超高壓結合熱處理對肌球蛋白凝膠特性的影響研究.pdf

1、超高壓技術是21世紀生物制品和食品領域最有潛力和發(fā)展前途的技術之一。超高壓處理對肉及肉制品產生重要影響，如抑制微生物生長、改變肉的顏色、對肉品組織結構產生影響、對風味及蛋白質凝膠品質有重要影響。
　　 肌球蛋白是肉品中含量最高最重要的蛋白質，肌球蛋白的凝膠特性決定產品的質量，對產品的質構、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象，研究超高壓與熱結合處理對肌球蛋白凝膠特性的影響，初步探討超高壓凝膠形

2、成機理。研究內容包括:(1)研究不同加工條件及加入功能性食品膠對超高壓-熱凝膠特性的影響;(2)運用傅立葉紅外光譜(FT-IR)技術研究超高壓條件下蛋白質二級結構的變化，探討蛋白質結構與功能特性之間的關系;(3)利用非變性電泳、掃描電鏡等技術初步研究超高壓肌球蛋白凝膠形成機理。為超高壓技術在肉品中的應用提供技術支持和理論指導。具體研究內容和結果如下:
　　 1不同加工條件對超高壓-熱肌球蛋白凝膠特性的影響
　　 研究不同

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

4、-1時兩者都顯著下降。低離子強度(0.1～0.2 mol·L-1)時，不能形成硬度較好的凝膠，0.5 mol·L-1時凝膠硬度達最大，凝膠網(wǎng)絡結構最好。保壓時間對凝膠質構和保水性影響不顯著。超高壓處理溫度在20～60℃范圍內，隨溫度升高硬度顯著增加，20℃時凝膠為顆粒狀連接，40℃時凝膠孔洞均一、有序，結構光滑、細膩，保水性最高。通過主成分分析研究不同加工條件下凝膠7個質構指標和保水性的關系，結果表明，質構特性與保水性存在很強的相關性。

5、
　　 2添加魔芋膠、酪蛋白酸鈉對超高壓-熱肌球蛋白凝膠特性的影響
　　 模擬經典乳化腸配方，設四個處理組:肌球蛋白、肌球蛋白∶酪蛋白酸鈉質量比為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。分別進行兩種處理:低壓結合熱處理(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。結果表明，魔芋膠和酪

6、蛋白酸鈉結合使用，改善凝膠質構，提高保水性。肌球蛋白∶酪蛋白酸鈉∶魔芋膠比例為15∶4∶2時凝膠質構特性最好。掃描電鏡結果顯示，加入酪蛋白酸鈉，凝膠微結構發(fā)生顯著改變，呈小孔狀，結構有序、均一、光滑、結實的網(wǎng)絡結構。加入魔芋膠的凝膠結構粗糙、孔徑變大。比較低壓-熱結合凝膠與超高壓凝膠差異結果顯示，低壓-熱結合凝膠質構特性更好，保水性更高。
　　 3不同壓力對肌球蛋白凝膠特性及蛋白質二級結構的影響
　　 肌球蛋白溶液先經1

7、00～600 MPa壓力預處理10 min，處理溫度20℃，后加熱制備凝膠，以未超高壓處理組為對照組，測定凝膠質構和保水性，采用傅立葉紅外光譜法測定肌球蛋白二級結構變化，然后通過相關系數(shù)矩陣法研究肌球蛋白7種質構特性、保水性與各二級結構含量的關系。結果表明，不同超高壓處理對肌球蛋白凝膠硬度的影響不顯著，對凝膠保水性影響顯著，隨著壓力升高，凝膠保水性逐漸下降。與對照組相比，100、200 MPa處理的凝膠保水性無顯著差異;與對照組相比，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構展開，使蛋白質β-折疊等有序結構減少而β-轉角等無序結構增加。
　　 從相關性分析結果得出，凝膠的粘附性、彈性、保水性與各二級結構之間存在顯著的相關性。
　　 4超高壓肌球蛋白凝膠形成機理的初步研究
　　 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照。通過測定蛋白質表面疏水性、自由巰基含量、分子變化（native-page電泳法）和超微結構（掃描電鏡法）揭示凝膠形成機理。結果表明，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。超微結構顯示，200 MPa以下的肌球蛋白凝膠呈絲狀結構，孔洞小而多，300 MPa以上的凝膠呈球狀聚集。Native-page電泳結果顯示，肌球蛋白重鏈參與了