苏尼特羊不同部位肌肉抗氧化系统的差异

刘 畅 罗玉龙 张亚琨 李文博 赵丽华 苏 琳 靳 烨

（内蒙古农业大学食品科学与工程学院 呼和浩特010018）

羊肉品质不仅受性别[1]、年龄[2]、品种[3]、饲养方式[4]等因素的影响，部位也是重要的影响因素之一[5]。近年，诸多对苏尼特羊和巴美肉羊的研究表明，不同部位肌肉品质存在着较大差异，包括pH、色泽、嫩度以及风味物质等[6-7]。

羊的不同部位活动量存在较大差异，这使其具有不同的生理功能，影响脂肪、肌红蛋白氧化程度以及体内抗氧化系统，最终引起肉品质的差异。

肌肉特性的差异主要是肌纤维引起的。根据代谢方式的相对重要程度，可将肌纤维分为氧化型肌纤维和酵解型肌纤维。氧化型肌纤维直径细，通过有氧代谢产生ATP 供能，与酵解型肌纤维相比，含有较多的脂肪、线粒体和肌红蛋白，这就会造成两种肌纤维氧化稳定性的差异[8-9]。不同部位肌肉含有的肌纤维类型比例不同，间接影响部位间肌肉组织的氧化程度。氧化系统与抗氧化系统之间存在动态平衡，这会进一步影响肉的色泽和风味物质等感官指标。本试验对苏尼特羊股二头肌、臂三头肌、背最长肌的脂质蛋白氧化程度、抗氧化能力、抗氧化酶活性以及色差和pH 进行了研究，分析不同部位肌肉组织氧化与抗氧化系统的差异性及二者间的相互关系，为羊肉品质的进一步研究提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

从内蒙古巴彦淖尔市乌拉特中旗选取放牧条件下12月龄苏尼特羊共25 只。食用牧草主要以乌拉特中旗荒漠化草原典型牧草为主，如蒙古葱、芨芨草、碱韭、沙生冰草等。25 只苏尼特羊屠宰后1 h 内取股二头肌、臂三头肌和背最长肌为试验材料，转移至-80 ℃冷藏待用。

磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、乙酸铵、新亚铜试剂、氯化钠（均为分析纯），丙二醛（MDA）试剂盒、总抗氧化能力（T-AOC）试剂盒、总超氧化物歧化酶（SOD）试剂盒、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）试剂盒以及过氧化氢酶（CAT）试剂盒，南京建成生物工程研究所；2，2-联氮基-双-（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二铵盐 （ABTS），美国Amresco 公司；滤纸、比色皿等。

1.2 仪器与设备

XHF-DY 型高速分散器，宁波新芝生物科技股份有限公司；5810-R 型低温台式冷冻离心机，德国Eppendorf 公司；TU-1810 型紫外/可见光分光光度计，北京普析通用仪器有限公司；电热恒温箱，上海一恒科学仪器有限公司；TC-P2A 全自动色差仪，北京奥依克光电仪器有限公司；pH 计PB-10S，Artorius 公司。

1.3 方法

1.3.1 丙二醛含量和抗氧化酶活性的测定 取肉样0.5 g，加4.5 mL 的生理盐水，制成10%的组织匀浆，离心（4 ℃，4 000 r/min，10 min）取上清液，并按照试剂盒说明书分别测上清液中丙二醛（MDA）含量、总超氧化物歧化酶活力（SOD）、过氧化氢酶活力（CAT）以及谷胱甘肽过氧化物酶活力（GSHPx）。

1.3.2 肌红蛋白氧化状态的测定 取肉样5 g，加入40 mmol/L 磷酸钠缓冲液25mL（pH=6.8），冰水浴中匀浆20 s（4 000 r/min）后冰浴静置1 h，然后在4 ℃条件下3 000 r/min 离心25 min，取上清液，过滤，滤液在525，545，565，572 nm 波长下测吸光值[10]。按照Krzywicki 的方法计算氧合肌红蛋白（OMb）和高铁肌红蛋白（MMb）的相对含量[11]，即：

OMb%=（0.082R1-1.267R2+0.809R3-0.361）×100

MMb%=（-2.514R1+0.777R2+0.800R3+1.098）×100

式 中R1、R2、R3分别为572，565，545 nm 与525 nm 吸光值的比值。

1.3.3 降铜离子还原能力（CUPRAC）的测定 取0.01 mol/L CuCl2、1 mol/L 乙酸铵，0.075 mol/L 新铜溶液各1 mL，加入组织匀浆液25 μL，空白管用等量双蒸水代替组织匀浆液，混合均匀后，室温下静置（1 h），使用1 cm 光径比色皿，在450 nm 波长处测定吸光度[12]。CUPRAC 表示为mg/g 肌肉抗坏血酸当量。

抗坏血酸标准曲线的测定：按照以上步骤，分别用不同浓度梯度（0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，5.0，10.0 mmol/L）的抗坏血酸代替组织匀浆液，测定吸光度值，制成标准曲线。

1.3.4 自由基清除率（RSA）的测定 ABTS 反应液的制备方法如下：25 mL 的ABTS （14 mmol/L）与过硫酸钾（2.45 mmol/L）等体积混合，在黑暗条件下反应16 h。试验前用磷酸盐缓冲液（pH=7.4）稀释ABTS 反应液，使吸光度值在0.750±0.020（734 nm 波长）范围内。在40 μL 组织匀浆液中加入4.0 mL 的ABTS 反应液，然后水浴6 min（30℃），用40 μL 的双蒸水加入4.0 mL 的ABTS 稀释的反应液作为空白[13]。然后在734 nm 波长处测定吸光度，抑制率计算公式如下：

抑制率%=[（A0-A1）/A0]×100

式中A0——空白吸光度；A1——组织匀浆液吸光度。

1.3.5 pH 值的测定 使用胴体直测式pH 计测定苏尼特羊屠宰后45 min 内肌肉的pH 值。

1.3.6 色泽的测定 使用TC-P2A 全自动色差仪对肉的色泽进行测定。L*表示亮度值，b*表示黄度值，a*表示红度值。

1.4 数据统计分析

试验数据采用±s 表示，使用SPSS 22.0 软件进行统计分析，以P＜0.05 为显著性检验标准，并采用Excel 2016 软件进行图表处理。

2 结果分析

2.1 不同部位苏尼特羊肌肉氧化程度的差异

2.1.1 不同部位对苏尼特羊肌肉MDA 含量的影响 测定不同部位苏尼特羊肌肉中MDA 含量，结果如图1。

MDA 是脂质过氧化的产物，是能够反映脂质氧化程度的重要指标[14-15]。MDA 值越大，表明脂质氧化程度越高，值越低表明脂质氧化程度越低，抗氧化性能越强。由图1可知，背最长肌的MDA 值为1.377 nmol/mg 蛋白，显著低于股二头肌和臂三头肌（P＜0.05），这表明背最长肌的脂质氧化程度低于股二头肌和臂三头肌。

背最长肌的脂质氧化程度最低，这可能与苏尼特羊不同部位活动量差异有关。臂三头肌与股二头肌相对背最长肌运动较多，运动会增加有氧代谢的活性，并会使肌纤维类型发生转化，使酵解型肌纤维转化为氧化型肌纤维[16]。已有研究表明，羊不同部位肌肉对比，均是背最长肌的氧化型肌纤维的数量比例和面积比例相对较低[17-18]。而氧化型肌纤维含有的总脂类物质是酵解型肌纤维的3倍，且含有相对较多的线粒体[8，19]，这就导致3 个部位中背最长肌的脂质氧化程度最低。

2.1.2 不同部位对苏尼特羊肌肉肌红蛋白氧化状态的影响 测定不同部位苏尼特羊肌肉中肌红蛋白氧化状态，结果如图2。

肉中的肌红蛋白氧化状态，能反映肉的色泽。OMb 占的比例高，肉色呈鲜红色，高铁肌红蛋白占的比例高，肉色呈棕褐色[20-21]。由图2可知，股二头肌肌红蛋白氧化程度与其它两个部位间差异显著（P＜0.05）。股二头肌OMb 相对含量最高，臂三头肌次之，背最长肌中的OMb 相对含量最低（P＜0.05）；股二头肌的MMb 相对含量显著低于其它两个部位。OMb 的自动氧化受pH 值影响，肌肉pH 高，则组织代谢速率快，氧气消耗率高，使得表面MMb 生成速率加快[22]。

2.2 不同部位对羊肉抗氧化系统的影响

测定不同部位苏尼特羊肌肉中抗氧化系统，结果见表1。

图1 苏尼特羊不同部位肌肉的丙二醛含量Fig.1 The MDA content of different parts muscle in Sunit sheep

图2 苏尼特羊不同部位肌肉的肌红蛋白氧化状态Fig.2 The myoglobin oxidation of different parts muscle in Sunit sheep

表1 不同部位苏尼特羊肌肉的抗氧化系统Table 1 The antioxidant system of different parts muscle in Sunit sheep

抗氧化系统由抗氧化酶系统和非酶系统组成[23]。抗氧化酶系统主要有超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）以及谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）等[24]。SOD 可催化超氧阴离子自由基，生成有害的活性氧H2O2，继而被CAT 和GSH-Px 清除，这三者具有协同抗氧化作用[25]。由表2可知，SOD 活性在部位之间差异显著 （P＜0.05），其中，臂三头肌SOD 活性最高，显著高于其它两个部位（P＜0.05）；背最长肌的CAT 活性显著高于股二头肌（P＜0.05），但与臂三头肌没有显著差异（P＜0.05），Wen 等[12]对不同部位牦牛肉的抗氧化酶活性做了研究，发现部位因素能显著影响SOD 与CAT 的活性，且背最长肌的CAT 活性最高。苏尼特羊臂三头肌中GSH-Px 的活性最高，显著高于背最长肌（P＜0.05）；总体上，臂三头肌的抗氧化酶活性要高于其它部位，这可能与不同部位活动量不同有关。臂三头肌中氧化型肌纤维所占比例较多，而运动可以提高氧化型肌纤维的SOD活性，但对酵解型肌纤维无显著影响[26]。每天的运动时间越长，越能够促进骨骼肌SOD 和GPX 的活性，但耐力训练对CAT 的活性的影响与之相反，Pinho[27]研究表明耐力训练使CAT 的活性下降。这与本试验结果相符，每日运动量相对较多的臂三头肌和股二头肌中SOD 和GSH-Px 活性较背最长肌高，而CAT 活性较低。

非酶促系统是由一些抗氧化物质组成的，如维生素C、生育酚、类胡萝卜素等。CUPRAC 能反映组织内抗氧化物质的含量情况，RSA 反映肌肉组织所有抗氧化物质清除自由基的能力，而自由基能够引发脂质氧化链式反应[28]。由表1可知，不同部位中背最长肌的CUPRAC 显著高于股二头肌和臂三头肌（P＜0.05），且背最长肌的RSA 值最高。由此可知，苏尼特羊背最长肌中CUPRAC 和RSA 值最高，这表明部位间背最长肌中的抗氧化物质含量最高，能有效清除组织内的自由基，这也可能是背最长肌的丙二醛含量最低的原因。

表2 苏尼特羊不同部位的pH 值和色泽Table 2 The pH and color of different parts muscle in Sunit sheep

综上，背最长肌的抗氧化物质含量最高，清除自由基的能力最强，CAT 活性最高，因此综合衡量，不同部位中背最长肌的抗氧化能力最强。

2.3 不同部位对苏尼特羊肌肉pH 值和色泽的影响

测定不同部位苏尼特羊肌肉pH 和色泽，结果如表2。

肌肉的pH 值和肉色是反映肉品质的重要指标。一般羊的活体肌肉pH 为中性，屠宰后胴体的一些生化反应仍在继续，肌纤维内呼吸酶活性降低和底物消耗的不同造成了部位间pH 值的差异[29]。由表2可以看出，不同部位肌肉的pH 值差异显著（P＜0.05），股二头肌的pH 显著低于背最长肌（P＜0.05）。结合图2可知，不同部位间股二头肌的MMb 相对含量最低，可能是由于股二头肌的pH 最低，OMb 自动氧化速率慢，降低了MMb 的生成速率。

L*值表示亮度，值越大，肉色越白；值越小，肉色越暗。结果显示，背最长肌的L*值显著低于股二头肌和臂三头肌（P＜0.05），说明背最长肌的色泽最暗。a*值为红度值，氧合肌红蛋白相对含量高会使a*值增大，肉色变得鲜红。由表2看出，背最长肌的a*值显著低于股二头肌和臂三头肌（P＜0.05），表明股二头肌和臂三头肌的色泽比背最长肌鲜红。结合图2中不同部位肌肉肌红蛋白氧化状态可以看出，不同部位肌肉a*值的大小与OMb的相对含量大小呈现相同规律，OMb 的相对含量较高的部位，相应肌肉的a*值也较大，色泽更鲜红。

b*值反映的是肉的黄度值，脂肪的氧化会使b*值增大。背最长肌的b*值显著低于股二头肌和臂三头肌，这可能与背最长肌的脂质氧化程度低有关。脂肪的氧化程度会影响肉的b*值，从图1可以看出，不同部位肌肉的b*值大小与其脂质氧化程度呈现相同规律。脂质氧化程度越高，b*值越大，脂质氧化程度越低，b*值越小。

2.4 相关性分析

对苏尼特羊抗氧化相关指标进行相关性分析，结果如表3。

由表3可知，MDA 与OMb、SOD、GSH-Px 之间呈极显著正相关（P＜0.01），当肉中MDA 值增加时，脂质氧化程度增强，刺激机体内SOD 与GSHPx 活性增强，继而清除脂质氧化产生的自由基[30]；OMb 与SOD 呈显著正相关（P＜0.05），与GSH-Px呈极显著正相关（P＜0.01），当OMb 相对含量增加时，SOD 与GSH-Px 活性增强，阻止OMb 继续氧化为MMb[28]；CAT 与RSA 之间呈极显著正相关（P＜0.01），CAT 对自由基的清除起着重要作用，当CAT 活性增强时，机体内清除自由基的能力也随之增强；SOD 与GSH-Px 之间呈极显著正相关（P＜0.01），说明SOD 与GSH-Px 能够协同促进。

GSH-Px 与MMb 呈显著负相关（P＜0.05），当GSH-Px 活性增强时，抑制了OMb 的氧化，从而降低了肉中MMb 的相对含量；苏尼特羊中OMb 与MMb 之间呈极显著负相关（P＜0.05），这说明OMb与MMb 相对含量呈抑制关系。总体上来说，脂质氧化，肌红蛋白氧化以及抗氧化系统之间存在着一些特定的生理机能，组织内的抗氧化能力增强一定程度上抑制脂氧化和肌红蛋白氧化。

表3 苏尼特羊抗氧化指标相关性Table 3 Correlation coefficients on antioxidant parameters of Sunit sheep

3 结论

1）苏尼特羊肉中背最长肌的MDA 显著低于股二头肌和臂三头肌（P＜0.05），表明背最长肌的脂质氧化程度低；股二头肌的OMb 值显著高于背最长肌和臂三头肌（P＜0.05），但MMb 值显著低于背最长肌和臂三头肌（P＜0.05）。

2）背最长肌中CUPRAC 值显著高于股二头肌和背最长肌 （P＜0.05），RSA 值显著高于臂三头肌（P＜0.05）。整体上，苏尼特羊背最长肌中抗氧化物质含量较高。臂三头肌的SOD 与GSH-Px 活性最高，背最长肌中的CAT 活性最高。

3）通过对苏尼特羊的氧化程度、抗氧化性能、抗氧化酶活力的相关性分析可知，苏尼特羊MDA 与OMb、SOD、GSH-Px，OMb 与GSH-Px，SOD 与GSH-Px，之间存在极显著正相关（P＜0.01）；SOD 与OMb 之间存在显著正相关 （P＜0.05）。MMb 与OMb、GSH-Px 之间均存在极显著负相关（P＜0.01）。苏尼特羊肌肉中的抗氧化酶之间具有协同作用，同时抗氧化酶活力的增强能相应提高机体抗氧化性能，降低氧化程度，从而维持机体氧化系统与抗氧化系统的平衡。