清真屠宰牛肉贮藏中色泽变化特征及其分子机制研究

Halal slaughter is Islamic law,it should cover the bovine before slaughtering and reciting the Shahada at the same time,using a sharp knife to cut off arterial,venous blood vessels,esophagus and trachea,three limbs tied a way,which in order to completely bloodletting.1.6 billion Muslims only choose halal slaughter beef around the world,the costs of annual trade have exceeded over 100 billion US dollars.The team early findings:compared with the slaughter beef of electric shock,halal slaughter beef changed color characteristics significantly during the storage.Study on the molecular mechanism of halal slaughter beef color changes to provide theoretical guidance for the development of halal beef storage technology.It’s very important for Ningxia and China halal beef productions occupied the new silk road of the international market.Nowadays,at home and abroad to the color change of research focused on external factors,while lacking of study on the effect of biochemical changes for the meat color in the muscle cells.The muscle cells into the aerobic,and anaerobic respiratory timing is different from the ordinary slaughtering,the effect of intracellular biochemical changes of flesh are also different.This project intends to use the research method of Raman spectroscopy and molecular biology,the perspective changes from the mitochondria to explore changes in halal beef color intracellular reducing substances and related enzymes linkages and interactions to explore the molecular mechanism of color change.

清真屠宰方式为伊斯兰教法规定，宰牛时遮盖牛眼，念诵清真言，用锋利的快刀同时切断动、静脉及食管、气管，四肢只绑两条前腿和一条后腿，以便未绑之腿尽力抖动，使体内之血排尽。包括我国在内的全世界16亿穆斯林只选择清真屠宰牛肉，年贸易额超过1000亿美元。项目组前期研究发现：与电击晕屠宰相比，清真屠宰牛肉贮藏中色泽变化具有显著特征，研究该特征形成的分子机制，为开发清真牛肉贮藏保鲜技术提供理论指导，对宁夏及我国清真牛肉占领新丝路带国际市场极其重要。目前国内外对肉色变化研究多着眼于外部因素的影响，而细胞内生物化学变化对肉色的影响研究较少。清真屠宰牛肉细胞进入有氧、无氧呼吸时机与普通屠宰不同，胞内生物化学变化对肉色的影响也不同。本项目拟采用拉曼光谱技术及细胞生物学研究方法，研究清真屠宰牛肉贮藏过程中色泽变化与肌细胞线粒体、还原性物质、酶活性变化的相互联系及相互作用，揭示清真屠宰牛肉色泽变化特征的分子机制。

肉色是影响消费者对肉购买行为的决定性因素，通常人们观察到肌肉的不同颜色与氧合肌红蛋白（MbO2）、肌红蛋白（Mb）和高铁肌红蛋白（MetMb）三种蛋白的比例有关，肉色的稳定性由二价铁的肌红蛋白的保持程度所决定，肉色的褐变普遍认为是MbO2自动氧化生成MetMb所造成的。目前国内外对肉色变化研究多着眼于外部因素的影响，而细胞内生物化学变化对肉色的影响研究较少。本项目采用拉曼光谱技术及细胞生物学研究方法，研究了牛肉贮藏过程中色泽变化与肌细胞线粒体、还原性物质、酶活性变化的相互联系及相互作用，结果发现：（1）在贮藏过程中，牛肉的鲜红色逐渐消失，并逐渐变暗，L*值与ａ*值分别与脱氧肌红蛋白和氧合肌红蛋白呈显著正相关，与高铁肌红蛋白呈显著负相关；（2）在贮藏过程中，由于呼吸作用降低乃至停止，NADH、乳酸的再生作用减弱，酶活性逐步降低，从而导致MetMb的还原系统效率降低，肉色变暗；（3）随着贮藏时间的增加，线粒体结构损伤程度加大，主要表现为膜通透性增大、线粒体形态、大小异常，线粒体数目减少，进而导致其功能降低，主要表现为酶活性丧失、代谢产物含量减少等。此时，肌肉组织中自由基逐渐积累，容易与肌红蛋白分子中的极性残基和非极性残基结合，使其分子中的疏水区“隐藏”起来，降低了对Fe2+氧化的保护作用，从而影响了Fe2+与O2的可逆结合，最终导致MetMb无法还原为MbO2；（4）随着贮藏时间的增加，肌红蛋白空间二级结构的组成与含量发生显著变化，说明牛肉中肌红蛋白结构由规整向松散转化；酪氨酸N暴/N包和1850/1830值均呈先增大后降低的趋势，说明酪氨酸的存在状态由暴露状态向包埋状态转化，导致肌红蛋白分子的疏水性降低，无法保证Fe2+与O2的可逆结合，从而使MetMb还原为MbO2的速度下降，导致肉色劣变。综上所述，本项目通过研究了牛肉在贮藏中的色泽变化特点，分析了色泽变化与肌细胞线粒体、还原性物质、酶活性变化的相互联系及互相作用，揭示了色泽变化的分子机制，对牛肉贮藏保鲜工艺研究提供理论参考。