《Frontiers in Animal Science》:Reindeer meat classification and quality assessment: traditional and emerging technologies
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摘要
驯鹿(Rangifer tarandus)肉是芬诺斯坎迪亚(Fennoscandian)游牧业中具有文化和营养意义的重要产品。尽管该肉类在生产国市场上广泛供应,但缺乏针对该物种的特定质量分类体系。目前使用的是专为牛设计的 EUROP 胴体分级框架,尽管其
摘要
驯鹿(Rangifer tarandus)肉是芬诺斯坎迪亚(Fennoscandian)游牧业中具有文化和营养意义的重要产品。尽管该肉类在生产国市场上广泛供应,但缺乏针对该物种的特定质量分类体系。目前使用的是专为牛设计的 EUROP 胴体分级框架,尽管其并不完全适用于鹿科动物。诸如基于图像的自动分级等技术也尚未在驯鹿身上得到验证。本综述探讨了驯鹿肉质量分类的现状,并评估了高光谱成像(HSI)技术在弥补已识别的技术空白方面的潜力。研究人员在 Web of Science、Scopus 和 PubMed 数据库进行了全面的文献检索,并辅以欧盟监管文件以及关于传统萨米(Sámi)知识体系的已发表民族志资料。综述表明,将 EUROP 体系应用于驯鹿肉需要进行过度简化:由于皮下脂肪极少,脂肪评分坍缩为单一类别;而体型评分所反映的牛类肌肉发达程度基准与鹿科动物的解剖结构无关。虽然这种简化方法尚可运作,但可能无法捕捉到驯鹿肉某些特定的重要特征。无论是官方兽医检查还是传统萨米评估,均未纳入仪器质量测量,导致极限 pH 值、色泽以及黑、硬、干(DFD)状态未被量化。HSI 技术已在牛肉、猪肉、羊肉及养殖红鹿鹿肉的上述参数预测中展现出强大的预测性能,然而截至 2026 年 1 月的系统性数据库检索证实,尚无任何关于利用 HSI 进行驯鹿胴体及肉类分级的研究。这一空白至关重要,因为驯鹿产业最关键的质量参数恰恰是 HSI 展现出最强预测能力的参数。研究人员提出了一项分阶段的研究路线图,包括构建驯鹿特异性光谱参考库、在偏远屠宰场试点部署便携式快照式 HSI 系统,以及通过参与式共同设计将仪器质量指标与传统萨米知识相结合。该方法论模板可推广至全球其他服务不足的利基肉类物种。
论文主体内容总结
**引言**
全球肉类生产受监管框架管辖,旨在保障动物福利、确保食品安全并建立全链条质量标准。在欧盟及相关国家,EUROP 胴体分级系统是牛肉和羊肉的主要分类框架,通过评估体型和脂肪覆盖度来估算产肉量。然而,越来越多的证据表明,EUROP 评分是食用质量和大理石纹(marbling)的较差预测指标,且对于仅在特定地区生产的利基肉类物种,其监管基础设施和研究基础均显不足。驯鹿(Rangifer tarandus tarandus)便是此类物种之一,其在芬诺斯坎迪亚地区具有重大的经济和文化意义,但在全球肉类产业中处于边缘地位。驯鹿肉虽然营养丰富,但其分类和分级几乎完全沿用了为牛胴体设计的体系,这引发了三个相互关联的挑战:首先,针对 12 至 24 月龄、大理石纹丰富的肉牛校准的 EUROP 标准,无法准确反映显著更瘦、通常在 6 至 9 月龄即被屠宰的驯鹿胴体质量,导致评分范围压缩至区分度极低的区域;其次,北极和亚北极偏远地区合格检验员的稀缺造成了实际瓶颈,增加了宰前应激风险,进而导致黑、硬、干(DFD)肉的发生率较高;第三,消费者对可持续性、可追溯性和客观质量保证的需求日益增长,迫使驯鹿肉行业采用透明且可验证的分级方法。在主流肉类行业中,视频图像分析(VIA)和高光谱成像(HSI)等技术创新已部分解决了分级难题。HSI 结合了空间成像与光谱学,能够预测肌内脂肪、pH 值、水分和蛋白质含量等关键质量属性,且已有研究证明其模型可在牛肉、羊肉和养殖红鹿鹿肉之间转移,但截至目前,尚无任何已发表的研究将 HSI 或任何先进成像技术应用于驯鹿肉质量评估。
**鹿科动物与鹿肉生产**
鹿科(Cervidae)包含约 55 种现存物种,其肉统称为"venison"。全球鹿肉市场主要由两种生产体系主导:一是新西兰红鹿(Cervus elaphus)的集约化养殖,二是芬诺斯坎迪亚及俄罗斯联邦的半家养驯鹿放牧。新西兰是全球最大的养殖鹿肉出口国,其红鹿在受控条件下饲养,经过系统的遗传选择,通常在 12 至 18 月龄屠宰,胴体较重且含有一定的肌内脂肪。相比之下,芬诺斯坎迪亚的驯鹿生产基于半家养的欧亚苔原驯鹿,它们在广阔的北极和亚北极景观中自由采食天然牧场。驯鹿养殖是萨米人数千年的游牧传统,其年度周期遵循季节、雪况和牧场可用性的自然节律。这种自由放养的生活方式、天然饲料饮食、季节性身体状况波动以及与采集和运输相关的应激,从根本上影响了胴体组成、脂肪沉积和宰后 pH 值的发展。在胴体水平上,对比同样显著:新西兰红鹿胴体重且含有一定脂肪,而芬诺斯坎迪亚驯鹿幼崽胴体轻(20-35 kg),肌内脂肪通常低于 2%,皮下脂肪极少。这些差异意味着为一种物种开发的胴体分级方法不能简单地转移到另一种物种,但在芬诺斯坎迪亚,两者均使用为牛开发的 EUROP 网格的简化版进行评估,这导致了不匹配。
**EUROP 胴体分类系统及其在驯鹿中的应用**
EUROP 系统旨在预测可售肉产量并建立透明的市场价格,而非评估感官质量或营养成分。尽管存在局限性,它仍是欧洲唯一的强制性胴体分类工具,且没有针对鹿科物种的特定框架。在瑞典和挪威,国家层面建立了基于 EUROP 的驯鹿胴体分类,但这导致了根本性的不匹配:驯鹿幼崽胴体几乎全部落入脂肪等级 1 或 2,使得脂肪轴几乎丧失区分能力;体型评分反映的是牛的肌肉发达程度基准,与驯鹿适应长距离迁徙和能量守恒的解剖结构无关。更关键的是,EUROP 系统完全忽略了决定驯鹿肉质量的关键因素,如宰前营养状况、糖原耗尽程度及极限肌肉 pH 值。驯鹿肉因肌红蛋白浓度较高而天然色泽较深,且高 pH 值的驯鹿肉由于宰后快速蛋白水解和小直径肌纤维而保持嫩度,这与牛肉中高 pH 导致肉质变硬的情况不同。因此,直接套用基于牛肉的色泽和体型基准是不恰当的。目前,驯鹿行业主要依赖胴体重量和经验丰富的屠宰场员工的非正式视觉评估,辅以萨米牧民的传统知识。
**检查实践:从传统萨米评估到官方兽医控制**
在现代食品安全立法到达北极之前,萨米驯鹿牧民已开发出一套复杂的活体及胴体评估系统。萨米语言中至少有 42 个不同的概念来描述驯鹿肉质量,涵盖了从脂肪含量到整体状况的细微差别。传统的屠宰方法(如 giehtadit)旨在优化肉质并充分利用胴体,同时最小化宰前应激。然而,欧盟关于宰前致昏的法规逐渐取代了这些传统方法,不仅改变了屠宰方式,也破坏了传统屠宰实践所支持的综合性质量评估体系。现行的欧盟肉类检查遵循适用于家养有蹄类动物的一般规定,侧重于食品安全,包括宰前和宰后检查,以发现疾病、寄生虫和污染。然而,该协议不包括对肌肉 pH 值、颜色坐标或肉质生化指标的系统测量。检查员的判断主要是食品安全决定,而非质量评估,导致通过了安全检查的胴体可能存在影响商业价值的品质缺陷。这造成了传统萨米知识与现代兽医检查并行但缺乏整合的局面,两者均未纳入客观的仪器质量测量。
**胴体评估的技术方法:从视频图像分析到高光谱成像**
主观分类的局限性推动了客观仪器技术的发展。视频图像分析(VIA)已广泛应用于牛和羊的胴体分级,提高了产肉量预测的精度,但其仅限于提取外部表面信息,无法评估化学成分或代谢质量指标。近红外(NIR)光谱技术虽能提供化学特异性,但缺乏空间分辨率。高光谱成像(HSI)结合了光谱学的化学特异性和数字成像的空间分辨率,能够同时、非破坏性地预测多种质量参数。尽管 HSI 已在牛肉、猪肉、羊肉及养殖红鹿鹿肉中取得成功应用,甚至开发出跨物种的全局校准模型,但文献检索证实,截至 2026 年 1 月,尚无任何关于驯鹿肉或胴体的 HSI 研究。这一空白具有直接的实际意义,因为驯鹿肉独特的光谱特征(如极低的肌内脂肪、高肌红蛋白含量及高发的 DFD 状况)使得针对牛肉和羊肉开发的现有模型可能不适用。然而,正是这些关键质量参数(pH 值、色泽稳定性、DFD 检测)是 HSI 表现最强的领域,且驯鹿较小的胴体尺寸有利于相机视场设计,便携式 HSI 系统的出现也为在偏远屠宰场的部署提供了可能。
**未来研究重点与 HSI 部署路线图**
针对驯鹿肉 HSI 研究的缺失,未来的首要任务是构建驯鹿特异性的光谱参考库,涵盖不同年龄、性别、营养状况及极限 pH 值范围的样本。建模的优先事项应包括极限 pH 值和 DFD 分类的预测,这是最具实际和经济意义的参数;其次是颜色稳定性预测;长期目标可探索肌内脂肪和脂肪酸谱的预测,尽管在极低脂肪含量下这具有挑战性。部署 HSI 技术不能照搬大规模牛肉加工的模式,而应采用适合芬诺斯坎迪亚小型、季节性屠宰场的紧凑型、便携式快照式 HSI 相机。研究应探索利用迁移学习技术将现有牛羊肉模型适配于驯鹿,以减少对大规模驯鹿参考数据集的依赖。至关重要的是,任何研究计划都必须与萨米牧民社区建立真正的合作伙伴关系,采用参与式共同设计方法,将 HSI 衍生的质量指标与牧民的经验判断相结合,以确保技术的伦理接受度和实际采用率。
**结论**
综上所述,驯鹿肉具有独特的质量特征,现行的 EUROP 分级系统无法全面适用,且当前的双重检查体系(官方兽医与传统萨米知识)均缺乏仪器质量测量。高光谱成像技术作为一种关键但尚未被探索的手段,具备解决这一空白的巨大潜力。其能够非破坏性地预测 pH 值、DFD 状态和颜色等关键参数,非常适合驯鹿产业的特定需求。通过构建物种特异性光谱库、开发校准模型、试点部署便携式设备并结合社区共同设计,有望在未来五到十年内彻底改变驯鹿肉分类的证据基础。这一方法论模板同样适用于全球其他面临类似挑战的利基和未得到充分服务的肉类物种,对于实现公平的市场准入和生产者报酬具有普遍意义。