孫亞紅，李俊霞*，胥福勛，?？×x，呼格吉勒圖，張立新，張 瑞，串智惠

肌內(nèi)脂肪沉積或大理石花紋的肌肉包括胸長肌、腰長肌、岡下肌和股二頭肌，是影響牛肉品質(zhì)和口感的最重要的特征之一。大理石花紋與牛肉的多汁性、嫩度和適口性正相關(guān)。肌內(nèi)脂肪越高的牛肉產(chǎn)生的感官特征越高，包括嫩度、多汁性、風(fēng)味和總體可接受性。在肉牛中，大部分大理石狀脂肪沉積在肌纖維束之間，肌纖維束位于肌周結(jié)締組織中。包括韓國、日本、澳大利亞和美國在內(nèi)的一些國家認(rèn)為肌內(nèi)脂肪含量對牛肉品質(zhì)等級很重要，而包括法國和德國在內(nèi)的歐洲國家更喜歡瘦肉（肌內(nèi)脂肪含量較低）。在調(diào)控肌內(nèi)脂肪沉積時，了解影響肌內(nèi)脂肪沉積的因素及沉積機理非常重要。本綜述首先概述反芻動物肌肉和脂肪細(xì)胞的生長，以及影響肌內(nèi)脂肪沉積的遺傳因素、管理和營養(yǎng)因子。

1 反芻動物肌肉和脂肪細(xì)胞生長概述

包括最長肌在內(nèi)的骨骼肌主要由骨骼肌纖維組成，但也含有脂肪細(xì)胞、結(jié)締組織或細(xì)胞外基質(zhì)，以及衛(wèi)星細(xì)胞、免疫細(xì)胞和血管等多種細(xì)胞類型，肌肉細(xì)胞與脂肪細(xì)胞的比例因肌內(nèi)脂肪沉積不同而異。為了更好地理解后期肌內(nèi)脂肪沉積，確定牛在發(fā)育階段肌肉和脂肪細(xì)胞最初生長的機制很重要。肌肉和脂肪細(xì)胞的發(fā)育分別依賴于肌肉細(xì)胞形成和脂肪生成（Du等，2013），其提出肌原、脂肪原和纖維原性細(xì)胞來源于常見的間質(zhì)原始細(xì)胞，即間質(zhì)干細(xì)胞在胎兒肌肉發(fā)育過程中首先致力于肌源性和脂肪源性纖維性細(xì)胞譜系。肌原細(xì)胞進(jìn)一步發(fā)育成肌纖維和衛(wèi)星細(xì)胞，而脂肪原性纖維原細(xì)胞發(fā)育成骨骼肌的基質(zhì)血管部分，其中駐留脂肪細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和脂肪原性纖維原細(xì)胞。

反芻動物的脂肪生成通常在妊娠中期開始，而脂肪細(xì)胞的分化發(fā)生在胎兒期和產(chǎn)后階段。在胎兒期，主要過程是增加脂肪原性纖維細(xì)胞衍生的脂肪細(xì)胞的數(shù)量（Harper和 Pethick，2004）。研究表明，形成牛肌肉脂肪細(xì)胞大約開始于妊娠后期至出生后250 d，脂肪細(xì)胞的增生主要發(fā)生在受孕至出生期間，肥大對肌內(nèi)脂肪沉積的貢獻(xiàn)大于250 d至屠宰期間的增生（Du等，2013）。因此，管理母體營養(yǎng)是促進(jìn)胎兒肌肉脂肪生成的潛在有效途徑。動物體內(nèi)存在4個主要的脂肪組織庫：腹壁脂肪庫、皮下脂肪庫、肌間脂肪庫和肌內(nèi)脂肪庫。肉牛的脂肪生成首先始于妊娠中期左右腹部（內(nèi)臟）脂肪細(xì)胞。Du等（2013）認(rèn)為，這一脂肪生成階段延伸至腹部脂肪細(xì)胞的新生兒期，皮下脂肪細(xì)胞和肌間脂肪細(xì)胞的早期斷奶期。因此，肉牛育肥后期，盡管腹部、肌肉間和皮下脂肪的發(fā)育可能減緩或停止，但大理石狀脂肪細(xì)胞仍可能繼續(xù)生長。

2 遺傳因素

2.1 品種及性別的差異 最長肌中的肌內(nèi)脂肪含量因牛的品種而異，日本神戶肉牛最長肌脂肪含量最高（36.5%），而韓國肉牛最長肌脂肪含量排名全世界第二（13.7%），其次是安格斯牛（9.3%）（Greenwood等，2015）。性別也影響最長肌中的肌內(nèi)脂肪含量，閹割公牛通常會增加肌內(nèi)脂肪含量，包括韓國牛和荷斯坦牛（Marti等，2013）。在韓國牛中，Park等（2002）比較了不同性別牛大理石花紋的程度，公牛的大理石紋最好，其次是奶牛。

2.2 遺傳力 大理石紋性狀的遺傳力已在多個牛品種中得到報道。Utrera和Van Vleck（2004）在72項研究中對牛胴體性狀遺傳力進(jìn)行估計，其發(fā)酵平均品種類型包括純種或雜交安格斯、婆羅門、西門塔爾、夏洛來、赫里福德、澤西、韓國棕色牛、緬因安如牛，大理石紋遺傳力均值為0.37，韓國牛大理石紋遺傳力最高（0.57）。斷奶后用純飼喂系統(tǒng)和高能補充系統(tǒng)飼養(yǎng)奶牛，連續(xù)5次屠宰試驗評估高能谷物替代對脂肪沉積的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然半腱肌肌內(nèi)脂肪在不同基因型間沒有差異，但在4塊肌肉（股二頭肌、岡上肌、半腱肌、腰長肌和岡下?。┲校?nèi)脂肪的含量普遍存在基因型差異。但用高能谷物飼料替代放牧草場的等能飼料并沒有增加肌內(nèi)脂肪的含量。因此，遺傳潛力高的動物在屠宰年齡一般表現(xiàn)出較高的大理石紋，而遺傳潛力低的動物表現(xiàn)出較低的大理石紋。

3 管理因素

斷奶年齡、閹割、屠宰年齡和體重、營養(yǎng)和其他環(huán)境條件等管理因素都會影響肌內(nèi)脂肪的沉積。

3.1 斷奶日齡 早期斷奶或早期斷奶結(jié)合高谷物日糧會增加肉牛體內(nèi)肌內(nèi)脂肪的沉積。正常斷奶的肉牛分別在231 d和213 d的哺乳和斷奶期間留在牧場上，然后對它們進(jìn)行限飼，正常斷奶肉牛飼喂谷物的條件與早期斷奶的肉牛相同，但飼喂牧草55 d發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)斷奶（259 d，273 kg）相比，早期斷奶小牛（123 d，145 kg）末重較輕。但斷奶處理不影響飼料效率、斷奶后生長、大理石紋等胴體性狀（Meyer等，2005）。Smith和 Johnson（2014）認(rèn)為，隨著牛變肥，葡萄糖對脂肪合成的貢獻(xiàn)降低，而乙酸的作用增加。這些作者還提出，早期提供的日糧葡萄糖源（如高水平淀粉）可以改善肌內(nèi)脂肪沉積。Reddy等（2017）對2周齡韓國小牛飼喂不同的日糧，即母乳+粗飼料（對照組）、母乳+精料、母乳+精料+粗飼料、母乳+精料+30%淀粉，試驗開展22個月，RNA-Seq的差異表達(dá)基因的轉(zhuǎn)錄組和KEGG路徑分析表明，PPAR信號通路調(diào)節(jié)肌動蛋細(xì)胞、不飽和脂肪酸的生物合成，母乳+精料+30%淀粉日糧組顯著改變了胰島素信號和mTOR信號通路。作者認(rèn)為，早期斷奶后的精料+粗料+淀粉可以改變腰肉脂肪的沉積。

3.2 閹割 閹割公牛通常會增加牛的肌內(nèi)脂肪含量，盡管它會降低生長速度（Seideman等，1982）。閹割公牛顯著增加了韓國牛的大理石紋、評分等級和肌內(nèi)脂肪含量。在日本，黑牛通常被閹割以得到大理石花紋豐富的牛肉，同時也增加了牛肉嫩度（Gotoh 和 Joo，2016）。

3.3 屠宰日齡和重量 在大多數(shù)牛品種中，肌內(nèi)脂肪含量隨年齡增長而增加。日本體細(xì)胞克隆黑駿馬肌內(nèi)脂肪含量隨屠宰年齡的增加而增加 ：20月齡（23.7%）、25月齡（38.7%）、30月齡（41.1%），日本純種黑牛肌內(nèi)脂肪含量呈線性增長，屠宰年齡從16.7個月齡（500 d）增加到33.3月 齡（1000 d）以 上（Zembayashi等，1995）。 韓國牛的大理石紋評分一般隨屠宰年齡的增長而增加。韓國大理石紋評分標(biāo)準(zhǔn)從1～9不等，在韓國全國農(nóng)業(yè)合作聯(lián)盟牲畜改良中心飼養(yǎng)的韓國牛大理石紋評分值從6.0增加到7.06，屠宰年齡從26月齡增加到31月齡（Lee等，2013），這群牛的最高利潤是31月齡的屠宰年齡。因此，隨著屠宰年齡的增長，大理石紋評分的變化在不同農(nóng)場間存在差異，這種差異可能是由于遺傳因素、管理或營養(yǎng)等因素。

3.4 環(huán)境因素 研究表明，溫度改變等環(huán)境條件對牛生長發(fā)育和牛肉品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響，特別是將動物暴露在冷熱應(yīng)激下（Ames等，1980）。

夏季溫和的熱應(yīng)激和冬季溫和的冷應(yīng)激可能有利于在無保護(hù)、無遮擋地區(qū)牛的脂肪沉積，因為動物在冬天儲存脂肪在寒冷條件下保溫，需要更多的能量來滿足不斷增加的維持能量需求。Young（1983）認(rèn)為，能量需求在冬季或動物處于冷應(yīng)激狀態(tài)時增加，因為顫抖或其他生熱過程需要增加熱量消耗?？偟膩碚f，嚴(yán)重的溫度改變對動物生產(chǎn)可能有顯著的負(fù)面影響，包括生長性能和產(chǎn)品質(zhì)量。

4 營養(yǎng)因素

包括脂肪代謝、脂肪消化和吸收、葡萄糖和淀粉的有效性、粗飼料與濃縮料的比例、日糧能量和蛋白質(zhì)水平、維生素A、D和C水平、胎兒營養(yǎng)和階段特異性飼喂系統(tǒng)在內(nèi)的幾個營養(yǎng)因素都可能影響肌內(nèi)脂肪沉積。

4.1 葡萄糖、淀粉的有效性及粗料與精料比 飼喂谷物是提高凈能量供應(yīng)的一種方式，因為能量密集的谷物可以利用瘤胃和小腸產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸和葡萄糖來產(chǎn)生能量。通過優(yōu)化瘤胃中淀粉的發(fā)酵生產(chǎn)丙酸（葡萄糖異生前體），最大化淀粉在小腸的消化和吸收可以實現(xiàn)淀粉的最大利用。增加小腸對瘤胃旁路淀粉的消化有助于增加葡萄糖的供應(yīng)。飼喂高淀粉飼料時，特別是在肉牛育肥期間，小腸吸收大量葡萄糖。Harmon和McLeod（2001）報道了在小腸中淀粉消化比在瘤胃中發(fā)酵更有效：瘤胃發(fā)酵淀粉的總能量效率約為小腸消化淀粉的73%。因此，需要一種更好的方法來實現(xiàn)淀粉在小腸內(nèi)的高消化率，為宿主動物提供更多葡萄糖。Pethick等（2004）報道，高水平的日糧加工可以增加瘤胃和小腸淀粉酶對日糧淀粉顆粒的可獲得性，使育肥期動物獲得最大的葡萄糖可用性。他們認(rèn)為，通過飼喂血糖指數(shù)高的飼料葡萄糖吸收加快，并伴隨高胰島素水平，從而為脂肪酸合成提供更高的能量。

4.2 日糧能量和蛋白質(zhì)水平 研究表明，賴氨酸等必需氨基酸的缺乏會增加肌內(nèi)脂肪的含量，而氨基酸相對于能量水平的失衡可能會增加牛體內(nèi)肌內(nèi)脂肪的含量（Pethick等，2004）。關(guān)于日糧能量-蛋白質(zhì)比對牛體內(nèi)肌內(nèi)脂肪含量影響的資料有限。飼喂高蛋白（15%）精料補充料的公牛最長肌中肌內(nèi)脂肪含量高于低蛋白日糧組（12%）（Marino等，2009），而飼喂16% 粗蛋白質(zhì)水平日糧的日本黑駿馬背脂肪厚度大于12%粗蛋白質(zhì)組（Kawakita等，2001）。

4.3 維生素 限制維生素A的攝入會增加肌內(nèi)脂肪的沉積，因為維生素A可以抑制脂肪細(xì)胞分化。甘油-3-磷酸脫氫酶作為脂肪生成的生物標(biāo)志物，在用維生素A培養(yǎng)的牛前脂肪細(xì)胞中活性降低（Ohyama等，1998）。日本黑牛血清視黃醇濃度與胴體大理石紋評分值呈負(fù)相關(guān)，與添加維生素A的動物相比，不添加維生素A的動物具有更高的質(zhì)量等級（Gotoh和 Joo，2016）。Ohyama等（1998）發(fā)現(xiàn)，不應(yīng)該在育肥后期持續(xù)限制日糧維生素A水平，因為長期限制維生素A可能影響動物健康問題和生長性能。

維生素D在體外也能抑制脂肪生成，1，25-二羥基維生素D3（維生素D的活性形式）抑制脂肪細(xì)胞分化（Ishida等，1988），發(fā)現(xiàn) 1，25-二羥基維生素D3通過抑制PPARG等關(guān)鍵脂肪生成因子來抑制脂質(zhì)沉積。雖然限制維生素A可以改善大理石花紋，但限制維生素D對安格斯雜交駿馬大理石花紋沒有顯著影響（Pickworth等，2012），因此需要進(jìn)一步研究日糧維生素D對肉牛大理石紋和肌內(nèi)脂肪沉積的影響。

除了豚鼠、人類和其他靈長類動物外，維生素C可以由許多哺乳動物肝臟中的葡萄糖合成。因此，NRC中沒有規(guī)定肉牛日糧維生素C需求。維生素C或L-抗壞血酸在氧化還原反應(yīng)和膠原合成中具有多種作用。此外，維生素C可能有助于調(diào)節(jié)脂肪生成，促進(jìn)3T3 L1細(xì)胞的前脂肪細(xì)胞生長，在原代培養(yǎng)中對綿羊前脂肪細(xì)胞的分化也有積極作用（Torii等，1995）。值得注意的是，維生素C補充劑在實際使用中需要包被，因為它可能在瘤胃中降解。體內(nèi)試驗研究表明，添加維生素C后，肉牛大理石紋評分增加，飼糧中添加包被L-抗壞血酸-2-磷酸提高了育肥期日本黑牛屠體的大理石紋評分和脂肪含量（Ohashi等，2000）。

4.4 胚胎營養(yǎng)管理 胚胎或產(chǎn)前營養(yǎng)管理是指哺乳動物胚胎和胎兒發(fā)育營養(yǎng)需要與環(huán)境變化有關(guān)，影響整個生命過程。在胎兒發(fā)育特定時期，脂肪組織的發(fā)育與肌肉發(fā)育一致。妊娠期非常重要，因為它決定了肌肉細(xì)胞、成纖維細(xì)胞或脂肪細(xì)胞的生長（Du等，2013）。妊娠期間對胎兒的營養(yǎng)處理可能影響動物的生產(chǎn)性能，改變畜產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量。以放牧為基礎(chǔ)的胎兒營養(yǎng)限制延緩了后代生長性能（體重、飼料攝入量、胴體重量）和生產(chǎn)參數(shù)（包括肌肉重量、肉類產(chǎn)量、脂肪和骨骼重量）。Radunz等（2012）評估了3種妊娠后期日糧能量來源（草料、玉米和玉米DDGS）對雜交后肉牛代產(chǎn)后生長期和牛肉大理石紋的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與飼喂低淀粉飼料（草料和玉米DDGS）相比，妊娠后期飼喂玉米日糧大理石紋評分較低。作者認(rèn)為，妊娠后期母體日糧能量來源可改變胎兒脂肪組織發(fā)育，影響子代肌內(nèi)脂肪沉積?？偟膩碚f，妊娠早期、中期或晚期的營養(yǎng)處理可能會影響牛肉脂肪含量或大理石紋，但這些影響通常很小，常常被產(chǎn)后營養(yǎng)狀況掩蓋。

4.5 階段特異性飼喂系統(tǒng) 在韓國、日本和美國，相當(dāng)比例的消費者更喜歡高大理石牛肉，因此，韓國和日本牛肉生產(chǎn)系統(tǒng)都集中生產(chǎn)高大理石紋牛肉來滿足客戶，保護(hù)牛肉產(chǎn)業(yè)免受進(jìn)口牛肉影響。日本和韓國已開發(fā)了階段特異性飼喂系統(tǒng)來生產(chǎn)大理石紋的牛肉。簡而言之，日本黑牛一般在11～30月齡時以高濃縮料飼喂，以誘導(dǎo)肌內(nèi)脂肪沉積，精料占11～18月齡飼料的36.8%～86.4%。在最后階段，從18月齡到屠宰（28～30月齡），精料占飼料的84.2%～86.4%，其余為粗飼料（Gotoh和 Joo，2016）。類似地，生長階段特定的飼養(yǎng)系統(tǒng)也普遍應(yīng)用于韓國，以生產(chǎn)高大理石花紋的牛肉。Jo等（2012）描述了高大理石紋韓國牛肉的飼養(yǎng)策略，即生長階段（7～12月齡）自由采食（體重的1.5%～1.6%）優(yōu)質(zhì)飼料（精料粗蛋白質(zhì)15%～16%，總可消化養(yǎng)分69%～70%），肥育期可分為前期和后期，前期主要以少量粗飼料飼喂，含約80%精料的飼料（占體重的1.6%～1.9%，粗蛋白質(zhì)為12%～13%，總可消化養(yǎng)分為72%～73%），育肥后期從22月齡到屠宰（28～31月齡），飼料中約90%精料（粗蛋白質(zhì)11%～12%，總可消化養(yǎng)分73%～74%），粗飼料以稻草和黑麥草為主約占飼料的10%。

5 結(jié)論

目前生產(chǎn)高大理石紋牛肉的肉牛采用階段特定飼喂方案，嚴(yán)重依賴于育肥期飼喂?jié)饪s料，但其有幾個局限性：飼料中精料比例高，育肥期長，可能會增加飼料成本。在育肥后期，過量的能量供應(yīng)顯著降低飼料效率，增加動物飼料的浪費，最終引發(fā)肉牛生產(chǎn)的可持續(xù)性問題。目前增加肌內(nèi)脂肪沉積方法一般局限于增加全身脂肪沉積，包括不能食用的脂肪。因此，需要進(jìn)一步研究開發(fā)在不增加全身脂肪沉積的情況下生產(chǎn)高水平大理石紋牛肉的方法。