新疆作为我国五大牧业基地之一,羊种质资源丰富、分布广泛。根据生产用途划分,新疆羊品种主要分为肉用、肉脂兼用和毛肉兼用型3 类,主要品种包括柯尔克孜羊、策勒黑羊、吐鲁番黑羊、巴音布鲁克羊、哈萨克羊、多浪羊、巴尔楚克羊、塔城巴什拜羊、阿勒泰羊、皮山红羊和诺维什羊等(表1),多数被评为国家地理标志产品或被列入国家畜禽遗传资源品种名录。此外,柯坪羊肉、尼雅羊肉、木垒羊肉、尉犁罗布羊肉和和田一牧场羊肉也被列为国家地理标志产品。这些特色羊肉肉质细腻、富有弹性、纹路细致、口感鲜美、无腥膻味,具有独特的羊肉香气。新疆地区以炖、烤等为主的传统烹饪方式决定了生鲜肉在当地饮食结构中的主导地位[1]。基于这一饮食特征,系统阐明新疆生鲜羊肉的品质特征及其形成机制,对维持该地区羊肉产品的优良品质和市场竞争力具有重要科学意义与实践价值。消费者对羊肉的购买意愿受季节、销售场景、饮食习惯及个体消费经验等多重因素影响[2]。其中,肉品质在消费者购买决策中起重要作用,也是决定肉制品商业价值和经济效益的关键特性[3]。随着市场对高营养价值、优质安全食品需求的持续增长[4],消费者愿意为新鲜和安全的羊肉支付10%甚至更高的溢价[2]。
表1 新疆地区部分代表性品种羊及其基本生长性能
Table1 Basic production performance of some representative sheep breeds in Xinjiang
品种主产地特点性能饲养方式其他柯尔克孜羊克孜勒苏柯尔克孜自治州耐粗饲、增重快、适应陡峭山地放牧和高寒生态环境肉脂兼用放牧地理标志产品,被列入国家畜禽遗传资源品种名录策勒黑羊策勒县农区适于长途转场放牧、耐寒冷、抗病力强肉脂兼用放牧多胎绵羊品种资源,被列入国家畜禽遗传资源品种名录吐鲁番黑羊吐鲁番市托克逊县耐严寒、抗干旱等,能够快速增膘和生长迅速肉用以放牧为主,冬季放牧加舍饲地理标志产品,被列入国家畜禽遗传资源品种名录巴音布鲁克羊和静县巴音布鲁克区早熟、耐粗饲、适应性强、产肉量高肉脂兼用放牧、四季转移牧场地理标志产品,被列入国家畜禽遗传资源品种名录哈萨克羊哈密地区及准噶尔盆地体质健壮、放牧性能好、适应性广、耐粗饲、增膘快、产肉多肉脂兼用放牧地理标志产品,被列入国家畜禽遗传资源品种名录多浪羊麦盖提县体格大、生长发育快、产肉率高肉脂兼用舍饲多胎性状,地理标志产品,被列入国家畜禽遗传资源品种名录巴尔楚克羊巴楚县耐粗饲、抗病力强、耐盐碱、耐热、耐干旱、肉质好、风味独特肉毛兼用放牧地理标志产品,被列入国家畜禽遗传资源品种名录塔城巴什拜羊塔城地区适应性广、耐寒、耐粗饲、产肉性能高、脂臀较小、增膘快肉用放牧地理标志产品,被列入国家畜禽遗传资源品种名录阿勒泰羊福海、富蕴、青河等县耐粗饲、抗严寒、体质结实、抗逆性强肉脂兼用放牧、四季转移牧场地理标志产品,被列入国家畜禽遗传资源品种名录皮山红羊和田地区皮山县抗旱、抗寒、耐粗饲肉脂兼用放牧加舍饲良好多胎性状,被列入国家畜禽遗传资源品种名录诺维什羊英吉沙县耐粗饲、采食性能强、适合放牧、抗病能力强且末羊巴音郭楞蒙古自治州且末县耐高寒、干旱和高温,适应性强肉用放牧加舍饲地理标志产品玛纳斯萨福克羊昌吉回族自治州玛纳斯县适应性强、放牧性能好、体质结实肉用放牧加补饲地理标志产品,被列入国家畜禽遗传资源品种名录
肉品质与宰后肌肉生理代谢状态密切相关[5]。畜禽屠宰后,伴随血液循环终止和氧气供应中断,机体有氧代谢逐渐转变为无氧代谢[1]。这一过程中,糖原分解加速、ATP持续消耗导致乳酸堆积和pH值下降,进而引发肌肉持水性降低、嫩度恶化等系列变化,最终进入僵直状态[5]。当ATP完全耗尽时,肌肉剪切力达到峰值,汁液损失显著增加,标志着最大僵直期形成[6]。在钙蛋白酶和组织蛋白酶等协同作用下,肌原纤维结构逐渐降解,促使嫩度改善、风味物质积累及持水性回升,肌肉解僵成熟[6]。不同畜种其僵直和解僵动力学特征存在显著差异,且僵直持续时间还受品种、肌肉解剖部位、宰前管理及贮藏温度等多因素调控[7],这些因素也是影响肉品最终品质的关键因素。
为全面解析新疆羊肉的品质特性,本文从品质特征、形成机制、影响因素和生鲜肉产业面临的挑战4 个层面综述相关研究进展,为新疆羊肉产业高品质发展、优势肉质资源利用提供理论基础。
新疆地区因其独特的地理环境与畜牧条件,所产羊肉不仅具有较高的营养价值,还形成了独特的风味特征,深受广大消费者喜爱。生鲜肉的色泽、嫩度和持水性直接影响消费者接受度,同时与加工、贮藏和销售过程中的损耗密切相关,近年来已成为肉类科学研究和产业优化的重要方向[3]。
pH值能反映肉品宰后成熟进程,是衡量肉品质的关键指标之一,对肉品嫩度、持水性及风味等多种食用品质具有重要影响[8]。新疆和田地区的澳湖羊、寒羊、杜泊羊、湖羊、和田羊、多浪羊、皮山红羊、策勒黑羊、杜寒羊及哈萨克羊宰后45 min的pH值均维持在6.2左右[9];陶赛特×小尾寒羊羔羊和小尾寒羊羔羊宰后1 h的pH值分别为5.97和6.10[10];柯尔克孜羊宰后2 h的pH值则维持在5.58~5.83[11]。宰后早期羊肉pH值差异主要受肌糖原储备量和肌纤维类型影响。其中,酵解型肌纤维比例高且肌糖原合成能力强的肌肉,因其糖酵解速率更快,导致宰后早期pH值更低[11]。此外,巴什拜羊肉和多浪羊的极限pH值分别约为5.57和5.85[12]。在贮藏过程中,随着糖酵解作用的持续进行,乳酸及氢离子不断积累,导致pH值持续下降。这一变化过程可能通过影响能量代谢酶活性和蛋白质降解途径调控羊肉品质[13]。羊的品种差异、 宰前管理措施和屠宰方式等因素均会影响羊肉pH值变化趋势[2],因此,优化宰前处理和屠宰工艺对稳定羊肉品质具有重要意义。
肉色作为生鲜肉品质最直观的表征指标,是影响消费者购买决策的决定性因素[14]。柯尔克孜羊肌肉呈浅红、色泽鲜艳[13]。在贮藏过程中,新疆小尾寒羊肉色泽参数呈现规律性变化:亮度值和红度值随贮藏时间延长逐渐降低,且肉色红度分布不均[15],而黄度值则呈现上升趋势[16]。基于色泽参数可建立羊肉新鲜度分级标准:当亮度值>40且红度值>19.3时,可认为是新鲜羊肉;当亮度值为38.9~40.0、红度值为18.9~19.3时,可认为是次新鲜羊肉;当亮度值<38.9且红度值<18.9时,可认为是腐败羊肉。从生化机制来看,宰后肉色变化主要受肌红蛋白氧化还原状态调控,在血液流失后,肌红蛋白逐步取代血红蛋白成为影响肉色的主导蛋白[17]。具体而言,肉色稳定性取决于肌红蛋白总含量及其3 种存在形式(脱氧肌红蛋白、氧合肌红蛋白和高铁肌红蛋白)的动态平衡[17]。糖酵解途径中的关键酶(如葡萄糖磷酸酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶和丙酮酸激酶等)含量与肉色稳定性成正比,其可通过降低氧耗速率、增强肌红蛋白分子稳定性维持理想肉色[18]。肉色形成受多因素综合影响,包括动物品种、生理阶段、性别差异等内在因素,以及环境温度、pH值、代谢状态等生化条件,同时宰前管理措施、屠宰工艺参数和宰后贮藏加工条件、包装方式等外部因素亦会通过改变肌红蛋白转化途径等调控肉品色泽表现[17,19]。
剪切力是反映嫩度的关键指标,剪切力越大,嫩度越差[20]。新疆羊肉肌纤维紧实、富有弹性[13]。新疆羊肉嫩度存在明显品种间差异,例如,和田地区澳湖羊和寒羊肉剪切力分别为67 N和64 N,杜泊羊、湖羊、和田羊和多浪羊肉的平均剪切力为57 N,而皮山红羊、策勒黑羊、 杜寒羊和哈萨克羊肉的剪切力集中于54 N,表现出更优的嫩度特性[9]。不同生长阶段羊肉嫩度也存在差异,7 月龄柯尔克孜羊宰后2 h剪切力(28 N)远小于20 月龄个体(46 N)[13]。饲养方式对嫩度的影响同样显著,工厂集约化饲养多浪羊宰后24 h剪切力(60.2 N)明显低于戈壁滩放牧组(78.6 N)[21]。从分子机制角度,嫩度变化主要涉及肌肉组织蛋白变性与降解过程,其中肌原纤维蛋白(尤其是骨架蛋白)降解程度越大,羊肉剪切力越小,嫩度越高[17,19]。糖酵解过程引发的pH值下降也可通过诱导蛋白变性和酶活性调控羊肉嫩度[22]。综上,羊肉嫩度受多种因素共同调控,除品种、月龄、饲喂方式和贮藏条件等外部条件外,肌纤维形态学特征(直径和密度)、结缔组织含量与交联程度及肌内脂肪含量沉积状况等微观结构因素也是影响其嫩度的关键。
肉的持水性作为衡量肉品质量的重要指标,不仅与嫩度、色泽、滋味及多汁性等感官特性密切相关,还直接影响肉制品的营养保留率与加工成品率[23]。新疆地区澳湖羊、寒羊、杜泊羊、湖羊、和田羊、多浪羊、皮山红羊、策勒黑羊、杜寒羊、哈萨克羊、柯尔克孜羊、卡拉库尔羊、巴什拜羊、阿勒泰羊、新疆美利奴羊等品种羊肉水分质量分数普遍维持在70%左右[9,13]。羊肉持水性受遗传因素影响,陶赛特×小尾寒羊羔羊与小尾寒羊羔羊背最长肌滴水损失率分别为2.68%和2.36%[10]。羊肉持水性还受饲养方式影响,工厂集约化饲养多浪羊肉蒸煮损失率(17.13%)明显高于戈壁滩放牧组(12.29%),贮藏损失率呈现类似趋势,分别为3.19%和2.38%,表明戈壁滩放牧多浪羊肉持水性更好[21]。贮藏温度也会影响肉的持水性,15 ℃贮藏巴什拜羊肉水分含量和持水性在宰后24 h内显著下降,蒸煮损失显著增加,而4 ℃贮藏巴什拜羊肉水分含量和持水性在宰后14 d内呈先下降后上升的变化趋势[12]。从分子机制角度,持水性受pH值变化和肌原纤维蛋白完整性调控:一方面,pH值下降会改变蛋白质净电荷分布,影响其水合能力;另一方面,骨架蛋白降解会破坏肌细胞膜完整性与内部微结构,导致水分滞留能力降低[18]。
风味特征是消费者评价肉类新鲜度和营养价值的核心感官指标,直接影响其购买决策[24]。新疆山羊肉富含氨基酸和脂肪酸,以鲜味氨基酸和肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸、硬脂酸、花生四烯酸等特征脂肪酸为主[25]。值得注意的是,亚麻酸作为代表性n-3多不饱和脂肪酸,不仅有助于降低心血管疾病发生风险,还具有改善大脑认知功能的潜力[26],这使富含亚麻酸的草饲羊肉成为膳食n-3多不饱和脂肪酸的优质来源[27],其特有的“草饲”风味更受消费者青睐[26]。
不同品种羊肉中挥发性风味物质的组成存在明显差异。例如,新疆山羊肉、哈萨克羊肉、多浪羊肉中分别检出36、29、83 种挥发性化合物,其中烃类和醛类、醛类和硫化物、酸类化合物分别构成这3 种羊肉的主体风味成分[25,28-29]。醛类物质是羊肉风味的重要贡献者,哈萨克羊肉、巴什拜羊肉和巴音布鲁克羊肉中鉴定出壬醛、辛醛、庚醛、2-庚烯醛、正丁醛、3-甲基丁醛、 苯甲醛等[28,30],其中壬醛被认为是形成羊肉风味的主要物质[31]。醇类物质方面,1-辛烯-3-醇、3-己烯-1-醇、 2-乙基-1-己醇、5-甲基-2-呋喃甲醇和2-辛醇为哈萨克羊肉、阿勒泰羊肉、巴音布鲁克羊肉和和田羊肉中的主要醇类物质[28,30]。此外,3-甲基戊酸被鉴定为巴音布鲁克羊肉的主要特征风味物质,而乙酸乙酯则是多浪羊肉和巴什拜羊肉的主要特征风味物质[29]。多浪羊肉[29]、卡拉库尔羊肉[32]和柯尔克孜羊肉[33]中4-甲基辛酸、4-甲基壬酸和己酸、辛酸、葵酸等低级挥发性脂肪酸含量较低,因此膻味不明显[34],口感较好,具有较高的食用价值。饲养方式也会影响风味物质的积累,工厂集约化饲养组多浪羊肉十八酸(硬脂酸)含量显著高于戈壁滩放养组,这可能是戈壁滩放养多浪羊肉膻味小的原因之一[21]。
从形成机制看,宰后羊肉风味物质的积累受能量代谢、细胞凋亡、蛋白降解及脂肪氧化等多重途径 调控[35],进而影响生鲜肉感官属性[36]。pH值下降速率缓慢和达到极限pH值时间延长均有助于延缓5’-核苷酸(如5’-腺苷一磷酸、5’-肌苷一磷酸、5’-鸟苷一磷酸等)降解,从而维持肉品鲜味特征[37]。这一机制为风味导向的羊肉加工提供了新思路:通过宰前低应激管理与屠宰工艺优化有效避免应激、减少糖原消耗,结合精准冷却工艺延缓pH值下降,可减少核苷酸降解,实现羊肉鲜味物质最大化保留。此外,基于不同品种羊肉的特征风味物质组成建立风味指纹图谱和溯源标准,可为新疆地理标志羊肉产品的风味标准化和质量控制提供科学支撑,进而提升产品的市场辨识度和竞争力。
新疆地区不同品种羊肉在营养组成上表现出显著的品种特异性。柯尔克孜公羊肉粗脂肪、粗灰分和粗蛋白质量分数分别达11.9%、1.1%和24.4%,而柯尔克孜母羊肉则相应为13.4%、1.1%和22.5%,脂肪与蛋白含量呈现性别差异[11]。陶赛特×小尾寒羊羔羊与小尾寒羊羔羊背最长肌干物质质量分数在23%~28%之间,粗蛋白质量分数稳定在20%左右,粗灰分质量分数约为1%[10]。吐鲁番黑羊肉和巴音布鲁克羊肉粗蛋白质量分数为19.5%~21.0%,而哈萨克羊和巴尔楚克羊粗蛋白质量分数为22.3%~23.2%[38]。多浪羊肉粗蛋白质量分数达19.6%,精瘦肉脂肪质量分数维持在5.9%左右[39]。卡拉库尔羊肉蛋白质量分数高达18.72%以上,还富含钙、磷、铁等矿物质元素,精瘦肉脂肪质量分数约为7.5%[32]。值得注意的是,和田地区10 个品种羊肉蛋白质量分数均高于19.5%,其中哈萨克羊蛋白质量分数高达24.1%,杜泊羊脂肪质量分数最低,为2.4%,其他9 个品种羊肉脂肪质量分数集中于2.8%~3.2%[9]。综合来看,新疆羊肉营养成分(粗蛋白、粗脂肪、粗灰分等)存在明显的品种差异,具有粗蛋白质量分数普遍高于18.7%的营养优势,而粗脂肪含量则因品种差异呈现较大波动。这些营养特性的系统解析可为羊肉生产加工的品种精准匹配、工艺参数优化及营养导向型产品开发提供科学依据。
羊肉品质受多种内外源因素的综合影响。内源因素中,品种遗传特性、年龄及性别差异构成影响羊肉品质的基础决定性因素;外源因素中,饲喂方式、屠宰方式及宰后贮藏与包装条件等共同决定羊肉食用品质与安全性。通过系统优化这些关键影响因素,不仅能够提升羊肉的经济价值,还能显著改善消费者食用体验,为羊肉产业的可持续发展提供科学路径。
遗传背景对生鲜肉品质影响较大,其中品种差异、屠宰年龄及性别特征等是最为关键的决定性因素[40-41]。新疆和田地区澳湖羊、寒羊、杜泊羊、湖羊、和田羊、多浪羊、皮山红羊、策勒黑羊、杜寒羊及哈萨克羊10 个品种羊肉的剪切力存在显著差异[9];冻藏7 d后,多浪羊肉肌原纤维小片化指数高于多浪羊×小尾寒羊杂交羊,表现出更优的嫩度特性[42]。公山羊肉嫩度显著低于母羊,pH值也显著低于母羊[10]。塔城地区新疆美利奴羊肉水分含量显著低于巴什拜羊、阿勒泰羊[23]。柯尔克孜公羊肉铁、镁、锌、钙元素含量均显著高于母羊[11]。
年龄是影响羊肉品质的关键因素[41]。例如,6 月龄山羊肉嫩度、持水性及鲜味氨基酸比例均优于12 月龄和24 月龄山羊[25]。随着年龄的增长,柯尔克孜公羊肉pH值呈上升趋势,而嫩度和水分含量则显著降低[11]。在营养成分方面,20 月龄柯尔克孜公羊肉粗脂肪、粗灰分和粗蛋白含量均显著高于7 月龄公羊,且随着年龄的增长,公羊肉粗脂肪、粗灰分和粗蛋白含量呈上升趋势[11]。类似地,与13 月龄陶赛特×小尾寒羊杂交羊和小尾寒羊相比,7 月龄羔羊肉持水性和嫩度均较好[10]。性别差异对肉质的影响随年龄增长而扩大:7 月龄时公羊肉水分含量显著低于母羊,20 月龄时这一差异进一步加剧,且公羊肉剪切力显著高于母羊,表现出较低的嫩度特性[11,38]。新疆地区羊品种资源丰富,加之各地生态环境差异较大,因地制宜地发展羊繁殖和加工产业对于全面提升羊肉品质具有重要的实践意义。
饲养方式、饲料配方及饲养密度等饲喂条件对羊肉品质具有显著影响。随着舍饲密度的增加,新疆阿勒泰大尾羊肉pH值呈现下降趋势,同时剪切力增加,导致羊肉品质降低[43]。工厂集约化饲养多浪羊肉嫩度显著优于戈壁滩放养组,这可能与戈壁滩放养条件下羊只运动强度大,导致肌肉纤维直径增粗、肌纤维密度降低有关[21]。饲料中添加40%甘草可显著影响多浪羊肉风味特征,其中酸类化合物含量变化尤为明显,且挥发性脂肪酸含量随甘草添加量增加而降低[34]。综上,可根据不同品种羊的生理特性和目标品质需求,通过优化饲养方式、调整饲料配比及控制舍饲密度等饲喂条件,采取针对性的饲养策略,如在饲料中添加甘草或适当补饲,从而有效提升新疆羊肉的整体品质。
现代屠宰工艺中常用的宰前致晕方式主要包括机械致晕、电致晕和气体致晕[44],可减轻动物痛苦。与传统直接切断颈动脉的屠宰方式相比,采用127 V和220 V电压击晕后屠宰能够显著改善多浪羊肉持水性和嫩度。然而,90 V电压击晕可能由于致昏不彻底导致动物应激反应加剧,肌糖原过度降解,pH值快速下降,进而增加滴水损失和贮藏损失。此外,电击晕还可能影响血液质量,在羊胴体表面形成血斑[45]。宰后施加适当的电刺激可促进多浪羊肉pH值下降,降低蒸煮损失、贮藏损失和剪切力,同时提高肌原纤维小片化指数,从而改善肉品质[46]。尽管适当的宰前击晕可在一定程度上提升羊肉品质,但现有电击晕参数主要适用于多浪羊,对于体型较大的阿勒泰羊等品种,此参数可能导致应激反应加剧,糖原快速消耗,造成羊肉品质劣变和损耗增加。
宰后贮藏温度通过调控肌肉代谢活性和肌原纤维蛋白结构影响羊肉品质。巴什拜羊肉的研究数据显示,在宰后24 h内,15 ℃贮藏条件下剪切力从宰后45 min的51 N增至62 N,而4 ℃贮藏下剪切力则从宰后45 min的80 N升至3 d的85 N后,在7 d回落至79 N[12]。与冷藏和冻藏温度相比,15 ℃贮藏羊肉肌间线蛋白、肌钙蛋白等骨架蛋白降解更为显著,这种蛋白水解作用虽然有利于肉质嫩化,但会对持水性产生不利影响[11]。
宰后成熟时间对羊肉品质的影响同样重要,适当成熟可有效改善羊肉嫩度,成熟7 d多浪羊肉剪切力显著低于宰后1 d[12]。随着贮藏时间的延长,羊肉总挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)含量呈上升趋势,4 ℃贮藏条件下TVB-N含量总体高于0 ℃,导致货架期缩短[15]。研究[37]表明,宰后早期超快速冷却可显著延缓糖酵解进程、抑制肌肉僵直,有效保持僵直前羊肉品质。 鉴于新疆羊肉消费以热鲜肉为主的传统习惯,发展超快速冷却技术对于保持当地羊肉品质具有重要意义。然而,超快速冷却技术的高效性依赖于高功率制冷系统与精准控温设备,能耗成本较高,且需配套完善的冷链物流体系作为支撑。因此,需针对新疆羊肉品种特性研发专用超快速冷却设备、制定品种特异性技术参数,并结合当地冷链物流升级,推动该技术的产业化应用,实现新疆羊肉品质稳定保持。
现有关于贮藏条件对羊肉品质影响的研究主要集中于感官品质和安全指标,对于风味物质变化与品质劣变之间的关联阈值尚未明确。未来应系统监测不同温湿度和贮藏时间新疆羊肉壬醛、乙酸乙酯等核心风味物质的动态变化规律,结合感官评价建立风味物质含量与感官评分之间的定量模型,确定风味劣变的临界值,从而完善和量化贮藏期品质评价指标体系。
包装技术作为肉品保鲜的重要手段,在维持肉品色泽等感官品质的同时,能够有效抑制微生物生长和风味物质流失,从而延长肉品货架期[47-48]。研究[47]表明,采用70% O2+30% CO2气调包装可有效抑制假单胞菌生长,使新疆羊肉冷藏货架期从7 d 延长至12 d。在包装材料选择方面,纯铝箔平口真空袋较聚酯透明真空袋展现出更优的保鲜效果,其包装的多浪羊肉感观品质最佳、红度值最高、质量损失率和蒸煮损失较低,能更好地保持羊肉持水性,有效改善羊肉品质[49]。由此可见,研发新型包装材料和配套冷链物流设备有助于促进新疆羊肉外销,扩大市场覆盖范围。
当前包装技术研究多聚焦传统塑料包装材料的保鲜效果评估,而对聚乳酸基等可降解环保材料的应用研究相对不足,特别是包装材料的透氧率、透湿率等关键参数对羊肉品质和蛋白结构的影响机制尚未明确。新疆地域辽阔,冷链运输温差大,系统考察温度波动与包装材料特性对羊肉品质的协同影响,可为开发适合长距离运输的新型包装方案提供理论依据,从而更好地保持羊肉在流通过程中的品质稳定性。此外,结合新疆特殊的气候条件和运输环境,开展包装材料的适应性研究,将有助于制定更加精准的包装技术标准,为新疆羊肉产业的可持续发展提供技术支持。
动物屠宰后,随着血液循环终止和氧气供应中断,肌肉组织中的ATP含量急剧下降,无氧糖酵解加剧。代谢速率改变直接影响肌肉僵直进程,导致肌原纤维蛋白降解,嫩度下降,同时影响持水性与风味氨基酸释放。能量代谢为蛋白质降解提供基础能量,而蛋白质降解产物可作为能量代谢的底物。能量代谢和蛋白质降解是调控肉品质形成的关键机制,两者通过代谢网络相互影响,共同调控肉品质形成[3]。
宰后羊肉品质与其能量代谢速率和代谢物含量密切相关[50]。维持正常能量代谢速率的肌肉组织表现出良好的肉色稳定性,而能量代谢速率异常可能导致羊肉肌纤维蛋白结构和功能改变,甚至产生PSE(pale, soft, and exudative)肉、DFD(dark, firm, and dry)肉等劣质肉[51-52]。
宰后早期,羊胴体内的能量代谢活动极为活跃,导致肌糖原快速消耗、乳酸大量积累及pH值迅速下降,这一系列变化直接影响羊肉嫩度和色泽等关键品质 指标[53]。在此过程中,由于有氧呼吸受到抑制,脱氧肌红蛋白逐渐转化为氧合肌红蛋白,使肌肉呈现鲜红色泽,红度增加[54]。当pH值下降至某些蛋白质等电点时,会减弱蛋白质与水分子之间的相互作用力,促使自由水从肌纤维内部向表面迁移,增强光反射效应,从而导致肌肉亮度增加[55]。
随着宰后成熟时间的延长,新疆山羊肌肉中的能量代谢进程与品质特征呈现动态变化,从中鉴定出的差异蛋白主要参与代谢调控、催化活性和结合功能等生物学过程。其中,糖酵解途径中的关键酶类,如磷酸甘油酸激酶、磷酸丙糖异构酶、丙酮酸激酶和乳酸脱氢酶均被鉴定为差异蛋白,表明宰后糖酵解是调控羊肉品质形成的关键机制之一。此外,线粒体核糖体蛋白和无机焦磷酸酶也被鉴定为差异蛋白,这些蛋白主要通过参与宰后早期的能量代谢和氧化代谢过程,进而促进肌肉 嫩化[46]。值得关注的是,烯酰辅酶A异构酶表达水平和肌内脂肪含量与线粒体活动密切相关[56]。在12 月龄和田羊肉中,烯酰辅酶A异构酶表达量显著高于6 月龄,且该酶表达量与肌内脂肪含量呈正相关。由于肌内脂肪含量提升可改善羊肉嫩度、多汁性和风味,烯酰辅酶A异构酶有望作为评估羊肉品质的潜在蛋白质标志物。
脂肪酸组成是影响羊肉风味特征,尤其是膻味程度的重要因素之一[57]。比较研究[58]发现,母羊体内参与脂肪酸代谢和氨基酸代谢的蛋白质表达量普遍上调,表现出更丰富的风味特征。总之,糖酵解、线粒体代谢和脂肪代谢等能量代谢过程在羊肉品质形成与发展过程中发挥着关键作用。能量代谢作为宰后肌肉向食用肉转化的关键生物学过程,糖酵解、线粒体代谢及脂肪代谢等通过调控pH值、肌原纤维蛋白结构、风味物质生成及持水性等途径,共同决定羊肉嫩度、色泽、风味与安全性。能量代谢异常是引发羊肉品质劣变的主要原因,可通过优化宰前管理减少应激反应、实施宰后快速降温延缓pH值下降、采用气调包装维持氧合肌红蛋白稳定性及应用真空包装减缓氧化反应等措施,有效保持和提升羊肉品质。
肌原纤维蛋白降解是肌肉嫩化的关键机制之一[58]。例如,肌球蛋白、肌动蛋白、肌间线蛋白和肌钙蛋白T等关键肌原纤维蛋白降解程度和肌节长度是影响巴什拜羊肉嫩度的关键因素[12]。作为肌肉组织中含量最丰富的结构蛋白,肌动蛋白和肌球蛋白的结合状态对羊肉嫩度具有决定性影响[59]。能量代谢产生的ATP影响肌动蛋白和肌球蛋白的结合:宰后初期,肌肉中的ATP含量较为充足,肌动蛋白与肌球蛋白结合少,尚未形成大量肌动球蛋白,此时羊肉嫩度较好。随着糖酵解的持续进行,ATP含量及其供给能力逐渐降低,未结合ATP的肌球蛋白与肌动蛋白强结合形成横桥,导致宰后僵直现象发生,羊肉嫩度下降[17]。肌肉僵直时,肌动蛋白与肌球蛋白结合形成肌动球蛋白,导致肌节缩短、肌纤维间隙增大,进而导致水分流失加剧,表现为蒸煮损失增加和剪切力升高[60]。在解僵成熟阶段,肌原纤维蛋白降解,肌肉结构和水分通道破坏,肌肉表面光折射率下降,亮度下降[61]。除降解外,蛋白质氧化也是影响羊肉嫩度和持水性的重要因素。氧化应激可通过诱导蛋白质分子间交联或抑制结构蛋白水解增加羊肉剪切力[62-63]。然而,蛋白质氧化同时能够通过增加肌纤维表面净电荷改善其持水性[64]。
肌纤维的形态学特征与嫩度密切相关,肌纤维密度与剪切力呈负相关,即肌纤维密度越大、直径越细,肉质越细嫩[65]。与工厂集约化饲养相比,戈壁滩放养多浪羊肉肌原纤维密度更小、直径更大,肌原纤维间隙更大[21],嫩度更差,宰后1 d和7 d剪切力分别较工厂集约化饲养高23.4%和20.7%。肌纤维的形态学特征随动物生长阶段发生改变,随着月龄的增加,新疆山羊肌肉纤维直径增大,肌纤维密度降低[66],同时酵解型肌纤维比例和肌周膜厚度增加[67],导致羊肉嫩度降低。骨架蛋白降解不仅在维持细胞结构和完整性方面发挥关键作用,还通过调控水分分布状态和风味物质的形成与释放过程,全方位影响肉的食用品质。深入理解这些分子机制可为开发针对性的羊肉品质改良技术提供理论依据,如通过调控宰后蛋白水解酶活性或抑制蛋白质氧化等途径优化羊肉品质。
目前,新疆地区肉羊屠宰产业仍以个体经营和小型企业为主导,产品结构单一,主要集中于生鲜羊肉的初级加工阶段。这种生产模式导致羊肉加工能力与屠宰规模、市场需求不匹配[68],产业链各环节(包括屠宰、分割、产地保鲜、冷链物流、加工配送及终端销售)衔接不畅,尚未形成完整、系统的羊肉深加工产业体系。产业结构缺陷直接推高了新疆羊肉的流通成本,削弱了其市场竞争优势[69]。在市场层面,新疆羊肉品牌化建设相对滞后,非品牌羊肉仍占据消费主流,羊肉质量参差不齐,加之保鲜技术和货架期限制等问题,严重制约了产品附加值和品牌溢价能力的提升[70]。随着疆内外羊肉消费量和需求量的不断攀升,本地羊肉供不应求[70],供需不平衡问题日益加重。在此背景下,系统提升羊肉品质、挖掘特色肉羊资源、打造优势品牌及推进产业化发展迫在眉睫[68]。
为应对这些挑战,需要从多个维度推进产业变革。首先,应建立区域性现代化屠宰加工企业,完善羊肉屠宰加工标准体系,实施产品分级制度和有机认证,通过标准化生产保障品质稳定性,增强市场竞争力。适度规模经营模式的推广有助于降低生产损耗和市场波动风险,确保产业收益的稳定性[71]。其次,应着力发展品牌羊肉加工业、培育羊肉品牌市场,结合新疆区域特色和民族文化特色,建立特色肉羊品牌。通过开拓肉羊地理标志产品等措施提升市场知名度与核心竞争力,强化新疆羊肉产业品牌价值,持续推动羊肉产业高质量 发展[72]。最后,需要加强产业链整合,优化从生产到销售的各个环节,建立产学研相结合的创新体系,为产业可持续发展提供科技支撑。这些措施的实施将有效提升新疆羊肉产业的整体竞争力,推动其向高品质、高附加值方向发展。
羊肉特征品质作为连接生产端与消费端的关键纽带,在驱动产业链升级过程中发挥着核心作用,其价值集中体现于品牌建设与产业标准化两大维度。明确新疆羊肉品质特征,是区别于其他产区羊肉的关键标识,有助于提升“新疆羊肉”区域公共品牌的辨识度,有效规避同质化竞争,拓展产业利润空间。深入解析新疆羊肉特征品质形成机制、研发适合新疆羊肉的宰后超快速冷却工艺与保鲜包装技术,有助于推动新疆羊肉产业从传统的粗放式屠宰向“养殖-屠宰-贮藏-加工”全链条标准化转型。
疆内外高校和科研院所已经围绕哈萨克羊、多浪羊等特色品种开展了羊肉品质表征[11-14,21,27,32-33,46]、贮藏环节参数优化[47-48,61]、新鲜度快速检测[16]及加工制品风味形成机制[28,34]等多方面研究。然而,不同品种羊肉的特征品质差异与品质形成机制仍有待进一步明确,包装贮藏条件也有待针对性优化。未来可进一步解析内外源因素对羊肉品质形成机制的影响,在内源因素方面:1)需深入解析调控膻味、耐寒性等关键功能基因,明确其遗传表达差异,挖掘品质优势性状,为特色品种选育提供可靠的分子标记;2)应系统研究不同性别、年龄羊肉的代谢通路差异,建立最佳出栏月龄的科学评价体系,减少产业损失;在外源因素方面:1)研发阶段性适配的饲养模式,实施放牧与舍饲相结合的精准调控策略,避免品质下降;2)深化宰后超快速冷却、物理场辅助低温贮藏、智能包装等加工工艺研究,解决冷链流通难题,助力新疆羊肉外销。在内外源因素调控基础上,还需重点关注:1)饲料营养向品质特征的转化通路,为精准营养调控提供理论依据;2)阐明肌内脂肪空间分布、线粒体功能等微环境特征对羊肉风味与嫩度形成的调控机制。
新疆羊肉品质研究正从传统经验向科学化、精准化转型,未来需加强多学科交叉,结合基因组学、食品工程和生态学,构建“品种-环境-加工-运输-销售”全链条品质调控体系,助力新疆羊肉产业高质量发展。
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