熱處理溫度對鰱肌球蛋白結(jié)構(gòu)和凝膠水分影響的研究.pdf

1、熱處理是凝膠制品加工中的必要環(huán)節(jié)，也是一種常見的食品蛋白質(zhì)變性方法。肌球蛋白熱變性聚集行為決定了魚糜及其凝膠制品的品質(zhì)，對產(chǎn)品的質(zhì)地、口感以及持水性等有著極其重要的作用。本研究以鰱魚肌球蛋白為原料，利用低場核磁共振、拉曼光譜、掃描電鏡、差示掃描量熱、圓二色譜等方法，探究了不同加熱溫度下肌球蛋白凝膠的水分狀態(tài)、分布與遷移特性、蛋白質(zhì)二級、三級結(jié)構(gòu)的變性規(guī)律以及凝膠三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，描述了肌球蛋白的凝膠功能特性與生化結(jié)構(gòu)特性之間的相關(guān)關(guān)系

2、，為提高魚糜凝膠類制品的品質(zhì)提供基礎(chǔ)理論依據(jù)。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　1.熱處理對肌球蛋白凝膠化過程中的水分分布及遷移特性的影響
　　利用低場核磁共振技術(shù)探究了加熱溫度對鰱肌球蛋白凝膠過程中的水分狀態(tài)、遷移的影響。結(jié)果表明，不同溫度下的肌球蛋白凝膠的T2分布均出現(xiàn)三個峰，其弛豫時間和對應(yīng)的水分分別為：T21，1-10 ms（結(jié)合水）、T22，100-600 ms（不可移動水）和T23，1000-3000 ms（自由水）

3、。隨著溫度的升高，T21弛豫時間先增加后穩(wěn)定，而T22弛豫時間和對應(yīng)的水分含量顯著下降，T23弛豫時間則從932.6 ms增大至2154.43 ms，且在50℃以上均保持不變，其水分含量從13.84％增加至28.85%。用主成分分析（PCA）對LF-NMR的眾多參數(shù)進(jìn)行降維分析得到兩個有效主成分，其累積解釋方差為95.09%。第一主成分中第一、二個峰的參數(shù)起負(fù)相關(guān)作用，第三個峰的參數(shù)主要起正相關(guān)作用；而第二個主成分主要僅與第一個峰的參數(shù)

4、呈正相關(guān)。不同樣品的主成分評分表明溫度對凝膠樣品的弛豫特性影響較大，且凝膠化過程轉(zhuǎn)變可能發(fā)生在50-60℃之間的一個溫度點(diǎn)。
　　2.熱處理對鰱肌球蛋白結(jié)構(gòu)和凝膠三維網(wǎng)絡(luò)的影響
　　利用拉曼光譜技術(shù)和掃描電子顯微鏡（SEM）研究了溫度對鰱肌球蛋白凝膠的二級結(jié)構(gòu)和三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，加熱溫度升高，α螺旋含量呈線性下降，從39.44%降至24.22%；β折疊結(jié)構(gòu)含量顯著增加；無規(guī)卷曲和轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)的含量也分別從27.95%

5、和10.56%增加至39.46%和14.44%。通過SEM圖片觀察到40-60℃之間，肌球蛋白逐漸形成緊湊、網(wǎng)孔分布均勻的凝膠三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分形維數(shù)也從2.841增加至2.890，而孔徑大小卻從0.105μm下降至0.080μm。當(dāng)溫度上升至70℃和90℃時，凝膠網(wǎng)孔變得粗大，出現(xiàn)部分?jǐn)嗔训默F(xiàn)象，分形維數(shù)分別下降至2.875和2.871，平均孔徑當(dāng)量直徑分別增加至0.121μm和0.128μm。3.熱處理下的鰱肌球蛋白結(jié)構(gòu)變性規(guī)律的研究

6、
　　通過檢測不同溫度下肌球蛋白的濁度、溶解度、熱焓值、內(nèi)源熒光性以及圓二色性的變化，探究了肌球蛋白二級、三級結(jié)構(gòu)在熱處理?xiàng)l件下的變化規(guī)律。其結(jié)果表明，在5-90℃加熱30 min，肌球蛋白濁度隨著溫度升高先增加后減小，在45℃時達(dá)到最大值。鰱肌球蛋白三級結(jié)構(gòu)隨加熱溫度的變化分為三個階段：在40℃以下肌球蛋白的三級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高；在45-65℃，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性急劇下降，三級結(jié)構(gòu)變性隨溫度升高自發(fā)進(jìn)行，展開速率較快；溫度上升至

7、85℃時，空間構(gòu)象完全展開。鰱肌球蛋白二級結(jié)構(gòu)隨溫度的變化規(guī)律：隨著溫度的升高，α螺旋含量顯著下降（P<0.05）；β折疊和β轉(zhuǎn)角含量顯著增加（P<0.05）；無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)也有所增加但變化不顯著（P>0.05）。不同溫度下α螺旋結(jié)構(gòu)和β折疊結(jié)構(gòu)的變化率完全一致，變化速率幾乎相同，因此表明熱處理可能引起肌球蛋白二級結(jié)構(gòu)的α螺旋向β折疊轉(zhuǎn)變。β轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)的變化程度以及速率都高于α螺旋和β折疊，即肌球蛋白的β轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)受外界溫度上升的影響更大。<