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肉色及其稳定性代表着肉品的新鲜程度和品质，影响消费者对可接受性及鲜肉货架期的评判。目前，影响肉色稳定性的因素主要为两种：环境因素（如温度、pH值、微生物、氧气分压等）和内部因素（肌红蛋白的自氧化速率、高铁肌红蛋白还原酶活性、脂肪氧化、线粒体氧消耗率等）。
宁夏大学农学院的张杏亚、李亚蕾*、罗瑞明等人以秦川牛背最长肌为研究对象，利用4D-非标记蛋白质组学（4D-LFQ）方法，测定宰后贮藏过程中肌红蛋白表达量及差异蛋白质变化，筛选出与肌红蛋白及其3 种衍生物占比变化有关的差异蛋白质。利用拉曼光谱法检测肌红蛋白3 种衍生物的含量，测定贮藏过程中牛肉肉色变化。从贮藏期间蛋白质组学的变化阐释冷却秦川牛肉中肌红蛋白含量及向其衍生物转化的分子机制，为理解肉类变色的复杂生化变化，研发秦川牛肉贮藏加工中肉色变化预测及调控技术提供理论参考。
1、秦川牛肉宰后贮藏过程中肌红蛋白表达量变化
宰后肌肉贮藏过程中，肉色主要由肌红蛋白的含量以及存在状态决定的。秦川牛肉宰后0～5 ℃条件下贮藏过程中肌红蛋白表达量变化结果如表1所示。在贮藏0～4 d，肌红蛋白表达量上调1.145 倍，肌肉中总肌红蛋白含量处于较高的水平，可能是因为低氧条件下肌红蛋白在细胞水平逐渐发生系统适应。在4～8 d的贮藏中，肌红蛋白表达量下调0.815 倍。在0～8 d 贮藏过程中肌红蛋白总体基因表达量呈下降趋势。
2、秦川牛宰后贮藏中与肌红蛋白及其衍生物相关蛋白的差异表达
本实验采用无标记质谱法测定了秦川黄牛宰后贮藏过程中蛋白质组的变化。使用无标记质谱技术鉴定了1 149 个蛋白质，以1.2 倍的差异倍数，鉴定出120 个差异显著的蛋白质。筛选出与肌红蛋白及其衍生物相关的差异蛋白14 种，按其功能可分为代谢酶、氧化还原酶、过氧化物酶、伴侣蛋白4 类。这些蛋白质在贮藏期间差异表达量变化见表2。
01
代谢酶
烯醇化酶（ENO2）是参与糖酵解代谢的重要限速酶，参与糖酵解途径中的第9步反应，催化2-磷酸甘油酸与高能化合物磷酸烯醇丙酮酸相互转化，控制糖分分解速率，是唯一的糖酵解脱水步骤。糖酵解途径在产生能量和供给生物合成前体中起着主要作用。本实验发现，ENO2在贮藏0～4 d表达量下调0.700 倍，4～8 d上调1.086 倍，变化不显著，0～8 d，ENO2表达量总体呈下调趋势，ENO2表达量下调0.761 倍，导致磷酸烯醇式丙酮酸盐含量降低，因而抑制了线粒体的代谢速率，影响细胞进行次级代谢，而罗培等指出畜禽屠宰后线粒体能够促进褐变肉MetMb的还原，导致牛肉在贮藏过程中MetMb含量增加。
02
氧化还原酶
NDUFA6和NDUFB5是线粒体膜呼吸链NADH脱氢酶I的副亚基，它们具有将电子从NADH转移到呼吸链的功能，共同调控NADH脱氢酶的活性，而NADH脱氢酶可使稳定肉色的甲基血红蛋白、高铁肌红蛋白、高铁细胞色素b5和高铁细胞色素c含量降低。NDUFA6的表达量在0～4 d上调1.476 倍，第8天与第4天相比，表达量变化不大，NDUFB5在第0天没有检测到，第4～8天表达量下调，不利于维持肉色稳定。
03
过氧化物酶
过氧化物酶还原酶（PRDX1）是过氧化物酶家族的成员之一，可以保护OxyMb免受过氧化物的攻击，从而作为抗氧化蛋白来保护肉色。本实验中在贮藏4～8 d时，PRDX1表达量上调1.289 倍，可以看作肌肉对肉色褐变的‘抵抗’。
04
伴侣蛋白
HSPA6是热休克蛋白家族A（HSP70）成员6。热休克蛋白对于细胞在应对突变和不利的环境变化时的生存具有重要的作用。HSPA6通过形成铁螯合物和产生氧化应激，保护细胞免受过氧化氢的损伤。Hsp90伴侣蛋白CDC37通过与细胞内多种靶点蛋白组合成复合体，协助靶点蛋白转运、跨膜，参与蛋白质的折叠、伸展及组装多聚体，维持细胞内蛋白质稳定。
3、秦川牛肉宰后贮藏过程中3 种肌红蛋白相对含量的变化
如图1所示，在宰后0 d，肉表面以OxyMb为主时（相对含量70.84%），肉呈现鲜红色。贮藏过程中，OxyMb相对含量明显下降，MetMb、DeoMb逐渐积累，在8 d时，OxyMb、MetMb、DeoMb相对含量依次为40.92%、40.22%、18.86%。在贮藏过程中，氧气含量逐渐降低，OxyMb转化成DeoMb，然后DeoMb氧化成MetMb，使暗褐色的MetMb相对含量增加，肉色褐变。
4、秦川牛肉宰后贮藏过程中的肉色变化
宰后牛肉贮藏过程中颜色发生了显著变化，这与之前的研究结果一致。L*值越高则肉类的颜色越亮，如表3所示，在8 d的贮藏过程中，L*值呈先上升后缓慢下降趋势；a*值显著降低，到第8天下降至10.27；b*值呈缓慢上升趋势，这可能是由于贮藏中与肌红蛋白相关的14 种蛋白质表达量发生变化，影响了细胞正常的能量代谢，肌红蛋白衍生物的占比发生变化，MetMb的逐渐累积，肉色发生褐变。这与以上肌红蛋白及其衍生物的含量变化相一致。
结 论
牛肉宰后贮藏过程中，牛肉颜色发生了显著变化。肌红蛋白基因表达量在贮藏0～4 d呈略微上升趋势，4～8 d呈下降趋势，整体呈下降趋势。采用4D-LFQ蛋白组学技术研究了秦川牛肉在宰后贮藏中的差异蛋白质表达量变化，以1.2 倍的差异倍数，鉴定出120 种差异蛋白。分析了与肌红蛋白及其衍生物相关的14 种差异蛋白质，这些蛋白质按其功能可分为代谢酶、氧化还原酶、过氧化物酶、伴侣蛋白4 类，通过参与糖酵解途径、能量代谢、脂质氧化、结构裂体、蛋白裂解等途径，影响肌红蛋白的新生与消亡及其衍生物转化。通过拉曼光谱法测定3 种肌红蛋白衍生物的相对含量，随着贮藏时间的延长，使肉类呈现鲜红色的OxyMb相对含量明显降低，MetMb、DeoMb相对含量缓慢上升，这与蛋白质组学分析吻合。随着贮藏时间的延长，肉的L*值增加，b*值增加，a*值下降，表现为肉色发生褐变。研究结果揭示了差异蛋白和肌红蛋白含量及衍生物占比间存在潜在的相关性，为理解肉类变色的复杂生化反应、预测和控制冷却秦川牛肉贮藏过程中肉色变化提供理论参考。
本文《基于蛋白质组学技术研究秦川牛肉宰后贮藏过程中肌红蛋白含量及其衍生物转化》来源于《食品科学》2021年42卷7期226-231页，作者：张杏亚，杨波，李亚蕾，罗瑞明，阮振甜，撒苗苗，赵珺怡。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200315-239。
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