工指標，隨著人們生活節奏的加快和對健康的日益重視，更多地采用衛生、營養、保健等指標[4]。

肌肉品質是豬的重要經濟性狀，它與國人的肉食營養、肉食品加工和養豬業經濟效益都密切相關。因此，豬肉品質研究已成為肉食品加工領域的一個重要組成部分，世界各國相關科技工作者也相當重視豬肉品質的研究，并將其作為研究的熱點[5]。歐美諸國通過多年的努力，在基本達到安全瘦肉或有機瘦肉（綠色環保概念）的初級質量平臺之后，開始重新審視和追求瘦肉風味品質[6]，即肉質的高級質量平臺。

我國的豬肉消費質量理念也是順應同樣的歷史規律，即 “肥肉-瘦肉-放心安全瘦肉-綠色瘦肉-優質風味瘦肉”[7]。采用優質雜交組合和最優化的綠色飼養管理模式生產優質品牌豬肉。而參與國際競爭，則是當今國際豬肉市場的質量競爭，它極大地促進了肉質評定檢測技術的發展，該領域的新動態分述如下。

1．1 成像技術

利用成像技術來取代繁重的胴體分割手工操作是近代物理學應用于胴體瘦肉產量測定的實例[8]。其成像技術有2種：一是超生成像，如目前屠宰線上應用的樣式—異B超儀器，它通過探頭與胴體的液體界面連接可即時顯示背膘厚、眼肌厚、眼肌面積、瘦肉產量參數；二是光學成像(VCS），其原理是對屠宰線上的半邊胴體進行攝像，胴體幾何圖像中的骨、肉、皮、脂的比例與分布特點和胴體曲線，通過電腦VCS軟件計算后顯示出胴體等級、瘦肉率乃至即時價格。近年來成像系統的設備向輕巧、便攜、快捷和人工智能方向發展，已成為屠宰線上對瘦肉進行定量分析的必要手段。

1．2 核磁共振技術(Nuclear Magnetic Resonance，NMR）

NMR在20世紀90年代開始被用于系水力測定，該技術可以測量肌肉水分子磁化核從高能激發狀態恢復到正常水平的時間(T2值），其值越小，肌肉超微結構中的毛細管和毛細孔越小(直徑可以小到10μm），管腔和孔腔中不易流動水與肌漿蛋白結合緊密，肌肉的系水力越強[7]，這項測定技術使系水力測定步入高科技的NMR階段，由NMR測得的系水力屬無損傷系水力，即在不破壞肌外膜、肌束膜和肌內膜的前提下測得的系水力，代表肉樣原始的持水能力。此外，Labucky等利用NMR對活體肉樣中的無機磷酸鹽、磷酸肌酸和一磷酸腺苷進行了測定[9]，測定值作為應激條件下豬肉代謝變化的指標和肉質參數，其優點在于肉樣僅需1g，測定結果可用于預測活豬肉質。

1．3 蛋白組學分析技術

近年來，用基因組學或基因標記圖譜，從遺傳基礎角度來評定特定品種或雜種豬的潛在肉質性能和檢測氟烷基因、RN基因取得了顯著進展。與此同時，用生化手段研究后天營養、生態環境條件對肉質的影響效應方面有不少新的突破，尤其是宰前應激條件對豬肉一系列生化指標的影響是近年來的研究熱點之一[10]。上述研究動態急需解決一個能夠綜合遺傳和環境(包括屠宰現場條件）對肉質的綜合效應的檢測手段。蛋白組學分析是在這種歷史條件下被引入現代肉質分析的，它代表著當今肉質檢測科研的最前沿。目前，北歐各國在此領域進展快[11-12]。

2 肉質特性形成機理

從活豬到豬肉產品的轉化涉及一系列組織學、生理學和生物化學的變化過程，該過程的結果決定了豬肉的品質(特別是感官品質）特征。

2．1 肌肉組成

2．1．1 肌肉的化學組成

肌肉的大致組成為：水分60%、蛋白質20%、脂質15%、礦物質4%、碳水化合物1%[13]。肌肉中的水分從分布來看，約70%存在于肌纖維中，20%存在于肌漿中，10%存在于細胞間。從存在的狀態來看，肌肉水分僅4%～5%是結合狀態，絕大部分以游離形式存在[14]。肌肉蛋白質中60%為肌原纖維，20%為肌漿蛋白，20%為玻璃體蛋白。豬肉中的脂質主要是甘油三酯及微量的磷脂。在甘油三酯中，不飽和與飽和脂肪酸的比例為6︰4。肌肉中的碳水化合物主要是糖原，含量為10～20mg／g，是肌肉在厭氧條件下的能量來源。此外，肌肉中含有微量的核苷酸參與肉風味的形成。但尸僵后的肌肉與活體肌肉的組成存在一定差異[15]。

2．1．2 肌肉的組織結構

肌肉組織主要由肌細胞、結締組織和肌間脂肪所構成。肌纖維長度為幾厘米，直徑僅為0．06～0．10mm。約30～80條肌纖維組成的肌纖維束，在肌肉中呈縱向排列。每條肌纖維由細胞膜、肌漿、細胞核及大量的肌原纖維組成。肌原纖維占肌纖維70%，內含參與肌肉收縮的2種蛋白(肌球蛋白、肌動蛋白）。肌原纖維蛋白不溶于水，而溶于鹽溶液，屬鹽溶蛋白質。肌漿約占肌細胞的30%，內含大量的水溶性蛋白質、酶、糖原和ATP。結締組織分布于肌肉四周、肌束和肌纖維之間。其功能是把肌肉的功傳到肌腱和骨骼上，并保護肌纖維。結締組織由肌原纖維組成，而膠原纖維由膠原蛋白組成。膠原蛋白的分子由3條α-肽鏈螺旋纏繞，形成3股繩索狀結構。肽鏈中富含甘氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸及少量羥賴氨酸[14]。在肉體內，膠原蛋白呈規律性的聚合并共價交聯成膠原微纖維，再進一步共價交聯成膠原纖維。膠原蛋白分子內和分子間存在著大量的交聯結構和縱向的交疊。膠原蛋白屬硬蛋白類，性質穩定，具有很強的韌性，不溶于水及稀鹽酸溶液，在酸或堿中可膨脹。脂肪組織主要分布在肌束和肌纖維之間，因其數量和分布不同，使肌肉呈現不同程度的大理石紋。

2．2 肉質特征的形成原理

2．2．1 肉色

豬肉的色澤主要受肌紅蛋白狀態的影響，其次也受光線反射、氧化作用的影響。肌紅蛋白的含量對肉色有一定影響，含量越多，肉色越深。但決定肉色的關鍵是肌紅蛋白的化學特性。肌紅蛋白的呈色作用源于其分子內的亞鐵血紅素。亞鐵血紅素對氧有很強的親和力，當其未與氧結合時，肌紅蛋白呈暗紅色；與氧結合后，肌紅蛋白呈鮮紅色。若亞鐵血紅素中的Fe2＋氧化成Fe3＋后，則肌紅蛋白成為變性肌紅蛋白(高鐵肌紅蛋白），呈現暗褐色。

豬屠宰后迅速切開肌肉切面，肌紅蛋白尚未與氧結合，故呈暗紅色；與空氣中的氧接觸后，肌紅蛋白很快成為氧合肌紅蛋白，使肉呈現鮮紅色，此為消費者喜愛的顏色。但隨著時間的延長，肌紅蛋白轉化成變性肌紅蛋白，肉色即變成暗褐色。一般情況下，用肉眼觀察到肉色變成暗褐色時，已經有60%以上的肌紅蛋白轉化成變性肌紅蛋白[16]。

鮮肉褪色的速度與氧化過程和變性肌紅蛋白的水平有關。一系列的物質如二價鐵離子、超氧化的陰離子、羥基殘基等可誘發紅蛋白的變化過程，這些物質可直接與亞鐵離子作用或導致脂質過氧化物的形成，后者使Fe2＋氧化成Fe3＋[14]。

當光線照射到豬肉表面時，由于表面水的存在，一部分光線被反射回來；進入肌肉中的光線大部分經散射后又反射出來，部分光線被肌球蛋白吸收而呈色。被反射的光線越多，則肌肉表現越蒼白。PSE肉(俗稱灰白肉，其顏色暗淡(灰白），pH及系水力較低，肌肉組織松軟并伴有大量滲水癥候，嫩度和風味較差），由于表面水分滲出較多，且因肌纖維收縮，大部分照射到肌肉表面的光線就被反射回來，出現肉色蒼白，既使使肌紅蛋白的含量高也不能改變這一狀況。DFD肉(俗稱干黑肉，是肉豬宰后肌肉pH高達6．5以上，形成暗紅色、質地堅硬、表面干燥的干硬肉），由于系水力高，肌肉表面干燥，肌肉內所含的大量水分使肌原纖維膨脹，從而可吸收大部分照射到肌肉表面的光線，使肉呈現深黑色。

2．2．2 嫩度

肌原纖維的狀態對肉的嫩度具有決定性作用。肌肉在出現尸僵之前，肌原纖維處于松弛狀態，肉質較嫩；尸僵出現后，肌肉收縮，變得堅韌，嫩度大大下降；在熟化過程中，肌原纖維碎裂，肌肉的嫩度幾乎又可恢復到剛屠宰時的水平[17]。

肌肉中結締組織含量與結締組織中膠原蛋白的種類和交聯程度是影響肉嫩度的重要因素[18]。膠原蛋白中最重要的交聯反應是賴氨酸分子在賴氨酰氧化酶作用下氧化脫氨形成醛基，再與另一賴氨酸分子的氨基縮合形成醛亞胺鍵。這種分子間的交聯作用使膠原蛋白具有必要的韌性和強度。很明顯，膠原蛋白的溶解性取決于分子間的交聯程度。交聯程度越高，不可溶性和熱穩定性就越高，因而肉的嫩度就越差。隨著動物年齡增長，體內膠原蛋白的總量并不明顯增加，但膠原蛋白的交聯鍵更加穩定，因而肌肉就更粗糙，嫩度更低。Goll（1964）對牛肉的研究證明了上述現象。

一般認為，肌肉內脂肪含量對豬肉品質影響較大，尤其是嫩度和多汁性。Ramse（1990）發現，豬背最長肌的大理石紋評分與肉嫩度存在高度相關。Herry等(1964）報道，豬肉大理石紋與肉嫩度的相關系數約為0．62。

肉的嫩度可因熟化過程而得到改善。Dransfield認為，豬肉的熟化在屠宰后即開始，大約40%的嫩化是發生在尸僵結束之前[19]。鈣激活蛋白酶-Ⅰ在此過程中起著重要作用，是決定肉嫩度的主要酶。由于肌肉的內源蛋白酶是體內蛋白質正常周轉代謝的酶，因此調控體內蛋白質的周轉速度，可控制肉的嫩度。

2．2．3 系水力

肉的系水力是影響肉的顏色、風味和嫩度的重要因素。影響系水力的因素有以下2個。

（1）肌肉的pH 肌肉的水分主要以吸附狀態存在。肌肉蛋白質是高度帶電荷的化合物，因而能吸附大量水分。肌肉pH能夠改變肌肉蛋白質帶電荷狀況，從而對系水力產生影響[17]。

豬活體肌肉pH為7．2～7．4，此時蛋白質分子間的相互排斥，也為水分留下了足夠的空間，此時肌肉的系水力高。豬屠宰后，由于糖原的酵解和乳酸積累，pH下降，肌肉蛋白質正負電荷間的平衡發生改變，蛋白質帶凈負電荷的數量減少，吸附水的能力下降[19]。當pH下降到接近肌肉蛋白質的等電點（pH5．0～5．5）時，蛋白質所帶的凈電荷為零，此時肌肉的系水力最低。pH降低的另一結果是使肌原纖維的肌球蛋白和肌動蛋白的負電荷減少，相互間的排斥力降低，肌原纖維絲間的空間減少，大量水分被壓迫擠出。在肌肉熟化過程中，肌原纖維降解產生的胺類使肌肉pH升高，肌肉的系水力也隨之升高。由此可知，屠宰后肌肉pH的迅速下降可導致PSE肉的產生。但另一方面，如果屠宰后肌肉的終點pH高于6．0，則可產生DFD肉。DFD肉雖然系水力高，但顏色深，風味差，可加工性低，保質期短，與PSE肉一樣屬于劣質豬肉。導致DFD肉的主要原因是屠宰前的長期慢性應激使肌糖原耗竭所致[20]。

（2）脂類氧化程度 研究表明，肌細胞膜和亞細胞膜中的磷脂富含多不飽和脂肪酸，最易發生氧化分解。脂類的氧化分解使正常膜結構和功能受到破壞，細胞內液即被釋出來，從而導致豬肉表面有較多的水分，滴汁損失增多。此時，豬肉的品質大大下降，經濟價值的損失增大，而且由于生物膜作為保護細胞的屏障作用的喪失，使微生物易于滋生，肉的貯存期也會隨之大大縮短。

2．2．4 肌肉脂肪對肉風味的影響

脂肪對肉風味影響很大，包括正效應和負效應2方面。脂肪，尤其是脂肪酸的構成是肉類特有風味的基礎。脂肪組成不同是不同肉類香味差異的主要原因。Cameron和Enser（1991）研究了豬肌內脂肪酸含量和豬肉食用品質之間的關系，結果表明，如果飽和脂肪酸和一元不飽和脂肪酸含量高，豬肉嫩度、多汁性、香味及總可接受程度的評分值則高；但如果多不飽和脂肪酸的含量高，上述評分值則低。盡管消費者喜歡不飽和脂肪酸高的脂肪，這有利于健康，但從肉質的角度考慮，這類脂肪質地軟且油膩，食用品質和加工品質均低，且由于不飽和脂肪酸含量高，脂肪發生氧化和產生異味的可能性也大。大量研究表明，脂類氧化是使肉質變壞的主要原因。脂類氧化產生的醛類和醇類組成復雜的化合物，其氣味和味道很難為消費者所接受[13]。肌肉中脂類的氧化程度受多種因素影響，最主要是多不飽和脂肪酸的水平。

3 本土豬種豬肉肉質研究

隨著肉品行業的蓬勃發展，我國肉類科研工作者在中國豬肉品質特點研究方面做了大量研究。目前一般以肌肉的顏色、pH和保水力(系水力）這3項國際通用區分生理正常與異常豬肉(PSE，DFD）的指標，以及肌內脂肪和肌肉嫩度2項能突出反映我國地方豬種品質特性的性狀作為首選指標。我國豬種遺傳資源非常豐富，根據品種資源調查及2001年 “國家畜禽品種審定委員會”審核，我國現有豬種遺傳資源99個，其中地方品種72個、培育品種19個、引入品種8個。這72個地方豬種是我國及全世界最寶貴的遺傳資源[21]。

我國城鄉各層次的消費者都憑個人的口感肯定地方豬種的豬肉好吃、口感細嫩多汁、鮮香味濃。不少學者的研究結果也證實，本土豬種豬肉具有優良的肉質參數。徐振英[22]對民豬、金華豬、內江豬、香豬、大花白豬、嘉興黑豬、姜曲海豬、二花臉豬、大圍子豬等地方豬種的肉質特性進行了全面系統研究，其中肉質研究以長白豬和大白豬為對照，結果表明，我國地方豬肉肉色鮮紅，無PSE肉；pH比對照豬肉平均增加0．32；系水力強(失水率比對照組低5．59個百分點）；肌肉大理石紋適中，大多為3分和4分；肌肉水分少(降低2．62個百分點）；肌內脂肪含量高(增加2．23個百分點）；肌纖維直徑小（減少16．7%）；肌肉氨基酸分析表明與對照豬無本質差異。所有這些優良特性反映到口感上，會產生細嫩多汁和鮮香味濃的感覺。孫泉云等[23]對上海市場上居主導地位的 “杜長大”等 “三洋”雜交品種肉豬的216份豬肉樣品進行了5項肉質參數(肉色、pH、滴水損失、肌內脂肪和肌肉嫩度）的調查和測定，結果除滴水損失和肌肉嫩度基本符合指標要求，肉色、pH和肌內脂肪含量3個指標明顯低于正常值。還有學者對含有國外品種豬血統25%～75%的幾個專門化品系進行了肉質分析，結果表明，國外豬種血緣過高，則對肉質的負面影響越大，尤其是肌肉失水率和肌內脂肪含量[24]；丁山河等[25]對湖北地方豬種—清平豬其雜交后代胴體品質和肉質進行研究表明，以新清平豬為母本的三元雜交豬主要胴體品質和肉質性狀如瘦肉率、背膘厚、眼肌面積、系水力、肌內脂肪含量等達到或超過 “洋三元”雜交豬，具有良好的雜交利用優勢。孔路軍等[26]研究肥胖基因mRNA在內江豬、榮昌豬和長白豬3個品種間的表達差異與繁殖性能間的關系，結果表明：內江豬和榮昌豬皮下脂肪組織ob mRNA表達豐度及血清Leptin濃度顯著高于長白豬種。這與內江豬、榮昌豬的性成熟和初情期日齡明顯小于長白豬，體脂沉積較早，瘦肉率較低的現象直接相關。劉龍芳等[27]為探明影響玉山黑豬肉質的因素以及其雜種豬肉質的變異，以玉×玉、長×長、大×大、長×玉和大×玉5個組合進行肉質和肌肉組織學測定，結果除長白豬外，其它組合肉色鮮紅；玉山黑豬肌肉最嫩，其次是長玉和大玉，長白和大白最差；玉山黑、長玉、大玉、大白豬的貯藏損失率低，長白豬最高；肌纖維密度：玉山黑＞大玉＞長玉＞大白＞長白；玉山黑豬肌纖維直徑最小，其次是大玉和長玉，長白和大白最大；玉山黑豬肌肉水分含量低，干物質和肌內脂肪含量高，其次是大玉，其它組合比較接近；玉山黑豬肌肉中部分呈鮮味核苷酸和谷氨酸含量最高，其次是長玉和大玉，長白和大白含量低；玉山黑豬、長玉豬和大玉豬含亞麻油酸(18∶3）比例高。玉山黑豬分別與長白、大白豬雜交所產生的后代能保持其優良肉質特性。鄧純干等[28]對恩施黑豬的生產性能與雜交效果測定結果表明，恩施黑豬耐粗飼、適應性強、肉質好，為湖川山地有發展前途的肉脂兼用型豬種。

當然，豬肉肉質參數受遺傳因素、生理因素、營養因素和管理因素等許多方面的影響，通過利用我國地方品種和國外優良品種雜交，使后代具有優良的肉質基因。同時，輔之于添加維生素E，減少飼養過程中的應激，加強運動以及利用GnRH為豬去勢等方法，可從各方面提高豬肉的品質。

4 結語

肉類科學認為，肌肉的顏色、pH、多汁性、嫩度、香氣、滋味等是重要的肉質指標。也就是說，肉質是與鮮肉或加工肉的外觀、適口性、營養性等有關的一系列生物化學特性的綜合。例如肉的色澤、持水性、嫩度、風味、多汁性等特性能決定消費者對肉品的可接受性，肉的化學成分則與肉的營養性密切相關。因此，肉的品質可根據肉品的一些生物化學特性來進行度量，這些特性可以概括為肉的感官品質特性、食用品質特性和加工特性[29]。

隨著國民收入水平與動物食品消費水平的提高，城鄉居民對瘦肉型豬肉需求的增加，大量使用生長速度快、瘦肉率高的引進品種對地方品種雜交改良。但是，生長速度快、瘦肉率高的豬肉產生了肉質的問題，即肌纖維粗糙、缺少肌內脂肪、沒有豬肉應有的香味。因而對國內多數消費者來說，又產生了對優質豬肉的需求，一部分人又轉向地方豬種生產的高肌內脂肪豬肉，無疑給地方豬生產帶來商機與市場空間。我國地方豬種豬肉的肉質參數明顯優于國外品種，所以應珍惜地方豬種的優秀基因性狀，利用先進技術加以科學選育和科學研究，保存和利用好地方豬種肉質優良這一非常寶貴的資源，生產出具有肉質鮮嫩、肌內脂肪含量相對多、瘦肉率相對提高、風味好、營養豐富的肉品，為市民和社會造福[30]。

總之，隨著現代綠色、環保、生態、低碳理念的深入人心，許多地方性的優質豬種如民豬、清平豬、玉山黑豬、恩施黑豬，以及由此雜交優勢利用的大花白豬等，以其雜糧粗飼、自然生長而作為高檔肉食商品，漸次成為人們對綠色食品的新追求，漸為人們接受和親睞。

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