劉文營,高欣悅,李 享,成曉瑜,王守偉,喬曉玲,*
(1.中國肉類食品綜合研究中心,肉類加工技術北京市重點實驗室,國家肉類加工工程技術研究中心,北京 100068;2.北京市第一六一中學,北京 100031)
豬養殖業占據著我國農牧領域的核心地位,我國2017年的豬肉產量為5 340萬 t,約占世界豬肉產量的一半,占我國畜肉總產量的63.3%[1]。豬肉是我國居民最重要的動物蛋白質來源之一,生豬價格也直接影響著我國居民消費價格指數的波動[2]。目前,我國養殖的生豬品種主要是從國外引進的雙肌臀大白豬,這就要求必須予之相類似的生活環境和營養策略,才能達到與國外一致的品質,反之就會產生遺傳特征的退化[3]。國外品種的引進一方面豐富了我國動物蛋白質的供應,促進了生豬養殖行業的快速發展,但同時又極大沖擊了我國傳統地方豬育種和養殖產業,使得其無論是養殖規模還是品種數量均出現了暴跌現象。目前,85%左右的地方豬群體數量呈下降趨勢,31 個品種處于瀕危和瀕臨滅絕狀態[4],地方豬肉只占10%的市場份額[5];未知的豬種遺傳資源擁有者是否會要求因使用其資源而進行相關利益分享[3],這些問題都嚴重侵蝕著我國豬肉制品產業和地方豬資源的安全和發展。
豬種資源是一座天然基因庫,我國國家級畜禽遺傳資源保護名錄收錄44 個地方豬種[5],本土豬品種數量占世界總量的34%,是世界上豬種資源最豐富的國家。開展本土豬種資源的保護和利用,不僅有助于保護遺傳資源的多樣性,還能在滿足人們生活水平提高需求的同時,保障我國生豬產業的持久安全,提升我國地方豬的市場地位和競爭力[3]。
肉制品的品質受基因型[6]、性別[7]、去勢方式[8]、飼養環境[9]、飼料組分[10]、屠宰日齡[11]、屠宰方式[12]和養殖地區[13]等因素的影響,其中品種起主要作用。鑒于我國消費者對高品質豬肉的需求越來越高,我國地方生豬產業迎來一個快速發展機遇,而針對我國地方豬肉品質的系統分析鮮有報道。本研究以外三元豬肉為對照,就占市場份額較大的4 種地方豬肉營養和感官特性進行比較分析,為我國地方豬肉品質的深入研究和消費選擇提供參考。
外三元豬背最長肌(Longissimus dorsi muscle from three-breed crossbred pigs,TL)、五花以及壹號土豬背最長肌(Longissimus dorsi muscle from Yihao native pigs,YL)、五花 北京市永輝超市(馬家堡店);北京黑豬背最長肌(Longissimus dorsi muscle from Beijing black pigs,BL)、五花 北京市超市發超市(右安門店);湘村黑豬背最長肌(Longissimus dorsi muscle from Hunan village black pigs,HL)、五花 北京市永輝超市(喜隆多店);東北民豬背最長肌(Longissimus dorsi muscle from Northeastern indigenous pigs,NL)、五花 北京市家樂福超市(馬家堡南三環店);所有樣品均為排酸24 h產品,全程冷鏈運輸,樣品置于4 ℃保存,8 h內測完;其對應的臘肉制品分別標記為TLP、YLP、BLP、HLP和NLP。
乙醚、石油醚、無水乙醇、高氯酸、硫代巴比妥酸、鹽酸、甲醇、硫酸、氫氧化鉀、氯化鉀、七水合硫酸亞鐵(均為分析純) 國藥集團化學試劑上海有限公司;丁基羥基甲苯(butylated hydroxytoluene,BHT)(質量分數99%) 北京伊諾凱科技有限公司;總抗氧化能力(total antioxidative capacity,T-AOC)分析試劑盒(鐵離子還原力(ferric ion reducing antioxidant power,FRAP)法) 上海碧云天生物技術有限公司;丙二醛二乙縮醛 梯希愛(上海)化成工業有限公司;氧氣(體積分數99.999%)、氦氣(體積分數>99.99%)北京如源如泉科技有限公司;基準液(30 mmol/L KCl+0.3 mmol/L酒石酸)、參比電極浸泡液(3.33 mol/L KCl)、參比電極內部液(3.33 mol/L KCl+飽和AgCl溶液)、正極清洗液、負極清洗液 日本INSENT公司;白砂糖、食鹽、五香粉 北京新發地批發市場;酒精體積分數52%的白酒 北京市永輝超市(馬家堡店)。
PEN3電子鼻 德國Airsense公司;CR-400色差計柯尼卡美能達投資有限公司;TG-Wax MS氣相色譜毛細管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm)、TRACE1310氣相色譜-TSQ8000質譜儀 美國賽默飛世爾科技(中國)有限公司;Cary 50紫外-可見分光光度計美國Varian公司;Cascada BIO純水機 美國PALL公司;CR21GⅢ離心機 日本日立株式會社;F6/10-10G超細勻漿器 上海FLUKO流體機械制造有限公司;F-120B制冰機 日本星崎電機株式會社;脂肪氧化誘導儀 意大利VELP公司;BYXX-50煙熏蒸煮一體機 嘉興艾博實業有限公司;PB-10 pH計、BSA822-CW天平 德國賽多利斯科學儀器有限公司;TS-5000Z味覺分析系統 日本INSENT公司;Synergy H4酶標儀 美國伯騰儀器有限公司。
1.3.1 不同品種豬肉的營養屬性分析
分別參考GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》[14]、GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》[15]、GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》[16]方法,對豬背最長肌蛋白質、粗脂肪和水分質量分數進行測定。
1.3.2 不同品種豬肉pH值測定
參照GB 5009.237—2016《食品安全國家標準 食品pH值的測定》[17]方法,略有修改。冰浴條件下,取2.00 g豬肉樣品置于50 mL離心管內,加入20 mL氯化鉀溶液(0.1 mol/L),9 000 r/min均質30 s,靜置后測定。
1.3.3 不同品種豬肉的T-AOC分析(FRAP法)
參考文獻[18]的方法,采用T-AOC檢測試劑盒(FRAP法)對豬肉背最長肌的T-AOC進行分析。2.00 g樣品加入10.00 mL純水(4 ℃),冰浴條件下7 500 r/min均質15 s,離心取5 μL上清液,加入到工作液中,37 ℃孵育5 min后測A593nm,以硫酸亞鐵作為標準品。
1.3.4 不同品種豬肉及其臘肉制品色澤信息分析
參考文獻[19-20]的方法,隨機取原料肉或臘肉均勻切面進行色澤信息采集,由樣品色澤的三刺激值(x、y、z)計算樣品的亮度(L*)值、紅度(a*)值和黃度(b*)值,計算公式如式(1)~(3)所示。

式中:x0、y0、z0為矯正板的三刺激值。
1.3.5 不同品種豬脂肪的誘導氧化穩定性分析
參考文獻[21-22]的方法,取五花肉中層脂肪制備液化油脂,脂肪氧化誘導儀反應釜溫度為90 ℃,氧氣壓力為6×105Pa。根據反應釜內壓力的下降趨勢,計算樣品的誘導氧化進程,數據收集時間間隔為60 s。
1.3.6 不同品種豬肉廣式臘肉的制備
參考文獻[22]的方法,取豬背最長肌修整為統一規格(3 cm×3 cm×15 cm),混入輔料后靜腌48 h,期間翻動6 次,置于12 ℃、相對濕度80%恒溫恒濕箱內成熟,待成品率為60%時取樣檢測。
輔料中白砂糖、食鹽、五香粉、異抗壞血酸鈉、味精、白酒和水的添加量分別占原料質量的10.0%、2.0%、0.2%、0.2%、0.5%、2.0%和10.0%。
1.3.7 不同品種廣式臘肉TBARS值分析
硫代巴比妥酸反應物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)值的測定參考文獻[23-24]方法,以4.2 g/100 mL BHT(乙醇溶解)為抗氧化劑,5.0 g廣式臘肉樣品中加入25 mL冰高氯酸,冰浴條件下6 000 r/min剪切1 min,離心后取2 mL上清液加入2 mL硫代巴比妥酸(0.02 mol/L),沸水浴加熱45 min,冰水浴降至室溫后測A532nm,以丙二醛縮乙二醛作為標準物質。
1.3.8 不同品種廣式臘肉主體風味差異分析
參考文獻[23,25]的方法,取2.0 g廣式臘肉樣品均勻置于瓶內,4 ℃貯存備用。電子鼻工作條件:加熱倉溫度為50 ℃,振動2 min,數據采集時長為90 s,選取70 s時收集的數據進行分析。
1.3.9 不同品種廣式臘肉的味覺特性差異分析
電子舌內置的探頭由不同材料制成,能對不同味覺特性的物質進行分析[26-27]。參考文獻[28-29]的方法,取5 g臘肉樣品,按照體積比1∶5加入純水,均質混勻后8 000 r/min離心5 min,上清液過濾后上機測試。
數據采用平均值±標準差形式。不同品種豬肉蛋白質、水分、粗脂肪等營養物質質量分數以及T-AOC、pH值、色差等測定均進行10 個平行;臘肉制品TBARS值測定進行10 個平行;豬脂肪的氧化誘導分析進行3 個平行,采用SPSS 9.1軟件進行單因素方差分析。電子鼻分析時運用Winmuster軟件進行主成分分析(principal component analysis,PCA)和線性判別分析(linear discriminant analysis,LDA),每組樣品進行5 個平行。采用電子舌技術分析成品的味覺特性時,每組樣品進行3 個平行,采用SPSS 9.1軟件進行單因素方差分析,采用Taste Analysis Systerm Application Properties軟件進行味覺特性差異分析。采用Origin 8.0軟件作圖。
在世界范圍內,豬肉作為一種富含蛋白質的食物而被大量消費,蛋白質不僅可以滿足人類對能量和營養物質的需求,增強食物的加工性能和感官特性,還可以有效降低少肌癥的發生率,尤其是對老年人群體[30]。如表1所示,TL蛋白質量分數最高,反映了外三元豬作為瘦肉型豬種的特性[31],BL蛋白質量分數次之(P>0.05);YL、HL和NL之間蛋白質量分數差異不顯著(P>0.05),但是顯著低于BL和TL(P<0.05)。

表1 不同品種豬肉營養物質質量分數Table 1 Nutrient contents of pork from different breeds
粗脂肪質量分數對肉制品,尤其是對瘦肉制品的感官特性有著明顯的影響,粗脂肪質量分數的增加會顯著提升肉制品的嫩度、多汁性和鮮味強度[32]。如表1所示,TL粗脂肪質量分數最低,其次是HL和BL,YL粗脂肪質量分數最高,其中BL與YL粗脂肪質量分數的差異與文獻[33]結果一致;粗脂肪質量分數增加,相應蛋白質量分數呈下降趨勢,與文獻[32]結果一致。
肉制品及原料肉的質量損失受原料肉水分質量分數的影響,水分質量分數與肉品的pH值、肌肉類型和加工方式直接相關,同時受肉制品的形態和所處的液體環境影響[34]。如表1所示,TL、NL和BL水分質量分數較高,YL和HL水分質量分數相對較低(P<0.05)。說明基因類型的差異以及后期飼養環境的差異,造成肌肉組織蛋白質、水分和粗脂肪質量分數存在差異。對不同品種豬肉營養物質質量分數的分析可以為養殖、育種和適用性加工提供依據。

表2 不同品種豬肉的物理化學特性Table 2 Physicochemical characteristics of pork from different breeds
pH值對肉制品的理化特性,尤其是持水力、色差、成品率等具有顯著影響,過高的pH值會導致PSE肉的產生,顯著降低肉制品的食用品質和加工性能[35]。如表2所示,所有樣品中YL的pH值最高,其與HL之間沒有顯著差異(P>0.05);TL的pH值處于中間水平,NL和BL的pH值最低;TL與HL、NL與BL的pH值之間沒有顯著差異(P>0.05)。各豬肉樣品pH值的差異與豬肉中水分質量分數相反,即豬肉pH值越高,其水分質量分數越低。
如表2所示,BL的L*值最高,YL次之,且兩者之間沒有顯著差異(P>0.05);YL與TL、HL的L*值之間也沒有顯著差異(P>0.05);NL的L*值最低,且與其他產品相比均有顯著性差異(P<0.05)。TL的a*值最低,其次是HL、NL、YL和BL,HL和NL、NL和YL、YL和BL之間沒有顯著差異(P>0.05),即與外三元豬肉相比,地方豬肉具有較高的a*值,且BL的a*值最高。TL的b*值最低,其次是HL、YL、NL和BL,其中HL和YL之間差異不顯著(P>0.05),BL的b*值最高。即所有產品中,BL擁有最高的L*、a*、b*值,NL的L*值最低,TL的a*、b*值最低。BL的a*、b*值均較TL高,與文獻[36]結果相似,但L*值差異相反,可能是飼料組分、養殖周期等存在差異[37]、同一品種的不同樣品存在差異[13],也可能是飼養環境等因素存在差異所致[9]。
通過增強肌肉組織的抗氧化能力來提升動物的健康水平是育種學家和飼養管理人員熱切關注的問題,研究者通過在飼養過程中應用單色光[38]、在常規飼料中添加活性成分[39]、改善飼料組分[40]和在加工過程中添加功能性輔料[41]來提升動物肌肉組織和產品的抗氧化能力。如圖1所示,YL、NL和BL擁有較高的T-AOC,且差異不顯著(P>0.05);TL和HL以及YL、BL的T-AOC差異不顯著(P>0.05),其中HL的T-AOC最低,NL的T-AOC最高,與姜曉文[42]的研究結果相似。造成這種差異的原因除動物品種存在差異外,動物的飼養環境[43]、飼料組分[44]等因素也會產生影響。

圖1 不同品種豬肌肉組織液化脂肪的T-AOCFig. 1 T-AOC of pork from different breeds
脂質氧化穩定性是影響肉制品品質的重要因素,也是產品貨架期長短的決定因素之一[45]。為使肉制品有一個較為穩定的氧化狀態,目前研究者多是通過強化飼喂維生素、礦物質和生物活性物質等方式來實現[46-47]。如圖2所示,TL誘導氧化需要的時間較短,其次是NL、BL、HL和YL,YL的誘導氧化時間最長(P<0.05),即在高氧氣濃度和高溫條件下誘導氧化需要的時間最長,其中TL、HL、NL和BL之間差異不顯著(P>0.05),但各組樣品與YL之間均有顯著性差異(P<0.05)。除劉文營等[48]對豬牛混合脂肪的誘導氧化時間進行了分析外,鮮有研究對液化動物脂肪進行誘導氧化穩定性分析,本研究結果可為豬脂肪的開發利用提供參考。

圖2 不同品種豬液化脂肪的誘導氧化時間Fig. 2 Oxidation induction time of lard from different pig breeds
如圖3所示,YLP的TBARS值最低,即具有較好的質量安全屬性;BLP的TBARS值最高(P<0.05);盡管TBARS值與T-AOC、誘導氧化時間之間沒有明顯的直接關系,但是BL具有較低的pH值,即較低pH值的樣品對應較高的TBARS值,與張進杰等[49]研究結果一致。

圖3 不同品種豬肉制備廣式臘肉的TBARS值Fig. 3 TBARS values of Cantonese bacon from different pig breeds

表3 不同品種豬肉制備廣式臘肉的色澤Table 3 Meat color of Cantonese bacon from different pig breeds
原料肉對肉制品色澤的影響最大[50]。如表3所示,BL、YL的L*值較高,其相應的臘肉制品也具有較高的L*值。HLP的L*值較低,YLP具有最高的L*值(P<0.05),TLP和BLP以及HLP、NLP的L*值相似(P>0.05)。TLP、YLP和BLP的a*值較低(P>0.05),TLP與HLP的a*值相似(P>0.05),NLP的a*值最高(P<0.05),說明肉制品的色澤與原料肉的色澤差異不同。YLP的b*值最高,且與TLP的b*值相似(P>0.05),其次是BLP、HLP和NLP,其中TLP與NLP、BLP之間沒有顯著性差異(P>0.05)。值得注意的是,NLP具有最高的a*值和最低的b*值,YLP具有最低的a*值和最高的b*值,推測脂肪氧化與蛋白質氧化、色素氧化之間具有顯著的相互促進作用[51],會對肉制品的色澤產生影響,需要開展更為全面的研究來進一步驗證本實驗結果。
電子鼻可以實現不同風味物質的識別分析[52],并能用于產品的品質均一化加工研究[28]。如圖4所示,各產品在PC1和PC2上的方差貢獻率分別為94.78%和3.85%,方差總貢獻率為98.63%,說明不同原料制備的產品均具有各自的主體風味特征[22]。BLP與其他產品均無交集,可能與其較高的TBARS值有關,TLP與NLP之間有較多的交集,可能與其相似的TBARS值有關,推測產品的氧化程度會影響其主體風味。LD1和LD2的方差貢獻率分別為70.47%和13.51%,總貢獻率為83.98%,除TLP與NLP有部分交集外,其他產品之間均有良好的獨立性,即產品的主體風味都夠被區分,其中TLP與NLP之間的交集與主體風味有較多交集的結果一致,即產品之間主成分越相似越難區分。產品之間獨特的風味特性與原料獨特的理化性質有關,原料品質的多樣性造成了產品風味的差異[53]。

圖4 不同品種豬肉制備廣式臘肉的主體風味差異Fig. 4 Discrimination of major flavor of Cantonese bacon from different pig breeds

表4 不同品種豬肉制備廣式臘肉的味覺特性Table 4 Taste characteristics of Cantonese bacon from different pig breeds

圖5 不同品種豬肉制備廣式臘肉的味覺特性差異Fig. 5 Taste differentiation of Cantonese bacon from different pig breeds
依靠電子舌技術不僅可以實現不同味覺的識別和分辨[29],還可以開展產品的均一化加工研究[28]。不同品種豬肉制備廣式臘肉的味覺特性如表4、圖5所示,5 組產品在PC1和PC2方向上均無交集,即5 種產品均有獨特的味覺特性,與2.6節結果一致。其中,TLP產品的酸味值最高,地方豬肉制備廣式臘肉的酸味值均小于TLP,但各產品之間差異不顯著(P>0.05);TLP產品的澀味值最低,但與YLP和BLP沒有顯著性差異(P>0.05),YLP、NLP和BLP之間的澀味值差異不顯著(P>0.05),HLP的澀味值最高;HLP和NLP的澀味回味值最低,且與YLP沒有顯著性差異(P>0.05),TLP的澀味回味值最高,且與YLP和BLP之間沒有顯著性差異(P>0.05);NLP鮮味值最低,其次是BLP,兩者之間沒有顯著性差異(P>0.05),HLP、YLP和TLP的鮮味值依次升高,且有顯著性差異(P<0.05);與鮮味值相似,NLP的鮮味回味值最低,其次是BLP、YLP、HLP和TLP,且TLP與HLP之間沒有顯著性差異(P>0.05);TLP的咸味值最高,NLP、YLP、BLP和HLP的咸味值依次降低,其中TLP和NLP之間沒有顯著性差異(P>0.05)。
本研究以外三元豬肉作為對照,對我國市場上體量較大的壹號土豬、北京黑豬、東北民豬和湘村黑豬肉及其肉制品的營養物質、理化性質和感官品質進行了分析。外三元豬作為瘦肉型豬種,其肉品在蛋白質量分數上具有優勢,高于地方豬肉;肌肉組織中水分質量分數也較高,但是地方豬瘦肉組織粗脂肪質量分數高于外三元豬肉,即地方豬肉具有更好的適口性,這也是消費者對地方豬肉的基本認識。
研究中涉及地方豬肉的a*、b*值均高于外三元豬肉,其中以北京黑豬肉a*、b*值最高,除東北民豬肉L*值較低外,其他地方豬肉L*值均高于外三元豬肉,即地方豬肉普遍具有較好的色澤特征。肌肉組織的T-AOC決定著產品的品質穩定性,除湘村黑豬肉外,其他豬肉的T-AOC均高于外三元豬肉,即地方豬肉具有較好的品質穩定性。液化豬脂肪的誘導氧化結果顯示,地方豬脂肪具有較高的氧化穩定性,但是除壹號土豬臘肉外,其他豬肉對應臘肉制品的TBARS值均高于外三元豬臘肉。地方豬臘肉并未沿襲原料肉的色澤優勢,其中以北京黑豬肉的變化最大。不同原料制備的臘肉制品具有不同的風味和滋味屬性,可以開展適用性加工,以滿足人們的不同需求。