肉牛和牦牛宰后产生的骨副产物富含多种营养成分,高效开发利用牛骨资源,对提高肉牛和牦牛的经济价值具有重要意义。本论文采集我国4个地域牦牛和7个主要地域牛种的肱骨、股骨、脊骨、肋骨四个部位为样本进行营养组分检测,使用主成分、聚类、判别分析方法对牛骨样本进行营养品质评价。以甘南牦牛骨为原料,研究了酸法制备牦牛骨胶原蛋白和酶解制得不同分子量牦牛骨胶原多肽的结构及组成。并以人成骨细胞为体外模型评价了牦牛骨胶原多肽的营养功效。主要研究结果如下:1、牛骨中的水分含量在12.23~48.10 g/100g之间,灰分含量为21.33~48.07g/100g,蛋白质含量为13.68~26.14 g/100g,脂肪含量为4.37~33.40g/100g。牦牛骨中的水分含量相差较小,而黄牛中的水分含量差别较大,各地域各部位牛骨的灰分含量趋势与水分含量趋势相反;牦牛和黄牛的骨中蛋白质含量相差不大,同一品种牛不同部位骨中蛋白质含量存在显著差异;各部位的脂肪含量趋势与蛋白质含量趋势相反,牦牛骨的脂肪含量相对较高,蛋白质含量相对较低。2、牛骨中检测出20种矿物质元素。常量元素含量分析,黄牛>牦牛,微量元素含量分析,黄牛<牦牛;分析各气候区矿质元素含量,温带区>高原山地气候区、亚热带季风区;通过矿物质主成分分析可将不同地域来源的牛骨分为4组,鲁西黄牛、陕西秦川牛和内蒙古草原牛为一组,河南南阳牛为二组,青海大通牦牛和桂林南方牛为三组,其他牛种为第四组。判别分析表明,气候和地域因素与牛骨矿物质组成和含量的关系密切。3、牛骨中普遍存在12~16种脂肪酸。不同地域来源、不同部位的牛骨中各脂肪酸含量均呈显著差异;通过脂肪酸主成分分析可将不同地域来源的牛骨分为4组,第一组:鲁西黄牛、陕西秦川牛、吉林延边牛、河南南阳牛、内蒙古草原牛、甘南牦牛、桂林南方牛和云南云岭牛;第二组:娘亚牦牛;第三组:青海大通牦牛;第四组:麦洼牦牛。判别结果表明,气候和地域因素与牛骨脂肪酸组成和含量的关系密切。4、牛骨中含有17种氨基酸。分析总氨基酸含量,就品种而言,黄牛>牦牛,南方黄牛>中原黄牛、北方黄牛>牦牛;就气候而言,高原山地气候区>亚热带季风气候区>温带季风气候区>温带大陆性气候区。通过氨基酸主成分分析和聚类分析都可将不同地域来源的牛骨分为4组,不同部位牛骨的分组情况差异较大。判别试验结果表明,气候因素和地域因素与牛脊骨氨基酸组成和含量关系密切,而与牛肱骨、股骨和肋骨的相关性较弱。5、以甘南牦牛肋骨为原料,优选了酸法制备牦牛骨胶原蛋白(YBC)与碱性蛋白酶制备多肽(YBCP)的工艺条件;采用UV和FT-IR扫描分析、DSC和SDS-PAGE测定,SEM扫描观察,解析YBC和YBCP的结构,同时分析了氨基酸组成。结果表明YBC具有典型的Ⅰ型胶原蛋白的氨基酸组成特点,具备完整的三螺旋结构。YBCP中总氨基酸含量(TAA)、必需氨基酸含量(EAA)含量随着分子量的增大而减少,胶原蛋白结构降解剧烈。6、以人成骨细胞(HOC)为体外模型,确定了分子量为<1kDa、1~2kDa、2~4kDa、CaCl2、葡萄糖酸钙(CG)促进HOC增殖的最佳浓度。在各样品组最适浓度下,YBCP能够促进HOC早期ALP的表达和后期矿化结数量增加,而且随着分子量的减小,ALP活性更强、矿化结数量更多。优选出<1kDa多肽组对于HOCⅠ型胶原蛋白mRNA表达水平有明显的促进作用。多肽组表现出比CaCl2和CG组更强的促增长趋势。综上可知,本研究首次针对我国主要地域的地方牛种不同部位牛骨进行营养品质评价,弥补了我国牛骨资源品种、地域、部位的详实数据缺乏的情况,为牛骨资源的有效利用提供可靠的数据支撑。通过对甘南YBC和YBCP的制备、结构解析与营养性评价,为今后牦牛骨资源的高值化利用提供了重要实验依据。