氯化鈉濃度對(duì)僵直前高壓處理兔肉中肌球蛋白凝膠保水性及其膠凝過程中分子特性和結(jié)構(gòu)變化的影響

薛思雯,鄒玉峰,楊慧娟,錢 暢,王夢(mèng)瑤,徐幸蓮

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 肉品加工與質(zhì)量控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,食品安全與營(yíng)養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇省肉類生產(chǎn)與加工質(zhì)量安全控制協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇南京 210095)

氯化鈉濃度對(duì)僵直前高壓處理兔肉中肌球蛋白凝膠保水性及其膠凝過程中分子特性和結(jié)構(gòu)變化的影響

薛思雯,鄒玉峰,楊慧娟,錢 暢,王夢(mèng)瑤,徐幸蓮*

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 肉品加工與質(zhì)量控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,食品安全與營(yíng)養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇省肉類生產(chǎn)與加工質(zhì)量安全控制協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇南京 210095)

本實(shí)驗(yàn)以僵直前經(jīng)200 MPa 15 s高壓處理的兔肉肌球蛋白為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,通過測(cè)定其凝膠保水性,升溫過程中的流變特性,疏水相互作用,活性巰基含量以及蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化,研究僵直前經(jīng)高壓變性的肌球蛋白在不同氯化鈉濃度體系下(1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%),其熱凝膠形成過程中蛋白分子特性以及凝膠保水性和流變性能的變化。結(jié)果表明:在2.5%氯化鈉體系中的肌球蛋白在加熱過程中疏水基團(tuán)暴露程度以及速度適中,且在升溫后期無(wú)顯著下降趨勢(shì);然而,巰基含量在55～70 ℃升溫區(qū)間顯著增加,隨后顯著減少;肌球蛋白(2.5%氯化鈉)的α-螺旋結(jié)構(gòu)在55～70 ℃急劇下降。最終在2.5%氯化鈉條件下肌球蛋白形成的熱凝膠保水性以及最終貯能模量都高于其他處理組。該研究結(jié)果可為超高壓技術(shù)在肉類加工中的應(yīng)用提供參考。

僵直前,肌球蛋白,高壓處理,氯化鈉,保水性

超高壓加工(High pressure processing,HPP)技術(shù)是國(guó)際上新興的非熱加工科技,廣泛應(yīng)用于食品行業(yè),作為強(qiáng)化滅菌技術(shù)已取得顯著的成效[1]。近年來(lái),隨著人們對(duì)超高壓技術(shù)研究的不斷深入,發(fā)現(xiàn)HPP通過物理作用,能夠改變蛋白分子空間結(jié)構(gòu),引起蛋白質(zhì)的理化特性改變。而一般畜禽肉類中蛋白含量高達(dá)20%,屬于高蛋白食品,其中最主要且唯一能形成凝膠的蛋白-肌球蛋白(myosin)約占肌原纖維蛋白含量的50%[2-4]。許多學(xué)者研究了在不同高壓條件下肌球蛋白凝膠特性的變化,認(rèn)為高壓需協(xié)同熱處理才能發(fā)揮出其優(yōu)勢(shì)[5]。由于高壓參數(shù)的變動(dòng)會(huì)顯著的影響高壓對(duì)蛋白的變性作用,因此了解高壓作用對(duì)肌球蛋白的影響,將有利于肉品企業(yè)對(duì)HPP更好地利用。

兔肉是一種高蛋白,低脂肪的“白肉”。在我國(guó)其年產(chǎn)量能達(dá)到230萬(wàn)t/年(FAOSTAT)[6]。但是兔肉制品的匱乏限制了其進(jìn)一步發(fā)展。利用兔肉高蛋白低脂肪的特性結(jié)合新興的超高壓技術(shù),將有利于生產(chǎn)高附加值的兔肉制品并促進(jìn)兔肉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。肉糜體系中的鹽含量以及超高壓處理對(duì)象和參數(shù)對(duì)最終凝膠品質(zhì)都有顯著影響[7-10]。Souza等[11]發(fā)現(xiàn)將僵直前的豬胴體在215 MPa條件下進(jìn)行高壓,僅需15 s即可顯著提高豬肉及其火腿制品的保水性。然而,僵直前高壓處理對(duì)肌球蛋白分子特性的影響鮮有研究,同時(shí),鹽濃度對(duì)該條件下蛋白的作用也未見報(bào)道。因此,本文的目的是期望通過研究僵直前經(jīng)高壓處理后提取的肌球蛋白在不同氯化鈉含量的體系中凝膠分子特性及功能特性的變化,確定較優(yōu)的氯化鈉濃度,探討凝膠機(jī)理變化,為擴(kuò)大超高壓技術(shù)在肉品行業(yè)中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

3月齡新西蘭雄兔(2.5～3.0 kg) 江蘇省農(nóng)科院畜牧所;乙二醇二乙醚二胺四乙酸二鈉(EGTA) 美國(guó) Sigma公司;氯化鈉,8-苯胺基-1-萘磺酸(ANS),5,5′-二硫代雙(DTNB),氯化鉀,磷酸氫二鉀,磷酸二氫鉀等化學(xué)試劑均為分析純。

SANYO SIM-F124制冰機(jī) 日本三洋公司;ASC-30電子秤 沈陽(yáng)朝陽(yáng)衡器廠;Waring高速組織搗碎機(jī) 美國(guó)思伯明設(shè)備有限公司;Avanti J-E高速冷凍離心機(jī) 美國(guó)貝克曼有限公司;MCR 301流變儀 奧地利Physica公司;SpectraMax M2酶標(biāo)儀 美國(guó)分子設(shè)備有限公司;圓二色譜儀 英國(guó)應(yīng)用圖像物理有限公司;聚酰胺/聚乙烯真空包裝袋,20 ℃透氧率為1cm3/(m2·h) 北京華盾塑料有限公司;S-IL-100-850-9-W高壓設(shè)備 英國(guó)Stansted Fluid Power公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 兔肉處理及高壓過程 7只健康的新西蘭雄性白兔,宰前充分休息,提供飲水,減少應(yīng)激。頭部機(jī)械致昏后,切斷頸部血管放血,迅速剝皮去頭、爪及內(nèi)臟,自來(lái)水沖洗去除血跡,瀝干淋水放入冰箱(4 ℃)約15 min后,剔取腰大肌。將兔腰大肌切成2 cm×3 cm的小塊,將所有兔腰大肌混合,分裝到真空包裝袋中(75 g每袋),根據(jù)Souza等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,采用200 MPa 15 s對(duì)僵直前的兔腰大肌進(jìn)行高壓處理(25 ℃),高壓后立即將兔肉放入冰水中冷卻(4 ℃),進(jìn)行肌球蛋白提取。

1.2.2 肌球蛋白提取 肌球蛋白提取方法參照Cao等[12]的操作,用雙縮脲方法檢測(cè)肌球蛋白濃度,最后用不同濃度的氯化鈉溶液(1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%)將肌球蛋白濃度調(diào)整到10 mg/mL,并在相應(yīng)濃度的氯化鈉溶液中進(jìn)行透析(20 h),期間更換3次透析液。

1.2.3 肌球蛋白凝膠的制備 分別取6 mL的肌球蛋白溶液于10 mL離心管中,并置于水浴鍋中從20 ℃程序升溫(1 ℃/min)到85 ℃,保溫20 min。凝膠在0～4 ℃下過夜(12 h)。所得的凝膠進(jìn)行保水性測(cè)試。

1.2.4 保水性測(cè)試 保水性參照Kocher等[13]的方法,并做適當(dāng)修改。在加入蛋白溶液前準(zhǔn)確稱量離心管的重量(W1),加入蛋白液后準(zhǔn)確記錄離心管和蛋白液的總重(W2),蛋白凝膠制備方法如上所述,將離心管兩兩配平,在8000×g(4 ℃)下離心10 min,取出除去水分,準(zhǔn)確稱量重量(W3)。

保水性(%)=(W3-W1)/(W2-W1)×100

1.2.5 流變特性測(cè)定 流變特性的測(cè)定參照Chen等[14]的方法,將肌球蛋白溶液濃度用相應(yīng)濃度的氯化鈉溶液調(diào)整到5 mg/mL。儀器條件:采用平行板,上板直徑4 mm,頻率為0.1 Hz,應(yīng)變?yōu)?.01,狹縫0.5 mm,升溫速率1 ℃/min,升溫范圍20～80 ℃,記錄G′(貯能模量),G″(損耗模量),相位角ζ(tan ζ=G″/G′)。

1.2.6 表面疏水性測(cè)定 表面疏水性測(cè)定以ANS為熒光探針參照Chen等[14]采用的方法,并做適當(dāng)修改。 將蛋白溶液用相應(yīng)的氯化鈉溶液調(diào)整濃度到1 mg/mL,各取4 mL稀釋蛋白液于10 mL離心管中,每組處理下的蛋白需要15個(gè)樣品,分別用于五個(gè)溫度下的表面疏水性測(cè)定。將樣品置于水浴鍋中,從20～85 ℃程序升溫,在25、40、55、70 以及85 ℃下保溫5 min,取出后立即置于冰水中防止溫度對(duì)蛋白的進(jìn)一步影響。 在冷卻后的蛋白液中加入20 μL ANS溶液(15 mmol/L溶解于 0.1 mol/L磷酸鉀緩沖液,pH7.0),在室溫下反應(yīng)20 min,然后使用酶標(biāo)儀檢測(cè)在激發(fā)波長(zhǎng)為375 nm,發(fā)射波長(zhǎng)為470 nm條件下的熒光強(qiáng)度。

1.2.7 活性巰基含量測(cè)定 活性巰基含量測(cè)定利用DTNB參照Ellman[15]的方法,并做適當(dāng)修改。升溫等步驟與表面疏水性測(cè)定相同。蛋白液冷卻后加入20 μL 10 mmol/L的DTNB 溶液(10 mmol/L溶解于 0.1 mol/L磷酸緩沖液中,pH7.0)?；靹蚝笤诎堤?4 ℃)反應(yīng)1 h,取上清在412 nm條件下測(cè)定吸光值。

活性巰基含量(C0)=[(A/ε)·D]/C

其中:C0-巰基的摩爾濃度(mol/100 mg);A-吸光值;ε-吸光系數(shù)13600 L×(mol×cm)-1;D-稀釋倍數(shù);C-肌球蛋白濃度(mg/mL)。

1.2.8 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)測(cè)定 蛋白質(zhì)在升溫過程的二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化測(cè)定參照Liu[16]等采用的方法,并做適當(dāng)修改。將肌球蛋白濃度用相應(yīng)的氯化鈉溶液調(diào)整到0.3 mg/mL,在200～260 nm波長(zhǎng)條件下測(cè)量分子橢圓率。采用20～90 ℃的程序升溫(1 ℃/min),計(jì)算在25、40、55、70、85 ℃下肌球蛋白分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)(α-螺旋,β-折疊,β-轉(zhuǎn)角以及無(wú)規(guī)卷曲),并以百分?jǐn)?shù)形式表達(dá)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

保水性,表面疏水性以及活性巰基含量的結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,其結(jié)果用SPSS 18.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析(鄧肯多重比較,Duncans’ multiple-range test),當(dāng)p<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與討論

2.1 保水性

圖1是不同食鹽含量條件下高壓蛋白凝膠的保水性。1%和1.5%氯化鈉處理組的高壓蛋白凝膠的保水性沒有顯著(p>0.05)的差異,2%和3%氯化鈉處理組的高壓蛋白凝膠沒有顯著性差異(p>0.05),但是顯著高于1%和1.5%處理組,保水性最好的處理組是2.5%氯化鈉處理組。這與前人研究發(fā)現(xiàn)大于2%鹽濃度下形成蛋白凝膠的保水性良好的結(jié)果相符[17]。蛋白凝膠的保水性和一系列因素有關(guān),比如凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)孔徑的大小,促進(jìn)凝膠形成的作用力,蛋白的溶解情況等[18]。當(dāng)氯化鈉含量達(dá)到2%及以上時(shí),肌球蛋白能完全溶解,而當(dāng)氯化鈉含量低于2%時(shí),有部分肌球蛋白不能溶解完全,在加熱過程中不能均勻的分布在體系中,導(dǎo)致最終凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不均勻,凝膠保水性差[19]。因此推測(cè)高壓蛋白所在的體系環(huán)境氯化鈉濃度達(dá)到2.5%時(shí),已經(jīng)經(jīng)過高壓修飾的肌球蛋白在該鹽濃度條件下呈單體狀態(tài)分布,而蛋白-蛋白,蛋白-溶劑之間的相互作用與未經(jīng)高壓修飾的蛋白不同,可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)的熱凝膠變性方式有所差異。本研究中經(jīng)200 MPa 15 s高壓處理過后提取的肌球蛋白在2.5%的鹽濃度條件下,能保持住較多的水分,即表現(xiàn)為良好的保水性。而當(dāng)鹽含量達(dá)到3%時(shí),溶液中的單體蛋白的更多基團(tuán)偏向與鹽離子發(fā)生結(jié)合,減少了蛋白質(zhì)-水之間的相互作用,因此在形成凝膠的時(shí)候,結(jié)合的水分不如2.5%氯化鈉含量的蛋白溶液體系中的多,保水性低于2.5%氯化鈉體系處理組。

圖1 氯化鈉含量肌球蛋白凝膠保水性的影響Fig.1 Effects of sodium contents on water holding capacity of myosin gel 注:a～c不同字母之間表示顯著性差異(p<0.05)；樣品處理?xiàng)l件200 MPa 15 s，圖2～圖5處理?xiàng)l件相同。

2.2 流變特性

蛋白的流變特性是反映蛋白凝膠在形成過程中凝膠彈性和狀態(tài)變化的重要指標(biāo)[20]。圖2和圖3是僵直前經(jīng)高壓處理后提取的肌球蛋白溶液(5 mg/mL)在20～80 ℃條件下的貯能模量(G′)和相位角(tan ζ)的變化結(jié)果。從圖2中我們可以發(fā)現(xiàn),在升溫過程中,只有當(dāng)氯化鈉含量達(dá)到2.5%及以上時(shí),蛋白樣品的貯能模量才表現(xiàn)出弱凝膠形成階段(43～57 ℃)以及貯能模量的顯著升高。即在43 ℃左右時(shí),2.5%和3.0%體系中肌球蛋白的貯能模量略有增加,當(dāng)溫度高于57 ℃時(shí),貯能模量急劇增加。該現(xiàn)象說明,體系中肌球蛋白在43～57 ℃升溫區(qū)間內(nèi)頭-頭交聯(lián)的弱凝膠形成,之后升溫過程中肌球蛋白頭-尾,尾-尾交聯(lián)引起的凝膠網(wǎng)絡(luò)形成。然而本結(jié)果與前人認(rèn)為的2%的氯化鈉濃度的肉蛋白體系就能夠擁有良好的凝膠品質(zhì)不同[21]。對(duì)比2.5%和3.0%氯化鈉含量的高壓蛋白分子的流變特性,發(fā)現(xiàn)兩組之間的肌球蛋白頭部對(duì)熱的敏感性并沒有改變(頭部變性峰的峰頂時(shí)間均出現(xiàn)在50 ℃左右),但是2.5%組最終的貯能模量高于3.0%組,說明2.5%組的高壓蛋白凝膠最終的彈性優(yōu)于3.0%組。對(duì)此,我們認(rèn)為蛋白體系中其它因素如磷酸鹽等的存在是導(dǎo)致差異的主要原因[22]。另外,1%,1.5%和2%氯化鈉體系中的肌球蛋白在升溫過程中貯能模量的變化趨勢(shì)基本重疊,可能是由于經(jīng)高壓變性后的肌球蛋白不能很好的溶解在氯化鈉含量低于2.5%的體系中,導(dǎo)致肌球蛋白過早聚集,失去了形成彈性良好凝膠的能力

圖2 氯化鈉含量肌球蛋白分子流變特性的影響Fig.2 Effects of sodium contents on rheological properties of myosin solutions

相位角(tan ζ)是評(píng)估肌球蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)好壞的重要指標(biāo),相位角(tan ζ)變化越穩(wěn)定,則表示蛋白凝膠性質(zhì)越穩(wěn)定,而相位角(tan ζ)越小,表示該條件下凝膠黏彈特性越好[5]。從結(jié)果圖3來(lái)看,所有處理組的相位角(tan ζ)的變化在50 ℃之后變化不大,趨于穩(wěn)定，但2.5%和3%氯化鈉體系中的高壓蛋白的tan ζ低于其它三個(gè)處理組,說明在這兩個(gè)食鹽濃度條件下形成的蛋白凝膠性質(zhì)穩(wěn)定,且蛋白凝膠的黏彈特性優(yōu)于其它處理組。

2.3 表面疏水性

圖4是溶解在不同氯化鈉緩沖液中的高壓蛋白在加熱過程中疏水相互作用的變化情況。熒光強(qiáng)度越強(qiáng),表示疏水相互作用越強(qiáng)。從結(jié)果中可以看出,肌球蛋白中包埋的疏水基團(tuán)隨著溫度增加不斷的暴露出來(lái),在40～70 ℃的升溫階段中暴露速度最快,最顯著。從圖4中可發(fā)現(xiàn),氯化鈉的加入會(huì)影響肌球蛋白分子的原始構(gòu)象(25 ℃),氯化鈉含量越高,蛋白的構(gòu)象變化越劇烈,疏水基團(tuán)暴露的越多越顯著(p<0.05)。當(dāng)氯化鈉含量高于2%時(shí),溫度高于70 ℃之后蛋白分子之間的疏水基團(tuán)減少,說明肌球蛋白分子之間發(fā)生聚集,膠凝作用。當(dāng)溫度高于40 ℃時(shí),3%氯化鈉水平的肌球蛋白溶液中肌球蛋白的疏水基團(tuán)暴露的水平顯著高于其他氯化鈉濃度的肌球蛋白(p<0.05)。氯化鈉濃度低于2%(對(duì)于高壓處理過的肉提取的肌球蛋白來(lái)說),在溫度的作用下,其凝膠形成過程中的變化不如在高鹽體系中的蛋白明顯。并且在1.0%和1.5%氯化鈉濃度下,肌球蛋白溶解性顯著下降,且經(jīng)過一段時(shí)間的靜置會(huì)有沉淀析出,可能是肌球蛋白在低鹽條件下形成的聚集,該情況下形成的蛋白凝膠功能特性和流變特性差[23]。根據(jù)前人的研究,高壓作為一種加工技術(shù),會(huì)通過物理作用對(duì)僵直前的肉蛋白進(jìn)行變性修飾,改變其理化特性,改變肌球蛋白分子的熱凝膠特性以及蛋白的最終形成凝膠的功能特性[24]。

圖3 氯化鈉含量對(duì)200 MPa 15 s高壓處理后提取肌球蛋白凝膠疏水相互作用的影響Fig.3 Effects of sodium contents on hydrophobicity of myosin solutions extracted from 200 MPa 15 s HPP treated pre-rigor rabbit muscle during heating

在熱凝膠形成的關(guān)鍵溫度區(qū)間(40～70 ℃),3%氯化鈉水平的肌球蛋白溶液中肌球蛋白的疏水基團(tuán)暴露的水平顯著高于其他氯化鈉濃度的肌球蛋白(p<0.05)。這從側(cè)面反應(yīng)出肌球蛋白在形成凝膠過程中,雖然疏水基團(tuán)的暴露是前提條件之一,但是過多的暴露包埋的疏水基團(tuán)對(duì)凝膠的功能特性并沒有貢獻(xiàn),反而可能會(huì)起到反作用。如保水性的結(jié)果所示,過多暴露疏水基團(tuán)可能不利于水分子包埋在凝膠網(wǎng)絡(luò)中,從而導(dǎo)致凝膠保水性下降。

2.4 活性巰基含量

肌球蛋白包埋基團(tuán)的暴露是蛋白質(zhì)聚集和凝膠的前提條件,巰基含量越高,說明變性程度越高。圖5中的是溶解在不同氯化鈉緩沖液中的僵直前高壓兔肉提取的肌球蛋白在加熱過程中活性巰基含量的變化。從結(jié)果來(lái)看,除1%,1.5%和2.5%的處理組外,其它兩組處理在40～55 ℃時(shí),活性巰基含量變化最劇烈,1%氯化鈉處理組的肌球蛋白的活性巰基含量在加熱過程中增加不如其它處理顯著,2.5%處理組的肌球蛋白在55～70 ℃時(shí)活性巰基含量變化劇烈,說明不同處理下的肌球蛋白在這幾個(gè)溫度區(qū)域內(nèi)空間結(jié)構(gòu)和二級(jí)結(jié)構(gòu)變化劇烈,原本包埋的巰基逐步暴露出來(lái)。而2.0%氯化鈉處理組的巰基暴露的最多,變性最顯著。2.5%和3.0%氯化鈉處理組的變性速率加快的溫度區(qū)間不同,但是蛋白變性速率均小于2.0%氯化鈉處理組,且在升溫的最后階段都有一定程度的下降。而2.0%處理組在最后階段活性巰基含量基本保持不變,說明2.0%氯化鈉處理組最后形成的凝膠中二硫鍵參與的比例沒有2.5%和3.0%處理組的大[25]。這也部分解釋了2.5%和3.0%氯化鈉處理組最終形成的凝膠流變特性優(yōu)于其它處理組的原因。

圖4 氯化鈉含量對(duì)肌球蛋白分子活性巰基含量的影響Fig.4 Effects of sodium contents on sulfhydryl contents of myosin solutions

2.5 二級(jí)結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)二級(jí)構(gòu)象的變化對(duì)蛋白功能特性有顯著的影響[26]。而肌球蛋白在加熱形成熱凝膠的過程中,蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)生改變,肌球蛋白的尾部開始解螺旋,在形成新的蛋白化學(xué)交聯(lián)的過程中,蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)中β-折疊以及其他無(wú)規(guī)則卷曲的相對(duì)含量不斷增加。蛋白質(zhì)的變性速率對(duì)蛋白凝膠的功能特性有顯著影響[27]。圖6中展示的是不同鹽濃度條件下高壓蛋白在加熱過程中二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化。從圖中可以得知,1.0%和1.5%氯化鈉處理組的肌球蛋白分子的螺旋結(jié)構(gòu)在最初階段就顯著低于其它處理組,且這兩種處理組的二級(jí)結(jié)構(gòu)在升溫過程中變化不顯著。這與蛋白質(zhì)在升溫過程中活性巰基的變化相一致,而高壓蛋白在升溫過程中疏水作用力顯著增加,猜測(cè)該增加的疏水作用力是分子間的疏水相互作用,而不是蛋白分子變性后暴露出來(lái)的疏水基團(tuán)導(dǎo)致的。2.0%～3.0%氯化鈉處理組在升溫過程中,螺旋結(jié)構(gòu)隨溫度升高表現(xiàn)出顯著減少的趨勢(shì),β-折疊結(jié)構(gòu)(平行和反向平行結(jié)構(gòu))以及隨機(jī)卷曲結(jié)構(gòu)含量不斷增加,這和文獻(xiàn)報(bào)道也相符合[25]。如前所述,蛋白凝膠特性和蛋白分子特性之間顯著相關(guān)[27],但是2.0%,2.5%和3.0%氯化鈉處理組最終的蛋白凝膠的特性不同,可能是由于肌球蛋白分子在不同鹽濃度下構(gòu)象發(fā)生不同的變化,以及體系環(huán)境的不同,導(dǎo)致最終加熱過程中蛋白分子的變性方式和變性速率都不盡相同,最終使得形成的凝膠功能特性不同。

圖5 氯化鈉含量對(duì)200 MPa 15 s高壓處理后提取肌球蛋白分子在加熱過程中二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響Fig.5 Effects of sodium contents on secondary structural changes of myosin extracted from 200 MPa 15 s HPP treated pre-rigor rabbit muscle during heating

圖6 氯化鈉含量對(duì)200 MPa 15 s高壓處理后提取肌球蛋白分子在加熱過程中二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響Fig.6 Effects of sodium contents on secondary structural changes of myosin extracted from 200 MPa 15 s HPP treated pre-rigor rabbit muscle during heating

3 結(jié)論

使用200 MPa 15 s超高壓處理僵直期前兔肉,其肉中的肌球蛋白在不含磷酸鹽的2.5%氯化鈉體系中,表現(xiàn)出適當(dāng)?shù)淖冃猿潭?巰基基團(tuán)以及疏水基團(tuán)暴露程度)和熱變性速率,最終表現(xiàn)為高保水性以及優(yōu)越的流變特性。另外,低于2.5%氯化鈉含量的溶液體系不利于高壓修飾肌球蛋白的溶解,而鹽含量過高不利于蛋白-水之間的相互作用,都不利于肌球蛋白形成良好的熱凝膠。因此,2.5%氯化鈉含量是僵直前200 MPa 15 s高壓變性的兔肉肌球蛋白形成良好凝膠的最優(yōu)濃度,該結(jié)論能為超高壓在肉制品生產(chǎn)中提供參考。

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Effects of sodium chloride contents on the molecular and gelation properties of myosin extracted from high pressure processed pre-rigor rabbit muscle

XUE Si-wen,ZOU Yu-feng,YANG Hui-juan,QIAN Chang,WANG Meng-yao,XU Xing-lian*

(Key Laboratory of Meat Processing and Quality Control,/Ministry of Education Synergetic Innovation Center of Food Safety and Nutrition/Jiangsu Collaborative Innovation Center of Meat Production and Processing,Quality and Safety Control,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China)

The aim of the study was to determine the optimum sodium chloride level for myosin that extracted from high-pressure processed pre-rigor rabbit muscle by means of estimating the water holding capacity of gels,rheological properties,hydrophobicity,reactive sulfhydryl contents and secondary structural changes of myosin under various sodium chloride contents(1.0%,1.5%,2.0%,2.5%,3.0%). The results demonstrated that the moderate exposure degree of hydrophobic groups as well as exposing rate of myosin were obtained in the solution with 2.5% of sodium chloride,moreover,the hydrophobic groups were not reduced in the latter stage of heating. However,the sulfhydryl contents underwent progressive enhancement first in the range of 55～70 ℃,and then decreased significantly with temperature rose,in addition,a sharp decrease of theα-helix content of myosin(in 2.5% sodium chloride system)were observed in the range of 55～70 ℃. The highest water-holding capacity and the ultimate storage modulus were obtained in the 2.5% NaCl group. The present result can provide valuable information to apply high-pressure technology to meat industry.

pre-rigor;myosin;high-pressure processing;sodium chloride;water holding capacity

2016-08-26

薛思雯(1993-)，女，在讀博士生，主要從事肌球蛋白高壓凝膠形成機(jī)制研究，E-mail：vic_xsw0911@163.com。

*通訊作者:徐幸蓮(1962-)，女，博士，教授，主要從事肉品加工和品質(zhì)形成機(jī)制研究，E-mail：xlxus@njau.edu.cn。

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(31471601)。

TS251.1

A

:1002-0306(2017)03-0097-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.03.010