基于蛋白质组学技术研究秦川牛肉宰后贮藏过程中肌红蛋白含量及其衍生物转化

本实验采用4D-非标记蛋白质组学技术研究秦川牛肉贮藏过程中（0～8 d）肌红蛋白含量及其衍生物的转化情况，阐释冷却秦川牛肉中肌红蛋白含量及其衍生物转化的分子机制。结果表明：贮藏过程中，肌红蛋白表达量在宰后0～4 d上升、4～8 d下降，利用非标记蛋白质组学技术鉴定出与肌红蛋白及其衍生物相关的差异蛋白14 种，具体包括代谢酶、氧化还原酶、过氧化物酶、伴侣蛋白4 类，这4 类蛋白的表达共同调控贮藏过程中肌红蛋白含量的变化及其3 种衍生物之间的转化，具体表现为贮藏过程中肌红蛋白表达量整体呈下降趋势，氧合肌红蛋白相对含量持续下降，脱氧肌红蛋白、高铁肌红蛋白相对含量逐渐增加，导致肉色发生褐变。本研究结果有利于理解秦川牛肉贮藏过程肉类变色的复杂生化变化机制。     

冷鲜牛肉复合保鲜剂的筛选与优化

为避免冷鲜牛肉储藏期间微生物污染而发生的腐败变质,延长其货架期,本文以冷鲜牛肉为研究对象,采用二倍稀释法、棋盘稀释法测定了不同保鲜剂的最小抑菌浓度及两两之间的协同效果,筛选出4种天然保鲜剂。以冷藏牛肉TVB-N值为检测指标,无菌蒸馏水处理的冷藏牛肉为对照组,采用四因素三水平的响应面试验优化了四种天然保鲜剂复配协同保鲜工艺,并以未经保鲜剂处理的冷藏牛肉为对照,进行了最佳复合天然保鲜剂对冷藏牛肉保鲜效果的研究。结果表明:最优配方为聚赖氨酸109.5 mg/kg、乳酸链球菌258.0 mg/kg、茶多酚152.0 mg/kg、壳聚糖130.0 mg/kg,可将冷鲜牛肉货架期从6 d延长至18 d。本实验筛选优化出的复合保鲜剂,为冷鲜牛肉保鲜剂的合理使用提供技术参考。     

贮藏期间蛋白质氧化对牛肉品质的影响

为研究4 ℃冷藏过程中蛋白质氧化对秦川牛肉贮藏品质的影响,以秦川牛背最长肌为研究对象,测定不同贮藏期(0,2,4,6,8 d)蛋白质羰基、巯基含量及pH、色差、剪切力、贮藏损失、离心损失和水分含量等指标,采用Pearson相关性分析蛋白质羰基及巯基含量与品质指标的关系。结果表明,随着贮藏时间的延长,蛋白质羰基含量逐渐增多,巯基含量逐渐减少;随着贮藏时间的延长,pH值和离心损失都呈先下降后上升的趋势;贮藏损失逐渐增加,L值先升高后降低,b值逐渐升高,a值逐渐降低,剪切力先上升后下降;随着贮藏时间的延长,结合水P2b和不易流动水P21含量降低,自由水P22含量上升;相关性分析表明,羰基与巯基、pH和a值呈极显著负相关(P<0.01),与剪切力呈显著负相关(P<0.05),与b值、贮藏损失和离心损失呈极显著正相关(P<0.01);巯基与pH、a值和剪切力呈显著正相关,与L值、b值、贮藏损失和离心损失呈极显著负相关(P<0.01)。通过探究贮藏期间蛋白质氧化与牛肉品质的变化规律及二者关系,以期对肉及肉制品贮藏过程中蛋白质氧化控制研究提供支持。     

宰后成熟期间能量物质、pH值和肌原纤维小片化指数对秦川牛肉嫩度的影响及其机理

为探究秦川牛肉背最长肌在宰后成熟期间嫩度变化机理,本实验测定了不同贮藏期（0、2、4、6、8 d）能量物质、pH值和肌原纤维小片化指数的变化,并结合4维-非标记蛋白质组学技术研究蛋白组变化对嫩度的影响。研究发现：随贮藏时间的延长,剪切力呈先增大后减小的趋势,在第4天时剪切力达到最大值（（157.94±2.53）N）,说明此时嫩度最差;pH值呈先减小后增大的趋势,在第4天时达到最小值5.37±0.03;能量物质ATP、AMP和NADH含量随贮藏时间的延长呈下降趋势,且在0～2 d下降最为显著;肌原纤维小片化指数呈上升趋势。通过相关性分析筛选出11 种与嫩度相关的差异蛋白,其中ATP5F1D、ATP5F1C、NDUFB5、NDUFA6、SUCG1通过参与糖酵解过程调节ATP含量和pH值的变化,引起肌纤维交联、肌肉僵直,进而导致嫩度的降低;PPP3R1、CAMK2D、HNRNPK、PSMD13、CTSD通过参与肌纤维膜、膜蛋白复合物、细胞器内膜、钙信号通路调控肌原纤维细胞凋亡进程和蛋白质水解过程,引起肌原纤维小片化指数升高,进而促使肉嫩度提升。     

秦川牛宰后肉色与其食用品质的相关性

为研究宰后牛肉肉色变化与其食用品质的相关性,以秦川牛背最长肌为研究对象,对宰后排酸成熟7d牛肉的肉色、肌红蛋白相对含量、pH值、剪切力、持水力及蒸煮损失率的变化进行分析,采用主成分分析和相关性分析相结合的方法研究肉色与其食用品质的相关性。结果表明：排酸过程中牛肉亮度值（L*）和红度值（a*）呈现先上升后下降的趋势,黄度值（b*）缓慢上升;氧合肌红蛋白（oxymyoglobin,OxyMb）相对含量持续下降;脱氧肌红蛋白（deoxymyoglobin,DeoxyMb）相对含量先上升,5d后缓慢下降;高铁肌红蛋白（metmyoglobin,MetMb）相对含量逐渐上升;pH值先降低,5d后回升;持水力和剪切力逐渐减小;蒸煮损失率先呈上升趋势,7d后下降;L*与DeoxyMb相对含量呈极显著正相关（P＜0.01）,OxyMb相对含量与MetMb相对含量呈极显著负相关（P＜0.01）,MetMb相对含量与剪切力呈显著负相关（P＜0.05）,持水力与剪切力呈显著正相关（P＜0.05）,OxyMb相对含量与持水力和剪切力呈显著正相关（P＜0.05）,MetMb相对含量与持水力呈极显著负相关（P＜0.01）。     

秦川牛肉冷藏期间能量代谢变化及其对肉品质的影响

为探究秦川牛肉在冷藏期间能量代谢机理及其对肉品质的影响。采用4D-非标记定量蛋白质组学法研究不同贮藏期（0、4、8 d）秦川牛背最长肌中蛋白质组学变化,采用高效液相色谱法检测能量物质的变化。结果表明：与能量代谢相关的三磷酸腺苷（adenosine triphosphate,ATP）合酶亚基δ和ATP合酶亚基γ在贮藏第8天时较第0天分别上调1.516（P＝0.017）、1.579 倍（P＝0.037）;NADH脱氢酶[泛醌]1β亚复合物亚基5在贮藏第8天时较第4天调整0.497 倍（P＝0.023）;琥珀酸-辅酶A连接酶[ADP形成]亚基β在贮藏第8天时较第0天调整0.762 倍（P＝0.000 7）;NADH脱氢酶[泛醌]1α亚复合物亚基6在贮藏第4天时较第0天上调1.467 倍（P＝0.026）;细胞色素c氧化酶亚基7A1在贮藏第8天时较第4天调整0.692 倍（P＝0.024）。以上6 种蛋白表达丰度的变化通过线粒体电子传递、呼吸链复合物I装配、ATP生物合成等过程影响ATP等能量物质合成和运输过程,导致冷藏期间肌细胞中能量物质供应不足,进而影响肉品质的变化：在贮藏0～8 d期间ATP含量降低了95.07%,影响了肌红蛋白的转化,导致褐变出现;促使无氧糖酵解在产能的同时产生乳酸,引起肌肉酸化;导致细胞凋亡,肌原纤维蛋白水解促使肌肉嫩度变化。     

宰后成熟期间结构蛋白对秦川牛肉嫩度的影响

为探究宰后成熟期间结构蛋白对秦川牛背最长肌嫩度的影响,测定不同贮藏期（0、2、4、6、8 d）内秦川牛背最长肌剪切力、肌原纤维小片化指数（myofibrillar fragmentation index,MFI）和蛋白含量等,并利用4D-非标记定量（4D-label free quantification,4D-LFQ）蛋白质组学技术分析蛋白质组学变化。结果表明：在贮藏期0～8 d内,剪切力总体呈先升后降的趋势（P＜0.01）,上升的幅度小于下降的幅度;秦川牛背最长肌MFI呈极显著上升趋势（P＜0.01）,总体增长了250.81%;总可溶性蛋白含量呈显著下降趋势（P＜0.05）,总体下降了34.60%;通过宰后肌肉组织代谢变化,肌肉组织结构蛋白发生降解,可能会影响到嫩度的形成,肌原纤维蛋白含量呈显著下降趋势（P＜0.05）,前期下降速度较快,后期下降速度减缓,总体下降了50.56%。在贮藏期0～4 d内,通过骨骼肌组织发育过程调控钙离子结合和细胞骨架蛋白结合途径,4 种蛋白（α-肌动蛋白-1、牛肌球蛋白重链9、牛肌球蛋白轻链2、肌球蛋白调节轻链12B）丰富度发生变化;在贮藏期0～8 d内,通过肌肉器官发育和横纹肌组织发育过程调控钙离子结合途径,8 种蛋白（肌球蛋白调节轻链2、肌球蛋白重链6、α-肌动蛋白-1、心肌肌动蛋白α1、牛肌球蛋白轻链2、肌钙蛋白I 1型、肌钙蛋白I 2型、肌球蛋白重链15）丰富度发生变化,通过肌球蛋白结合、钙离子结合、细胞骨架蛋白结合的肌原纤维组装、骨骼肌组织发育、肌肉器官发育、横纹肌组织发育过程等途径调控细胞的生理状态,结构蛋白降解造成肌原纤维小片化升高,进而促使嫩度提升。