羊肉具有肉嫩味鲜、低脂肪和高蛋白等特点。肉中的脂肪酸不仅具有较高的营养价值，还可以影响肉类食品的风味。研究证明益生菌能影响机体脂肪酸代谢和肌肉品质，但通过饲喂益生菌建立反刍动物瘤胃微生物和脂肪代谢相关基因与脂肪酸代谢的关系，进而改善肉品质的研究相对较少。

内蒙古农业大学食品科学与工程学院的王威皓、窦露，靳烨*等人基于宏基因组测序及实时荧光定量聚合酶链式反应（qPCR）分析日粮添加丁酸梭菌对小尾寒羊脂肪酸代谢和肉品质的影响，为改善羊肉品质提供新的营养干预策略。

1 丁酸梭菌对小尾寒羊肉品质的影响

由表2可知，两组的初始pH值（pH 45 min ）无显著差异（P＞0.05），静置排酸24 h后，丁酸梭菌组的pH 24 h 显著高于对照组（P＜0.05），说明日粮添加丁酸梭菌能够显著减缓宰后肌肉的糖酵解进程。本研究中，对照组的L * 值、a * 值和饱和度均显著低于丁酸梭菌组（P＜0.05），说明丁酸梭菌对改善小尾寒羊肉色具有积极作用。本实验中，对照组的剪切力显著高于丁酸梭菌组（P＜0.05），表明益生菌发酵饲粮可以显著降低绵羊肌肉的剪切力。研究表明，肌内脂肪沉积在肌束之间，与肌肉中的膜蛋白紧密结合，其含量与肉质多汁性、嫩度及风味呈显著正相关。本实验中丁酸梭菌组的肌内脂肪质量分数显著高于对照组（P＜0.05），说明丁酸梭菌的添加可促进脂肪在肌肉中的沉积，这也为益生菌改善羊肉嫩度提供了合理解释。

2 丁酸梭菌对小尾寒羊脂肪酸组成的影响

丁酸梭菌对小尾寒羊饱和脂肪酸组成的影响如表3所示，对照组总饱和脂肪酸的相对含量显著高于丁酸梭菌组（P＜0.05）。饱和脂肪酸中的硬脂酸是形成羊肉膻味的主要物质，其含量越高，膻味越大。本研究中，丁酸梭菌组小尾寒羊背最长肌中硬脂酸的相对含量显著低于对照组（P＜0.05），可能的原因是硬脂酸主要来源于不饱和C 18 脂肪酸的生物氢化，日粮添加丁酸梭菌产生的丁酸等代谢产物降低了瘤胃pH值，导致聚离子脂肪酸的生物加氢活性降低，进而减少C 18:0 脂肪酸的沉积。与丁酸梭菌组相比，对照组棕榈酸的相对含量显著更高（P＜0.05），而月桂酸和棕榈酸摄入过高容易引起血清低密度脂蛋白水平升高，增加患心血管疾病的风险。

油酸是羊肉中主要的不饱和脂肪酸，对降胆固醇和调节血脂有明显的改善作用。本研究中丁酸梭菌组小尾寒羊背最长肌中油酸的相对含量显著高于对照组（P＜0.05）。有研究表明益生菌的添加有利于增加肌肉组织中Δ9-去饱和酶活性，促进机体将硬脂酸内源性转化成油酸。肉类中功能性脂肪酸多为不饱和脂肪酸，其中亚麻酸作为中长链脂肪酸合成的底物，对羊肉风味的形成起重要作用。本研究发现，与对照组相比，丁酸梭菌组α-亚麻酸相对含量显著升高（P＜0.05），亚油酸和γ-亚麻酸的相对含量降低，但差异不显著（P＞0.05）。二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸属于功能性长链脂肪酸，具有促进神经系统健康的作用，有利于抗衰老和维持认知功能。本研究发现丁酸梭菌干预显著提高了小尾寒羊肌肉的二十碳五烯酸相对含量（P＜0.05），进一步说明益生菌能提高小尾寒羊肉的保健功效。研究表明，当n-6多不饱和脂肪酸（PUFA）/n-3 PUFA的比值处于4～10时，更符合人们的食用健康标准，本实验中丁酸梭菌组n-6 PUFA/n-3 PUFA的比值显著低于对照组，更加符合推荐标准。

3 丁酸梭菌对小尾寒羊脂肪酸代谢相关基因表达量的影响

脂肪沉积是多种基因、蛋白以及多条信号通路共同作用调控的结果，相关基因表达可调控与脂肪代谢相关的物质，最终影响脂肪的沉积与降解。固醇调节元件结合蛋白1C（SREBP-1C）是细胞核内调控脂质代谢的重要转录因子，能够调控胆固醇和脂肪酸的合成。SREBP-1C通过激活SCD的表达来调控下游过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）基因。PPARγ进一步调控乙酰辅酶A羧化酶（ACC）、脂肪酸合成酶（FASN）和脂蛋白脂酶（LPL）来诱导骨骼肌中脂滴的积累，进而增加肌内脂肪的含量。

由图1 可知，丁酸梭菌组小尾寒羊背最长肌的SREBP-1C、SCD、PPARγ和ACC基因表达量显著高于对照组（P＜0.05）。本研究中丁酸梭菌组的SCD基因表达量显著高于对照组，并且丁酸梭菌组背最长肌中油酸的相对含量更高，可见日粮添加丁酸梭菌能够改变小尾寒羊背最长肌SCD基因表达水平，进而影响肌肉组织中脂肪酸的组成。本研究中丁酸梭菌组小尾寒羊背最长肌的PPARγ基因表达量显著高于对照组（P＜0.05），其原因可能与丁酸梭菌代谢产生的短链脂肪酸——丁酸有关，该脂肪酸通过调控PPARγ信号通路影响脂肪的生成。ACC是催化长链脂肪酸合成的限速酶，还可催化乙酰辅酶A缩合为丙二酸单酰辅酶A，进而调控脂肪酸的氧化进程。因此，本研究对该基因进行了测定，结果显示丁酸梭菌组ACC相对表达量（1.15）显著高于对照组（0.81）（P＜0.05），ACC的高表达能增加丙二酸单酰辅酶A活性，促进小尾寒羊肌内脂肪的沉积。

4 脂肪酸相关调控基因表达量与脂肪酸组成相关性分析

对小尾寒羊背最长肌中脂肪酸代谢相关基因表达量与脂肪酸组成进行Person相关性分析，由图2可知，PPARγ基因相对表达量与α-亚麻酸和二十二碳六烯酸相对含量呈显著或极显著正相关（P＜0.05或P＜0.01），ACC和SREBP-1C基因相对表达量与α-亚麻酸和二十碳五烯酸相对含量呈显著或极显著正相关（P＜0.05或P＜0.01），推测PPARγ、SREBP-1C和ACC基因的高表达有利于不饱和脂肪酸的沉积。张秋旭的研究表明n-3 PUFA能提高PPARγ基因的表达水平，活化的PPARγ通过调控LPL、ACC、SREBP-1C等靶基因，上调脂肪酸去饱和程度，从而促进肉中不饱和脂肪酸的沉积。SCD基因相对表达量与饱和脂肪酸相对含量呈极显著负相关（P＜0.01），但与油酸、α-亚麻酸和二十碳五烯酸相对含量呈显著或极显著正相关（P＜0.05或P＜0.01）。

5 丁酸梭菌对小尾寒羊瘤胃微生物组成的影响

瘤胃微生物是“第二基因组”，在调控肌肉脂肪酸组成和风味物质变化中发挥重要作用。由表4门水平上相对丰度（排名前6的菌门）可知，厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和变形菌门（Proteobacteria）是瘤胃样本中的优势菌门。其中丁酸梭菌组中厚壁菌门的相对丰度显著高于对照组（P＜0.05），而拟杆菌门的相对丰度在两组间无显著差异（P＞0.05）。本研究中，添加丁酸梭菌可以增加瘤胃中厚壁菌门的数量，对纤维物质的分解有益。变形菌门中的细菌包括多数致病菌，如大肠杆菌、沙门氏菌、幽门螺杆菌。本实验中丁酸梭菌组瘤胃中变形菌门的相对丰度显著低于对照组（P＜0.05），原因可能是丁酸梭菌能够合成和分泌短链脂肪酸和细菌素，破坏致病菌的细胞膜，从而杀死或抑制致病菌生长。

从表4中属水平相对丰度排名前10的菌属可知，相对丰度最高的3 个菌属分别为普雷沃氏菌属（Prevotella）、拟杆菌属（Bacteroides）和梭菌属（Clostridium）。最新的研究表明梭菌属能够利用纤维素、细胞壁多糖、木质纤维素等原料，提高畜禽的纤维降解能力。本研究中，丁酸梭菌组梭菌属的相对丰度显著高于对照组（P＜0.05），说明丁酸梭菌成功定植于小尾寒羊瘤胃中，一定程度上提高了小尾寒羊瘤胃的纤维降解能力。纤维杆菌属（Fibrobacter）可代谢产生乙酸、丙酸等短链脂肪酸，通过三羧酸循环为宿主提供能量。本研究中丁酸梭菌组纤维杆菌属的相对丰度显著高于对照组（P＜0.05）。丁酸弧菌属（Butyrivibrio）是主要参与多不饱和脂肪酸生物氢化的瘤胃微生物，在共轭亚油酸和SFA合成过程中发挥重要作用。本研究中丁酸梭菌组瘤胃中丁酸弧菌属相对丰度显著低于对照组（P＜0.05），这可能有利于更多的多不饱和脂肪酸沉积在肉中。副拟杆菌属（Parabacteroides）是拟杆菌门中的一种革兰氏阴性细菌，代谢终产物主要是乙酸和琥珀酸，另外其代谢合成的主要脂肪酸为饱和直链脂肪酸和anteiso-甲基支链脂肪酸。本研究结果发现丁酸梭菌会显著降低副拟杆菌属的相对丰度（P＜0.05），这可能对羊肉风味的形成具有积极作用。总体而言，日粮添加丁酸梭菌后瘤胃中厚壁菌门、梭菌属和纤维杆菌属的相对丰度显著提高，推测丁酸梭菌的添加可能会提高小尾寒羊对纤维素的分解效率，为肌肉脂肪酸合成提供更多的营养和能量，有利于肌内脂肪的沉积，但其具体作用机制还需进一步研究。

6 瘤胃优势菌群与脂肪酸组成的相关性分析

为了进一步探究瘤胃优势菌群与背最长肌中脂肪酸组成之间的关系，以属水平上相对丰度前10的优势菌群与11 种脂肪酸进行Pearson相关性分析。由图3可知，副拟杆菌属相对丰度与α-亚麻酸、二十碳五烯酸相对含量呈显著负相关（P＜0.05），与饱和脂肪酸相对含量呈显著正相关（P＜0.05）。瘤胃杆菌属相对丰度与硬脂酸、亚油酸和γ-亚麻酸相对含量呈显著负相关（P＜0.05），与α-亚麻酸和二十二碳六烯酸相对含量呈显著正相关（P＜0.05）。而普雷沃氏菌属相对丰度与二十碳五烯酸和单不饱和脂肪酸相对含量呈显著正相关（P＜0.05），与硬脂酸饱和脂肪酸相对含量呈显著负相关（P＜0.05）。瘤胃杆菌属和普雷沃氏菌属主要参与纤维素的降解，可产生大量的挥发性脂肪酸，挥发性脂肪酸被瘤胃壁吸收，转化生成脂肪酸，这可能是丁酸梭菌增加肌肉不饱和脂肪酸含量的内在机制。丁酸弧菌属相对丰度与棕榈油酸和多不饱和脂肪酸相对含量呈显著负相关（P＜0.05）。此外，乳酸杆菌属相对丰度与油酸、α-亚麻酸、二十碳五烯酸和单不饱和脂肪酸相对含量呈显著正相关（P＜0.05），但与亚油酸和饱和脂肪酸呈显著负相关关系（P＜0.05）。

结 论

本研究结果表明，日粮添加丁酸梭菌提高了小尾寒羊背最长肌中油酸、α-亚麻酸和二十碳五烯酸的相对含量，降低了棕榈酸和硬脂酸的相对含量，提升了肌肉的肌内脂肪含量、色泽和嫩度，延缓了宰后pH值的下降，对肉品质有明显的改善作用。通过脂肪代谢相关基因分析得出，丁酸梭菌组SREBP-1C、SCD、PPARγ和ACC基因表达水平显著上调，从分子水平证实了丁酸梭菌可以促进机体脂肪沉积。进一步研究瘤胃微生物对脂肪酸代谢的影响发现，饲喂丁酸梭菌提高了小尾寒羊瘤胃中厚壁菌门、梭菌属和纤维杆菌属的相对丰度，降低了变形菌门、丁酸弧菌属和副拟杆菌属的相对丰度。瘤胃微生物与脂肪酸的相关性分析中，瘤胃中瘤胃杆菌属、普雷沃氏菌属和乳酸杆菌属相对丰度与不饱和脂肪酸相对含量呈正相关。综上，通过饲喂益生菌调控反刍动物瘤胃微生物影响机体脂肪酸代谢或是将来改善羊肉品质的重要研究方向，可为微生物制剂改善肉质性状提供新的机理解释。

本文《日粮添加丁酸梭菌对小尾寒羊脂肪酸代谢和肉品质的影响》来源于《食品科学》2023年44卷第19期1-9页，作者：王威皓，窦露，康乐天，王宏迪，段艳，苏琳，赵丽华，武海峰，靳烨。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220805-071。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：渤海大学食品科学与工程学院 王雨婷 ；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

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