不同加熱溫度對(duì)鳙魚(yú)肌球蛋白聚集行為的影響及其機(jī)理研究.pdf

1、鳙魚(yú)是屬于高蛋白、低膽固醇的魚(yú)類(lèi)，是人們?nèi)粘Ｊ秤玫牡~(yú)之一。魚(yú)糜深加工是提高鳙魚(yú)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的有效途徑之一，由于淡水魚(yú)與海水魚(yú)的生活環(huán)境有較大區(qū)別，其肌肉蛋白凝膠特性存在較大差異，因此需要研究淡水魚(yú)的凝膠特性。目前對(duì)鳙魚(yú)肌肉蛋白熱誘導(dǎo)凝膠化已有研究報(bào)道，但對(duì)蛋白質(zhì)熱變性過(guò)程中蛋白簇的形成及其對(duì)最終凝膠特性影響的報(bào)道較少。本課題以鳙魚(yú)肌球蛋白為研究對(duì)象，利用流變儀、圓二色譜、動(dòng)態(tài)光散射、掃描電鏡、原子力顯微鏡等技術(shù)研究了加熱溫度對(duì)肌球蛋白結(jié)

2、構(gòu)和聚集行為的影響，探明了不同加熱溫度下肌球蛋白的流變行為，探究了不同溫度對(duì)肌球蛋白的變性速率和聚集速率的影響，闡述了不同溫度下凝膠化過(guò)程中肌球蛋白簇的形成差異及對(duì)最終凝膠特性的影響。結(jié)果為鳙魚(yú)魚(yú)糜加工提供了理論依據(jù)，本研究對(duì)于促進(jìn)我國(guó)淡水魚(yú)魚(yú)糜加工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。主要研究結(jié)果如下：
　　1.利用圓二色譜法和生物化學(xué)等方法對(duì)不同加熱溫度下的鳙魚(yú)肌球蛋白的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，分析了肌球蛋白在不同溫度下的變性速率與聚集速率的

3、差異。結(jié)果表明：鳙魚(yú)肌球蛋白的解鏈溫度在40℃左右；和50℃加熱處理相比，90℃加熱會(huì)使肌球蛋白發(fā)生更高程度的去折疊，表明肌球蛋白在90℃下的變性速率更快，構(gòu)象更加不穩(wěn)定；肌球蛋白在50℃下加熱30 min時(shí)表面疏水性達(dá)到最大值，而90℃下的肌球蛋白加熱15 min時(shí)即達(dá)到最大值，且90℃下的表面疏水性更高。肌球蛋白在加熱過(guò)程中，相互聚集引起濁度發(fā)生明顯的變化，50℃下濁度隨加熱時(shí)間的延長(zhǎng)呈上升趨勢(shì)，而在90℃下，加熱第6 min時(shí)，濁

4、度即達(dá)到最大值，隨后呈下降趨勢(shì)，90℃下濁度的下降是由蛋白質(zhì)的沉降引起的。分析表明濁度的增加是由溶液中肌球蛋白簇的形成引起的，但是兩個(gè)溫度下蛋白簇的形成存在差異，50℃下形成的蛋白簇增長(zhǎng)緩慢顆粒較小且呈現(xiàn)不易沉淀的懸濁態(tài)，而90℃下形成的肌球蛋白簇顆粒增長(zhǎng)迅速顆粒較大易于沉淀，這可能由其聚集速率更快引起的。
　　2.利用流變儀研究了不同溫度處理的肌球蛋白流變學(xué)行為。結(jié)果表明：50℃和90℃熱處理下的肌球蛋白的G'的關(guān)鍵點(diǎn)差別較大。

5、在50℃下，G'會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)峰值，而90℃下只出現(xiàn)一個(gè)峰值；此外，50℃下的肌球蛋白，G'隨預(yù)加熱時(shí)間的延長(zhǎng)呈上升趨勢(shì)，而90℃下的則呈下降趨勢(shì)。這可能是由于肌球蛋白兩個(gè)溫度下展開(kāi)與聚集的速率不同導(dǎo)致中間階段所形成的蛋白簇狀態(tài)不同引起的。50℃加熱條件下，肌球蛋白分子的展開(kāi)速率較高而聚集速率較低，肌球蛋白通過(guò)頭部結(jié)合形成的尾部向外伸展的開(kāi)放型蛋白簇，故G'隨加熱時(shí)間延長(zhǎng)而升高，進(jìn)一步形成凝膠的能力也相應(yīng)增加；90℃加熱條件下，肌球蛋白分子

6、的展開(kāi)速率較高但聚集速率也較高，肌球蛋白可通過(guò)頭部、頭尾和尾部結(jié)合形成的閉合型簇，只有少許尾部外展且隨加熱時(shí)間延長(zhǎng)減少，因此G'隨加熱時(shí)間延長(zhǎng)而降低，最終導(dǎo)致凝膠形成能力下降。結(jié)合凝膠電泳分析發(fā)現(xiàn)，50℃加熱處理下，肌球蛋白重鏈沒(méi)有發(fā)生水解，而90℃下肌球蛋白重鏈發(fā)生降解，且預(yù)加熱時(shí)間越長(zhǎng)，肌球蛋白重鏈降解程度越大，肌球蛋白重鏈對(duì)凝膠形成起關(guān)鍵作用，這可能是造成90℃下形成凝膠能力差的另一個(gè)原因。
　　3.利用動(dòng)態(tài)光散射、掃描電鏡

7、和原子力顯微鏡技術(shù)研究了肌球蛋白的聚集行為。動(dòng)態(tài)光散射結(jié)果表明：肌球蛋白在2個(gè)溫度下加熱所形成的聚集物的大小比較均勻，50℃下的肌球蛋白聚集速率較慢，形成的蛋白簇粒徑較??；在90℃下肌球蛋白聚集速率很快，形成的蛋白簇粒徑較大，與濁度和G'測(cè)定結(jié)果一致；原子力顯微鏡結(jié)果顯示未加熱的肌球蛋白主要以單體或纖絲（低聚體）的形式存在，分散比較均勻；相較于50℃熱處理，肌球蛋白在90℃下的聚集行為更加劇烈，隨加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，聚集體的體積增加的更迅速