0 前言
随着社会的进步和人民生活水平的提高，对猪肉等肉品的要求不仅是无病害肉，而是品质更好、更安全的肉制品。
猪肉品质的降低主要表现为不同程度的PSE（苍白、柔软、渗水）肉。PSE肉会造成肉品质降低，影响销售质量，从而影响企业效益。为了减少损失，国内外很多学者就如何减少PSE肉发生方面作出了很多的研究。致晕方法和基因型对PSE肉影响较大，是学者们研究的重点。
1 致晕方法和基因型对猪肉品质影响比较
1.1 PSE肉发生原因
科学证据表明猪群携带高频率的氟烷敏感基因，是产生PSE（苍白、柔软、渗出）肉的决定性因素。实际上，氟烷敏感基因纯合型（nn）和杂合型（Nn）的猪，其肌肉代谢异常，导致它们对剧烈的刺激特别敏感(譬如由致晕引起的剧烈刺激)，这种高度敏感性可导致更高的PSE肉发生率。
宰前致晕方式是产生PSE肉的关键因素之一。应用最多的致晕方法有两种，即电击晕和CO2 窒晕。电击晕的原理是当电穿过大脑时诱使癫痫发作。仅头部电击晕的应用过程中，电流增加了肌肉收缩程度，因此导致了较高的PSE肉和胴体瘀血发生率。为减轻仅在头部电击晕导致PSE肉和胴体瘀血的副作用，开发了全自动的头部和头部至胸部三点麻电机。这种心脏停止跳动系统由于阻止了脊神经的功能和末梢神经缺氧，从而减轻了猪痉挛。较低程度的肌肉痉挛将会降低PSE肉的发生率。电击晕的效果取决于电压、电流路径、作用时间以及电阻。由于牲畜的体重和品种的不同而不同，因此调整电击晕参数以达到最佳效果有一定难度。从操作成本角度看，电击晕是比较廉价的方法。另一种方法为CO2 窒晕，CO2 窒晕的原理是CO2气体有麻醉和同一时间的刺激呼吸效果。CO2经由身体中的呼吸系统产生的中间分解代谢产物。身体对CO2浓度增高的反应是呼吸加速。由于在致晕装置中的CO2浓度可达90%，气体不再被呼出。气体被压迫，CO2的吸入量不断增加并聚集在血液中。血液中高浓度的CO2影响到大脑的功能并产生酸中毒，使牲畜丧失知觉。同其它所有致晕方式一样，在CO2窒晕中会经历麻醉的各个阶段。
具有80年丰富经验的丹麦SFK公司，在致晕方法方面也进行了深入的研究。由于电击晕动物剧烈痉挛，应激较大，猪肉品质降低，自20世纪80年代，SFK的母公司兼客户丹麦皇冠公司（世界最大的猪肉生产出口企业 ）即舍弃电击晕方式，采用CO2窒晕方式，近年来采用了更为先进的熟睡型CO2窒晕方式。此方式下生猪按群进入通道，无需人工电棒驱赶，该群生猪从农场到窒晕机都是呆在一起的，将猪的应激降到最低，猪肉品质提高，因此丹麦皇冠公司一直保持着世界猪肉出口第一的领先地位。丹麦SFK公司的研究表明：快速将生猪运至可控制CO2浓度的位置意味着生猪快速失去意识，结果就会提高猪肉质量。CO2窒晕方式目前在国际上使用越来越普遍，大量欧美等国先前的电击晕客户转而使用CO2致晕。
1.2 电击晕和CO2 窒晕结果比较
Velarde等（2001）曾将313头猪（其中127头无氟烷敏感基因型，NN，以及186头氟烷敏感基因杂合子型，Nn）分为4批在两个商业屠宰场中进行了屠宰试验。两个屠宰场各有一种致晕系统，一种为自动的仅从头部接着头部和胸部的电击晕，另一种为紧凑型CO2窒晕系统。四组生猪，每组100头，分4天，从同一农场运输到两个屠宰场（A和B），保持相同的运输环境、宰前和处理条件。检测结果如下：313头猪（79%为公猪、21%为母猪），其中59%为Nn基因型，41%为NN基因型。在A屠宰厂，第一和第二天分别屠宰了76头猪（80% Nn基因型，20% NN基因型）和59头猪（64% Nn基因型，36% NN基因型）。在B屠宰厂，第一天和第二天分别屠宰89头猪（56% Nn基因型，44% NN基因型）和89头猪（42% Nn基因型，58% NN基因型）。
A屠宰场使用三点托胸式电击晕系统，此系统将生猪置于移动的传送带上。电极自动置于生猪的头部致晕和头部至胸部致晕（INARCO持续电压）。电极可穿过皮肤减少皮肤阻抗，从而保持最佳电流。头部致晕电极电击部位为头部任一侧的眼睛和耳朵，电流频率为800赫兹，持续2.3~2.4秒。头部电击晕0.7~1秒后，在猪左肘再施加额外电流，使头部和胸部通过电流频率为50赫兹,为时1.7-1.9秒的电流来促进心搏停止。头部致晕电极的电流强度和电压分别为2.5±0.20安培和270伏。心脏停止跳动的电流强度和电压分别为1.6±0.08安培和175伏。致晕后，将猪平置在移动台上，两个屠宰厂中致晕后均刺杀放血5~10秒。屠宰厂的运行速度为550头/小时。
B屠宰厂使用紧凑的二氧化碳窒晕单元。此单元为六笼无门电梯型传送，每次装载两头猪，置于含CO2和空气混合物的井底。测量井底CO2的平均浓度为83%。窒晕后，将生猪运至装载点一侧，后垂直吊挂在放血轨道上刺杀放血。CO2窒晕机运行一个循环为125秒，从猪出窒晕机至刺杀间隔时间大约为60秒。屠宰线运行速度为380头/小时。在A和B屠宰厂，胴体在-10℃的快速冷却隧道中冷却时间分别为50分钟和35分钟，随后在1-3℃的常规冷却间内保存。
1.2.1 电击晕和CO2 窒晕方法肉质评估
Velarde等（2001）取宰后7小时，最后一根肋骨处的腰肉（背最长肌）进行肉质测定。选择宰后7小时测定肉质的原因是因为物流，譬如在两个屠宰厂宰后同一时间进行测定。肉质通过导电率（PQM-I-INTEK，Gmbh，德国）来评估。宰后不同时间内，肉的导电率与滴水损失、肉色和pH值高度相关（Oliver等, 1991）。肉色采用色度仪(Minolta CR 200)测定侧表面，用CIELAB（L*光亮度a*红色程度b*黄色程度）进行色泽评定。测定最终pH值（pHu），取位于最后一肋骨处的腰肉样品，1-2℃冷藏后，在宰后24小时，-20℃冷冻处理（CRISON，micropH 2001；Solomon，1987）。腰肉的导电率（PQM）>6.0μs，则评为PSE（灰白、松软、渗水）肉，而腰肌的最终pH值>6.2被评为DFD（干燥、坚硬和黑）肉。
Velarde等（2001）所有的数据用SPSS Windows 9.0.1版（1999）软件系统分析。采用一般线性模型分析肉质变量，主要因素为致晕方法（电击晕和CO2窒晕）和氟烷敏感基因型（NN和Nn）。用Chi-square测试软件分析致晕系统和氟烷敏感基因型对PSE肉、DFD肉的影响。
Yijk=μ+STUNi+HALj+(STUN x HAL) ij+eijk
肉质变量的最小二乘法方差分析结果见表1。
表1 与致晕系统和氟烷敏感基因型相关的肉质变量的最小二乘法(S.E)分析
|
|
致晕系统 |
氟烷敏感基因 |
相互作用 |
||||
|
电击晕 |
CO2窒晕 |
P |
Nn |
NN |
P |
窒晕方式X氟烷敏感基因 |
|
|
n |
135 |
178 |
|
186 |
127 |
|
|
|
L* |
46.9(0.38) |
41.6(0.31) |
*** |
45.3(0.38) |
41.8(0.36) |
*** |
ns a |
|
a* |
7.3(0.17) |
7.2(0.20) |
ns |
7.4(0.14) |
7.0(0.26) |
ns |
ns |
|
b* |
3.2(0.13) |
2.5(0.11) |
|
3.0(0.11) |
2.5(0.13) |
|
** |
|
PQM |
6.9(0.49) |
2.5(0.14) |
*** |
5.4(0.37) |
2.8(0.25) |
*** |
ns |
|
pHu |
5.5(0.02) |
5.6(0.02) |
*** |
5.5(0.02) |
5.6(0.03) |
ns |
ns |
a ns： 不显著；**：P<0.01；*** P<0.001
其研究结果发现，电击晕猪肉（L*）比CO2窒晕猪肉的光亮度（L*）高（分别为46.9和41.6），且差异极显著（P<0.001），；Nn基因型猪肉比NN基因型猪肉的光亮度高（分别为45.3和41.8），且差异也极显著（P<0.001），表明当猪进行电击晕或携带一个氟烷敏感基因时，肉色更苍白。红色度值（a*）不受致晕方法和基因型这些主要因素的影响。电击晕猪肉比CO2窒晕猪肉的黄色度值（b*）高（分别为3.2和2.5），且差异极显著（P<0.001）；同样，携带氟烷敏感基因猪（Nn）比不携带氟烷敏感基因猪（NN）肉的黄色度值高（分别为3.0和2.5），且差异极显著（P<0.001）。然而，只在电击晕的情况下，Nn基因型猪比NN基因型猪肉的黄色度值高（分别为3.5和2.6），且差异显著（P＜0.05）。
其试验结果显示：电击晕猪肉比CO2窒晕猪肉的导电率（PQM）高（分别为6.9和2.5），且差异极显著（P<0.001）；不区别致晕方法的情况下，Nn比NN基因型猪肉的导电率（PQM）高（分别为5.4比2.8），且差异极显著（P<0.001）。
***：P<0.001；**：P<0.01；*：P<0.05；ns：不显著
图1 按照致晕系统和基因型区分，严重PSE胴体（导电率>6）的分布（%）
从图1可看出：当导电率值>6.0μs时，电击晕比CO2窒晕PSE腰肉的发生率高（分别为35.6%和4.5%），且差异极显著（P<0.001）；Nn基因型猪比NN基因型猪PSE腰肉发生率高（分别为24.7和7.9%），且差异极显著（P<0.001）。安装了电击晕系统的屠宰厂，腰肉的灰白程度以及PSE肉发生率增加了，此结果与Lasen（1983）和Velarder等（2000）的研究结果一致。后几位研究者报道过，与头至胸的三点麻电击晕系统相比，采用紧凑型CO2窒晕系统可显著地减少PSE肉的发生率。然而，也发现了即使是采用同一种致窒晕系统，肉质也有很大的变化。这种变化可能是猪基因型（氟烷敏感状态）引起的，在不考虑宰前因素和所用的致晕方法的情况下，有些研究者报道且认为这是目前导致PSE猪肉单一的、最重要的因素（Grandin 1994）。
如图1所示，在CO2窒晕系统中，Nn基因型猪比NN基因型猪PSE肉发生率高（分别为8%和1.1%），且差异显著（P<0.05）。电击晕对不同基因型的猪产生PSE肉的影响不显著。Channon、Payne和Warner（2000）发现尽管宰前处理和致晕方法也影响肉质，但氟烷敏感基因是在试验条件下影响肉质的最重要因素。本文结果表明可首先通过CO2窒晕而不是电击晕来降低PSE肉的发生率，另外可通过清除氟烷敏感基因来降低PSE肉的发生率。
关于电击晕，有两种可能因素造成肉质恶化（PSE肉）。首先是致晕电流通过猪体时的直接影响，其次是刺激引起的肌肉痉挛活动的间接影响。电击晕猪体痉挛程度低的比率，NN基因型猪比Nn基因型猪多（分别为97.2%和84.8%），且差异显著（P<0.05）。事实上，我们的结果证实痉挛时肌肉活动强度不仅取决于电流强度，也取决与猪的氟烷敏感基因型；当猪携带氟烷敏感基因时，尤其更高。尽管我们发现Nn基因型猪比NN基因型猪导电率（PQM）均值明显高，但这两种基因型的猪PSE肉的发生率无明显差别。这表明电流通过猪体和肌肉活动对PSE肉发生的影响已足够大，掩盖了氟烷敏感基因型对肉质的任何可能影响。因此，采用电击晕系统，减少氟烷敏感基因型猪不会减少腰肉PSE肉的发生率，尽管头部至胸部电击晕系统可减少痉挛。
另一方面，用CO2窒晕猪，氟烷敏感基因型似乎成为影响肉质的主要因素。携带氟烷敏感基因（Nn）的猪在兴奋阶段对CO2浓度变化相对更加敏感，因此比不携带氟烷敏感基因的猪受到的刺激更强烈（Troeger等，1991）。然而，若在此阶段，猪已失去意识，一般可以接受的是（Forslid，1987），携带氟烷敏感基因的猪PSE肉发生是由于其内在肌肉细胞代谢异常，而不是由于宰前应激造成的。在生猪兴奋阶段这个问题可能会更严重，且取决于CO2浓度。Troeger等（1991）认为当猪进入初始CO2浓度低于80%的环境中时，猪体活动的比率和强度在昏迷之前越来越大，宰后肌肉pH值下降速率更快，增加了PSE肉的发生率。在本研究使用的紧凑型CO2窒晕系统，部分已装载的猪放在井的中间位置以上，在初始阶段CO2浓度比推荐的浓度较低。Velarde等（2001）结果清晰表明若采用CO2窒晕，对携带氟烷敏感基因的猪淘汰选育，能提高肉质。同时，对携带氟烷敏感基因的猪尤其重要的是，将初始CO2浓度提高到85%以确保在猪兴奋阶段减少其肌肉运动反应。
表1显示，CO2窒晕比电击晕，猪肉的pH值（pHu）明显高，且差异极显著（P<0.001）；B屠宰场DFD肉的发生率（pHu>6.2）比A屠宰场高且差异显著（P<0.05），分别为6.1%和0.6%。然而，Barton-Gade（1993）和Velarder等（2000）认为DFD肉的不同并能归因于致晕系统，并且认为其它因素（譬如宰前处理和基因型）起主要作用。Channon等（2000）也比较了CO2窒晕和电击晕时第五和第六脊椎处的猪肉，发现CO2窒晕相对于仅头部电击晕猪肉的pH值更高，然而，他们亦发现了致晕方法、基因型和宰前处理因素对最后一根肋骨处肌肉的pH值的显著的交互作用。因此，CO2窒晕法中DFD发生率更高的原因仍需进一步研究。另一方面，我们的结果证明最后的pH值和DFD肉发生率不是受氟烷敏感基因型影响，此研究结果和其他研究人员（Fisher, 等, 1999；Lindstrom等，1989）的研究结果一致。
Larsen（2000）研究结果发现：虽然采用CO2窒晕，胴体瘀血仍然有发生的记录，但PSE肉的发生率已显著降低，是因为兴奋阶段痉挛非常弱。然而，两种致晕系统内有很大的变异，有部分原因可能是携带氟烷敏感基因导致的差异。Casteels等研究发现，当氟烷敏感基因频率增加时，致晕方法对肉质产生的副作用似乎更重要。Troeger等（1990）认为，采用电击晕系统，应激敏感的猪极易在宰后肌糖原酵解加快（生成PSE肉）。研究还发现置于CO2环境中，生猪的反应取决于使用的气体浓度，但是否携带氟烷敏感基因是最具决定性的因素。
当CO2浓度相对较低（＜80%）时，nn基因型猪兴奋阶段肌肉活动更加不协调，其肌肉与对氟烷不敏感的猪（NN和Nn）相比，宰后更易发生极其快速的肌糖原酵解。他们认为尽管CO2窒晕可有效防止断骨和血点肉的发生，但对nn基因型猪不能防止PSE肉的发生，然而能减少PSE肉发生率。
1.2.2 瘀血和断骨评价
Velarde等（2001）用Chi-square测试软件分析致晕系统和氟烷敏感基因型对血肿发生率的影响。也对前肩肉、腰肉和后腿肉的瘀血点、瘀血斑和血肿的发生率进行了评估。腰肉是从脊椎骨分割出来并切除皮肤和皮下脂肪。血肿根据位置和大小评定。脂肪或肌肉韧带周围相连组织中有明显的出血点位置，评定为瘀血斑或者褐斑。肌肉组织中瘀血超过10mm且颜色暗淡分级为瘀血斑。前肩肉、后腿肉和腰肉上更大的血点分级为血肿。
为将血肿发生率与电击晕后肌肉收缩程度联系起来，根据主观痉挛分数（1为无痉挛或为轻度痉挛；2为严重痉挛）评定痉挛阶段强度。刺杀后，猪位于挂脚链台上平躺状态时进行评估。
表2 采用电击晕和CO2窒晕系统的屠宰厂以及不同氟烷敏感基因状态下，
瘀血点、瘀血斑和血肿发生率（%）的比较
|
|
|
致晕系统 |
氟烷敏感基因 |
||||
|
电击晕 |
CO2窒晕 |
P |
Nn |
NN |
P |
||
|
样本数 |
135 |
178 |
|
186 |
127 |
|
|
|
瘀血点 |
前肩 |
36.3 |
15.7 |
**** |
30.9 |
23.9 |
ns |
|
腰肉 |
27.4 |
7.3 |
**** |
21 |
8.7 |
** |
|
|
后腿 |
42.2 |
13.6 |
**** |
26.3 |
25.4 |
ns |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
瘀血斑 |
前肩 |
6.7 |
6.7 |
ns |
8.1 |
4.5 |
ns |
|
腰肉 |
5.2 |
0.6 |
*** |
2.7 |
2.4 |
ns |
|
|
后腿 |
17.0 |
9.0 |
** |
15 |
8.7 |
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
血肿 |
前肩 |
2.2 |
9.0 |
** |
3.7 |
6.8 |
ns |
|
腰肉 |
3.7 |
1.7 |
ns |
2.7 |
2.4 |
ns |
|
|
后腿 |
1.5 |
1.7 |
ns |
0.5 |
3.2 |
* |
|
a ns： 不显著；*：P<0.1；**：P<0.05；*** ：P<0.01；****：P<0.001。
表2显示了前肩肉、腰肉和后腿肉的瘀血点、瘀血斑和血肿的发生率。结果表明电击晕和CO2窒晕前肩肉的瘀血点发生率分别为36.3%和15.7%，腰肉分别为27.4%和7.3%，后腿肉分别为42.2%和13.6%，电击晕肉的瘀血点明显更多，且差异极显著（P<0.001）。同时，电击晕和CO2窒晕腰肉瘀血斑的发生率分别为5.2%和0.6%，腿部分别为17.0%和9.0%，电击晕也明显更多，且差异显著（P<0.05）。另一方面，电击晕比CO2窒晕肩部血肿发生率明显低，且差异显著（P<0.05），分别为2.2%和9.0%。
Velarde等（2001）的研究结果与Velardea等人（2000）的发现一致，头部至胸部（三点麻电）电击晕系统比CO2窒晕系统，瘀血点和瘀血斑发生率增加了。另一方面，CO2窒晕系统血肿发生率更高可能是由于猪处于气体中时痉挛造成的。
如图2所示，电击晕系统与CO2窒晕系统相比较，基因型对血肿发生率的影响更重要。Nn基因型猪比NN基因型猪腰肉的瘀血点发生率和肩部瘀血斑发生率高，但差异不显著（P<0.1）。
电击晕后发生血肿可能是由于初始阶段猪痉挛，血压上升从而导致毛细管破裂。在电击晕系统中，只有腰肉瘀血点和前肩肉瘀血斑显著地受猪的基因型影响。Velarde等（2001）研究结果表明：在同样的致晕条件下，携带氟烷敏感基因的猪比不携带氟烷敏感基因的猪，痉挛时肌肉活动程度更剧烈，血压升高幅度更大。因此，选育淘汰携带氟烷敏感基因猪可有效降低腰肉瘀血点和前肩肉瘀血斑的发生率。
图2 按照致晕系统和氟烷敏感基因型区分，腰肉的瘀血点和前肩的瘀血斑的分布（%）
采用CO2窒晕，比较两种不同基因型，血肿发生率未发现有明显差别。尽管氟烷型基因可能是影响PSE肉的决定性因素，兴奋阶段所观察到的两种不同基因型猪的肌肉反应并未影响胴体血肿的发生率。
还有一点需要强调的是，Velarde等（2001）试验中未发现前肩部、腰部和后腿部有断骨现象。正如Velarde等人（2000）所描述的一样，无论携带氟烷敏感基因还是不携带氟烷敏感基因的猪，CO2窒晕和三点麻电击晕能防止断骨。同时，在仅头部电击晕中发生的断骨情况也未在头部-头部至胸部自动电击晕系统中发现。
2. 结论
综合国外研究结果，不难发现，与电击晕相比，CO2窒晕能显著减少PSE肉发生率，以及减少瘀血点和瘀血斑的发生率。另一方面，采用CO2窒晕，为了提高肉质，必须通过遗传育种技术清除猪的氟烷敏感基因。由于采用电击晕观察到的PSE肉较多，当不考虑氟烷敏感基因的影响时，采用此系统，肉质没有显著提高。熟睡型CO2窒晕方式目前已成为一种发展趋势。
