宰后肌肉蛋白降解对羊肉成熟的影响机制研究

Aging can effectively improve eating quality of meat, results of previous studies revealed that aging was related to myofibrillar protein and proteinases. Nowadays most of the researches of degradation of muscle protein focused on pork, beef, chicken, but few reports have concerned that in mutton, especially influential mechanisms of the structural changes and degradation of myofibrillar protein, cytoskeletal protein, protein substrates and the changes of enzym activity on meat aging was unclear. This project aims to systematically study by using protein histology and immunohistochemistry with biotechnologies such as active electrophoresis, protein electrophoresis and western blot, scanning electron microscopy, biological mass spectrometry and chromatography. The study includes that the changes of eating quality of meat and ultrastructure of muscle cells, the degradation of myofibrillar protein and the changes of calpain activity in the aging process; effects of calpain activity on degradation of myofibrillar protein and cytoskeletal protein in vitro; the contribution differences of activity of calpain and degradation characteristics of its endogenous inhibitor and there synergetic relationship. The above researches can basically explain the influential mechanisms of degradation of muscle protein on mutton aging, thus can provide new theoretical basis for improving and developing of aging mechanism of meat.

成熟可以有效改善肉的食用品质，已有的研究证实成熟与肉中肌原纤维蛋白和蛋白水解酶类密切相关。目前有关肌肉蛋白质降解的研究多集中在猪、牛、鸡肉中，而宰后羊肌肉蛋白降解变化的数据少，特别是有关成熟过程中肌原纤维蛋白、细胞骨架蛋白及酶解后底物蛋白质的结构变化、降解情况以及酶的活性变化研究报道较少，对成熟的影响机理尚不明确。本项目旨在利用蛋白质组学、免疫组织化学等方法，借助活性电泳、蛋白质电泳和印迹、透射电镜、生物质谱、层析等生物技术，系统研究宰后成熟过程中羊肉食用品质和肌细胞超微结构变化，肌原纤维蛋白降解和钙激活酶活性的变化；离体条件下钙激活酶活性对肌原纤维蛋白和骨架蛋白降解的影响；钙激活酶活性及其内源抑制剂的降解特性在肉成熟过程中的贡献差异和二者的协同关系。通过以上研究可基本阐明肌肉蛋白质降解对羊肉成熟的影响机制，从而为完善和发展肉类成熟机理提供新的理论依据。

新疆是我国主要羊肉产业基地之一，新疆巴什拜羊作为肉用品种具有遗传性能稳定、生长发育快、适应性强、耐粗饲、羔羊早熟性强、增膘快、屠宰率高等特点，但该品种羊的屠宰性能、宰后肉质变化、食用品质标准的制定，商品化处理等方面需要及时的科学研究，以便提供科技支撑。. 项目以巴什拜羊肉背最长肌为试验对象，分别在4℃下1d、2d、3d、5d、7d、14d成熟，利用蛋白质组学、免疫组织化学等方法，借助活性电泳、蛋白质电泳和印迹、透射电镜、生物质谱、层析等生物技术，对宰后成熟过程中羊肉食用品质和肌纤维超微结构变化，肌原纤维蛋白降解和钙激活酶活性的变化，钙激活酶对肌原纤维蛋白和骨架蛋白降解的影响，钙激活酶活性及其内源抑制剂的降解特性在肉成熟过程中的应用等方面进行较系统地科学研究。. 研究发现，成熟可以有效的改善宰后羊肉嫩度、保水性、风味、多汁性等食用品质，主要是由内源酶作用于肌细胞骨架蛋白而产生的结果。骨骼肌中存在的内源酶类主要包括钙激活酶类、溶酶体组织蛋白酶类、蛋白酶体和细胞凋亡酶类，其中钙激活酶体系作为重要的蛋白质降解酶起着决定性作用。. 羊肉各项品质指标的变化说明，pH值、保水性、剪切力、肌内脂肪、胶原蛋白溶解度、结缔组织滤渣、肌束膜厚度、肌纤维直径、肌纤维超微结构和肌纤维蛋白的降解是造成肌肉品质差异的重要因素。在成熟期间，肌肉发生了尸僵、解僵、成熟等一系列生化变化，使pH值回升、保水性增加、结缔组织结构弱化、肌内膜和肌束膜完整性受到破坏，肌束膜厚度减小，肌纤维间隙变大，肌内膜热变性温度下降；肌纤维超微结构被破环，Z-线发生断裂小片化；关键骨架蛋白，如伴肌球蛋白(titin)、伴肌动蛋白（nebulin）、肌间线蛋白（desmin）和肌钙蛋白-T（troponin-T）显著发生不同程度的降解（P<0.05）；肌肉成熟3d 达到最大僵直期、5-7d完成基本成熟，使肌肉嫩度得到较大的改善，有效地提高了羊肉的品质。. 研究结果能基本阐明肌肉蛋白质降解对羊肉成熟的影响机制，从而为完善和发展肉类成熟机理提供新的理论依据。同时，为充分发挥羊肉的利用潜能和肉用羊品种选育、饲养管理、屠宰和羊肉成熟工艺的改进、羊肉产品加工技术的升级提供科技支撑。