活性酿酒酵母对高精料饲喂条件下育肥牛牛肉嫩度的影响及其机理研究

Tenderness is one of the most important indicators in determining the quality of beef. The study found that nutrition regulation before slaughter has a great influence on improvement of beef tenderness of post-slaughter. At present, nutritional measures or methods for regulating the beef tenderness before slaughter has become an important direction in the fild of ruminant nutrition. In our previous study, we found that the live yeast supplementation(Saccharomyces cerevisiae) significantly improved the tenderness of beef, but its action mechanism is still unclear. Based on the predecessors' works and our previous research, we propose the possible action mechanism of improving tenderness that live yeast supplementation(Saccharomyces cerevisiae) infulence the hormone secretion of cattle by rumen production（Medium-chain fatty acid, MCFA）and the body's antioxidant ability, and these influences can further affect the beef connective tissue protein and myofibril protein structure and biodegradable properties, respectively.In view of above analysis, this project aims to study the effect of live yeast supplementation(Saccharomyces cerevisiae) on rumen fermentation, endocrine, the body's antioxidant ability, gene expression of regulating beef protein and connective tissue through in vitro cell culture,animal feeding trials, using frozen sections technique, biochemical detection methods and modern molecular biology methods such as western bloting, fluorescence quantitative PCR,ect.The purpose of this project is to explain clearly the mechanism of supplementation(Saccharomyces cerevisiae) of live yeast improving beef tenderness through endocrine pathway or body's antioxidant pathway in order to provide theoretical basis for improving beef tenderness by live yeast supplementation(Saccharomyces cerevisiae) in finshing cattle production.

嫩度是决定牛肉质量的最重要指标之一。研究发现，宰前营养的调控措施或手段对宰后牛肉嫩度的改善有很大的影响，故通过营养措施调控牛肉嫩度已成为反刍动物营养研究中的一个重要方向。我们前期研究发现，补饲活性酿酒酵母（菌）显著改善了牛肉的嫩度，但其机理还不清楚。本课题组基于前期工作基础及前人的相关报道，发现活性酵母可能通过瘤胃发酵产物调节机体内分泌途径或通过改善机体抗氧化能力途径，影响了牛肉肌原纤维蛋白或结缔组织蛋白的结构及可降解性，最终改善了牛肉的嫩度。鉴于此，本项目通过体外细胞培养、动物饲养等试验，采用生化检测方法、冷冻组织切片技术、western blot、荧光定量PCR等技术，研究补饲活性酵母对高精料饲喂条件下育肥牛瘤胃发酵、内分泌、抗氧化能力、牛肉纤维形态及调控牛肉蛋白降解及结缔组织组更新的基因表达的影响，初步阐明活性酵母通过调节瘤胃发酵影响内分泌或提高机体抗氧化途径改善牛肉嫩度的机制。

嫩度是决定牛肉质量的最重要指标之一。研究发现，宰前营养的调控措施或手段对宰后牛肉嫩度的改善有很大的影响，故通过营养措施调控牛肉嫩度已成为反刍动物营养研究中的一个重要方向。补饲活性酿酒酵母（菌）显著改善了牛肉的嫩度，但其机理还不清楚。本课题通过体内外试验，开展了添加活性酿酒酵母对育肥牛瘤胃发酵、微生物组成的影响研究，同时通过饲养及屠宰试验，结合分子生物技术研究了补饲活性酿酒酵母对育肥牛牛肉嫩度、化学组成、抗氧化能力指标及与牛肉嫩度相关的酶或基因表达等指标影响，基本阐明了活性酵母通过调节瘤胃发酵影响内分泌以及通过提高机体抗氧化途径改善牛肉嫩度的机制。主要研究内容为：活性酿酒酵母制剂对体外瘤胃发酵的影响，研究了其对常见瘤胃发酵指标的影响；补饲活性酿酒酵母对高精料饲喂育肥牛生长性能、屠宰性能、肉品质、血液指标、瘤胃发酵及抗氧化能力的影响，重点探讨了其对牛肉嫩度、瘤胃中链脂肪酸含量及相关微生物表达丰度、基质金属蛋白酶的影响。得到的重要结果为：高精料饲喂条件下，添加活性酿酒酵母可以显著改善育肥牛牛肉的嫩度，其改善肉牛嫩度的可能机制为：（1）补饲活性酿酒酵母制剂通过增加瘤胃中链脂肪酸（己酸、辛酸、癸酸及月桂酸）的整体含量，进而刺激了Ghrelin的分泌，Ghrelin通过增加了肌肉中钙离子含量，促进了钙依赖蛋白酶等基因的表达，改善了牛肉的嫩度；（2）通过补饲活性酿酒酵母制剂显著改善了肉牛的抗氧化能力，增加了基质金属蛋白酶 (MMP-2, MMP-9, MMP-13)的浓度，进而改善了肉牛的肌内脂肪沉积，促进了可溶性胶原蛋白的形成，改善了肉牛的嫩度。通过本项目研究初步阐明了活性酿酒酵母通过改善高精料饲喂条件下育肥牛牛肉嫩度的机理，为通过活性酵母调控育肥牛牛肉嫩度奠定理论基础，也为其在实践生产中的科学应用提供了理论依据。