宰前与宰杀因素对禽肉品质的影响研究进展

姜喃喃,王 鹏,邢 通,徐幸莲*,周光宏

(南京农业大学 肉品加工与质量控制教育部重点实验室,江苏 南京 210095)

摘 要:经过20多年的快速发展,我国的家禽业进入了转型期,传统单纯重视家禽品种和养殖的观念已经被“规模化养殖、集中屠宰、冰鲜销售”的产业链结合所代替。与我国规模化家禽养殖体系产业日趋成熟相比,深加工阶段的转变更加强调家禽肉质,目的是满足消费者对高质量(冰鲜)禽肉的需要以及加工企业对原料的要求。然而影响家禽肉质的因素(基因、育种、饲养、宰前管理、击晕、宰杀过程、冷却以及贮藏条件)很多,它们之间相互影响。其中宰前与宰杀因素对于肉质的影响较大,很多问题会出现在宰前与宰杀过程中,最终导致胴体降级以及肉质损害等。本文主要综述宰前与宰杀因素对于禽肉品质的影响,以期为我国屠宰加工业提供一定的参考。

关键词:家禽;品质;宰前;宰杀因素

经过20多年的快速发展,我国的家禽业进入了转型期,传统单纯重视家禽品种和养殖的观念已经被“规模化养殖、集中屠宰、冰鲜销售”的产业链结合所代替。与我国规模化家禽养殖体系产业日趋成熟相比,深加工阶段的转变更加强调家禽肉质,目的是来满足消费者对高质量(冰鲜)禽肉的需要以及加工企业对原料的要求。家禽产业链的屠宰加工阶段包括以肉鸡出栏为起始点的一系列相互关联的阶段,最终肉质与宰前阶段、宰杀因素、宰后成熟以及加工条件紧密相关 [1]。随着消费者对优质禽肉需求的增加,屠宰加工企业经营者对深加工禽肉要求的提高,那么就有必要对宰前与宰杀过程的关键环节对于禽肉品质的影响进行系统性地梳理。

1 宰前因素对禽肉品质的影响

当家禽生长到屠宰年龄后就会被抓捕,装进笼里然后运输到离养殖场近或者远的屠宰厂。许多问题在此期间会发生,包括有可能导致家禽死亡率升高,胴体降级以及肉质的损害 [2]。而且肉质问题很大程度与家禽在此期间的一些生理反应密切相关。表1显示家禽从抓捕到运输到屠宰厂的一系列操作都会影响其肉质。

表1 宰前阶段的主要操作与引起的问题
Table1 The main operations and issues concerning pre-slaughter period

宰前主要操作可能引起的问题禁食与禁水肉质、胴体卫生以及产量抓捕与装笼死亡率、胴体质量运输胴体产量与肉质、死亡率静养肉质、胴体产量

1.1 禁食

运输前禁食是指在捕捉、装车前对家禽进行禁食的处理,它包括从移去饲料到屠宰前的整个过程(总时间=移去饲料后在鸡舍的时间+运输时间+屠宰车间等待的时间)。很多家禽在运输前都进行禁食的处理,以此来达到减少运输过程中家禽排出的粪便和屠宰过程中家禽肠道内容物外泄对胴体的污染的目的 [3]。然而禁食时间的长短对于胴体产量(活体质量),胴体污染机率和产品安全(致病菌与腐败菌)与质量(最终pH值)有很大的影响 [2]

合理设定禁食时间很重要,长时间的禁食会造成家禽体质量下降迅速,大大降低家禽的产量,造成经济效益的巨大损失。Nijdam等 [4]研究了家禽运输前禁食和运输前不禁食体质量损失的比较,结果表明,家禽禁食运输后体质量损失0.42%/h,大约比不禁食运输的家禽体质量损失多0.3%/h。禁食时间太短会导致胃肠道内容物清除不彻底,那样就会提高自动掏膛过程中胴体污染以及交叉污染的可能性 [5-7]。在禁食的最初4~6 h,质量的减少主要是胃肠道内容物的减少,所以不会导致胴体产量的减少。6 h后,家禽体内水分与营养物的损失就会影响胴体产量 [8]。禁食影响家禽代谢过程,使机体从合成代谢转变成分解代谢,从脂合成转变成脂分解,并且降低新陈代谢率 [9]。如果禁食时间过长,家禽为了获得能量来满足自身生理需要,机体能量代谢加强,此时主要通过糖酵解来补充能量,使得宰后肌肉中乳酸升高与糖原含量降低,最终影响肉质。Khan等 [10]研究发现禁食时间过长会导致鸡肉口感变差,嫩度降低。Kathryn等 [11]研究发现长时间禁食会导致肉鸡腿肌与胸肌剪切力提高以及胸肌的蒸煮损失提高。因此推荐的家禽禁食时间为8~12 h。

1.2 禁水

禁水是指在家禽屠宰前停止一切饮水供应。但是对于是否禁水看法不一,有的企业认为宰前适当的禁水可降低自动掏膛过程发生的部分内脏破裂和微生物交叉感染可能性,保证了胴体安全以及产量;但也有企业认为宰前禁水不利于屠宰,原因是宰前饮水有助于放血,冲淡血液,避免了鸡胴体产生红点 [12]。由于鸡没有汗腺,高温产生的应激极易导致鸡中暑情况严重甚至导致死亡,而宰前饮水就可以使鸡体部分热量随尿液和消化道排出水排出体外,降低鸡体温度,减少高温应激反应 [13]。所以很多研究人员认为宰前不应该禁水,尤其在高温夏季。但是目前人们主要关注禁水对于家禽生理的变化以及相关生长激素的改变,对于肉质的影响研究比较少。因此在这方面做出更深入的研究是极其有必要的。

1.3 抓捕与装笼

伴随现代文明的发展,企业对动物福利的关注也日益增加,使得抓捕与装笼人员对待家禽也更加地小心,那样就可以减少在抓捕和装笼过程中对于家禽造成的伤害。研究 [14-16]表明工作人员的小心程度与死亡率以及胴体缺陷(冲血、擦伤和断刺)密切相关。此过程肉鸡最易发生擦伤的部位为腿,翅膀以及胸部。Northcutt [1]研究发现肉鸡胴体的90%~95%擦伤发生在加工前的12 h内,30%~35%的瘀伤是由饲养者造成的,30%~40%是由抓捕者造成的,其余的可能发生在运输、卸车与固定时,甚至可能发生在割颈后的几秒钟内。

不管采用什么方法(人工还是机器)抓捕,家禽都可能会产生应激,甚至受伤与死亡。这些伤害包括瘀伤、骨头断裂和移位。研究 [17-18]发现当比较家禽到达时的死亡率(death on arrival)、受伤程度以及肉质时,人工抓捕比机器的影响更为严重。近年来国际肉鸡委员会(National Chicken Council,NCC) [19]和国际火鸡联盟 [20]对禽类生产商发布了动物福利指南和最佳操作规范。NCC的动物福利指南建议了抓捕规程(对于>1.814 kg禽类,每只手≤5 只禽类),抓捕工作人员的适宜操作技巧,以及不能抓禽类的翅膀和脖子。指南同时指出,如果宰前采用机器操作,企业需要提交人道主义协议。

1.4 运输

家禽运输过程中受到可能的应激包括颠簸、冷热刺激、拥挤、噪音和家禽对陌生个体与环境的恐惧等 [21],家禽机体会相应的产生适应性和防御性反应,进而影响家禽肉质。目前在我国的家禽商业化生产系统中,由于饲养场地与屠宰加工地点不在一起,因此几乎所有的家禽一生中至少需要经历1~2 次的运输,少则几公里,多的需要若干小时的路程。大部分家禽通过公路进行运输,也有一些是采用空运或海运的方式 [3]

家禽运输过程中影响肉质的主要因素为环境条件 [22]。运输应激下,家禽往往表现为呼吸、心跳加速,恐惧不安、性情急躁、体内的营养物质大量消耗,并最终影响禽肉出成率、肉质品质和福利水平 [16]。Petracci等 [23]研究发现造成家禽PSE(pale, soft and exudative)肉现象的环境因素中,宰前热应激是关键原因。高的宰前温度影响是通过激素或者其他生理反应最终影响宰后肌肉品质 [11,24]。最近Wang Lei等 [25]发现宰前暴露在高温下会降低肉鸡胸肉蛋白的氧化稳定性,由此降低了胸肉的加工特性。

运输常会造成家禽体质量损失严重 [26],受伤率增加和生产性能的下降,严重时甚至发生大批量死亡。Petracci等 [7]研究肉鸡运输导致的死亡率平均是0.3%~0.4%,并且随着运输路程的增加死亡率也增加。在意大利的一份研究报告中Petracci等 [27]发现肉鸡与火鸡宰前的死亡率分别为0.35%和0.38%,并且他们也发现夏季高温运输导致的死亡率更高。

运输应激使家禽能量代谢加强(尤其是在长时间的禁食条件下),并通过糖酵解作用补充能量,使得宰后肌肉中乳酸和糖原含量变化,最终影响肉质。乳酸的积累直接影响pH值,而且pH值通过影响肌肉蛋白质变性,进而影响肉的嫩度、滴水损失、肉色等 [28]。王晓明等 [29]研究表明随着夏季运输时间的延长肌肉pH值呈上升趋势,L*、滴水损失、蒸煮损失、肌肉乳酸、糖原都呈现下降趋势,这些都不利于宰后肌肉品质并表示运输时间过长(5 h)易产生类DFD(dark, firm and dry)肉,运输时间过短(0.5 h)易产生类PSE肉。

1.5 静养

家禽到达屠宰厂后,把笼子卸下并放在一个安静舒适的环境下静养一段时间而并不是立刻宰杀,这期间家禽一般是禁食但不禁水,我们把运输车辆到达屠宰厂并开始屠宰这一段持续的时间称为宰前静养时间 [30]。尤其在高温的夏季,有些企业还配备有通风与淋浴装置来达到降温的目的,而大多数企业只有一个挡雨或者遮阳的棚子。张林等 [31]通过研究了不同运输时间和宰前休息时间交互作用,发现运输应激会引起肉仔鸡皮质酮含量升高,使机体处于较强的应激状态中,但运输后较长时间的休息则有助于降低肉仔鸡的应激水平,缓解肌肉品质的下降。其中休息时间对肉鸡的肉色(L*值和a*值)影响显著。家禽静养目的是让家禽的生理代谢水平恢复到比较接近运输前的状态,那样就可以得到比较好的肉质。但是Jarosiewicz [32]认为宰前休息时间的长短对肉鸡肉质无显著性影响。

影响静养的因素有很多,但是静养时间的长短被普遍认为是主要影响因素,然而静养场地环境因素也不容小觑。通常静养效果的环境因素包括温度、湿度、通风三方面。有研究表明静养在不同温度下能够影响肉的某些特性。研究发现 [22,33]与静养在低温条件下相比较,较高温导致更低的pH值。Mckee等 [34]发现火鸡静养在高温下表现出更多的PSE肉特性。Warriss等 [35]建议在通风条件较差的环境下,宰前静养时间最好低于2 h。在舒适的环境条件下,Quinn等 [36]建议宰前静养时间应在2~4 h之间。但并不意味在静养时间越长对肉质与动物福利越好。家禽(尤其是禁食过的)经过长时间运输,机体消耗大量的能量,会使机体内糖原含量降低导致最终pH值的变化,而肉质又与最终pH值有关,因此禁食时间过长最终会影响肉质,严重时甚至会导致死亡。

2 宰杀因素对禽肉品质的影响

商业化的家禽屠宰厂,家禽被捆双腿,悬挂在设备上,通过自动化流水线系统进行传输和加工处理。整个过程都在自动化机器化操作下进行,形成一整套高度协调的加工体系,包括家禽的宰杀、胴体非食用部分的去除以及针对消费需求对可食部分进行选择性包装和保存 [37]。表2显示了宰杀过程的主要措施以及造成的影响。

表2 宰杀过程的主要措施以及造成的影响
Table2 The main operations and issues concerning slaughtering process

宰杀过程可能引起的问题悬挂、击晕和宰杀浸烫、拔毛和掏膛冷却胴体、肉质胴体卫生及其质量胴体产量、卫生以及肉质

2.1 悬挂、击晕和宰杀

家禽到达屠宰厂后,经过适当时间的静养,卸载下来等待屠宰。家禽从笼子里拿出捆住双腿,倒挂在机器设备上。此期间能够引起严重的挣扎(肌肉僵硬,扑翅和发出鸡鸣叫声) [38],血浆皮质酮升高 [39-40],最终影响肌肉代谢 [41]。有研究表明,家禽悬挂在挂钩上可以使初始pH值加速下降并且提高胸肉的红度值。很多学者认为家禽悬挂在挂钩上涉及动物福利的问题。Kannan [39]和Debut [40]等研究表明延长家禽悬挂时间会导致肉鸡血液中皮质酮浓度上升。鸡悬挂在挂钩上用力拍打翅膀可以认为是其不舒适的体现 [42]。家禽悬挂在挂钩上的反应不一,除了与家禽自身有关,还与所处环境(噪音、灯光、挂钩的大小、不熟悉的家禽群体)相关。

随着人们对动物福利的日益关注,动物在宰杀前都要进行击晕,目的是使家禽快速失去知觉以便宰杀时减少不必要的痛苦、焦虑以及不安。目前击晕的方法很多,但是家禽主要使用的击晕方法是电击晕。电击晕首先将家禽倒挂,通过传输带头部会浸入一种能够导电的液体中,电流通过液体在家禽与挂钩之间传导。美国大部分企业采用低压高频电击晕 [43],而欧洲广泛使用高压击晕。高压击晕虽然能够满足动物福利要求但是会导致断骨,红翅尖,肌肉过度收缩,以及毛细管破裂导致的出血等问题 [44-46]。低压击晕则很大程度减少对胴体的损伤。然而随着人们对深加工产品以及肉质要求越来越高,气体击晕随之应运而生。气体击晕方式可以使家禽不用卸载直接在笼中进行,减少了悬挂等操作带来的胴体损伤。通常所用气体为二氧化氮、氩气以及氮气。当家禽吸入这些气体会引起呼吸困难,导致大脑缺氧,乳酸积累以及能量的消耗造成神经紊乱最后使家禽昏迷 [47-48]。单一的气体所引起的效果并不好,多数为混合气体。大量研究 [49]表明空气中混入高体积分数的二氧化氮(30%)及氩气(60%)后,肉鸡昏迷速度最快。Poole等 [50]比较传统击晕、低压高频击晕、高压低频击晕和气体击晕对肉品质的影响,发现宰后24 h气体击晕和电击晕相比pH值没有区别。由于气体击晕不仅可以减少胴体损伤,也可以满足动物福利,在欧洲很多企业开始应用。但是气体击晕设备昂贵,在家禽行业中并没有得到普及。目前国内肉鸡宰前击晕方式以水浴电击晕为主,但电击晕参数差别比较大,电压为10~110 V,频率50~900 Hz,时间为7~20 s [51]

击晕后家禽被用钩环传输机移动至切割机上进行放血。切割机用旋转刀片将一侧或者两侧的颈动脉和颈静脉切断。家禽颈部切断后,2~3 min的放血基本保证了家禽放血充分,最终导致脑衰竭以及死亡。如果家禽放血不充分也会导致一系列的质量问题,比如分割后产品出现的红翅尖等现象。

2.2 浸烫、拔毛和掏膛

浸烫的目的是使固定羽毛处的蛋白质变性,那样就使毛囊中的羽毛松弛容易拔出。家禽企业根据产品市场要求设定不同的浸烫温度与时间的组合。对于新鲜肉市场,浸烫温度为50~52 ℃(也称软烫毛),然而对于家禽年龄过大和冷冻肉制品来说通常温度为56~63 ℃(也称硬烫毛) [2]。软烫毛不会导致外层皮肤和角质层的烫伤,它能保持皮肤层的黄色色素层。Sams [37]声称此肤色在部分地区被认为是健康家禽的标志,黄肤色表示家禽用玉米喂养长大的。浸烫温度过低会导致毛不易除去并且会增加微生物繁殖,而温度过高会因皮下脂肪与水分流失导致出品率降低。使用高温水雾浸烫就会导致胴体表面皮肤烫坏直接影响消费者的购买欲望。

大多数企业中所用脱毛器是由成排旋转橡胶“手指”构成的。“手指”高速旋转与胴体上羽毛发生摩擦,使原本比较松动的羽毛容易掉落。这些旋转的“手指”为保证脱毛彻底可以接触到胴体的每个部位,因此脱毛器与胴体的接触松紧程度就很重要,过紧就会导致翅膀,腿部以及肋骨等部位断裂;过松就会导致拔毛不彻底 [2]。Mead [52]认为拔毛工序也是胴体细菌交叉污染的主要阶段,原因是胴体表面与拔毛机器的相互接触。

掏膛是除去胴体体内可食用与不可食用的内脏。掏膛设备是由不同的工厂设计以及设备制造商相互协调排列组合的高度自动化设备,目前掏膛工序基本自动化。掏膛会导致肠道破裂泄露内容物或直肠破裂泄露粪便污染胴体,因此掏膛后的胴体表面粪便污染要求非常严格。屠宰时减少粪便物质也是非常重要的操作。粪便污染发生率(胴体致病菌污染主要途径)被认为是屠宰期间过程控制的标志 [52-53]。整个掏膛过程都依赖于机械设备,因此机械的维修和胴体大小的调整非常重要。机械调整不好会导致胴体皮肤撕裂、骨折和肠道破裂等问题,最终将导致胴体的粪便污染 [54]

2.3 冷却

掏膛后得到合格的胴体应迅速冷却。胴体冷却的目的是减缓微生物生长以及最大限度地保证食品安全以及延长胴体的货架期。冷却过程需要在屠宰后的1~2 h内完成。快速冷却胴体有助于提高肌肉的紧实性和骨骼肌的僵硬程度,这样有利于分割肉和去骨 [2]。目前禽肉冷却通常是水冷却与空气冷却两种,欧洲通常采用空气冷却然而美国采用水冷却。Sams [37]认为这两种方法对于胴体产量以及质量有不同的影响,空气冷却与水冷却胴体相比,质量损失较低;空气冷却的优势是没有水分流失,原因是空气冷却可以形成冰层,此冰层在冷却过程中能够阻止水分的流失。空气冷却与水冷却对禽肉胴体中微生物状况也有不同的影响。最近Berrang等 [55]研究发现两种方法都能有效降低胴体温度,但是都不能有效降低特定类型,亚型或者抗微生物残留菌。两种方法对于胴体颜色影响也不一样。Huezo等 [56]发现空气冷却的胴体更加干燥,在冷却期间变得更加透明。但是Zhuang等 [57]却得出不一样的结论,他表示如果考虑到均匀的去骨时间的话,胴体的感官气味和质构都不会受到这两种方法的影响。

3 结 语

本文主要讨论了商业条件下宰前与宰杀因素对于家禽肉质的影响。宰前阶段主要问题是运输前禁食禁水、抓捕装笼、运输过程的环境因素以及运输后静养。在宰杀技术环节中,主要问题是悬挂击晕宰杀、浸烫拔毛掏膛以及冷却条件对于禽肉品质的影响。随着人们生活水平的提高,对肉品质的要求也随之提高,家禽业能够通过对宰前以及屠宰过程关键点的控制生产出更高质量的产品来满足广大消费者的要求。

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Review: Pre-slaughter and Slaughtering Factors Influencing Poultry Meat Quality

JIANG Nannan, WANG Peng, XING Tong, XU Xinglian*, ZHOU Guanghong
(Key Laboratory of Meat Processing and Quality Control, Ministry of Education, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

Abstract:After rapid development over the past 20 years and more, the poultry industry in China has entered a transition period. The traditional emphasis on the notion of poultry breeds and breeding have been replaced by the combination of industry chain from factory farming, centralized slaughtering to marketing fresh. In contrast to the increasing maturation of the large scale system of poultry breeding industry in China, the emphasis at the stage of deep processing has shifted towards poultry meat quality with the purpose to satisfy consumer’s demands for high-quality fresh poultry and processing enterprises’ demands for raw materials. However poultry meat quality is affected by multiple interacting factors including genetics, feeding, husbandry, pre-slaughter handling, stunning/slaughter procedures, and chilling and storage conditions. The influences of pre-slaughter and slaughtering factors on final meat quality may be greater than those of other factors. Many problems may occur at the stages that potentially increase the rate of mortality, cause carcass downgrading and impair meat quality. This paper is aimed at reviewing recent studies on the effects exerted by pre-slaughter and slaughtering factors on final meat quality for providing some

references:for slaughter processing in our country.

Key words:poultry; quality; pre-slaughter; slaughtering factors

中图分类号:TS251.1

文献标志码:A

文章编号:1002-6630(2015)03-0240-05

doi:10.7506/spkx1002-6630-201503046

收稿日期:2014-03-10

基金项目:国家现代农业(肉鸡)产业技术体系建设专项(CARS-42)

作者简介:姜喃喃(1990—),男,硕士研究生,主要从事肉品加工与质量安全控制研究。E-mail:2013108047@njau.edu.cn

*通信作者:徐幸莲(1962—),女,教授,博士,主要从事畜产品加工与质量控制研究。E-mail:xlxu@njau.edu.cn