摘要：

3、發(fā)酵飼料對豬肉品質(zhì)的影響及調(diào)控機(jī)制

3.1豬肉品質(zhì)及其形成影響關(guān)鍵因素

豬肉品質(zhì)主要包括感官品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)以及加工品質(zhì)和衛(wèi)生質(zhì)量。其中，感官品質(zhì)主要是消費(fèi)者的視覺、味覺、嗅覺和觸覺對肉的綜合感受，評價(jià)指標(biāo)包括肉色、系水力、風(fēng)味、肌肉pH、大理石紋、嫩度、多汁性等。肉色與機(jī)體抗氧化能力、pH和肌纖維類型密切相關(guān)。在一定范圍內(nèi)，豬肉pH又與肉色評分呈正相關(guān)。嫩度和系水力則與pH和IMF含量有關(guān)。豬肉風(fēng)味物質(zhì)主要包含脂肪酸、核苷酸、呈味氨基酸和鮮味肽等。營養(yǎng)品質(zhì)主要指肉的營養(yǎng)價(jià)值，包括氨基酸、脂質(zhì)(如脂肪酸)、礦物質(zhì)、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)的含量和組成，與人們的膳食營養(yǎng)和健康密切相關(guān)。

IMF是影響豬肉品質(zhì)的重要因素。IMF與豬肉感官品質(zhì)密切相關(guān)，其分布與數(shù)量決定了大理石紋評分；同時(shí)，IMF的增加有助于改善豬肉的風(fēng)味和多汁性，可改善豬肉的嫩度和風(fēng)味等。肌束間分布的脂肪(肌間脂肪)可有效降低肌纖維密度，合適的脂肪含量利于豬肉系水力和多汁性。在肉品風(fēng)味方面，肌肉中的脂肪可為大多數(shù)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)提供反應(yīng)前體物質(zhì)，直接影響揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類和含量。IMF沉積主要受品種、環(huán)境、營養(yǎng)等因素影響。本團(tuán)隊(duì)通過比較不同豬種的IMF發(fā)現(xiàn)，180日齡金華豬背最長肌和腰大肌IMF含量分別為3.42%和3.58%，顯著高于長白豬的2.28%和2.59%(占鮮重)。研究表明，金華豬肝臟、背最長肌組織的蛋白酶體亞單位。a6(PSMA6)基因表達(dá)水平顯著高于巴克夏豬，且PSMA6基因在這些組織的mRNA表達(dá)量與IMF含量呈顯著正相關(guān)，可促進(jìn)脂肪前體細(xì)胞增殖和脂肪生成。本團(tuán)隊(duì)通過分析金華豬和長白豬背最長肌的基因表達(dá)譜發(fā)現(xiàn)，豬差異基因FLJ36031(pFLJ)可能通過調(diào)節(jié)脂肪合成相關(guān)基因如脂肪酸合成酶、乙酰輔酶A羧化酶、甘油三酯脂肪酶和激素敏感脂肪酶的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)控機(jī)體脂肪沉積。研究表明，萊蕪豬小RNA-331-3p(miR-331-3p)在肝臟、肌肉和背部脂肪中的表達(dá)較高，其可以作為脂肪細(xì)胞增殖分化和脂肪酸代謝的調(diào)節(jié)因子，抑制細(xì)胞增殖并促進(jìn)前脂肪細(xì)胞分化。通過對豬IMF進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)軸突導(dǎo)向因子1(NTNl)基因可以調(diào)節(jié)成肌細(xì)胞的增殖和分化，在IMF形成過程中起重要作用。

肌纖維是決定豬肉品質(zhì)另一關(guān)鍵因素，肌纖維類型與組成影響豬肉的肉色、pH、系水力及嫩度，同時(shí)對風(fēng)味也有一定影響。肌纖維可分為氧化性肌纖維(I型、IIa型)和酵解型肌纖維(IIx型和IIb型)。氧化型肌纖維的肌紅蛋白含量顯著高于酵解型肌纖維。因此，氧化型肌纖維比例高的肌肉顏色鮮紅，肉色評分較高，豬肉表現(xiàn)出更好的感官品質(zhì)。研究表明，豬背最長肌MyHCI基因可抑制肌肉氧化應(yīng)激，增加氧化型肌纖維比例，并通過氧化物酶體增殖激活受體。(PPARa)增強(qiáng)脂肪酸氧化，從而改善肉質(zhì)。本團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，與長白豬相比，金華豬背最長肌含有更多的I型,IIa氧化型肌纖維和較低的IIb型酵解型肌纖維含量，在長白豬背最長肌中細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)表達(dá)量顯著高于金華豬；超表達(dá)ERK后，顯著降低I型氧化型肌纖維含量，提高酵解型肌纖維含量，表明ERK信號(hào)通路在調(diào)控肌纖維類型轉(zhuǎn)化過程中發(fā)揮了重要作用。在肌管中，小RNA-22-3P(miR-22-3p)和腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）/細(xì)胞沉默調(diào)節(jié)蛋白1（Sirr1）/過氧化物酶體增殖活化受體丫輔助活化因子-la(PGC-la)途徑可促進(jìn)肌纖維類型從快肌纖維到慢肌纖維的轉(zhuǎn)化。線粒體及糖、脂代謝相關(guān)基因，如AMPKal、Sirtl、PCC-la、線粒體轉(zhuǎn)錄因子A(TFAM)、線粒體轉(zhuǎn)錄因子Bl(TFB1M)、細(xì)胞色素(Cytc),ATP合酶脂質(zhì)結(jié)合蛋白(ATPSG)、肉毒堿棕櫚酰基轉(zhuǎn)移酶-1B(CPT-1B)和氧化物酶體增殖激活受體8(PPARB)等，可增加豬背最長肌琥珀酸脫氫酶和蘋果酸脫氫酶活性，降低乳酸脫氫酶活性，從而實(shí)現(xiàn)肌纖維型從快肌纖維到慢肌纖維的轉(zhuǎn)變。

此外，腸道微生物也與豬肉品質(zhì)密切相關(guān)。研究報(bào)道，豬腸道普氏菌屬中的Prevotellacopri可通過Toll樣受體4(TLR4)和哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號(hào)通路上調(diào)與脂肪生成和脂肪積累相關(guān)基因的表達(dá)，抑制脂肪分解、脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和肌肉生長相關(guān)基因的表達(dá)。發(fā)現(xiàn)，黑豬腸道丁酸梭菌含量與IMF含量呈正相關(guān)，腸道丁酸球菌屬(Buyricicoccus、真桿菌屬(Eubacterium)、考拉桿菌屬(Phascolarctobacteri-um)和原桿菌屬(Oribacterium)含量與腹部脂肪和甘油三酯脂肪酶的mRNA表達(dá)量呈顯著負(fù)相關(guān)；其中真桿菌屬(Eubacterium)屬于梭狀芽胞桿菌群XIVa，其主要功能包括多糖發(fā)酵和膽汁酸脫羥基等，對肥胖和相關(guān)代謝紊亂發(fā)展具有潛在的調(diào)控作用。在二花臉和巴馬香豬腸道微生物的研究中，采用關(guān)聯(lián)分析確定了119個(gè)與IMF含量顯著相關(guān)的操作分類單元(OTU)，其中瘤胃球菌屬(Rumiuococcus)、普氏菌屬(Prevotella)和密螺旋體屬(Trepouema)等在多糖和氨基酸代謝中發(fā)揮著重要作用，與IMF生成、腹部脂肪和背膘的沉積相關(guān)。上述結(jié)果表明，豬腸道內(nèi)特定的微生物可能通過參與機(jī)體能量代謝，調(diào)控脂肪沉積和豬肉品質(zhì)形成。

3.2發(fā)酵飼料對豬肉營養(yǎng)品質(zhì)的影響及機(jī)制

飼料營養(yǎng)對豬肉營養(yǎng)品質(zhì)的調(diào)控起關(guān)鍵作用。研究發(fā)現(xiàn)，使用酵母菌、康氏木霉、白腐菌和非淀粉多糖酶發(fā)酵的秸稈微貯飼料飼喂育肥豬后，背最長肌中粗蛋白質(zhì)含量顯著提高了4.73%。研究報(bào)道，釀酒酵母、枯草芽孢桿菌和乳酸菌發(fā)酵的玉米一豆粕型飼糧可能通過提高飼糧中粗蛋白質(zhì)和氨基酸含量增加豬肉的蛋白質(zhì)含量。發(fā)現(xiàn)，8種菌發(fā)酵的玉米-豆粕型飼糧飼喂的豬，其肉中蛋白質(zhì)含量有增長的趨勢。發(fā)現(xiàn)，10%乳酸菌、梭菌和雙歧桿菌發(fā)酵的玉米-豆粕型飼糧飼喂生長育肥豬后，背最長肌中天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸等芳香族氨基酸的含量分別顯著提高了2.21%、3.08%和0.93%。發(fā)現(xiàn)，10%酒曲發(fā)酵小麥酒精糟使豬肉必需氨基酸、非必需氨基酸和總氨基酸含量分別顯著增加了5.57%、5.45%和5.50%，進(jìn)而提高豬肉的營養(yǎng)價(jià)值。本團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，8%枯草芽孢桿菌和戊糖片球菌發(fā)酵的玉米一豆粕飼糧可顯著提高豬肉的IMF、必需氨基酸(纈氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、賴氨酸)含量，亞油酸、油酸、亞麻酸、花生四烯酸含量分別顯著提高了14.86%、3.99%、34.48%和20.69%。發(fā)現(xiàn)，植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌、產(chǎn)院假絲酵母和黑曲霉菌發(fā)酵的全價(jià)飼糧飼喂育肥豬后，使背最長肌中油酸、亞油酸、花生四烯酸、總不飽和脂肪酸含量分別顯著提高了5.23%、5.16%、11.76%和5.41%，降低總飽和脂肪酸(SFA)含量。研究也發(fā)現(xiàn)，蘋果渣青貯料飼喂后，育肥豬背膘中碳18~碳20的多不飽和脂肪酸含量顯著提高了14.62%。上述結(jié)果表明，發(fā)酵飼料在提升豬肉的營養(yǎng)品質(zhì)方面有比較重要的作用。

發(fā)酵飼料在改善豬肉營養(yǎng)品質(zhì)方面發(fā)揮比較重要的作用，其機(jī)制可能是發(fā)酵飼料能提高飼料蛋白質(zhì)、氨基酸和脂肪酸等營養(yǎng)水平，增加育肥豬采食量，提高飼料消化率，改善豬肉蛋白質(zhì)與脂肪的沉積，從而提高豬肉中粗蛋白質(zhì)、氨基酸、粗脂肪和脂肪酸等營養(yǎng)成分的含量。此外，發(fā)酵飼料中益生菌及其代謝產(chǎn)物如乳酸、乙酸的增加也可能是引起豬肉營養(yǎng)沉積和脂質(zhì)代謝變化的原因。研究表明，6%發(fā)酵乳桿菌、枯草芽孢桿菌和釀酒酵母發(fā)酵玉米芯飼喂后，可顯著提高育肥豬的采食量、日增重和養(yǎng)分消化率，降低料重比，顯著改善肉色、IMF含量和豬肉脂肪酸組成，顯著提高育肥豬腸道乳酸菌含量，并降低腸桿菌豐度。發(fā)現(xiàn)，5%的枯草芽孢桿菌、凝結(jié)芽泡桿菌和乳酸菌發(fā)酵麥鼓飼喂生長育肥豬后，其日增重提高，料重比降低，免疫功能得到改善，腸道鏈球菌屬(Streptococcus)豐度顯著降低，毛螺菌科(Lachnospiraceae)、桿菌屬(Turicibacter)豐度顯著提高。由此可見，發(fā)酵飼料也可能通過調(diào)控腸道微生物，提高育肥豬生長性能、血清抗氧化和免疫功能等，進(jìn)而提高豬肉品質(zhì)，但發(fā)酵飼料通過腸道微生物對豬肉的直接調(diào)控作用還有待深入研究。

3.3發(fā)酵飼料對豬肉感官品質(zhì)的影響及機(jī)制

發(fā)酵飼料對肉色和大理石紋、抗氧化和系水力及風(fēng)味物質(zhì)等豬肉感官指標(biāo)也有較為明顯的改善作用。本團(tuán)隊(duì)通過對發(fā)酵原料(大豆蛋白、蘋果渣、燕麥、玉米、小麥、豆粕、柿子殼、蘋果飼料、馬鈴薯漿、菜籽粕、小麥酒精糟、銀杏)、發(fā)酵添加劑(中草藥、大蒜粉、紅參粉、小球藻)和3562頭豬的飼養(yǎng)試驗(yàn)發(fā)表的30余篇文獻(xiàn)結(jié)果進(jìn)行Meta分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵飼料可以顯著改善豬肉感官品質(zhì)，包括豬肉亮度(標(biāo)準(zhǔn)均差0.4，置信區(qū)間0.04，0.7)，紅度(標(biāo)準(zhǔn)均差0.7，置信區(qū)間0.1，1.2)、大理石花紋(標(biāo)準(zhǔn)均差2.1，置信區(qū)間1.2，3.0)以及風(fēng)味，經(jīng)過劑量效應(yīng)分析，發(fā)酵原料和發(fā)酵添加劑的最優(yōu)劑量分別為8%和0.15%。本團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研究表明，飼喂8%枯草芽孢桿菌和戊糖片球菌發(fā)酵的玉米-豆粕飼糧使豬肉眼肌面積、肉色紅度和大理石評分分別顯著增加了16.62%、9.12%和50.49%。此外，發(fā)現(xiàn)，10%乳酸菌、梭菌和雙歧桿菌發(fā)酵的玉米-豆粕型飼糧飼喂后，使生長育肥豬背最長肌紅度與黃度值顯著提高了12.24%和43.99%，色澤更加鮮紅亮澤。

研究表明，10%乳酸菌、梭菌和雙歧桿菌發(fā)酵的玉米-豆粕型飼糧飼喂生長育肥豬可以顯著降低背最長肌滴水損失和剪切力，提高豬肉系水力和嫩度。采用10%芽孢桿菌、糞腸球菌和嗜酸乳桿菌發(fā)酵玉米-豆粕型飼糧飼喂后，育肥豬后腿肉總抗氧化能力、SOD和GSH-Px活性分別顯著提高了51.90%、32.51%和29.63%，滴水損失顯著降低29.80%。本團(tuán)隊(duì)使用8%戊糖片球菌和芽泡桿菌發(fā)酵玉米-豆粕型飼糧飼喂育肥豬后，豬肉中SOD和GSH-Px活性分別顯著提高了22.29%和21.10%，組織脂質(zhì)過氧化物含量顯著降低，滴水損失和剪切力分別顯著降低了20.96%和10.64%，從而改善豬血清和肌肉的抗氧化能力，提高豬肉嫩度和系水力。研究發(fā)現(xiàn)，唾液乳桿菌、枯草芽孢桿菌和釀酒酵母發(fā)酵全價(jià)飼料飼喂育肥豬后，顯著提高了其血清中黃嘌呤、丁子香酚、丙烯酤胺和對-香豆酸等代謝產(chǎn)物的含量，改善豬肉的抗氧化能力，并使剪切力顯著降低了6.38%，提高了豬肉嫩度。

本團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，8%枯草芽孢桿菌和戊糖片球菌發(fā)酵的玉米-豆粕飼糧飼喂育肥豬后，可以顯著提高背最長肌中不飽和脂肪酸(花生四烯酸、亞油酸、油酸、亞麻酸)、鮮味氨基酸(谷氨酸、天冬酰胺、蘇氨酸、絲氨酸、丙氨酸、甘氨酸)、醇類物質(zhì)(異辛醇、壬醇)、醛類物質(zhì)(壬醛、辛醛、庚醛、己醛、苯甲醛)及酮類物質(zhì)(3-羥基-2丁酮、苯乙酮、甲基庚烯酮)等風(fēng)味物質(zhì)的含量。研究也表明，酵母菌、康氏木霉、白腐菌和非淀粉多糖酶發(fā)酵秸桿飼糧飼喂后，使育肥豬背最長肌的呈味氨基酸如甘氨酸、脯氨酸、丙氨酸以及棕櫚酸、亞油酸含量分別顯著提高了8.20%、14.33%、10.44%、3.54%和54.11%，改善了豬肉風(fēng)味。研究報(bào)道，10%酵母菌、乳酸菌和纖維素酶發(fā)酵的構(gòu)樹飼糧飼喂育肥豬，使豬背最長肌中組氨酸、精氨酸、甘氨酸、牛磺酸和β-氨基異丁酸等含量分別顯著提高了45.20%、30.87%、43.00%、20.64%和40.52%。采用電子鼻分析和感官評定發(fā)現(xiàn)，10%芽孢桿菌、糞腸球菌和嗜酸乳桿菌發(fā)酵玉米-豆粕型飼糧飼喂后，可以提高育肥豬后腿肉中脂肪族化合物的含量，并使嫩度、風(fēng)味和多汁感評分分別顯著提高了6.26%、5.73%和15.01%。上述研究結(jié)果提示，發(fā)酵飼料具有改善豬肉風(fēng)味的功能。

發(fā)酵飼料調(diào)控豬肉感官品質(zhì)的機(jī)制可能是有機(jī)酸促進(jìn)了胃液的分泌，并提高肌紅蛋白與鐵的結(jié)合，改善肉色、嫩度和系水力等。此外，飼料發(fā)酵后鮮味氨基酸、肌苷酸、有機(jī)酸和揮發(fā)性物質(zhì)等風(fēng)味物質(zhì)含量提高，從而有利于改善豬肉中各種呈味物質(zhì)，進(jìn)而提升肉品風(fēng)味。同時(shí)，發(fā)酵飼料中含有的具有抗氧化能力的益生菌如乳酸菌、小肽和抗氧化酶等，增強(qiáng)了機(jī)體和豬肉的抗氧化能力。發(fā)酵飼料對IMF沉積調(diào)控可能是通過調(diào)節(jié)育肥豬脂肪中氧化物酶體增殖激活受體y(PPARy)的表達(dá)來實(shí)現(xiàn)的；對肌纖維發(fā)育及類型調(diào)控的可能機(jī)制是增加胰島素/蛋白激酶B(AKT)/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白1(mTORCl)蛋白合成級(jí)聯(lián)反應(yīng)和激活肌肉萎縮因子(MAFbx)/叉頭轉(zhuǎn)錄因子1(Foxol)途徑，以及對核糖體蛋白、肌肉收縮和肌肉肥大相關(guān)蛋白的調(diào)節(jié)。

4、小結(jié)