Badanie mięśnia Longissimus: odkrywanie jego korelacji z jakością mięsa u buhajów Bos indicus i mieszańców
12 lipca 2024
Zbadaliśmy tkankę mięśni szkieletowych u buhajów Bos indicus i mieszańców, aby wyjaśnić różnice w cechach jakości mięsa. Stwierdzono, że siła tnąca Warnera-Bratzlera (WBSF) waha się od 4,7 kg do 4,2 kg. Izoformy łańcuchów ciężkich miozyny ujawniły różnice między zwierzętami, a wskaźnik fragmentacji miofibryli dostarczył dalszych informacji na temat zmienności tkliwości (WBSF).
Nasze badania dotyczą poprawy żywienia i produkcji bydła mięsnego, ze szczególnym naciskiem na efektywność paszy i cechy jakościowe mięsa. Ostatnio zbadaliśmy kilka wskaźników efektywności paszowej bydła, na przykład resztkowe pobranie paszy, aby zrozumieć ich wpływ na cechy tuszy i jakości mięsa. Zastosowaliśmy testy biochemiczne i molekularne, w tym proteomikę, lipidomikę i podejście metabolomiczne, w celu zbadania strategii żywienia bydła mięsnego, szczególnie w żywieniu bydła opasowego.
Poza tym naszym celem było również wyjaśnienie różnic w cechach jakości mięsa między rasami bydła a klasą płciową. W ostatnich latach nasze odkrycie dotyczyło proteomu tkanki mięśniowej bydła mięsnego, co pozwala nam lepiej zrozumieć strategię ogrzewania lub żywienia stosowaną w systemach produkcji zwierzęcej. Nasze laboratorium skupi się na technologiach analitycznych i bioinformatycznych związanych z omikiem w celu identyfikacji białek związanych z cechami wzrostu i jakości mięsa gatunków zwierząt gospodarskich, ponieważ są one głównymi składnikami tkanki mięśniowej, a także są odpowiedzialne za regulację głównych szlaków metabolicznych.
Aby rozpocząć, umieść mięsień najdłuższy klatki piersiowej lub mięsień LT na platformie roboczej. Zmierz obszar oka żebra na styku 12. i 13. żebra za pomocą małej siatki z kropką pośrodku. Zsumuj wszystkie kwadraty w obrębie żeberka, śledząc obwód i te wzdłuż konturu przechodzącego przez środkową kropkę.
Aby zmierzyć grubość tłuszczu na plecach, umieść suwmiarkę pod kątem prostym do linii podskórnej tkanki tłuszczowej od punktu styku między 12. a 13. żebrem. Skalibruj sondę pH-metru z pH czwartym i siódmym w temperaturze pokojowej. Zmierz pH mięsa w trzech miejscach mięśnia najdłuższego klatki piersiowej lub, LT, mięśnia.
Ręcznie zarejestruj odczyty danych, wyeksportuj arkusz danych i oblicz średnią z trzech odczytów. Homogenizuj mięsień LT w roztworze metanolu i chloroformu przez dwie minuty. Odwiruj zawiesinę mięśniową o wadze 700 g przez 10 minut w temperaturze 20 stopni Celsjusza, aby oddzielić fazę hydrofilową, stałą i hydrofobową.
Odessać warstwę alkoholową. Przefiltrować homogenat przez bibułę filtracyjną na lejku z lekkim odsysaniem. Docisnąć dnem zlewki, gdy pozostałość wyschnie.
Przenieść filtrat do 500-mililitrowego cylindra z podziałką i odstawić na kilka minut. Zapisać objętość warstwy chloroformu. Umieścić próbkę w piecu w temperaturze 110 stopni Celsjusza aż do całkowitego odparowania rozpuszczalnika.
Następnie schłodzić próbkę w eksykatorze przez noc. Następnego dnia ponownie zważyć zlewkę i określić śródmięśniową zawartość tłuszczu, obliczając różnicę między początkową i końcową masą zlewki. Aby skalibrować kolorymetr, umieść białą płytkę kalibracyjną w pobliżu środka płytki.
Potwierdź kalibrację, gdy lamp mignie trzy razy. Po 30 minutach kwitnienia w temperaturze czterech stopni Celsjusza uzyskaj odczyty koloru z trzech różnych miejsc na mięśniu LT. Oblicz średnią z trzech pomiarów.
Aby określić stratę resztkową skrawka schabu wołowego, należy zmierzyć różnicę między masą początkową przed zamrożeniem, masą po zamrożeniu i rozmrożeniu oraz masą końcową. Aby ocenić zdolność zatrzymywania wody, należy najpierw zważyć próbkę mięsa, a następnie poddać ją ciśnieniu 10 kilogramów przez pięć minut. Następnie ponownie zważyć próbkę mięsa i ocenić zdolność zatrzymywania wody, obliczając różnice w masie.
Ustaw mięśnie LT na siatce. Przymocuj do szklanego materiału ogniotrwałego. Umieść termometr cyfrowy w próbce i gotuj mięśnie w przemysłowym piekarniku elektrycznym, aż do osiągnięcia końcowej temperatury 71 stopni Celsjusza.
Po schłodzeniu zważyć próbkę i wstawić do lodówki w temperaturze czterech stopni Celsjusza przez 24 godziny. Użyj podanego wzoru, aby obliczyć straty podczas gotowania. Aby określić ubytek wycieku, należy zważyć materiał ogniotrwały przed gotowaniem próbki.
Umieścić próbki na siatce nad szklanym materiałem ogniotrwałym, aby umożliwić odpływ soków mięsnych i tłuszczu podczas gotowania. Po ugotowaniu ponownie zważ materiał ogniotrwały. Zważyć tylko próbkę przed i po gotowaniu, aby określić straty wynikające z parowania.
Po zarejestrowaniu masy surowej i ugotowanej należy obliczyć procentowy ubytek cieknący jako masę wycieku po ugotowaniu podzielony przez masę rozmrożonej próbki mięsa. Oblicz procent strat na skutek parowania, korzystając z podanego wzoru. W celu wyznaczenia siły tnącej Warnera-Bratzlera, należy przeciąć osiem rdzeni za pomocą analizatora tekstury wyposażonego w ostrze Warner-Bratzler i krawędź tnącą w kształcie litery V.
Po wykluczeniu najniższych i najwyższych skrajności należy podać wyniki jako średnią z sześciu wartości na próbkę. Homogenizuj trzy gramy mięśni LT przez 30 sekund w buforze potasu w temperaturze dwóch stopni Celsjusza. Następnie odwirować próbkę o masie 1 000 g przez 15 minut w temperaturze czterech stopni Celsjusza i ponownie zawiesić osad w 10 objętościach pożywki izolacyjnej za pomocą pręta mieszającego.
Ponownie odwirować i ponownie zawiesić osad w 2,5 objętości pożywki izolacyjnej. Przepuścić zawiesinę przez sitko polietylenowe, aby oddzielić tkankę łączną i zanieczyszczenia. Użyj dodatkowych 2,5 objętości pożywki izolującej, aby umożliwić miofibrylom przejście przez sitko.
Następnie rozcieńczyć porcję zawiesiny miofibryli pożywką izolacyjną. Oznaczyć stężenie białka w zawiesinie miofibryli metodą biuretową. Natychmiast zmierz absorbancję przy 540 nanometrach.
Pomnóż wartość absorbancji przez 200, aby uzyskać wskaźnik fragmentacji miofibrylarnej dla każdej wartości. Zaobserwowano istotne różnice w masie gorącej tuszy, okolicy żeber i grubości tłuszczu grzbietu, przy czym zwierzęta mieszańcowe wykazywały wyższe wartości, co wskazuje na efekt heterozji. Porównania cech jakości mięsa nie wykazały istotnych różnic w pH mięsa, ubytku z oczyszczania, procentowej objętości ekstrakcji i ubytku po ugotowaniu między buhajami Nellore i F1 Angus Nellore
.Jednak buhaje mieszańcowe miały wyższą śródmięśniową tkankę tłuszczową, zażółcenie, zdolność zatrzymywania wody i wskaźnik fragmentacji miofibrylarnej. Mięso buhajów Nellore wykazywało zmniejszoną kruchość przy większej sile ścinania Warnera-Bratzlera i utracie kropli, co wskazuje, że jest twardsze niż mięso buhajów Angus Nellore F1.
Przegląd
Niniejsze badanie analizuje różnice w cechach jakości mięsa między bykami rasy Bos indicus a bykami mieszańcami, koncentrując się na czynnikach wpływających na kruchość oraz ogólną jakość mięsa. Dzięki zastosowaniu różnych analiz biochemicznych i molekularnych zidentyfikowano istotne różnice w sile ścinania oraz izoformach ciężkiego łańcucha miozyny, co przyczynia się do głębszego zrozumienia zmienności jakości mięsa.
Kluczowe elementy badania
Obszar badań
- Cechy jakości mięsa u bydła mięsnego
- Efektywność żywienia i strategie żywieniowe
- Proteomika tkanki mięśniowej
Wstęp
- Różnice w jakości mięsa między rasami i klasami płciowymi
- Wpływ żywienia na cechy tuszy
- Postępy w technologiach związanych z omiką
Zastosowane metody
- Wiele analiz biochemicznych, w tym proteomika i lipidomika
- Ocena tkanki mięśniowej szkieletowej byków rasy Bos indicus oraz krzyżówek
- Pomiar siły ścinania według metody Warnera-Bratzlera w celu oceny kruchości
Główne wyniki
- Siła ścinania Warnera-Bratzlera mieściła się w zakresie od 4,7 kg do 4,2 kg, co wskazuje na różnice w kruchości
- Między rasami zaobserwowano różnice w indeksie fragmentacji miofibryl
- Byki mieszańcowe wykazywały wyższą zawartość tłuszczu domięśniowego oraz większą pojemność wodną
Wnioski
- Badanie podkreśla znaczenie rasy oraz strategii żywieniowych dla jakości mięsa
- Wyniki przyczyniają się do usprawnienia systemów produkcji bydła mięsnego i poprawy cech jakościowych mięsa
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Ilościowa ocena właściwości tkanki mięśniowej u byków rasy Bos indicus oraz mieszańców umożliwia mechanistyczne ograniczanie ryzyka w odniesieniu do cech jakości mięsa, bezpośrednio dostarczając danych do modeli prognostycznych dla kruchości oraz atrybutów istotnych z perspektywy konsumenta. Integracja pomiarów biochemicznych, molekularnych i fizycznych wspiera rzetelną walidację celów optymalizacji jakości mięsa w procesach badawczo-rozwojowych w hodowli zwierząt. Pozyskane w ten sposób informacje ułatwiają dostosowanie strategii hodowlanych i żywieniowych do poziomu ryzyka w ramach portfeli produkcji wołowiny.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutyków
Wczesna faza odkrywania i walidacja celu
- Profilowanie biochemiczne i molekularne wyjaśnia mechanistyczne podstawy cech jakości mięsa.
- Ilościowa analiza białek mięśniowych wspiera funkcjonalną walidację celów w zakresie kruchości i zawartości tłuszczu.
- Specyficzne dla rasy sygnatury molekularne umożliwiają zwiększenie wiarygodności predykcyjnej w doborze cech i segregacji portfolio.
Przesiewy i opracowywanie testów
- Znormalizowany pomiar pH, IMF oraz parametrów barwy zapewnia powtarzalność w dalszych etapach analizy.
- Obiektywna ocena kruchości za pomocą pomiaru siły ścinania według metody Warnera-Bratzlera dostarcza zwalidowanych wyników ilościowych.
- Elektroforetyczna separacja izoform MyHC umożliwia skalowalny screening składu włókien mięśniowych.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Dostosowanie molekularnych i fizycznych markerów jakości mięsa do punktów końcowych istotnych dla konsumenta zwiększa ciągłość translacyjną.
- Integracja danych omicznych z przesiewem fenotypowym pozwala na podejmowanie decyzji o postępach w programach hodowlanych z uwzględnieniem oceny ryzyka.
- Mechanistyczne ograniczanie ryzyka w zakresie powiązań z typem włókien mięśniowych wspiera modelowanie predykcyjne w przedklinicznych badaniach nad zwierzętami hodowlanymi.
Integracja potoku i przepływu pracy
Ta wielomodalna platforma oceny obejmuje etapy od wczesnego odkrywania po walidację przedkliniczną, wspierając testowanie hipotez oraz optymalizację cech w badaniach i rozwoju hodowli zwierząt.
- Biologia odkrywcza: Proteom mięśni oraz analizy biochemiczne wyjaśniają szlaki wpływające na jakość mięsa.
- Przesiewanie: Standaryzowane analizy fizyczne i molekularne umożliwiają powtarzalną ocenę cech w różnych rasach.
- Analityka: Ilościowe odczyty, takie jak siła ścinania i MFI, ułatwiają rzetelne porównania statystyczne.
- Badania translacyjne: Korelacja markerów molekularnych z cechami istotnymi dla konsumenta wspiera ciągłość przedkliniczną.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Zintegrowany schemat postępowania jest możliwy do zaadaptowania w bieżących inicjatywach selekcji cech i optymalizacji hodowli.
Wpływ operacyjny i organizacyjny
- Wartość naukowa: Zwiększona pewność prognostyczna i przejrzystość mechanistyczna w wyborze cech jakości mięsa.
- Wartość operacyjna: Zestandaryzowane, reprodukowalne testy umożliwiają skalowalną ocenę cech w różnych ośrodkach badawczych.
- Wartość strategiczna: Decyzje typu go/no-go oparte na danych ograniczają biologiczne ryzyko na późnych etapach programów hodowlanych.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację strategii hodowlanych i żywieniowych w celu poprawy jakości wołowiny w oparciu o analizę ryzyka.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymagana jest wiedza specjalistyczna z zakresu biochemii mięśni, biologii molekularnej i analityki ilościowej.
- Niezbędna aparatura obejmuje pH-metry, kolorymetry, analizatory tekstury oraz systemy do elektroforezy.
- Standaryzacja międzyzespołowa jest niezbędna dla zapewnienia powtarzalności danych w różnych rasach i ośrodkach.
- Możliżna jest konieczność adaptacji metody dla różnych ras bydła lub systemów produkcji.
- Ograniczenia obejmują zmienność markerów molekularnych specyficznych dla rasy oraz złożone powiązania z cechami.
