巴美肉羊肌纖維特性與糖酵解潛力相關性的研究

林在瓊，蘇 琳，李 慧，馬曉冰，辛 雪，靳 燁

（內蒙古農業大學食品科學與工程學院，內蒙古呼和浩特010018）

巴美肉羊肌纖維特性與糖酵解潛力相關性的研究

林在瓊，蘇 琳，李 慧，馬曉冰，辛 雪，靳 燁*

（內蒙古農業大學食品科學與工程學院，內蒙古呼和浩特010018）

以巴美肉羊為實驗材料，測定了不同部位肌肉（背最長肌、股二頭肌和岡上肌）肌纖維組織學特性和糖酵解潛力，研究了不同部位肌肉肌纖維組織學特性的差異，分析了肌纖維特性和糖酵解潛力之間的相關關系。結果表明，三個部位肌肉的肌纖維中以ⅡB型肌纖維為主。Ⅰ型、ⅡA型肌纖維在背最長肌中含量最少，股二頭肌中次之，岡上肌中最多。ⅡB型肌纖維與之相反。Ⅰ型肌纖維直徑和橫截面積在三塊肌肉間存在顯著差異（p＜0.05）。岡上肌中的ⅡA型肌纖維的直徑和橫截面積顯著大于其他兩個部位（p＜0.05），背最長肌中的ⅡB型肌纖維的直徑和橫截面積小于其他兩個部位（p＜0.05）。背最長肌的糖酵解潛力值顯著高于股二頭肌和岡上肌的（p＜0.05）。糖酵解潛力與Ⅰ型、ⅡA型肌纖維個數比例和面積比例成顯著的負相關（p＜0.05），與ⅡB型肌纖維數量比和面積比成顯著的正相關（p＜0.05）。

巴美肉羊，肌纖維組織學特性，糖酵解潛力

巴美肉羊是以德美利奴羊為父本，以內蒙古當地細毛羊為母本，經雜交育種方法培育而成的。巴美肉羊具有適合舍飼、半舍飼飼養、耐粗飼、抗逆性強、適應性好、羔羊育肥增重快、性成熟早、遺傳穩定等特點[1]。

1970年Brooks用酶組化分類法，根據肌球蛋白ATP酶對酸堿穩定性的不同，分別將肌纖維分為β、α、αβ或I、Ⅱa、Ⅱb三種類型[2]。1972年Peter根據纖維收縮速度和代謝特征不同，將其分為慢收縮氧化型（SO），快收縮氧化酵解型（FOG）和快收縮酵解型（FG）[3]。根據吳信生和沈元新等研究，肌纖維密度與嫩度（用剪切力表示）呈負相關，肌纖維直徑與嫩度（用剪切力表示）呈正相關[4-5]。武艷群等研究豬發現，骨骼肌纖維越細，肌纖維密度越大，肌肉脂肪含量高，肉質細嫩，味美多汁[6]。Rehfeldt等研究表明，肌纖維面積的增大會對肉質產生負面影響，對肉品系水力和嫩度的影響尤為顯著[7]。研究發現，肌纖維越細，密度越大，肌肉脂肪含量越高，肉質越細嫩[8]。大量研究表明，肌纖維類型與肉品系水力存在顯著的相關性，并且高含量的酵解型肌纖維會導致肌肉保水性能的下降[9-10]。RYU等研究結果表明，纖維總數量的增加和氧化型纖維的比例，對增加肌肉質量和提高肉品質產生有利的影響[11]。

糖原是機體的葡萄糖在供應充足的情況下而被動員的糖儲備形式。研究報道，背最長肌和半腱肌暗部、亮部由于肌纖維類型不同，其糖原儲備量不同，糖原耗竭程度也不同，糖酵解發生程度及其對肉質產生的效果也不同[12]。J H Choe等研究發現，在宰后初期含較低糖原和乳酸的肌肉中會存在很高的I纖維含量和較低的IIB型纖維。而含較低糖原和較高乳酸含量的肌肉中有更多的IIA、IIB型纖維。因此，糖原和乳酸含量受到肌纖維類型特別是IIB型纖維的影響[13]。

本實驗以巴美肉羊為研究對象，采用mATPase組織化學染色法測定了其肌纖維組織學特性（不同類型肌纖維的數量比例和面積比例、肌纖維的直徑、肌纖維的橫截面積）和糖酵解潛力，比較了不同部位（背最長肌、股二頭肌和岡上肌）上述性狀的差異，分析了肌肉組織學特性和糖酵解潛力之間的相關關系，進而為提高肉品質提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

原料 選擇內蒙古農牧業科學院飼養的12月齡巴美肉羊9只，均為公羊，屠宰后2h內取其背最長肌（LD）、股二頭肌（BF）和岡上肌（SS）；三磷酸腺苷二鈉鹽 Sigma公司；淀粉葡萄糖苷酶、乳酸脫氫酶、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶、己糖激酶 Sigma-Aldrich；NAD 國藥集團化學試劑有限公司，以上均為分析純。

SLEE CRYOSTAT MAINZ型冰凍切片機 德國SLEE公司；LEICA DM 4000B型顯微鏡 德國LEICA公司；LRH-250型生化培養箱 上海一恒科學儀器有限公司；CP224S萬分之一電子天平 北京賽多利斯儀器系統有限公司；Sartorius PB-10型pH計 北京賽多利斯科學儀器有限公司；多功能離心機 CR3I Thermo公司；TU-1810型紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司；XHF-DY型高速分散器 寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 取材與制片 羊宰后2h內，分別取背最長肌、股二頭肌和岡上肌順著肌纖維方向切成0.5cm× 0.5cm×1cm的肌肉塊，放入預冷后的異戊烷中干燥30s，在液氮中速凍取出用干冰帶回放在-80℃冰箱中保存。將組織塊放入設置為-25℃的恒冷切片機內切片，厚度為12μm，用于染色。羊宰后2h內取其背最長肌、股二頭肌和岡上肌，放入凍存管中，在液氮中冷卻1～2min后取出放入干冰中帶回，置于-80℃冰箱中保存，用于測定糖酵解潛力。

1.2.2 染色 在pH4.6的酸性前孵育液對三個部位的樣品進行mATPase組織化學染色法染色[14]。

1.2.3 糖酵解潛力的測定 根據G Monin的方法[15]對不同部位的羊進行糖酵解潛力的測定，可以得出肉中肌糖原和乳酸的含量。計算糖酵解潛能的公式：糖酵解潛能=2×（糖原+葡萄糖+6-磷酸葡萄糖）+乳酸。

1.2.4 肌纖維類型數量比例、面積比例、橫截面積和直徑的測定 用顯微彩圖設備先進行拍照，然后分析肌纖維特性。每個片子隨機選取3個視野，測量每個視野的肌纖維總根數和總面積，再測出每種肌纖維類型的根數和所占面積，計算出每種肌纖維根數占總根數的比例和每種肌纖維面積占總面積的比例，計算三個視野的平均值，即肌纖維個數比例和肌纖維的面積比例。每種類型纖維的截面積是通過測定每個樣品3個視野中該類型纖維的面積得到的平均值。由于肌纖維為不規則橢圓，測定每種類型肌纖維的長軸，過其中點作垂直長軸的短軸，求幾何平均值，每個樣品測50根纖維。

1.3 統計分析與數據處理

統計分析所用軟件為SPASS 20.0版進行ANOVA單因素方差分析（p＜0.05），數值以均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 三個部位的肌肉肌纖維ATP酶染色結果

圖1 三個解剖部位在pH4.6酸性前孵育液的ATP酶染色結果（10×10）Fig.1 Serial section of 3 major muscles stained for myosin ATPase reactivity after preincubation at pH4.6（10×10）

mATPase組織化學染色法的機理為：肌細胞中主要由肌球蛋白組成，肌球蛋白頭部含有ATP酶，ATP酶水解ATP為二磷酸腺苷（ADP）和磷酸，并放出能量，磷酸與鈣離子結合在酸活性處形成無色的磷酸鈣，磷酸鈣經氯化鈷和硫化銨處理形成棕黑色的硫化鈷沉淀在酶的活性部位。采用mATPase組織化學染色法對三個部位的肌肉進行染色，結果如圖1所示。由圖1可知，顏色最深的為Ⅰ型纖維，顏色最淺的為ⅡB型纖維，介于兩者之間的顏色為ⅡA型纖維。

2．2 巴美肉羊三個部位肌肉的肌纖維特性的研究

2.2.1 三個部位中不同類型肌纖維的數量比例與面積比例 對不同部位不同類型肌肉肌纖維的數量比例和面積比例進行了測定，結果見圖2、圖3，從圖可以看出，在巴美肉羊的背最長肌中肌纖維數量比例和面積比例均為ⅡB＞Ⅰ＞ⅡA，在股二頭肌和岡上肌中肌纖維的數量比例和面積比例均為ⅡB＞ⅡA＞Ⅰ，即三個部位中纖維類型均以酵解型肌纖維（ⅡB型）為主。Ⅰ型和ⅡA型肌纖維的肌纖維數量比例和面積比例在三個部位間的變化均SS＞BF＞LD，ⅡB型肌纖維的肌纖維數量比例和面積比例在三個部位間的變化為LD＞BF＞SS。背最長肌中Ⅰ型纖維的數量比例和面積比例顯著低于股二頭肌和岡上肌（p＜0.05），股二頭肌中的Ⅰ型肌纖維的數量比例和面積比例與岡上肌有顯著差異（p＜0.05）；ⅡA型纖維在三個不同部位中的數量比例與面積比例均差異顯著（p＜0.05）；同時，三個不同的部位中ⅡB型纖維的數量比例和面積比例也均差異顯著（p＜0.05）。由此可知，氧化型肌纖維（Ⅰ、ⅡA）的數量比例和面積比例在背最長肌中最低，在岡上肌中最高。相反，酵解型纖維（ⅡB）在背最長肌中最高，在岡上肌中最低。且數量比例和面積比例在不同部位中的變化趨勢是一致的。

圖2 巴美肉羊三個部位中不同類型肌纖維的數量比例Fig.2 Muscle fiber number proportion of three anatomical locations in Bamei sheep

圖3 巴美肉羊三個部位中不同類型肌纖維的面積比例Fig.3 Muscle fiber area proportion of three anatomical locations in Bamei sheep

2.2.2 三個部位中不同類型肌纖維橫截面積和直徑的比較 對不同部位不同類型肌肉肌纖維的橫截面積和直徑進行了測定，結果見圖4、圖5，從圖中可以看出，在巴美肉羊的背最長肌纖維橫截面積和直徑為ⅡB＞Ⅰ＞ⅡA，股二頭肌為ⅡB＞ⅡA＞Ⅰ，岡上肌為ⅡA＞ⅡB＞Ⅰ。Ⅰ型纖維橫截面積和直徑在三個部位間的變化為SS＞LD＞BF，ⅡA和ⅡB型纖維的變化為SS＞BF＞LD。

由圖4、圖5可知，背最長肌中的Ⅰ型纖維橫截面積和直徑與岡上肌無顯著差異（p＞0.05），而股二頭肌的橫截面積和直徑顯著低于岡上肌（p＜0.05）；ⅡA型纖維的橫截面積和直徑在背最長肌中和股二頭肌中無顯著差異（p＞0.05），且背最長肌和股二頭肌ⅡA型纖維的橫截面積和直徑顯著低于岡上肌（p＜0.05）；背最長肌的ⅡB型肌纖維的直徑和橫截面積顯著低于股二頭肌和岡上肌（p＜0.05）。即岡上肌中的ⅡA型肌纖維直徑及橫截面積最大，背最長肌中的ⅡB型纖維最小。

圖4 巴美肉羊三個部位中不同類型肌纖維的橫截面積Fig.4 Muscle fiber cross-sectional area of three anatomical locations in Bamei sheep

圖5 巴美肉羊三個部位中不同類型肌纖維的直徑Fig.5 Muscle fiber diameter of three anatomical locations in Bamei sheep

圖6 巴美肉羊三個部位乳酸含量Fig.6 The lactate content of three anatomical locations in Bamei sheep

2.3 三個部位肌肉中乳酸和糖酵解潛力的比較

由圖6、圖7可知，糖酵解潛力在三個部位的大小為LD＞BF＞SS，而乳酸在三個部位的大小為LD＞SS＞BF，產生這一結果的原因可能是不同部位的樣品在羊宰后進行的酵解速率不同。背最長肌的乳酸和糖酵解潛力高于股二頭肌和岡上肌，且差異顯著（p＜0.05），股二頭肌和岡上肌之間無顯著差異（p＞0.05）。即背最長肌的糖酵解潛力最大，股二頭次之，岡上肌最小。

圖7 巴美肉羊三個部位的糖酵解潛力Fig.7 Glycolytic potential of three anatomical locations in Bamei sheep

2.4 肌纖維組織學特性和糖酵解潛力的相關性

對肌纖維組織學和糖酵解潛力相關性進行了研究，結果如表1所示，由表1可知，Ⅰ型和ⅡA型纖維個數比例及面積比例與糖酵解潛力呈顯著負相關，ⅡB型肌纖維個數比例和面積比例與糖酵解潛力呈顯著正相關，說明隨著ⅡB型纖維的個數與面積含量的增加，糖酵解潛力也會增大。三種類型纖維的橫截面積和直徑與糖酵解潛力均呈負相關，其中ⅡA和ⅡB型纖維的橫截面積及直徑與糖酵解潛力呈顯著負相關。動物宰后，機體停止供給氧氣，糖原發生酵解反應，產生乳酸。因此，糖酵解潛力決定最終乳酸水平的高低，而乳酸影響了宰后pH[16]，這又與肉品質的各項指標有著緊密的聯系。ⅡB型纖維中具有高活性的ATP酶和高含量的糖原，當肌肉中ⅡB型纖維（酵解型纖維）含量較高時，會導致宰后進行無氧酵解，pH下降太快，進而影響到肉品質。由上述結果可知，ⅡB型纖維（酵解型纖維）的個數與面積比例大小對糖酵解潛力的影響很大。

3 結論

3.1 三個部位中纖維類型均以酵解型肌纖維（ⅡB型）為主。氧化型肌纖維（Ⅰ、ⅡA）的數量比例和面積比例在背最長肌中最低，在岡上肌中最高。相反，酵解型纖維（ⅡB）在背最長肌中最高，在岡上肌中最低。且數量比例和面積比例在不同部位中的變化趨勢是一致的，Ⅰ和ⅡA型在Ⅰ、ⅡA、ⅡB三個部位的數量比例與面積比例均是上升的趨勢，ⅡB型在三個部位間則是下降的。岡上肌中的ⅡA型肌纖維直徑及橫截面積大于其他兩個部位，背最長肌中的ⅡB型肌纖維橫截面積和直徑小于其他兩個部位。

3.2 背最長肌的糖酵解潛力最大，且背最長肌與股二頭、岡上肌差異顯著。

3.3 Ⅰ型和ⅡA型纖維個數比例及面積比例與糖酵解潛力呈顯著負相關，ⅡB型與糖酵解潛力呈顯著正相關，三種類型纖維的橫截面積和直徑與糖酵解潛力均呈負相關。

表1 肌纖維組織學特性和糖酵解潛力的相關性Table 1 The relationship between muscle fiber histological characteristics and glycolytic potential

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Study on relationship between muscle fiber histological characteristics and glycolytic potential of Bamei sheep

LIN Zai-qiong，SU Lin，LI Hui，MA Xiao-bing，XIN Xue，JI Ye*
（College of Food Science and Engineering，Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot 010018，China）

To investigate the relationship of the muscle fiber characteristics and glycolytic potential of Bamei lamb，longissimus dorsi（LD），biceps femoris（BF）and supraspinatus（SS）muscles were obtained from lambs and were comparatively analyzed for improve the quality of meat.The results showed that the muscle fiber characteristics in different muscles were significantly different（p＜0.05）.There was significantly difference in fiber diameter and cross-sectional area of typeⅠamong the three anatomical sites（p＜0.05）.The fiber diameter and cross-sectional area ofⅡA in SS were significantly higher than that in other parts and the fiber diameter and cross-sectional area ofⅡB in LD was lower than that in other parts（p＜0.05）.The glycolytic potential of LD was significantly higher than that in BF and SS.Glycolytic potential showed a significant negative correlation with typeⅠandⅡA fiber of the percentage number and area andⅡA fiber number percentage（p＜0.05）. However，glycolytic potential showed a significant positive correlation with ⅡB fiber number and area percentages（p＜0.05）.

Bamei sheep；muscle fiber characteristics；glycolytic potential

TS251.5+3

A

1002-0306（2014）08-0145-05

10.13386/j.issn1002-0306.2014.08.024

2013－09－24 *通訊聯系人

林在瓊（1989-），女，碩士研究生，研究方向：食品科學。

國家自然科學基金資助項目（30960300）。