蛋白質(zhì)氧化對鯉魚蛋白結(jié)構(gòu)和功能性的影響及其控制技術(shù).pdf

1、本文以鯉魚肌肉為研究對象，系統(tǒng)研究了羥基自由基氧化體系(HRGS)（由0.1 mM FeCl3，0.1mM抗壞血酸和不同濃度的H2O2組成）對肌原纖維蛋白理化性質(zhì)、蛋白結(jié)構(gòu)以及蛋白質(zhì)功能特性影響;并研究了不同漂洗條件(未漂洗，傳統(tǒng)漂洗，添加抗壞血酸鈉漂洗，添加沒食子酸丙酯(PG)漂洗），以及添加抗凍劑（4％蔗糖+4％山梨醇）和乳清蛋白(WPI)水解物（對照，添加商業(yè)抗凍劑，添加商業(yè)抗凍劑+PG，添加抗凍劑+WPI水解物）引起的蛋白質(zhì)氧化

2、及其對蛋白結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)功能特性的影響，闡明了由于氧化引起的魚肉質(zhì)量劣變和蛋白質(zhì)變性的機理。肌原纖維蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和蛋白氧化方面主要測定了羰基和二聚酪氨酸的含量、總巰基含量、ATPase酶活性、表面疏水性、蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性和蛋白聚集和降解;肌原纖維蛋白質(zhì)功能特性的變化主要測定了蛋白質(zhì)的濁度、溶解性、乳化性、流變學特性、凝膠特性（白度值、保水性、質(zhì)構(gòu)、凝膠微觀結(jié)構(gòu)）。主要研究結(jié)果為:
　　 1.羥基自由基攻擊會引起肌原纖維蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生明

3、顯改變，如肌原纖維蛋白經(jīng)過0.1、1、5、10和20mM H2O2氧化5h后，與對照組相比羰基含量分別增加了28.6％、47.6％、61.9％、71.4％和83.3％（P＜0.05）;總巰基含量分別減少了11.1％、19.2％、25.6％、37.9％、49.4％（P＜0.05）。除此之外，蛋白質(zhì)的二聚酪氨酸含量和表面疏水性隨氧化強度的增加也呈增加趨勢;通過DSC測定蛋白的熱穩(wěn)定性，得出氧化過程中肌肉蛋白的熱轉(zhuǎn)變溫度和焓值均降低，表明蛋白

4、質(zhì)發(fā)生氧化后，熱穩(wěn)定性變差;蛋白的SDS-PAGE電泳圖譜結(jié)果顯示，氧化使蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，表現(xiàn)在電泳圖譜的頂端濃縮膠處出現(xiàn)了大分子的聚合物。以上結(jié)果說明，自由基攻擊引起的蛋白質(zhì)氧化會引起蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)的破壞。
　　 2.自由基氧化引起的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，進一步影響了肌肉蛋白質(zhì)的功能特性。肌原纖維蛋白在氧化體系經(jīng)過濃度0.1、1、5、10和20mM H2O2氧化5h后，與對照組相比蛋白質(zhì)溶解性分別降低了12.7％、19.5％、28

5、.9％、34.3％和44.7％（P＜0.05）;乳化活性降低了1.0％、4.8％、14.0％、18.5％和26.1％(P＜0.05);乳化穩(wěn)定性降低了1.3％、4.6％、12.4％、26.7％和31.1％（P＜0.05）。經(jīng)自由基氧化后，蛋白質(zhì)的濁度水平也隨氧化劑濃度和氧化時間的增加而增加，說明蛋白質(zhì)發(fā)生了聚合作用。
　　 3.自由基氧化會引起肌原纖維蛋白凝膠特性的變化。蛋白氧化降低了蛋白質(zhì)的凝膠化作用，導致凝膠硬度、彈性等質(zhì)構(gòu)

6、參數(shù)和流變學參數(shù)G＇（貯存模量）、G＂（損失模量）均有明顯降低，同時凝膠持水性、白度值也明顯降低，通過凝膠微觀結(jié)構(gòu)電鏡也進一步驗證了此結(jié)果。肌原纖維蛋白經(jīng)過0.1、1、5、10和20mM H2O2氧化5h后，凝膠彈性降低了10.3％、13.2％、14.3％、22.2％和23.5％（P＜0.05）;凝膠硬度降低了19.0％、24.6％、46.7％、50.7％和60.9％(P＜0.05)。凝膠保水性和凝膠白度的變化趨勢與此相同。新鮮鯉魚肌原

7、纖維蛋白形成致密、均勻的三維立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，氧化后肌肉凝膠結(jié)構(gòu)疏松、網(wǎng)絡(luò)孔徑增大、粗糙、斷裂、甚至出現(xiàn)小團塊的現(xiàn)象，而且氧化劑濃度越高，氧化時間越長，肌原纖維蛋白凝膠性能破壞越嚴重。經(jīng)過不同氧化劑濃度和不同氧化時間處理后的樣品的G＇、G＂值也呈下降趨勢，這反應了凝膠彈性的降低，對樣品的G＂/G＇（損失因子）分析同樣得出，當鯉魚肌原纖維蛋白受氧化攻擊后，形成的凝膠彈性有所損失。以上結(jié)果說明，蛋白質(zhì)氧化引起的蛋白結(jié)構(gòu)改變，破壞了凝膠形成過程中

8、三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成，減弱分子間作用力和氫鍵的作用。從而影響了蛋白質(zhì)的凝膠特性。
　　 4.蛋白質(zhì)經(jīng)自由基攻擊發(fā)生氧化后，對蛋白結(jié)構(gòu)指標和功能指標進行相關(guān)性分析得出，二者之間相關(guān)性極高，說明一定程度的氧化引起的蛋白結(jié)構(gòu)改變導致了很多功能性的降低。所以，在實際生產(chǎn)中應合理控制蛋白氧化的發(fā)生。
　　 5.冷凍貯藏過程中魚糜蛋白中羰基和二聚酪氨酸的含量明顯增加，說明鯉魚肌原纖維蛋白在凍藏過程中發(fā)生了蛋白質(zhì)氧化，并進一步影響蛋白質(zhì)

9、的結(jié)構(gòu)和功能。不同漂洗方法對凍藏鯉魚魚糜肌原纖維蛋白的結(jié)構(gòu)有一定的影響。凍藏90d時，對照組、傳統(tǒng)漂洗組、添加抗壞血酸鈉漂洗組、添加PG漂洗組的羰基含量分別增加了39.2％、47.5％、62.8％和27.1％，說明添加PG可以在一定程度上抑制蛋白質(zhì)氧化的發(fā)生，但是添加抗壞血酸鈉可以促進氧化的發(fā)生。對其它結(jié)構(gòu)指標（巰基含量、蛋白質(zhì)ATPase酶活性、表面疏水性、蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性和SDS-聚丙烯酰氨凝膠電泳）和功能指標（蛋白質(zhì)的濁度、溶解性

10、、乳化性、流變學特性、凝膠特性）的分析也證明了這一結(jié)論。
　　 6.添加抗凍劑和不同抗氧化劑對凍藏的鯉魚魚糜肌原纖維蛋白具有一定的保護作用。結(jié)果表明凍藏引起魚糜蛋白質(zhì)羰基和二聚酪氨酸的含量明顯增加，而總巰基的含量下降。添加抗凍劑（4％蔗糖+4％山梨醇）和WPI水解物對蛋白質(zhì)氧化有顯著的抑制作用。如凍藏90d時，對照組、添加抗凍劑組、添加抗凍劑+PG組、添加抗凍劑+WPI水解物組的羰基含量分別增加了55.7％、46.1％、25.6