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冷鲜牛肉贮藏过程中线粒体变化与肌红蛋白氧化状态的相关性

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-06-27
核心提示:线粒体是真核生物中生成生命所需能量的细胞器,在正常的动物体内,肌红蛋白将氧气运送到线粒体中进行有氧呼吸作用。动物宰后生命虽然结束,但胴体中的线粒体不会立刻停止活动,会继续进行一系列的氧化代谢反应。
   线粒体是真核生物中生成生命所需能量的细胞器,在正常的动物体内,肌红蛋白将氧气运送到线粒体中进行有氧呼吸作用。动物宰后生命虽然结束,但胴体中的线粒体不会立刻停止活动,会继续进行一系列的氧化代谢反应。目前,国内外学者对影响肉色及其稳定性的内外部因素进行了大量研究,但涉及到冷鲜牛肉贮藏过程中肌细胞线粒体超微结构变化与色泽变化相关性的研究较少。
 
  来自宁夏大学农学院的张同刚、李亚蕾、罗瑞明*和马梦斌等人研究了宰后牛肉4 ℃真空包装贮藏21 d,线粒体功能和结构变化对肉色的影响,从细胞学层面揭示了牛肉贮藏过程中肉色变化的微观机理,对开发牛肉贮藏过程中护色、保鲜技术和延长牛肉及其产品的货架期,具有理论指导意义。
 
  1、冷鲜牛肉贮藏过程中肌红蛋白相对含量的变化
 
  在贮藏过程中,DeoMb相对含量与MbO2相对含量均逐渐下降,而MetMb相对含量则逐渐上升。
 
  2、冷鲜牛肉贮藏时间对线粒体耗氧量的影响
 
  ST3和ST4随着贮藏时间的延长而降低,说明线粒体的呼吸功能在贮藏期间逐渐衰竭,能量代谢减缓。其中贮藏时间9~21 d的耗氧量与0 d相比有显着性差异(P<0.05)。
 
  3、冷鲜牛肉贮藏时间对肌细胞MPTP开放程度、MMP和ATP含量的影响
 
  随着贮藏时间的延长,MPTP开放程度呈增大的趋势, 其中贮藏6~21 d的MPTP开放程度与0 d相比有显着性差异(P<0.05)。随着贮藏时间延长,MMP呈降低的趋势,其中贮藏6~21 d的线粒体MMP与0 d相比有显着性差异(P<0.05)。在贮藏过程中,MPTP开放使线粒体呼吸功能减退,从而导致线粒体MMP下降。贮藏3 d后,肌细胞中的ATP含量迅速降低,12 d后已检测不出,可能是随着贮藏时间的延长,肌肉中ATP酶变性失活导致。
 
  4、冷鲜牛肉贮藏过程中SOD、GSH-Px、CAT活力和MDA含量
 
  随着贮藏时间的延长,SOD、GSH-Px、CAT活力降低,MDA含量先上升后下降。SOD、GSH-Px是机体两种主要的自由基清除酶,其活性可以反映机体清除氧自由基的能力。贮藏0~9 d肌细胞线粒体内MDA含量明显升高,说明线粒体内氧自由基积累且无法及时分解。因此,贮藏0~9 d内线粒体SOD、GSH-Px、CAT活力降低,MDA含量上升,与线粒体的氧化应激反应有关。
 
  5、冷鲜牛肉贮藏过程中线粒体内部超微结构变化
 
  贮藏0 d的肌细胞线粒体呈比较规则的圆形或卵圆形,轮廓较为分明,结构完整,外膜完整光滑,基质分布均匀,内脊密集且清晰可见。贮藏3 d与0 d的肌细胞线粒体相比无明显变化,外膜依然光滑完整,内部结构较良好,内脊轮廓清晰可见,少部分线粒体内部结构开始发生变化;贮藏6 d肌细胞线粒体外膜基本完整,出现轻度的破损,内部结构基本良好,内脊开始分裂且数量减少;贮藏15 d肌细胞线粒体外膜出现一定程度的破损,内脊开始大量分裂减少,膜结构开始有些模糊;贮藏18~21 d的肌细胞线粒体绝大部分的线粒体外膜已经肿胀变性,破损溶解,内脊严重降解消失不见,基质透明,并出现空泡化,说明此时线粒体结构已严重受损。在不同贮藏时间下5 个级别的肌细胞线粒体都存在,只是所占比例不同。
 
  6、冷鲜牛肉贮藏过程中线粒体flameng评分
 
  贮藏时间与肌细胞线粒体的损伤程度成正比。贮藏时间越长,其平均评分值越大。当贮藏时间达到21 d时,线粒体绝大部分发生自我损伤现象。在4 ℃贮藏过程中(0~21 d),0级线粒体数量逐渐减少,1~3级线粒体数量先增加后减少,4级线粒体数量逐渐增多,线粒体总评分先降低后升高,平均评分值从0.9868升高到2.5338,表明肌细胞线粒体结构完整性逐渐降低。
 
  7、冷鲜牛肉贮藏过程中线粒体外部形貌变化
 
  贮藏前期(0 d),线粒体结构较为完整,外膜完整光滑,高度相对较高;随贮藏时间延长,线粒体高度降低,表面积增大,呈现塌陷状,线粒体嵴的囊泡化引起线粒体内膜不断伸展并压迫外膜,使其重新变得光滑。线粒体表面形貌的变化可能是线粒体内部结构逐步破坏导致的。
 
  8、冷鲜牛肉贮藏过程中线粒体结构及功能损伤与肌红蛋白氧化状态的关系
 
  线粒体结构损伤及功能变化与肉色稳定性有密切的关系,主要表现在背最长肌的RCR与MbO2相对含量极显着正相关(r=0.885)(P<0.01)。MMP与MetMb相对含量极显着负相关(r=-0.902)(P<0.01),表明随着MMP的升高,其MetMb相对含量逐渐降低。线粒体RCR与MbO2相对含量呈极显着正相关,与MetMb相对含量呈极显着的负相关(P<0.01),说明随着线粒体RCR升高,MbO2相对含量升高,MetMb相对含量降低,间接说明了线粒体结构损伤会使肉色的稳定性降低。MMP与MbO2相对含量呈极显着正相关(P>0.05),与MetMb相对含量呈极显着负相关(P<0.01),MPTP开放程度与MbO2相对含量呈极显着负相关(P<0.01),与MetMb相对含量呈极显着正相关(P<0.01),说明随着线粒体膜通透性的升高,MbO2相对含量降低,MetMb相对含量升高;随着MMP的降低,MbO2相对含量降低,MetMb相对含量升高,体内自由基无法得到及时的消除,并逐渐积累,其电离子非常活跃,容易与肌红蛋白分子中的极性残基和非极性残基结合,使其分子中的疏水区“隐藏”起来,使Fe2+更容易被氧化,从而影响了Fe2+与O2的可逆结合,最终导致MetMb还原为MbO2的速率降低,使肉色出现劣变。此外,MMP与RCR、ATP含量均呈极显着正相关(P<0.01),相关系数分别为0.936、0.926,说明RCR与ATP含量随着MMP的降低而降低,表明线粒体结构与功能之间的密切关系。
 
  结 论
 
  在4 ℃贮藏过程中(0~21 d),Flameng线粒体评分从0.9868升高到2.5338,表明线粒体结构完整性逐渐降低;线粒体膜电位与线粒体呼吸控制率、ATP含量均呈极显着正相关,相关系数分别达到0.936、0.926(P<0.01),说明线粒体结构与功能之间关系密切;线粒体呼吸控制率与氧合肌红蛋白相对含量呈极显着正相关(r=0.885)(P<0.01),线粒体膜电位与高铁肌红蛋白相对含量呈极显着负相关(r=-0.902)(P<0.01),表明线粒体结构、功能变化与肉色稳定性有密切的关系。
 
 
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