發(fā)酵鰱魚(yú)魚(yú)糜凝膠形成及其機(jī)理研究.pdf

1、魚(yú)糜制品是深受?chē)?guó)內(nèi)外消費(fèi)者歡迎的水產(chǎn)加工大類(lèi)產(chǎn)品。生物發(fā)酵魚(yú)糜不僅具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、安全性好、食用方便、易保藏及益生效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，而且凝膠強(qiáng)度高，近年來(lái)受到國(guó)內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注，本實(shí)驗(yàn)室前面研究發(fā)現(xiàn)淡水魚(yú)糜經(jīng)微生物發(fā)酵能產(chǎn)生高強(qiáng)度的凝膠，但目前對(duì)于發(fā)酵魚(yú)糜凝膠形成的機(jī)理還不完全清楚。本文以大宗淡水魚(yú)類(lèi)鰱魚(yú)為原料，在發(fā)酵形成高強(qiáng)度魚(yú)糜凝膠的基礎(chǔ)上，研究魚(yú)肉蛋白組分在發(fā)酵過(guò)程中分子結(jié)構(gòu)變化以及分子相互作用力與凝膠形成的關(guān)系以及參與凝膠網(wǎng)絡(luò)形成

2、過(guò)程，以期從分子水平上闡明發(fā)酵魚(yú)糜凝膠形成機(jī)理。本研究對(duì)于了解魚(yú)肉蛋白在發(fā)酵過(guò)程中的生化變化和凝膠形成機(jī)理、豐富蛋白凝膠形成理論具有重要的學(xué)術(shù)意義，同時(shí)也為魚(yú)糜加工產(chǎn)業(yè)建立生物發(fā)酵新型加工技術(shù)提供理論依據(jù)。
　　 首先研究了影響魚(yú)糜發(fā)酵的關(guān)鍵因素，特別是溫度對(duì)鰱魚(yú)魚(yú)糜發(fā)酵的影響。在不同溫度條件下進(jìn)行鰱魚(yú)魚(yú)糜發(fā)酵試驗(yàn)，通過(guò)分析不同發(fā)酵溫度條件下魚(yú)糜的微生物變化、理化變化、感官品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性、生物胺變化以及發(fā)酵動(dòng)力學(xué)特性，確定了制備

3、高品質(zhì)魚(yú)糜凝膠的發(fā)酵條件。結(jié)果表明：以戊糖片球菌為發(fā)酵劑，采用23℃發(fā)酵48h；在此條件下，魚(yú)糜發(fā)酵48h內(nèi)魚(yú)肉pH值快速降至4.5以下，有效抑制了腸道菌、葡萄球菌和假單胞菌等雜菌的生長(zhǎng)繁殖以及揮發(fā)性鹽基氮(TVBN)與生物胺的積累；魚(yú)糜發(fā)酵過(guò)后形成了致密均勻的三維凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，凝膠強(qiáng)度高達(dá)1242.4g*cm，具有較好的感官品質(zhì)和食用安全性。
　　 研究了鰱魚(yú)蛋白組分在魚(yú)糜發(fā)酵過(guò)程中分子間作用力變化。通過(guò)測(cè)定魚(yú)糜發(fā)酵過(guò)程中蛋白

4、組分變化、蛋白質(zhì)降解、二硫鍵以及魚(yú)糜蛋白在不同變性溶劑中的溶解度變化分析維持發(fā)酵魚(yú)糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)作用力和參與凝膠形成的關(guān)鍵蛋白組分。結(jié)果表明：魚(yú)糜發(fā)酵過(guò)程中隨著pH值下降，鹽溶性蛋白和水溶性蛋白由于變性聚集含量逐漸減少，不溶性蛋白含量逐漸增加，形成了不溶性凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；維持發(fā)酵魚(yú)糜凝膠結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)作用力是疏水作用、二硫鍵及非二硫共價(jià)鍵，其中疏水相互作用對(duì)發(fā)酵初期魚(yú)糜凝膠結(jié)構(gòu)的形成起主要作用，而二硫鍵主要形成于魚(yú)糜發(fā)酵后期，對(duì)凝膠網(wǎng)絡(luò)

5、起到增強(qiáng)作用；肌球蛋白重鏈?zhǔn)菂⑴c發(fā)酵魚(yú)糜凝膠形成的主要蛋白組分，同時(shí)肌動(dòng)蛋白以及蛋白降解產(chǎn)生的低分子量肽也參與了凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成。
　　 利用葡萄糖酸內(nèi)酯(GDL)建立模擬酸化體系，通過(guò)測(cè)定凝膠強(qiáng)度、選擇性溶解度、濁度、ATPase活性、巰基含量、表面疏水性、內(nèi)源熒光強(qiáng)度、CD色譜、原態(tài)PAGE、還原和非還原PAGE研究鰱魚(yú)肌動(dòng)球蛋白和肌原纖維蛋白在不同pH和離子強(qiáng)度條件下的凝膠特性、聚集作用力和蛋白分子結(jié)構(gòu)變化，并與發(fā)酵魚(yú)糜凝膠

6、進(jìn)行對(duì)照比較。結(jié)果表明：在酸性條件下鰱魚(yú)肌動(dòng)球蛋白二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使包埋于分子內(nèi)部的疏水性氨基酸殘基和巰基外露，增強(qiáng)了蛋白分子間相互作用，導(dǎo)致Ca2+-ATPase活性和蛋白溶解度下降，濁度增加，形成不溶性蛋白聚集體和高強(qiáng)度凝膠；疏水作用是引起鰱魚(yú)肌動(dòng)球蛋白在酸性條件下聚集的主導(dǎo)作用力，氫鍵、離子鍵和二硫鍵等作用力雖參與了鰱魚(yú)肌動(dòng)球蛋白的聚集，但貢獻(xiàn)較??；離子強(qiáng)度對(duì)鰱魚(yú)肌原纖維蛋白在酸性條件下分子結(jié)構(gòu)改變以及凝膠形成影響顯著，離

7、子強(qiáng)度增加引起蛋白分子部分變性展開(kāi)，活性基團(tuán)外露，促進(jìn)酸性條件下蛋白分子間的相互作用，鰱魚(yú)肌原纖維蛋白在酸性條件下形成凝膠的強(qiáng)度隨離子強(qiáng)度的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，當(dāng)NaCl濃度為0.3mol/L時(shí)達(dá)到最大值；鰱魚(yú)魚(yú)糜在酸性條件下形成凝膠的強(qiáng)度和維持凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用力與發(fā)酵魚(yú)糜凝膠一致，證實(shí)了生物發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)酸是引起發(fā)酵魚(yú)糜凝膠形成的主要原因。
　　 從分子水平上進(jìn)一步研究了魚(yú)肉蛋白在酸性條件下凝膠形成的動(dòng)力學(xué)過(guò)程

8、。酶法制備肌球蛋白球狀頭部（S-1）和螺旋尾部(Rod)以及重酶解肌球蛋白（HMM）和輕酶解肌球蛋白(LMM)，采用透析酸化法建立酶解產(chǎn)物的酸化模擬體系，通過(guò)SDS-PAGE結(jié)合蛋白結(jié)構(gòu)分析對(duì)鰱魚(yú)肌球蛋白在酸性條件下的聚集過(guò)程進(jìn)行研究。結(jié)果表明：鰱魚(yú)肌球蛋白在酸性條件下凝膠形成首先由頭-頭相互作用引起，接著肌球蛋白尾部變性展開(kāi)，使部分相鄰的肽鏈之間相互鏈接，同時(shí)頭部之間繼續(xù)交聯(lián)形成有序的凝膠網(wǎng)絡(luò)。
　　 本文明確了維持發(fā)酵魚(yú)糜凝