羅非魚肌肉蛋白熱變性聚集行為及其抑制.pdf

1、熱處理是食品加工中必不可少的環(huán)節(jié)，也是一種常見的食品蛋白質(zhì)變性方法。本研究以羅非魚為原料，提取水溶性和鹽溶性蛋白以及肌球蛋白，進(jìn)行水浴熱處理，試驗(yàn)不同pH值條件下，熱處理溫度和時(shí)間對(duì)體系濁度、溶解度、總巰基含量、表面疏水性、色氨酸熒光、SDS-PAGE等的影響，分析蛋白質(zhì)分子的熱變性動(dòng)力學(xué)，探討熱變性聚集的機(jī)理;試驗(yàn)SDS及SDS-β-CD的添加對(duì)肌球蛋白熱變性聚集的抑制效果，探討人工分子伴侶介導(dǎo)液相體系中肌球蛋白熱穩(wěn)定性的改善，將蛋白

2、質(zhì)的變性聚集控制在一個(gè)可接受的范圍內(nèi)，以期對(duì)羅非魚資源的有效利用和加工開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品提供理論依據(jù)。主要結(jié)果如下:
　　(1)水溶性和鹽溶性蛋白熱變性率(30～90℃，0～30min)試驗(yàn)及熱變性動(dòng)力學(xué)分析顯示，水溶性蛋白在試驗(yàn)各溫度下的D值和Z值均低于鹽溶性蛋白，兩種提取蛋白的熱變性反應(yīng)級(jí)數(shù)分別為1.2和1.1;根據(jù)阿列紐斯方程，得出兩種提取蛋白的熱變性反應(yīng)活化能Ea分別為59.97和9.81kJ/mol。相同熱處理?xiàng)l件下，水溶性蛋

3、白體系的濁度、聚集速率明顯大于鹽溶性蛋白;熱處理后可溶性蛋白進(jìn)行還原和非還原電泳分析顯示，隨著熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)，兩種提取蛋白的電泳條帶逐漸變淺。綜合分析，水溶性蛋白的耐熱性比鹽溶性蛋白差。
　　(2)提取羅非魚肌動(dòng)球蛋白并對(duì)其進(jìn)行熱升溫處理(30～90℃，1℃/min)。動(dòng)態(tài)流變學(xué)研究顯示，肌動(dòng)球蛋白熱誘導(dǎo)凝膠是一個(gè)不穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)流變變化過(guò)程，隨著熱處理溫度的升高，體系的彈性模量(G')在30℃之前緩慢升高，46℃時(shí)達(dá)到最低點(diǎn)，80

4、℃之后迅速增加;熱處理體系的濁度呈現(xiàn)S型增加，表面疏水性逐漸增加，且在40～60℃之間變化明顯(p＜0.05);溶解度、總巰基含量逐漸下降，在30～50℃之間差異顯著(p＜0.05);色氨酸熒光值在60℃之后下降迅速。SDS-PAGE電泳表明，在加熱過(guò)程(＞45℃)中產(chǎn)生了新的二硫交聯(lián)，說(shuō)明羅非魚肌動(dòng)球蛋白在加熱過(guò)程中構(gòu)象發(fā)生了變化，分子聚集導(dǎo)致了肌動(dòng)球蛋白的熱變性。結(jié)合肌動(dòng)球蛋白在45℃時(shí)聚集速率最大，儲(chǔ)能模量G在46℃時(shí)達(dá)到最小值，

5、表明羅非魚肌動(dòng)球蛋白的變性溫度可能在46℃。
　　(3)提取肌球蛋白，固定蛋白濃度2mg/mL，試驗(yàn)不同pH條件(pH2.0、5.0、6.0、7.0和11.0)下熱升溫處理(30～90℃，1℃/min)對(duì)肌球蛋白熱變性聚集的影響。比較而言，在堿性條件下，熱升溫處理對(duì)肌球蛋白體系濁度和溶解度影響不明顯(p＞0.05);在中性條件下，隨著熱處理溫度的升高，體系的濁度增大，溶解下降，蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的改變;以Ca2+-ATP酶活

6、性變化為基礎(chǔ)，分析中性條件下肌球蛋白的熱力學(xué)表觀活化能Ea為166.51kJ/mol;在酸性條件下，肌球蛋白的穩(wěn)定性較差，熱變性聚集強(qiáng)度pH6.0＜pH2.0＜pH5.0;在pH6.0條件下，熱處理溫度≥60℃時(shí)，蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，但沒(méi)有形成明顯的聚集體，粒徑變化不明顯(p＞0.05);以熱變性率為基礎(chǔ)進(jìn)行熱變性動(dòng)力學(xué)分析，pH2.0和pH5.5條件下的肌球蛋白熱反應(yīng)級(jí)數(shù)分別為1.3、1.4，熱變性反應(yīng)活化能Ea分別為102.

7、92、286.67kJ/mol。
　　(4)進(jìn)一步以濁度和溶解度的變化為指標(biāo)，試驗(yàn)SDS及SDS和β-CD的添加對(duì)肌球蛋白熱變性聚集的抑制效果。單因素影響分析表明，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，在pH6.0，SDS添加量5mmol/L，初始蛋白濃度2mg/mL條件下，50℃熱處理后30min添加β-CD（SDS與β-CD的比例為1∶2），可以有效抑制肌球蛋白的熱變性聚集。在此條件下進(jìn)行熱聚集變性抑制機(jī)理分析顯示，添加SDS和SDS-β-CD均能有