鼠曲草提取物对猪肉肌原纤维蛋白氧化、结构及凝胶特性影响研究

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肌原纤维蛋白(Myofibrillar Proteins,MPs)是肌肉的主体蛋白,决定着肉制品的品质。然而,肉制品在加工过程中会面临空气中的氧气以及金属器械中的铁、铜等金属离子加速催化肌肉蛋白氧化的问题,肌原纤维蛋白的过度氧化会严重影响肉制品口感、色泽、气味、质地等品质。随着人们生活水平的提高和健康意识的增强,绿色天然食品日益受到消费者的青睐,目前肉制品加工业常使用的传统合成抗氧化剂面临化学毒性的担忧,已不符合消费者需求,因此天然抗氧化剂取代人工合成抗氧化剂应用于食品加工已是大势所趋。植物多酚类是近年来研究最为有效的天然抗氧化剂,主要是因为天然提取物中的多酚类物质与肌原纤维蛋白相互作用后会对蛋白氨基酸侧链产生影响,改变蛋白结构,从而影响蛋白氧化程度及蛋白凝胶特性,以此为突破口可开发大量天然抗氧化剂用于实际肉品加工过程中肉制品口感、风味、品质的改良。鼠曲草提取物含有丰富的多酚类和黄酮类物质,具有抗菌、抗炎及抗氧化等生理功效,现有研究表明,鼠曲草提取物具有较强清除自由基的能力,并能有效抑制脂肪氧化酸败,具有一定的抗氧化潜能。关于鼠曲草提取物是否影响蛋白氧化、结构及功能特性还需进一步研究。因此,本课题首先选用茶多酚(Tea polyphenols,TP)和鼠曲草提取物(Gnaphalium affine extract,GAE)作为添加物,探究不同添加剂量TP/GAE对MPs氧化程度、结构及凝胶特性的影响,接着探究GAE与焦磷酸钠(Sodium pyrophosphate,PP)对MPs理化特性及凝胶特性的影响。主要研究内容与结果如下:(1)通过超声辅助醇提法获得GAE并测定其总黄酮、总酚含量与体外抗氧化活性,结果表明:GAE中含有丰富的总黄酮与总酚,含量分别为37.09%和67.50%,具有较强清除自由基能力,尤其是对·OH的半抑制浓度IC50高达3.59μg/m L,清除效果略低于标准抗氧化剂Vc。(2)以MPs为研究对象,利用Fenton氧化体系产生的·OH诱导MPs氧化,设置一系列H2O2浓度梯度(0、1、3、5、10、20 mmol/L),探究MPs氧化程度。结果表明:H2O2浓度越大,羰基含量与表面疏水性越大,总巯基含量与自由氨基含量越低,说明氧化程度越深,蛋白氨基酸侧链变化越大。确定适度氧化的H2O2浓度为3 mmol/L。(3)添加不同浓度(0、1.2、6.0、30 mg/g蛋白质)TP/GAE调控MPs的适度氧化,并研究其对蛋白结构、表面性能和溶解度的影响。结果表明:TP与GAE均可显著抑制蛋白羰基的形成并促进蛋白巯基损失(P<0.05),尤其在高浓度条件下,TP和GAE分别抑制了36.89%和38.93%的羰基生成,分别促进了28.89%和27.40%的巯基损失。TP和GAE均对肌原纤维蛋白的内源荧光具有较强的猝灭作用,均促进蛋白结构进一步展开,加剧了氧化引起的α-螺旋构象的丧失,暴露更多的活性基团,促进了少量聚合物的生成,显著增加了蛋白表面疏水性和不溶性(P<0.05)。TP和GAE浓度越高,对肌原纤维蛋白的氧化和结构变化的影响越大,但GAE对MPs氧化调控及与蛋白相互作用程度不及TP。(4)添加不同浓度(0、0.04、0.2、1.0 mg/g蛋白质)TP/GAE调控MPs的适度氧化,并研究其对蛋白凝胶性能的影响。结果表明:添加0.2 mg/g蛋白的GAE能显著提高MPs凝胶粘弹性、凝胶强度、凝胶保水性(P<0.05),获得较为连续的凝胶网络结构。添加1.0 mg/g蛋白的TP/GAE均不利于MPs凝胶网络结构的形成,破坏了凝胶结构的稳定性。添加适量浓度的GAE能有效改善氧化MPs的凝胶特性。(5)在MPs适度氧化条件下,结合GAE与PP调控MPs氧化程度,并研究其对蛋白结构和凝胶特性的影响。结果表明:GAE与PP共同作用时羰基含量的进一步降低,氢键含量的复增以及阻碍巯基转变为二硫键均表明GAE与PP具有协同抗氧化作用。适量PP的存在可有效修饰GAE对MPs结构的破坏,并提高凝胶得率与白度,维持了蛋白结构稳定性,强化蛋白凝胶体系,然而过量PP的存在导致蛋白凝胶网络结构严重塌陷,获得较差的凝胶品质。
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