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AMPK活性对宰后牛肉糖酵解、肌肉内环境及品质的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-11-10
核心提示:宰后肌肉转化为肉需要经过一系列复杂的生理生化过程,其中能量代谢尤其是糖酵解是这些变化过程的重要途径,而糖酵解与肉色、pH值、嫩度及保水性等肉质性状密切相关,因此,能够调节宰后糖酵解进程并影响肌肉品质的单磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)无疑是一个有效的研究靶点。
   宰后肌肉转化为肉需要经过一系列复杂的生理生化过程,其中能量代谢尤其是糖酵解是这些变化过程的重要途径,而糖酵解与肉色、pH值、嫩度及保水性等肉质性状密切相关,因此,能够调节宰后糖酵解进程并影响肌肉品质的单磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)无疑是一个有效的研究靶点。
 
  甘肃农业大学食品科学与工程学院的高永芳、韩 玲*、余群力*等人以0.50 mol/L AICAR处理的西杂牛背最长肌为对象,通过测定牛肉宰后成熟过程中AMPK活性、AMPKα基因mRNA及P-AMPK表达量、糖酵解水平、肌肉内环境和品质指标的变化,研究AICAR处理对宰后肌肉AMPK的激活作用及对糖酵解、肌肉内环境及肉品质的影响,为深入研究AMPK活性与宰后肌肉糖酵解、肌肉内环境及品质的关系,进而实现调控宰后肌肉品质提供一定的理论参考。
 
  1、总RNA纯度检测
 
  用超微量紫外-可见分光光度计检测提取的总样品RNA,OD260 nm/OD280 nm比值在1.8~2.0,经质量分数1%的琼脂糖凝胶检测,条带清晰,无条带弥散现象,表明提取的总RNA质量较好,可用于后期实验。
 
  2、PRKAA1、PRKAA2 mRNA表达量分析结果
 
  PRKAA1和PRKAA2是编码蛋白基因,能在骨骼肌细胞中表达。随成熟时间的延长,两组PRKAA1、PRKAA2相对表达量均呈先升后降的趋势,AICAR组显着高于对照组(P<0.05),表明AICAR提高了PRKAA1、PRKAA2表达量。
 
  3、P-AMPK免疫印迹分析结果
 
  两组P-AMPK活性均呈先升后降的变化趋势,AICAR上调牛肉宰后成熟过程中P-AMPK活性(P<0.05),并在12 h检测到最高AMPK活性。成熟0~12 h过程中,对照组、AICAR组P-AMPK活性分别提高了38.2%、56.9%,表明AICAR提高了肌肉AMPK活性。
 
  4、AMPK活力分析结果
 
  随成熟时间的延长,两组AMPK活力均呈先上升后下降的变化趋势,对照组AMPK活力极显着低于AICAR组(P<0.01)。当成熟至12 h时,对照组和AICAR组AMPK活力分别为138.19、200.69 U/L,与对照组相比,AICAR组AMPK活力提高了45.23%。成熟至168 h时,对照组和AICAR组AMPK活力分别为48.38、70.23 U/L,与对照组相比,AICAR组AMPK活力提高了45.16%,表明随成熟时间延长AICAR的激活作用逐渐下降。
 
  5、肌肉糖酵解水平分析结果
 
  随成熟时间的延长,两组pH值均呈先降后缓慢上升的趋势,成熟至72 h,对照组及AICAR组pH值均下降至最低值5.58、5.45,与对照组相比,AICAR组pH值降低了0.13,pH值下降速度较对照组快,表明AICAR加快了糖酵解进程,缩短了宰后牛肉成熟时间。
 
  随成熟时间的延长,两组肌糖原含量均呈下降趋势,宰后24~72 h,AICAR组肌糖原含量显着低于对照组,120~168 h,AICAR组肌糖原含量低于对照组,但差异不显着。
 
  6、肌肉内环境能量指标分析结果
 
  随成熟时间的延长,对照组和AICAR组ATP含量呈先下降后缓慢上升的变化趋势,在宰后72 h分别达到最小值0.62、1.27 μmol/g,AICAR组比对照组高0.65 μmol/g,成熟72~168 h过程中ATP含量缓慢上升,可能是因为成熟后期ATP含量减少,AMPK促进葡萄糖转运再生成ATP,以维持能量平衡;对照组和AICAR组ADP含量随成熟时间的延长呈下降趋势,在宰后24 h分别达到最小值0.88、1.45 μmol/g,与对照组相比AICAR组增加了0.57 μmol/g;两组AMP含量总体先升后降,且AICAR组AMP含量极显着高于对照组(P<0.01),表明AMPK活性升高对肌肉能量状态有重要影响。
 
  7、AICAR对西杂牛肉品质的影响
 
  肉色的变化
 
  随成熟时间的延长,两组L*值、a*值、b*值均呈先升后降的变化趋势。两组L*值均在72 h达到最大值,随后逐渐下降,其中成熟24~72 h过程中,AICAR组L*值均显着高于对照组;对照组和AICAR组a*值在24 h分别达到最大值22.69、20.28,AICAR组a*值除168 h外,均显着低于对照组(P<0.05),成熟后期a*值下降可能是因为肌肉中氧合肌红蛋白(OMb)含量逐渐降低所致。
 
  蒸煮损失率的变化
 
  两组蒸煮损失率均呈先升后降的变化趋势,宰后72 h达到最大值,这是因为此时肌肉pH值接近蛋白质的等电点,蛋白分子间斥力减少,肌肉内部空间变小,保水性降低。24~120 h,AICAR组蒸煮损失率显着高于对照组(P<0.05);168 h时,两组蒸煮损失率无显着性差异(P>0.05)。
 
  剪切力的变化
 
  两组剪切力均呈先升后降的变化趋势,72 h后牛肉剪切力显着降低,这可能是因为宰后肌肉达到最大僵直后,肌纤维被肌肉内源酶破坏,肌肉嫩度增大所致。
 
  MFI的变化
 
  随成熟时间的延长,两组MFI均呈逐渐上升的趋势(P<0.05),表明肌原纤维蛋白降解程度越来越高,肌原纤维结构破坏越严重,肉的嫩度越好。成熟至12 h时,对照组与AICAR组MFI分别为31.84、38.73,AICAR组MFI值提高了21.64%,成熟至72 h,对照组与AICAR组MFI分别为55.67、64.74,AICAR组MFI值提高了14.01%。除0 h外,AICAR组的MFI均极显着高于对照组(P<0.01),可见,AICAR能够加速宰后肌肉成熟速度并提高肌肉嫩度。
 
  结 论
 
  AICAR能够提高宰后成熟过程中肌肉AMPK活性和AMPKα基因及P-AMPK表达量,显着加快肌糖原降解、pH值下降和乳酸积累的速率(P<0.05),加快宰后肌肉糖酵解进程,同时AICAR组L*值、b*值、MFI和蒸煮损失高于对照组,剪切力显着低于对照组(P<0.05),通过对AMPK活性的调控,得到AMPK调节肉质的可能机理是,AMPK活化后改变肌肉糖原含量、乳酸积累量、pH值、肌肉内环境及微观结构,使糖酵解的程度和速度发生改变,影响宰后肌肉的成熟进程,牛肉较早进入僵直完成成熟;因此AMPK及其级联效应是改善肉品品质的重要靶点,未来可通过调控AMPK活力以改善肉品品质。
 
 
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