宰后不同成熟时间对马肉背最长肌超微结构的影响

动物宰杀后肌肉将经历僵直、最大僵直期以及解僵期等成熟过程，并伴随着一系列复杂变化，主要包括乳酸的积累、ATP的缺失、钙离子浓度的增加以及蛋白质降解等[1]，这些变化有助于提高肉品的食用价值和加工品质。一般将宰杀后胴体置于0～4 ℃环境中贮藏进行宰后成熟。不同动物肌肉完成宰后成熟所需时间有很大的差异[2-7]。僵直是肌肉转变为肉的前提，解僵与肉的嫩度密切相关[8]。嫩度作为肉类最主要的食用特性决定肉的品质，也是消费者重复购买肉制品的关键影响因素，因此肉品质改善及肉制品加工中僵直及宰后成熟的相关研究具有重大意义。研究[9]显示，肌纤维特性、温度、pH值和蛋白质水解等是影响宰后肉品嫩度的主要因素。在牦牛肉品质研究中，通过延长成熟期或利用低压电刺激肌肉来改善肉的嫩度[10-11]。

肌纤维是肌肉的组成单位，影响肌肉性质。胴体不同部位肌肉的肌纤维组成及比例存在差异[12]，肌纤维特性包括肌纤维直径、密度、面积比例、类型以及肌节长度等[13]，与嫩度、风味、多汁性等品质特性有着密切关系[14]，在某种程度上决定了肉品质量。近年来，宰后肌肉成熟对肌纤维特性影响的研究引起广泛关注。郭兆斌等[15]研究发现宰后0～4 ℃下贮藏期间牦牛肉肌纤维微观结构发生明显变化，随着贮藏时间的延长，M线和H区逐渐变淡，Z线断裂显著。师希雄等[16]在宰后牦牛肉成熟过程中同样发现，肌纤维直径随着贮藏时间的延长逐渐减小。陈坤杰等[17]研究不同月龄牛背长肌，结果表明，牛龄越大，肌纤维直径越大、密度越小。目前，作为小品种特色肉品，马肉肌纤维的研究较少。白东义等[18]对比分析不同部位马肉肌纤维；赵力男等[19]研究不同宰后成熟时间马肉臀肌、肩肌和背最长肌食用品质的变化。然而，宰后成熟过程中马肉肌纤维组织学特性变化的研究鲜见报道。本实验通过测定在0～4 ℃下不同贮藏时间马肉背最长肌肌内膜、肌束膜厚度和肌纤维直径、密度、面积及肌节长度，观察肌纤维超微结构，探讨马肉背最长肌在宰后成熟过程中肌纤维组织学特性变化的规律，以期为马肉加工提供一定指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

马选自新疆昭苏县放牧饲养伊犁公马，共21 匹。屠宰相关事宜严格按照检疫制度及规范要求执行。屠宰后取背最长肌为实验材料，在0～4 ℃下分别成熟1、3、7、14、21、28 d，测定相关指标。

2.5 g/100 mL戊二醛、NaH2PO4、Na2HPO4、无水乙醇、丙酮、浓硫酸、环氧树脂、醋酸双氧铀、柠檬酸铅等均为分析纯。

1.2 仪器与设备

IB-5离子镀膜仪、S570型扫描电子显微镜、H-600A型透射电子显微镜日本日立公司；DHG-9140A型电热恒温鼓风干燥箱上海一恒科技有限公司；PL203型分析天平梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；超薄切片机瑞典LKB公司。

1.3 方法

1.3.1 肌纤维特性的测定

参考樊金山[20]的方法稍作修改。用扫描电子显微镜在明场不同视线下每个样品拍取10 张图像，用Image Pro Plus软件测定肌纤维直径、密度、面积、肌束膜和肌内膜厚度及肌节长度。结果取各项指标获得100 个测定值的平均值。

1.3.2 透射电子显微镜观察肌纤维超微结构

参考余小领等[21]的方法稍作修改。样品经过取样、固定、漂洗、脱水、包埋、切片及染色等步骤，用透射电子显微镜观察并拍照，观察肌纤维超微结构。

1.4 数据处理

用Excel 2010和SPSS 19.0软件进行数据处理和分析，结果用平均值±标准差表示，采用单因素方差分析进行方差分析，显著性差异采用Duncan’s法进行多重比较，采用Pearson积差法进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 宰后成熟期间马肉背最长肌纤维结构的变化

由表1可知：宰后成熟28 d期间，马肉背最长肌肌内膜厚度呈先下降后上升再下降趋势，成熟3 d时最小，为（0.102±0.011）μm，成熟7 d时达到最大（（0.127±0.009）μm），成熟7 d后，肌内膜厚度逐渐减小；宰后成熟期间肌束膜厚度整体呈先上升后下降的趋势，在宰后成熟3 d时达到最大，为（0.569±0.040）μm；肌纤维密度与肌束膜厚度变化趋势相同，在宰后成熟14 d达到最大，为（9487.0±148.9）根/mm2。宰后成熟28 d期间，肌纤维面积和直径均呈下降趋势，而肌节长度随着成熟时间的延长逐渐增大。

2.2 宰后成熟期间马肉背最长肌肌纤维结构的变化

由图1可知，随着宰后成熟时间的延长，马肉背最长肌肌纤维结构逐渐变化。成熟1 d时肌纤维排列紧密，但间隙较大，肌纤维束较粗；成熟3～7 d时，肌纤维密度增大，肌纤维束面积大小均一，排列紧密，间隙变小；成熟14 d时，肌纤维束面积大小均一性较差，排列不紧密，间隙进一步减小；至成熟21～28 d时，肌纤维束裂解，呈现肌丝，几乎没有间隙。此结构变化与成熟期间马肉背最长肌肌纤维特性变化结果一致。

2.3 宰后成熟期间马肉背最长肌超微结构的变化

由图2可知：宰后成熟1～3 d时，马肉背最长肌肌原纤维排列整齐，肌原纤维中肌节、A带、I带、Z线、H区清晰可见；成熟7 d时，肌原纤维肌节长度稍有缩短，I带变细，M线已较难观察到；成熟14 d时，肌原纤维肌节长度变长，M线完全消失，肌原纤维边缘模糊不清，Z线出现断裂，I带变细模糊，说明马肉开始成熟；成熟21 d时肌节明显变长、变宽，大部分Z线断裂，H区模糊难辨，I带消失，马肉完成成熟；成熟28 d时Z线明显断裂，肌节长度缩小，此时肉已发生自溶。

2.4 宰后成熟期间马肉背最长肌肌纤维特性指标的相关性分析

由表2可知，在宰后0～4 ℃成熟期间，马肉背最长肌肌内膜厚度与肌纤维的直径、密度和面积呈正相关，与肌束膜厚度和肌节长度呈负相关，但均不显著。肌束膜厚度与肌纤维直径、密度和面积呈正相关，与肌节长度呈负相关，但均不显著。肌纤维直径与肌纤维面积呈极显著正相关（P＜0.01），与肌节长度呈极显著负相关（P＜0.01）。马肉背最长肌肌纤维面积与肌节长度呈极显著负相关（P＜0.01）。

3 讨论

肌纤维特性与肉品质密切相关，肌纤维密度增大、直径变小，肌肉系水力增强，肉质变得细滑柔软[22]；结缔组织的变化一般由肌内膜及肌束膜厚度反映，它们对肉品质同样具有关键作用[23-24]。研究发现，肌肉成熟时，肌束膜和肌内膜的厚度降低，肌纤维直径变小、密度变大、面积变小[2,25-26]。李春保[27]研究牛半腱肌微观结构发现，随着成熟时间的延长初级肌束膜厚度和肌纤维直径减小，这与本实验得出的结论相似。导致这一结果的原因可能是马肉宰后成熟过程进入僵直期，肌纤维中的肌动蛋白和肌球蛋白形成肌动球蛋白，但由于宰后缺氧导致ATP的缺失，形成的肌动球蛋白无法降解。此外，宰后胴体内钙离子浓度升高，引起肌肉连续不可逆的收缩，因此，肌纤维直径和面积减小[28]。本实验中，随着成熟时间的延长，马肉背最长肌肌纤维直径明显变小，肌纤维密度在成熟14 d时达到最大，肌内膜和肌束膜厚度随成熟的进行呈波动变化。

肌原纤维不仅是肌纤维的组成单位，也是实现肌肉运动性能（伸展与收缩）的关键因素。肌原纤维蛋白降解是宰后成熟过程中重要的生理阶段，对蛋白功能特性和肉品质均有较大影响[29]。马肉在宰后初期（2 h～1 d）处于僵直期，肌肉保持收缩状态，肌原纤维束较粗，此时蛋白功能特性和肉品质均较差，随着成熟的发生，肌原纤维中维持其结构的特征性蛋白，即骨架蛋白受到内源酶水解，肌原纤维超微结构发生明显变化，肌原纤维胶束裂解成细丝，功能特性发生改变，肉品质也得到改善[30-31]。肌节长度可以反映宰后成熟过程中肌肉的收缩状态。肌肉收缩时，由于形成肌动球蛋白，导致肌节缩短；随着成熟的进行肌纤维发生松弛，导致肌节变长[32-33]。成熟过程中肌肉超微结构的变化主要体现在肌原纤维中Z线断裂和肌节长度增加；同时，肌纤维与肌内膜分离，细胞间水分流失，内源性蛋白酶被激活使肌间蛋白质发生降解，肌肉结构被破坏，从而使肌肉由硬变软，嫩度增加[34]。

4 结论

宰后马肉背最长肌0～4 ℃成熟期间，经过僵直和解僵过程，随着成熟时间的延长，肌纤维结构发生变化，肌纤维面积和直径逐渐减小。成熟初期（1～14 d）肌原纤维排列紧密，间隙逐渐减小，各组成部分清晰可见；成熟14 d后肌纤维排列松散，间隙几乎完全消失，肌节变长，M线、I带消失，Z线断裂。马肉背最长肌在宰后14 d开始成熟，21 d成熟完成。成熟14 d过程中马肉背最长肌的食用品质和肉品安全性变化还需进一步研究。

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