電刺激對(duì)宰后牦牛肉成熟過(guò)程中肌鈣蛋白-T和肌間線蛋白及嫩度的影響

王 莉,王玉濤,郭麗君,張秀英,任小娜,張 麗,夏 娜,魏 健,孫寶忠,余群力

(1.喀什大學(xué)生命與地理科學(xué)學(xué)院/葉爾羌綠洲生態(tài)與生物資源研究高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新疆喀什 844000;2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,甘肅蘭州 730070;3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所,北京 100193)

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電刺激對(duì)宰后牦牛肉成熟過(guò)程中肌鈣蛋白-T和肌間線蛋白及嫩度的影響

王 莉1,王玉濤1,郭麗君1,張秀英1,任小娜1,張 麗2，*,夏 娜1,魏 健1,孫寶忠3,余群力2

(1.喀什大學(xué)生命與地理科學(xué)學(xué)院/葉爾羌綠洲生態(tài)與生物資源研究高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新疆喀什 844000;2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,甘肅蘭州 730070;3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所,北京 100193)

為研究電刺激對(duì)宰后牦牛肉成熟過(guò)程中Troponin-T和Desmin降解及嫩度的影響,本實(shí)驗(yàn)利用聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)、剪切力法及肌原纖維小片化指數(shù)法分別對(duì)比測(cè)定并動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)宰后不同處理(電刺激、未電刺激)對(duì)牦牛的岡上肌、背闊肌和半腱肌3個(gè)部位肉在成熟0,1,2,3,5,7,14 d時(shí)Troponin-T、Desmin、剪切力及MFI影響的變化特點(diǎn)。結(jié)果表明:電刺激組牦牛三個(gè)部位肉Troponin-T和Desmin的降解速度和降解程度均較高,且兩個(gè)處理組背闊肌Troponin-T 28 kDa、Desmin 38 kDa和36 kDa特征降解產(chǎn)物出現(xiàn)的時(shí)間較其他兩個(gè)部位均早,降解程度也較高;成熟14 d后,電刺激組牦牛岡上肌、背闊肌和半腱肌的剪切力值下降百分率較未電刺激組分別顯著高2.93%、9.47%、5.08%(p<0.05),但電刺激對(duì)MFI值無(wú)顯著影響。由此可見(jiàn),電刺激處理能顯著加快宰后牦牛肉肌原纖維骨架蛋白Troponin-T和Desmin的降解程度及剪切力的下降速度,且背闊肌的宰后嫩化較其他兩個(gè)部位快。

電刺激,牦牛,肌鈣蛋白-T,肌間線蛋白,嫩度

牦牛(yak)是中國(guó)青藏高原特有的畜種,存欄量居世界第一。牦牛肉肉質(zhì)鮮美,營(yíng)養(yǎng)豐富,是天然優(yōu)質(zhì)的綠色食品,具有巨大的商業(yè)開(kāi)發(fā)潛力[1-2],但是牦牛肉嫩度較差[3]。目前普遍認(rèn)為宰后成熟能有效改善牛肉的嫩度,而成熟過(guò)程中肌原纖維骨架蛋白的降解被認(rèn)為是嫩度改善的一個(gè)很重要的因素。肌鈣蛋白-T(Troponin-T)和肌間線(Desmin)是兩種重要的肌原纖維骨架蛋白,Troponin-T在肌肉成熟過(guò)程中能夠降解生成28～30 kDa的特征降解產(chǎn)物,該產(chǎn)物隨著成熟時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增加,且這些降解產(chǎn)物可在一定程度上作為肉嫩度改善的標(biāo)志因子[4-5]。Desmin連接于Z線之間,在穩(wěn)定肌纖維的橫向結(jié)構(gòu)中起著非常重要的作用。Desmin的降解意味著肌節(jié)間橫向連接的消失,肌纖維結(jié)構(gòu)松散,改善嫩度[6-8]。但目前還未見(jiàn)有關(guān)牦牛宰后成熟過(guò)程中肌肉Troponin-T和Desmin降解及嫩度的變化特點(diǎn)的研究,因此,研究宰后牦牛肉成熟過(guò)程中Troponin-T和Desmin的降解及嫩度的變化特點(diǎn),對(duì)提高牦牛肉品質(zhì)及增值具有重要的實(shí)際意義。

電刺激可以加快牛肉的死后嫩化過(guò)程,減少肉的成熟時(shí)間,是一種肉類的快速成熟技術(shù)[9],Gursansk等[10]研究發(fā)現(xiàn),電刺激能顯著改善牛肉嫩度,且不受牛品種差異的影響。同時(shí)有研究報(bào)道電刺激可通過(guò)加快糖酵解速度和降低pH來(lái)防止冷收縮,破壞肌纖維結(jié)構(gòu),從而改善肉的嫩度[11-14]。White等[15]指出,電刺激不僅可破壞肌肉肌原纖維骨架的結(jié)構(gòu),而且會(huì)溶解Z線,加速了肉類成熟過(guò)程。Luo[16]等發(fā)現(xiàn),電刺激提高了肌肉肌原纖維小片化的程度,促進(jìn)了肌纖維的斷裂,加速了肉的嫩化。但目前有關(guān)電刺激對(duì)宰后牦牛肉成熟過(guò)程中Troponin-T和Desmin及嫩度的影響還未見(jiàn)報(bào)道。

因此,本實(shí)驗(yàn)主要對(duì)宰后不同處理(電刺激、未電刺激)對(duì)牦牛的岡上肌(Supraspinatus,SU)、背闊肌(Latissimus dorsi,LD)和半腱肌(Semitendinosus,ST)3個(gè)部位肉在成熟0,1,2,3,5,7,14 d時(shí)Troponin-T和Desmin及其剪切力,肌原纖維小片化指數(shù)(myofibrillar fragmentation index,MFI)進(jìn)行測(cè)定分析,比較不同處理組牦牛肉宰后成熟過(guò)程中Troponin-T和Desmin及嫩度的差異及變化特點(diǎn),旨在探索電刺激對(duì)宰后牦牛肉嫩度的影響機(jī)制,以期為牦牛肉的品質(zhì)改善提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

選取甘肅甘南藏族自治州同一牧場(chǎng)的12頭健康無(wú)病公牦牛,(36±6)月齡,(300±50) kg體重。

KCl 天津光復(fù)科技發(fā)展有限公司;MgCl2天津市凱通化學(xué)試劑有限公司;NaN3天津市凱信化學(xué)工業(yè)有限公司;K2HPO4、KH2PO4、EDTA、DTT、Na4P2O4、丙烯酰胺、甲叉雙丙烯酰胺、Tris-maleate、Tris-HCI、十二烷基磺酸鈉(SDS)、丙三醇、β-巰基乙醇、溴酚藍(lán)、TEMED、APS、甘氨酸、考馬斯亮藍(lán)R-250、甲醇、寬分子量標(biāo)準(zhǔn)蛋白Marker、冰乙酸,均購(gòu)自sigma公司,以上試劑均為分析純。

超低溫冰箱 海爾BCD-216SDCM;DM6801A型熱電耦測(cè)溫儀 優(yōu)利德科技有限公司;TA.XTPlus型質(zhì)構(gòu)分析儀 杭州嘉維創(chuàng)新科技有限公司;XHF-D型高速分散器 寧波新芝生物科技股份有限公司;TGL-16M高速臺(tái)式冷凍離心機(jī) 長(zhǎng)沙湘儀有限公司;150目濾布 浙江上虞道墟張興紗篩廠;PHS-3C型pH計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;XH-B型渦旋混合器 江蘇康健醫(yī)療用品有限公司;DYY-6C型電泳儀 北京市六一儀器廠;UVP凝膠成像系統(tǒng) 上海苑勝儀器設(shè)備有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

12頭牦牛分成2組,電刺激組和未電刺激組各6頭。每組牦牛屠宰前24 h禁食,12 h禁水。電刺激組牦牛經(jīng)宰殺、放血后進(jìn)行電刺激處理(輸出電壓21 V,額定功率50 W,時(shí)間90 s),再去頭蹄內(nèi)臟、剝皮、劈半。未電刺激組牦牛宰殺、放血后未經(jīng)電刺激處理,直接去頭蹄內(nèi)臟、剝皮、劈半。電刺激組和未電刺激組每頭牦牛劈半后,分別在其左、右半胴體現(xiàn)場(chǎng)采集岡上肌、背闊肌和半腱肌3個(gè)部位肉。首先從每個(gè)部位肉上取0 h的樣品,用于測(cè)定剪切力的樣品用自封袋封裝后-20 ℃冷凍保存,用于分析Troponin-T和Desmin降解和肌原纖維小片化指數(shù)的樣品置于液氮中保存,剩余樣品真空包裝后置于0～4 ℃、風(fēng)速0.5 m/s環(huán)境下,分別在第1,2,3,5,7、14 d時(shí)取樣,對(duì)成熟過(guò)程中的Troponin-T和Desmin及剪切力和肌原纖維小片化指數(shù)進(jìn)行測(cè)定分析。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 Troponin-T和Desmin的降解 參考Etlinger等[17]的方法,稱取約0.5 g去除結(jié)締組織的肉樣,剪碎后,按1∶8(m/v)比例加入預(yù)冷后的PRB提取液(0.1 mol/L KCl,0.002 mol/L MgCl2,0.002 mol/L EDTA,0.001 mol/L DTT,0.001 mol/L NaN3,0.002 mol/L Na4P2O4,0.01 mol/L Tris-maleate,pH6.8)。使用高速分散器,低溫下14000 r/min勻漿30 s,每15 s間隔20 s,勻漿后以1000×g低溫離心10 min,取沉淀。然后重復(fù)此步驟6次,前4次PRB緩沖液用低鹽緩沖液(LSB:除不含Na4P2O4外,其余和PRB相同)代替。后2次用Tris緩沖液(0.005 mol/L Tris-HCI,pH8.0)代替,用渦旋器分散沉淀。最后得到的沉淀采用雙縮尿法測(cè)定蛋白濃度。然后蛋白樣品與樣品處理液(3 mmol/L EDTA,3% SDS,20% 甘油,8%β-疏基乙醇,0.04% 溴酚藍(lán),0.03 mol/L Tris-HC1,pH8.0)按1∶1(v/v)比例混合,使蛋白濃度最終為3.5 mg/mL?；靹蚝?在100 ℃水鍋中加熱5 min。變性聚丙烯酰胺凝膠電泳采用12%的分離膠(丙烯酰胺∶甲叉雙丙烯酰胺=37.5∶1(w/w),0.5 mol/L Tris-HCl pH8.8,0.05%的TEMED(w/v),0.05%的APS(w/v),0.1%的SDS(w/v)),4% 濃縮膠(丙烯酰胺∶甲叉雙丙烯酞胺=37.5∶1(w/w),0.125 mol/L Tris-HCl pH6.8,0.05% 的TEMED(w/v),0.05% APS(w/v),0.1%的SDS(w/v))。電極緩沖液含有0.025 mol/L Tris,0.192 mol/L甘氨酸和0.1% SDS(w/v)。上樣量為:30 μL。電泳結(jié)束后,使用Blue-silver染色方法進(jìn)行染色,然后用脫色液進(jìn)行脫色。

1.3.2 剪切力 參考羅欣[18]等的方法,取6 cm×3 cm×3 cm肉樣,剔除表面的筋、腱、膜及脂肪,放入80 ℃恒溫水浴鍋中加熱,用熱電耦測(cè)溫儀測(cè)定肉樣中心溫度,待肉樣中心溫度達(dá)到70 ℃時(shí),取出冷卻至中心溫度為0～4 ℃。沿肌纖維方向用直徑為1.27 cm的空心取樣器取肉柱(避開(kāi)筋鍵),用質(zhì)構(gòu)分析儀測(cè)定肉柱的剪切力值,重復(fù)12次,取平均值。

1.3.3 肌原纖維小片化指數(shù) 參考Karumendu[19]等的方法,稱取4.0 g充分剪切后除去脂肪及結(jié)締組織的肉樣,加40 mL預(yù)冷(2 ℃)的MFI緩沖液(0.1 mol/L KCl,0.01 mol/L K2HPO4,0.008 mol/L KH2PO4,0.001 mol/L EGTA,0.001 mol/L MgCl2,0.001 mol/L NaN3)高速勻漿3次,每次20s,間隔l min;勻漿后冷凍離心(1000×g,15 min,2 ℃),棄上清,將沉淀用40 mL預(yù)冷后的MFI緩沖液懸浮,再離心(1000×g,15 min,2 ℃),棄上清,用10 mL預(yù)冷后的MFI緩沖液將沉淀充分懸浮,將懸浮液用150 目濾布過(guò)濾除去結(jié)締組織,再用10 mL MFI緩沖液洗離心管,并進(jìn)行過(guò)濾,將過(guò)濾后的懸浮液用雙縮脲法測(cè)蛋白濃度,然后用MFI緩沖液調(diào)整懸浮液蛋白濃度為0.5 mg/mL,在540 nm測(cè)吸光度,將所得結(jié)果乘200后便得到MFI值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2007繪制各指標(biāo)的折線圖,用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件在顯著水平為0.05的條件下對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 電刺激對(duì)宰后牦牛肉成熟過(guò)程中Troponin-T和Desmin降解的影響

Troponin-T是一種分子量約35 kDa的重要調(diào)節(jié)蛋白,該蛋白降解成分子量為28～30 kDa小分子,大量實(shí)驗(yàn)表明這種降解產(chǎn)物和肉的嫩度高度相關(guān)[4]。Desmin是一種重要的細(xì)胞骨架蛋白,其亞基的分子量約53 kDa,在穩(wěn)定肌纖維的橫向結(jié)構(gòu)中起著非常重要的作用,可降解產(chǎn)生45、38、36 kDa的特征降解產(chǎn)物,該蛋白的降解對(duì)于嫩度的改善具有重要的意義[7]。電刺激組和未電刺激組Troponin-T和Desmin SDS-PAGE結(jié)果分別如圖1和圖2所示。

圖1 電刺激組牦牛肉熟過(guò)程中Troponin-T和Desmin的變化Fig.1 Changes of Troponin-T and Desmin of Electrical stimulation group during yak meat ageing注:“A、B、C”分別表示電刺激組牦牛岡上肌、背闊肌和半腱肌。

圖2 未電刺激組牦牛肉成熟過(guò)程中Troponin-T和Desmin的變化Fig.2 Changes of Troponin-T and Desmin of No Electrical stimulation group during yak meat ageing注:“a、b、c”分別表示未電刺激組牦牛岡上肌、背闊肌和半腱肌。

由圖1可看出,電刺激組三個(gè)部位肉在宰后0 h時(shí),Troponin-T和Desmin均以單條帶出現(xiàn),沒(méi)有降解產(chǎn)物。在成熟1 d時(shí),背闊肌不僅出現(xiàn)了Troponin-T的30 kDa的特征降解產(chǎn)物,同時(shí)也有微弱的28 kDa降解產(chǎn)物出現(xiàn),而岡上肌和半腱肌僅出了Troponin-T的30 kDa的特征降解產(chǎn)物,沒(méi)能檢測(cè)到28 kDa降解產(chǎn)物;此時(shí)三個(gè)部位的Desmin均有微弱的降解,出現(xiàn)了45 kDa的降解產(chǎn)物。成熟3 d時(shí),三個(gè)部位肉中均產(chǎn)生Troponin-T 30 kDa和28 kDa的降解產(chǎn)物,但岡上肌的降解度遠(yuǎn)低于背闊肌和半腱肌;同時(shí)三個(gè)部位的Desmin隨成熟時(shí)間的延長(zhǎng),進(jìn)一步降解,降解產(chǎn)物除45 kDa之外,又生成了分子量分別為38 kDa和36 kDa的降解產(chǎn)物,但背闊肌的特征產(chǎn)物的降解度遠(yuǎn)高于岡上肌和半腱肌。成熟5 d及其以后,三個(gè)部位肉中Troponin-T 30 kDa和28 kDa的條帶降解逐步增加,但岡上肌中的降解度仍遠(yuǎn)小于其他兩個(gè)部位;Desmin 45、38、6 kDa的降解程度也逐漸增加,但背闊肌的條帶降解程度仍遠(yuǎn)高于其他兩個(gè)部位。

由圖2可知,未電刺激組三個(gè)部位肉在宰后0 h時(shí),Troponin-T和Desmin均以單條帶出現(xiàn),沒(méi)有降解產(chǎn)物。背闊肌和半腱肌在成熟2 d時(shí),出現(xiàn)了Troponin-T的30 kDa的特征降解產(chǎn)物,而岡上肌直到第3 d才出現(xiàn)微弱的30 kDa的特征降解產(chǎn)物;背闊肌在宰后第2 d時(shí)產(chǎn)生了45 kDa的Desmin特征降解產(chǎn)物,而岡上肌和和半腱肌在第3 d出現(xiàn)微弱的45 kDa的特征降解產(chǎn)物。成熟3 d時(shí),背闊肌和半腱肌均產(chǎn)生Troponin-T 30 kDa和28 kDa的降解產(chǎn)物,岡上肌在成熟5 d時(shí)才產(chǎn)生Troponin-T 30 kDa和28 kDa的降解產(chǎn)物;背闊肌在成熟3 d時(shí),Desmin降解產(chǎn)物除45 kDa之外,又生成了38 kDa和36 kDa的降解產(chǎn)物,岡上肌和半腱肌在宰后5 d才產(chǎn)生38 kDa和36 kDa的降解產(chǎn)物,且條帶的降解程度隨成熟時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增加。

2.2 電刺激對(duì)宰后牦牛肉成熟過(guò)程中剪切力的影響

剪切力是判斷肉嫩度好壞的重要參考依據(jù)。電刺激組和未電刺激組剪切力值測(cè)定結(jié)果分別如圖3～圖5所示。

圖3 岡上肌成熟過(guò)程中剪切力值變化Fig.3 Changes of shear force values during supraspinatus ageing注:大寫字母表示電刺激組成熟過(guò)程中的差異顯著性(p<0.05),小寫字母表示未電刺激組成熟過(guò)程中的差異顯著性(p<0.05);“*”表示組間差異顯著(p<0.05),“**”表示組間差異極顯著(p<0.01),圖4～圖8同。

圖4 背闊肌成熟過(guò)程中剪切力值變化Fig.4 Changes of shear force values during latissimus dorsi ageing

圖5 半腱肌成熟過(guò)程中剪切力值變化Fig.5 Changes of shear force values during semitendinosus ageing

由圖3可知,隨著成熟時(shí)間的延長(zhǎng),電刺激組和未電刺激組牦牛岡上肌剪切力值均呈現(xiàn)逐漸下降趨勢(shì),相比0 h,電刺激組岡上肌成熟14 d的剪切力值顯著下降了28.81%(p<0.05),未電刺激組顯著下降了25.88%(p<0.05)。除第2 d外,電刺激組岡上肌的剪切力值均顯著(p<0.05)或極顯著(p<0.01)低于未電刺激組。電刺激組岡上肌除第1 d和2 d、5 d和7 d差異不顯著外(p>0.05),其余時(shí)間點(diǎn)均存在顯著差異(p<0.05)。成熟1 d時(shí),未電刺激組岡上肌的剪切力值最大,為20.13 g.s,第2～5 d、第5和7 d剪切力值差異不顯著(p>0.05)。

由圖4可看出,電刺激組和未電刺激組牦牛背闊肌剪切力值變化同岡上肌,電刺激組和未電刺激組成熟14 d的剪切力值較0 h分別顯著降低了30.92%,21.45%(p<0.05)。電刺激組第1 d、7 d和14 d的剪切力值均極顯著低于未電刺激組(p<0.05)。電刺激組第1 d和2 d、3 d和5 d、第7 d和14 d剪切力值差異不顯著(p>0.05),未電刺激組第3～14 d的剪切力值無(wú)顯著差異(p>0.05),在0～14 d成熟過(guò)程中剪切力值下降3.45 g.s。

由圖5可知,電刺激組和未電刺激組牦牛半腱肌剪切力值變化同前兩個(gè)部位肉,電刺激組和未電刺激組在0～14 d的成熟過(guò)程中剪切力值分別顯著下降了29.63%,24.55%(p<0.05),除0 h和14 d外,電刺激組半腱肌剪切力值均極顯著低于未電刺激組(p<0.01)。第2～5 d、3～7 d,電刺激組剪切力值差異不顯著(p>0.05)。未電刺激組除第2 d和3 d、3 d和5 d差異不顯著外(p>0.05),其余時(shí)間點(diǎn)間均有顯著差異(p<0.05)。

電刺激組牦牛岡上肌、背闊肌和半腱肌的剪切力值下降的百分率較未電刺激組分別高2.93%、9.47%、5.08%。

2.3 電刺激對(duì)宰后牦牛肉成熟過(guò)程中MFI的影響

MFI值是反映肌細(xì)胞內(nèi)肌原纖維及其骨架蛋白完整程度的指標(biāo),MFI值和肉的嫩度顯著相關(guān),可作為預(yù)測(cè)牛肉嫩度的一個(gè)重要指標(biāo)[16],電刺激組和未電刺激組MFI值測(cè)定結(jié)果分別如圖6～圖8所示。

圖6 岡上肌成熟過(guò)程中MFI值變化Fig.6 Changes of MFI values during supraspinatus ageing

圖7 背闊肌成熟過(guò)程中MFI值變化Fig.7 Changes of MFI values during latissimus dorsi ageing

圖8 半腱肌成熟過(guò)程中MFI值變化Fig.8 Changes of MFI values during semitendinosus ageing

由圖6可看出,隨成熟時(shí)間的延長(zhǎng),電刺激組和未電刺激組牦牛岡上肌MFI值均逐漸上升,且電刺激組的MFI值均高于未電刺激組,且在整個(gè)成熟過(guò)程中,電刺激組牦牛岡上肌MFI值顯著增加了64.89%,而未電刺激組著增加了64.16%,但電刺激組和未電刺激組牦牛岡上肌在成熟過(guò)程中MFI值差異均不顯著(p>0.05),說(shuō)明電刺激對(duì)牦牛岡上肌MFI值沒(méi)有顯著影響。

由圖7可知,電刺激組和未電刺激組牦牛背闊肌MFI值變化趨勢(shì)同岡上肌,電刺激組成熟14 d的MFI值較未電刺激組顯著增加了26.00%(p<0.05),成熟第3 d和第14 d時(shí),電刺激組背闊肌的MFI值顯著(p<0.05)或極顯著(p<0.01)高于未電刺激組,其他時(shí)間點(diǎn)均無(wú)顯著差異(p>0.05)。電刺激組背闊肌MFI值除第3 d和5 d差異不顯著外(p>0.05),其他時(shí)間點(diǎn)均存在顯著差異(p<0.05)。未電刺激組第0 h和1 d、第3 d和5 d、第7 d和14 d均無(wú)顯著差異(p>0.05)。

由圖8可看出,電刺激組和未電刺激組牦牛半腱肌MFI值變化趨勢(shì)同前兩個(gè)部位肉。電刺激組除第2 d的MFI值極顯著高于未電刺激組外(p<0.01),其余時(shí)間點(diǎn)均無(wú)顯著差異(p>0.05)。電刺激組半腱肌除第1 d和2 d、第5 d和7 d差異不顯著外(p>0.05),其他時(shí)間點(diǎn)均顯著差異(p<0.05)。未電刺激組第1 d和2 d、第7 d和14 d差異不顯著(p>0.05)。

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn),在成熟過(guò)程中,電刺激組牦牛岡上肌、背闊肌和半腱肌Troponin-T和Desmin的降解速度和降解程度均高于未電刺激組,且兩組背闊肌Troponin-T 28 kDa、Desmin 38 kDa和36 kDa特征降解產(chǎn)物出現(xiàn)的時(shí)間較岡上肌和半腱肌均早1 d,降解程度也較岡上肌和半腱肌高。Ho等[20]使用SDS-PAGE分析表明,電刺激增加了Troponin-T的降解速度,Uytterhaegen等[21]研究認(rèn)為,電刺激樣品中Troponin-T的降解速率較快,且Troponin-T 30 kDa的特征降解產(chǎn)物在電刺激樣品中出現(xiàn)較早。Kim等[22]發(fā)現(xiàn),電刺激處理改變了牛背最長(zhǎng)肌中pH和溫度的關(guān)系,進(jìn)而增加了calpain的活性,促進(jìn)了Desmin的降解,Li等[23]研究表明,電刺激可明顯增加牛肉中Desmin的降解速度和程度,加速Desmin 38 kDa和36 kDa特征降解產(chǎn)物出現(xiàn)的時(shí)間。Hwang等[24]發(fā)現(xiàn),電刺激不僅能直接對(duì)肌肉細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行物理性的破壞,而且還能使糖原含量在短時(shí)間內(nèi)被大量消耗,導(dǎo)致pH迅速降低,加快Ca2+的釋放,將肌肉暴露在高含量的Ca2+狀態(tài)下,增加u-calpain活性。Chen等[25]研究表明,Troponin-T和Desmin是u-calpain良好的作用底物,這可能是導(dǎo)致電刺激加速Troponin-T和Desmin降解的原因。毛衍偉[26]研究指出,電刺激作用明顯加快了Desmin、Troponin-T的降解,且加快了Troponin-T和Desmin的降解產(chǎn)物出現(xiàn)的時(shí)間,這亦與本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相似,本實(shí)驗(yàn)中可能是由于電刺激使宰后牦牛肉的糖原含量快速消耗,導(dǎo)致pH迅速降低,加快Ca2+的釋放,將肌肉暴露在高含量的Ca2+狀態(tài)下,增加u-calpain活性,而Troponin-T和Desmin恰好是u-calpain的良好底物,所以電刺激組Troponin-T和Desmin的降解速度和降解程度均高于未電刺激組。本課題組在研究牦肌肉組織學(xué)特性時(shí)發(fā)現(xiàn),牦牛岡上肌、背闊肌和半腱肌的肌肉組織學(xué)特性有顯著差異[27],這可能是造成三個(gè)部位肉之間Troponin-T和Desmin的降解程度不一的原因之一。

本研究發(fā)現(xiàn),電刺激可明顯加速宰后牦牛肉成熟過(guò)程中剪切力值的下降,加速牦牛肉的嫩化過(guò)程。Gursansk等[28]發(fā)現(xiàn),電刺激對(duì)牛肉嫩化有明顯的效果。Devine[29]指出,對(duì)未電刺激的肉,高溫僵直不能使樣品在成熟一定時(shí)間后達(dá)到其潛在嫩度,而電刺激后就不存在此問(wèn)題,電刺激對(duì)牛肉嫩度的改善,一方面是因?yàn)殡姶碳ぬ幚碚T導(dǎo)局部肌漿網(wǎng)Ca2+的過(guò)量釋放,從而導(dǎo)致肌肉強(qiáng)烈收縮,形成攣縮帶,破壞了肌纖維的物理結(jié)構(gòu),使肌原纖維的完整性喪失;另一方面,電刺激后的高溫、低pH環(huán)境提高了肌肉嫩化內(nèi)源酶的活性,加快了蛋白質(zhì)的降解速度,從而改善了肉的嫩度,這一觀點(diǎn)和Hwang等[24]的相似。本研究還發(fā)現(xiàn)在成熟過(guò)程中,電刺激組牦牛背闊肌的剪切力值較初始值下降30.92%,半腱肌下降29.63%,岡上肌下降28.81%,而未電刺激組牦牛在整個(gè)成熟過(guò)程中剪切力值下降程度則與電刺激組相反。Kukowski[30-31]發(fā)現(xiàn)中部胴體分割肉的初始嫩度通常有較好的嫩度適口性,更容易讓消費(fèi)者接受,但是電刺激組牦牛岡上肌、背闊肌和半腱肌剪切力值下降程度與未電刺激組相反,這可能是由于電刺激改變了肌肉內(nèi)部能量水平和能量代謝酶活等因素造成的,具體原因需后期實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究。

本研究還發(fā)現(xiàn),隨著成熟時(shí)間的延長(zhǎng),電刺激組和未電刺激組牦牛岡上肌、背闊肌和半腱肌MFI值均逐漸增加,這意味著肌原纖維的完整性越來(lái)越差,但電刺激對(duì)成熟過(guò)程中牦牛肉的MFI值影響不顯著。Savell等[32]研究指出,電刺激處理可改變肌肉的肌節(jié)長(zhǎng)度,使肌節(jié)的拉伸和收縮發(fā)生變化。Geesink等[33]指出,電刺激雖然顯著降低了牛背最長(zhǎng)肌的剪切力值,但并沒(méi)有顯著增加MFI值。毛衍偉[26]也發(fā)現(xiàn),電刺激對(duì)牛背最長(zhǎng)肌的MFI值影響并不顯著,且與剪切力無(wú)顯著相關(guān)性,這與本研究的結(jié)果相似,但Bjarnadóttir和Luo等[16,34]研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)電刺激處理的牛肉會(huì)使其中的不溶性蛋白發(fā)生改變,其長(zhǎng)鏈蛋白減少,而小分子蛋白增加,會(huì)加速M(fèi)FI值的上升。本實(shí)驗(yàn)中可能是由于電刺激處理宰后牦牛肉時(shí)緊對(duì)長(zhǎng)鏈蛋白起一定的作用,而對(duì)小分子蛋白的破壞有限,作用不明顯。

4 結(jié)論

兩個(gè)處理組牦牛三個(gè)部位肉Troponin-T和Desmin特征產(chǎn)物的降解程度隨成熟時(shí)間的延長(zhǎng)均逐漸增加,電刺激組Troponin-T和Desmin的降解速度和降解程度均高于未電刺激組,且背闊肌Troponin-T 28 kDa、Desmin 38 kDa和36 kDa特征降解產(chǎn)物出現(xiàn)的時(shí)間較其他兩個(gè)部位均早,降解程度也較高。

兩個(gè)處理組牦牛三個(gè)部位肉的剪切力值隨成熟時(shí)間延長(zhǎng)均逐漸降低,且電刺激組每個(gè)成熟時(shí)間點(diǎn)的剪切力值均低于未電刺激組,宰后14 d,電刺激組牦牛岡上肌、背闊肌和半腱肌的剪切力值下降速度較未電刺激組分別顯著高2.93%、9.47%、5.08%。

兩個(gè)處理組牦牛三個(gè)部位肉的MFI值隨成熟時(shí)間的變化趨勢(shì)均與剪切力值相反,但電刺激對(duì)成熟過(guò)程中牦牛肉的MFI值幾乎無(wú)顯著影響。

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Effect of electrical stimulation on Troponin-T and Desmin and tenderness of yak meat during postmortem aging

WANG Li1,WANG Yu-tao1,GUO Li-jun1,ZHANG Xiu-ying1,REN Xiao-na1, ZHANG Li2，*,XIA Na1,WEI Jian1,SUN Bao-zhong3,YU Qun-li2

(1.College of Life and Geographic Sciences,Key Laboratory of Ecology and Biological Resources in Yarkand Oasis at Colleges & Universities under the Department of Education of Uygur Autonomous Region, Kashgar University,Kashgar Xinjiang 844000,China; 2.College of Food Science and Engineering,Gansu Agriculture University,Lanzhou 730070,China; 3.Institute of Animal Science,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100193,China)

To study the effect of electrical stimulation on Troponin-T,Desmin degradation and the tenderness of the meat of yak during postmortem aging,the experiment used SDS-PAGE,shear force and myofibrillar fragmentation index method to compare and dynamic monitor the effect of different treatment(electrical stimulation,no electrical stimulation)on the change of characteristics of Troponin-T,Desmin,shear force and MFI of SU,LD and ST of the meat of yak during postmortem 0,1,2,3,5,7 and 14 d. The results showed that the Troponin-T and Desmin degradation rate and degradation degree of three parts meat of electrical stimulation group were higher,and the degradation products existed earlier than the other two parts,and degradation degree was higher than the other two parts of LD of two treatment groups. After 14 days of postmortem,the rate of decrease of the shear force of SU,LD and ST in the electrical stimulation group were increased by 2.93%,9.47% and 5.08% in comparison with no electrical stimulation group(p<0.05),but the electrical stimulation had no significant effect on MFI. This showed that electrical stimulation can significantly accelerate the degradation of yak’s Troponin-T and Desmin and the rate of descent of shear force during postmortem aging,and tenderization speed is faster than the other two parts meat of LD during postmortem aging.

electrical stimulation;yak;Troponin-T;Desmin;tenderness

2016-12-27

王莉(1988-)，女，碩士，助教，研究方向：畜產(chǎn)加工與質(zhì)量安全控制，E-mail：15294195001@163.com。

*通訊作者:張麗(1979-)，女，博士，副教授，研究方向：動(dòng)物性食品營(yíng)養(yǎng)與工程，E-mail：zhangl@gsau.edu.cn。

國(guó)家自然基金地區(qū)基金肌原纖維蛋白氧化羰基化誘發(fā)的蛋白交聯(lián)對(duì)牦牛肉質(zhì)構(gòu)特性的影響機(jī)制(31660469)；國(guó)家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(nycytx-38)；青藏高原特色有機(jī)畜產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)模式(201203009)。

TS251.5+2

A

1002-0306(2017)11-0065-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.11.004