超高壓結(jié)合熱處理對(duì)肌球蛋白凝膠特性的影響研究.pdf

1、超高壓技術(shù)是21世紀(jì)生物制品和食品領(lǐng)域最有潛力和發(fā)展前途的技術(shù)之一。超高壓處理對(duì)肉及肉制品產(chǎn)生重要影響，如抑制微生物生長(zhǎng)、改變?nèi)獾念伾?、?duì)肉品組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響、對(duì)風(fēng)味及蛋白質(zhì)凝膠品質(zhì)有重要影響。
　　 肌球蛋白是肉品中含量最高最重要的蛋白質(zhì)，肌球蛋白的凝膠特性決定產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)、賦形、保水性和保留其他食品成分有重要意義。本研究以兔腰大肌肌球蛋白為對(duì)象，研究超高壓與熱結(jié)合處理對(duì)肌球蛋白凝膠特性的影響，初步探討超高壓凝膠形

2、成機(jī)理。研究?jī)?nèi)容包括:(1)研究不同加工條件及加入功能性食品膠對(duì)超高壓-熱凝膠特性的影響;(2)運(yùn)用傅立葉紅外光譜(FT-IR)技術(shù)研究超高壓條件下蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化，探討蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能特性之間的關(guān)系;(3)利用非變性電泳、掃描電鏡等技術(shù)初步研究超高壓肌球蛋白凝膠形成機(jī)理。為超高壓技術(shù)在肉品中的應(yīng)用提供技術(shù)支持和理論指導(dǎo)。具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　 1不同加工條件對(duì)超高壓-熱肌球蛋白凝膠特性的影響
　　 研究不同

3、pH、NaCl濃度、保壓時(shí)間、超高壓溫度對(duì)超高壓-熱肌球蛋白凝膠質(zhì)構(gòu)特性、保水性及微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果顯示，pH5.0和5.5時(shí)未見形成網(wǎng)絡(luò)凝膠;pH6.0～7.0時(shí)，形成有序的絲狀、多孔且孔徑均一的細(xì)致網(wǎng)絡(luò)凝膠。凝膠的硬度隨pH的增加逐漸下降，pH6.0時(shí)，硬度最大。超高壓凝膠保水性在pH5～7范圍內(nèi)，先降低后升高，在pH5.5時(shí)保水性最差。氯化鈉濃度在0.1～0.5 mol·L-1范圍內(nèi)，凝膠硬度和保水性逐漸增加，0.6 mol·L

4、-1時(shí)兩者都顯著下降。低離子強(qiáng)度(0.1～0.2 mol·L-1)時(shí)，不能形成硬度較好的凝膠，0.5 mol·L-1時(shí)凝膠硬度達(dá)最大，凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)最好。保壓時(shí)間對(duì)凝膠質(zhì)構(gòu)和保水性影響不顯著。超高壓處理溫度在20～60℃范圍內(nèi)，隨溫度升高硬度顯著增加，20℃時(shí)凝膠為顆粒狀連接，40℃時(shí)凝膠孔洞均一、有序，結(jié)構(gòu)光滑、細(xì)膩，保水性最高。通過主成分分析研究不同加工條件下凝膠7個(gè)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)和保水性的關(guān)系，結(jié)果表明，質(zhì)構(gòu)特性與保水性存在很強(qiáng)的相關(guān)性。

5、
　　 2添加魔芋膠、酪蛋白酸鈉對(duì)超高壓-熱肌球蛋白凝膠特性的影響
　　 模擬經(jīng)典乳化腸配方，設(shè)四個(gè)處理組:肌球蛋白、肌球蛋白∶酪蛋白酸鈉質(zhì)量比為15∶4、肌球蛋白∶酪蛋白酸鈉∶魔芋膠為15∶4∶2、肌球蛋白∶酪蛋白酸鈉∶魔芋膠為15∶4∶4。分別進(jìn)行兩種處理:低壓結(jié)合熱處理(200 MPa,5min+80℃，40 min)與超高壓處理(500 MPa,60℃，30 min)，比較兩種凝膠特性的差異。結(jié)果表明，魔芋膠和酪

6、蛋白酸鈉結(jié)合使用，改善凝膠質(zhì)構(gòu)，提高保水性。肌球蛋白∶酪蛋白酸鈉∶魔芋膠比例為15∶4∶2時(shí)凝膠質(zhì)構(gòu)特性最好。掃描電鏡結(jié)果顯示，加入酪蛋白酸鈉，凝膠微結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著改變，呈小孔狀，結(jié)構(gòu)有序、均一、光滑、結(jié)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。加入魔芋膠的凝膠結(jié)構(gòu)粗糙、孔徑變大。比較低壓-熱結(jié)合凝膠與超高壓凝膠差異結(jié)果顯示，低壓-熱結(jié)合凝膠質(zhì)構(gòu)特性更好，保水性更高。
　　 3不同壓力對(duì)肌球蛋白凝膠特性及蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響
　　 肌球蛋白溶液先經(jīng)1

7、00～600 MPa壓力預(yù)處理10 min，處理溫度20℃，后加熱制備凝膠，以未超高壓處理組為對(duì)照組，測(cè)定凝膠質(zhì)構(gòu)和保水性，采用傅立葉紅外光譜法測(cè)定肌球蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)變化，然后通過相關(guān)系數(shù)矩陣法研究肌球蛋白7種質(zhì)構(gòu)特性、保水性與各二級(jí)結(jié)構(gòu)含量的關(guān)系。結(jié)果表明，不同超高壓處理對(duì)肌球蛋白凝膠硬度的影響不顯著，對(duì)凝膠保水性影響顯著，隨著壓力升高，凝膠保水性逐漸下降。與對(duì)照組相比，100、200 MPa處理的凝膠保水性無顯著差異;與對(duì)照組相比，3

8、00 MPa以上處理的凝膠保水性顯著減少。超高壓致使肌球蛋白分子結(jié)構(gòu)展開，使蛋白質(zhì)β-折疊等有序結(jié)構(gòu)減少而β-轉(zhuǎn)角等無序結(jié)構(gòu)增加。
　　 從相關(guān)性分析結(jié)果得出，凝膠的粘附性、彈性、保水性與各二級(jí)結(jié)構(gòu)之間存在顯著的相關(guān)性。
　　 4超高壓肌球蛋白凝膠形成機(jī)理的初步研究
　　 肌球蛋白溶液(20 mg·mL-1，0.6 mol·L-1 NaCl、pH6.5)在各種壓力（100～400 MPa）下處理10 min，溫度

9、20℃，以未超高壓處理組為對(duì)照。通過測(cè)定蛋白質(zhì)表面疏水性、自由巰基含量、分子變化（native-page電泳法）和超微結(jié)構(gòu)（掃描電鏡法）揭示凝膠形成機(jī)理。結(jié)果表明，表面疏水性在100 MPa變化不顯著，200 MPa以上，疏水性顯著增加;自由巰基含量在300 MPa以上增加顯著。超微結(jié)構(gòu)顯示，200 MPa以下的肌球蛋白凝膠呈絲狀結(jié)構(gòu)，孔洞小而多，300 MPa以上的凝膠呈球狀聚集。Native-page電泳結(jié)果顯示，肌球蛋白重鏈參與了