宰后熟成是肉类工业中的一种常见处理方法，主要目的是使肉嫩化。肉类渗出物是在湿法熟成或储存过程中从新鲜肉类中自然释放的水溶液，主要含有水溶性肌浆蛋白，混合了许多可溶性酶、肽、氨基酸和核苷酸等。近年来，高通量代谢组学技术揭示了肉类渗出物的生化成分，表明它们在提供整个肉类样品的同质信息方面具有实用价值，但很少有研究报道肌肉渗出物生化变化及其在湿式熟成过程中对肉质指示的潜力。

2024年3月19日，烟台大学孙承锋教授课题组在Food Research International上发表题为“Effect of wet-aging on meat quality and exudate metabolome changes in different beef muscles”的研究文章。研究人员探究了牛腰最长肌（LL）和腰大肌（PM）在湿法熟成过程中的代谢组学特征，并分析其与肉质性状的关系，寻找关键代谢物，为阐明肌肉品质特征随熟成时间延长的生化机制提供新的见解。拜谱生物提供了非靶代谢组学服务，助力解析湿法熟成对牛肉品质的影响。

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

客户单位：烟台大学

研究材料：牛肉渗出液

分组信息：湿法熟成3、7、14、21和28天的牛腰最长肌（LL-03d、LL-07d、LL-14d、LL-21d和LL-28d）和腰大肌（PM-03d、PM-07d、PM-14d、PM-21d和PM-28d）

拜谱提供技术：非靶向代谢组学

摘要图：

图1| 摘要图(图源：Qianqian Yu, et al., FOOD RES INT., 2024)

研究内容

1. 牛肉及牛肉渗出液的理化特征

研究人员首先测定牛肉渗出液的理化特征，包括持水能力、剪切力和肌原纤维碎裂、脂质氧化和蛋白质氧化等指标，随着熟成时间的增加，肉质剪切力显著降低，肌原纤维断裂指数、脂肪和蛋白质氧化均随熟成而升高。在熟成过程中，腰大肌的吹扫损失、离心损失和蒸煮损失显著高于腰最长肌，嫩度显著高于腰最长肌，脂质和蛋白质氧化程度显著高于腰最长肌。

2. 牛肉及牛肉渗出液的理化特征

随后研究人员对牛肉渗出液的代谢物成分进行检测，正负离子模式共获得1827个和4334个离子峰。PCA结果如图2所示，QC样本在正负离子模式下均表现出紧密的聚类。说明所得数据稳定可靠，能够反映样品本身的生物学差异。不同的熟成阶段可以通过第一主成分(PC1)基本区分开来，而两种肌肉类型存在差异。其中不同熟成阶段的LL肌肉可以通过PC1区分为两组，其中熟成时间短(3和7 d)组和熟成时间长(14、21和28 d)组分别位于PC1的左、右象限。PM肌肉3、7 d组与21、28 d组完全分离，分别位于PC1的左、右象限，14 d肌肉正、负两种模式均位于象限中间。结果表明，肉渗出物代谢组随熟成时间和肌肉类型而发生显著变化。与肌肉类型相比，熟成对肉渗出物代谢组的影响更大。在正离子和负离子模式下被显着分离。

在牛肉渗出物中初步鉴定出145种代谢物。KEGG富集分析发现17条显著富集途径（P < 0.05）。最显著的富集途径是氨酰基-tRNA生物合成，该途径富集了13种代谢物。参与氨基酸代谢/生物合成的10条生化途径显著富集。其他途径涉及磷酸戊糖途径、泛酸盐和辅酶A生物合成、乙醛酸酯和二羧酸酯代谢、嘌呤代谢、氮代谢和柠檬酸循环。

图2| 代谢组PCA评分图(图源：Qianqian Yu, et al., FOOD RES INT., 2024)

3. 牛肉代谢物随宰后湿法熟成时间而变化

共有98种代谢物随熟成时间增长而发生显著变化。其中59种代谢物随着时间的增长呈增加趋势，并且来自熟成较长时间的牛肉的肉渗出物最多（21和28 d）。这些代谢物主要涉及氨基酸及其衍生物、肽（尤其是二肽）、氧化脂肪酸和羟基脂肪酸。相比之下，39种化合物随着时间的增长而减少，这些代谢物主要属于脂质、长链脂肪酸、核苷、磷酸戊糖和磷酸单糖。

4.牛肉特异性代谢物的发现

上述发现59种代谢物受肌肉类型显著影响。其中39种在LL渗出液中表现出较高的水平，这些代谢物可根据其变异趋势分为两类（图3a）。第1类包括11种代谢物，这些代谢物在两种类型的肌肉中都显示出随着熟成而下降的趋势。LL渗出物中检测到5种长链脂肪酸，其含量高于PM渗出物。这5种长链脂肪酸随熟成增长呈下降趋势，在PM渗出液中更为明显。这可能反映了PM肌肉中发生的更强烈和更深的脂质氧化，尤其是在28天熟成的PM渗出物中。第2类包括28种代谢物，其中大多数代谢物在LL和PM渗出物中随时间的增加呈增长趋势，并且在LL渗出物中检测到较高水平，尤其是在熟成较长（14、21和28天）的LL渗出物中。这些代谢物包括氧化脂肪酸（FA 18：1 + 1O和FA 18：3 + 1O）、羟基脂肪酸（2-羟基-4-甲基戊酸、2-异丙基苹果酸、DL-2-羟基戊酸）和肽（甘氨酰-L-脯氨酸、甘氨酸、谷氨酸-缬氨酸、N-乙酰肌肽和肌肽）。

进一步筛选FC>1.5，FDR<0.05的差异代谢物，结果如图3b所示，研究人员发现25个差异代谢物，LL中有15种代谢物显著升高，PM中有10种代谢物显著升高。这些渗出物化合物可以被选为区分肌肉类型的潜在肌肉特异性标志物。

图3| 代谢组聚类热图和特征代谢物(图源：Qianqian Yu, et al., FOOD RES INT., 202

5. 湿法熟成过程中与肉质相关的关键代谢物

与肌肉类型相比，湿法熟成时间是影响肉质和肉分泌物代谢组变化的主要因素。因此，对熟成期进行PLS-DA和相关性分析，以筛选肉类渗出物中可用于宰后陈酿期间肉质指示的特征代谢物。发现40种代谢物同时满足PLS-DA的VIP评分>1（图4a）和显著相关性（P<0.05和r>0.6），并且至少具有一种肉质属性（图4b）。正如预期的那样，随着熟成的增长，8个氨基酸（谷氨酸、N-乙酰基-DL-蛋氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、缬氨酸、L-天冬氨酸、丝氨酸和亮氨酸）和8个二肽（异亮氨酰谷氨酸、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-异亮氨酸和N-乙酰肌肽）在肉分泌物中积累，与吹扫损失、TBARS和羰基含量呈正相关，与含水量、巯基含量和剪切力呈负相关。甘露糖-6-磷酸和鸟苷-5-二磷酸-D-甘露糖参与果糖和甘露糖代谢。D-赤藓糖-4-磷酸、6-磷酸葡糖酸和核糖-5-磷酸参与磷酸戊糖途径。这五种代谢物在牛肉渗出物中均随着熟成的增长呈下降趋势。牛肉屠宰后碳水化合物供应不足，因此一些碳水化合物逐渐被消耗，在较长时间熟成的牛肉渗出物中显示出较少的丰度。因此，这5种代谢物与TBARS和羰基含量呈负相关，与牛肉剪切力呈正相关。

图4| 关键代谢物(图源：Qianqian Yu, et al., FOOD RES INT., 2024)

拜谱生物小结

通过代谢组学表征了不同熟成时间的不同肌肉渗出液的代谢物变化。总体来说，宰后湿法熟成显著提高了肉的嫩度，而长时间的熟成对肉脂/蛋白的氧化和持水能力有不利影响。在熟成过程中。代谢组的主成分分析揭示了根据熟成时间和肌肉类型同时出现的不同簇。熟成时间长的牛肉渗出物中发现氨基酸、肽、氧化脂肪酸和羟基脂肪酸过量，40种代谢物与肉质特征显著相关，59种代谢物受肌肉类型显著影响。这些结果证明了使用肉类渗出物代谢组学评估肉质的潜在可能性。这一过程中拜谱生物提供了非靶向代谢组学技术服务，拜谱生物可提供完善成熟的蛋白组学、代谢组学以及多组学联合产品技术服务体系，助力高分文章发表，欢迎致电咨询！

参考文献：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.