嫩度是决定牛肉品质的关键指标之一,是影响消费者选择购买与否的主要衡量指标和其市场接受性的关键因素。宰后成熟对牛肉品质特别是牛肉嫩度影响显著,是提高牛肉嫩度、整体提升牛肉品质的重要措施。肌纤维是组成肌肉的基本单位,肌纤维类型与牛肉品质存在一定的相关性关系。然而,目前肌纤维类型与嫩度之间的关系仍存在争议,肌纤维类型影响牛肉嫩度的机制仍在探讨中。本研究以不同肌纤维类型组成的背最长肌、半腱肌和腰大肌为研究对象,分析肌纤维类型组成对牛肉嫩度及宰后嫩化速率的影响。采用ATPase组织化学染色、RT-PCR、免疫印迹和透射电镜的方法,初步从糖酵解、肌原纤维蛋白降解以及肌纤维超微结构变化角度揭示肌纤维类型对牛肉嫩度的影响;同时采用i TRAQ技术对三个部位肌肉的蛋白组学进行了研究,进而从蛋白组学角度揭示不同肌肉的嫩度差异机制。该研究为精细成熟奠定了理论基础。本研究包括四部分,具体研究结果和结论如下:1.利用ATPase酶染色法和RT-PCR方法测定了背最长肌、腰大肌和半腱肌的肌纤维特性,并研究了肌纤维特性与牛肉品质的关系。肌纤维直径为I型<IIA型<IIB型。腰大肌、背最长肌和半腱肌分别具有最高的I型、IIA型和IIB型的肌纤维数目百分比和面积百分比。腰大肌具有较高的p H24h、弹性和压力失水率,较低的剪切力、硬度和回复性;背最长肌和半腱肌具有较高的剪切力、硬度和回复性。半腱肌的L*和h值高于背最长肌和腰大肌（P<0.05）。肌纤维直径和面积与剪切力和硬度显著正相关（P<0.05）。I型肌纤维比例与剪切力和硬度负相关（P<0.05）,而IIB型肌纤维比例与剪切力和硬度正相关（P<0.05）。总体看,提高I型纤维比例和降低IIB型纤维比例能够改善牛肉嫩度。2.研究了不同肌纤维类型组成的背最长肌、腰大肌和半腱肌宰后成熟过程中牛肉品质的变化规律。宰后早期,腰大肌的p H下降速率高于背最长肌和半腱肌。腰大肌的压力失水率高于背最长肌和半腱肌。随着成熟时间的增加,背最长肌、腰大肌和半腱肌的剪切力值均显著降低（P<0.01）。在21 d成熟期内,背最长肌的剪切力始终高于半腱肌和腰大肌,半腱肌的剪切力值始终高于腰大肌（P<0.05）。三种肌肉的嫩化速率为半腱肌>背最长肌>腰大肌。肌纤维直径和面积与△WBSF极显著正相关（P<0.01）。I型肌纤维的数量百分比与%change WBSF（r=-0.303）负相关;I型肌纤维的面积百分比与△WBSF（r=-0.474）负相关。IIB型肌纤维的数量百分比（r=0.378）和面积百分比（r=0.383）与△WBSF呈正相关。腰大肌的硬度、弹性、粘着性和咀嚼性均低于背最长肌和半腱肌,并且随着成熟时间的增加,这些值逐渐降低。半腱肌的L*值、腰大肌的a*值分别为最高。随着成熟时间的延长,a*、b*、C和h值呈增加的趋势。总的来说,肌纤维类型组成影响牛肉成熟嫩化速率,I型肌纤维比例高的腰大肌的嫩化速率低,IIB型肌纤维比例高的半腱肌的嫩化速率高。3.研究了不同肌纤维类型组成的背最长肌、腰大肌和半腱肌宰后糖酵解和肌纤维超微结构变化,以及肌钙蛋白T、肌间线蛋白和μ-钙蛋白酶的降解变化。宰后1 h和6 h,腰大肌的R250和R248最高,半腱肌的最低;而R258与此相反。宰后三部位肌肉的R250和R248呈增加的趋势,R258呈降低的趋势。肌纤维超微结构结果显示腰大肌的肌节长度大于背最长肌;半腱肌的Z线降解快于腰大肌。腰大肌的肌钙蛋白T浓度明显低于背最长肌和半腱肌。宰后1 h,背最长肌和半腱肌即出现了38、36、30和28 k Da的降解条带,而腰大肌的30 k Da和28 k Da条带出现在宰后6 h,由此可见背最长肌和半腱肌的肌钙蛋白T降解速率要快于腰大肌。背最长肌和腰大肌分别在宰后3 d和宰后1 h出现肌间线蛋白的50 k Da和47 k Da降解条带。半腱肌中肌间线蛋白的50 k Da降解条带出现在宰后1 h,而47 k Da条带出现在宰后21 d。宰后1 h,三部位肌肉中μ-钙蛋白酶均发生自溶,但背最长肌和半腱肌的μ-钙蛋白酶的浓度始终高于腰大肌。总的来看,腰大肌中肌钙蛋白T的降解速率低于半腱肌,而腰大肌中肌间线蛋白的降解速率快于背最长肌和半腱肌。这些差异可能与肌纤维类型组成和肌肉特异性有关。4.采用i TRAQ技术对宰后24 h的牛背最长肌、腰大肌和半腱肌进行了差异蛋白组学分析。共鉴定到1123个蛋白,对三部位肌肉进行两两比较,其中蛋白丰度差异倍数在1.2倍以上的差异蛋白质在ST₁21-VS-LT₁13组、PM₁15-VS-LT₁13组、ST₁21-VS-PM₁15组分别为64、112和153个。三组中共同的差异表达蛋白为11个,如慢型肌钙蛋白T、肌球蛋白调节轻链2、细胞色素c、热休克蛋白β6等。对所有鉴定的差异蛋白进行生物信息学分析,GO注释结果显示这些蛋白主要涉及细胞过程、代谢过程和应激防御等,主要分布在细胞、细胞器和膜内,具有结合功能、催化活性、酶调节活性和抗氧化活性等;COG分析将这些蛋白分为24类,分别为通用功能预测、翻译后修饰、伴侣蛋白、能量产生和转化、细胞骨架、糖的运输和代谢等;KEGG分析结果显示这些蛋白主要参与代谢、氧化磷酸化、柠檬酸循环和心肌收缩等途径。分析与嫩度形成相关的蛋白结果显示,这些差异蛋白主要通过柠檬酸循环、氧化磷酸化、细胞防御与应激、细胞骨架和调节蛋白以及蛋白水解等途径参与宰后肌肉组织变化,从而影响嫩度。总体来看,肌纤维类型可以通过肌肉的糖酵解、肌原纤维蛋白表达量和降解变化以及蛋白组学的差异表达来部分解释不同部位肌肉背景嫩度和嫩化速率的差异。具有较高I型肌纤维的牛肉嫩度更好,但嫩化速率较低;而具有较高IIB型肌纤维的牛肉嫩度较差,但嫩化速率较高。因此,从肌纤维类型组成角度研究不同部位肌肉的嫩度差异机制具有一定的意义,该研究为分部位精细成熟提供理论基础。