宰后熟成是肉類工業(yè)中的一種常見處理方法，主要目的是使肉嫩化。肉類滲出物是在濕法熟成或儲存過程中從新鮮肉類中自然釋放的水溶液，主要含有水溶性肌漿蛋白，混合了許多可溶性酶、肽、氨基酸和核苷酸等。近年來，高通量代謝組學技術揭示了肉類滲出物的生化成分，表明它們在提供整個肉類樣品的同質信息方面具有實用價值，但很少有研究報道肌肉滲出物生化變化及其在濕式熟成過程中對肉質指示的潛力。

2024年3月19日，煙臺大學孫承鋒教授課題組在Food Research International上發(fā)表題為“Effect of wet-aging on meat quality and exudate metabolome changes in different beef muscles”的研究文章。研究人員探究了牛腰最長?。↙L）和腰大肌（PM）在濕法熟成過程中的代謝組學特征，并分析其與肉質性狀的關系，尋找關鍵代謝物，為闡明肌肉品質特征隨熟成時間延長的生化機制提供新的見解。拜譜生物提供了非靶代謝組學服務，助力解析濕法熟成對牛肉品質的影響。

文章名稱：Effect of wet-aging on meat quality and exudate metabolome changes in different beef muscles（FOOD RES INT.，IF=8.1，2024.3）

客戶單位：煙臺大學

研究材料：牛肉滲出液

分組信息：濕法熟成3、7、14、21和28天的牛腰最長?。↙L-03d、LL-07d、LL-14d、LL-21d和LL-28d）和腰大?。≒M-03d、PM-07d、PM-14d、PM-21d和PM-28d）

拜譜提供技術：非靶向代謝組學

摘要圖：

圖1| 摘要圖(圖源：Qianqian Yu, et al., FOOD RES INT., 2024)

研究內容

1. 牛肉及牛肉滲出液的理化特征

研究人員首先測定牛肉滲出液的理化特征，包括持水能力、剪切力和肌原纖維碎裂、脂質氧化和蛋白質氧化等指標，隨著熟成時間的增加，肉質剪切力顯著降低，肌原纖維斷裂指數(shù)、脂肪和蛋白質氧化均隨熟成而升高。在熟成過程中，腰大肌的吹掃損失、離心損失和蒸煮損失顯著高于腰最長肌，嫩度顯著高于腰最長肌，脂質和蛋白質氧化程度顯著高于腰最長肌。

2. 牛肉及牛肉滲出液的理化特征

隨后研究人員對牛肉滲出液的代謝物成分進行檢測，正負離子模式共獲得1827個和4334個離子峰。PCA結果如圖2所示，QC樣本在正負離子模式下均表現(xiàn)出緊密的聚類。說明所得數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，能夠反映樣品本身的生物學差異。不同的熟成階段可以通過第一主成分(PC1)基本區(qū)分開來，而兩種肌肉類型存在差異。其中不同熟成階段的LL肌肉可以通過PC1區(qū)分為兩組，其中熟成時間短(3和7 d)組和熟成時間長(14、21和28 d)組分別位于PC1的左、右象限。PM肌肉3、7 d組與21、28 d組完全分離，分別位于PC1的左、右象限，14 d肌肉正、負兩種模式均位于象限中間。結果表明，肉滲出物代謝組隨熟成時間和肌肉類型而發(fā)生顯著變化。與肌肉類型相比，熟成對肉滲出物代謝組的影響更大。在正離子和負離子模式下被顯著分離。

在牛肉滲出物中初步鑒定出145種代謝物。KEGG富集分析發(fā)現(xiàn)17條顯著富集途徑（P < 0.05）。最顯著的富集途徑是氨?；?tRNA生物合成，該途徑富集了13種代謝物。參與氨基酸代謝/生物合成的10條生化途徑顯著富集。其他途徑涉及磷酸戊糖途徑、泛酸鹽和輔酶A生物合成、乙醛酸酯和二羧酸酯代謝、嘌呤代謝、氮代謝和檸檬酸循環(huán)。

圖2| 代謝組PCA評分圖(圖源：Qianqian Yu, et al., FOOD RES INT., 2024)

3. 牛肉代謝物隨宰后濕法熟成時間而變化

共有98種代謝物隨熟成時間增長而發(fā)生顯著變化。其中59種代謝物隨著時間的增長呈增加趨勢，并且來自熟成較長時間的牛肉的肉滲出物最多（21和28 d）。這些代謝物主要涉及氨基酸及其衍生物、肽（尤其是二肽）、氧化脂肪酸和羥基脂肪酸。相比之下，39種化合物隨著時間的增長而減少，這些代謝物主要屬于脂質、長鏈脂肪酸、核苷、磷酸戊糖和磷酸單糖。

4.牛肉特異性代謝物的發(fā)現(xiàn)

上述發(fā)現(xiàn)59種代謝物受肌肉類型顯著影響。其中39種在LL滲出液中表現(xiàn)出較高的水平，這些代謝物可根據(jù)其變異趨勢分為兩類（圖3a）。第1類包括11種代謝物，這些代謝物在兩種類型的肌肉中都顯示出隨著熟成而下降的趨勢。LL滲出物中檢測到5種長鏈脂肪酸，其含量高于PM滲出物。這5種長鏈脂肪酸隨熟成增長呈下降趨勢，在PM滲出液中更為明顯。這可能反映了PM肌肉中發(fā)生的更強烈和更深的脂質氧化，尤其是在28天熟成的PM滲出物中。第2類包括28種代謝物，其中大多數(shù)代謝物在LL和PM滲出物中隨時間的增加呈增長趨勢，并且在LL滲出物中檢測到較高水平，尤其是在熟成較長（14、21和28天）的LL滲出物中。這些代謝物包括氧化脂肪酸（FA 18：1 + 1O和FA 18：3 + 1O）、羥基脂肪酸（2-羥基-4-甲基戊酸、2-異丙基蘋果酸、DL-2-羥基戊酸）和肽（甘氨酰-L-脯氨酸、甘氨酸、谷氨酸-纈氨酸、N-乙酰肌肽和肌肽）。

進一步篩選FC>1.5，F(xiàn)DR<0.05的差異代謝物，結果如圖3b所示，研究人員發(fā)現(xiàn)25個差異代謝物，LL中有15種代謝物顯著升高，PM中有10種代謝物顯著升高。這些滲出物化合物可以被選為區(qū)分肌肉類型的潛在肌肉特異性標志物。

圖3| 代謝組聚類熱圖和特征代謝物(圖源：Qianqian Yu, et al., FOOD RES INT., 202

5. 濕法熟成過程中與肉質相關的關鍵代謝物

與肌肉類型相比，濕法熟成時間是影響肉質和肉分泌物代謝組變化的主要因素。因此，對熟成期進行PLS-DA和相關性分析，以篩選肉類滲出物中可用于宰后陳釀期間肉質指示的特征代謝物。發(fā)現(xiàn)40種代謝物同時滿足PLS-DA的VIP評分>1（圖4a）和顯著相關性（P<0.05和r>0.6），并且至少具有一種肉質屬性（圖4b）。正如預期的那樣，隨著熟成的增長，8個氨基酸（谷氨酸、N-乙酰基-DL-蛋氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、L-天冬氨酸、絲氨酸和亮氨酸）和8個二肽（異亮氨酰谷氨酸、Glu-Thr、Gly-Val、甘氨酰-L-脯氨酸、Ala-Ala、γ-谷氨酰谷氨酰谷氨酰胺、焦谷氨酰-異亮氨酸和N-乙酰肌肽）在肉分泌物中積累，與吹掃損失、TBARS和羰基含量呈正相關，與含水量、巰基含量和剪切力呈負相關。甘露糖-6-磷酸和鳥苷-5-二磷酸-D-甘露糖參與果糖和甘露糖代謝。D-赤蘚糖-4-磷酸、6-磷酸葡糖酸和核糖-5-磷酸參與磷酸戊糖途徑。這五種代謝物在牛肉滲出物中均隨著熟成的增長呈下降趨勢。牛肉屠宰后碳水化合物供應不足，因此一些碳水化合物逐漸被消耗，在較長時間熟成的牛肉滲出物中顯示出較少的豐度。因此，這5種代謝物與TBARS和羰基含量呈負相關，與牛肉剪切力呈正相關。

圖4| 關鍵代謝物(圖源：Qianqian Yu, et al., FOOD RES INT., 2024)

拜譜生物小結

通過代謝組學表征了不同熟成時間的不同肌肉滲出液的代謝物變化。總體來說，宰后濕法熟成顯著提高了肉的嫩度，而長時間的熟成對肉脂/蛋白的氧化和持水能力有不利影響。在熟成過程中。代謝組的主成分分析揭示了根據(jù)熟成時間和肌肉類型同時出現(xiàn)的不同簇。熟成時間長的牛肉滲出物中發(fā)現(xiàn)氨基酸、肽、氧化脂肪酸和羥基脂肪酸過量，40種代謝物與肉質特征顯著相關，59種代謝物受肌肉類型顯著影響。這些結果證明了使用肉類滲出物代謝組學評估肉質的潛在可能性。這一過程中拜譜生物提供了非靶向代謝組學技術服務，拜譜生物可提供完善成熟的蛋白組學、代謝組學以及多組學聯(lián)合產品技術服務體系，助力高分文章發(fā)表，歡迎致電咨詢！

參考文獻：Yu Q, Gu X, Liu Q, Wen R, Sun C. Effect of wet-aging on meat quality and exudate metabolome changes in different beef muscles. Food Res Int. 2024. doi: 10.1016/j.foodres.2024.114260.