孫亞紅，李俊霞*，胥福勛，?？×x，呼格吉勒?qǐng)D，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(zhǎng)肌、腰長(zhǎng)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(guó)、日本、澳大利亞和美國(guó)在內(nèi)的一些國(guó)家認(rèn)為肌內(nèi)脂肪含量對(duì)牛肉品質(zhì)等級(jí)很重要，而包括法國(guó)和德國(guó)在內(nèi)的歐洲國(guó)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(shí)，了解影響肌內(nèi)脂肪沉積的因素及沉積機(jī)理非常重要。本綜述首先概述反芻動(dòng)物肌肉和脂肪細(xì)胞的生長(zhǎng)，以及影響肌內(nèi)脂肪沉積的遺傳因素、管理和營(yíng)養(yǎng)因子。

1 反芻動(dòng)物肌肉和脂肪細(xì)胞生長(zhǎng)概述

包括最長(zhǎng)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(zhǎng)的機(jī)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(lái)源于常見(jiàn)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(guò)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(dòng)物的脂肪生成通常在妊娠中期開(kāi)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(guò)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(kāi)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(duì)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(yíng)養(yǎng)是促進(jìn)胎兒肌肉脂肪生成的潛在有效途徑。動(dòng)物體內(nèi)存在4個(gè)主要的脂肪組織庫(kù)：腹壁脂肪庫(kù)、皮下脂肪庫(kù)、肌間脂肪庫(kù)和肌內(nèi)脂肪庫(kù)。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(zhǎng)。

2 遺傳因素

2.1 品種及性別的差異 最長(zhǎng)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(zhǎng)肌脂肪含量最高（36.5%），而韓國(guó)肉牛最長(zhǎng)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(zhǎng)肌中的肌內(nèi)脂肪含量，閹割公牛通常會(huì)增加肌內(nèi)脂肪含量，包括韓國(guó)牛和荷斯坦牛（Marti等，2013）。在韓國(guó)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(gè)牛品種中得到報(bào)道。Utrera和Van Vleck（2004）在72項(xiàng)研究中對(duì)牛胴體性狀遺傳力進(jìn)行估計(jì)，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(lái)、赫里福德、澤西、韓國(guó)棕色牛、緬因安如牛，大理石紋遺傳力均值為0.37，韓國(guó)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(bǔ)充系統(tǒng)飼養(yǎng)奶牛，連續(xù)5次屠宰試驗(yàn)評(píng)估高能谷物替代對(duì)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(méi)有差異，但在4塊肌肉（股二頭肌、岡上肌、半腱肌、腰長(zhǎng)肌和岡下肌）中，肌內(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(chǎng)的等能飼料并沒(méi)有增加肌內(nèi)脂肪的含量。因此，遺傳潛力高的動(dòng)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(dòng)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(yíng)養(yǎng)和其他環(huán)境條件等管理因素都會(huì)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(huì)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(chǎng)上，然后對(duì)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(zhǎng)、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(duì)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(duì)2周齡韓國(guó)小牛飼喂不同的日糧，即母乳+粗飼料（對(duì)照組）、母乳+精料、母乳+精料+粗飼料、母乳+精料+30%淀粉，試驗(yàn)開(kāi)展22個(gè)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(hào)通路調(diào)節(jié)肌動(dòng)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(hào)和mTOR信號(hào)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(huì)增加牛的肌內(nèi)脂肪含量，盡管它會(huì)降低生長(zhǎng)速度（Seideman等，1982）。閹割公牛顯著增加了韓國(guó)牛的大理石紋、評(píng)分等級(jí)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(shí)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(zhǎng)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(zhǎng)，屠宰年齡從16.7個(gè)月齡（500 d）增加到33.3月 齡（1000 d）以 上（Zembayashi等，1995）。 韓國(guó)牛的大理石紋評(píng)分一般隨屠宰年齡的增長(zhǎng)而增加。韓國(guó)大理石紋評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)從1～9不等，在韓國(guó)全國(guó)農(nóng)業(yè)合作聯(lián)盟牲畜改良中心飼養(yǎng)的韓國(guó)牛大理石紋評(píng)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(rùn)是31月齡的屠宰年齡。因此，隨著屠宰年齡的增長(zhǎng)，大理石紋評(píng)分的變化在不同農(nóng)場(chǎng)間存在差異，這種差異可能是由于遺傳因素、管理或營(yíng)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(duì)牛生長(zhǎng)發(fā)育和牛肉品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響，特別是將動(dòng)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(wú)保護(hù)、無(wú)遮擋地區(qū)牛的脂肪沉積，因?yàn)閯?dòng)物在冬天儲(chǔ)存脂肪在寒冷條件下保溫，需要更多的能量來(lái)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(dòng)物處于冷應(yīng)激狀態(tài)時(shí)增加，因?yàn)轭澏痘蚱渌鸁徇^(guò)程需要增加熱量消耗?？偟膩?lái)說(shuō)，嚴(yán)重的溫度改變對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)可能有顯著的負(fù)面影響，包括生長(zhǎng)性能和產(chǎn)品質(zhì)量。

4 營(yíng)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(yíng)養(yǎng)和階段特異性飼喂系統(tǒng)在內(nèi)的幾個(gè)營(yíng)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?yàn)槟芰棵芗墓任锟梢岳昧鑫负托∧c產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸和葡萄糖來(lái)產(chǎn)生能量。通過(guò)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(shí)現(xiàn)淀粉的最大利用。增加小腸對(duì)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(shí)，特別是在肉牛育肥期間，小腸吸收大量葡萄糖。Harmon和McLeod（2001）報(bào)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(lái)實(shí)現(xiàn)淀粉在小腸內(nèi)的高消化率，為宿主動(dòng)物提供更多葡萄糖。Pethick等（2004）報(bào)道，高水平的日糧加工可以增加瘤胃和小腸淀粉酶對(duì)日糧淀粉顆粒的可獲得性，使育肥期動(dòng)物獲得最大的葡萄糖可用性。他們認(rèn)為，通過(guò)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(huì)增加肌內(nèi)脂肪的含量，而氨基酸相對(duì)于能量水平的失衡可能會(huì)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(duì)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(bǔ)充料的公牛最長(zhǎng)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(huì)增加肌內(nèi)脂肪的沉積，因?yàn)榫S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(píng)分值呈負(fù)相關(guān)，與添加維生素A的動(dòng)物相比，不添加維生素A的動(dòng)物具有更高的質(zhì)量等級(jí)（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?yàn)殚L(zhǎng)期限制維生素A可能影響動(dòng)物健康問(wèn)題和生長(zhǎng)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(guò)抑制PPARG等關(guān)鍵脂肪生成因子來(lái)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(duì)安格斯雜交駿馬大理石花紋沒(méi)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(duì)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(zhǎng)類動(dòng)物外，維生素C可以由許多哺乳動(dòng)物肝臟中的葡萄糖合成。因此，NRC中沒(méi)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(zhǎng)，在原代培養(yǎng)中對(duì)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(bǔ)充劑在實(shí)際使用中需要包被，因?yàn)樗赡茉诹鑫钢薪到?。體內(nèi)試驗(yàn)研究表明，添加維生素C后，肉牛大理石紋評(píng)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(píng)分和脂肪含量（Ohashi等，2000）。

4.4 胚胎營(yíng)養(yǎng)管理 胚胎或產(chǎn)前營(yíng)養(yǎng)管理是指哺乳動(dòng)物胚胎和胎兒發(fā)育營(yíng)養(yǎng)需要與環(huán)境變化有關(guān)，影響整個(gè)生命過(guò)程。在胎兒發(fā)育特定時(shí)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?yàn)樗鼪Q定了肌肉細(xì)胞、成纖維細(xì)胞或脂肪細(xì)胞的生長(zhǎng)（Du等，2013）。妊娠期間對(duì)胎兒的營(yíng)養(yǎng)處理可能影響動(dòng)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(yíng)養(yǎng)限制延緩了后代生長(zhǎng)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(píng)估了3種妊娠后期日糧能量來(lái)源（草料、玉米和玉米DDGS）對(duì)雜交后肉牛代產(chǎn)后生長(zhǎng)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(píng)分較低。作者認(rèn)為，妊娠后期母體日糧能量來(lái)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?lái)說(shuō)，妊娠早期、中期或晚期的營(yíng)養(yǎng)處理可能會(huì)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(yíng)養(yǎng)狀況掩蓋。

4.5 階段特異性飼喂系統(tǒng) 在韓國(guó)、日本和美國(guó)，相當(dāng)比例的消費(fèi)者更喜歡高大理石牛肉，因此，韓國(guó)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(lái)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(guó)已開(kāi)發(fā)了階段特異性飼喂系統(tǒng)來(lái)生產(chǎn)大理石紋的牛肉。簡(jiǎn)而言之，日本黑牛一般在11～30月齡時(shí)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(zhǎng)階段特定的飼養(yǎng)系統(tǒng)也普遍應(yīng)用于韓國(guó)，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(guó)牛肉的飼養(yǎng)策略，即生長(zhǎng)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(gè)局限性：飼料中精料比例高，育肥期長(zhǎng)，可能會(huì)增加飼料成本。在育肥后期，過(guò)量的能量供應(yīng)顯著降低飼料效率，增加動(dòng)物飼料的浪費(fèi)，最終引發(fā)肉牛生產(chǎn)的可持續(xù)性問(wèn)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(kāi)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。