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《食品科学》:内蒙古农业大学格日勒图教授等:苏尼特羊腰背最长肌和股二头肌的肌纤维与肉品质特性

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色泽、硬度、保水性(多汁性)和风味等指标是消费者判断羊肉品质的重要依据。肉品质是一个复杂性状,不仅受品种、年龄、饲养方式等因素的影响,同时肌肉部位及其肌纤维特性也是影响肉品质的重要因素。不仅是不同品种肉羊之间,甚至不同部位肌肉之间也具有一定的肉品质差异。

另外,目前肉类销售市场更倾向于精细化分割,将初级产品进一步分割成多样化的终端产品。对胴体进行精细化分割有助于加工适应性产品,对羊肉的生产加工具有重要的现实意义。

内蒙古农业大学食品科学与工程学院李劲、格日勒图*等人对苏尼特羊不同部位骨骼肌的品质特性进行探讨。苏尼特羊主要分布于内蒙古自治区锡林郭勒盟苏尼特地区,具有产肉性能优良、肉质细嫩、膻味轻、营养价值丰富等特点。目前,苏尼特羊的商业屠宰月龄一般在6~8 月龄之间。因分级分割及包装等精细化加工方面的程度有限而导致产品出现质量和品质差异等问题。关于苏尼特羊不同部位骨骼肌的品质特性研究及评价鲜有报道。因此,本研究采用商业屠宰月龄段的自然放牧苏尼特羊,对其腰背最长肌(LD)和股二头肌(BF)的肌纤维特性、食用品质、营养成分和风味物质进行对比分析,探究LD和BF的品质特性差异。旨在从肌纤维特性的角度进一步了解不同部位苏尼特羊肉之间的品质差异及其与食用品质之间的相关性,同时了解它们之间的风味差异,以期为苏尼特羊胴体分级分割的细化、优质新产品的开发及加工技术的提升提供理论指导。本研究对肉食品产业的发展具有重要的实际意义。

1 LDBF的肌纤维类型组成分析

如图1所示,经ATPase染色后,LD和BF中均检测到3 种类型(I、IIA和IIB型)的肌纤维。其中,I型肌纤维为黑色、IIA型为灰色、IIB型为白色。

不同类型肌纤维具有独特的性质,直接影响肌肉的嫩度、保水性和pH值等。由表2可知,2 种部位不同类型肌纤维的数目比例均为:IIB型>IIA型>I型,均以IIB型肌纤维为主,数目比例分别为67.90%和53.69%。LD的I型肌纤维比例较低,仅为8.74%,I型和IIA型肌纤维比例均显著低于BF(P<0.05),IIB型肌纤维比例显著高于BF(P<0.05),这与高一等的研究结果一致。这可能是由于绵羊运动后促进了肌纤维类型由IIB型向I型转化,增加了BF的I型肌纤维比例。肌纤维直径与密度对肉的嫩度具有重要影响。LD的I型肌纤维直径略小于BF,IIA、IIB型肌纤维直径均显著低于BF(P<0.05)。张志恒等在研究波尔山羊与河南淮山羊杂交羊肌纤维特性时发现,BF的肌纤维直径高于LD,这与本研究结果一致。Fahey等在研究羔羊肌纤维特性时发现,肌肉的肌纤维密度与肌肉嫩度呈正相关,肌纤维密度越大,肉质越嫩。LD的肌纤维密度较高,为976.67 N/mm2,显著高于BF(P<0.05)。LD的肌纤维直径较小、密度较高,表明其肉质更加细嫩。

2 LDBF

MyHCs
基因表达量分析

肌纤维类型转化受MyHCs基因的调控影响,MyHCs基因的表达对肉品质具有重要的调控作用。由图2可知,LD的MyHC I和MyHC IIA基因的表达量均显著低于BF(P<0.05),MyHC IIB基因的表达量显著高于BF(P<0.05),MyHC IIX基因在LD和BF间的表达量无显著差异。MyHC I、MyHC IIA和MyHC IIB基因的表达结果与ATPase染色结果趋势一致。

3 LDBF的食用品质分析

pH值是评价肉质优劣的重要指标。宰后肉的成熟主要是糖酵解过程,即糖原在无氧条件下经酶促反应分解成乳酸,最终导致肉的pH值降低。由表3可知,LD的pH45 min值显著高于BF(P<0.05),pH24 h值显著低于BF(P<0.05)。这可能是由于在成熟早期,BF是绵羊的主要运动部位,在剧烈运动中产生大量乳酸,导致BF的pH45 min值更低。在宰后24 h时,LD的pH值较低的原因可能是与BF相比,LD的I型肌纤维数目比例低,IIB型肌纤维数目比例高,IIB型肌纤维的酵解速率高于I型,产生更多的乳酸,进而导致LD的pH值较低。

色泽是消费者判断肉品质的重要指标,常用L*、a*和b*评价。通常来说,鲜肉的颜色与肉中的肌红蛋白含量有关。LD的L*显著高于BF(P<0.05),a*显著低于BF(P<0.05),b*略低于BF。L*具有差异可能是由于不同部位骨骼肌的运动量不同,引起肌纤维类型的转化,即IIB型肌纤维向I型转化,进而导致LD具有较高的L*。a*不同可能是由于BF中含有更高含量的肌红蛋白,使其肉色更红。

蒸煮损失率主要反映肌肉在蒸煮后的失水情况,蒸煮损失率越低,说明肌肉的保水性和多汁性越好。魏直升等研究发现,宰后1h时新疆褐牛BF的蒸煮损失率显著高于LD,这与本研究结果一致,表明LD的保水性、多汁性更好。BF的硬度显著高于LD(P<0.05),这可能与肌肉的肌纤维特性和结缔组织等有关。本课题组在此前的研究中发现,肉羊LD的I型和III型胶原蛋白含量与其他部位肌肉相比较低,且LD结缔组织的还原性共价交联程度较低,这可能是LD肉质较嫩的原因。此外,肉的嫩度也与肌纤维的特性密切相关,与肌纤维特性研究结果相符。

4 肌纤维特性、基因表达和食用品质指标的相关性分析

肌纤维是骨骼肌的基本构成单位,其生物学特性与肉的pH值、色泽和嫩度直接相关,对肉质有明显影响。由表4可知,pH45min值与MyHCI、MyHCIIA基因表达量呈显著负相关(P<0.05),pH24h值与MyHCIIB、MyHCIIX基因表达量呈显著负相关(P<0.05)。肌肉的肌纤维类型组成对宰后的蛋白质降解、糖酵解速率有一定影响。在成熟初期,由于I型肌纤维导致胴体温度迅速下降,短时间内糖酵解能力增强,BF在早期的糖酵解速率较高。随着成熟时间的延长,IIB型肌纤维的糖酵解能力增强,加速了LD的糖酵解速率。在色泽方面,肌肉的颜色受肉中肌红蛋白含量和肌纤维类型影响。I型和IIA型肌纤维中包含较多的肌红蛋白,使肉的颜色呈现红色。L*与IIB型肌纤维数目比例、a*与I型肌纤维数目比例呈显著正相关(P<0.05),这与杨玉莹等的研究结果一致。王勇峰等研究中也得到了类似结果,I型肌纤维数目比例与a*呈显著正相关(P<0.05),即I型肌纤维数目比例高的牛肉具有更高的a*。嫩度受肌纤维直径、密度等多方面影响。硬度与I型、IIA型和IIB型肌纤维直径均呈显著正相关(P<0.05),与肌纤维密度呈显著负相关(P<0.05)。杨玉莹等研究发现,随着肌纤维直径的增大,牦牛肉质变得更加粗糙,嫩度降低,与本研究结果一致。

5 LDBF的营养成分分析

肉中的水分含量受肌肉部位、骨骼肌的成熟状态和保水性能等因素的影响。水分含量直接影响肉的多汁性。由表5可知,LD的水分含量显著高于BF(P<0.05)。表明LD的多汁性更好,这与蒸煮损失率的测定结果一致。肌内脂肪是影响肉品质的重要因素,能改善肉的风味和嫩度。BF的肌内脂肪含量显著高于LD(P<0.05),与刘璐等研究结果一致,这可能由肌原纤维特性及脂肪沉积顺序不同导致。LD和BF的蛋白质和灰分含量无显著差异。

氨基酸的组成与含量影响肉的营养价值。谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸和丙氨酸是羊肉中主要的呈鲜味氨基酸,而苏氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、脯氨酸、甘氨酸和丙氨酸是羊肉中主要的呈甜味氨基酸,这些氨基酸可经美拉德反应增强羊肉风味。由表6可知,BF的苏氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸和丙氨酸含量均显著高于LD(P<0.05),这与曾勇庆等的研究结果一致。这可能由于绵羊运动后,BF的运动量更大,增强BF的ATP合成能力,促进呈味氨基酸的合成。蛋氨酸具有抗氧化、促进蛋白质合成、促进免疫细胞增殖等功效,LD的蛋氨酸含量显著高于BF(P<0.05)。联合国粮食及农业组织和世界卫生组织推荐肉中的必需氨基酸(EAA)/非必需氨基酸(NEAA)比值在0.6以上,且EAA/总氨基酸(TAA)比值在0.4以上时可作为优质蛋白的来源。LD的EAA/NEAA和EAA/TAA比值均显著高于BF(P<0.05),LD的氨基酸组成更接近推荐比例。

肉中脂肪酸不仅决定羊肉的风味与营养,也影响人体健康。棕榈酸是羊肉风味形成的重要前体物质,棕榈酸含量与羊肉的风味形成呈正相关。由表7可知,BF的棕榈酸相对含量显著高于LD(P<0.05)。花生四烯酸是合成抗炎脂质的重要前体物质,其与二十二碳六烯酸均对婴儿大脑、视力和生长发育具有一定作用。LD的花生四烯酸、二十二碳六烯酸相对含量均显著高于BF(P<0.05)。多不饱和脂肪酸(PUFA)/饱和脂肪酸(SFA)比值是评价羊肉营养品质的重要指标,通常当PUFA/SFA比值>0.4时,羊肉的营养更均衡。LD的PUFA/SFA比值高于BF,脂肪酸组成更接近推荐比例。

6 LDBF的风味物质组成及含量分析

风味物质是衡量肉品质的重要指标。由表 8 可知 ,本研究共检测出 39 种风味物质,主要包括醛类、醇类、酸类、芳香烃类、酮类、酯类和烷烃类。醛类物质主要来源于脂肪氧化,是苏尼特羊肉中风味物质数目最多、含量最高的成分,且醛类物质的气味阈值较低,对羊肉的风味影响最大,这与周力等 研究结果一致。己醛是醛类中含量最高的物质,它能赋予羊肉独特的果香味。 BF 的己醛含量为 333.27ng/g ,显著高于 LD ( P < 0.05 )。这可能是由于 BF 的亚油酸含量较高,亚油酸经氧化后促进了己醛的合成。醇类物质通过醛类或酮类物质的还原反应生成,其阈值较高,对风味的贡献相对较小。 LD 和 BF 中 1- 庚醇的平均 OAV > 1 ,是羊肉中关键的风味物质,能够赋予羊肉强烈的芳香气味。其他醇类的香气阈值较高、 OAV < 1 ,对羊肉风味贡献较小。 1- 庚醇具有强烈的芳香味, BF 的 1- 庚醇含量显著高于 LD ( P < 0.05 )。酸类物质通常由甘油酯和磷脂类物质加热氧化后形成,特别是短链的酸类物质与羊肉膻味形成有关。总的来说,酸类物质的阈值普遍较高、 OVA 较低,对羊肉风味的影响相对较小。丁酸具有酸味, LD 的丁酸含量显著高于 BF ( P < 0.05 )。酮类物质是不饱和脂肪酸的氧化产物,影响羊肉的风味形成。 LD 的酮类物质总含量显著高于 BF ( P < 0.05 ),可能是由于 LD 的不饱和脂肪酸含量较高,参与氧化的可能性增加,促进了酮类物质的合成。在酮类物质中, 4- 壬酮具有果香味,且平均 OAV > 1 。 LD 的 4- 壬酮含量显著高于 BF ( P < 0.05 ),表明 4- 壬酮可能对 LD 的风味形成有一定贡献。

结论

综上所述,LD的IIB型肌纤维数目比例显著高于BF(P<0.05),BF的I型和IIA型肌纤维数目比例更高。LD的MyHCI和MyHCIIA基因表达量显著低于BF,MyHCIIB基因表达量显著高于BF(P<0.05)。LD的保水性和嫩度优于BF,而a*显著低于BF(P<0.05)。L*与IIB型肌纤维数目比例、a*与I型肌纤维数目比例呈显著正相关(P<0.05),硬度与肌纤维密度呈显著负相关(P<0.05),与肌纤维直径呈显著正相关(P<0.05)。相较于BF,LD具有较高的水分含量,是人体优质的氨基酸和脂肪酸补充来源;BF则在肌内脂肪、风味氨基酸、棕榈酸、己醛和1-庚醇含量等方面更为突出,风味更好。本研究能为苏尼特羊肉的分级分割及精深加工提供理论依据。

作者简介

通信作者:

格日勒图,博士,内蒙古农业大学食品科学与工程学院教授,博士研究生导师。日本新潟大学大学院自然科学研究院获得博士学位;日本经济产业省博士后研究员;日本学术振兴会外国人特别研究员(日本新潟大学博士后);日本学术振兴会外国人招聘研究员(九州大学农学部客座教授)。内蒙古自治区“草原英才”,中国畜产品加工研究会理事、内蒙古畜牧学会常务理事。“内蒙古自治区畜产副产物综合利用工程研究中心”主任,国家现代农业产业技术体系肉羊产业技术体系岗位科学家。

现从事于肉类生物化学、肌肉生物学、肉食品工艺化学、家畜副产物综合利用等领域方面的研究工作。主持国家自然科学基金,内蒙古自治区自然科学基金,内蒙古自治区科技计划项目和国际合作项目等十多项。曾获内蒙古科学技术委员会和农业委员会颁发的“内蒙古阿拉善双峰驼新品种配育奖”、和内蒙古组织部颁发的“内蒙古草原英才”等荣誉。

第一作者:

李劲,内蒙古农业大学食品科学与工程学院食品科学与工程专业,硕士研究生在读,研究方向为肉品科学与技术。以第一作者共发表1 篇EI论文以及1 篇会议论文(2023亚太肉类科技大会,优秀会议论文)。

本文《苏尼特羊腰背最长肌和股二头肌的肌纤维与肉品质特性》来源于《食品科学》2025年46卷第10期22-30页,作者:李劲 ,何宝龙 ,贺喜格 ,韩云飞 ,陈璐 ,黄雅娟 ,格日勒图。DOI:10.7506 / spkx1002-6630-20240731-308。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

实习编辑:王雨婷 ;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。

图片来源于文章原文及摄图网。

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