发酵过程中酸肉蛋白质的变化及其对食用品质的影响

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发酵酸肉是我国少数民族的一种特色发酵肉制品,具有酸香醇厚、风味独特、贮藏期长等特点。其通常发酵20 d后即可开坛食用,余下部分则往往继续采用密封发酵的方式进行保藏。然而,对于长时间的发酵,容易引起微生物污染、脂肪或蛋白质的深度氧化,进而导致品质发生劣变。蛋白质作为肉类食品中的主要成分,研究其在加工或保藏过程中的变化对明晰产品的品质形成和劣变机理具有重要作用,但酸肉在这方面的研究相对较少。鉴于此,本文以酸肉为研究对象,主要从蛋白的降解、氧化及结构特性角度出发,研究为期180 d的发酵过程中酸肉蛋白的变化情况及其对品质的影响,旨在进一步了解酸肉品质的变化机理,为控制酸肉的安全生产提供相关理论基础。主要研究内容和结果如下:(1)主要探究和评价了发酵时长对酸肉的理化性质及安全品质的影响,并对其进行感官评价。结果表明:随着发酵时间的延长,蛋白质和脂肪含量逐渐降低,水分含量先降低后呈波动变化,灰分则在5.45.92之间波动变化;a*值呈先上升后下降的趋势,L*值和b*值呈先下降后上升趋势,硬度、内聚性先增加后逐渐下降,而弹性可能由于凝胶劣化发酵后期逐渐下降(P<0.05)。发酵20 d后,酸肉中的有机酸主要以酒石酸和乳酸为主,随着发酵的继续其pH值在4.474.78之间波动,后期略微上升;过氧化值和亚硝酸盐残留量在整个发酵期间均低于安全标准限量,而TVB-N、TBA值总体上呈上升趋势,尤其TVB-N与发酵时长线性良好,可作为评判酸肉品质优劣的重要指标。此外,乳酸菌快速的生长繁殖,在一定程度上抑制了肠杆菌等有害菌的生长。感官评价显示发酵5080 d酸肉品质较好,发酵140 d后可能由于蛋白质和脂肪的严重氧化降解,导致酸肉产生不愉快气味,可接受性降低,同时结合TVB-N测定结果,初步判断采用发酵方式进行保藏,食用期以110 d内为宜,不宜超过140 d。(2)研究了发酵过程中蛋白质的降解及相关营养品质的变化情况。结果显示:非蛋白氮(NPN)、氨基肽氮(AAN)和游离氨基酸(FAA)含量随着发酵的进行逐渐升高;SDS-PANG结果显示发酵过程中酸肉蛋白降解明显,尤其在110 d后许多蛋白条带发生消失,但与此同时可能由于发生蛋白交联,导致肌浆和肌原纤维蛋白出现新的蛋白片段;此外,随着发酵时间的延长,肌浆蛋白、肌原纤维蛋白含量不断碱少,碱溶性蛋白的含量不断增加(P<0.05),且这些蛋白的浊度和平均粒径与0 d相比,均显著增加,但呈波动性变化。这些结果表明,发酵过程中尽管酸肉蛋白发生了变性聚集,但这并未阻止其被持续降解。另一方面,相关营养品质指标的结果显示,发酵50 d后氨基酸总量逐渐降低,蛋白体外消化率总体呈先上升后下降趋势(P<0.05)。经相关性分析发现,胃蛋白酶体外消化率与TCA-可溶性肽和碱溶性蛋白显著相关(P<0.01),胃蛋白酶+胰蛋白酶体外消化率与NPN、TCA-可溶性肽、肌浆蛋白、肌原纤维蛋白、碱溶性蛋白均显著相关;肌浆蛋白、肌原纤维蛋白的含量与硬度、内聚性及咀嚼性呈极显著负相关,与弹性呈极显著正相关,而碱溶性蛋白正好与此相反,且只有碱溶性蛋白与感官得分存在相关性(P<0.05)。(3)分析了发酵过程中蛋白质的氧化现象及结构的变化情况,结果发现:肌浆蛋白、肌原纤维蛋白或酸肉蛋白中的游离巯基和巯基含量在整个发酵过程中总体呈下降趋势(P<0.05);肌原纤维蛋白Ca2+ATPase酶活性也发生了显著下降,至发酵50 d时其活性基本消失;而希夫碱的相对含量随发酵时间的延长而增加。由此可知,随着发酵的进行,蛋白质氧化变性程度加深,尤其发酵110 d后,二硫键含量增加明显,导致更多的蛋白发生交联,进而可能导致消化率降低或酸肉品质劣变。分析蛋白质分子间相互作用、蛋白紫外吸收、蛋白內源荧光及表面疏水性的变化可知,随着发酵的进行,静电相互作用逐渐减弱,而疏水性、二硫键显著增强,成为影响酸肉蛋白稳定性的主要作用力,这也是造成蛋白盐溶性降低即肌浆蛋白和肌原蛋白含量下降的主要原因。此外,蛋白可能在酸或盐的诱导作用下引起疏水性基团大量暴露,蛋白发生疏水聚集导致表面疏水性下降,但可能由于pH值的变化及蛋白的降解作用,使得色氨酸等疏水性氨基酸残基反而暴露到极性环境中。拉曼分析显示,发酵过程中酸肉蛋白质中α-螺旋含量不断降低,而β折叠含量逐渐上升,发酵110 d时发生了蛋白重组。
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