宁夏大学罗瑞明教授等:缺氧诱导因子对滩羊肉宰后初期能量水平及肉色的影响

2022-11-18作者:来源:食品科学杂志责任编辑:食品界 字体A+AA-

滩羊是广泛分布于宁夏、甘肃、陕西等地的区域性家畜品种,具有重要的食用及经济价值。肌肉转化为肉的过程始于呼吸和血液循环的停止。当受到缺氧缺血信号刺激时,组织内部发生一系列复杂的生理生化反应,细胞/组织为了维持平衡,通过糖酵解产生三磷酸腺苷(ATP),从而调控肉品质形成过程。因此,研究宰后成熟过程中糖酵解的生化调控对于了解肉品质特性的发展至关重要。

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宁夏大学农学院的姬 琛、罗瑞明*等假设缺氧诱导因子(HIF-1)在宰后成熟过程中对糖酵解关键酶、能量水平及肉品质有重要影响,故选取4 ℃成熟2、6、12、24、48 h的滩羊背最长肌为研究对象,测定不同成熟期HIF-1表达量的变化,确定其与能量水平、糖酵解关键酶TPI活力及肉色变化的关系,以期为宰后肉品品质形成提供新的思路及见解。

1、滩羊肉宰后成熟初期pH值及肉色变化

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由表1可知,滩羊肉宰后2~48 h pH值显著下降(P<0.05),12~48 h内降幅较大。这一结果与陈炼红等对牦牛肉4 ℃成熟6~72 h内pH值变化规律的研究结果基本一致。宰后由于缺氧缺血,糖酵解作为细胞的主要能量来源,除产生ATP外还会生成丙酮酸及乳酸,且ATP水解产生的磷酸均会促使pH值下降;另外,有研究表明宰后蛋白质降解也会引起肌肉pH值下降。肉色是消费者判断鲜肉货架期的重要指标之一,是影响消费者购买行为的决定因素。宰后成熟期间肉色主要由肌红蛋白的氧化还原状态决定。宰后2~6 h内L*值无显著变化(P>0.05),6~48 h内L*值显著上升(P<0.05),L*值表示亮度,能够反映肉色的稳定性,6~48 h内L*值显著升高可能是随着宰后糖酵解的进行肌肉pH值逐渐下降,当pH值降至蛋白质等电点时,蛋白质对于不易流动水的吸附作用降低,导致贮存于肌肉结构中的不易流动水转化为自由水,当自由水附着于肌肉表面时会增强光的反射,致使L*值升高。a*值代表红度,是决定鲜肉色泽的关键参数,滩羊宰后2~6 h内a*值无显著变化(P>0.05),6~48 h内显著升高(P<0.05)。

2、滩羊肉宰后成熟初期HIF-1表达量的变化

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图1所示为宰后2~48 h内滩羊肉中HIF-1表达量变化,宰后2~24 h内HIF-1表达量呈显著升高的趋势(P<0.05),并于24 h达到最大值,为2 h时的1.43 倍,与24 h相比,48 h时HIF-1表达量无显著变化(P>0.05),但48 h HIF-1表达量仍显著高于2 h时HIF-1表达量(P<0.05),为2 h时的1.40 倍。6 h时HIF-1表达水平上升至2 h时的1.25 倍,表明宰后由于呼吸与血液循环的停止,滩羊肌细胞立即处于缺氧状态,受缺氧信号的调控,迅速合成HIF-1复合体。HIF-1的转录主要受HIF-1α亚基调控,而HIF-1α是细胞对缺氧反应的重要元件,生理水平条件下由于细胞内氧含量充足,HIF-1α蛋白迅速通过von Hippel-Lindau蛋白因子途径降解;缺氧条件下,稳定的HIF-1α与HIF-1β形成HIF-1复合体,并与靶基因结合,促进一系列基因的表达,调控机体对缺氧条件的反应和适应。

3、滩羊肉宰后成熟初期TPI活力的变化

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如图2所示,宰后TPI活力在6 h内显著升高(P<0.05),并于6 h达到最大值,为2 h时的1.07 倍,48 h时显著降至2 h时的0.73 倍(P<0.05),表明宰后6 h滩羊肌细胞中糖酵解可能已被激活。林珩迅等研究发现猪肉在4 ℃条件下成熟时,TPI活力先升高后降低,并于宰后6 h达到最大值,本研究结果与其一致。

4、滩羊肉宰后成熟初期能量水平的变化

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表2所示为滩羊肉宰后成熟初期能量物质的变化趋势。ATP是生物体内能量的直接来源,通过水解为机体供能,也是宰后成熟过程中发生各种生理生化反应的必要条件。宰后成熟过程中,由于缺氧缺血,组织不能通过有氧呼吸产生能量,此时,磷酸肌酸在肌酸激酶的催化下将ADP磷酸化为ATP,然而这种转化只能在短时间内维持ATP的产生;因此,宰后短时间内糖酵解被激活并产生能量。由表2可知,宰后2~48 h内ATP水平显著降低(P<0.05),12 h后ATP水平降幅较大,宰后48 h ATP水平降至成熟初期的最低值,表明宰后初期细胞内的生理活动消耗了有限的ATP,同时,由于组织内一系列酶促反应,ATP被依次降解为ADP、AMP,导致ATP水平显著降低。

5、滩羊肉宰后成熟初期HIF-1表达量与能量水平、TPI活力、pH值及肉色的关系

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由表3可知,宰后成熟2~48 h内滩羊肉HIF-1表达量与TPI活力、能量物质水平、肉色及pH值均显著相关(P<0.05、P<0.01)。其中,HIF-1表达量与ATP及ADP水平呈极显著负相关(P<0.01),与AMP水平呈显著负相关(P<0.05),与TPI活力及pH值呈极显著负相关(P<0.01),与肉色指标L*值及a*值呈极显著正相关(P<0.01),与b*值呈显著正相关(P<0.05)。此外,ATP水平与pH值呈极显著正相关(P<0.01),与L*、a*值及b*值均呈极显著负相关(P<0.01);ADP水平与TPI活力及pH值极显著正相关(P<0.01),与L*、a*值极显著负相关(P<0.01),与b*值显著负相关(P<0.05);AMP水平与pH值极显著正相关(P<0.01),与L*值极显著负相关(P<0.01),与a*值显著负相关(P<0.05),与b*值没有显著相关性(P>0.05);TPI活力与pH值呈极显著正相关(P<0.01),与L*、a*值及b*值均呈极显著负相关(P<0.01);pH值与L*、a*值及b*值均呈极显著负相关(P<0.01)。


结 论

宰后2~24 h内HIF-1表达量迅速升至最高值,24 h后有所下降,TPI活力于宰后6 h时升至最高值,随后逐渐降低,宰后48 h内能量物质ATP、ADP、AMP水平均随成熟时间延长逐渐降低,pH值宰后48 h内显著降低(P<0.05),L*、a*值及b*值均随成熟时间延长显著升高(P<0.05)。宰后成熟2~48 h内滩羊肉HIF-1表达量与TPI活力、能量物质水平、肉色及pH值均显著相关(P<0.05、P<0.01),可能是由于受宰后缺氧信号诱导,HIF-1表达量于6 h内迅速升高,HIF-1复合体转移至细胞核与糖酵解基因结合,促进糖酵解相关基因表达,促使糖酵解途径增强,提高了糖酵解相关酶活力,并降低肌肉pH值。HIF-1可能通过调控宰后糖酵解及肌肉pH值影响肉色。本研究结论有助于理解宰后成熟过程中肉品质形成的复杂机理。


本文《缺氧诱导因子对滩羊肉宰后初期能量水平及肉色的影响》来源于《食品科学》2022年43卷17期36-41页,作者:姬琛,杨波,罗瑞明,刘吉娟。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210719-219。点击https://www.spkx.net.cn/article/2022/1002-6630/2022-43-17-004.html即可查看文章相关信息。