青峪猪主要产区位于四川大巴山、巫山和大娄山等盆地地区，属于肉脂兼用品种，其肌肉富含游离氨基酸和脂肪酸，是一种以肉质优良而著称的西南型地方猪品种[1-2]。 与中国大多地方猪一样，青峪猪因具有优良的肉质性能而越来越受到人们的重视。对于肉质性能的评价，往往可以通过肉的成分、pH值、肉色、嫩度、系水力和肌内脂肪等指标进行评定[3-4]，但如果评定的指标过多，往往不能很好地反映出各指标的相互关联以及内在规律，对于肉质的总体综合评价就显得意义重大，基于主成分分析方法的肉质综合评价则满足这样的需求。主成分分析可以通过线性变化，在使变量信息损失最小的情况下通过降维来找出内部的规律，现已有在地方猪、鸡和鸭肉质评价上的应用报道[5-7]。因此，本研究基于主成分分析法构建肉质综合评价模型来对青峪猪不同日龄的肉质性能进行评价，以期找出肉质性能综合评价最高的屠宰日龄，为青峪猪的最适屠宰日龄的确定提供参考。
1 材料和方法
1.1 试验材料
在巴山牧业有限公司青峪猪原种保种场选取7个日龄阶段(分别是180，240，270，300，330，365，395 d)的健康纯种青峪猪进行屠宰测定，其中每个日龄段屠宰6头，公母各半，共计屠宰42头。
1.2 屠宰测定
青峪猪的屠宰和胴体测定按照《瘦肉型猪胴体性状测定技术规范NY/T 825-2004》进行，藏猪的肉质测定按照《猪肌肉品质测定技术规范NY/T 821-2004》进行，简单的步骤说明。
1.2.1 眼肌pH、 L值和腰肌pH、 L值的测定 青峪猪屠宰后取左半胴体倒数1～2肋骨眼肌100～150 g，左半胴体腰肌100 g，然后置于4 ℃冰箱冷藏24 h后用pH计(PH-STAR，麦特斯(丹麦))测定pH值，用色差仪(CR-300，产自Minota(日本))测定L值，记录眼肌pH(X1)、眼肌L值(X3)和腰肌pH(X2)、腰肌L值(X4)。
1.2.2 嫩度和韧性测定 取眼肌和腰肌样品在4 ℃状态下保存72 h后，取出样品和样品袋一起置于80 ℃恒温水浴下将肉煮到中心温度为71 ℃，然后取出肉样放至室温测定。测定仪器为沃-布氏剪切仪，记录嫩度(X5)和韧性(X6)。
1.2.3 滴水损失测定 取眼肌样品切长5 cm，宽3 cm，厚2 cm的长方体后在电子天平上称质量(W1，质量大约为30～40 g)，用铁丝钩住肉样一端，肌纤维垂直向下，装塑料袋中，吹气使肉样和袋壁不接触，用橡皮筋封口，在4 ℃冰箱中吊挂24 h后称质量(W2),然后计算滴水损失(X7)。滴水损失= (W1-W2)/W1×100%
1.2.4 肌肉熟肉率测定 采集青峪猪腰肌，用电子天平称质量(蒸前质量W1，质量大约为100～110 g)，在锅蒸格上用沸水蒸30 min，取出后放置于室内无风阴凉处晾15 min后再称质量(蒸后质量，W2)，然后测定熟肉率(X8)。熟肉率=W2/W1×100%
1.2.5 肌肉营养成分测定 取青峪猪眼肌 100 g，参考《食品中水分的测定GB/T5009.3-2003》，用直接干燥法测定初水含量(X9)和干物质含量(X10)；参考《食品中蛋白质的测定GB/T5009.5-2003》用微量凯氏定氮法测定蛋白含量(X11)；参考《食品中灰分的测定GB/T5009.4-2003》用灼烧称重法测定粗灰分含量(X12)；参考《食品中脂肪的测定GB/T5009.6-2003》用索氏抽提法测定脂肪含量(X13)。
1.3 主成分分析
1.3.1 数据的标准化
①
其中，
为第j个指标的平均数。
为样本量。
1.3.2 主成分提取 运用SPSS 22.0软件对各测定性状进行因子分析，得到主成分的特征值及因子载荷矩阵，最后计算主成分的特征向量矩阵
②
其中Aij为因子载荷矩阵，Uji为特征向量矩阵，λ为特征值。
1.3.3 主成分综合评价 通常采用各主成分的特征值占累计特征值的比例作为权重计算[8]。
③
2 结果与分析
2.1 各测定性状间的相关性分析
计算出青峪猪13个肉质性状相关性如表1，可以看出肌肉的pH值与L值存在极显著的负相关关系(P<0.01)，腰肌和眼肌的L值为显著正相关(P<0.05)，测定肉质的嫩度和韧性为显著正相关(P<0.05)，熟肉率与腰肌pH值呈现显著正相关而与腰肌L值为极显著负相关(P<0.01)。通过肌肉养分含量测定发现，肌肉中水分含量分别与干物质含量、脂肪含量呈极显著负相关(P<0.01)，脂肪含量则与蛋白质含量、干物质含量为极显著负相关(P<0.01)。通过各指标的相关性测定发现，一些肉质指标之间存在显著的相关性，即说明可以通过主成分分析来降低指标数量来对青峪猪的肉质进行综合评价。
表1 青峪猪13个肉品质性状相关性
Tab.1 Correlation analysis of meat quality traits of Qingyu pig
指标IndexX1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13X11 X20.1991 X3-0.624∗∗-0.3001 X4-0.276-0.522∗∗0.346∗1 X5-0.2280.1180.040-0.1091 X6-0.0820.275-0.122-0.2690.732∗∗1 X7-0.2010.1410.0470.1240.209-0.0781 X80.2300.629∗∗-0.329∗-0.468∗∗0.0000.1540.2021 X90.138-0.044-0.1990.1820.024-0.1660.235-0.1031 X10-0.188-0.0680.195-0.0010.1480.209-0.009-0.100-0.693∗∗1 X11-0.015-0.123-0.1580.005-0.190-0.002-0.289-0.291-0.042-0.329∗1 X12-0.394∗-0.0540.143-0.044-0.0830.039-0.145-0.036-0.167-0.2400.626∗∗1 X13-0.070-0.0220.2690.0360.1520.1370.0580.041-0.510∗∗0.874∗∗-0.653∗∗-0.461∗∗1
注：*.变量间相关性显著(P<0.05)；**.变量间相关性极显著(P<0.01)。
Note:*.Significant correlation(P<0.05)；**.Extremely significant correlation(P<0.01).
2.2 主成分分析
通过对青峪猪13个肉质指标进行主成分分析，得到6个主成分的特征值、贡献率和累计贡献率如表2，按照特征值大于1的标准，取前4个主成分来进行分析，其中前4个主成分累计贡献率达到91.18%，说明用前4个进行主成分分析信息损失量较小，运算结果较为真实合理。
通过公式①可将青峪猪肉质指标进行标准化如表3。然后通过因子分析得到4个主成分的载荷矩阵，然后根据公式② 得到4个主成分的特征向量如表4，可以得到4个主成分的表达式为：
F1=0.328ZX1+0.358ZX2-0.354ZX3-0.346ZX4+0.189ZX5+0.198ZX6+0.103ZX7+ 0.282ZX8+ 0.028ZX9+0.242ZX10-0.310ZX11-0.304ZX12+0.325ZX13。
F2=-0.185ZX1-0.112ZX2+0.08ZX3+0.279ZX4-0.005ZX5-0.312ZX6+0.401ZX7-0.19ZX8+ 0.536ZX9+0.035ZX10-0.289ZX11-0.405ZX12+0.198ZX13。
F3=0.088ZX1-0.311ZX2+0.123ZX3+0.171ZX4+0.387ZX5+0.394ZX6-0.31ZX7-0.437ZX8+ 0.004ZX9+0.436ZX10+0.083ZX11-0.136ZX12+0.209ZX13。
F4=0.129ZX1-0.027ZX2-0.004ZX3-0.059ZX4+0.568ZX5+0.307ZX6+0.365ZX7+0.077ZX8+ 0.337ZX9-0.356ZX10+0.283ZX11+0.048ZX12-0.317ZX13。
从得到的表达式可以看出，第一主成分的权系数较大的主要包含肉质pH(X1、X2)、肉色L值(X3、X4)和熟肉率(X8)，说明第一主成分越大肌肉的pH越高、L值越低，熟肉率越高，表明第一主成分越大肉质越不易酸败，颜色更加鲜红，蒸煮损失越低，则越不易形成PSE肉。第二主成分权重较大的主要为滴水损失(X7)、初水含量(X9)、灰分含量(X12)，说明第二主成分越大，肉质中水分含量越高，灰分越低，则第二主成分越大，越保证了肉质的多汁性。第三主成分主要包含干物质含量(X10)，说明第三主成分越大肉质中干物质含量越高。第四主成分主要包含肌肉的嫩度(X5)和韧性(X6)，说明第四主成分越高，则肌肉的嫩度和韧性测定值越大。
表2 各主成分的特征值和贡献率
Tab.2 The characteristic value and contribution rate of each principal components
指标 Index123456特征值 Eigenvalue5.98 2.46 2.01 1.40 0.79 0.35 贡献率/% Contribution rate45.97 18.93 15.49 10.78 6.11 2.71 累计贡献率/% Cumulative contribution rate45.97 64.90 80.40 91.18 97.29 100.00
表3 标准化后不同日龄的肉质指标(ZXij)
Tab.3 The normalized indexes of meat quality indexes at different ages
日龄AgeX1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13180-1.32-1.121.061.60-1.48-2.000.51-0.840.54-1.441.060.97-1.57240-0.85-0.141.12-0.030.630.750.410.33-1.03-0.180.450.76-0.292700.37-0.09-0.17-0.57-0.500.63-1.890.12-1.32-0.480.951.40-0.82300-0.65-0.830.610.580.700.300.07-0.911.44-0.16-0.58-0.780.493301.02-0.47-0.390.440.970.64-0.37-1.010.131.460.50-0.560.383651.391.72-1.66-1.520.760.341.361.730.75-0.36-0.76-0.850.293950.050.92-0.57-0.50-1.08-0.65-0.090.58-0.501.17-1.61-0.931.52
注：ZXij.第i个日龄青峪猪第j个标准化后的肉质指标。
Note：ZXij represent the meat quality index of the j-th of the i-th day after standardization.
表4 入选4个主成分的特征向量
Tab.4 The eigenvectors of the top four principal components
指标Index1234X10.328-0.1850.0880.129X20.358-0.112-0.311-0.027X3-0.3540.0800.123-0.004X4-0.3460.2790.171-0.059X50.189-0.0050.3870.568X60.198-0.3120.3940.307X70.1030.401-0.3100.365X80.282-0.190-0.4370.077X90.0280.5360.0040.337X100.2420.0350.436-0.356X11-0.310-0.2890.0830.283X12-0.304-0.405-0.1360.048X130.3250.1980.209-0.317
2.3 不同日龄肉质的综合评分
根据公式③和求得的4个主成分方程，计算得到青峪猪的肉质综合评分模型为F=0.504F1+0.208F2+0.170F3+0.118F4，然后由表3的结果计算出各日龄不同主成分得分、综合得分和排名情况。如表5所示，在365日龄其肉质综合排名最高，而180日龄为最低。通过对不同日龄综合得分作图发现(图1)，青峪猪肉质的综合得分在365日龄前的规律为逐渐上升，而365日龄后其综合得分有下降的趋势，整体来看其300 d后肉质评分指数均较高。
表5 不同日龄肉质的主成分得分和综合得分
Tab.5 Principal component score and comprehensive score
日龄AgeF1F2F3F4F排名Ranking180-4.0921.129-1.517-0.033-2.0917240-0.845-0.9360.1620.628-0.5195270-0.925-2.9360.025-0.365-1.1156300-0.4081.8751.2320.5280.45543300.6350.0712.2790.1680.74233653.5510.112-1.6691.4271.69913952.0840.685-0.512-2.3530.8282
图1 不同日龄青峪猪肉质性状综合得分
Fig.1 Comprehensive evaluation of meat quality
at different age in Qingyu pigs
3 讨论与结论
肉质研究一直是人们关注的话题，但肉质性能却受到很多因素的影响，如品种、饲料营养、饲养方式与日龄、屠宰加工方式等[9-10]。从本研究可以看出，对青峪猪不同日龄的肉质进行综合评分其结果存在显著差异。其中，在365日龄时肉质评分最高。这也证明了日龄是影响肉品质的一个十分重要的因素。对肉质进行综合评分是由很多肉质指标构成，而这些指标往往存在着内在联系。通过本研究发现在测定眼肌和腰肌时，肌肉的pH值和L值存在显著的负相关的关系，这与在二杂猪和三杂猪的研究结果一致[11-12]，pH值降低通常会引起肌红蛋白变性或空间结构发生改变，使得肌肉的反光强度更大，从而影响肉色的形成[13-14]。 另外，pH值的降低通常会改变蛋白质的净电荷量，影响对水分的束缚力，从而使肉质表面水分较高，L值从而升高，且使得肌肉的系水力降低[15]。
通过对肉质的相关性进行分析，一些肉质指标存在着共线性的关系，如肌肉的嫩度越小则韧性越低，初水含量越大则干物含量越小等。主成分分析方法的运用能够很好地解决变量间共线性的问题，当测定的指标共线性越明显，指标间相关性越高，那么基于主成分的综合分析的效果越好[16-17]。青峪猪肉质主成分分析得到第一主成分的方差贡献率达到45.97%，其第一主成分主要解释肉质中pH值、L值和熟肉率，第一主成分的增加说明肉质不易形成PSE肉，易于储存，不易造成营养丢失，这不仅对于营养保持有帮助，而且对猪肉的色泽有贡献。根据表5对青峪猪不同日龄主成分分析计算结果可以看出，青峪猪在365日龄的第一主成分得分最高，综合得分也为最高。第二主成分主要代表肉质的多汁性，这对肉质口感的贡献较大。
这种综合评分模型不仅可以在品种内不同日龄进行肉质综合水平比较，而且可以比较不同品种间肉质的综合水平，如已有研究比较了不同品种的鸡肉、鸭肉等的肉质综合评分[18-19]。也有一些报道基于主成分分析法对不同猪肉进行比较，如通过主成分分析法比较与云南撒坝猪杂交的不同杂交猪肉质，发现长撒杂交猪、杜长撒杂交猪的肉质最好[20]；徐轶飞等[5]通过主成分分析法和聚类分析法比较了蕨麻猪、青海八眉猪、烟台黑猪和大白猪肉质之间的差异；朱砺等[21]通过主成分分析法构建肉质指数模型发现，比较4个品种猪肉质性状优劣序列为:荣昌猪>约长猪>约克猪>长白猪。在最后得到的结果中，确定青峪猪综合肉质评分最高的日龄为365日龄，在300 d后肉质综合评分指数均较高,因此，青峪猪在300 d以后屠宰综合肉质较好。此研究也表明，肉质评价受多因素影响，通过使用综合得分模型可以让肉质的评价更加科学。
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