魯明鶴,高淑紅,楊 靜, 邵旭文,魯馨檀
1.吉林省牧業(yè)信息中心,吉林長春 130062;2.白城市洮北區(qū)動物疫病預防控制中心,吉林白城137000;3.吉林農業(yè)大學動物科學技術學院,吉林長春 130118
我國是世界上的人口大國,肉類及其肉制品消費的剛性需求與日俱增,尤其是隨著社會經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高,人們的膳食結構也在逐步發(fā)生改變,質地細嫩、風味濃郁的高營養(yǎng)價值的肉類越來越受到人們的關注。肉類作為家養(yǎng)農業(yè)動物的主要產品,其品質優(yōu)劣與其本身組織特性和營養(yǎng)組分含量密切相關。肌內脂肪(Intramuscular Fat,IMF)含量是指沉積在肌肉組織的外膜、束狀膜和肌內膜上的脂肪數(shù)量,肌內脂肪的沉積量與肌肉的剪切力、多汁性、風味和嫩度等密切相關,是評價肉質的關鍵性指標之一,通常認為肌內脂肪含量在2%~3%間的肌肉的口感和風味達到最佳水平。與肌肉品質的其他性狀一樣,肌內脂肪沉積受遺傳、營養(yǎng)水平、性別、年齡等多種因素的影響。由于肌內脂肪沉積量直接影響肉質及肉類消費,因此其受到了國內外學者的關注并成為肉質研究領域中的熱點。因此,本文就近年來國內外在肌肉脂肪沉積的形成機制以及品種、性別、年齡、日糧組成和營養(yǎng)成分對其影響總結和評述,以期為深入研究農業(yè)動物的產肉與肉質性狀形成機制提供參考。
動物機體內脂肪組織的主要功能是貯存能量。動物正常生命活動所需的能量得到滿足,剩余的供能物質大多以脂肪的形式貯存于動物體內的組織中,而當供能物質不能滿足動物機體需求時,細胞內的環(huán)磷酸腺苷水平上升,水解甘油三酯,將水解后獲得的脂肪酸氧化釋放能量,以維持動物生命活動,因而脂肪組織是動物重要的能量代謝場所,同時脂肪組織還是分泌瘦素、脂聯(lián)素、抵抗素等脂肪細胞因子的內分泌器官,對維持動物機體穩(wěn)態(tài)發(fā)揮重要作用。
動物機體內的脂肪組織依其存在的形態(tài)、位置和功能可分為棕色脂肪、白色脂肪和米色脂肪3 種類型,白色脂肪分布于動物體內的皮下組織和內臟組織周圍;棕色脂肪分布在動物的肩胛部,與白色脂肪相比,棕色脂肪分布著豐富的毛細血管,棕色脂肪細胞比白色脂肪細胞小,由幾個小脂滴形成并且細胞質中存在大量的線粒體;動物機體內的脂肪按沉積部位分類,一般分為肌肉脂肪(肌內脂肪與肌間脂肪)、皮下脂肪和內臟脂肪[1];脂肪在動物機體內的沉積順序一般以皮下脂肪(約占脂肪總量的70%)為優(yōu)先序位,其次為內臟脂肪,最后為肌肉脂肪。
脂肪的生成是受到許多轉錄調控因子構成的調控網絡的共同作用下一個非常復雜的過程,脂肪組織中脂肪細胞約占脂肪組織中細胞總數(shù)的50%~70%。目前,研究者尚未對脂肪細胞的來源進行精確的細胞譜系追蹤研究,但是通常認為機體適當?shù)臈l件下,將間充質干細胞定向地分化為脂肪母細胞,再由脂肪母細胞分化發(fā)育成前體脂肪細胞[2];隨后前體脂肪細胞經歷生長抑制,在PPARγ、C/EBPα 及β 等調控脂肪分化因子的作用下,逐漸地分化、增殖,進而發(fā)育為成熟脂肪細胞[3]。
白色、棕色和米色等不同顏色的脂肪細胞是由于不同來源的間充質干細胞分化而來的。 棕色脂肪的前體細胞來源于表達肌原性因子5(MyF5+)的干細胞。而白色、米色脂肪則由不表達Myf5 的(Myf5-)干細胞細分化而來,白色脂肪前體細胞形成過程中,PPARγ、C/EBPα 及C/EBPβ 占據(jù)著信號轉導網絡的核心地位,亦有其他轉錄因子參與脂肪前體細胞的分化和脂質積累[4]。
肌內脂肪(Intramuscular fat)存于于動物機體肌肉結締組織膜肌束間和肌束內肌纖維間,其主要的成分為甘油三酯與磷脂。肌內脂肪(通常稱為“大理石花紋”)最早沉積在大血管,如果營養(yǎng)滿足機體需求則會沉積在肌內膜周圍及其毛細血管就會形成“大理石花紋”。肌內脂肪的沉積量與肌肉的剪切力、多汁性、風味和嫩度等密切相關,直接影響產品的適口性[5]。據(jù)研究人員總結,影響肌內脂肪沉積的主要因素有遺傳、品種和營養(yǎng)因素等,因此全面地了解肌內脂肪沉積對提高肉品質有著重要的作用。動物體內脂肪沉積的依次順序為皮下脂肪、腹腔脂肪、肌肉與肌間脂肪,過多的皮下脂肪會導致動物背膘過厚,從而直接影響經濟價值[6],所以在保證肌內脂肪含量最優(yōu)的前提下降低皮下脂肪含量是當下動物育種的主要研究方向。由于肌內脂肪沉積是一個復雜的生物學過程,受到遺傳與非遺傳因素雙重影響。
動物的品種、性別和年齡不同,其肌內脂肪含量也不相同。不同物種肌內脂肪含量研究證實,當同品種、同年齡的肉羊在相同草場放牧時,生長速度較快的肉羊其胴體上沉積的脂肪顯著高于生長緩慢的肉羊,其可能原因在放牧條件下肉羊自由采食導致采食量不同造成其脂肪沉積不同。在已有牛的肌肉脂肪含量的報道文獻中,最高的品種為日本神戶肉牛(約為34.3%);我國自主培育的中國草原紅牛的肌肉脂肪含量可達3.25%;分布于西藏和四川等地的甘南牦牛是我國18 個牦牛優(yōu)良地方品種(遺傳資源)中的代表性品種之一,甘南牦牛公母牛平均肌內脂肪含量為1.02%,并且甘南牦牛公牛與甘南牦牛母牛之間差異顯著,表現(xiàn)出高蛋白、低脂肪的優(yōu)良品種特性,4 ~5 歲的去勢公耗牛肌內脂肪含量高于未去勢公耗牛肌內脂肪含量,而且甘南牦牛肌內脂肪含量比中國西門塔爾牛肌內脂肪含量低0.47%。在相同飼養(yǎng)環(huán)境條件下,本地黃牛、甘南牦牛、肅南牦、白牦牛的背最長肌脂肪含量具有明顯的品種間差異性,而荷斯坦牛、西林水牛和隆林黃牛也得到了同樣的研究結果,并且培育程度較高的荷斯坦牛的肌肉脂肪含量顯著高于西林水牛與隆林黃牛2 個地方品種。
日糧的營養(yǎng)組分是動物肌內脂肪細胞沉積所需營養(yǎng)物質主要來源,飼料的營養(yǎng)組成與含量直接影響著體內肌內脂肪沉積量。圈養(yǎng)的12 月齡蘇尼特羊肌內脂肪含量為2.8%低于放牧的同齡羊3.57%,而同一飼養(yǎng)方式下的公羊肌內脂肪則高于母羊,但是差異不顯著;舍飼育肥牦牛的肌內脂肪含量顯著高于放牧條件下牦牛肌內脂肪沉積量,表明采食量和攝入的飼養(yǎng)營養(yǎng)水平對肌內脂肪的脂肪沉積有明顯的影響;在基礎日糧中添加其他飼料組分可改變肌內脂肪含量,研究發(fā)現(xiàn)日糧中添加青貯桑葉后提高了陜北白絨山羊的瘦素(Leptin)和LPL 基因表達水平,進而抑制了肌內脂肪的沉積;而日糧添加乳酸菌后的蘇尼特羊肌內脂肪含量則由2.87%提升至3.6%,表明日糧中添加乳酸菌可促進肌內脂肪的沉積。肌內脂肪沉積與日糧的蛋白質和氨基酸水平有較明顯的相關性,低蛋白、低能量日糧可增加動物肌內脂肪含量。經驗證得知維生素A 能夠誘導脂肪細胞的脂質氧化,而限制脂質積累,因此維生素A 缺乏時,脂肪細胞中脂質氧化減少。在基礎日糧中添加不同含量的維生素A 飼喂利木贊與魯西黃牛雜交生產的雜交一代,其研究發(fā)現(xiàn),維生素A 含量的添加會顯著增加雜交一代背最長肌和臀中肌的肌肉脂肪含量,但不增加其他部位的脂肪,也有研究報道通過對安格斯閹牛限飼維生素A 后肌內脂肪的含量提高,該試驗與李春濤對秦安雜交牛飼喂低劑量維生素A 其背最長肌肌內脂肪規(guī)律一致,低量維生素A 能提高肌內脂肪含量。以上研究說明不同飼養(yǎng)方式和營養(yǎng)水平對肌內脂肪含量有顯著的影響,因此如何選擇合適的日糧組成和營養(yǎng)成分以期改善動物機體肌內脂肪含量是今后研究的重要方向之一。
動物肌肉品質受多種因素影響,其中影響動物肌肉品質的重要因素之一是肌內脂肪含量。肌內脂肪的含量與動物肉產品的風味、嫩度、多汁性密切相關,其肌內脂肪含量反應在肉質的紋路上面,其產生的大理石花紋是消費者觀察肉質品質的直接因素之一。雖然動物肌內脂肪含量受品種、性別與年齡以及日糧組成和營養(yǎng)成分影響,但是目前最主要的改善方法是引進外來動物品種與本地品種進行雜交再利用其分子技術共同改善肌內脂肪含量,提高動物肉品質以滿足消費者高品質肉類需求。