基于线粒体蛋白质组的牛肉颜色稳定性差异机制研究：终末pH与包装方式对腰最长肌的生物调控作用

本研究针对高终末pH(pHu)牛肉因颜色异常导致的经济损失问题，通过分析不同pHu（正常pHu<5.8 vs 中间pHu 5.8-6.2）和包装方式（真空包装 vs 高氧改性气调包装HiOx-MAP）对腰最长肌线粒体蛋白质组的影响，发现中间pHu牛肉通过上调MICOS复合体(APOOL/CHCH3/MICOS13)和VDAC2蛋白维持线粒体完整性，真空包装能显著提升颜色稳定性并促进蛋白水解，而HiOx-MAP虽能短期改善色泽但会加速氧化应激。该研究为优化牛肉贮藏工艺提供了分子层面的理论依据。

　　

牛肉的色泽是消费者判断其新鲜度的首要指标，樱桃红色的表面往往意味着更好的品质。然而在屠宰后，肌肉中糖原储备的异常会导致终末pH(pHu)升高，形成颜色暗沉的"深色切割肉"(dark-cut beef)。这种现象不仅影响销售，每年给肉类行业带来巨大经济损失。更棘手的是，当前广泛采用的高氧改性气调包装(HiOx-MAP)虽能通过80%O₂
/20%CO₂
环境促使肌红蛋白氧合为鲜红的氧合肌红蛋白(OMb)，却会加速脂质和蛋白质氧化，反而缩短货架期。这种矛盾现象背后，线粒体作为能量代谢和氧化应激的核心细胞器，其蛋白质组如何响应不同pHu和包装条件，成为破解牛肉颜色稳定性差异的关键。

来自圣保罗州立大学的研究团队选取了30-35月龄的Nelore牛腰最长肌(longissimus lumborum)，根据pHu分为正常组(pHu<5.8)和中间组(5.8

Raw material
实验材料选自巴西圣保罗商业屠宰场的Nelore牛腰最长肌，采用穿刺式pH计(LanceFET探头)在宰后48小时精确测定pHu值，确保样本分组准确性。

Beef quality analysis
色度分析显示pHu与包装方式存在显著交互作用(P<0.05)。中间pHu组表现出更高的脱氧肌红蛋白(DMb)含量和肌红蛋白还原活性(MRA)，但亮度值(L*)较低。HiOx-MAP包装的牛肉初始a*值(红度)显著提升，但随着时间推移出现更严重的褪色现象，尤其在正常pHu组中氧化应激标志物明显增加。

Proteomic profiling
从鉴定到的972种蛋白质中筛选出225种线粒体蛋白。差异分析揭示：真空包装的中间pHu牛肉特异性上调了MICOS复合体组分(APOOL、CHCH3和MICOS13)及电压依赖性阴离子通道蛋白2(VDAC2)，这些蛋白与维持线粒体膜完整性密切相关。相反，HiOx-MAP包装导致能量代谢相关通路(如三羧酸循环和氧化磷酸化)蛋白表达紊乱，并引发抗氧化防御系统超负荷。

Conclusion
该研究首次阐明线粒体蛋白质组是调控不同pHu牛肉颜色稳定性的分子基础。中间pHu通过维持MICOS复合体功能增强线粒体结构稳定性，而真空包装相比HiOx-MAP更能促进蛋白水解酶活性，延缓氧化损伤。这一发现不仅解释了传统观察到的现象——真空包装牛肉颜色更稳定，更为开发针对高pHu牛肉的新型保鲜技术提供了明确靶点，如通过调控MICOS复合体或VDAC2活性来改善线粒体功能。研究还提示HiOx-MAP的应用需要严格匹配pHu范围，对优化肉类工业包装方案具有重要指导价值。

值得注意的是，Daniel S. Antonelo等作者特别指出，未来研究应扩大样本量验证MICOS复合体各亚基的调控网络，并探索通过基因编辑或饲料添加剂预处理来稳定宰后肌肉pHu的可行性。这些工作将有助于从根本上解决深色切割肉问题，提升全球牛肉产业链的经济效益。