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肌原纤维蛋白是食品加工中一种重要的功能性原料,其凝胶性能直接影响着肉制品的品质。秘鲁鱿鱼因水分含量较高,且体内含有能分解肌球蛋白的高活性的蛋白酶,所以其凝胶形成能力很差。本文以蛋白质的结构与功能关系为着手点,依次研究了pH和低中高盐(KC1)两种因素对秘鲁鱿鱼肌原纤维蛋白溶解度、蛋白组成、二级结构和三级结构影响。重点考查肌原纤维蛋白溶解度与pH和KCl盐浓度的关系,利用SDS-PAGE电泳分析了溶液中的蛋白质组成,并用Quantity One软件分析不同pH和KC1浓度下肌原纤维蛋白中的六种主要蛋白质组分(肌球蛋白重链、酶解肌球蛋白、副肌球蛋白、肌动蛋白、原肌球蛋白以及肌球蛋白轻链)的相对含量变化。同时借助紫外分光光度计及圆二色谱,研究溶液中pH和KCl浓度对肌原纤维蛋白构象的影响。接着在相应的条件下采用静态(纯加热)和动态(加热+振荡)两种方式制备聚集体,并同时考察了其成胶过程中流变特性的变化。借助蛋白溶液的实验结果,对这两种蛋白聚集体分别研究了在不同pH和KCl溶液中的溶解度、蛋白组成、二级结构、微观结构、持水性能以及水分分布。最后用光散射仪进一步验证pH和盐离子能引起蛋白质分子空间结构的变化,并影响其分子间相互作用力,进一步揭示了秘鲁鱿鱼凝胶过程中其蛋白结构与产品功能的关系,为鱼糜制品的生产提供理论基础和应用指导。实验结果表明:1.pH和盐离子浓度对肌原纤维蛋白溶液和聚集体的溶解度均有较大的影响。对于KCl溶液,当KCl浓度为≤0.9]mol/L时肌原纤维蛋白溶液和聚集体的溶解度溶解度随盐浓度的增加而增加。而pH对肌原纤维蛋白溶液和聚集体的溶解度有很大的不同。当pH从中性往碱性变化时,两者溶解度的变化均是中性pH<碱性pH。当pH从酸性往中性变化时,对于蛋白质溶液和动态聚集体来说溶解度几乎是一个常量,而静态聚集体则是逐渐增大的。2.根据SDS-PAGE及紫外色谱和圆二色谱的分析结果显示,pH和盐离子浓度对肌原纤维蛋白溶解度的影响主要表现为两个方面:一是随着pH和盐浓度的不同,肌原纤维蛋白中各种蛋白的相对含量也是不同的,二是pH和盐浓度可以影响蛋白质的二级和三级结构,即可以使蛋白质的构象发生变化。随着pH和盐离子浓度升高,球蛋白(副肌球蛋白、原肌球蛋白等)的溶解度增大速度较快,使得在总蛋白中的含量升高,体系趋有序性变大。3.pH和KC1浓度对肌原纤维蛋白聚集体的流变特性也有影响。随着KCl浓度的增加,pH偏离等电点,聚集体的弹性模量(G’)逐渐增大。4.根据聚集体的微观结构及持水性(WHC)和水分分布的分析结果:凝胶的微观结构受盐浓度和pH的影响。随KCl浓度的增加,静态聚集体微观结构由实心团块状、网孔状到颗粒状依次变化;动态聚集体从0.1mol/L KCl时的实心团块状到0.5、0.9mol/L KCl的网孔状。总体来看,pH的增加导致聚集体更密实。与之相对应的聚集体持水性,随着pH和盐离子浓度升高而增大,T21水分比例也随之增大。5.静态光散射实验进一步验证了上述实验结果。pH和盐通过调节蛋白粒子表面净电荷和屏蔽作用来调节分子间相互用力,进而影响粒子间的缔合。蛋白溶液在加热过后,疏水基团的暴露使粒子间的引力增强,具有聚集的趋势。在高pH下由于净电荷数量的增多,使粒子间的引力变小,斥力增强,溶剂化作用增强。在加热过程中施加外力,可使粒子间的引力减少,特别是在高盐(≥0.5mol/L)和高pH(≥7.5),A2均在0附近,此时粒子间的相互作用力趋于平衡,聚集体具有良好的网络结构。由于变性粒子的及时聚集,动态聚集体Rg和Mw均比静态聚集体粒子的大。此外,盐的屏蔽效应使三者中粒子的衰减时间均随KC1浓度增加而增大,随pH的变化情况则比较复杂。