宰前應激對豬肉品質的影響及其遺傳生理機制

歐秀瓊

(重慶市畜牧科學院食品加工研究所，重慶市肉質評價與加工工程技術研究中心，重慶市養豬工程技術研究中心，重慶 402460)

隨著人們生活水平的提高，對肉質要求也越來越高。肉質是人們對食用肉類的感官特征、理化指標、營養價值、衛生安全性等多種質量性狀的綜合評價。豬肉品質的判定通常以肉色、pH、系水力為主要指標，大理石紋、熟肉率、化學成分等為參考指標。2004年8月25日中華人民共和國農業部發布了《豬肌肉品質測定技術規范》(NYT 21—2004)[1]，從此國內有了統一的測定豬肉質的方法，進一步推動了中國豬肉質性狀的研究。此外，評定豬肉品質還可從豬肉的加工品質、營養品質及是否PSE(蒼白、質軟、水分滲出)或DFD(色暗、堅硬、干燥)肉來判定肉質的優劣。

宰前應激是導致肉質變劣的主要因素之一，豬只若宰前遭受長途不良運輸條件、不良的小氣候環境因素、過饑或過飽、驅趕吆喝鞭打、宰殺方式等都會使機體產生一系列生理反應，最終影響肉質，過度的宰前應激容易誘發PSE肉或DFD肉。所以，改善動物福利，采用人道的方法對待宰前的豬只，減小宰前應激，對提高豬肉品質有重大意義。不同基因型豬宰前應激反應不同，我國地方品種豬絕大多數不含肉質敏感基因，抗應激能力較強，劣質肉的發生率小。

宰前應激嚴重影響豬肉品質和動物福利，目前受到國內外養殖及肉類專家們的廣泛關注，本文針對宰前應激對豬肉品質的影響及其遺傳生理機制研究進行綜述，旨在為優質豬肉的生產及相關科學研究提供參考依據。

1 宰前應激對豬肉品質的影響

1.1 宰前運輸

豬只屠宰前需經過運輸到達定點屠宰場，在運輸過程中由于運輸時間、裝載密度、行駛速度、路面狀況、天氣狀況、驅趕吆喝、心理壓力等應激源的綜合作用，機體產生本能的適應性和防御性反應，該條件下豬只往往表現出心跳加速、呼吸急促、體重下降、肌肉非正常pH及糖原損失等，若運輸后立即屠宰，則會影響豬肉品質[2]。而且這些因素間存在交互作用，尤其是在高溫炎熱條件下更為嚴重。張偉力等[3]研究了宰前運輸對大長淮(大白×長白×淮豬)肥育豬肉品質的影響，結果表明，應激組(10頭)和對照組(5頭)的肌肉pHu分別為 5.50和5.88，肉色評分分別為2.25和3.00，差異均達顯著水平(P<0.05)，應激組肉質有下降趨勢。

宰前運輸中，運輸時間與PSE肉發生率的相關性最高。從Perez 等[4]的研究結果可以看出，在正常的運輸條件下且運達屠宰場時立即屠宰，短時間(15min)運輸比長時間(3h)運輸的豬會產生更強烈的應激反應，肉質更差；長時間(3h)運輸，豬只可能適應了運輸條件，能夠像在圈舍中一樣休息。Yu等[5]研究了二花臉豬經過不同運輸時間(1 h、2 h、4 h)后對背最長肌肉質的影響，結果表明，運輸后豬血漿中肌酸激酶、乳酸脫氫酶的活性均升高；2h的運輸引起豬背最長肌肉的pH降低，滴水損失顯著增大，易產生PSE肉。溫鵬[6]研究了豬只經不同運輸時間(6 h、12 h和18 h)后屠宰對肉質的影響，結果顯示，長途運輸會增加豬只的生理應激、降低豬肉品質。

1.2 宰前禁食

宰前禁食時間直接影響宰后豬肉品質。禁食主要是通過降低肌肉中糖原的存儲量影響肉質，另外禁食還可以降低豬在運輸過程中的排泄物及屠宰時破腸造成胴體污染等。研究表明，宰前禁食12—24h可改善肉色，提高pH，降低PSE肉的發生率[7]。禁食時間過長或過短均對豬肉品質有不好的影響。動物宰前長時間禁食，會使宰前肌糖原含量過低，宰后乳酸產生量不足，導致最終pH升高，使得肉品熟化需要的酶活性不足，無法分解肌肉蛋白質，從而產生DFD肉。Guardia等[8]研究顯示，禁食時間少于18 h會增加豬PSE 肉的發生率，而較長時間(22 h以上)禁食會使肌肉糖原耗盡而增加DFD肉的發生率。

但已有的研究報道顯示，禁食時間對豬肉品質的影響結果并不一致。Sterten等[9]研究發現，短時間禁食會使糖原酵解減緩，宰后pH1(宰后45min)緩慢下降，pHu(宰后24 h)較低；長時間禁食會使糖原快速酵解，宰后pH1迅速下降，pHu較高。Leheska等[10]研究指出，運輸時間為0.5h左右時，禁食48h可以提高肉質；運輸時間為2.5—8h時，禁食時間長短對肉質的影響不大。Bidner等[11]研究發現，禁食60h沒有對pHu產生任何影響。研究結果的不一致可能是影響豬肉品質的因素較多如品種、宰前處理、冷卻方式等。

1.3 宰前休息

合理的待宰時間對于緩解生豬應激及改善豬肉品質非常重要。充分的休息時間有利于緩解宰前運輸等應激，防止PSE肉的發生。但休息時間的長短并無定論，這與休息前豬只是否經過運輸、是否遭受驅趕吆喝鞭打及是否禁食等因素都有關系，且這些因素間又存在交互作用。因此，宰前休息的合適時間很難確定，國內外研究結果也不一致，一般來說，建議屠宰前休息2—3h，因為這個時間足以使豬只從此前的應激中恢復過來，但實際情況中，應根據運輸時間及禁食等諸多因素適當調整。另外，豬只若在休息時處于緊張狀態或因禁食禁水造成脫水則會增加額外應激。因此，運輸后讓豬只充分休息，并保持安靜，有條件的可給予福利玩具，能使機體生理機能得到恢復，緩解或消除應激反應。

甄少波[12]研究指出，運輸后休息3h組與未休息組相比，肌肉滴水損失顯著下降，紅度值(a*值)升高，休息時間延長至8h或24h時，肌肉剪切力值變大，因此，宰前休息3h左右能有效提高豬肉品質。趙慧等[13]研究結果表明，宰前休息3h與6h和12h比較，背最長肌滴水損失減少，顯著低于12h(P<0.05)；肌肉剪切力值降低，顯著低于6h和12h(P<0.05)。柴進等[14]研究結果表明，休息3 h配合玩具組和休息組3 h 組血液皮質醇、促腎上腺皮質激素顯著低于不休息組(P<0.05)，而血液乳酸脫氫酶、肌酸激酶顯著高于不休息組(P<0.05)，休息3h+玩具組與休息3 h 組差異不顯著(P>0.05)；3 個休息處理組在肉質指標上沒有出現顯著差異(P>0.05)。Van等[15]研究了休息時間對比利時豬PSE肉發生率的影響，發現夏天(4—9月)宰前休息2—4 h、冬天(當年11月—次年3月)宰前休息2 h以下可降低PSE肉的發生率。

1.4 宰前致暈方式

如果豬只直接被宰殺，則會受到恐懼、痛苦等刺激，對宰后肉質不利。致暈方式主要有器械擊暈、電擊暈及CO2致暈。不同致暈方式雖然減輕了屠宰過程中動物的恐懼和痛苦感，但也或多或少有應激反應，不恰當的致暈方式也會影響肉質。因此，選擇合適的致暈方式及如何控制致暈參數尤為重要。屠宰前采用合理的擊暈方式會減少豬的痛苦，并在擊暈前給予豬只福利化待遇如播放音樂、淋浴、放置玩具等，在擊暈過程中，避免噪音干擾可以降低豬的驚恐程度，也可以降低應激對肉質的不良影響。

目前國內屠宰場一般不采用器械擊暈，普遍采用的是電擊暈，由于生產成本等問題，CO2致暈方式的研究與應用均較少。從國內外已有的研究結果看，電擊暈和CO2致暈哪種方式更有利于肉質并無定論。柴進[16]研究結果表明，宰前電麻擊暈組與直接刺殺心臟組相比，血漿皮質醇、促腎上腺皮質激素濃度與乳酸含量顯著降低(P<0.05)，乳酸脫氫酶、肌酸激酶活性以及血糖濃度差異不顯著(P>0.05)，從動物福利角度和減小應激程度考慮，均應優先考慮電擊暈的屠宰方式。趙慧等[13]研究了不擊暈、電擊暈和二氧化碳致暈三種宰前處理方式對杜×長×大三元雜交豬背最長肌肉質的影響，結果顯示，pH1、pH24三種處理方式均在正常范圍；肌肉剪切力值和肌肉蒸煮損失三種處理間均無顯著性差異(P>0.05)；不同宰前處理方式對肉色有顯著影響，二氧化碳致暈組肌肉紅度值(a*值)和黃度值(b*值)顯著低于不擊暈和電擊暈組(P<0.05)，而亮度值(L*值)顯著高于不擊暈和電擊暈組(P<0.05)。陳贊謀[17]研究了電擊暈與CO2致暈對豬肉品質的影響，表明在其他條件相同的情況下，電擊暈采用水平放血肉質更好(P<0.01 )；而CO2致暈采用懸掛放血與水平放血肉質無顯著性差異(P>0.05)。

2 宰前應激影響豬肉品質的遺傳機制

在我國，隨著國外高瘦肉率品種豬的引進，商品豬瘦肉率大大提高，但豬只抗應激能力下降，對宰前各種應激的抵抗力變差，從而導致肉質變劣。豬的肉質性狀是受微效多基因控制的，近年來由于分子生物技術的發展，目前已基本研究和探測出一些影響豬肉質性狀的主效基因和候選基因，為探明應激影響豬肉品質的遺傳機制奠定了理論基礎。

2.1 豬氟烷(Hal)基因

豬氟烷(Hal)基因是產生PSE肉的主效基因，此基因位于豬6號染色體上，具有HalNN、HalNn和Halnn三種基因型，如基因型為Halnn時就容易發生應激綜合征(Porcine Stress Syndrome，PSS)，從而產生PSE肉，是影響肉質的一個最主要的標記基因。含Halnn基因的豬只在應激狀態下肌肉Ca2+大量釋放,導致電解質代謝紊亂，肌肉持續收縮，同時引起肌肉pH 異常變化，促使PSE肉的發生[18]。特別是豬只若在宰前遭受長途不良運輸條件、驅趕吆喝及惡劣天氣等應激，則更容易使豬體產生應激反應，肉質變劣。大量研究結果表明，應激敏感豬(nn)、雜合體豬(Nn)及正常豬(NN)都有可能發生PSE肉，只是含有應激敏感基因的豬PSE肉發生率更高。這3種基因型的豬肉在肉色、pH、系水力等方面都存在一定的差異。Gispert等[19]使用116 頭豬的樣本群以宰前禁食、運輸距離、運輸密度以及宰前休息作為宰前條件進行研究發現，NN 型豬最終pH 要高于Nn 以及nn 型，同時最高的pH 也出現在NN 型的豬；磷酸肌酸激酶水平在nn 型最高，而在NN 型最低；乳酸含量在Nn型最低，nn型最高。

研究表明，大約克夏、長白、杜洛克和皮特蘭豬的氟烷敏感基因頻率分別為0.1、0.2、0.02和0.95，而我國地方品種豬絕大部分都不含有氟烷敏感基因，僅楓涇豬和民豬氟烷敏感基因頻率分別為0.10和0.17[20-21]。

目前應用PCR-RFLP技術是消除氟烷敏感基因的理想方法，通過淘汰育種過程中父母本的Halnn基因型個體和商品豬生產中攜帶HalNn基因型的雜交父本個體就可保證后代不含有Halnn基因型的個體。丹麥育種協會早在20世紀80年代就開始在豬育種中實施氟烷敏感基因淘汰計劃，現在的丹麥長白豬、大白豬均不含有氟烷敏感基因。

2.2 酸肉(RN)基因

酸肉(RN)基因是影響豬肉pH的主效基因，這個基因與高的肌肉糖原儲存以及宰后pH降低迅速有關，加工后失重多，產量低是該性狀的主要特征。此基因位于豬15號染色體上，有2個等位基因，即不利等位基因RN-(顯性基因)和正常基因rn+(隱性基因)，存在三種基因型：即rn+rn+、rn+RN-、RN-RN-。

攜帶有RN-基因的豬只屠宰后肌肉會產生多量肌糖原，肌糖原轉化成乳酸的能力增強，使豬肉pH較低，pH在下降后，接近于肌肉中結構蛋白等電點，使肌絲之間空隙縮小，引起較低的系水力和較淺的肉色。肌肉中蛋白質和羥脯氨酸含量降低，嫩度、多汁性也變差，不利于豬肉加工及烹煮損失大。已證實在長白豬、皮特蘭或大約克和漢普夏的雜交后代中存在RN基因。Lebret[22]比較了3種基因型(rn+rn+、rn+RN-、RN-RN-)對豬肉品質的影響，發現RN等位基因極顯著的影響著不同種類肌肉的組成、組織學特性和代謝酶的活力；攜帶有RN基因的豬肉具有較高的糖酵解潛能和亮度值(L*值)，而最終pH、干物質和蛋白質含量較低。

2.3 熱休克蛋白(HSP)基因

熱休克蛋白(Heat shock protein，HSP)是幾乎在所有應激源作用下均可產生的一組特殊蛋白質，它作為細胞內多種與生命活動密切相關蛋白的分子伴侶，對應激造成的損傷起修復作用，保護機體不受或少受傷害，提高機體對應激的耐受能力。HSP家族主要分為HSP100、HSP90、HSP70、HSP60和小HSP5個亞族。HSP70在正常細胞中水平較低且高度保守，在應激狀態下顯著升高，可作為應激反應和評價組織細胞是否處于十分危險狀態的分子生物標志，因此已成為HSP中關注的焦點。李玉保等[23]用熒光定量RT-PCR 法檢測運輸應激后豬熱休克蛋白mRNA 轉錄水平，發現經1 h、2 h、4 h、6 h和10 h 的運輸應激后，組織中HSP70 mRNA 的轉錄水平隨著運輸應激時間的延長一直呈現出上升的趨勢，運輸應激到10 h 時，HSP70 mRNA 的轉錄水平升到最高，由此認為HSP70 mRNA 的轉錄水平有望成為豬運輸應激的判定指標之一。

3 宰前應激影響豬肉品質的生理機制

宰前應激對豬肉品質影響的生理機制主要表現在激素和肌肉細胞代謝指標的變化方面[24]，應激通過中樞神經系統使大量激素進入血液，特別是腎上腺素，加快了機體營養物質儲備的消耗，分解代謝加強，從而增加了氧的需要量，體溫升高，機體轉為厭氧代謝，糖原分解主要以厭氧方式進行，代謝產物(如乳酸)含量也隨之增加，使肌肉pH在宰后迅速下降。動物屠宰后血液循環及氧氣供應停止，三磷酸腺苷(ATP)急劇減少，在磷酸肌酸被耗盡后，肌肉只能靠無氧酵解分解自身的糖原和葡萄糖提供ATP，動物宰前肌肉內能量含量以及宰后的能量消耗速度和程度決定了肌肉的乳酸含量和極限pH，最終對肉質造成影響[25-26]。Ferguson等[27]認為，應激使血液腎上腺激素含量升高，降低鈣蛋白酶活性，增加鈣蛋白酶抑制蛋白活性，降低宰后鈣蛋白酶系統(鈣蛋白酶鈣蛋白酶抑制蛋白)降解蛋白的潛力，增大剪切力，降低肉的嫩度。

柴進[16]以120頭HalNN氟烷基因型的長白豬×大白豬二元雜交商品豬為研究對象，系統研究了宰前應激對豬肉品質的影響及其生理機制，提出了豬宰前遭受應激后血液中皮質醇與促腎上腺皮質激素濃度升高是引起宰后肉質下降的主要因素，宰前應激組與對照組比較，血漿皮質醇濃度極顯著升高(P<0.01)，促腎上腺皮質激素濃度顯著升高(P<0.05)，應激導致血液中皮質醇濃度升高，使鈣離子從肌漿網大量流失到胞質中，鈣離子濃度的紊亂啟動了細胞凋亡程序，受損的肌細胞導致了肉質的變化。甄少波[12]研究了運輸季節和待宰時間對豬應激指標的影響，結果發現夏季高溫和冬季低溫運輸都會造成應激，使得豬血液中皮質醇、促腎上腺皮質激素和血糖濃度顯著升高；宰前休息能夠降低應激反應，宰前休息3h顯著降低了豬血漿中皮質醇和促腎上腺皮質激素濃度，緩解了宰前應激，過長時間的休息，反而使得皮質醇濃度升高，降低豬福利，也不利于肉質的改善。

綜上所述，生豬在屠宰加工之前不可避免要遭受宰前運輸等應激，由此引起的應激反應是影響宰后肉質的主要因素，即使不含有應激敏感基因的豬只也可能產生應激反應使肉質變劣。目前國內大多數屠宰場對宰前運輸、宰前休息、宰前禁食及致暈方式等宰前應激對豬肉品質的影響重視程度不夠，缺乏合理規范的宰前管理措施和方法。因此，要緩解宰前應激對豬肉品質的影響，一是要選擇抗應激品種豬，二是重視運輸時間、運輸密度、禁食(不禁水)時間、休息時間、致暈方式等因素，制定科學、規范、合理的宰前管理方法，只有綜合考慮內外因素并采取有效措施，才能緩解豬只宰前產生應激反應，減少肉質變劣的損失。