牦牛肉脂肪酸組成與肌紅蛋白氧化的關(guān)系

孫燁琨，王 淼，楊 虎，張 弛，溫文婷，孫 群*

(四川大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，生物資源與生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610064)

牦牛肉脂肪酸組成與肌紅蛋白氧化的關(guān)系

孫燁琨，王 淼，楊 虎，張 弛，溫文婷，孫 群*

(四川大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，生物資源與生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610064)

對(duì)麥洼牦牛肉和普通黃牛肉的脂肪酸組成進(jìn)行比較研究，分析其脂肪酸組成與肌紅蛋白氧化的關(guān)系。結(jié)果表明，牦牛和普通黃牛肌紅蛋白氧化速率分別為每日1.54%、5.03%，骨骼肌中脂類氧化速率分別為TBARS值0.088/天、0.049/天，黃牛骨骼肌中肌紅蛋白和脂類的氧化速率顯著快于牦牛(P＜0.5)。脂肪酸含量測定結(jié)果顯示，牦牛骨骼肌中飽和脂肪酸相對(duì)含量為45.94%，顯著高于普通黃牛骨骼肌中的飽和脂肪酸相對(duì)含量38.01%(P＜0.5)；普通黃牛骨骼肌中所含有的多不飽和脂肪酸明顯高于牦牛骨骼肌中所含有的多不飽和脂肪酸(P＜0.5)。脂肪酸組成的差異可能是導(dǎo)致兩者肌紅蛋白氧化差異的原因之一。

牦牛肉；肌紅蛋白；脂肪酸分析；脂肪氧化

Abstract：A comparative investigation on the fatty acid composition of skeletal muscles of Maiya yak and common yellow cattle and an analysis on the relationship between fatty acid composition and myoglobin oxidation were conducted. The daily oxidation rates of myoglobin for Maiya yak and common yellow cattle were 1.54% and 5.03%, respectively, and the daily lipid oxidation rates (TBARS) of skeletal muscle were 0.088/d and 0.049/d. These data indicate that the oxidation rates of myoglobin and lipid in yellow cattle skeletal muscle were both significantly faster than those in Maiya yak skeletal muscle (P＜ 0.5). The analysis of fatty acid composition showed that the relative content of saturated fatty acids in Maiya yak skeletal muscle was 45.94%,significantly higher than that in yellow cattle skeletal muscle of 38.01% (P＜ 0.5), while yellow cattle skeletal muscle displayed significantly higher content of polyunsaturated fatty acids than Maiya yak skeletal muscle (P＜ 0.5). The difference in fatty acid composition might be one of the main reasons causing the difference in myoglobin oxidation between both beef skeletal muscles.

Key words：yak meat；myoglobin；fatty acid analysis；lipid oxidation

牦牛(Bos grunniens)是分布在以青藏高原為中心及其毗鄰的高山、亞高山地區(qū)的具有獨(dú)特種質(zhì)特性的牛種之一，是牛屬動(dòng)物中唯一能在海拔3500m以上高寒地區(qū)繁衍生存的種群。牦牛在高原低氧環(huán)境中生存，除與其氣管粗短、胸腔大、紅細(xì)胞和血紅蛋白含量高等生理適應(yīng)機(jī)制有關(guān)外，在肌細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)和貯存氧的肌紅蛋白也可能起著重要作用。肌紅蛋白維持在還原態(tài)狀態(tài)是保持其功能的重要條件。

脂類氧化被證實(shí)與肌紅蛋白氧化相關(guān)聯(lián)。脂類氧化產(chǎn)生各種過氧化物并進(jìn)一步生成不同小分子次級(jí)代謝產(chǎn)物，如各種醛、酮類及環(huán)氧衍生物等，其中4-羥基壬烯醛(4-HNE)被證明能影響牛、豬等肉類中肌紅蛋白的氧化。4-HNE與肌紅蛋白共價(jià)結(jié)合，使肌紅蛋白更易被氧化成高鐵肌紅蛋白從而失去運(yùn)輸氧氣的能力[1-2]。不飽和脂肪酸尤其是多不飽和脂肪酸易被氧化產(chǎn)生各種次級(jí)代謝產(chǎn)物。在肌肉微粒體實(shí)驗(yàn)中，不飽和脂肪酸的含量越高，肌紅蛋白氧化速率越快[3]。動(dòng)物喂食含有豐富不飽和脂肪酸的飼料，其肌紅蛋白氧化速率也明顯加快[4]。因此，體內(nèi)脂肪酸成分的差異及脂類氧化的程度可影響肌紅蛋白氧化，進(jìn)而影響氧氣在機(jī)體內(nèi)運(yùn)輸和代謝。本實(shí)驗(yàn)旨在對(duì)牦牛與普通黃牛骨骼肌中脂肪酸成分進(jìn)行比較分析，確定脂肪酸組成成分及脂類氧化與肌紅蛋白氧化關(guān)系，初步探討肌肉中脂肪酸對(duì)牦牛耐高原低氧功能的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牦牛背最長肌，取自四川若爾蓋草原(平均海拔3500m)的3頭成年雄性麥洼牦牛；黃牛背最長肌，取自成都平原的3頭成年雄性圈養(yǎng)黃牛。分別從屠宰場取宰殺1h后的樣品，立即裝入冰盒帶回實(shí)驗(yàn)室，－20℃保存?zhèn)溆谩?/p>

氯仿、甲醇、石油醚、苯、氫氧化鉀等試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

QP2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、UV2450紫外分光光度計(jì) 日本Shimadzu公司

1.3 方法

1.3.1 脂肪酸GC-MS分析

1.3.1.1 脂肪的提取[5]

準(zhǔn)確稱取牛肉10g，用勻漿機(jī)勻漿后加入甲醇、氯仿各30mL，然后一起放入具塞的三角燒瓶中浸提24h。將三角瓶內(nèi)容物通過布氏漏斗濾入三角瓶中，用35mL氯仿數(shù)次重復(fù)提取殘?jiān)崛∫壕^濾入同一三角瓶。加入15mL蒸餾水輕輕搖勻后，靜置過夜。取下層氯仿溶液，在蒸發(fā)皿中，65℃水浴加熱揮干。

1.3.1.2 脂肪酸甲酯的制備

采用氫氧化鉀-甲醇室溫酯化法[6]。稱取35mg上述氯仿?lián)]干物于大試管中，加入2mL石油醚和苯混合試劑(體積比1:1)輕輕搖動(dòng)使之溶解。再加入2mL 0.4mol/L氫氧化鉀-甲醇溶液，混勻。在室溫下靜置30min后，加蒸餾水使全部有機(jī)相甲酯溶液升至試管上部。澄清后吸取上清液用于氣相色譜分析。

1.3.1.3 GC-MS 的運(yùn)行條件

使用QP2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，毛細(xì)管柱型為Rtx-1mx。進(jìn)樣口溫度250℃，探頭溫度260℃。程序性升溫，柱溫60℃，恒定2min，然后以12℃/min的速率升溫至200℃，保持5min，再繼續(xù)升溫至最終溫度240℃，保持9min。采用氫氣為載體氣體，流動(dòng)速率為50mL/min，每次進(jìn)樣2μL。

1.3.2 牦牛脂類氧化的測定

準(zhǔn)確稱取牦牛、黃牛背最長肌10g，加入20g/100mL三氯乙酸溶液25mL和蒸餾水20mL，高速勻漿1min，過濾，取1mL濾液中加入1mL 2mmol/L硫代巴比妥酸，25℃反應(yīng)20h，測定波長532nm處吸光度。結(jié)果以硫代巴比妥酸反應(yīng)物(TBA-reactive substance，TBARS) 表示[7]。

1.3.3 牦牛肌紅蛋白氧化的測定

牛肉中肌紅蛋白氧化測定按Stewart等[8]的方法。將牦牛、黃牛背最長肌切成1cm厚薄的肉塊，取直徑為2cm的圓形肉塊，用保鮮膜將肉塊包裹，4℃保存，使用分光光度計(jì)積分球分別測定波長525、572nm處的反射光值，氧高鐵肌紅蛋白含量按如下公式計(jì)算：

式中：R525nm、R572nm分別為牛肉在525、572nm 處的反射光值。

2 結(jié)果與分析

2.1 脂肪酸分析

表1 牦牛與普通黃牛骨骼肌脂肪酸成分分析Table 1 Fatty acid composition in Maiya yak and common yellow cattle skeletal muscles %

牦牛和黃牛骨骼肌中脂肪酸成分如表1所示。牦牛骨骼肌中SFA(飽和脂肪酸)含量為45.94%，高于普通黃牛的38.01%(P＜0.5)，而牦牛所含不飽和脂肪酸(單不飽和脂肪酸加多不飽和脂肪酸)為53.98%，顯著低于黃牛的60.87%(P＜0.5)。在不飽和脂肪酸中，牦牛骨骼肌中的油酸、亞油酸、二十碳五烯酸(EPA)的平均含量分別為41.27%、4.37%、0.96%，均少于黃牛的45.16%、9.18%、2.10%(P＜0.5)。

麥洼牦牛生活在四川若爾蓋草原平均海拔3500m高寒牧區(qū)，終年放養(yǎng)，而黃牛生活在成都平原牧草豐富的地方，冬春季節(jié)有少量農(nóng)作物秸桿補(bǔ)飼，所處飼養(yǎng)環(huán)境及所食牧草種類均不同。因此牦牛、黃牛骨骼肌中脂肪酸存在差異，究竟是由牛種不同所致，還是由于飼養(yǎng)環(huán)境條件不同所引起的，還有待深入研究。

2.2 骨骼肌脂類氧化

由圖1可知，在4℃貯存3日內(nèi)，牦牛和黃牛骨骼肌脂類氧化均無顯著增加。3日后，黃牛TBARS值由0.051(3日)增長至0.315(6日)，牦牛由0.052(3日)增長至0.199(6日)。黃牛和牦牛骨骼肌的脂類氧化增長速率分別為0.088/天、0.049/天，因此，黃牛骨骼肌脂類氧化速率大于牦牛骨骼肌脂類氧化速率。

圖1 4℃條件下牦牛和黃牛骨骼肌脂類氧化Fig.1 Time courses of lipid oxidation in Maiya yak and common yellow cattle skeletal muscles during storage at 4℃

在本研究中，牦牛骨骼肌脂類氧化速率小于黃牛骨骼肌脂類氧化速率的原因筆者推測主要是由兩者不飽和脂肪酸尤其是多不飽和脂肪酸含量差異所致。不飽和脂肪酸含量和不飽和程度越高，脂類氧化越易進(jìn)行。霍曉娜等[9]發(fā)現(xiàn)，不飽和脂肪酸含量高的豬腿肉肌間組織中的脂類氧化速率顯著高于不飽和脂肪酸含量低的豬腿肉皮下組織，這與本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果一致。

2.3 骨骼肌肌紅蛋白氧化

圖2 在4℃貯存下牦牛和黃牛骨骼肌中肌紅蛋白的氧化速率Fig.2 Time courses of myoglobin oxidation in Maiya yak and common yellow cattle skeletal muscles during storage at 4℃

肌紅蛋白氧化分析表明(圖2)，在4℃貯存時(shí)，牦牛、黃牛中高鐵肌紅蛋白的含量均隨貯存時(shí)間的延長而增加。相同時(shí)間內(nèi)，牦牛高鐵肌紅蛋白從初始的27.11%增至36.37%，平均增長率為每日1.54%；普通黃牛則從23.38%增至53.53%，平均增長率為每日5.03%，顯著高于牦牛的肌紅蛋白氧化速率。如圖1、2所示，無論是在牦牛還是黃牛中，其肌紅蛋白和脂類氧化的趨勢相近。Hutchins等[10]報(bào)道，脂類氧化與肌紅蛋白氧化呈顯著正相關(guān)。脂肪酸氧化的次級(jí)代謝產(chǎn)物，尤其是不飽和產(chǎn)物可能會(huì)使得氧合肌紅蛋白血紅素基團(tuán)暴露而更易氧化[2]，產(chǎn)生的自由基加劇高鐵肌紅蛋白的積累。

柴旦等[11]報(bào)道，低氧分壓時(shí)，肌紅蛋白結(jié)合的氧量是血紅蛋白結(jié)合氧量的6倍。因此，在高原低氧環(huán)境下，肌紅蛋白對(duì)氧氣運(yùn)輸和貯存至關(guān)重要。然而，肌紅蛋白氧化成高鐵肌紅蛋白后，就失去了運(yùn)輸氧氣的能力。古松等[12]發(fā)現(xiàn)牦牛與平原普通黃牛肌紅蛋白的基因序列沒有差異，牦牛適應(yīng)高原低氧環(huán)境，并非通過改變其肌紅蛋白氨基酸序列而引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化來實(shí)現(xiàn)的。本研究表明，低氧環(huán)境下，牦牛減緩體內(nèi)肌紅蛋白氧化以維持機(jī)體組織中氧氣的正常運(yùn)輸和消耗是牦牛適應(yīng)高原低氧環(huán)境的一種方式。

3 結(jié) 論

本研究表明，牦牛骨骼肌肌紅蛋白、脂類氧化速率均慢于平原普通黃牛，而飽和脂肪酸則高于黃牛(P＜0.5)，這可能有利于牦牛耐受高原低氧環(huán)境從而正常生長。

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Analysis of Fatty Acid Composition of Yak Meat and Its Relationship with Myoglobin Oxidation

SUN Ye-kun，WANG Miao，YANG Hu，ZHANG Chi，WEN Wen-ting，SUN Qun*
(Key Laboratory of Bio-resource and Bio-environment, College of Life Sciences, Sichuan University, Chengdu 610064, China)

TS251.1

A

1002-6630(2010)21-0062-03

2010-07-03

孫燁琨(1986—)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)槲⑸锛夹g(shù)。E-mail：sunyekun1986@163.com

*通信作者：孫群(1967—)，女，教授，博士，研究方向?yàn)槿馄房茖W(xué)。E-mail：qunsun@scu.edu.cn