综述：牛肉的风土（terroir）：从商品及其在人类进化中的作用到健康、表观遗传学和可持续性的新范式：一篇综述

《Frontiers in Nutrition》：The beef terroir: moving from a commodity and its role in human evolution to a new paradigm of health, epigenetics, and sustainability: a review

　　

红色肉类摄入与人类的进化历程密切相关，塑造了代谢途径、认知发展和社会复杂性。除了作为营养来源外，肉类，特别是牛肉，代表了一种生物复杂性基质，其组成反映了动物饲养的生态和生产背景。本综述整合了进化生物学、营养科学、表观遗传学和代谢组学的证据，重新界定了牛肉在人类发展和现代食品生产系统中的作用。研究人员提出了“牛肉风土（beef terroir）”的概念，用以描述土壤-植物-动物相互作用如何影响动物性能和牛肉品质，进而影响人类健康。研究人员批判性地审视了牧草生产系统与工业化（育肥场，feedlot）生产系统之间的差异，以及植物基系统等替代方案。最后，研究人员确定了使畜牧生产与人类健康和可持续性目标保持一致所需的优先研究领域。

**进化意义上动物源食品在人类中的摄入**
研究人员一致认为，肉、脂肪和骨髓（MFM）的消费至少在260万年前已成为原始人饮食的常规部分。收集的证据显示，这与石器的发展以及随后300万年间脑容量增长三倍相吻合。这些食物提供了维持人类大脑功能所需的浓缩能量、高质量（可利用）蛋白质以及关键微量营养素，特别是维生素B₁₂、锌、铁以及EPA和DHA等长链脂肪酸。然而，如今人们认为，不仅仅是肉类，脂肪和骨髓的摄入也对人类进化至关重要，并获得了更多关注。例如，考古遗址（距今250–200万年）显示出骨髓提取的系统性证据，骨头上的特征性螺旋骨折和撞击痕迹表明有意加工。早期原始人开发了专门的石器用于获取骨髓，表明这些营养密集组织具有高价值。脂肪是早期人类可获得的最能量密集的宏量营养素。瘦牛肉提供100–200 kcal/100g，而牛脂肪约含900 kcal/100g，即蛋白质或碳水化合物能量密度的约三倍。这种能量密度对于支持人类进化过程中扩大的大脑的高代谢需求尤为关键。另一方面，对奥杜瓦伊峡谷等考古遗址的骨骼组合分析表明，早期原始人优先提取骨髓而非获取肌肉肉，表明脂肪最大化（而非蛋白质）常常是尸体处理决策的主要标准。MFM纳入饮食与“昂贵组织假说”相符，该假说指出人类大脑消耗约20%的静息代谢能量。因此，早期人类偏爱营养密集（高热量）的饮食，如MFM提供的饮食，这在农业前时期无法仅由植物性食物轻易提供。此外，研究已证明相对脑容量与饮食质量呈正相关。因此，向MFM等能量密集食物的转变减少了肠道大小，同时支持了大脑扩张。此外，人类代谢表现出显著的脂肪利用适应性，包括增强的生酮作用和脂肪酸氧化，这与狩猎的社会行为一致，狩猎的高失败率可能导致长时间的禁食。这些适应性使早期人类能够在食物短缺时期利用酮体作为替代脑燃料维持认知功能。研究人员认为，如果没有规律获取MFM，早期人类极不可能在作为大型、活跃且高度社会化的灵长类同时，实现其异常大而复杂的大脑。向MFM的转变也推动了社会进化：合作狩猎大型猎物促进了利他和社会技能。

**牛肉的营养概况与健康风险**
牛肉是一种营养密集的基质，难以单独用植物来源完整复制。它提供平衡比例的所有蛋白质源性氨基酸，以及牛磺酸、β-丙氨酸、肌酸、肌肽和4-羟脯氨酸等生物活性化合物，这些化合物在人类的抗氧化反应、神经功能、肌肉性能和心血管健康中发挥关键作用。这些生物活性化合物在植物性食物中要么缺乏，要么含量可忽略。例如，30克干牛肉可提供80.4毫克牛磺酸（满足日需量的107%）、608毫克肌肽（日需量的100%）以及大量肌酸。牛肉也是高生物利用度血红素铁、锌、硒和维生素B₁₂的主要来源。一项针对60岁以上成人的研究发现，牛肉消费者比非消费者具有显著更高的蛋白质、锌、钙、铁、维生素B₁₂及其他几种微量营养素的摄入量和充足性。饮食建模研究表明，美国成本最低的营养充足饮食包括牛肝等MFM。对于中低收入国家的儿童，MFM尤为重要，因为它们有助于认知发育，研究显示肉类消费在减少发育迟缓和认知障碍方面具有令人信服但尚不确定的益处。五十多年来，红肉和加工红肉一直与全因死亡率、心血管疾病和代谢疾病风险增加相关。然而，几乎没有因果研究支持这一点。如今，范式正在转变，强调MFM在人类健康中的重要性。在此背景下，有研究提出，每天额外摄入100克红肉与2型糖尿病风险增加17%、冠心病风险增加15%、高血压风险增加14%和中风风险增加12%相关。对于加工肉类（每增加50克/天），风险更高：2型糖尿病相对风险（RR）为1.37，冠心病为1.27，全因死亡率为1.15。然而，这些证据的强度备受争议。2019年《内科学年鉴》NutriRECS系列系统评价了观察性研究和随机对照试验，得出结论认为红肉与心脏代谢和癌症结局相关的证据确定性低至极低，并指出效应量较小且混杂因素普遍存在。少数涉及红肉摄入的随机试验未发现对主要心脏代谢或癌症终点有显著影响。

**牛肉摄入的表观遗传学作用**
已报道牛肉中的几种生物活性化合物，特别是草饲牛肉中的化合物，通过不同机制影响表观遗传调控。最有力的证据来自一碳代谢营养素，共轭亚油酸（CLA）的证据正在出现，而从牧场转移到牛肉中的植物化学物质也越来越受到认可。牛肉生物活性化合物与表观遗传学之间最直接的联系通过一碳代谢实现，该生化网络为DNA和组蛋白甲基化提供甲基基团。牛肉是维生素B₁₂最丰富的饮食来源之一，维生素B₁₂是该途径的关键辅因子，与叶酸、胆碱、甜菜碱和蛋氨酸共同作用。这些甲基供体的缺乏会导致异常DNA甲基化模式，进而影响基因表达。大鼠模型中母体维生素B₁₂缺乏会改变后代代谢重要基因的DNA甲基化，影响代谢编程。一项人类研究发现，循环维生素B₁₂水平与线粒体D环区域甲基化呈正相关，这是首次将B₁₂与线粒体DNA甲基化联系起来的证据。其影响涉及发育和慢性疾病。另一方面，围孕期一碳代谢物缺乏会导致调节关键发育过程的基因中DNA甲基化和组蛋白甲基化的表观遗传改变。由于牛肉以高生物利用度形式提供B₁₂、胆碱和蛋氨酸，它有助于维持正常表观遗传模式的甲基供体池。同样，主要存在于反刍动物来源食品（如牛肉和乳制品）中的共轭亚油酸（CLA）通过与表观遗传调控相交的机制调节基因表达。CLA激活过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ），这是一种控制炎症、脂肪生成和免疫功能相关基因转录的核受体。在炎症诱导的结直肠癌小鼠模型中，饮食CLA（1g/100g饮食）通过PPARγ依赖机制阻止了腺癌形成，同时增加了调节性T细胞并抑制了TNF-α表达。同样，CLA的抗癌机制主要由PPARγ激活和脂质过氧化驱动的铁死亡介导。t10,c12-CLA异构体通过上调miR184和miR215抑制癌细胞增殖和迁移，这些微小RNA有助于细胞周期阻滞，这是一种由非编码RNA介导的表观遗传基因沉默形式。CLA还通过涉及IGF-1R信号通路和脂氧合酶代谢物的机制，减少乳腺、膀胱和结肠癌细胞系的增殖并诱导凋亡。草饲牛肉的CLA含量显著高于谷饲牛肉。另一方面，异油酸（trans-11 C18:1）和瘤胃酸（cis-9 trans-11 C18:2）可减轻胰岛素抵抗。有研究指出异油酸能通过减少促炎细胞因子和血小板聚集来减轻血脂异常、脂肪肝和炎症。其他研究人员表明异油酸在治疗肿瘤方面具有转化潜力，并在儿童健康中发挥关键作用。此外，草饲牛肉含有从牧场植物转移到动物组织中的植物营养素。许多研究人员已经证明，当牲畜食用多样植物时，萜类、酚类、类胡萝卜素和抗氧化剂会浓缩在肉中，其含量与已知具有抗炎、抗癌和心脏保护作用的植物性食品相当。比较智利牧场与智利育肥场牛肉的类似研究表明，这些植物营养素甚至存在于育肥场牛肉中，因为这些系统在育肥日粮中包含了较高比例的粗饲料（约50%），高于美国或澳大利亚育肥场报告的通常低于15%的比例。此外，许多此类植物营养素在其他饮食背景下已知可调节表观遗传标记，包括DNA甲基化和组蛋白乙酰化，尽管直接研究牛肉消费中植物化学物质对人类表观遗传效应的研究仍然缺乏。定量上，与谷饲牛肉相比，来自生物多样性牧场的草饲牛肉含有更高水平的酚类抗氧化剂（2.6倍）、α-生育酚/维生素E（3.1倍）、omega-3脂肪酸（4.1倍）和植物化学抗氧化剂（3.1倍）。另一项研究发现，草饲牛肉的植物化学抗氧化剂水平高出3.1倍，维生素A多2.9倍，维生素E多4.2倍，而谷饲牛肉则显示同型半胱氨酸升高，这是一个与一碳代谢紊乱和异常甲基化相关的标志物。在智利再生生产系统中育肥的阉牛牛肉，其黄酮苷含量约为智利育肥场牛肉的10倍，羧酸含量约4倍，黄酮类含量约3倍。此外，其羟基苯甲酸、羟基肉桂酸、酚类醇和烷醇含量高出2倍。丁酸主要来自肠道微生物发酵纤维，而非直接来自牛肉消费，但它是一种强效的表观遗传修饰物，与更广泛的饮食-健康图景相关。丁酸是一种特征明确的组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂，通过抑制DNA甲基转移酶1（DNMT1）、调节CpG甲基化、激活线粒体三羧酸（TCA）循环以及上调如ABCA1等肿瘤抑制基因，驱动结直肠癌细胞的表观遗传重编程。简单来说，它是一种关键的后生信使，对人体健康具有广泛益处，尤其是肠道健康。例如，它提供结肠细胞所需能量的约70%，维持肠道内壁健康，加强肠壁紧密连接，减少“肠漏”，防止细菌或毒素进入血液。它具有抗炎特性，可减轻肠道乃至全身的免疫反应，可能有助于改善肠易激综合征（IBS）、炎症性肠病（IBD，如克罗恩病或结肠炎）以及更广泛的慢性炎症。此外，新兴研究将其与更好的血糖控制、代谢健康、免疫平衡以及通过肠-脑轴对大脑/情绪的好处联系起来。在饮食诱导的肥胖模型中，丁酸增强了肌肉中昼夜节律时钟基因启动子的组蛋白乙酰化，上调了脂肪酸氧化基因，并减少了体重增加。大多数将特定牛肉营养素与人类表观遗传效应联系起来的证据是间接的，来自细胞培养、动物模型或观察性关联。尚无随机对照试验测试牛肉消费本身是否改变人类表观遗传，因为受控饮食研究既昂贵又难以实施。同样，牛肉中的植物化学物质含量在不同生产系统间差异巨大，植物化学物质在牛肉中是否能在人体组织中达到生物活性浓度仍有待确定。最有力的联系仍是一碳代谢途径，其中牛肉对甲基供体池中B₁₂、胆碱和蛋氨酸的贡献在生化上已被充分表征，尽管在人类试验中尚未分离出特异性消费牛肉（相对于其他B₁₂来源）的下游表观遗传后果。

**生产系统的二分法（草饲与谷饲牛肉）**
草饲（牧草）与谷饲（工业）的牛肉生产框架虽然是有用的简写，但掩盖了更为复杂的现实。在许多情况下，特别是在南美国家，牛肉生产系统可能是两者混合；每种配置都涉及真正的权衡，最佳方法取决于优化的目标。全球范围内，即使在“集约化”牛肉生产系统中，草料占动物终身饲料摄入量的80%以上，动物通常仅在3–4个月的育肥期接受高谷物日粮。大多数肉牛在进入育肥场阶段前的大部分时间在牧场度过，尤其是在工业化生产系统中。一项综合综述强调，广泛的母牛-犊牛和放牧系统仍是全球牛肉生产的支柱，育肥场育肥在此基础上叠加。这意味着真正的比较很少是“纯牧场与纯育肥场”，而是不同的育肥策略应用于共同的牧草基础。一项爱尔兰研究比较了三种系统：（a）21月龄谷饲育肥；（b）24月龄青贮加谷物；（c）28月龄仅草料，发现最后一种提高了盈利能力，具有更优的脂肪酸谱，且仅使用人类不可食用的饲料，但需要更高的屠宰年龄和每单位牛肉更多的土地。如前所述，草饲育肥牛肉在特定生物活性化合物方面始终表现出优势。一项2024年代谢组学研究发现，在1575种测量化合物中，有907种在牧场育肥和谷饲育肥牛肉之间存在差异。一项2025年研究将此优势追溯到土壤-植物-动物连续体：牧场土壤有机质高出1.4倍，草饲牛肉的植物化学抗氧化剂含量高出3.1倍。另一方面，谷饲育肥牛肉并非单纯的更差。它含有14.6倍更高的γ-生育酚和1.3–1.5倍更高的几种B族维生素，包括B₅和B₆。混合方法，如草饲后短期45天谷物育肥，可捕捉两种系统的优势，这是南美国家（如智利）饲养员的常见做法，即在育肥期在牧场上补充谷物或等量物（如糖蜜），从而改善脂肪颜色、脂肪覆盖、动物性能和牛肉品质。然而，在草饲系统内部，变异巨大。牧场多样性与草饲标签本身一样重要：在多物种生物多样性牧场上放牧的牛，其肉中浓缩的植物化学物质种类和数量多于在单一栽培牧场上放牧的牛。“草饲”与“草饲育肥”之间的标签混淆使问题复杂化。两种生产系统之间的环境比较同样复杂。集约化系统的生产效率更高，每公斤牛肉的温室气体强度低于粗放系统。传统的生命周期分析一致发现，草饲育肥系统每公斤的温室气体排放更高，这是由于更长的育肥时间和肠道甲烷排放。然而，这些分析通常假设土壤碳库处于稳态，忽略管理良好的放牧系统中潜在的碳固存。安大略省的适应性多围场（AMP）放牧显示出0.957 Mg C/ha/年的固存速率，当纳入核算时，牛肉的碳足迹减少了65%。另一项研究发现AMP放牧固存了3.59 Mg C/ha/年，将系统的碳平衡从净正排放转变为净负排放。然而，一项2025年系统综述挑战了这些说法：在比较再生放牧与传统放牧的28项研究中，较高强度的横断面和纵向研究显示，额外的土壤有机碳（SOC）固存速率中位数与零无显著差异。最高值出现在较低强度的观察性研究中。这是一个重要的警示。再生放牧的碳固存主张仍存在争议，最强研究设计尚未支持这些主张。一项墨西哥湾沿岸分析捕捉了核心困境：最不复杂的放牧系统产生最高利润，而最复杂的放牧系统产生最低温室气体影响，揭示了经济目标与环境目标之间的直接权衡。最有希望的路径可能在于将牧草管理的生态效益与针对性集约化相结合的综合系统。Soussana等人概述了农业生态畜牧生产的五项原则：改善动物健康管理、减少投入依赖、降低排放、增强多样性以提高韧性，以及保护生物多样性。这些原则拒绝了育肥场单一养殖和田园牧歌式的理想，转而支持围绕养分循环和生态系统功能设计的系统。粗放牧场若管理得当，可比未管理草地具有更高的净初级生产力、更好的土壤氮循环和更高的碳固存量，同时通过生物过程高效循环养分。但若动物密度超过阈值，可持续集约化需要作物-畜牧业一体化。作物-畜牧业一体化利用谷物和作物残留作为饲料，同时将粪便养分返回耕地，可提高两个系统的整体效率。Moritz等人2025年的综述明确指出了概念上的问题：北美“牧场经营”和非洲/亚洲“游牧”之间的传统知识划分因先验假设而限制了理解。世界各地的畜牧者“采纳、适应并挑战”资本主义逻辑和牧草传统，创造了难以简单分类的多样化混合系统。

**未来方向与研究优先事项**
2026年1月，美国2025–2030年膳食指南将肉类、全脂乳制品和蔬菜置于一个新的倒金字塔的宽大顶端，将蛋白质推荐量几乎增加一倍至1.2–1.6 g/kg体重，并明确将红肉列为健康蛋白质来源。这代表了美国联邦营养政策数十年来最重大的转变，同时理清并复杂化了牛肉的研究格局。新的2025–2030年指南优先考虑全食物，限制超加工食品和添加糖，并鼓励使用黄油或牛脂烹饪。这与近五十年来限制饱和脂肪和红肉的建议截然不同。美国全国养牛者牛肉协会对此更新表示欢迎，指出红肉被明确提及为多样化均衡饮食中健康蛋白质的来源。然而，这一转变存在争议。波士顿大学的营养专家警告说，该指南“带来的问题和答案一样多”，特别是关于科学证据如何被解释的问题。一些人担心鼓励更多脂肪可能与现有关于饱和脂肪和心血管风险证据相冲突。美国新指南与EAT-柳叶刀行星健康饮食（建议每天仅14克红肉）之间的这种紧张关系，定义了未来牛肉研究的核心断层线。人类和社会的进化正在转变牛肉生产系统的角色，从传统关注“商品体积”转向生态系统服务和生物智能的复杂叙事。这一转变表明，一块牛排不再仅仅是蛋白质，而是动物环境、福利和基因表达的生物记录。在现代研究中，牧场被视为一个复杂的实验室，牛不再仅仅是甲烷排放者，而是潜在的碳固存工具。通过管理放牧（如AMP或再生放牧），研究人员发现牛可以刺激土壤健康，将草地转变为巨大的碳汇，有助于缓解气候变化。这创造了一个循环叙事，即动物的存在恢复了它所放牧的土地，强调了土壤-植物-动物关系（风土概念）。由于这种风土，表观遗传学已成为一个相关的发展领域，因为它是风土的“翻译者”和生产系统的生物记忆。科学现在表明，动物的管理（它吃什么、承受的压力、经历的气候）在其DNA上留下了分子“标签”。这些标签不改变遗传密码，但像调光开关一样，上调或下调某些基因。一头营养良好、压力小的母牛所生的犊牛不仅仅是“幸运的”；在第一次呼吸之前，它已经通过表观遗传编程获得了更好的免疫力和更高的肉质。在动物福利方面，叙事已超越简单的无痛苦，转向追求可能具有表观遗传效应的“积极情感状态”。研究人员正在利用精准畜牧业（PLF）实时理解和满足动物需求。当动物适应良好且无压力时，其生物学机能以最佳效率运行。这不仅是道德的，也是人类健康的先决条件。因为当动物在生物多样、低压力的放牧系统中饲养时，牛肉的营养特征会发生变化。“红肉有害”的叙事正受到关于omega-3富集、CLA水平和植物源性抗氧化剂研究的挑战。通过关注可持续性和动物福祉，该行业正在生产一种“功能食品”，不仅提供热量，还为人类消费者提供特定的健康保护化合物。一些感兴趣的领域和潜在研究领域的总结在表1中给出。无疑，本文中的许多领域具有交叉影响，影响动物健康和生理、人类健康、产品质量以及生产系统的可持续性。