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等离子体作为一种新型的非热物理加工技术,逐渐被应用在肉及肉制品的表面杀菌及保鲜。等离子体活性水(PAW)作为一种功能水,可以作为亚硝酸盐来源使红肉发色。目前关于PAW对肌红蛋白颜色和结构影响的研究鲜有报道,不同亚型肌红蛋白与PAW活性成分的相互作用机制尚不清晰。本课题以肌红蛋白为研究对象,采用介质阻隔放电(DBD)和射流(RF)等离子体处理磷酸盐缓冲液,分别制得DBD等离子体活性水(DBD-PAW)和RF等离子体活性水(RF-PAW)。结合等离子体物理化学和光谱学分析,探讨了两种PAW处理对高铁肌红蛋白(met Mb)和氧合肌红蛋白(oxy Mb)结构和颜色的影响;进一步研究了PAW中的过氧化氢对met Mb和oxy Mb结构和颜色的影响,揭示了PAW活性氧化效应对肌红蛋白结构和颜色影响的内在机制,并在火腿发色上应用,为肉品等离子体保鲜技术的工程化应用提供理论基础和科学指导。主要研究结果如下:(1)两种PAW理化性质分析。对比研究发现,DBD-PAW与RF-PAW的活性成分在含量和比例上有明显区别,DBD-PAW主要累积过氧化氢,而RF-PAW主要累积亚硝酸盐,造成DBD-PAW的氧化性比RF-PAW强。(2)PAW对肌红蛋白结构和颜色的影响分析。DBD-PAW与RF-PAW的氧化性均使oxy Mb氧化成met Mb。但DBD-PAW的氧化性更强,导致met Mb和oxy Mb的二级结构被破坏,外层珠蛋白的三级结构展开,酪氨酸和色氨酸残基逐渐暴露,高浓度的H2O2与肌红蛋白结合生成Mb-H2O2复合物,同时中心血红素的结构被破坏。met Mb溶液的红棕色变绿,oxy Mb溶液由鲜红色变为红棕色,随后变绿;而RF-PAW不会导致met Mb严重的结构破坏,血红素结构未被降解,未生成Mb-H2O2复合物,met Mb溶液维持正常的红棕色,oxy Mb溶液由鲜红色变为红棕色,均未生成绿色物质。(3)PAW中H2O2对肌红蛋白结构和颜色的影响分析。低浓度的H2O2溶液就会与met Mb相互作用,形成Mb-H2O2复合物,并导致met Mb的血红素降解,表现为met Mb溶液红棕色变浅、随后轻微变绿。H2O2溶液使oxy Mb氧化成met Mb,随后与H2O2结合形成Mb-H2O2复合物且血红素降解,oxy Mb溶液逐渐从鲜红色变为红棕色,随后明显变绿。当DBD-PAW的H2O2的浓度水平在较低浓度范围内时,H2O2不优先与肌红蛋白相互作用。当DBD-PAW中H2O2的浓度超过一定范围,此时H2O2优先与肌红蛋白反应,外层珠蛋白的三级结构逐步展开,H2O2与血红素结合生成Mb-H2O2复合物,同时也会破坏血红素结构。(4)PAW应用于腌制火腿的发色及亚硝酸盐残留评价。分别采用RF-PAW、亚硝酸盐溶液和亚硝酸盐-H2O2混合溶液来制作腌制火腿。结果表明,都能使新鲜猪肉发色,H2O2并未对火腿发色造成影响,PAW的发色效果最好。三种火腿样品的亚硝酸盐残留没有显著性差异。如果在猪肉体系中加入抗坏血酸,发色效果更佳,且火腿的亚硝酸盐残留更低。