牦牛肉宰后成熟机理与肉用品质研究_田甲春

牦牛肉宰后成熟机理与肉用品质研究_田甲春2012年12月DOI106041/JISSN10001298201212027农业机械学报第43卷第12期牦牛肉宰后成熟机理与肉用品质研究田甲春韩玲刘昕师希雄王文婷（甘肃农业大学食品科学与工程学院，兰州730070）郭兆斌【摘要】以10头青海牦牛为研究对象，对其在宰后8D成熟期间的机理指标PH值、糖原含量、肌原纤维小片A、B进行化指数（MFI）、钙激活酶活性、组织蛋白酶L活性以及肉用品质加压损失、蒸煮损失、剪切力、色度L、MFI、了测定分析，并对剪切力、钙激活酶活性、组织蛋白酶L活性进行相关性分析。结果表明成熟过程中上述指标均发生变化，最直接的效应是改善了牦牛肉的嫩度。MFI和钙激活酶活性相关性极显著（P001）与组织蛋白钙激活酶活性与组织蛋白酶L活性呈显著负相关（P005）。酶L活性相关性显著（P005），关键词牦牛肉肉用品质成熟机理嫩度钙激活酶组织蛋白酶中图分类号TS25152文献标识码A1298（2012）12014605文章编号1000AGEINGMECHANISMANDMEATQUALITYDURINGPOSTMORTEMAGEINGOFYAKMEATTIANJIACHUNHANLINGLIUXINSHIXIXIONGWANGWENTINGGUOZHAOBIN（COLLEGEOFFOODSCIENCEANDENGINEERING，GANSUAGRICULTURALUNIVERSITY，LANZHOU730070，CHINA）ABSTRACTTHEINDICATORSABOUTAGEINGMECHANISMINCLUDINGPHVALUE，CONTENTOFGLYCOGEN，MYOFIBRILTHEACTIVITIESOFCALPAINSANDCATHEPSINLANDMEATQUALITYINCLUDINGPRESSINGFRAGMENTATIONINDEX（MFI），LOSS，COOKINGLOSS，SHEARFORCEANDCHROMATICITYDURINGAGEINGOFEIGHTDAYSWEREDETERMINATEDFROMTENQINGHAIYAKSTHECORRELATIONBETWEENSHEARFORCEANDMFI，ACTIVITIESOFCALPAINSANDCATHEPSINSLWEREALSOANALYZEDTHERESULTSSHOWEDTHATTHEALLABOVEMENTIONEDINDICATORSCHANGEDDURINGTHEAGEINGPERIOD，ANDTHEDIRECTREFLECTWASIMPROVINGTHEYAKMEATTENDERNESSMFIHADAVERYSIGNIFICANTLY（P001）CORRELATEDWITHTHEACTIVITIESOFCALPAINS，ANDHADASIGNIFICANTLYCORRELATEDWITHTHEACTIVITYOFCATHEPSINL（P005），WHILETHEREWASASIGNIFICANTNEGATIVECORRELATEDWITHTHEACTIVITYOFCATHEPSINL（P005）KEYWORDSYAKMEAT，MEATQUALITY，AGEINGMECHANISM，TENDERNESS，CALPAINS，CATHEPSINL费者能够满意的嫩度和风味。因此，成熟过程也称34。依钙蛋白酶系（钙激活为嫩化（TENDERIZATION）酶）和溶酶体蛋白酶系（组织蛋白酶）被认为是这个过程主要的贡献者。钙激活酶在肌肉中的作用已经被广泛证明著7引言宰后肌肉成熟（AGEING）是指动物屠宰后由肌肉1到肉的转变过程。该过程是通过将屠宰后的胴2体贮藏于冷藏温度下811D完成的。在这个过程中伴随着一些物理和化学变化，如PH值、离子强，D、L及H能够引起组织蛋白酶B、宰后肌肉的降解，其中组织蛋白酶L的影响最为显。TAYLOR等证明了组织蛋白酶L能够降解兔骨56度和肌原纤维结构变化等。肌肉成熟后，会获得消0621修回日期20120703收稿日期2012国家自然科学基金资助项目（31060221）和国家公益性行业（农业）科研专项经费资助项目（201203009）EMAILTIANJIACHUNLZ126COM作者简介田甲春，博士生，主要从事动物食品营养与工程研究，EMAILHANLGSAUEDUCN通讯作者韩玲，教授，博士生导师，主要从事畜产品加工与贮藏研究，第12期田甲春等牦牛肉宰后成熟机理与肉用品质研究147骼肌中的肌球蛋白重链、肌动蛋白、辅肌动蛋白、8肌钙蛋白T和I。YAMASHITA等认为组织蛋白酶L对鲑鱼宰后肌肉软化起着主要作用9。30MIN），调上清液PH值至4950，离心（6000G，弃去上清液，向沉淀中加入10ML缓冲液（017MOL/LTRISHCL，4MMOL/LEDTA，10MMOL/LPH值83），巯基乙醇，置于磁力搅拌器上至沉淀全然后用蒸馏水将溶液稀释至20ML，调节部溶解，PH值至70，30000G），离心60MIN（4，取上清液进行透析，以除去小分子物质。透析完全后收集透析袋内的液体离心过滤，得到的清液即为钙激活酶粗酶液。（注提取过程中PH值调节均用1MOL/L）的乙酸。活性测定将5MG/ML酪蛋白和025MG/ML10MMOL/LTRIS缓钙激活酶加入100MMOL/LKC1、100MMOL/L巯基乙醇、1MMOL/L冲液（PH值75），5MMOL/LCACL2的反应体系中，25恒温反EDTA，加入2ML质量分数为5三氯乙酸终应30MIN后，止反应，在波长278NM处测得的吸光度记为A1，然后以10MMOL/LEDTA代替反应体系中的5MMOL/LCACL2作为对照组进行反应，反应后测得的吸光度记为A213牦牛主要分布在我国以青藏高原为中心的高山具有肉质鲜美、低脂、高蛋白、矿物质含量丰富地区，是消费者青睐的天然绿色食品。但在目的特点，前生产中，牦牛肉不经过成熟便直接销售，严重影响了其品质。鉴于此，本文对牦牛肉成熟过程中肉用糖原含品质的变化以及与成熟机理相关的PH值、MFI、量、钙激活酶及组织蛋白酶L的活性进行研究，并分析它们之间的相关性，以期为日后牦牛肉的加工、运输和消费提供科学依据。10111材料与方法肉样采集选取自然放牧状态下，健康无病的34岁龄青海大通牦牛10头，集中屠宰，现场采集背最长肌，装入洁净保鲜袋中密封，在04条件下运往实验室待测。12仪器设备RF5301PC型荧光分光光度计，日本岛津公司；。钙激活酶活性计算公式为CAA1A2MM样品质量UV2550型紫外可见分光光度计，日本岛津公司；CR10型色差仪，日本美能达公司；H2050R型高速S型电子冷冻离心机，湘仪离心机仪器有限公司；ABLM4型天平，梅特勒托利多仪器上海有限公司；C东北农业大学；WW3型应变式立侧限压剪切力仪，25型数字酸度计，缩仪，南京土壤仪器厂；PHS2上海雷磁公司。13测定指标与方法将采集的牦牛背最长肌置于4条件下分别贮1、3、5、8D，藏0、进行成熟过程中各指标测定。131机理指标（1）PH值式中CA钙激活酶活性（5）组织蛋白酶L14组织蛋白酶L的提取参照董训江等方法。15酶活性测定参照ARANISHI等方法稍加改动，反应400L体系为980L质量分数为01BRIJ35，04MOL/L乙酸钠缓冲液（含5MMOL/LEDTA，PH值55），200L10MMOL/LLCYS和200L酶液。混合液置于40水浴中2MIN，然后加入400L25MOL/L的底物ZPHEARGAMC，在相同的温度下反应30MIN后，加入3ML终止液（01MOL/L乙酸，01MOL/L氯乙酸钠，PH值43）终止反应。用荧光分光光度计，在激发波长380NM，发射波长460NM时测定其荧光强度。1个酶活单位（U）被定义为在每最适反应温度（40）及最适PH值（55）条件下，分钟内催化1MOLAMC转化为产物所需的酶量。132肉用品质（1）加压损失2取1CM厚的肉样用取样器截取面积为50CM的肉样，质量为M1，将肉样置于两层医用纱布之间，上、下各垫18层滤纸，置于压缩仪平台上，匀速加压至343N，保持5MIN，撤除压力后立即称量记为M2，测定3次，取其平均值。加压损失计算公式为PL式中M1M2100M1将酸度计电极插入打碎的肉样中，与肉样充分接触，待PH计读数稳定后记录，每个肉样测定3次，每次读数精确到PH值001，最后求其平均值。（2）糖原含量11采用蒽酮比色法。（3）肌原纤维小片化指数（MFI）参考DELGADO等的方法测定（4）钙激活酶活性12。提取称取50G肉样，去除脂肪和结缔组织，加HCI，4MMOL/L入3倍体积的抽提液（017MOL/LTRISEDTA，PH值79）进行匀浆。对匀浆后的肌浆离心40MIN（4，6000G），收集上清液调PH值至6162，30MIN）。在4下静置20MIN，离心（6000G，PL加压损失，148农业机械学报2012年（2）蒸煮损失称量记修整去除肉块表面的脂肪和结缔组织，80恒温水浴加热，为MA，用数显温度计记录加热过程中肉块的中心温度。当中心温度达到75时，恒温保持5MIN后取出流水冷却至室温，再次称量蒸煮损失计算公式为记为MB，MAMBCL100MB式中CL蒸煮损失，（3）剪切力将测定蒸煮损失后的肉样沿肌纤维方向取3个LM4型嫩度仪垂直肌纤直径为127CM肉柱，用C维方向剪切肉柱，记录每个肉柱的剪切力，计算平均值。表1TAB1指标PH值G1糖原/MGMFI钙激活酶/U组织蛋白酶L/U（4）色度A（红度）、用色差仪测定肉样的L（亮度）、B（黄度），平行测定3次，求其平均值。14数据处理和统计分析试验结果均采用平均数标准差，用SPSS190软件对数据进行方差分析，并用DUNCAN法进行多重比较。221结果与分析机理指标的变化PH值、MFI、糖原含量、钙激活酶和组织蛋白酶L被认为与宰后肌肉的成熟机理有直接的联系。牦牛肉宰后成熟过程中各机理指标随时间变化如表1所示。牦牛肉宰后成熟过程中机理指标的变化CHANGESOFAGEINGMECHANISMINDICATORSDURINGYAKMEATAGEING成熟天数/DA684006A，A241004A，E297606E，A276019A，C1281938504C，1B632005B，A197001B，D521253D，B194008B，BC1480192519B，3C554006C，B121013C，C1284998C，C128008C，AB1644377743B，5C551004C，B105001C，B1469505B，D094017D，AB1679015479B，8C568007C，B093004C，A1577729A，D075006D，A1917631262A，B、C代表差异显著性P005；上标A、B、C代表差异显著性P001，注上标A、表2同。在宰后03DPH值迅速下降，在3D时达到最小值随后缓慢上升趋于稳定。本研究结果与CHASCOPH值等报道的牛肉在宰后24H达到最小值相比，下降速率较慢，这可能受到电刺激、冷却处理的影响16时钙激活酶的活性仅为刚屠宰时活性的27。这说明钙激活酶在水解肌原纤维蛋白的同时也发生了可以将钙激活酶活性的下降视为其参自身的降解，与了蛋白水解19。肌糖原是糖酵解过程中产生乳酸的底物，PH值表明了机体生成酸性物质（主要是乳酸）的含17量。在屠宰刚刚完成时，牦牛肉中的糖原含量最3D后糖原下高。在宰后03D糖原被大量消耗，降趋于缓慢。主要原因可能是PH值降低到一定程H浓度大幅升高使得与糖酵解有关的酶相继度后，随着时间延长，糖原含量逐渐降低，酵解速度失活，和程度逐渐减小。MFI代表了肌原纤维蛋白被降解及肌原纤维结构破坏的程度，也可以说这一指标直接反映了成熟17进行的程度。MFI的上升主要发生在成熟前3D，而在接下来的成熟过程中MFI的上升速率和幅度都较之减弱。这与VEISETH等对绵羊背最长肌的研MFI的增加被视为究结果一致，钙激活酶作用的18结果。钙激活酶在成熟早期表现出较高的活性，随着成熟时间的延长活性逐渐下降，当牦牛肉成熟8D组织蛋白酶被视为与宰后肌肉成熟嫩化相关的另一大酶系，其中组织蛋白酶L发挥的作用最为显著。随着成熟时间的延长该酶的活性逐渐增大。主要的原因可能是在成熟3D以后肌肉的PH值基本保持在5557，这与组织蛋白酶L的最适PH值15使得其能够发挥最大活力。也有报道证接近，明在宰后成熟初期组织蛋白酶L的活性较低，因为它们没有完全从溶酶体中释放出来，随着成熟时间的延长组织蛋白酶L逐渐从溶酶体中释放出来，活性逐渐增大，直到成熟14D后溶酶体才能彻底破裂20。肉用品质的变化22牦牛肉宰后成熟过程中肉用品质随时间变化如表2所示。加压损失和蒸煮损失反映了肌肉的持水力。在牦牛肉成熟过程中加压损失和蒸煮损失都是呈先上升后下降的趋势，这在很大程度上受到PH值的影第12期田甲春等牦牛肉宰后成熟机理与肉用品质研究表2TAB2指标149宰后成熟过程中牦牛肉的肉用品质变化CHANGESOFMEATQUALITYDURINGYAKMEATAGEING成熟时间/DD550031D，C2806131E，CD4981337CD，1B1683099B，B3483138C，B6402582B，BC3445163B，B2580145B，B1425133B，3A2431080A，A3963294A，A8970398B，A3945133A，B2413177B，A1670097A，5B1546130B，A3507392B，BC5617113C，AB3758213A，B2412235B，D1147098D，8C1044138C，B3306364D，D4267167D，BC3504127B，B2563251B，CD1246143CD，加压损失/蒸煮损失/剪切力/NLAB3330157B，CA2690196A，BC1363135BC，响。由于PH值对肌肉持水力影响的实质是蛋白质分子的静电荷效应，当PH值下降到或接近等电点时，肌肉蛋白的净电荷减少，蛋白质分子之间的静电使其网状处于紧缩状态，所容纳的水就斥力减小，少，所以持水力就小21随着成熟时间的延长性呈显著负相关（P005），钙激活酶的活性越来越弱，组织蛋白酶从溶酶体中逐渐释放，其活性越来越大。BARON等研究发现，钙然激活酶首先破坏肉中的肌间线蛋白的多肽结构，后组织蛋白酶再将其进一步降解为更小的肽类物26质。表3TAB3剪切力与MFI、钙激活酶、组织蛋白酶相关性分析CORRELATIONSANALYSISBETWEENSHEARFORCEANDMFI，CALPAINSANDCATHEPSINL指标剪切力1004500430101MFI0045109730931钙激活酶组织蛋白酶L00430973109580101093109581。剪切力是肌肉成熟过程中嫩度变化的直接反映，宰后牦牛肉的剪切力呈先上升后下降的变化趋势。因为肌肉在成熟早期会进入僵直状态，主要是肌节的收缩引起的，当达到最大僵直以后，在一系列使得肌肉内源性蛋白酶的作用下将肌肉结构破坏，的嫩度增大22。牦牛肉宰后成熟过程中L及B均呈先升高后A呈先降低后升高的趋势。这与吴菊降低的趋势，清对冷却牛肉和猪肉中色泽的研究结果相似。L增加主要是肌肉内部水分渗出，堆积在肉块表从而增强光的反射。A下降是由于随着成熟时面，间的延长，肌红蛋白与氧气充分接触，被氧化生成高肌肉中的脂铁肌红蛋白。肌肉与氧气充分接触后，24肪被氧化，从而使B增加。23剪切力与MFI、钙激活酶、组织蛋白酶L相关性分析剪切力直接反映嫩度，而MFI、钙激活酶、组织蛋白酶是嫩度改变的内在因素，所以对这几个指标MFI和钙激活进行相关性分析。由表3可以看出，酶活性相关性极显著（P001），这说明牦牛肉成2熟过程中，钙激活酶被大量的CA激活，作用于Z线后使之受到持续的张力，导致其断裂、崩解，因此23剪切力MFI钙激活酶组织蛋白酶L注表示P005时相关性显著；表示P001时相关性极显著。3结论（1）牦牛肉宰后成熟过程中，PH值、MFI，糖原、钙激活酶活性及组织蛋白酶L活性都发生了变化。MFI和钙激活酶活性的变化主要集且PH值、糖原、中在宰后03D，而组织蛋白酶L的活性在这一时期相对较低。（2）成熟对肌肉的加压损失、蒸煮损失、剪切力及色度都有影响，而对肉质最直接的影响是改善了其嫩度。（3）在整个成熟过程中，MFI与钙激活酶活性相关性极显著，与组织蛋白酶L活性相关性显著，钙激活酶活性与组织蛋白酶L活性呈显著负相关。文献MFI随之增大25。MFI和组织蛋白酶L活性相关性显著（P005），可能是因为在成熟后期组织蛋白酶L开始从溶酶体中释放出来，作用于肌原纤维，导致MFI增大。钙激活酶活性和组织蛋白酶活参1考HERRERAMENDEZCH，BECILAS，BOUDJELLALA，ETALMEATAGEINGRECONSIDERATIONOFTHECURRENTCONCEPTJTRENDSINFOODSCIENCETECHNOLOGY，2006，17（8）394405150234567农业机械学报2012年SMITHGC，CULPGR，CARPENTERZLPOSTMORTEMCONDITIONINGOFBEEFCARCASSESJJOURNALOFFOODSCIENCE，1978，43（3）823826TAYLORRG，TASSYC，BRIANDM，ETALPROTEOLYTICACTIVITYOFPROTEASOMEONMYOFIBRILLARSTRUCTURESJMOLECULARBIOLOGYREPORTS，1995，21（1）7173JMEATSCIENCE，OUALIA，TALMANTACALPAINSANDCALPASTATINDISTRIBUTIONINBOVINE，PORCINEANDOVINESKELETALMUSCLES1990，8（4）331348LADRATC，DELAMBALLERIEANTONM，ETALCALPAINANDCATHEPSINACTIVITIESINPOSTMORTEMFISHANDMEATCHRETAR，DELBARREMUSCLESJFOODCHEMISTRY，2007，101（4）14741479LAMAREM，TAYLORRG，FAROUTL，ETALCHANGESINPROTEASOMEACTIVITYDURINGPOSTMORTEMAGINGOFBOVINEMUSCLEJMEATSCIENCE，2002，61（2）199204J江西农业学报，2008，20（2）7275陈琳，唐玮，徐幸莲，等溶酶体中的组织蛋白酶及其在肌肉成熟中的作用ACTAAGRICULTURECHENLIN，TANGWEI，XUXINGLIAN，ETALCATHEPSININLYSOSOMESANDITSROLESDURINGMUSCLEAGINGJJIANGXI，2008，20（2）7275（INCHINESE）8910TAYLORMA，ALMONDRE，ETHERINGTONDJTHEIMMUNOHISTOCHEMICALLOCATIONOFCATHEPSINLINRABBITSKELETALMUSCLEEVIDENCEFORAFIBERTYPEDEPENDENCEDISTRIBUTIONJHISTOCHEMISTRY，1987，86（4）379383YAMASHITAM，KONAGAYASPURIFICATIONANDCHARACTERIZATIONOFCATHEPSINLFROMTHEWHITEMUSCLEOFCHUMSALMON，ONCORHYNCHUSKETAJCOMPARATIVEBIOCHEMISTRYANDPHYSIOLOGYBBIOCHEMISTRYANDMOLECULARBIOLOGY，1990，96（2）247252J农业机械学报，2011，42（11）144146师希雄，余群力，田甲春牦牛肉成熟过程中主要挥发性成分的变化SHIXIXIONG，YUQUNLI，TIANJIACHUNCHANGEINMAINVOLATILECOMPOUNDSDURINGAGINGPROCESSOFYAKMEATJTRANSACTIONSOFTHECHINESESOCIETYFORAGRICULTURALMACHINERY，2011，42（11）144146（INCHINESE）11D兰州甘肃农业大学，2011李永鹏宰后成熟对藏羊肉肉用品质及挥发性化合物的影响LIYONGPENGTHEEFFECTOFPOSTMORTEMAGINGONMEATQUALITYANDVOLATILECOMPOUNDSOFMEATOFTIBETSHEEPDLANZHOUGANSUAGRICULTURALUNIVERSITY，2011（INCHINESE）121314DELGADOEF，GEESINKGH，MARCHELLOJA，ETALTHECALPAINSYSTEMINTHREEMUSCLESOFNORMALANDCALLIPYGESHEEPJJOURNALOFANIMALSCIENCE，2001，79（2）398412KOOHMARAIEMEFFECTOFPH，TEMPERATURE，ANDINHIBITORSONAUTOLYSISANDCATALYTICACTIVITYOFBOVINESKELETALMUSCLECALPAINJJOURNALOFANIMALSCIENCE，1992，70（1）30713080J食品工业科技，2011，21（12）247250董训江，钟婵，蔡秋凤，等杂色鲍组织蛋白酶L的分离纯化与酶学性质DONGXUNJIANG，ZHONGCHAN，CAIQIUFENG，ETALPURIFICATIONANDCHARACTERIZATIONOFCATHEPSINLFROMABALONE（HALIOTISDIVERSICOLOR）JSCIENCEANDTECHNOLOGYOFFOODINDUSTRY，2011，21（12）247250（INCHINESE）15161718192021ARANISHIF，OGATAH，HARAK，ETALPURIFICATIONANDCHARACTERIZATIONOFCATHEPSINLFROMHEPATOPANCREASOFCARPCYPRINUSCARPIOJCOMPARATIVEBIOCHEMISTRYANDPHYSIOLOGYBBIOCHEMISTRYANDMOLECULARBIOLOGY，1997，118（3）531537RHEEMS，RYUYC，KIMBCPOSTMORTEMMETABOLICRATEANDCALPAINSYSTEMACTIVITIESONBEEFLONGISSIMUSTENDERNESSCLASSIFICATIONSJBIOSCIENCEBIOTECHNOLOGYANDBIOCHEMISTRY，2006，70（5）11661172J农业工程学报，2010，26（增刊1）338342李泽，靳烨，马霞不同贮藏温度下宰后羊肉的肉质变化及其影响因素VEISETHE，SHACKELFORDSD，WHEELERTL，ETA