納米硒對肉品質的影響及其調控機理

和玉丹 裴迅 鄒君彪 萬培偉

摘? 要：隨著物質生活水平的提高，人們對畜禽肉品質的要求也越來越高。在動物日糧中補充硒可以改善肉的品質和營養價值。作為一種新型的補充硒的添加劑，納米硒具有生物利用率高和安全性高等特點，并且可以改善肉的顏色、pH、嫩度和滴水損失等。本文將對日糧添加納米硒對畜禽肉品質的影響和作用機制進行綜述。

關鍵詞：納米硒;肉品質;肉色;滴水損失

中圖分類號：S816.7 文獻標志碼：C 文章編號：1001-0769（2020）01-0071-04

近20年來，我國畜牧生產發展迅速，畜禽產品在數量上已經基本能滿足國民的消費需求。然而，隨著經濟水平的提高，市場對畜禽產品的需求已由以數量為主轉為數量和質量并重的消費格局，人們對畜禽肉產品的品質要求的提高和實際存在的肉質普遍下降形成了鮮明的對比。因此，改善畜禽肉產品的質量成為科研工作者研究的熱門方向。硒（Selenium，Se）具有非常豐富的生物學功能，它不但能調節動物機體中甲狀腺激素的合成，增強機體的免疫力，而且還能通過發揮自身的抗氧化功能，改善肉的顏色和pH，增強肉的系水力等。因此，動物肉品生產者會有意識地在畜禽飼料中添加硒來改善肉的品質，其最主要的添加形式就是亞硒酸鈉。但是，亞硒酸鈉存在毒性強和安全劑量范圍窄的缺點，并且有研究顯示其有促氧化的作用。作為一種新型材料微粒，納米硒不僅具有納米材料的表面效應，而且它在動物體內的吸收率和生物利用率均高于亞硒酸鈉的，毒性亦是硒類添加劑中最低的。所以，將納米硒應用于畜禽生產來改善肉品質具有很高的實用性。

1? 納米硒概述

與飼料添加劑中常用的硒補充劑——亞硒酸鈉、硒代蛋氨酸和酵母硒不同，在納米硒中，硒的化合價為0價，屬于單質硒。根據不同的外界條件，單質硒可分為紅色、灰色和黑色的元素硒，常規制備的紅色元素硒顆粒粗大，易聚合形成灰色或黑色的元素硒，無生物活性。Nuttall提出了膠體狀態的紅色元素硒具有或在特定環境下具有生物活性的假說，但因當時無試驗證據，該假說并未得到證實。而張勁松等研究發現，蛋白質能夠控制紅色元素硒原子的聚合，從而形成以蛋白質為核、紅色元素硒為膜和以蛋白質為分散劑的納米粒子。這種以蛋白質為分散劑的納米硒粒子呈紅色，粒徑在20 nm～60 nm之間，稱為納米硒[1]。這種納米紅色元素硒對熱穩定，不會轉化形成灰色或黑色的元素硒，易溶于水。相對于無機硒（硒酸鹽和亞硒酸鹽）與有機硒（酵母硒、硒代氨基酸和硒多糖），納米硒的顆粒均勻、細小，表面積大，表面原子和不飽和鍵多，具有高表面活性，對動物胃腸道黏膜的黏著性高，進而易被動物腸道吸收，具有較高的生物利用率[2]。在生物毒性方面，研究表明納米硒的急性毒性顯著低于亞硒酸鈉的（每千克體重硒的LD50分別為113.0 mg/kg和15.7 mg/kg），隨后的短期毒性試驗也進一步證明納米硒的短期毒性顯著低于亞硒酸鈉的（P<0.05）[3]。這表明納米硒比常用的亞硒酸鈉有更寬的安全劑量使用范圍，因此在飼料生產中對生產工藝的要求低于亞硒酸鈉的。

2? 納米硒在動物體內的吸收和轉運

動物主要以兩種方式吸收納米硒，一種是以主動轉運的方式通過腸壁將硒吸入體內，另一種是以被動擴散的方式吸收。在對納米硒的吸收部位方面，單胃動物的與反芻動物的不同。用納米75Se進行的研究表明，動物主要通過十二指腸吸收納米硒，反芻動物對納米硒的吸收可在整段小腸中進行，而單胃動物對納米硒的吸收則主要發生在回腸中[4]。Wang等發現，納米硒除了以跨細胞運輸為主要的轉運方式被動物吸收外還可以通過細胞旁通路被吸收，并且該研究發現納米硒的吸收效率比硒代蛋氨酸的高1.76倍，比亞硒酸鈉的高8.41倍[5]。其中的原因可能與納米硒所具有的特殊的粒徑和表面電荷有關。納米硒被動物機體吸收后會迅速結合并進入紅細胞，但較大比例的納米硒會被釋放，其余的與血漿蛋白結合，血漿中與硒結合的蛋白質主要是α和β-球蛋白。

3? 納米硒對畜禽肉品質的影響

3.1? 納米硒對肉色的影響

肉色是人們對所購買的鮮肉最直接的感官評價，也是衡量畜禽肉品質好壞的重要指標，肉類產品越鮮艷越能勾起購買者的消費欲望[6]。人工肉眼觀察肉色不僅費時費力，而且評價的標準不一，極易造成誤差。目前肉色的評定一般通過色差儀測定的一些參數來衡量，L*值代表肉的亮色度，a*值代表肉的紅色度，b*值代表肉的黃色度。肉色主要取決于肌肉中肌紅蛋白（Myoglobin，Mb）的含量，而硒可在動物體內參與硒蛋白的形成，能有效防止肌紅蛋白或氧合肌紅蛋白氧化形成高鐵肌紅蛋白，從而提高肉色評分值[7]。戴五洲研究發現，當在育肥豬日糧中添加納米硒時，隨著納米硒添加量的增加，豬背最長肌的a*值呈線性增加，b*值呈線性下降，L*值有下降的趨勢，豬背最長肌中肌紅蛋白含量顯著升高（P<0.001），0.3 mg/kg納米硒組和0.5 mg/kg納米硒組的豬背最長肌的肌紅蛋白含量相比于對照組的分別提高了31.43%和65.65%[8]。由此表明，納米硒可以通過營養干預的手段提高豬肉的感官品質，并且其較寬的安全范圍可以有利于發揮硒改善肉色的劑量效應。

3.2 納米硒對肉pH的影響

肌肉的pH是反應肉品質的一項重要指標。研究認為，動物屠宰后肌肉會進行無氧酵解并產生乳酸，因此肌肉的pH在屠宰后會隨著存放時間的延長而下降，肉品質降低[9]。閆利萍等報道硒是動物體內重要的抗氧化劑，能夠提高肌細胞清除代謝產物乳酸的能力，阻止多不飽和脂肪酸過度氧化，改善肉品質[10]。林長光在比較不同硒源對育肥豬宰后豬肉pH的影響中發現，宰后45 min，納米硒組的豬背最長肌的pH極顯著高于對照組的（P<0.01）;宰后24 h，納米硒組的豬肉pH顯著高于對照組的、亞硒酸鈉組的和酵母硒組的（P<0.05）[11]。蒼白、柔軟且滲水（Pale Soft Exudative，PSE）的肉是一種典型的劣質肉，近年來發生比例正呈逐年上升的趨勢。PSE肉是動物屠宰后因胴體發生高速代謝導致持續高溫和低pH并產生劇烈且明顯的蛋白質變性引起的[12]。一般情況下，生豬屠宰后45 min肌肉pH<6.0時，該肉可判定為PSE肉。因此，維持宰后肉的pH對減少PSE肉的產生和改善肉質有重要意義。

3.3 納米硒對肉嫩度和滴水損失的影響

肉的嫩度是消費者評判肉質優劣及影響消費的重要因素，并且也是導致肉產品被消費者接受與否的最主要因素。肉的嫩度是指肉入口咀嚼組織狀態時所感覺的印象，實驗室主要以剪切力指標來反映肉的嫩度。滴水損失則是衡量肉類保持水分高低的指標，與肌肉保水力呈負相關，保水性能的高低會對肉類產品的風味、口感以及多汁性產生重要影響[13]。楊志勇對比不同硒源對雞胸肉肉質的影響，結果顯示，日糧添加0.3 mg/kg納米硒組的試驗雞雞胸肉剪切力顯著低于對照組試驗雞的（對照組添加0.3 mg/kg亞硒酸鈉，P<0.01）[14]。大量試驗證實在畜禽日糧中補充納米硒能有效降低肌肉的滴水損失，在鵝的日糧中添加0.3 mg/kg納米硒能顯著降低鵝肉的滴水損失（P<0.05）。在生長育肥豬的日糧中添加納米硒，豬背最長肌的滴水損失隨納米硒添加水平的升高而明顯降低[8，15]。畜禽屠宰后，由于機體穩態被破壞而導致細胞內的水分因細胞膜的損壞而大量流失，導致肉的保水能力下降。

3.4 納米硒對肌內脂肪的影響

與多年前片面追求瘦肉率不同，人們近年來逐漸發現肌肉內含有一定數量的肌內脂肪可以提高肉的品質。肌內脂肪對肉品質的影響主要體現在嫩度、大理石紋、風味和多汁性上[16]，而大理石紋在肉質分級上更是一個直接的判定指標。Zhou等研究在日糧中添加不同水平的納米硒對廣西黃雞肉質的影響，結果，添加納米硒可以顯著提高雞胸肉中的肌內脂肪含量? ? ? ? ? ? （P<0.05）;相似的結果出現在林長光的研究中，添加0.3 mg/kg的納米硒可以顯著提高育肥豬眼肌部肌內脂肪的含量（P<0.05）[11，17]。目前，各位學者對硒影響肌內脂肪含量的研究結果存在較大的差異，尚不能確切說明硒對肌內脂肪是否有正向作用。

4? 納米硒影響肉品質的作用機制

脂質氧化作用會促進肉的脫色或提高滴水，這不但會影響肉的品質，還會對肉品行業造成巨大的經濟損失。研究認為，自由基攻擊肌肉中的多不飽和脂肪引起的脂質過氧化作用是肉冷藏過程中導致其變質的主要原因之一[18]。納米硒改善肉品質的最主要原因在于它能夠通過增強動物機體的抗氧化能力來阻止脂質過氧化過程中產生的惡化反應[19]。硒首先是通過各種含硒蛋白質及含硒酶發揮抗氧化作用的，谷胱甘肽過氧化物酶（Glutathione Peroxidase，GSH-Px）是最早被發現和證實的含硒酶，硒的抗氧化作用主要通過該酶發揮作用。GSH-Px強大的催化能力主要歸功于催化位點上的硒代半胱氨酸（Selenocysteine，Sec）;與其他金屬元素不同，人體內的硒是以Sec的形式插入到蛋白質中的，在GSH-Px合成途徑中的硒代半胱氨酰-tRNA[Ser]Sec 作為轉運Sec的載體完成Sec的插入，其過程需要一個順式作用元件和多個反式作用因子的共同作用，另有五種蛋白質參與其表達的調控，整個過程目前仍不十分清楚[20]。硒進入細胞后參與合成GSH-Px，GSH-Px可以與維生素E發揮協同作用.維生素E是動物機體抗氧化的第一道防線，它定位于細胞膜上，可阻斷膜上已形成的過氧化物;而硒則是動物機體抗氧化的第二道防線，通過谷胱甘肽過氧化物酶清除胞內的過氧化物。二者能發揮協同作用，維持機體的氧化還原平衡，從而對改善肉品質起到積極效果。

肉的顏色改變主要與肌肉中的色素物質——肌紅蛋白的自然氧化緊密相關。肌紅蛋白由珠蛋白和血紅素組成，血紅素含有一個以還原態Fe2+或氧化態Fe3+形式存在的鐵離子。肌紅蛋白本身呈紫紅色，與氧結合后生成氧合肌紅蛋白，顏色轉為鮮紅色，這種顏色表明肉是新鮮的。Mb和氧合Mb均可被氧化為高鐵肌紅蛋白，表現為褐色，表明肉放置了較長的時間[21]。然而，硒可有效減少組織中氧自由基的含量，阻止Fe2+氧化為Fe3+，從而維持肉的紅色度（a*值）。動物宰后，肌肉中的糖原會因缺氧而進行無氧酵解并產生乳酸;隨著屠宰后時間的延長，肌肉的pH不斷下降，肌肉pH迅速降低時容易產生PSE肉，降低肉的品質，而硒能通過提高肌細胞清除代謝產物乳酸的能力，延緩pH降低的時間，但目前其促進乳酸清除的方式尚不清楚[22]。肌肉系水力會影響肉的風味、色澤、營養成分及嫩度等。pH被認為是影響肌肉系水力的一個重要因素，因為較低的pH會使肌紅蛋白縮水從而降低肌肉蛋白束縛水分的能力，同時脂質氧化作用可能也會導致肌肉細胞膜完整性受到破壞，通透性增加，影響細胞膜的穩定性，從而增加肉的滲出性損失，使肌肉的滴水損失增加;而硒能通過保護細胞膜免受氧化損傷而維持它的完整性，最終提高肌肉的系水力[23]。此外，脂質氧化作用也會通過降低肌原纖維的保水能力，導致肌肉中汁液損失量的增多，最終也會增加肌肉的滴水損失[24]。因此，在動物日糧中補硒，通過它的抗氧化作用抑制肌肉的脂質氧化，對提高肌肉的系水力有顯著效果。

5? 結論與展望

在畜禽日糧中添加納米硒可有效延長畜禽肉產品的貨架期，改善肉的感官和營養品質。然而，在動物生產中，目前使用最多的硒產品依舊是亞硒酸鈉。納米硒雖然具有毒性低和良好的改善肉質的功能，由于其生產工藝高、研究應用相對較少以及人們對納米硒的認識不足等原因，現階段我們要將其在生產中推廣應用較為困難。此外，納米硒對改善畜禽肉質的研究也比較少，同時在不同動物上的作用效果差別較大，因此納米硒的最佳添加劑量和具體的改善肉質的機制還需要進一步研究。相對于常規的硒類添加劑，納米硒具有一定的營養優勢，在改善畜禽肉質、減少PSE肉發生率以及在生產富硒肉產品上也具有較大的應用推廣價值。

參考文獻：（24篇，略）