肌纖維類型對(duì)牛肉嫩度的影響機(jī)制研究.pdf

1、嫩度是決定牛肉品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)之一，是影響消費(fèi)者選擇購(gòu)買與否的主要衡量指標(biāo)和其市場(chǎng)接受性的關(guān)鍵因素。宰后成熟對(duì)牛肉品質(zhì)特別是牛肉嫩度影響顯著，是提高牛肉嫩度、整體提升牛肉品質(zhì)的重要措施。肌纖維是組成肌肉的基本單位，肌纖維類型與牛肉品質(zhì)存在一定的相關(guān)性關(guān)系。然而，目前肌纖維類型與嫩度之間的關(guān)系仍存在爭(zhēng)議，肌纖維類型影響牛肉嫩度的機(jī)制仍在探討中。
　　本研究以不同肌纖維類型組成的背最長(zhǎng)肌、半腱肌和腰大肌為研究對(duì)象，分析肌纖維類型組成對(duì)牛

2、肉嫩度及宰后嫩化速率的影響。采用ATPase組織化學(xué)染色、RT-PCR、免疫印跡和透射電鏡的方法，初步從糖酵解、肌原纖維蛋白降解以及肌纖維超微結(jié)構(gòu)變化角度揭示肌纖維類型對(duì)牛肉嫩度的影響；同時(shí)采用iTRAQ技術(shù)對(duì)三個(gè)部位肌肉的蛋白組學(xué)進(jìn)行了研究，進(jìn)而從蛋白組學(xué)角度揭示不同肌肉的嫩度差異機(jī)制。該研究為精細(xì)成熟奠定了理論基礎(chǔ)。本研究包括四部分，具體研究結(jié)果和結(jié)論如下：
　　1.利用ATPase酶染色法和RT-PCR方法測(cè)定了背最長(zhǎng)肌、腰

3、大肌和半腱肌的肌纖維特性，并研究了肌纖維特性與牛肉品質(zhì)的關(guān)系。肌纖維直徑為I型

4、比例與剪切力和硬度負(fù)相關(guān)（P<0.05），而IIB型肌纖維比例與剪切力和硬度正相關(guān)（P<0.05）。總體看，提高I型纖維比例和降低IIB型纖維比例能夠改善牛肉嫩度。
　　2.研究了不同肌纖維類型組成的背最長(zhǎng)肌、腰大肌和半腱肌宰后成熟過(guò)程中牛肉品質(zhì)的變化規(guī)律。宰后早期，腰大肌的pH下降速率高于背最長(zhǎng)肌和半腱肌。腰大肌的壓力失水率高于背最長(zhǎng)肌和半腱肌。隨著成熟時(shí)間的增加，背最長(zhǎng)肌、腰大肌和半腱肌的剪切力值均顯著降低（P<0.01）。在

5、21 d成熟期內(nèi)，背最長(zhǎng)肌的剪切力始終高于半腱肌和腰大肌，半腱肌的剪切力值始終高于腰大?。≒<0.05）。三種肌肉的嫩化速率為半腱肌>背最長(zhǎng)肌>腰大肌。肌纖維直徑和面積與△WBSF極顯著正相關(guān)（P<0.01）。I型肌纖維的數(shù)量百分比與％change WBSF（r=-0.303）負(fù)相關(guān)；I型肌纖維的面積百分比與△WBSF（r=-0.474）負(fù)相關(guān)。IIB型肌纖維的數(shù)量百分比（r=0.378）和面積百分比（r=0.383）與△WBSF呈正相

6、關(guān)。腰大肌的硬度、彈性、粘著性和咀嚼性均低于背最長(zhǎng)肌和半腱肌，并且隨著成熟時(shí)間的增加，這些值逐漸降低。半腱肌的L*值、腰大肌的a*值分別為最高。隨著成熟時(shí)間的延長(zhǎng)，a*、b*、C和h值呈增加的趨勢(shì)?？偟膩?lái)說(shuō)，肌纖維類型組成影響牛肉成熟嫩化速率，I型肌纖維比例高的腰大肌的嫩化速率低，IIB型肌纖維比例高的半腱肌的嫩化速率高。
　　3.研究了不同肌纖維類型組成的背最長(zhǎng)肌、腰大肌和半腱肌宰后糖酵解和肌纖維超微結(jié)構(gòu)變化，以及肌鈣蛋白T、肌

7、間線蛋白和μ-鈣蛋白酶的降解變化。宰后1 h和6 h，腰大肌的R250和R248最高，半腱肌的最低；而R258與此相反。宰后三部位肌肉的R250和R248呈增加的趨勢(shì)，R258呈降低的趨勢(shì)。肌纖維超微結(jié)構(gòu)結(jié)果顯示腰大肌的肌節(jié)長(zhǎng)度大于背最長(zhǎng)肌；半腱肌的Z線降解快于腰大肌。腰大肌的肌鈣蛋白T濃度明顯低于背最長(zhǎng)肌和半腱肌。宰后1 h，背最長(zhǎng)肌和半腱肌即出現(xiàn)了38、36、30和28 kDa的降解條帶，而腰大肌的30 kDa和28 kDa條帶出現(xiàn)

8、在宰后6 h，由此可見背最長(zhǎng)肌和半腱肌的肌鈣蛋白T降解速率要快于腰大肌。背最長(zhǎng)肌和腰大肌分別在宰后3 d和宰后1 h出現(xiàn)肌間線蛋白的50 kDa和47 kDa降解條帶。半腱肌中肌間線蛋白的50 kDa降解條帶出現(xiàn)在宰后1 h，而47 kDa條帶出現(xiàn)在宰后21 d。宰后1 h，三部位肌肉中μ-鈣蛋白酶均發(fā)生自溶，但背最長(zhǎng)肌和半腱肌的μ-鈣蛋白酶的濃度始終高于腰大肌。總的來(lái)看，腰大肌中肌鈣蛋白T的降解速率低于半腱肌，而腰大肌中肌間線蛋白的降

9、解速率快于背最長(zhǎng)肌和半腱肌。這些差異可能與肌纖維類型組成和肌肉特異性有關(guān)。
　　4.采用iTRAQ技術(shù)對(duì)宰后24 h的牛背最長(zhǎng)肌、腰大肌和半腱肌進(jìn)行了差異蛋白組學(xué)分析。共鑒定到1123個(gè)蛋白，對(duì)三部位肌肉進(jìn)行兩兩比較，其中蛋白豐度差異倍數(shù)在1.2倍以上的差異蛋白質(zhì)在ST_121-VS-LT_113組、PM_115-VS-LT_113組、ST_121-VS-PM_115組分別為64、112和153個(gè)。三組中共同的差異表達(dá)蛋白為11個(gè)

10、，如慢型肌鈣蛋白T、肌球蛋白調(diào)節(jié)輕鏈2、細(xì)胞色素c、熱休克蛋白β6等。對(duì)所有鑒定的差異蛋白進(jìn)行生物信息學(xué)分析，GO注釋結(jié)果顯示這些蛋白主要涉及細(xì)胞過(guò)程、代謝過(guò)程和應(yīng)激防御等，主要分布在細(xì)胞、細(xì)胞器和膜內(nèi)，具有結(jié)合功能、催化活性、酶調(diào)節(jié)活性和抗氧化活性等；COG分析將這些蛋白分為24類，分別為通用功能預(yù)測(cè)、翻譯后修飾、伴侶蛋白、能量產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化、細(xì)胞骨架、糖的運(yùn)輸和代謝等；KEGG分析結(jié)果顯示這些蛋白主要參與代謝、氧化磷酸化、檸檬酸循環(huán)和心

11、肌收縮等途徑。分析與嫩度形成相關(guān)的蛋白結(jié)果顯示，這些差異蛋白主要通過(guò)檸檬酸循環(huán)、氧化磷酸化、細(xì)胞防御與應(yīng)激、細(xì)胞骨架和調(diào)節(jié)蛋白以及蛋白水解等途徑參與宰后肌肉組織變化，從而影響嫩度。
　　總體來(lái)看，肌纖維類型可以通過(guò)肌肉的糖酵解、肌原纖維蛋白表達(dá)量和降解變化以及蛋白組學(xué)的差異表達(dá)來(lái)部分解釋不同部位肌肉背景嫩度和嫩化速率的差異。具有較高I型肌纖維的牛肉嫩度更好，但嫩化速率較低；而具有較高IIB型肌纖維的牛肉嫩度較差，但嫩化速率較高。因