白藜芦醇对肌纤维类型转化的影响及调控机制研究进展

白藜芦醇作为一种来自于葡萄和其他植物的天然多酚化合物,具有抗氧化、抗癌抗肿瘤、保护心血管等作用,一直是多领域的研究热点。骨骼肌主要由肌纤维构成,肌纤维类型和组成是影响肉品质的关键因素。近年来,越来越多研究开始关注白藜芦醇对于骨骼肌纤维类型的转化,同时其具体的调控机制和相关信号通路分子逐渐被确定。本文综合国内外的相关研究报道,总结白藜芦醇对骨骼肌肌纤维类型的影响,综述microRNA、AMPK/SIRT1/PGC-1α、脂联素及FoxO1信号通路在调控肌纤维类型转化方面的作用,以期为今后靶向调控肌纤维类型转化提供理论参考。

白藜芦醇通过SIRT1/PGC-1α影响牛肌管细胞线粒体生物发生和肌纤维类型转化

以牛肌管细胞为研究对象,通过添加白藜芦醇探究其对牛肌管细胞肌纤维类型转化的影响及其作用机制。通过噻唑蓝法和比色法对细胞活力和相关代谢酶活力进行测定,对成肌调节因子、肌球蛋白重链(myosin heavy chains,MyHCs)以及线粒体生物发生相关分子的基因和蛋白表达量进行测定。结果表明,白藜芦醇处理显著提高了Myf5、Myf6、MyoG和MyoD的基因表达水平(P<0.05),促进了牛肌管细胞分化。白藜芦醇处理显著提高了慢肌纤维蛋白(slow MyHC)的表达,降低了快肌纤维蛋白(fast MyHC)表达,同时上调了MyHC I和MyHC IIa基因表达水平,下调了MyHC IIx和MyHC IIb基因表达水平(P<0.05)。白藜芦醇还能显著提高牛肌管细胞中的琥珀酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶活性,降低乳酸脱氢酶活性(P<0.05),此外,白藜芦醇显著提高了沉默信息调节因子1(silent information regulator 1,SIRT1)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator-1α,PGC-1α)、核呼吸因子(nucleus respiratory factors,NRF)-1、线粒体转录因子A(mitochondrial transcription factor A,TFAM)的基因和蛋白表达水平(P<0.05)。添加SIRT1抑制剂6-氯-2,3,4,9-四氢-1H-咔唑-1-甲酰胺(1H-carbazole-1-carboxam,EX527)后,显著削弱了白藜芦醇诱导的肌纤维类型转化(P<0.05),白藜芦醇对SIRT1、PGC-1α、NRF-1和TFAM的基因和蛋白表达的促进作用被EX527显著削弱(P<0.05)。综上所述,白藜芦醇通过激活SIRT1/PGC-1α信号通路促进线粒体生物发生,进而促进牛肌管肌纤维类型的转化。

不同超高压处理对DFD牛肉肉色及货架期的影响

为降低DFD(dark,firm and dry)牛肉初始菌落总数,延长真空包装DFD牛肉货架期并改善肉色,以不同压力(200、400、600 MPa)配合不同加压时间(5、10 min)的超高压处理为实验组,以空白处理为对照组,测定真空包装DFD牛肉在(2±2)℃条件下贮藏0、2、4、6、8、12、16 d后的肉色、表观肉色图像、pH值、微生物和3种肌红蛋白相对含量,探究超高压处理对DFD牛肉货架期及肉色的影响,进而探寻适合DFD牛肉肉色改善和货架期延长的超高压处理条件。结果表明:超高压能显著提高DFD牛肉的亮度值、红度值和黄度值(P<0.05),增加氧合肌红蛋白的相对含量,降低高铁肌红蛋白的相对含量,但过高压力(600 MPa)会使DFD牛肉呈现粉红色;超高压处理能显著降低DFD牛肉初始菌落总数(P<0.05),200 MPa(5、10 min)处理组使DFD牛肉初始菌落总数降低0.6、0.8(lg(CFU/g)),400 MPa(5、10 min)处理组降低1.1、1.3(lg(CFU/g)),600 MPa(5、10 min)处理组降低1.7、2.0(lg(CFU/g)),有效抑制了微生物在贮藏期间的生长;对照组在12 d时已腐败,200 MPa处理组在16 d时达到腐败限值,而冷藏16 d,400、600 MPa处理组均未腐败;400 MPa是有效改善DFD牛肉肉色、延长其货架期的最适压力,保压时间的延长对肉色和货架期的影响不显著(P>0.05)。综合考虑,400 MPa-10 min是超高压处理DFD牛肉的最适参数,能改善DFD牛肉肉色,同时将货架期至少延长5 d以上。

宰后牦牛肉保水性变化与差异蛋白的生物信息学分析

牦牛肉营养丰富,但保水性较低,影响了食用加工品质。为了探究牦牛肉保水性影响机制,利用蛋白质组学及生物信息学方法对高、低保水性组间差异蛋白质进行了研究。以牦牛背最长肌为实验材料,根据滴水损失和蒸煮损失,将18份样品分为高保水性组(HWHC)和低保水性组(LWHC),利用双向电泳(2DE)技术筛选出6个差异倍数大于3倍且达到显著水平(P<0.05)的蛋白点,通过基质辅助激光解吸/电离飞行时间(MALDI-TOF/TOF)质谱进行鉴定,并利用生物信息学方法对差异蛋白质进行了疏水性分析和亚细胞定位分析。结果表明,HWHC和LWHC组间的差异蛋白分别是乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶M型(CKM)、磷酸丙糖异构酶(TIM)、肌球蛋白轻链(MLC)、肌钙蛋白T(TnT)和热休克蛋白27 kDa(HSP27)。对影响牦牛肉蒸煮损失的6种关键蛋白质进行了疏水性分析,结果显示LDH、CKM和TIM蛋白疏水性较高,构成蛋白质的氨基酸的高疏水性可以增强蛋白质和水之间的排斥,这可能是导致牦牛肉中保水性差异的原因之一。亚细胞定位分析显示,差异表达的蛋白质在细胞中分为5个位置,差异蛋白质均位于细胞质和细胞核中。研究结果明确了宰后牦牛肉保水性变化趋势,并通过差异蛋白的生物信息学分析揭示了蛋白质影响牦牛肉保水性的作用机理。

牦牛与黄牛肌肉差异蛋白质组及生物信息学分析

为了建立和优化牦牛肌肉组织蛋白质双向电泳(2DE)体系,结合生物信息学方法进行牦牛、黄牛差异蛋白质通路分析。以牦牛背最长肌为实验材料,对不同裂解液成分、等电聚焦程序、染色方法进行研究,在最优2DE体系参数下,对比分析牦牛、黄牛差异倍数大于2倍且达到显著水平(P<0.05)的19个蛋白质,通过基质辅助激光解吸/电离飞行时间(MALDI-TOF/TOF)质谱进行鉴定,并对鉴定结果进行了基因本体(GO)注释、京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析。结果表明,裂解液II、渐进式快速升压程序、改良的考染法获得的蛋白点匹配率高,牦牛、黄牛2DE图谱蛋白点平均个数分别为479个和553个。通过比较牦牛和黄牛背最长肌中差异蛋白质可知,所得到的差异蛋白质按照功能可分为代谢酶、结构蛋白和应激蛋白3大类。通过KEGG分析可知,牦牛、黄牛差异蛋白质主要集中在细胞代谢过程、碳水化合物代谢通路、遗传信息通路和能量代谢通路中,研究结果可为解释牦牛和黄牛肌肉生物学特性和肉品质差异提供理论依据。

分光光度法测定牦牛不同脏器中左旋肉碱方法优化及含量分析

对牦牛脏器中左旋肉碱的分光光度法测定进行优化,并对其脏器中左旋肉碱含量进行分析。在单因素实验的基础上,以加酶反应时间、缓冲体系pH、酶反应温度为自变量,以吸光度为响应值,进行响应面分析。确定最优工艺条件为:酶反应温度37℃、缓冲体系pH7.6、加酶反应时间16min,在此条件下,左旋肉碱吸光度值为0.321。通过对牦牛心、肝、肺、肾中左旋肉碱测定值的分析发现,肝脏中左旋肉碱含量最高,为28.35mg/kg;肺脏中左旋肉碱含量为22.75mg/kg;心脏中含左旋肉碱14.61mg/kg;肾脏中左旋肉碱的含量最低,为5.22mg/kg。

不同细胞破碎方法对肉牛、牦牛背最长肌双向电泳图谱的影响

采用液氮研磨、液氮研磨辅助超声波破碎和液氮研磨辅助玻璃珠破碎3种细胞破碎方法对肉牛、牦牛背最长肌蛋白质提取和双向电泳图谱效果的最佳方法进行研究。在相同裂解液组成、等电聚焦程序、十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰氨凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electropheresis,SDS-PAGE)操作、银染法染色等双向电泳条件的处理下,通过Bradford法分别测定不同方法提取的肉牛和牦牛肉背最长肌中蛋白质的含量,并采用PDQuest 8.0.1软件对双向电泳图谱的效果进行分析。结果表明:3种细胞破碎方法提取的肉牛和牦牛背最长肌蛋白质含量差异显著,其中液氮研磨辅助超声波破碎法((2.59±0.15)、(2.84±0.29)μg/μL)显著高于其他2种方法,液氮研磨辅助玻璃珠破碎法((2.01±0.04)、(2.21±0.02)μg/μL)显著高于液氮研磨法((1.77±0.11)、(1.95±0.19)μg/μL)。3种方法所得肉牛背最长肌双向电泳图谱的蛋白点个数分别为(279±19)、(581±15)、(363±21)个;所得牦牛肉双向电泳图谱的蛋白点个数分别为(292±15)、(596±12)、(385±17)个。3种方法中液氮研磨辅助超声波破碎法提取的肉牛、牦牛背最长肌蛋白质含量最高,数量最多,蛋白点分离程度最好,并且3种细胞破碎方法在牦牛背最长肌中提取的蛋白质含量与肉牛背最长肌中提取的蛋白质含量差异不显著。

宰后不同部位牛肉保水性变化和蛋白质特性研究

为探究宰后不同部位牛肉保水性存在差异的原因,该研究以成熟1、2、3、5和7 d的冷却牛背最长肌、半膜肌和腰大肌作为研究对象,通过对失水率、蛋白质化学作用力以及蛋白质稳定性的变化和差异进行分析,阐述3种部位冷却牛肉成熟过程中保水性及蛋白质特性变化。结果表明,在成熟前5 d离子键作用力变化不显著(P>0.05),成熟第7天显著升高(P<0.05);3种部位中,氢键和疏水性相互作用力在成熟过程中的变化不同,且不同部位之间的差异也不相同。但在较长的成熟时间内,3种部位牛肉的离子键、氢键和疏水性相互作用力差异不大。差示扫描量热法结果显示,成熟期间腰大肌的T _(maxpeak) I由55.03℃显著降低至54.14℃(P<0.05),T _(maxpeak) II的均值为63.56℃,腰大肌的焓变值DH_(peak) I和DH_(peak) II具有相同趋势,均显著低于背最长肌和半膜肌(P<0.05),表明腰大肌蛋白质更易发生变性,且肌球蛋白和肌浆蛋白的蛋白质变性程度更高。蛋白质变性程度不同可能是导致不同部位牛肉保水性存在差异的原因。

不同部位冷却牛肉成熟过程中水分变化研究

为探究宰后不同部位牛肉在成熟过程中的水分变化及其产生原因,以成熟1、2、3、5、7 d的冷却牛背最长肌、半膜肌和腰大肌作为研究对象,通过测定贮藏损失率、弛豫峰面积和比例、肌节长度和肌纤维直径,从贮藏损失、横向弛豫特性和肌肉结构特性3方面阐述了3种部位冷却牛肉在成熟过程中保水性、水分分布及细胞组织学的变化。结果表明,在成熟过程中,3种部位冷却牛肉的贮藏损失均呈现显著升高的趋势,腰大肌的保水性显著高于背最长肌和半膜肌(P <0.05);3种部位牛肉的各弛豫峰面积均显著降低(P <0.05),且各部位的结合水比例和不易流动水比例间的差异性不大(P> 0.05);半膜肌的肌细胞排列松散,且肌节长度短,腰大肌具有较长的肌节和较小的肌纤维直径。不同部位肌细胞结构的差异导致不同部位牛肉呈现出不同的保水性。

低场核磁共振在肉与肉制品水分测定与分析中的应用研究进展

低场核磁共振是一种近年来快速发展的检测分析技术,该技术在肉与肉制品的水分测定及相关研究中的应用越来越广泛,所取得的成果亟需总结。因此,本文阐述了低场核磁共振技术在肉与肉制品水分测定中的工作原理,分析了低场核磁共振技术在肉与肉制品生产、加工和贮藏过程中水分分布与迁移规律,肉制品的食用品质和加工品质的检测,以及肉制品掺假判定和新鲜度检测等方面的应用,以期为促进低场核磁共振技术在肉与肉制品加工和品质控制中的应用提供理论依据。

正常牛肉与DFD牛肉成熟过程中保水性和水分状态变化

为探究正常牛肉与DFD(dark,firm and dry)牛肉成熟过程中水分状态变化及其对保水性的影响,本实验以正常牛肉和DFD牛肉的背最长肌(M.longissimus lumborum)作为研究对象,使用低场核磁共振技术探究DFD牛肉与正常牛肉分别在成熟3、7、14 d和21 d时水分状态的变化,并通过肌节长度和细胞外空间比组织学指标分析成熟过程中DFD牛肉与正常牛肉保水性差异的原因。结果表明:成熟过程中正常牛肉和DFD牛肉保水性均呈下降趋势,其中DFD牛肉保水性显著高于正常牛肉(P<0.05),DFD牛肉中结合水、不易流动水和自由水的自由度较低,且结合水相对含量较高;DFD牛肉肌节长度显著低于正常牛肉(P<0.05),肌节内狭窄的储水空间可降低肉中水分的自由度,并且成熟过程中DFD牛肉肌细胞始终保持完整形态,细胞水分散失减少,因此DFD牛肉能够在成熟过程中保持良好的保水性。本研究结果阐述了DFD和正常牛肉成熟过程中的水分状态变化,并从不同水分状态和肌肉组织学角度揭示了DFD牛肉成熟过程中保水性较好的原因,可为提高牛肉保水性提供理论指导。

不同保水性牦牛肉品质比较及肌原纤维蛋白凝胶特性分析

为探讨宰后不同保水性牦牛肉品质及肌原纤维蛋白凝胶特性变化,本实验利用聚类分析选取低汁液损失率组(n=6)(汁液损失率<1.5%)和高汁液损失率组(n=10)(汁液损失率≥1.5%),比较两组品质和蛋白凝胶特性。结果表明:保水性差的牦牛肉宰后p H较低,CIE L*较高,CIE a*较低,总蛋白和肌原纤维蛋白更易变性。牦牛肉肌原纤维蛋白凝胶硬度及保水性在p H7.0,离子强度0.6 mol/L,温度70℃下最优,且保水性好的肌肉凝胶硬度和保水性更佳。总之,水分可显著的改善牦牛肉品质及肉糜蛋白的凝胶特性。