嫩度是牛肉最重要的一个品质指标。前期研究发现,蛋白质氧化的水平可能影响宰后成熟过程中牛肉的嫩度。然而,蛋白质氧化对宰后牛肉嫩度影响尤其是不同包装方式下蛋白质氧化对牛肉嫩度影响的机理还鲜有报道。因此,研究不同包装方式下蛋白质氧化对牛肉嫩度的影响机理,探讨解决蛋白质氧化对牛肉嫩度影响的途径,具有重要的理论和现实意义。本论文主要研究不同包装方式下蛋白质氧化对牛肉嫩度影响的内在机理,并采用羟基自由基氧化体系(0.01 mmol·L-1三氯化铁/0.1 mmol·L-1抗坏血酸/不同浓度的双氧水)对牛肉肌原纤维蛋白进行外源氧化,探讨蛋白质氧化对牛肉理化性质、关键结构蛋白聚集以及二硫键形成对蛋白生物学功能的影响。同时对牛肉肌球蛋白进行体外氧化试验,研究氧化的肌球蛋白二级结构的变化以及μ-钙激活酶和细胞凋亡酶-3对氧化的肌球蛋白的降解机理,并对氧化后肌球蛋白的氧化位点进行鉴定。具体研究内容和结果如下:1.不同包装方式对宰后成熟过程中牛肉品质的影响以真空包装作为对照,研究托盘包装和气调包装对宰后成熟过程中牛肉品质的影响。取4头宰后24h的黄牛左测背最长肌,切割成大小一致的肉块并随机分组进行托盘包装、气调包装和真空包装,在4℃下冷藏成熟0、4、7、10天,并分别测定pH值、颜色、嫩度、贮藏损失、离心损失、蒸煮损失和水分分布状态,评价不同包装方式对宰后成熟过程中牛肉品质的影响。结果表明:在宰后成熟过程中,与真空包装相比,托盘包装和气调包装牛肉样品的蒸煮损失无显著性差异(P>0.05),而贮藏损失差异显著(P<0.05);托盘包装牛肉样品的pH值较高,而气调包装牛肉样品的pH值较低;托盘包装和气调包装牛肉样品的L*值、a*值、b*值和自由水含量较高(P<0.05),而托盘包装和气调包装牛肉样品的嫩度显著低于对照组(P<0.05)。2.不同包装方式下蛋白质氧化对牛肉嫩度的影响机理研究以真空包装作为对照,通过测定蛋白质羧基含量及氧化在肌细胞内的分布、游离巯基含量、总巯基、钙蛋白酶活性以及肌间线蛋白、肌钙蛋白-T和伴肌球蛋白的降解,研究托盘包装和气调包装对宰后成熟过程中牛肉嫩度的影响机理。结果表明:相对于真空包装,托盘包装和气调包装下牛肉蛋白质羰基含量上升(P<0.05),活性巯基含量下降,羰基荧光亮度较强且随着贮藏时间的延长其分布逐渐由细胞膜边缘扩散至细胞内部,表明托盘包装和气调包装可以促进宰后牛肉样品蛋白质的氧化。托盘包装和气调包装牛肉样品的μ-钙蛋白酶活性较弱(P<0.05),μ-钙蛋白酶自溶程度降低,其降解肌间线蛋白、肌钙蛋白-T以及肌联蛋白等关键肌原纤维蛋白的能力下降(P<0.05),表明托盘包装和气调包装下蛋白质氧化加剧抑制μ-钙蛋白酶活性,从而进一步抑制其对肌原纤维蛋白的降解,不利于牛肉成熟过程中嫩度的改善。3.体外氧化对牛肉肌原纤维蛋白结构和功能的影响以牛背部最长肌肌原纤维蛋白为研究对象,采用羟基自由基氧化体系(0.01 mmol.L-1三氯化铁,0.1 mmol.L-1抗坏血酸,0-20 mmol·L-1双氧水在4 ℃孵育24 h)对肌原纤维蛋白进行不同程度的氧化,通过测定蛋白质羰基含量、游离巯基含量、表面疏水性、溶解度、粒径,研究体外氧化对牛肉肌原纤维蛋白生化性质的影响,通过SDS-PAGE和Western blot测定肌原纤维蛋白的交联和聚集情况,同时通过蛋白质组学分析氧化交联蛋白质的生物学功能。结果表明:随着氧化水平的增加,蛋白质羰基含量、表面疏水性和粒径显著增加,而游离巯基含量显著降低(P<0.05)。体外氧化导致肌原纤维蛋白发生交联和聚集,运用蛋白质组学鉴定出易发生氧化的细胞部位、不同的酶以及相应酶的催化活性和结合部位,并分析出与鲜肉嫩度关系密切的易氧化形成二硫键的肌原纤维蛋白和蛋白酶。肌球蛋白、肌动蛋白、肌联蛋白、钙蛋白酶、细胞凋亡酶和热应激蛋白等富含半胱氨酸,因此最易氧化形成二硫健。4.体外氧化对牛肉肌球蛋白降解及氧化位点的影响以牛背部最长肌肌球蛋白为研究对象,采用羟基自由基氧化体系(0.01 mmol.L-1三氯化铁,0.1 mmol.L-1抗坏血酸,25、50、100 μmol.L-1双氧水在37 ℃孵育20 min,再加入μ-钙蛋白酶和细胞凋亡酶-3在37 ℃孵育20 min),通过测定肌球蛋白羰基含量和肌球蛋白二级结构的变化确定蛋白质氧化水平,通过SDS-PAGE和Western blot测定肌球蛋白的降解效果,并通过蛋白质组学鉴定肌球蛋白的氧化位点。结果表明:三组处理之间的蛋白质氧化水平存在显著性差异(P<0.05),肌球蛋白二级结构发生了显著改变。SDS-PAGE和Western blot结果表明适度的蛋白质氧化有利于μ-钙激活酶和细胞凋亡酶-3对肌球蛋白的降解,并运用蛋白质组学技术鉴定出肌球蛋白易被氧化的位点。对照组有22个氨基酸被氧化修饰,低氧化组、中氧化组和高氧化组分别有额外的10个、11个和20个氨基酸被氧化修饰。