劉 暢 羅玉龍 張亞琨 李文博 趙麗華 蘇 琳 靳 燁
(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 呼和浩特010018)
羊肉品質(zhì)不僅受性別[1]、年齡[2]、品種[3]、飼養(yǎng)方式[4]等因素的影響,部位也是重要的影響因素之一[5]。近年,諸多對蘇尼特羊和巴美肉羊的研究表明,不同部位肌肉品質(zhì)存在著較大差異,包括pH、色澤、嫩度以及風(fēng)味物質(zhì)等[6-7]。
羊的不同部位活動量存在較大差異,這使其具有不同的生理功能,影響脂肪、肌紅蛋白氧化程度以及體內(nèi)抗氧化系統(tǒng),最終引起肉品質(zhì)的差異。
肌肉特性的差異主要是肌纖維引起的。根據(jù)代謝方式的相對重要程度,可將肌纖維分為氧化型肌纖維和酵解型肌纖維。氧化型肌纖維直徑細(xì),通過有氧代謝產(chǎn)生ATP 供能,與酵解型肌纖維相比,含有較多的脂肪、線粒體和肌紅蛋白,這就會造成兩種肌纖維氧化穩(wěn)定性的差異[8-9]。不同部位肌肉含有的肌纖維類型比例不同,間接影響部位間肌肉組織的氧化程度。氧化系統(tǒng)與抗氧化系統(tǒng)之間存在動態(tài)平衡,這會進一步影響肉的色澤和風(fēng)味物質(zhì)等感官指標(biāo)。本試驗對蘇尼特羊股二頭肌、臂三頭肌、背最長肌的脂質(zhì)蛋白氧化程度、抗氧化能力、抗氧化酶活性以及色差和pH 進行了研究,分析不同部位肌肉組織氧化與抗氧化系統(tǒng)的差異性及二者間的相互關(guān)系,為羊肉品質(zhì)的進一步研究提供理論基礎(chǔ)。
從內(nèi)蒙古巴彥淖爾市烏拉特中旗選取放牧條件下12月齡蘇尼特羊共25 只。食用牧草主要以烏拉特中旗荒漠化草原典型牧草為主,如蒙古蔥、芨芨草、堿韭、沙生冰草等。25 只蘇尼特羊屠宰后1 h 內(nèi)取股二頭肌、臂三頭肌和背最長肌為試驗材料,轉(zhuǎn)移至-80 ℃冷藏待用。
磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、乙酸銨、新亞銅試劑、氯化鈉(均為分析純),丙二醛(MDA)試劑盒、總抗氧化能力(T-AOC)試劑盒、總超氧化物歧化酶(SOD)試劑盒、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)試劑盒以及過氧化氫酶(CAT)試劑盒,南京建成生物工程研究所;2,2-聯(lián)氮基-雙-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽 (ABTS),美國Amresco 公司;濾紙、比色皿等。
XHF-DY 型高速分散器,寧波新芝生物科技股份有限公司;5810-R 型低溫臺式冷凍離心機,德國Eppendorf 公司;TU-1810 型紫外/可見光分光光度計,北京普析通用儀器有限公司;電熱恒溫箱,上海一恒科學(xué)儀器有限公司;TC-P2A 全自動色差儀,北京奧依克光電儀器有限公司;pH 計PB-10S,Artorius 公司。
1.3.1 丙二醛含量和抗氧化酶活性的測定 取肉樣0.5 g,加4.5 mL 的生理鹽水,制成10%的組織勻漿,離心(4 ℃,4 000 r/min,10 min)取上清液,并按照試劑盒說明書分別測上清液中丙二醛(MDA)含量、總超氧化物歧化酶活力(SOD)、過氧化氫酶活力(CAT)以及谷胱甘肽過氧化物酶活力(GSHPx)。
1.3.2 肌紅蛋白氧化狀態(tài)的測定 取肉樣5 g,加入40 mmol/L 磷酸鈉緩沖液25mL(pH=6.8),冰水浴中勻漿20 s(4 000 r/min)后冰浴靜置1 h,然后在4 ℃條件下3 000 r/min 離心25 min,取上清液,過濾,濾液在525,545,565,572 nm 波長下測吸光值[10]。按照Krzywicki 的方法計算氧合肌紅蛋白(OMb)和高鐵肌紅蛋白(MMb)的相對含量[11],即:
OMb%=(0.082R1-1.267R2+0.809R3-0.361)×100
MMb%=(-2.514R1+0.777R2+0.800R3+1.098)×100
式 中R1、R2、R3分別為572,565,545 nm 與525 nm 吸光值的比值。
1.3.3 降銅離子還原能力(CUPRAC)的測定 取0.01 mol/L CuCl2、1 mol/L 乙酸銨,0.075 mol/L 新銅溶液各1 mL,加入組織勻漿液25 μL,空白管用等量雙蒸水代替組織勻漿液,混合均勻后,室溫下靜置(1 h),使用1 cm 光徑比色皿,在450 nm 波長處測定吸光度[12]。CUPRAC 表示為mg/g 肌肉抗壞血酸當(dāng)量。
抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定:按照以上步驟,分別用不同濃度梯度(0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,5.0,10.0 mmol/L)的抗壞血酸代替組織勻漿液,測定吸光度值,制成標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1.3.4 自由基清除率(RSA)的測定 ABTS 反應(yīng)液的制備方法如下:25 mL 的ABTS (14 mmol/L)與過硫酸鉀(2.45 mmol/L)等體積混合,在黑暗條件下反應(yīng)16 h。試驗前用磷酸鹽緩沖液(pH=7.4)稀釋ABTS 反應(yīng)液,使吸光度值在0.750±0.020(734 nm 波長)范圍內(nèi)。在40 μL 組織勻漿液中加入4.0 mL 的ABTS 反應(yīng)液,然后水浴6 min(30℃),用40 μL 的雙蒸水加入4.0 mL 的ABTS 稀釋的反應(yīng)液作為空白[13]。然后在734 nm 波長處測定吸光度,抑制率計算公式如下:
抑制率%=[(A0-A1)/A0]×100
式中A0——空白吸光度;A1——組織勻漿液吸光度。
1.3.5 pH 值的測定 使用胴體直測式pH 計測定蘇尼特羊屠宰后45 min 內(nèi)肌肉的pH 值。
1.3.6 色澤的測定 使用TC-P2A 全自動色差儀對肉的色澤進行測定。L*表示亮度值,b*表示黃度值,a*表示紅度值。
試驗數(shù)據(jù)采用±s 表示,使用SPSS 22.0 軟件進行統(tǒng)計分析,以P<0.05 為顯著性檢驗標(biāo)準(zhǔn),并采用Excel 2016 軟件進行圖表處理。
2.1.1 不同部位對蘇尼特羊肌肉MDA 含量的影響 測定不同部位蘇尼特羊肌肉中MDA 含量,結(jié)果如圖1。
MDA 是脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)物,是能夠反映脂質(zhì)氧化程度的重要指標(biāo)[14-15]。MDA 值越大,表明脂質(zhì)氧化程度越高,值越低表明脂質(zhì)氧化程度越低,抗氧化性能越強。由圖1可知,背最長肌的MDA 值為1.377 nmol/mg 蛋白,顯著低于股二頭肌和臂三頭?。≒<0.05),這表明背最長肌的脂質(zhì)氧化程度低于股二頭肌和臂三頭肌。
背最長肌的脂質(zhì)氧化程度最低,這可能與蘇尼特羊不同部位活動量差異有關(guān)。臂三頭肌與股二頭肌相對背最長肌運動較多,運動會增加有氧代謝的活性,并會使肌纖維類型發(fā)生轉(zhuǎn)化,使酵解型肌纖維轉(zhuǎn)化為氧化型肌纖維[16]。已有研究表明,羊不同部位肌肉對比,均是背最長肌的氧化型肌纖維的數(shù)量比例和面積比例相對較低[17-18]。而氧化型肌纖維含有的總脂類物質(zhì)是酵解型肌纖維的3倍,且含有相對較多的線粒體[8,19],這就導(dǎo)致3 個部位中背最長肌的脂質(zhì)氧化程度最低。
2.1.2 不同部位對蘇尼特羊肌肉肌紅蛋白氧化狀態(tài)的影響 測定不同部位蘇尼特羊肌肉中肌紅蛋白氧化狀態(tài),結(jié)果如圖2。
肉中的肌紅蛋白氧化狀態(tài),能反映肉的色澤。OMb 占的比例高,肉色呈鮮紅色,高鐵肌紅蛋白占的比例高,肉色呈棕褐色[20-21]。由圖2可知,股二頭肌肌紅蛋白氧化程度與其它兩個部位間差異顯著(P<0.05)。股二頭肌OMb 相對含量最高,臂三頭肌次之,背最長肌中的OMb 相對含量最低(P<0.05);股二頭肌的MMb 相對含量顯著低于其它兩個部位。OMb 的自動氧化受pH 值影響,肌肉pH 高,則組織代謝速率快,氧氣消耗率高,使得表面MMb 生成速率加快[22]。
測定不同部位蘇尼特羊肌肉中抗氧化系統(tǒng),結(jié)果見表1。
圖1 蘇尼特羊不同部位肌肉的丙二醛含量Fig.1 The MDA content of different parts muscle in Sunit sheep
圖2 蘇尼特羊不同部位肌肉的肌紅蛋白氧化狀態(tài)Fig.2 The myoglobin oxidation of different parts muscle in Sunit sheep
表1 不同部位蘇尼特羊肌肉的抗氧化系統(tǒng)Table 1 The antioxidant system of different parts muscle in Sunit sheep
抗氧化系統(tǒng)由抗氧化酶系統(tǒng)和非酶系統(tǒng)組成[23]??寡趸赶到y(tǒng)主要有超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)以及谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)等[24]。SOD 可催化超氧陰離子自由基,生成有害的活性氧H2O2,繼而被CAT 和GSH-Px 清除,這三者具有協(xié)同抗氧化作用[25]。由表2可知,SOD 活性在部位之間差異顯著 (P<0.05),其中,臂三頭肌SOD 活性最高,顯著高于其它兩個部位(P<0.05);背最長肌的CAT 活性顯著高于股二頭?。≒<0.05),但與臂三頭肌沒有顯著差異(P<0.05),Wen 等[12]對不同部位牦牛肉的抗氧化酶活性做了研究,發(fā)現(xiàn)部位因素能顯著影響SOD 與CAT 的活性,且背最長肌的CAT 活性最高。蘇尼特羊臂三頭肌中GSH-Px 的活性最高,顯著高于背最長肌(P<0.05);總體上,臂三頭肌的抗氧化酶活性要高于其它部位,這可能與不同部位活動量不同有關(guān)。臂三頭肌中氧化型肌纖維所占比例較多,而運動可以提高氧化型肌纖維的SOD活性,但對酵解型肌纖維無顯著影響[26]。每天的運動時間越長,越能夠促進骨骼肌SOD 和GPX 的活性,但耐力訓(xùn)練對CAT 的活性的影響與之相反,Pinho[27]研究表明耐力訓(xùn)練使CAT 的活性下降。這與本試驗結(jié)果相符,每日運動量相對較多的臂三頭肌和股二頭肌中SOD 和GSH-Px 活性較背最長肌高,而CAT 活性較低。
非酶促系統(tǒng)是由一些抗氧化物質(zhì)組成的,如維生素C、生育酚、類胡蘿卜素等。CUPRAC 能反映組織內(nèi)抗氧化物質(zhì)的含量情況,RSA 反映肌肉組織所有抗氧化物質(zhì)清除自由基的能力,而自由基能夠引發(fā)脂質(zhì)氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)[28]。由表1可知,不同部位中背最長肌的CUPRAC 顯著高于股二頭肌和臂三頭肌(P<0.05),且背最長肌的RSA 值最高。由此可知,蘇尼特羊背最長肌中CUPRAC 和RSA 值最高,這表明部位間背最長肌中的抗氧化物質(zhì)含量最高,能有效清除組織內(nèi)的自由基,這也可能是背最長肌的丙二醛含量最低的原因。
表2 蘇尼特羊不同部位的pH 值和色澤Table 2 The pH and color of different parts muscle in Sunit sheep
綜上,背最長肌的抗氧化物質(zhì)含量最高,清除自由基的能力最強,CAT 活性最高,因此綜合衡量,不同部位中背最長肌的抗氧化能力最強。
測定不同部位蘇尼特羊肌肉pH 和色澤,結(jié)果如表2。
肌肉的pH 值和肉色是反映肉品質(zhì)的重要指標(biāo)。一般羊的活體肌肉pH 為中性,屠宰后胴體的一些生化反應(yīng)仍在繼續(xù),肌纖維內(nèi)呼吸酶活性降低和底物消耗的不同造成了部位間pH 值的差異[29]。由表2可以看出,不同部位肌肉的pH 值差異顯著(P<0.05),股二頭肌的pH 顯著低于背最長肌(P<0.05)。結(jié)合圖2可知,不同部位間股二頭肌的MMb 相對含量最低,可能是由于股二頭肌的pH 最低,OMb 自動氧化速率慢,降低了MMb 的生成速率。
L*值表示亮度,值越大,肉色越白;值越小,肉色越暗。結(jié)果顯示,背最長肌的L*值顯著低于股二頭肌和臂三頭?。≒<0.05),說明背最長肌的色澤最暗。a*值為紅度值,氧合肌紅蛋白相對含量高會使a*值增大,肉色變得鮮紅。由表2看出,背最長肌的a*值顯著低于股二頭肌和臂三頭?。≒<0.05),表明股二頭肌和臂三頭肌的色澤比背最長肌鮮紅。結(jié)合圖2中不同部位肌肉肌紅蛋白氧化狀態(tài)可以看出,不同部位肌肉a*值的大小與OMb的相對含量大小呈現(xiàn)相同規(guī)律,OMb 的相對含量較高的部位,相應(yīng)肌肉的a*值也較大,色澤更鮮紅。
b*值反映的是肉的黃度值,脂肪的氧化會使b*值增大。背最長肌的b*值顯著低于股二頭肌和臂三頭肌,這可能與背最長肌的脂質(zhì)氧化程度低有關(guān)。脂肪的氧化程度會影響肉的b*值,從圖1可以看出,不同部位肌肉的b*值大小與其脂質(zhì)氧化程度呈現(xiàn)相同規(guī)律。脂質(zhì)氧化程度越高,b*值越大,脂質(zhì)氧化程度越低,b*值越小。
對蘇尼特羊抗氧化相關(guān)指標(biāo)進行相關(guān)性分析,結(jié)果如表3。
由表3可知,MDA 與OMb、SOD、GSH-Px 之間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),當(dāng)肉中MDA 值增加時,脂質(zhì)氧化程度增強,刺激機體內(nèi)SOD 與GSHPx 活性增強,繼而清除脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的自由基[30];OMb 與SOD 呈顯著正相關(guān)(P<0.05),與GSH-Px呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),當(dāng)OMb 相對含量增加時,SOD 與GSH-Px 活性增強,阻止OMb 繼續(xù)氧化為MMb[28];CAT 與RSA 之間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),CAT 對自由基的清除起著重要作用,當(dāng)CAT 活性增強時,機體內(nèi)清除自由基的能力也隨之增強;SOD 與GSH-Px 之間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),說明SOD 與GSH-Px 能夠協(xié)同促進。
GSH-Px 與MMb 呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),當(dāng)GSH-Px 活性增強時,抑制了OMb 的氧化,從而降低了肉中MMb 的相對含量;蘇尼特羊中OMb 與MMb 之間呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),這說明OMb與MMb 相對含量呈抑制關(guān)系??傮w上來說,脂質(zhì)氧化,肌紅蛋白氧化以及抗氧化系統(tǒng)之間存在著一些特定的生理機能,組織內(nèi)的抗氧化能力增強一定程度上抑制脂氧化和肌紅蛋白氧化。
表3 蘇尼特羊抗氧化指標(biāo)相關(guān)性Table 3 Correlation coefficients on antioxidant parameters of Sunit sheep
1)蘇尼特羊肉中背最長肌的MDA 顯著低于股二頭肌和臂三頭肌(P<0.05),表明背最長肌的脂質(zhì)氧化程度低;股二頭肌的OMb 值顯著高于背最長肌和臂三頭肌(P<0.05),但MMb 值顯著低于背最長肌和臂三頭肌(P<0.05)。
2)背最長肌中CUPRAC 值顯著高于股二頭肌和背最長肌 (P<0.05),RSA 值顯著高于臂三頭?。≒<0.05)。整體上,蘇尼特羊背最長肌中抗氧化物質(zhì)含量較高。臂三頭肌的SOD 與GSH-Px 活性最高,背最長肌中的CAT 活性最高。
3)通過對蘇尼特羊的氧化程度、抗氧化性能、抗氧化酶活力的相關(guān)性分析可知,蘇尼特羊MDA 與OMb、SOD、GSH-Px,OMb 與GSH-Px,SOD 與GSH-Px,之間存在極顯著正相關(guān)(P<0.01);SOD 與OMb 之間存在顯著正相關(guān) (P<0.05)。MMb 與OMb、GSH-Px 之間均存在極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。蘇尼特羊肌肉中的抗氧化酶之間具有協(xié)同作用,同時抗氧化酶活力的增強能相應(yīng)提高機體抗氧化性能,降低氧化程度,從而維持機體氧化系統(tǒng)與抗氧化系統(tǒng)的平衡。