黄 欢，郭月英，张 敏，张 月，要 铎，苏 琳，萨仁图亚，刘培清，靳 烨,*

（1.内蒙古农业大学食品科学与工程学院，内蒙古 呼和浩特 010018；2.乌拉特中旗农牧和科技局，内蒙古 巴彦淖尔 015300；3.乌兰察布市市场监督管理局，内蒙古 乌兰察布 012000）

衡量肉品质优劣的指标包括肉的色泽、嫩度、风味、肌内脂肪含量等。随着生活水平的不断提高，消费者对饮食健康也越来越重视，具有良好感官品质和功能特性的健康肉类受到了广泛的关注。动物脂肪组织作为三大营养素之一，是机体主要的储能物质，也是肉类重要的风味前体物质[1]。机体的脂肪代谢包括脂肪分解、脂肪合成和类脂的代谢，畜禽脂肪沉积与脂肪代谢关系密切。脂肪代谢紊乱会导致畜禽生长性能下降，肉品质降低[2]。

我国是羊肉的生产大国，羊肉作为人们主要食用的肉类之一，是人体摄取优质蛋白质和必需脂肪酸的重要食品来源。传统羊的养殖方式为放牧饲养，然而该方式易对生态环境造成破坏，因此国家开始相应采取限牧政策，随着限牧政策的实施开展，不少研究表明饲养方式的改变增加了羊的屠宰性能却降低了其营养和食用品质[3]。本课题组先前的研究表明，与舍饲羊肉相比，放牧羊肉具有较高的营养价值和食用价值[4]。王宇研究发现舍饲有利于肌外脂肪的沉积，放牧饲养有利于肌内脂肪的沉积[5]。

为了改善这一现状，近年来人们做了很多关于营养因素和不同饲养方式对畜产品品质影响的研究，但在当下集约化畜牧生产过程中关于运动因素对羊肉品质影响的研究却很少。每天进行适宜的运动可以提高动物脂肪代谢水平，调节机体能量代谢平衡；而运动不足会导致动物抗病力、耐受各种应激能力和其他生长性能指标水平下降；还会间接影响动物的生长发育和繁殖力[6]。杨毅等发现耐力运动能够使脂滴水解酶活力上调，促使骨骼肌中的脂滴水解，降低了脂肪在骨骼肌中的沉积[7]。Gangnat等研究表明运动会影响牛的新陈代谢，使得肌纤维类型发生改变，进而影响牛肉品质[8]。因此本实验通过对苏尼特羊进行驱赶运动训练，探究运动因素影响苏尼特羊脂肪代谢和肉品质的内在机制，以期为之后通过脂肪代谢改善苏尼特羊肉品质提供参考。

1 材料与方法

1.1 动物、材料与试剂

选取生长在内蒙古巴彦淖尔市乌拉特中旗哈拉图苏木牧区的12 只苏尼特羊（3 月龄，体况良好），平均体质量为（20.22±0.68）kg，公母各半。

氢氧化钠、体积分数75%乙醇、三氟化硼-乙醚络合物国药集团化学试剂有限公司；甲醇 山东西亚化学股份有限公司；三氯甲烷 北京化工厂；异丙醇 上海振兴化工二厂有限公司；正己烷（色谱纯） 上海麦克林生化科技有限公司；其他试剂均为分析纯。

PrimeScriptTMRT reagent Kit with gDNA Eraser（Perfect Real Time）反转录试剂盒、TB GreenTMPremix Ex TaqTMII（Tli RNaseH Plus）实时荧光定量聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR）试剂盒。

1.2 仪器与设备

pH-STAR型胴体直测式pH计 北京赛多利斯科学仪器有限公司；TCP2全自动测色色差计 北京奥依克光电仪器有限公司；C-LM3B嫩度仪 北京天翔飞域国际有限公司；气相色谱-质谱联用仪 美国赛默飞世尔科技公司；RE-52AA旋转蒸发器 上海亚荣生化仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 运动实验设计与分组

运动实验设计如图1所示，12 只苏尼特羊随机分为对照组和运动组，每组6 只，公母各半。对照组和运动组在相同的圈中集中饲养，运动组每日赶至运动场内进行驱赶运动：在18.5 m×10.5 m的羊圈中上下午各进行驱赶运动30～40 min，步数10 000 步以上，运动距离约为6 km。两组饮食均以青贮饲料、精饲料、玉米为主，自由饮水。预实验期7 d，实验期90 d。

图1 运动实验设计（n＝6）Fig. 1 Exercise experimental design (n = 6)

1.3.2 屠宰性能的测定

屠宰前禁食24 h、禁饮水2 h，称质量（活体质量）。宰后45 min内剪取5 g背最长肌置于冻存管中，迅速放入液氮罐中速冻，然后转移至-80 ℃冰箱保存；取背最长肌约50 g，于-20 ℃下保存备用。宰后按照GB/T 9961—2008《鲜、冻胴体羊肉》进行胴体分割，同时测定胴体质量、胴体深、胴体长、眼肌面积指标，并按式（1）计算屠宰率[9-10]。

1.3.3 羊肉pH值、色泽、嫩度、蒸煮损失率的测定

羊屠宰后取其背最长肌，使用pH-STAR型胴体直测式pH计分别测得的最初pH值（pH45min）；静置排酸24 h后测得的pH值记为pH24h，使用TCP2全自动测色色差计测定样品色泽，L*值表示亮度，b*值表示黄蓝度，a*值表示红绿度。采用C-LM3B型嫩度仪用于嫩度的测定。根据GB/T 9695.7—2008《肉与肉制品 总脂肪含量测定》采用索氏抽提法测定肌内脂肪含量。将背最长肌切为2.5 cm×3 cm×5 cm的肌肉块放置在密封袋中，在75 ℃水浴锅中煮制45 min，取出冷却至室温，按式（2）计算蒸煮损失率。

式中：m1为肌肉块初始质量/kg；m2为肌肉块煮制冷却后质量/kg。

1.3.4 脂肪酸相对含量测定

将1.3.1节得到的背最长肌解冻，剔除筋膜剁碎后，按照GB 5009.168—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪酸的测定》提取肌肉脂肪酸，参照参考文献[11]制备脂肪酸甲酯后用气相色谱联用仪分析。使用Rt-2560石英毛细管色谱柱（100 m×0.25 mm，0.20 μm）。程序升温分两步：温度由60 ℃升高至120 ℃，速率为30 ℃/min，稳定5 min后继续将温度提高至250 ℃，速率为5 ℃/min，稳定25 min后结束升温。离子源温度和传输线温度分别为250 ℃和280 ℃。样品中脂肪酸根据37 种脂肪酸混合标准品来定性，参考GB 5009.168—2016测定背最长肌中的脂肪酸相对含量。

1.3.5 脂肪代谢调控基因相对表达量的测定

参照文献[5]进行苏尼特羊背最长肌RNA的提取并测定脂肪代谢相关调控基因（过氧化物酶体增殖物激活受体（peroxisome proliferator-activated receptor γ，PPARγ）、激素敏感性脂肪酶（hormone-sensitive triglyceride lipase，HSL）、脂肪酸合成酶（fatty acid synthetase，FASN）、过氧物酶体增殖激活受体γ辅激活因子（peroxisome proliferator-activated receptor gamma co-activator，PGC）-1α、锌指蛋白正调节结构域蛋白16（positive regulatory domain containing 16，PRDM16）和解偶联蛋白-1（uncoupling protein-1，UCP-1））相对表达量。使用微量分光光度计测定cDNA浓度后将RNA置于-80 ℃冰箱保存。将提取好的RNA样品稀释成质量浓度500 ng/μL的溶液，参考反转录试剂盒说明书进行RNA的反转录，得到的cDNA置于-20 ℃冰箱内保存。引物如表1所示，均由上海生工生物工程有限公司设计并合成，其中18S rRNA为管家基因。PCR定量方法参考文献[11]，反应体系扩增条件参考文献[9]。

表1 实时荧光定量PCR引物序列Table 1 Primer sequences used for real-time fluorescent quantitativePCR

1.4 数据处理与分析

结果用平均值±标准差表示，使用SPSS 22.0软件对数据进行t检验，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 运动对苏尼特羊屠宰性能的影响

畜禽的屠宰性能可以反映其产肉性能，同时也可以衡量养殖场的经济效益。由表2可知，运动组的活体质量、背膘厚度都显著低于对照组（P＜0.05），两组的胴体质量、胴体高度、胴体深度、眼肌面积均无显著性差异（P＞0.05）。其中背膘厚度是胴体脂肪含量的标志，运动是促进脂肪分解的主要途径，林诚等研究发现运动可以降低大鼠的体质量和脂肪含量[12]，这与本研究的结果相似，可能是因为运动增加了机体的脂质代谢能力，通过调节脂肪细胞因子、相关调控基因促进更多脂肪分解为机体提供能量，脂肪分解代谢的增加减少了脂肪沉积。

表2 运动对苏尼特羊屠宰性能的影响（n＝6）Table 2 Effect of exercise on slaughter performance of Sunit sheep (n = 6)

2.2 运动对苏尼特羊肉品质的影响

肌肉的pH值可以反映动物宰后肌肉糖原酵解速率，pH值会影响肉色、嫩度等多个肉品质评价指标[13]。由表3可知，两组初始pH值并无显著性差异（P＞0.05），排酸24 h后的运动组pH值显著高于对照组（P＜0.05），这是因为肌肉中糖原发生无氧酵解时，乳酸水平不同程度的升高，乳酸电离产生的H+改变了肌细胞pH值[14]。肌肉的嫩度通常用剪切力来表示，与肌内脂肪含量存在着一定的相关性。肌内脂肪沉积在肌外膜、肌束膜，可以疏松结缔组织，从而提高肌肉嫩度[15]。对照组肌内脂肪含量高于运动组（P＜0.05），嫩度显著低于运动组（P＜0.05）。Marcus等发现12 周的运动会降低人体肌内脂肪的含量[16]。Gangnat等发现加强运动使肌纤维类型发生改变，导致牛肉嫩度变差[8]。Jiang等发现运动会减少机体脂肪的沉积[17]，这与本研究结果相似。肉色是影响消费者选择畜产品的重要因素，有研究表明运动对肉色有潜在影响[18]，对照组亮度L*值、红度a*值、黄度b*值均显著高于运动组（P＜0.05），说明运动组肉色亮度降低，这与Vestergaard等研究结果[19]相似。肉色会受到pH值下降速率和程度的影响，肌肉pH值较高与氧化代谢、较高的血红素色素含量和较深的颜色有关，对照组排酸后pH值比运动组下降更快，这可能导致运动组红度低[20]。畜禽肉品质中保水性会直接影响肉的营养成分、嫩度和色泽等指标，由表3可知，对照组蒸煮损失率高于运动组，但两组之间并无显著性差异（P＞0.05）。

表3 运动对苏尼特羊肉品质的影响（n＝6）Table 3 Effect of exercise on meat quality of Sunit sheep (n = 6)

2.3 运动对苏尼特羊脂肪酸组成的影响

脂肪酸组成不仅影响肉的营养价值，还与肌肉的氧化稳定性有关，进而会影响其风味和肌肉颜色。耐力运动会增加骨骼肌的能量需求，其能量底物来源主要是从血液循环中摄取和源自脂肪脂解的非酯化脂肪酸，参与脂肪代谢的过程中，大部分脂肪酸被消耗，仅有少部分转化为肌内脂肪。而反刍动物脂肪酸组成主要取决于瘤胃中的脂肪代谢[20]。由表4可知，苏尼特羊背最长肌中饱和脂肪酸主要以棕榈酸和硬脂酸为主，其中硬脂酸含量过高会加重羊肉的膻味[21]，实验结果显示运动组月桂酸相对含量显著增加，花生酸的相对含量显著降低（P＜0.05），其他饱和脂肪酸相对含量并无显著差异（P＞0.05）。反刍动物的长链饱和脂肪酸合成主要与瘤胃微生物氢化有关，饱和脂肪酸摄入过多会增加血液中胆固醇的含量，从而增加其他代谢类疾病的患病风险[22]。

表4 运动对苏尼特羊背最长肌中脂肪酸的影响Table 4 Effect of exercise on fatty acid composition in Longissimus dorsi muscle of Sunit sheep

羊肉中富含多种人体所需的不饱和脂肪酸。如表4所示，与对照组相比，运动组苏尼特羊背最长肌中油酸（C18:1）相对含量更低，且差异显著（P＜0.05）。油酸是苏尼特羊背最长肌中主要单不饱和脂肪酸，研究表明C18:1可以降低血液中胆固醇含量，对健康有益[23]。马惠茹等发现肉中饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸含量高，则肉的嫩度、多汁性和风味都较好，但肌肉中饱和脂肪酸含量过高摄入后于人体健康无益[24]。实验结果表明对照组反式亚油酸相对含量显著高于运动组（P＜0.05）。食物加工过程中的反式亚油酸可能会诱发人体患上心血管系统疾病、糖尿病等多种疾病，而天然食物来源的反式亚油酸进入人体后危害较小。与对照组相比，运动组C20:3、C20:4相对含量均显著降低（P＜0.05）。二十碳五烯酸相对含量降低，但并无显著性差异（P＞0.05）。二十碳五烯酸有助于降低血液中胆固醇和甘油三酯的含量，可以促进体内饱和脂肪酸代谢。陈鑫等发现经过运动场放养的鸡肉色泽、pH值、脂肪酸组成均有改善[25]，可能由于运动增加骨骼肌中脂肪酸代谢能力，经过一系列脂代谢酶和肾上腺素等细胞因子的调节，机体内甘油三酯在一系列细胞因子的调节下参与β氧化，释放能量为机体供能[26]。这与本研究不一致，可能原因是本实验中运动消耗营养未能及时补充[27]，减少了不饱和脂肪酸的沉积。目前人们认为理想多不饱和脂肪酸的摄入n-6与n-3的比例应为4∶1～10∶1之间[28]，运动组n-3多不饱和脂肪酸相对含量显著低于对照组（P＜0.05），n-6/n-3与对照组相比并无显著性差异（P＞0.05）。

2.4 运动对苏尼特羊脂肪代谢调控基因相对表达量的影响

动物的脂肪代谢是一个复杂且精密的过程，由众多基因参与并维持机体的能量代谢平衡和稳态。由图2可知，与对照组相比，运动组HSL、FASN、PRDM16、UCP-1相对表达量均显著升高（P＜0.05），基因PPARγ、PGC-1α相对表达量无显著性差异（P＞0.05）。其中PPARγ是调控脂肪代谢的重要转录因子，可以调节脂肪细胞的增殖分化和一系列脂肪代谢特异性基因的表达，因此处于脂肪沉积信号传递的核心位置[29]。Guo等发现减少日粮中蛋白质供能水平使PPARγ基因被激活，增加了肌肉中的脂肪含量[30]。这与本研究结果不同，可能的原因为PPARγ激活了下游PGC-1α，其作为PPARγ转录协同激活因子参与调控能量代谢相关多种功能，可介导线粒体生物发生增加机体的氧化代谢能力，致使脂肪沉积减少[31]。有研究显示，长期有氧运动和急性运动都可以增加骨骼肌PGC-1α的表达[32]，本研究中运动组PGC-1α基因相对表达量高于对照组，但并无显著性差异（P＞0.05）。

图2 运动对苏尼特羊肉脂肪代谢相关调控基因相对表达量的影响（n＝ 6）Fig. 2 Effect of exercise on relative expression levels of lipid metabolism-related genes in lamb meat from Sunit sheep (n = 6)

PPARγ还可调控其靶基因脂肪酸合成酶（fatty acid synthetase，FASN）基因含量，影响动物的脂肪合成过程；而激素敏感性脂肪酶（hormone-sensitive triglyceride lipase，HSL）是参与脂质分解过程中的关键酶，是动物脂质沉积相关的候选基因。张海波等研究发现促进脂肪合成相关基因FASN、PPARγ等的表达，同时抑制脂肪分解相关基因HSL的表达，有利于提高肌内脂肪的沉积，增加肉的嫩度[33]。魏建翔等发现中等强度运动能够更显著的激活骨骼肌组织内脂肪水解酶HSL活性，从而减少骨骼肌中脂肪的异位沉积[34]。这与本研究结果相似，由图2可知，运动增加了FASN和HSL的相对表达量，表明运动增加了机体的整体脂肪代谢水平，加快了机体的能量代谢，可能是由于运动后未能及时补充能量，因此减少了脂肪的沉积，肌内脂肪含量也减少从而导致肉的嫩度变差。

机体的脂肪组织依据功能不同可分为白色脂肪组织和棕色脂肪组织，其中白色脂肪主要功能是能量储存，而棕色脂肪可调节能量代谢[35]。白色脂肪是成年动物的脂肪组成的主要形式，在交感神经兴奋时（冷刺激、运动），部分白色脂肪细胞内线粒体数目增加，氧化代谢加快，此时发生的一系列变化又被称为白色脂肪的“棕色化”[36]。因此运动增加机体脂质代谢的原因一方面可能是增加脂质代谢酶活基因的表达；另一方面可能是因为运动促进了部分白色脂肪“棕色化”[37]。其中PRDM16是控制棕色脂肪组织分化的分子开关[38]，UCP-1是存在于棕色脂肪细胞线粒体内膜上介导非颤抖性产热的特异性蛋白。Klaus等对脂肪细胞研究发现，如果在脂肪细胞分化之前引入PRDM16时，存在于全脂肪组织中的白色脂肪细胞前体可以有效地转化为棕色脂肪样表型[39]。本实验结果显示运动组的PRDM16和UCP-1基因相对表达量显著提高（P＜0.05），表明运动可能通过激活PRDM16，促使部分白色脂肪向棕色脂肪转化，线粒体数量急剧增加，增加了PGC-1α和UCP-1的表达，线粒体发生增加能量代谢加快，致使体质量和脂肪含量降低。还有研究表明机体剧烈运动时肌肉内会发生无氧呼吸，此时代谢产物为乳酸，乳酸可以诱导鼠中白色脂肪褐变，进一步提高能量代谢水平[40]。

综上所述，运动组脂肪代谢相关调控基因相对表达量都有所升高，表明运动增加了机体整体的脂肪代谢水平。动物体质量降低，肌内脂肪沉积减少，一方面可能是由于运动增加了机体能量消耗未能及时补充，另一方面可能是运动促进白色脂肪“棕色化”，促进了线粒体生物发生，脂肪酸β氧化增加使得脂肪含量降低。

2.5 脂肪酸相对含量与脂肪酸相关调控基因表达量相关性分析结果

脂肪酸沉积过程实质上是脂肪酸酯化为甘油三酯并沉积为体脂的过程，脂肪酸通过氧化反应参与机体能量代谢，整个过程中受到多种基因的调控[41]。尽管不饱和脂肪酸摄入对人体有益，但肉中含量过多会导致氧化酸败，从而影响风味。由表5可知，HSL基因相对表达量和单不饱和脂肪酸相对含量呈极显著负相关（P＜0.01），FASN相对表达量和单不饱和脂肪酸相对含量呈显著负相关（P＜0.05）。PGC-1α和UCP-1的相对表达量与饱和脂肪酸相对含量呈正相关，二者都是促进线粒体生物发生的重要基因，这可能是运动降低脂肪沉积、调节脂肪酸代谢的内在机制。

表5 脂肪酸相对含量与脂肪代谢相关基因相对表达量的相关性分析Table 5 Correlation analysis between fatty acid contents and relative expression levels of genes associated with lipid metabolism in lamb meat from Sunit sheep

3 结 论

运动降低了苏尼特羊的体质量，运动组的n-3系列不饱和脂肪酸相对含量显著降低，运动改变了苏尼特羊背最长肌中脂肪酸组成，运动后肌内脂肪沉积减少，使羊肉嫩度变差。进一步研究发现，运动后苏尼特羊脂质代谢相关调控基因的表达升高，肌肉的脂肪代谢增加，可能还促进了部分白色脂肪“棕色化”。综上所述，运动可以促进苏尼特羊机体脂肪代谢，但并不能实现改善羊肉品质的目的。