楊致昊,劉暢,竇露,侯艷茹,其其格,蘇琳,趙麗華,靳燁*

1(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特,010018) 2(內(nèi)蒙古烏拉特中旗農(nóng)畜產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測(cè)中心,內(nèi)蒙古 巴彥淖爾,015000)

肉是高營(yíng)養(yǎng)的食物來(lái)源,可提供高質(zhì)量的蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素和其他微量營(yíng)養(yǎng)素。肉類商品的價(jià)值取決于其食用品質(zhì),其中嫩度是影響消費(fèi)者購(gòu)買欲望的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)[1-2]。動(dòng)物宰后肌肉嫩度變化的原因主要是肌原纖維蛋白的有限降解[3-5]。影響肌原纖維蛋白降解的蛋白酶系統(tǒng)主要有鈣蛋白酶系統(tǒng)、組織蛋白酶系統(tǒng)、蛋白酶體和Caspases[6]。目前報(bào)道較多的是鈣激活酶系統(tǒng)、組織蛋白酶系統(tǒng)和蛋白酶體。SENTANDREU等[7]于2002年提出了Caspases系統(tǒng)參與宰后成熟過(guò)程中蛋白酶水解和肌肉嫩化過(guò)程的假設(shè),因此Caspases介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡被認(rèn)為是影響肉嫩度變化的新機(jī)制。本文對(duì)Caspases的家族生物學(xué)特性、介導(dǎo)的凋亡途徑、Caspases對(duì)肉嫩度的影響及其調(diào)控機(jī)制等方面進(jìn)行了綜述,以期為改善畜禽肉嫩度提供新思路。

1 Caspases家族生物學(xué)特性

細(xì)胞凋亡是畜禽在被屠宰后細(xì)胞自我破壞的程序性死亡過(guò)程,整個(gè)過(guò)程需要30～60 min。凋亡酶使細(xì)胞的DNA破碎、細(xì)胞形態(tài)發(fā)生皺縮、線粒體腫脹,并形成凋亡小體,最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[8]。Caspases是一種能夠誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡信號(hào)發(fā)生的蛋白酶[9-10]。其名字來(lái)源于肽鍵水解過(guò)程中半胱氨酸側(cè)鏈所起的親核作用,以及在天冬氨酸裂解時(shí)罕見(jiàn)的一級(jí)特異性。Caspases是半胱氨酸依賴的天冬氨酸特異性蛋白酶,哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的Caspases有14種,按照發(fā)現(xiàn)順序命名為caspase-1～14[11]。根據(jù)Caspases的結(jié)構(gòu)和在細(xì)胞凋亡進(jìn)程中的功能可分為3種類型(圖1)。

圖1 Caspases家族的分類Fig.1 Classification of Caspases family

第1種是凋亡啟動(dòng)子亞類:包括caspase-8、9、10,處于細(xì)胞凋亡的起始階段,有較長(zhǎng)的原結(jié)構(gòu)域,能夠激活下游Caspases[12]；第2種是凋亡效應(yīng)子亞類：含有caspase-3、6、7,處于級(jí)聯(lián)反應(yīng)的下游,能夠直接使細(xì)胞發(fā)生凋亡,特點(diǎn)是效應(yīng)子分子量相對(duì)較小,沒(méi)有蛋白質(zhì)結(jié)合結(jié)構(gòu)域,但具有剪切細(xì)胞結(jié)構(gòu)蛋白的能力[13]；第3種是炎癥有關(guān)亞類,包括caspase-l、4、5、13及小鼠的caspase-11、12,與炎癥相關(guān)因子的成熟有關(guān),對(duì)細(xì)胞凋亡有著重要的作用。Caspases的底物包括：凋亡和炎癥調(diào)節(jié)因子；蛋白激酶和其他信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)因子；胞漿和核結(jié)構(gòu)蛋白；修復(fù)和管家酶；細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子和疾病相關(guān)因子等[14-15]。Caspases是一種專一性細(xì)胞質(zhì)/核質(zhì)蛋白,它們的序列不編碼輸出或輸入信號(hào)[16],通常情況下以單鏈酶原(等待激活的酶)形式存在,其中N端結(jié)構(gòu)域是可以編碼募集和激活信號(hào),并且可以定義Caspases的類型。C端蛋白酶催化單元是一個(gè)單一的結(jié)構(gòu)域,但在成熟過(guò)程中常被蛋白水解酶裂解成兩條鏈[17]。

凋亡啟動(dòng)子Caspases的酶原是惰性單體,對(duì)于它們的激活機(jī)制基本確定,最簡(jiǎn)單的啟動(dòng)子Caspases激活模型,被稱為誘導(dǎo)鄰近模型[18]。關(guān)于凋亡啟動(dòng)子Caspases的生化和結(jié)構(gòu)研究大多集中在caspase-8和9上,啟動(dòng)子Caspases酶原以無(wú)活性單體存在于細(xì)胞中,當(dāng)其接收到細(xì)胞凋亡信號(hào)后被銜接分子召集到寡聚激活平臺(tái),通過(guò)N端募集結(jié)構(gòu)域招募Caspases酶原形成多蛋白激活復(fù)合物,導(dǎo)致部分Caspases酶原濃度升高、水解活性增強(qiáng),進(jìn)而達(dá)到自我活化的條件。炎癥相關(guān)Caspases也以相同的方式被激活。

凋亡效應(yīng)子Caspases中,以caspase-3為例,caspase-3位于細(xì)胞凋亡級(jí)聯(lián)反應(yīng)的末端,通過(guò)降解細(xì)胞內(nèi)相應(yīng)底物使細(xì)胞發(fā)生凋亡。caspase-3基因首次被克隆出來(lái)是在人類的淋巴細(xì)胞中,隨后NICHO-LSON等[19]發(fā)現(xiàn)caspase-3酶原中質(zhì)量分別為17 kD和12 kD的2個(gè)亞基組成的凋亡素(apopain),可以剪切動(dòng)物細(xì)胞中的聚合酶PARP引發(fā)細(xì)胞發(fā)生凋亡,后被命名為caspase-3。與啟動(dòng)子caspases相比較,凋亡效應(yīng)子caspases-3、7不含有死亡效應(yīng)結(jié)構(gòu)域(death effector domain,DED),能夠直接切割細(xì)胞結(jié)構(gòu)蛋白,但需要在啟動(dòng)子Caspases被激活后才能進(jìn)一步被激活。凋亡效應(yīng)子caspase-3、7的酶原是專一的二聚體,在被激活時(shí)會(huì)形成大小2個(gè)亞基,然后將其N-端前體結(jié)構(gòu)域移除,結(jié)合形成異二聚體,異二聚體還將進(jìn)一步通過(guò)形成四級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)揮作用[20]。效應(yīng)子Caspases激活時(shí),蛋白序列從N端到分割點(diǎn)至少間隔4個(gè)氨基酸,且第一蛋白位點(diǎn)必須是天冬氨酸(D)。如底物PARP在DEVD↓G處被caspase-3剪切。在脊椎動(dòng)物中,凋亡和炎癥性Caspases具有比較明確的生化和生物學(xué)機(jī)制[21],但對(duì)caspase-2的作用仍不明確。caspase-2在凋亡網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外發(fā)揮著多種作用,同時(shí)也參與細(xì)胞周期的調(diào)控[22]。caspase-14通常不被認(rèn)為是凋亡或炎癥性Caspases,但在皮膚角質(zhì)化中有著特殊的作用,機(jī)制尚不明確[23]。

2 Caspases介導(dǎo)調(diào)控細(xì)胞凋亡相關(guān)通路

在Caspases介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡中,有3條活化路徑,分別為內(nèi)源性凋亡通路、外源性凋亡通路和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum,ER)介導(dǎo)的凋亡通路(圖2)。

圖2 細(xì)胞凋亡的內(nèi)源性通路、外源性通路及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)途徑的模式圖[24]Fig.2 Mode pattern of the intrinsic,extrinsic and ER-mediated apoptosis pathways

2.1 線粒體介導(dǎo)的內(nèi)源性凋亡通路

當(dāng)細(xì)胞受到內(nèi)部(如DNA損傷)或外部(如缺血、缺氧等)刺激時(shí),會(huì)發(fā)生應(yīng)激反應(yīng),刺激細(xì)胞,導(dǎo)致線粒體發(fā)生改變,線粒體膜通透性增大、跨膜電位降低,主要存在于內(nèi)膜與外膜之中的細(xì)胞色素C(Cyt-c)從受損的線粒體釋放到胞漿中。之后,Cyt-c結(jié)合caspases活化因子-1(Apaf-1)形成寡聚體并發(fā)生相互作用導(dǎo)致Apaf-1的構(gòu)象發(fā)生變化,Apaf-1的氨基端與凋亡酶前體-9(procaspase-9)的募集域(caspase recruitment domain,CARD)相結(jié)合,使得procaspase-9自動(dòng)活化,成熟caspase-9與凋亡小體結(jié)合后,caspase-3、7被激活,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的發(fā)生[25]。

B淋巴細(xì)胞瘤-2 (B cell lymphoma-2,Bcl-2)家族蛋白作為細(xì)胞凋亡中的調(diào)節(jié)因子對(duì)線粒體細(xì)胞凋亡途徑的調(diào)控具有極其重要的作用[26],Bcl-2蛋白家族具有高度復(fù)雜性,其家族成員已經(jīng)發(fā)展到20多種,如位于線粒體上的抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-w,通過(guò)抑制Cyt-c的釋放,對(duì)細(xì)胞凋亡起到抑制作用；再如存在于細(xì)胞質(zhì)中的促凋亡蛋白Bad、Bid、Bax和Bak,在接收到死亡受體信號(hào)傳導(dǎo)后轉(zhuǎn)移到線粒體中,通過(guò)促進(jìn)Cyt-c的釋放,誘發(fā)細(xì)胞凋亡[27]。

在Bcl-2家族中,Bcl-2和Bax是線粒體介導(dǎo)的內(nèi)源性細(xì)胞凋亡通路中重要的調(diào)節(jié)因子。Bcl-2低表達(dá)、Bax高表達(dá)或Bax/Bcl-2比值上升都會(huì)導(dǎo)致凋亡的發(fā)生。正常生理狀況下Bcl-2和Bax這2種蛋白的表達(dá)水平相對(duì)穩(wěn)定,當(dāng)接收到死亡受體信號(hào)傳導(dǎo)后,Bax被釋放,線粒體外膜上的Bax/Bax二聚體的數(shù)量增加,細(xì)胞對(duì)死亡信號(hào)的敏感性增強(qiáng),從而觸發(fā)凋亡；而當(dāng)抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)增高時(shí),Bax/Bax大量分解,結(jié)合成為更加穩(wěn)定的Bcl-2/Bax二聚體,減少對(duì)細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)作用,延長(zhǎng)細(xì)胞存活周期[28]。HUANG等[29]對(duì)宰后西門塔爾公牛胸最長(zhǎng)肌的凋亡因子和Caspases激活途徑的變化進(jìn)行了研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在宰后0～0.25 d,肌肉中Bax蛋白表達(dá)量顯著增加,Cyt-c從線粒體釋放到細(xì)胞質(zhì)。這一結(jié)果證實(shí)了Bax在宰后肌肉細(xì)胞線粒體依賴性細(xì)胞凋亡中的重要作用,同時(shí)能夠表明,在宰后牛胸最長(zhǎng)肌中,Cyt-C可通過(guò)Bax的調(diào)節(jié)從線粒體釋放到細(xì)胞質(zhì)。

2.2 死亡受體介導(dǎo)的外源性凋亡通路

死亡受體介導(dǎo)的外源凋亡通路與死亡誘導(dǎo)信號(hào)復(fù)合物“細(xì)胞膜受體-適配器-Caspases”(DISC)的組裝有關(guān)。細(xì)胞膜的特定死亡受體(例如Fas,TNFR)能夠識(shí)別具有定位凋亡酶前體-8(Procaspase-8)、凋亡酶前體-10(Procaspase-10)功能的細(xì)胞死亡信號(hào)(例如Fas配體,TNF-2)[30]。該死亡信號(hào)與特定受體相結(jié)合可以激活相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域(death domain,DD),包括FADD(與Fas相關(guān)DD)、TRADD(與TNF受體相關(guān)DD)、RAIDD(RIP相關(guān)蛋白DD),從而導(dǎo)致相關(guān)DD聚合并產(chǎn)生大量DEDs。然后這些DEDs與Procaspase-8的原結(jié)構(gòu)域(Pro-domain)的DEDs相互作用,誘導(dǎo)Procaspase-8蛋白質(zhì)進(jìn)行寡聚反應(yīng),最終產(chǎn)生大量的DISC。DISC組裝后像內(nèi)在途徑中形成的凋亡體一樣,將分子信號(hào)轉(zhuǎn)化為蛋白酶活性,從而導(dǎo)致caspase-8被激活。被激活的caspase-8通過(guò)2種途徑導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。當(dāng)caspase-8被大量活化時(shí),可以直接處理和激活下游的caspase-3和caspase-7,這些下游Caspases通過(guò)裂解各種細(xì)胞底物來(lái)執(zhí)行凋亡,從而導(dǎo)致凋亡級(jí)聯(lián)反應(yīng)的發(fā)生；當(dāng)caspase-8只有少量被活化時(shí),通過(guò)切割胞漿中促凋亡蛋白Bid的前體來(lái)形成裂解的Bid[31],被裂解的Bid轉(zhuǎn)移至線粒體中,造成了促凋亡蛋白Bax和Bak寡聚后釋放Cyt-c,Cyt-c的釋放誘導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)中凋亡小體的形成,進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的發(fā)生。

FLIP(FLICE-like inhibition protein)是caspase-8的同系物,也參與caspase-8激活[32]。只有在低水平表達(dá)下,FLIP才能增強(qiáng)Fas誘導(dǎo)的caspase-8的激活；當(dāng)FLIP高表達(dá)時(shí),會(huì)抑制caspase-8的激活,這可能是通過(guò)阻斷caspase-8的結(jié)合位點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的[33]。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),FLIP能夠與具有催化活性的caspase-8形成異二聚體,這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)了caspase-8的二聚活化機(jī)制[34]。由此可見(jiàn),caspase-8既能通過(guò)Cyt-c誘導(dǎo)、線粒體介導(dǎo)途徑活化,也能通過(guò)與死亡復(fù)合體結(jié)合實(shí)現(xiàn)自我活化。

2.3 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)介導(dǎo)的凋亡通路

ER是一種多功能細(xì)胞器,可以消除未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì),只將正確折疊的蛋白質(zhì)輸出,同時(shí)對(duì)于磷脂的生物合成和維持鈣穩(wěn)態(tài)方面起著核心作用。當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)因缺氧、細(xì)胞快速增殖、氧化還原穩(wěn)態(tài)發(fā)生改變、蛋白質(zhì)合成水平提高以及鈣離子水平降低時(shí),未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)大量積累在ER中,導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(endoplasmic reticulum stress,ERS)的發(fā)生。ERS引發(fā)的細(xì)胞凋亡有一套獨(dú)特的信號(hào)傳導(dǎo)途徑,稱為ER相關(guān)性死亡途徑,主要有caspase-12、結(jié)合蛋白同源蛋白(CHOP)、c-Jun氨基末端激酶(JNK)3條信號(hào)通路[35]。

ER是caspase-12的主要聚集地,當(dāng)細(xì)胞中出現(xiàn)了ERS,會(huì)引起caspase-12的活化并最終導(dǎo)致凋亡的發(fā)生。在ERS的作用下,ER不受線粒體或其他部位凋亡信號(hào)的影響,caspase-7從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中移動(dòng)到ER表面,通過(guò)與凋亡酶前體-12(Procaspase-12)相互作用而活化caspase-12,而后激活下游的效應(yīng)子Caspases[36],導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的發(fā)生。

3 Caspases對(duì)肉嫩度的影響及其調(diào)控因素

肌原纖維是構(gòu)成肌纖維的物質(zhì)基礎(chǔ),也是決定肌肉嫩度的主要因素。其中和肉嫩度相關(guān)的蛋白有伴肌動(dòng)蛋白、結(jié)蛋白、肌鈣蛋白T、肌聯(lián)蛋白等[37]。以往研究表明,這些蛋白在鈣激活酶的作用下發(fā)生降解,導(dǎo)致肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性被破壞和肉的嫩化。然而,在鈣激活酶無(wú)法發(fā)揮作用的條件下,依舊有部分與嫩度相關(guān)的蛋白發(fā)生了降解,這可能與Caspases有關(guān)。因此,Caspases對(duì)肉嫩度的影響及其調(diào)控因素成為了研究熱點(diǎn)。ZHANG等[38]研究發(fā)現(xiàn),牛被屠宰后,其肌肉細(xì)胞失血失氧,溶酶鐵通過(guò)降低抗氧化酶活性導(dǎo)致活性氧積累。隨后,溶酶體鐵介導(dǎo)的溶酶體功能障礙增加了細(xì)胞線粒體膜通透性,降低了線粒體膜電位,從而增強(qiáng)了Cyt-c和促凋亡蛋白Bid的釋放,導(dǎo)致caspase-9、3的激活,增加了宰后肌肉中結(jié)蛋白和肌鈣蛋白T的降解程度,加快了宰后肌肉嫩化的進(jìn)程。李文東等[39]對(duì)宰后牦牛肉進(jìn)行了快速冷卻處理,發(fā)現(xiàn)當(dāng)Caspases活力被抑制時(shí),肌原纖維蛋白的降解減少,牛肉的剪切力增大。WANG等[40]利用環(huán)孢霉素A抑制caspase-9和caspase-3的活性,使得宰后牦牛背最長(zhǎng)肌的細(xì)胞凋亡率、肌原纖維斷裂指數(shù)、Ca2+水平均下降,同時(shí)肌肉的剪切力增大。這些研究結(jié)果表明Caspases對(duì)于肉嫩度有改善作用。此外,如鈣蛋白酶系統(tǒng)、小分子熱應(yīng)激蛋白等可直接參與肉的嫩化,同時(shí)也可通過(guò)調(diào)控細(xì)胞凋亡影響肉嫩度。

3.1 鈣蛋白酶

有研究表明鈣蛋白酶(Calpain)可以降解肌纖維中的肌動(dòng)蛋白、肌聯(lián)蛋白、肌鈣蛋白T和結(jié)蛋白等；破壞肌肉的超微結(jié)構(gòu)、使Z線弱化并消失,從而導(dǎo)致了肌肉的肌原纖維小片化,加速了肉的嫩化[41]。Calpain系統(tǒng)中鈣蛋白酶Ⅰ是引起宰后成熟過(guò)程中肌纖維蛋白降解和嫩化的主要蛋白酶,但將鈣蛋白酶Ⅰ基因沉默后,與肉嫩度有關(guān)蛋白的水解并未受影響,這表明肌肉嫩化過(guò)程中有其酶的參與,形成了多條通路。同時(shí),已有研究發(fā)現(xiàn)Caspases和Calpain系統(tǒng)之間相互作用、相互影響的機(jī)制,當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2+平衡被打破后,Calpain就可以激活caspsae-12,同時(shí)可以激活促凋亡蛋白Bcl-XL,誘導(dǎo)線粒體凋亡通路的啟動(dòng)[42]。CHEN等[43]對(duì)于宰后成熟過(guò)程中雞胸肉的caspases-3和Calpain的活性進(jìn)行了測(cè)定,結(jié)果表明,一些氧化型肌原纖維蛋白更加容易被Calpain和caspase-3進(jìn)行切割,caspase-3可以對(duì)鈣蛋白酶抑制蛋白(calpastatin)進(jìn)行降解,間接上調(diào)Calpain活性。同時(shí)Caspases通過(guò)介導(dǎo)蛋白降解對(duì)細(xì)胞膜和細(xì)胞骨架進(jìn)行破壞,導(dǎo)致Ca2+的濃度和Calpain的活性增強(qiáng)。而Calpain也能以負(fù)調(diào)控的方式作用于細(xì)胞凋亡,例如切割caspase-3、7、8、9,使之成為無(wú)活性的亞型結(jié)構(gòu),抑制細(xì)胞凋亡的發(fā)生[44]。HUANG等[45]在宰后牛的骨骼肌中注射了Ca2+,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在注射Ca2+的樣品中caspase-3的活性下降,可能的原因是Calpain的直接切割導(dǎo)致了caspase-3失活。因此,Caspases和Calpain之間存在多種作用途徑,可以共同調(diào)節(jié)宰后肌肉的嫩化。

3.2 小分子熱應(yīng)激蛋白

小分子熱應(yīng)激蛋白(small heat shock proteins,sHSPs)是熱應(yīng)激蛋白(heat shock proteins,HSPs)家族中的第六類,是一類具有低突變率的非特異性細(xì)胞蛋白,當(dāng)動(dòng)物受到缺氧缺血、氧化、重金屬鹽等刺激后便會(huì)迅速產(chǎn)生,主要包括HSP20、HSP27和αB-晶狀體蛋白等[46]。sHSPs能夠防止由于肌肉細(xì)胞凋亡引起的結(jié)構(gòu)損傷和蛋白質(zhì)降解,并保護(hù)肌動(dòng)蛋白和其他細(xì)胞骨架蛋白免受應(yīng)激反應(yīng)引起的斷裂。許多學(xué)者研究了sHSPs調(diào)控細(xì)胞凋亡的理論。例如,小鼠細(xì)胞中HSP27能干擾線粒體上游的凋亡信號(hào),影響線粒體釋放Cyt-c,減少凋亡小體的形成并干擾caspase-9的激活,從而抑制細(xì)胞凋亡的發(fā)生。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)羔羊腰部肌肉中的HSP27降解減少時(shí),完整的結(jié)蛋白和肌鈣蛋白T的含量更高、鈣蛋白酶自溶減少、肌肉的剪切力更高[47],因此,HSP27在維持肌肉細(xì)胞的完整性和修復(fù)變性蛋白質(zhì)方面具有一定的作用。此外,αB-晶狀體能夠通過(guò)抑制心肌細(xì)胞中caspase-3的活化而減少凋亡的發(fā)生,而當(dāng)αB-晶狀體蛋白錯(cuò)譯突變時(shí)則失去了抗凋亡作用,會(huì)導(dǎo)致線粒體膜通透性增大從而引起大量Cyt-c的釋放,加快細(xì)胞凋亡的進(jìn)程,與之類似的HSP20也具有相同的生物功能。其他sHSPs可以通過(guò)干擾細(xì)胞凋亡途徑中的化學(xué)信號(hào)來(lái)抑制細(xì)胞凋亡；也可以通過(guò)分子伴侶作用防止受損或未折疊的蛋白質(zhì)大量聚集,從而抑制ER介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡?？偟膩?lái)說(shuō),sHSPs在細(xì)胞凋亡和肌肉嫩度的調(diào)控上具有重要作用,不僅可以延緩肌原纖維蛋白的降解,還可以阻礙細(xì)胞凋亡的發(fā)生。

3.3 宰后處理

隨著Caspases對(duì)肉嫩度影響的研究更加深入,生產(chǎn)加工中也出現(xiàn)了人為加速細(xì)胞凋亡發(fā)生的技術(shù),例如∶1)超聲波處理:多適用于Ca2+注射的協(xié)同工藝,能夠直接將肌原纖維小片化,在胴體缺乏能量供給的情況下利于Caspases對(duì)肌原纖維的降解[48]；2)高壓嫩化法：250 MPa超高壓處理牛肉10 min,能夠迫使肌內(nèi)周膜、肌外周膜剝離,人工促進(jìn)肌細(xì)胞間隙面積增大,使肌漿網(wǎng)中Ca2+濃度瞬間提高,利于激活Caspases和Calpain,降解肌原纖維蛋白,改善肉嫩度；3)電刺激：對(duì)大型屠宰動(dòng)物來(lái)說(shuō)操作簡(jiǎn)單衛(wèi)生環(huán)保,非常適于牛羊肉嫩化。田園等[49]的研究表明,電刺激能夠改變線粒體膜通透性,釋放凋亡因子,快速促進(jìn)細(xì)胞凋亡的發(fā)生,能夠起到加速嫩化的作用。此外,輻射嫩化、基因工程嫩化等方法也可以加速Caspases的釋放與細(xì)胞凋亡的發(fā)生,但由于技術(shù)不成熟,所以并未進(jìn)行大量的生產(chǎn)實(shí)踐[50]。

4 結(jié)語(yǔ)

宰后肉的成熟和嫩化是一個(gè)復(fù)雜的生化過(guò)程,其中Caspases起著重要的作用。本文明確了Caspases對(duì)宰后肉嫩度影響的機(jī)制及調(diào)控因素,將為改善肉品質(zhì)提供新的思路和方向。雖然大量試驗(yàn)已經(jīng)證明,在肌原纖維蛋白水解過(guò)程中的細(xì)胞死亡主要以凋亡的形式完成,但是Caspases系統(tǒng)的準(zhǔn)確作用機(jī)制,以及在宰后成熟中與其他酶系統(tǒng)的相互作用機(jī)制等問(wèn)題仍有待更深入的研究驗(yàn)證。