草果对炖煮鸡肉和牛肉品质的影响：基于微观结构、蛋白质组学与分子对接的解析

《Foods》：Effects of Amomum tsaoko on Chicken and Beef Quality During Stewing: Insights from Microstructure, Proteomics, and Molecular Docking

　　

肉嫩度是消费者接受度的关键决定因素，然而草果（Amomum tsaoko，A. tsaoko）在炖煮过程中对肉类品质的影响是否具有肉类型依赖性仍不清楚。本研究采用理化分析、低场核磁共振（low-field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）、透射电子显微镜（transmission electron microscopy，TEM）、基于数据非依赖采集的蛋白质组学（data-independent acquisition-based proteomics，DIA-based proteomics）和分子对接技术，研究了草果粉对炖煮鸡肉和牛肉的影响。草果对剪切力表现出显著的肉类型×处理交互作用（p < 0.001），使鸡肉剪切力降低，而使牛肉剪切力升高。在总水分含量及主要T₂水分群体的相对比例上，未观察到显著的处理效应。定性TEM观察显示，与处理相关的肌原纤维组织存在差异。蛋白质组学筛选在鸡肉和牛肉中分别鉴定出57个和169个候选差异丰度蛋白（differentially abundant proteins，DAPs）。鸡肉DAPs主要与细胞骨架组织相关，而牛肉DAPs则与肌原纤维组织、肌肉收缩、线粒体功能和能量代谢表现出更广泛的关联。由于使用了未经多重检验校正的名义p值，这些蛋白质组学模式被认为是探索性的。儿茶素与鸡肉中的凝溶胶蛋白（gelsolin）和牛肉中的热休克蛋白60（heat shock protein 60，HSP60）的预测结合能分别为?7.1 kcal/mol和?9.4 kcal/mol。总体而言，研究结果表明草果对肉类结构和细胞反应具有肉类型特异性，而分子对接为潜在的酚类-蛋白质相互作用提供了探索性支持。

**一、研究背景与研究目的**

肉嫩度是决定消费者接受度的关键品质属性。草果（Amomum tsaoko）为姜科多年生草本植物，主要种植于中国西南地区，其果实富含挥发性萜类、有机酸、黄酮和酚酸等生物活性成分，在传统烹饪中广泛用作香料和调味剂。在肉类加工中，草果常用于炖煮和腌制以去除不良风味并改善香气，但其对肉品质、尤其是嫩度的系统性影响仍知之甚少。已有综述指出，草果精油对肉质地的影响可能取决于剂量、肉类型和加工条件。由于鸡肉和牛肉在肌肉结构、蛋白质组成及理化特性上存在显著差异，不同肉基质对草果的反应可能不同，但相同烹饪条件下直接对比的证据有限，相关结构和蛋白质层面变化也缺乏系统探索。因此，研究人员提出假设：草果在炖煮过程中对嫩度具有肉类型依赖性效应。本研究在受控条件下将鸡胸肉和牛最长腰肌分别添加草果粉炖煮，通过整合理化分析、LF-NMR、超微结构观察、DIA蛋白质组学和分子对接，系统表征两种肉对草果的差异响应，并探究可能的微观结构与蛋白质水平变化。

**二、研究内容与总体结论**

研究人员将鸡胸肉和牛最长腰肌分为对照组（CK、CB）和草果处理组（ATC、ATB），每组3个生物学重复，在相同炖煮条件下制备样品。结果表明，草果对剪切力存在显著的肉类型×处理交互作用（p < 0.001）：在鸡肉中显著降低剪切力，而在牛肉中显著升高剪切力。总水分含量及各主要T₂水分群体相对比例未受处理显著影响。TEM定性观察发现两种肉在处理后均出现肌原纤维组织结构差异。蛋白质组学筛选出鸡肉57个、牛肉169个候选DAPs，功能富集显示鸡肉DAPs主要涉及细胞骨架组织，牛肉DAPs则关联肌原纤维组织、肌肉收缩、线粒体功能和能量代谢。分子对接显示，儿茶素与鸡肉凝溶胶蛋白（gelsolin）和牛肉HSP60分别具有较优的预测结合能。总体来看，草果在炖煮中对鸡肉和牛肉的质地及蛋白响应具有肉类型特异性，这些发现为肉类加工中草果的差异化应用提供了参考，但尚不能确证因果关系，相关分子机制需进一步验证。

**三、主要技术方法**

研究人员从昆明市茨坝农贸市场采集鸡胸肉和牛最长腰肌，商业草果粉由怒江福果公司提供。样品切块后炖煮45 min，对照组不添加草果粉。采用质构仪测定剪切力，卤素水分分析仪测定水分含量，LF-NMR分析水分分布，TEM观察超微结构。蛋白质组学采用基于DIA的液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）方法，数据经DIA-NN检索，差异蛋白筛选阈值为倍变>1.5或<0.667且p < 0.05，随后进行GO和KEGG富集。分子对接采用AutoDock Vina，选取四种代表性酚类化合物（咖啡酸、没食子酸、儿茶素、原儿茶酸）与四个代表性DAPs进行盲对接。统计采用双因素方差分析，交互显著时进行?ídák校正。

**四、研究结果**

**3.1 理化性质**：双因素方差分析显示肉类型对水分含量、烹饪损失、离心损失、剪切力及色泽参数影响显著，处理主效应不显著；仅剪切力存在肉类型×处理交互作用。简单效应比较表明，草果处理使鸡肉剪切力从3680.37 gf降至1328.03 gf，而使牛肉从3596.17 gf升至7059.87 gf，两种肉在对照条件下剪切力无差异，处理后牛肉显著高于鸡肉。总水分等参数无相应变化，提示剪切力差异非水分分布改变所致。

**3.2 低场核磁共振**：LF-NMR显示所有组中固定水（T₂₂）为主要水分群体。肉类型显著影响T₂₁和T₂₂比例，但处理及交互作用不显著，说明水分群体分布主要由肉类型决定，草果处理未改变主要水分群体比例。

**3.3 透射电子显微镜**：TEM显示ATC肌原纤维间间隙更宽、排列更松散，伴随剪切力降低；ATB肌原纤维排列更不规则，却伴随剪切力升高。研究表明超微结构改变与剪切力方向并非简单对应，提示有其他蛋白和细胞过程参与。

**3.4 蛋白质组学分析**：鸡肉中鉴定57个DAPs（44个上调，13个下调），牛肉中鉴定169个DAPs（135个上调，34个下调）。亚细胞定位显示两者DAPs分布广泛，牛肉中预测存在细胞骨架和肌节相关蛋白。GO富集分析中，鸡肉DAPs富集于肌动蛋白丝组织、氨基酸代谢等；牛肉DAPs富集于细胞呼吸、氧化磷酸化、肌节、肌原纤维、肌丝滑动等。KEGG富集显示鸡肉上调DAPs富集于果糖和甘露糖代谢、RNA降解，下调DAPs富集于细胞因子-细胞因子受体互作等；牛肉上调DAPs富集于柠檬酸循环和氧化磷酸化，下调DAPs富集于肌肉细胞骨架、肌动蛋白细胞骨架调控、运动蛋白和心肌收缩。

**3.5 分子对接结果**：同源建模质量评估显示四个受体蛋白模型均合格。四种酚类化合物与四个受体蛋白的对接均为负结合能，其中儿茶素与鸡肉A0A8V1ACU4和A0A8V1AL60的预测结合能均为?7.1 kcal/mol，与牛肉A0AAA9TBS7为?9.4 kcal/mol、与P61603为?6.4 kcal/mol，表现出最优的预测亲和力。二维相互作用图显示儿茶素通过氢键、范德华力和疏水作用稳定结合于受体口袋内。

**五、讨论与结论**

讨论部分指出，草果处理引起的剪切力相反变化无法由总水分含量或水分群体比例解释，而超微结构与蛋白质组学结果提供了可能的肉类型特异性结构背景。鸡肉中细胞骨架相关蛋白的变化与TEM观察到的松散肌原纤维排列一致；牛肉中能量代谢和肌肉收缩相关蛋白的富集则可能与其剪切力升高的复杂性有关。分子对接仅作为酚类-蛋白质潜在互作的探索性支持，不能视为直接证据。结论部分翻译如下：与草果粉同炖对肉质产生肉类型依赖性效应，降低鸡肉剪切力而升高牛肉剪切力。这些相反的质地响应未伴随总水分或主要T₂水分群体的显著变化，但伴随肌原纤维超微结构的定性差异和不同的探索性蛋白质组学响应。鸡肉候选处理响应蛋白主要与细胞骨架组织相关，而牛肉候选蛋白则与肌原纤维组织、肌肉收缩、线粒体功能和能量代谢关联更广。这些观察为鸡肉和牛肉对草果处理的不同质地反应提供了可能的结构和蛋白水平背景，但不构成因果关系。分子对接显示儿茶素与所选代表性受体蛋白（鸡肉凝溶胶蛋白、牛肉HSP60）具有较优的预测互作，为潜在酚类-蛋白相互作用提供了探索性计算支持。由于蛋白质组筛选和富集分析基于未校正的名义p值，且对接结果为计算预测，这些发现应视为探索性关联而非验证机制。实际应用中，肉类型应作为草果在肉制品中应用的重要考量因素。