2008第2期 养猪SWINE PR0DUC n0N 维生素E对畜禽肉质氧化稳定性的营养调控 杨玫,周安国,王之盛 (四川农业大学动物营养研究所,四川雅安625014) 中图分类号:¥816.7 文献标志码:A 文章编号:1002—1957(2008)02—0069—04 摘要:维生素E不仅在动物的生长、免疫等方面有着重要作用,同时它作为生物抗氧化剂,也能 保护脂质免遭氧化。肌肉脂质氧化会对肉的风味、颜色、质地、营养价值产生不良影响,进而影响食 品的安全性,乃至危害人类健康。而脂质氧化始于细胞膜上的磷脂部分,脂溶性的维生素E正是通 过对细胞膜磷脂的保护来保证畜禽的肉质。 关键词:维生素E;肉质;营养调控;脂质氧化 在追求高质量生活的今天,人们对食品的要求 成分密切相关。影响肉质的因素很多,如遗传、饲养 越来越高。作为人们动物蛋白质来源的畜禽产品, 管理、饲粮组成、环境应激和疾病等。研究证实,一 其品质成为各国关注的焦点。肉品是指畜禽死后经 些微量物质添加到饲粮中能够改善畜禽肉质,如 过一定的理化特性的变化使之适合用作食品的鲜 镁 1、铬【5 、甜菜碱川、酿酒酵母f81、维生素C[91、维生 肉;肉品品质是指与鲜肉或加工肉的外观、适口性 素D 【lo1、烟酸【111等。其中,关于维生素E对畜禽肉质 和营养性等有关的一些理化特性的综合。肉的色 氧化稳定性的报道很多,本文就其近来研究成果作 泽、持水性、嫩度、风味、多汁性等物理因素决定着 一综述。 消费者对肉品的可接受性;肉的化学成分则与营养 1维生素E的特性及来源 1936年Evans制得维生素E的结晶,确定其分 收稿日期:2007—10—01收稿,2007—10—17修回 基金项目:教育部长江学者和创新团队发展计划(IRTO555)资助 子式为C 2,命名为仅一生育酚(ot-Tocophero1)。 作者简介:杨玫(1982一),女,四川自贡人,在读硕士生,研究方 目前自然界共有8种维生素E类似物, B、 8一生 向为猪的营养与饲料加工. 育酚和 3- 8一生育三烯酚(Tocotrieno1),它们都 转换突变使密码子由CUC变为CUU,通过查询密 4.3在长蓝猪F2代资源家系中进行ADD1基因 码子使用数据库(http://bioinformatics.org/codon/cgi— Eam1104I酶切位点与性状的关联分析,结果发现, bin/codon.cgi)可知编码猪亮氨酸的密码子CUC和 CC基因型个体的皮脂率和屠宰率显著低于CT基 CUU使用的频率分别是2.32%和1.15%,可见CUC 因型个体,其他胴体性状和肉质性状差异不显著。 密码子是高频密码子,CUU是低频密码子。由于高 频密码子与其对应的氨酰一tRNA进行快速的识别 参考文献: 与选择,加快了翻译速度,进而影响到翻译的效率、 【1】Lichiro S,Morihiro M A,Robert E H,et a1.Decreased IRS-2 and Increased SREBP一1c I七ad t0 Mixed Insulin Resistnace 蛋白质的组成及新生肽链的折叠[61。因此,ADD1基 nad Sensitivity in Livers of Lipodystrophic and 0b/0b Mice . 因编码区C—T转换突变造成高频密码子CUC变 Molecular Cell,2000,(6):77-86. 为低频密码子CUU,可能会影响ADD1基因的转录 【2】Horton J D,Goldstein J L’Brown M S.SREBPs:activators of the 翻译效率,从而影响性状的表达。 complete program of cholesterol and fatty acid synthesis in the liver[J]-J Clin Invest,2002,109:1125—1131. 4结论 【3】Delphine Eberl ̄,Bronwyn H,Pascale B,et a1.SREBP transcrip— 4.1获得ADD1基因未知内含子序列提交Gen— tion fcators:master regulators of lipid homeostasis .Biochimie, Bank收录,登录号为DQ442276S3。 2004,86:839-848. 4.2首次发现猪ADD1基因DQ442276S3序列中第 【4】Jun I,Hidetoshi K,Tomoyki T,et a1.Proteolytic Activation of SREBPs during Adipocyte Diferentiation【 .Biochemical and 313位C川突变而产生Eaml104I酶切位点,在 Biophysical Research Communications,2001,283:1157-1161. 368头8个中外猪种中检测到:长白猪和皮特兰猪 [51 Axel N,Richard L Fats,Flies nad Palmitate[J].SCIENCE,2002,296: 的CC基因型频率明显高于中国猪种;长白猪只检 857—858. 测到CC基因型;长白猪和皮特兰猪的等位基因C 【6 李银聚,6】程相朝,吴庭才,等.生物体内氨基酸与遗传密码 关系研究【J】.洛阳农业高等专科学校学报,2002,22(2): 的频率比中国猪种的高。 81—82. (编辑:富春妮) 维普资讯 http://www.cqvip.com
养猪SWINE PRODUCTION(2) 含有一个6一羟色满环,由于羟基的存在使得维生素 E比多不饱和脂肪酸更易被过氧化物氧化。仅一生育 酚是一种黄色油状物,不溶于水,易溶于油、脂肪、丙 酮等有机溶剂。仅一生育酚较其余3种生育酚的生理 活性强,B一生育酚为其1,3,^y一生育酚为其1/12,8一生 育酚则仅为仅型的1/100。仅一生育酚极易被氧化破 坏,常用的乙酸、琥珀酸、磷酸酯类则较稳定,并且生 育酚酯的功效几乎与仅一生育酚相同,见表1。 所有禾谷类籽实都含有丰富的维生素E,特别 验表明,适当提高维生素E的服用量可以增加人血 液中维生素E的含量,但是血液中维生素E含量并 不与服用量呈正比。相反,维生素E的吸收效率随 着维生素E水平的提高而下降【l31。同时,细胞中仅一 生育酚浓度超过某一数值后,即使超量服用仅一生育 酚,细胞中仅一生育酚的浓度也无法再提高。目前,关 于仅一生育酚选择性吸收的机制及其调控方面的研 究还在继续。 已经证明仅一生育酸和仅一生育酸内酯是仅一生 是种子的胚芽中。绿色植物茎叶和优质干草也是维 生素E很好的来源,尤其是苜蓿。青绿饲料维生素E 含量一般比禾谷类籽实高出1O倍之多,而小麦胚 油、豆油、花生油和棉籽油中维生素E含量也较丰 富,但浸提油饼类缺乏维生素E,动物性饲料含量也 较少,表2列出了常见畜禽饲料原料中的维生素E 含量。 表1各种n一生育酚及其酯的生物活性 Iu n一生育酚衍生物 生物活性(每毫克相当于维生素的量) D—a一生育酚醋酸酯 1.0o DL-ot一生育酚 1.10 D—n一生育酚 1.49 D1.,--ct一生育酚琥珀酸酯 0.89 D—n一生育酚琥珀酸酯 1.2l 注:数据来自中国饲料数据库,2006年第l7版o 2维生素E的吸收与代谢 已知各种形式的维生素E的生物效价不同,这 种差异主要是由于维生素E的吸收具有选择性。维 生素E的所有类似物均可被小肠细胞吸收,然后通 过乳糜微粒进入血液循环到达肝脏。在肝脏中有一 种特殊的仅一生育酚转运蛋白f0c一删可以选择性地 将仅一生育酚转运到肝细胞质的极低密度脂蛋白中 储存供机体利用,或进一步转运到身体的其它组织 细胞的细胞器、酶或受体中发挥作用。其它形式的 维生素E则很少在肝细胞中停留,多数通过胆汁、 尿液或其它途径排出体外 。Traber等(1998)的试 育酚在体内氧化分解的最终代谢产物。目前,解释 这两种代谢产物来源及代谢机制的理论主要有两 种。一是维生素E苯并二氢吡喃母环分解机制,该 理论推测仅一生育酚苯并二氢吡喃母环的降解是通 过与自由基氧化反应生成相应的生育酚醌或生育酚 氢醌,然后以仅一生育酸或仅一生育酸内酯的形式排 出体外。二是维生素E侧链基团降解机制,即仅一生 育酚也可经过非抗氧化途径进行分解代谢(李军生, 2005)[141。 3维生素E的主要功能 1920年Matthill和Conklin首先发现,缺乏维生 素E导致老鼠生育异常。两年后,Evans和Bishop研 究指出可用麦胚油来预防这种异常现象。1959年美 国食品和营养委员会确定维生素E是人类营养的 必需成分。然而,目前关于维生素E的功能还不十 分清楚,从其缺乏对动物的影响和一些生化方面 的证据来看,维生素E具有以下几个方面的作用: ①生物抗氧化作用,通过中和过氧化反应链形成的 游离基和阻止自由基的生成使氧化链中断,从而防 止细胞膜中脂质的过氧化以及由此而引起的一系列 损害;②通过影响膜磷脂的结构而影响生物膜的形 成;③促进十八碳二烯酸转变成二十碳四烯酸并进 而合成前列腺素;④缺乏维生素E可降低机体的免 疫力和对疾病的抵抗力,硒缺乏时危害更甚;⑤参与 细胞DNA合成的调节;⑥可降低汞、砷等重金属和 有毒元素的毒性;⑦通过使含硒的氧化型谷胱甘肽 过氧化物酶变成还原型的谷胱甘肽过氧化物酶及 减少其它过氧化物的生成而节约硒,减轻缺硒带来 的危害;⑧在生物氧化还原系统中是细胞色素还原 酶的辅助因子;⑨参与磷酸化反应和一些维生素 (如维生素C和泛酸)的合成及含硫氨基酸和维生 素B, 的代谢等。 4脂质氧化与肉质 一般认为,肌肉中脂质的氧化始于亚细胞膜(线 粒体膜、微粒体膜)上高度不饱和的磷脂(Gray等, 1987) ,生物膜充当延缓动植物食品变质反应的屏 障,肌肉细胞完整性受损,影响膜充当半透膜屏障的 维普资讯 http://www.cqvip.com 2008第2期 杨玫,等.维生素E对畜禽肉质氧化稳定性的营养调控 71 6周或9周)大理石纹评分 能力并可能促使水分从肉中渗出,从而使得肉质变 比3周的低。饲喂时间延长(差。由于屠宰后,动物活细胞能利用的抗氧化系统, 增加 0.051。Guo等(2006)研究表明,使用维生素E 如超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶 补充料持续到第9周,肌肉的嫩度变差、滴水损失增 (GSH—Px)、血浆铜蓝蛋白等将不再发挥作用(Buck— 加,而持续到6周则滴水损失减少 <0.001)[191。一些 lev等,1995)[163;同时,屠宰后的机械加工,如去骨、 研究也表明,提高饲粮中维生素E的添加量,可增 分割、烹煮等所引起的膜损伤也会增加氧气与不饱 加肉品的氧化稳定性,延长货架期、改善肉色、降低 和脂肪酸的反应,从而导致自由基的产生和氧化反 滴水损失[2o-231。但维生素E对肌肉DH作用的报道不 应的不可逆延伸(Asghar等,1988)[1 ̄。自由基与不饱 致,多数认为维生素E对肉质的pH(45 min或24 h1 和脂类反应诱发脂质过氧化,产生醛类、酮类和醇类 没有明显影II ̄J[2,-2q,但Lauridsen等(1999)报道,添加 mg/kg的DL一0【一生育酚醋酸酯比不添加或添加 等组成的混合物,导致肉质变差,消费者难以接受, 200 从而失去市场价值。因此,控制肉质中脂质氧化的 量为100mg/kg提高了终末DH 。 速度和程度,对于提高肉质的价值和质量非常必要。 已知,肌肉脂肪氧化水平可由硫代巴比妥酸值 5维生素E的抗氧化机制 (TBARS值)来衡量。Guo等(2001)报道,提高肉鸡 维生素E是动物体内重要的抗氧化剂,能够保 饲粮中维生素E水平能显著降低4℃贮存的腿肉 护细胞膜和亚细胞膜免受过氧化损伤,防止活性细 TBARS值,且该值与饲粮中维生素E水平呈显著负 胞膜磷脂过氧化物的生成。细胞膜上多不饱和脂肪 相关嘲。Kennedv等(2005)用添加了不同水平维生素 酸极易被活性氧所破坏,引发膜脂质过氧化链式反 E(75、250或500mg/kg)的饲粮饲喂肉鸡,结果发现 应。生育酚的酚羟基可同过氧化基团反应,生成稳 250mg/kg组鸡肉的嫩度和多汁性最好Pq。周林(2000) 定的脂肪氢过氧化物和生育酚过氧化基团(维生素 在肉鸡饲料中添加100mg/kg和200mg/kg的维生 E自由基),从而有效阻断过氧化进程,保护脂肪免 素E发现,随着维生素E水平的增加,胸肌和腿肌pH 受自由基的攻击,脂肪氢过氧化物可通过非自由基 与失水率有降低的趋势,但与对照组差异不显著刚。 反应来代谢,而生育酚过氧化基团可通过与氢原子 李同树等(2003)用鲁西黄鸡所做的试验却表明,添 供体(如维生素C、硫醇,尤其是谷胱甘肽等)反应生 加50 mg/kg或100 mg/kg维生素E比不添加腿肌 成生育酚。因此,维生素E缺乏时脂类过氧化物水 pH(48 h)和肉色(24h)稳定,滴水损失减少,但50 mg/kg 平升高,细胞膜结构遭受破坏,血清谷草转氨酶 组的失水率降低幅度较大,100 mg/kg组的嫩度改善 (GOT)、乳酸脱氢酶(LDH)等酶的活性增高。 明显阎。在肉鸭饲粮中添加维生素E,肉的氧化稳定 维生素E实现对肉质的保护作用主要通过两个 性增加,但对肉色稳定性的改善作用不明显(Russe11 途径,一是屠宰后添加,即在屠宰后的鲜肉或肉制品 等,2004)嘲。马黎等(2005)对樱桃谷肉鸭的试验也 中添加;二是屠宰前添加。而添加形式主要为0【一生育 证明,饲粮中同时添加吡啶羧酸铬和维生素E,肉鸭 酚及其醋酸酯,后者效果明显优于前者(Mitsum0to 胸肌滴水损失显著减少、嫩度增加、货架期延长,且 等,1 993)[1 ̄,故生产上一般都采用后一种添加形式。 效果优于单独添anne啶羧酸铬的效果 。 6维生素E对肉质的营养调控 给肉牛静脉注射维生素E溶液(Yancey等,2001)t3 ̄ 维生素E在组织中的沉积是其发挥作用的基 或在饲粮中添加较高水平的维生素E【3 铡,都可以提 础。研究表明,维生素E可延缓畜禽肌肉中脂肪的 高牛肉在货架上陈列时的肉色稳定性、降低滴水损 氧化,从而降低滴水损失、延长货架期;维生素E还 失和延长货架期。同时,补饲高水平维生素E可显著 可以延缓肌红蛋白的氧化,从而改善肉色。由于维 抑制加工牛肉的脂质氧化(P<0.05)(于福清等, 生素E在机体内发挥多种作用,饲料中所提供的量 2003) 。在羔羊饲粮中添加不同水平的维生素E 就显得不足。因此,生产上通过在饲粮中添加较高 (15、150、300 IU/kg),在肉品陈YU6 d时,高水平维生 水平的维生素E,使其在肌肉中的沉积量提高,以期 素E组较低水平组肉色的a 值和b 值明显提高,但 达到改善肉质的效果。 对 值(亮度值)无显著影响frrumer等,2002) ̄411。 维生素E对猪肉品质的影响不仅具有剂量依 7维生素E的适宜添加量及添加时间 赖效应,而且添加的持续时间不同,效果不同。研究 由以上可知,虽然维生素E能显著改善畜禽的 表明,随着饲粮中维生素E水平的升高,猪肉的滴 肉质,但剂量不同,效果不同;添加持续时间不同,效 水损失减少 0.05);添加的持续时间分别达9周 果也存在差异,添加时间延长过多时,维生素E对肉 和6周时,肉色的a 值(红色值)和b 值(黄色值) 质的改善作用逐渐丧失。因此,很有必要探讨其适宜 比3周时更高 0.001),而平均NPPC肉色评分值 添加剂量与添加时间。动物在不同生长阶段对维生 一维普资讯 http://www.cqvip.com 养猪SWINE PRODUCTION(2) 素E的需要量不同,因此为改善肉质,维生素E的添 【14】李军生.中国现代应用药学杂志[Jl,2005,22(6):457--461. 加量也应有差异。如仔猪的添加量为2 6Omrag,生 长猪为30 60rag/ks,添加时间以不超过6周为宜。 Morrissey等(1997)所做的试验表明,肉鸡饲粮中添 ]J1200 meCkg的维生素E,在饲养4 5周时,对鸡肉保 鲜质量的改善效果较好;而肉仔鸡的添加量以2O m蜀/Icg比较适宜嘲。对于肉牛,在屠宰前126 d开始饲 喂维生素E(a一生育酚醋酸酯形式)500 mg/kg,可降 【15】Gray J I,Pearson A M.Rancidity and warmed—over flavor[Mv/ Pearson A M,Dutson T R.Advances in meat research.Vol 3.New York:Van Nostrand Reinhold Company,1987:221—270. 【16]Buckley D J,Morrissey P A,Gray J I.J Ania Sci[tJ],1995,73 (10):3122-3130. 【17】Asghar A,Gray J I,Buckley D J,et a1.Food Tech[Jl,1988,42 (6):102—108. 【18】Mitsumoto M,Arnold R N,Schaefer D M,et a1.J Ania Stei[J], 低脂肪的氧化,延长肉色的货架寿命。 8结语 维生素E作为一种生物抗氧化剂,能通过保护 脂质免遭氧化而保护细胞膜,从而实现降低畜禽肉 品滴水损失、稳定肉的DH、延长货架期的功能;同 时,也可以通过调控肌红蛋白的氧化过程,使肉品较 长时间保持新鲜的外观和颜色。然而,一些研究已 经指出,添加过高剂量的维生素E后,有些肉品尽 管颜色新鲜,但实质已经发生改变,不能再食用。因 此,尽管有研究指出,维生素E对动物几乎没有毒 性,可以高水平添加,但考虑到食品安全,还是应控 制在一定范围内,而目前尚缺少维生素E调控肉质 的边缘效应的研究。在实际使用时需综合考虑各种 因素,充分发挥维生素E对肉质的营养调控作用, 为人类造福。 参考文献: 【l】1 D Souza D N,Warner R D,Leury B J,et a1.J Aniat Sci【J】, 1998。76:104一lO9. 【2 Hami2】lton D N,Ellis M,Hemann M D,et a1.J Anita Sci【J】, 2oo2.8o:1586-1592. 【3】Frederick B R,van Heugten E,See M T.J Anita Sei【J】, 2Oo4.82:1454-146o. 【4】Apple J l('Keghy E B,Maxwell C V,et a1.J Aniat Sci【J】, 2oo5.83:1633—1645. 【5】Matthews J O,Hi曲ie A D,Southern L L'et a1.J Aniat Sci[J], 2oo3.81(1):191-196. 【6】Shelton J L'Payne R L,Johnston S L,et a1.J Aniat Sei【J】, 2003。81(10】:2n515—2524. 【7】Matthews J O,Southern L L,Higbie A D,et a1.J Anim Sci[J], 2001,79(3):722-728. 【8】Zhang A W,lee B D,Lee S l('et cd.Poult Sci[J],2005,84(7): 1015-1021. 【9】Pion S J,van Heugten E,See M,I-,et a1.J Aniat Sci[Jl,2004,82 (7):2004"2012. 【10】Wilbom B S,Kerth C R,Owsley W F,et a1.J Aniat 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